[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchbeutelmaschine zum Herstellen von mit
Seitenfalten versehenen Packungen, wobei die Packungen aus einem bahnförmigen Material
hergestellt werden, welches kontinuierlich mittels einer Formschulter zu einem Schlauch
unter anschließender Bildung einer Längsnaht geformt wird, wobei die Kopf- und Bodennaht
mittels mindestens eines Paares zyklisch auf annähernd kreisförmigen Bahnen rotierender
und zueinander parallel geführter Querschweiß-/Quersiegelbacken gebildet wird, mit
einer mit einem Pleuel gekoppelten Kurbelscheibe, sowie mit Seitenfaltenstechern,
welche quer zur Bewegungsrichtung eines Folienschlauches bewegbar an einem Führungselement
gelagert sind.
[0002] Die Herstellung von Schlauchbeuteln auf Form,- Füll,- und Siegelmaschinen ist z.B.
aus der US-PS 4 391 081 bekannt. Die an einem Füllrohr anliegenden, umlaufenden Reibriemen
ziehen die von einer Rolle zugeführte Folienbahn über eine Formschulter, wobei die
zunächst flache Folie zu einem Schlauch geformt wird. Durch Siegeln oder Verschweißen
der überlappenden Ränder wird die Längsnaht geformt. Die Formschulter ist mit einem
Füllrohr verbunden, so daß die zu verpackende Ware von oben durch das Füllrohr in
den Schlauch eingefüllt werden kann. Unterhalb des Füllrohres werden mittels einer
Quersiegelstation die Bodennaht und gleichzeitig die Kopfnaht des vorangegangenen
Beutels gebildet, wobei die beiden Beutel mittels eines Trennmessers voneinander getrennt
werden. Die Bewegung der Quersiegelbacken, die quer zur Bewegungsrichtung des Beutelmaterials
liegen, erfolgt hier zyklisch in einer Ebene, um nach erfolgter Siegelung den gefüllten
Beutel nach unten weiter-transportieren zu können.
[0003] Aus der US-PS 4 815 253 ist eine in dieser Weise arbeitende Schlauchbeutelmaschine
bekannt geworden, die eine Vorrichtung zur Herstellung standfähiger Beutel zeigt.
Mittels Seitenfaltenstecher werden unterhalb und oberhalb der Siegelbacken kurz vor
der Siegelung die Seitenwände nach innen gefaltet. Nach erfolgter Siegelung wird der
Beutel nach unten transportiert, wobei dieser in einer aus zwei gegenüberliegenden
U-förmigen Elementen gebildeten Formkammer noch einmal in eine rechteckige Form gebracht
wird, bevor dessen Kopfnaht gebildet wird und die Trennung vom nachfolgenden Beutel
erfolgt.
[0004] Es ist auch Stand der Technik, die rechteckige Form des herzustellenden Beutels dadurch
zu unterstützen, daß das Füllrohr selbst zumindest im unteren Bereich einen rechteckigen
Querschnitt aufweist. Es ist aber auch bekannt, das gesamte Rohr rechteckig zu gestalten,
wobei die Formschulter durch geeignete Formgebung die flache Bahn in einen rechteckigen
Schlauch umformt.
[0005] Nachteilig bei diesen intermittierend arbeitenden Verpackungsmaschinen ist, daß aufgrund
von Stillstandszeiten bei der Quersiegelbackenbewegung sowie beim Folienabzug die
Maschinenleistung nach oben hin begrenzt ist. Insbesondere durch die sehr hohe Folienbeschleunigung
ist der Reibschluß zwischen Folie und Reibriemen nicht mehr gewährleistet, so daß
durch Schlupf die eingestellte Beutellänge nicht mehr erreicht wird.
[0006] Um diesen Nachteil der intermittierenden Schlauchbeutelmaschine zu beseitigen, wird
in der EP-PS 226 693 eine Vorrichtung mit kontinuierlicher Arbeitsweise beschrieben.
Im Gegensatz zu den vorangegangenen Vorrichtungen wird der Hüllstoff kontinuierlich
von der Rolle abgezogen, zu einem Schlauch geformt und der Quersiegelstation zugeführt.
