CH389492A - Verpackungsmaschine, insbes. zur Herstellung von flachbeutelähnlichen Packungen - Google Patents

Description

  
 



  Verpackungsmaschine, insbes. zur Herstellung von flachbeutelähnlichen Packungen
Zur Herstellung von Flachbeutel-Packungen aus heissiegelfähigen Materialien werden häufig Schliesswalzen verwendet, die entsprechende Aussparungen für das Füllgut besitzen und zwischen welchen die Materialbahn beim Durchlaufen verschweisst wird.



  Diese Walzen werden normalerweise durch Federdruck gegeneinander gepresst, wobei der Federdruck regulierbar ist, damit man den Walzendruck der Struktur des Verpackungsmaterials anpassen kann.



   Es gibt hier u. a. auch Maschinen, die in die Walzen eingebaute Schneidmesser haben. Hier wird zum Abschneiden meist ein verhältnismässig hoher Druck gebraucht. Wo dieser aus Packmaterialgründen nicht für den ganzen Beutelherstellungsvorgang beibehalten werden kann, hat man sich bisher dadurch geholfen, dass die Walzen über genaue Kurvenscheiben gegeneinander so abgestützt waren, dass nur im unmittelbaren Schneidbereich der ganze hohe Federdruck wirken konnte. Derartige Anordnungen sind jedoch in Bezug auf die Packmaterialdicke sehr empfindlich.



   Ausserdem hat man bei dieser Anordnung keine Kontrolle mehr über den wirklich auftretenden Druck, da dieser allein durch den vorgegebenen Walzenspalt und die elastischen Kräfte des Packmaterials zustande kommt, so dass der Packstoff auf die Dicke des Walzenspaltes komprimiert wird.



   Ausser in diesem Fall wurde bisher bei derartigen Verpackungsmaschinen eine Walzendruckregulierung nicht vorgenommen, insbesondere wurde nicht beachtet, dass der Druck zwischen den   Walizenflächen    bei gleicher äusserer Kraft auf die Walzen je nach der Länge der jeweiligen Naht unterschiedlich ist.



  So wird die Kraft beispielsweise bei der Herstellung von zwei Längsrändern von je 5 mm Breite auf 10 mm verteilt, während zu einem anderen Zeitpunkt, wenn ein Querverschlussrand von 50 mm Länge hergestellt wird, diese Kraft auf insgesamt 60 mm verteilt werden muss, was einen Heissiegeldruck der Walzen von 1/6 des erstgenannten Wertes ergibt.



   Von diesen Überlegungen ausgehend, macht die Erfindung den Vorschlag, Verpackungsmaschinen der eingangs erwähnten Art mit einer Regeleinrichtung zu versehen, welche den zum   Längs- und    Querverschliessen der Packungen dienenden Schliesswalzendruck regelt und welche selbsttätig nach einem vorgegebenen Programm synchron zum Arbeitsablauf arbeitet.



   Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zum Steuern der Maschine. So kann beispielsweise eine konstante Vorspannung entsprechend der für die Längsränder benötigten Kraft auf die Walzen einwirken, während sämtliche grösseren erforderlichen Kräfte auf eine der oben genannten Arten aufgebracht werden. Es kann jedoch auch die Spitzenkraft als konstante Kraft aufgebracht werden und die Steuerkraft in entgegengesetzter Richtung wirken.



   Da es sich bei dem gestellten Programm darum handelt, dass nur die Kraft geändert werden muss, weil der Verarbeitungsdruck nicht geändert wird, ist zunächst keine Verschiebung der Walzen und somit der Druckangriffspunkte zu erwarten, d. h. man kann von einer praktisch weglosen Kraftregulierung sprechen.



   Diese Tatsache legt den schon oben angeführten Gedanken besonders nahe, zur Druckerzeugung einen Elektromagneten heranzuziehen, der nach dem oben Gesagten je nach Art der Konstruktion ziehend oder drückend angewandt werden kann. Unter Umständen ist eine Kombination eines Elektromagneten mit einer hydraulischen Druckübermittlung noch empfehlenswerter. Der Strom würde in diesem Fall durch  eine mit der Maschine gekoppelte Steuerung entsprechend der Walzenform vorgegeben. Bei dieser Ausführung lässt sich auch eine durch das Packmaterial ausgelöste Druckregulierung ein steuern. Dies kann z. B. bei lichtelektrischem Registerregeln von Vorteil sein, wobei dann z.

   B. der Walzendruck auf einen derartig kleinen Wert reduziert wird, dass beispielsweise ein Schlupf zwischen Walzen und Packmaterial, oder vollkommenes Durchrutschen des Packmaterials zwischen den Walzen erwünscht sein kann.



   Die letztgenannte Anordnung lässt sich besonders auch dort vorteilhaft anwenden, wo durch die Konstruktionsverhältnisse an den Lagerpunkten zur Erzielung eines gleichmässigen Druckes auf die Verarbeitungsfläche verschieden grosse Druckkräfte notwendig sind. Falls diese stets proportional bleiben, was im allgemeinen der Fall sein dürfte, lässt sich beispielsweise alles mit einem Magneten und einem hydraulischen System steuern, wobei nur durch verschiedene Abmessungen der Druckkolben das Druckverhältnis eingestellt werden kann.



   Ausserdem bietet das