Die Längssiegelung erfolgt ebenfalls kontinuierlich. Die Siegelbacken der Quersiegelstation
beschreiben in diesem Fall eine im wesentlichen kreisförmige Bahn, wobei durch Wegfall
von Stillstandszeiten der Backenbewegung erheblich höhere Maschinenleistungen möglich
sind. Aufgrund des linearen Bereichs der Steuerkurve sowie der verschiebbaren Anordnung
des Quersiegelbackenträgers ergibt sich ein Siegel-/Schweißweg, über den sich die
Siegelbacken bei geeigneter Antriebssteuerung synchron mit der Folie bewegen. Bei
dieser Schlauchbeutelmaschine ist nur die Herstellung von sog. Flachbeuteln möglich.
[0007] Den nächstkommenden Stand der Technik bildet die DE-OS 40 05 078. Diese Druckschrift
zeigt eine der Quersiegelstation nachgeordnete Klotzbodenstation, welche Seitenfaltenstecher-Werkzeuge
aufweist, welche horizontal bewegbar gelagert sind. Die Bewegung der Werkzeuge wird
über eine Nockenbahn gesteuert, welche direkt den Werkzeugen zugeordnet ist. Bei dieser
vorbekannten Vorrichtung kann es sich als nachteilig erweisen, daß die Nockenbahn
zur Steuerung der horizontalen Bewegung der Seitenfaltenstecher-Werkzeuge in ihrer
Drehgeschwindigkeit nicht in ausreichender Weise mit der Bewegung der Quersiegelbacken
und des Folienschlauches synchronisiert werden kann. Insbesondere bei kürzeren Taktzeiten
und höheren Produktionsgeschwindigkeiten können sich deshalb erhebliche Probleme ergeben.
[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Seitenfaltenvorrichtung für eine
kontinuierlich arbeitende Schlauchbeutelmaschine zu schaffen, die bei einfachem Aufbau
und betriebssicherer Arbeitsweise standfähige Beutel oder solche mit eingelegter Seitenfalte
erzeugt.
[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst, die
Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile
aus. Da die Seitenfaltvorrichtung in vertikaler Richtung synchron mit den Quersiegelbacken
bewegt wird, tritt während des eigentlichen Arbeitsablaufs zwischen beiden keine Relativgeschwindigkeit
auf. Infolge der dadurch geschaffenen festen räumlichen Beziehung läßt sich der Arbeitsvorgang,
wie er bei intermittierend arbeitenden Maschinen bekannt ist, auf die kontinuierlich
arbeitende übertragen. Auf diese Weise ist eine einwandfreie Qualität der Beutel zu
erreichen.
[0011] Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Vertikalbewegung von Seitenfaltvorrichtung
und Quersiegelbacken während des gesamten Maschinenzyklus synchron verläuft, da hierdurch
die Einstellungs- und Umrüstarbeiten wesentlich vereinfacht werden.
[0012] Die synchrone Bewegung wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht,
daß der Antrieb der Seitenfaltvorrichtung mit der Quersiegelstation betriebsverbunden
ist. Insbesondere durch eine mechanische Koppelung ist die Abstimmung der Bewegungen
in jeder Arbeitsphase der Schlauchbeutelmaschine gewährleistet.
[0013] Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Vertikalbewegung durch ein Pleuel erzeugt
wird, wobei die vertikale Bewegungsrichtung der Seitenfaltvorrichtung mittels einer
Führung vorgegeben ist. Hiermit wird die Anzahl der Bauteile auf ein Minimum reduziert.
[0014] In einer besonders günstigen Weiterentwicklung wird auch der Arbeitshub der Seitenfaltenstecher
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlauchmaterials mechanisch erzeugt. Dadurch
ist es möglich, die gesamte Vorrichtung ohne aktive Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise
Pneumatikzylinder etc., zu betreiben. Die Einstellung ist dadurch wesentlich einfacher
und läßt sich auch durch nicht speziell geschultes oder ausgebildetes Personal vornehmen.
[0015] Ein besonderer Vorteil ergibt sich insgesamt dadurch, daß die Vorrichtung keine Versorgungsleitungen
für Luft oder Strom benötigt, so daß bei einem Ausfall der Versorgung kein unbeabsichtigtes
Aufeinandertreffen von Bauteilen möglich ist, welches u.U. eine Zerstörung der Vorrichtung
zur Folge haben könnte.
[0016] Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen Formkasten unterhalb der Seitenfaltvorrichtung
anzubringen, der ebenfalls synchron mit dieser sowie mit den Quersiegelbacken in vertikaler
Richtung auf- und abbewegt wird. Der Beutel läßt sich dann während der Siegelung der
Kopfnaht noch einmal nachträglich in eine rechteckige Form bringen.
[0017] Besonders vorteilhaft ist es, den Beutel während der Formgebung durch eine Platte
von unten abzustützen. Aufgrund der noch heißen Bodennaht kann ein verbleibendes Umlegen
zum Boden erreicht werden. Der Beutel erreicht somit eine besondere Standfestigkeit.
Es ist aber auch möglich, das Umlegen der Bodennaht durch einen Luftstrahl zu bewirken.
Dieses hätte gleichzeitig den Vorteil der verbesserten Bodennahtkühlung und damit
der höheren Nahtfestigkeit.
[0018] Von besonderem Vorteil ist es, daß die Vorrichtung auf unterschiedliche Radien der
Siegelbackenbewegung eingestellt werden kann, indem der Pleuelhub für die Seitenfaltvorrichtung
ebenfalls den veränderten Bedingungen angepaßt wird. Dieses ist insbesondere dann
erforderlich, wenn bei großen Radien große Beutelformate hergestellt oder bei kleinen
Radien hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Schlauchbeutelmaschine erreicht werden sollen.
[0019] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, den horizontalen Arbeitshub
der Seitenfaltenstecher den unterschiedlichen Formaten anzupassen, ohne daß die Faltwerkzeuge
gewechselt werden müssen. Hierfür sind nur geringfügige Umstellarbeiten nötig. Der
Wegfall von Format teilen gewährleistet eine bessere Handhabbarkeit.
[0020] Bei der erfindungsgemäßen Schlauchbeutelmaschine ist somit sowohl die Bewegung der
Quersiegelbacken als auch der Seitenfaltenstecher-Werkzeuge durch einen einzigen Antrieb
hervorgerufen, nämlich die Drehung der Kurbelscheibe. Es ist somit auf besonders einfache
Weise möglich, die Vertikalbewegung der Quersiegelbacken und die Horizontalbewegung
der Seitenfaltenstecher-Werkzeuge zu synchronisieren. Diese Synchronisation liegt
somit während des gesamten Bewegungsablaufs vor, nicht etwa, wie bei ähnlichen Vorrichtungen,
welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, nur zu Beginn und zum Ende der jeweiligen
Bewegung eines Arbeitstaktes. Weiterhin ist es auf besonders einfache Weise möglich,
sowohl den Pleuelhub der Haltevorrichtung, d.h. den vertikalen Hub der Quersiegelbacken
als auch den horizontalen Hub der Seitenfaltenstecher-Werkzeuge einzustellen und den
jeweiligen Beutelgrößen, Taktgeschwindigkeiten und ähnlichem anzupassen.
[0021] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- einen fertigen Beutel mit eingelegter Seitenfalte und Standboden in Vorderansicht,
Seitenansicht und Draufsicht,
- Fig. 2 und Fig. 3
- eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Seitenfaltvorrichtung, und
- Fig. 4
- eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0022] In Fig. 1 ist ein gattungsgemäßer Beutel 1 abgebildet, wie er mit Hilfe einer Seitenfaltvorrichtung
hergestellt wird.
[0023] Der Beutel weist im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Kopf- sowie
die Bodennaht 2, 3 sind von den Seitenflächen 4 her nach innen eingefaltet. Der Kopfbereich
bildet so einen Giebel 5. Der Bodenbereich wird weiter nach innen gefaltet als der
Kopfbereich, wobei sich nach anschließendem Umlegen der Naht eine nahezu rechteckige
Grundfläche ergibt, die dem Beutel eine gewisse Standfähigkeit ermöglicht. Es ist
aber auch möglich, sowohl Kopf- wie auch Bodenbereich giebelförmig auszugestalten.
[0024] Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Seitenfaltvorrichtung.
Der vom Hauptantrieb kommende Zahnriemen 6 treibt mittels der Zahnscheibe 7 und der
Welle 8 eine Kurbelscheibe 9 an. Die Welle 8 ist in einem Rahmen 10 gelagert, der
zur Halterung der Quersiegelstation und der Seitenfaltvorrichtung vorgesehen ist.
Zwischen dem Rahmen 10 und der Kurbelscheibe 9 befindet sich eine Topfkurve 11, die
wiederum an einer Haltescheibe 12 befestigt ist. Die Topfkurve 11 kann gegenüber der
Haltescheibe 12 in Drehrichtung verschoben und in einer vorgesehenen Position mittels
einer Klemmschraube 13 fixiert werden.
[0025] An der Kurbelscheibe 9 ist ein Pleuel 14 gelagert, das mit einer Haltevorrichtung
15 verbunden ist. Die Haltevorrichtung 15 wiederum wird mittels Rollen 16 und einem
Führungselement 17 so geführt, daß nur eine vertikale Auf- und Abwärtsbewegung gemäß
des vorgegebenen Pleuelhubs P möglich ist.
[0026] An der Haltevorrichtung 15 befinden sich ein weiteres Führungselement 18 sowie zwei
Führungsstangen 19, 20. Am oberen und unteren Ende des Führungselementes 18 ist jeweils
ein Haltestab 21, 22 vorgesehen, an dem die Seitenfaltenstecher 23, 24 angeordnet
sind.
[0027] Fig. 4 zeigt die vertikale Position der Seitenfaltenstecher 23, 24, wobei jeweils
einer gerade über bzw. unter der Siegelbacke 25 angeordnet ist.
[0028] Die Quersiegelbacken sind bei der zu betrachtenden Quersiegelstation über jeweils
einen Träger 26 an einem Paar von Kurbelarmen 27 angeordnet, die wiederum über zwei
Verbindungslenker 28 mit einem zweiten Paar Pleuelarme 29 zur Parallelführung der
Siegelbacken verbunden sind. Durch den sich dadurch ergebenden Viergelenkmechanismus
erhält man eine Parallelführung der Siegelflächen zueinander.
[0029] Da nun sowohl die Quersiegelbacken 25 wie auch die Seitenfaltvorrichtung von ein
und demselben Antrieb 31 angetrieben werden, bleibt die in der Zeichnung skizzierte
Zuordnung in vertikaler Richtung über einen ganzen Arbeitszyklus erhalten, wodurch
ein Auftreffen der Seitenfaltenstecher 23, 24 auf die Siegelbacken 25 nach einmalig
erfolgter Einstellung unmöglich ist. Hierdurch ist ein Höchstmaß an Betriebssicherheit
gewährleistet.
[0030] Der zum Herstellen einer Seitenfalte nötige Hub H wird durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung wie folgt erzeugt: Der Stift 32, der drehbar und axial verschiebbar in
der Kurbelscheibe 9 gelagert ist, liegt an der Oberfläche der Topfkurve 11 auf und
fährt bei einer Drehung der Kurbelscheibe 9 dessen Kontur ab. Zu dem Zeitpunkt, an
dem die Zustellung der Seitenfaltenstecher 23, 24 erfolgen soll, passiert der Stift
32 eine Erhebung der Kurvenkontur, wodurch eine Zustellung in axialer Richtung erfolgt.
Am Stift 32 außerhalb der Kurbelscheibe 9 liegt ein Kipphebel 33 auf, der am Gelenk
34 schwenkbar gelagert ist. Am entgegengesetzten Ende ist ein weiteres Koppelgelenk
35 angeordnet, an dem sich ein Arm 36 anschließt. Zwischen den Gelenken 34, 35 drückt
ein mittels einer Feder 37 vorgespannter Stift 38 gegen den Kipphebel 33 und erzeugt
so eine genügend große Rückstellkraft für den Kipphebel 33 und die Auflagekraft für
den Kurvenstift 32.
[0031] Bei Erzeugung des Arbeitshubes H wird die vorgespannte Feder 37 weiter zusammengedrückt.
Der Arm 39, der am Drehpunkt 40 schwenkbar gelagert und mit dem Arm 36 fest verbunden
ist, schwenkt mit seinem oberen Teil im wesentlichen horizontal und in radialer Richtung
zum Folienschlauch 41. Durch Kulissenführung mittels eines Nockens 42 und einer länglichen
Aussparung 43 im Arm 39 wird das Führungselement 18 aus der gestrichelt gezeichneten
Stellung A in die Stellung B geschoben. Nach Zurücklegen des Hubs schließen die Siegelbacken
25, um die Siegelnähte 2, 3 und den Trennschnitt auszuführen.
[0032] Kurz vor der Trennung der Siegelbacken 25 werden die Seitenfaltenstecher 23, 24 wieder
in Stellung A zurückgefahren. Dieses geschieht dadurch, daß der Stift 32 die erhabene
Stelle der Topfkurve 11 passiert hat und die Arme 33, 36, 39 aufgrund der mittels
der Feder 37 erzeugten und durch den Stift 38 übertragenden Rückstellkraft in ihre
Ausgangsstellung zurückfahren.
[0033] An der Haltevorrichtung kann darüber hinaus eine weitere Haltestange 44 angeordnet
sein, an der ein U-förmiges Blech 45 befestigt ist. Die beiden gegenüberliegenden
Bleche 45 ergeben beim Zusammenfahren der Seitenfaltvorrichtung einen rechteckigen
Schacht, der den Beutel 1 zusätzlich in eine rechteckige Form bringt.
[0034] Die Bleche 45 wie auch die Seitenfaltenstecher 23, 24 sind Formatteile und können
bei veränderter Beutelgeometrie gegen andere Teile ausgetauscht werden. Insbesondere
ist es möglich, die Bodennaht eines Beutels mit einem Faltdreieck bekannter Art so
flach wie möglich zu gestalten, so daß eine Standfläche erzeugt wird.
[0035] Soll bei einem Formatwechsel der Arbeitshub H verändert werden, so ist dieses durch
vertikales Versetzen des Nockens 42 auf dem Führungselement möglich, so daß das Führungselement
in die Stellung B' geschoben wird.
[0036] Die Standfähigkeit eines Beutels kann dadurch erhöht werden, in dem die Bodennaht
3 mittels einer Vorrichtung 46 umgelegt wird. Die Vorrichtung 46 ist unterhalb des
Beutelschachtes angeordnet. Hier kann eine schwenkbare Platte, eine Blasvorrichtung
oder eine Kombination beider zum Einsatz kommen.
[0037] Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr
ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs und
Modifikationsmöglichkeiten.
1. Schlauchbeutelmaschine zum Herstellen von mit Seiten-falten versehenen Packungen,
wobei die Packungen aus einem bahnförmigen Material hergestellt werden, welches kontinuierlich
mittels einer Formschulter zu einem Schlauch unter anschließender Bildung einer Längsnaht
geformt wird, wobei die Kopf- und Bodennaht mittels mindestens eines Paares zyklisch
auf annähernd kreisförmigen Bahnen rotierender und zueinander parallel geführter Querschweiß-/Quersiegelbacken
gebildet wird, mit einer mit einem Pleuel (14) gekoppelten Kurbelscheibe (9), sowie
mit Seitenfaltenstechern (23, 24), welche quer zur Bewegungsrichtung eines Folienschlauches
(41) bewegbar an einem Führungselement (18) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungselement (18) an der Haltevorrichtung (15) gelagert ist, und daß das
Führungselement (18) mit einem schwenkbar an der Haltevorrichtung (15) gelagerten
Arm (39) gekoppelt ist, welcher mit einem Kipphebel (33) in Betriebsverbindung ist,
welcher schwenkbar an dem Pleuel (14) gelagert ist und dessen unterer Endbereich im
Bereich der Kurbelscheibe (9) mit einem dieser zugeordneten Kurvenelement (11) zusammenwirkt.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kurbelscheibe (9) im
Lager des Pleuels (14) ein horizontal bewegbarer Stift (32) gelagert ist, welcher
die Kurbelscheibe (9) durchgreift und dessen eines Ende gegen das Kurvenelement (11)
und dessen anderes Ende gegen den Kipphebel (33) anliegt.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (33) an
seinem mittigen Bereich mittels eines Gelenks (34) an dem Pleuel (14) gelagert ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich
der Lagerung des Pleuels (14) an der Haltevorrichtung (15) ein in Richtung auf den
Kipphebel (33) federvorgespannter, längs bewegbarer Stift (38) angeordnet ist, welcher
zur Vorspannung des Kipphebels (33) gegen diesen anliegt.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement
(11) in Form einer an einem Rahmen (10) der Verpackungsmaschine gelagerten Topfkurve
ausgebildet ist, welche konzentrisch zu der Kurbelscheibe (8) angeordnet ist.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement drehbar an
dem Rahmen (10) gelagert ist und mittels einer Feststelleinrichtung (13) in beliebiger
Drehlage relativ zu dem Rahmen (10) fixierbar ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (39)
über eine Langlochführung (43) mit dem Führungselement (18) gekoppelt ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (39)
über ein mehrere Freiheitsgrade aufweisendes Koppelgelenk (35) mit dem Kipphebel (33)
verbunden ist.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des
Pleuels (14) einstellbar ist.
10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haltevorrichtung
(15) Mittel (46) zum Umlegen einer Bodennaht (3) eines Beutels (1) angeordnet sind.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haltevorrichtung
(15) Mittel (45) zum rechteckigen Formen eines Beutels (1) angeordnet sind.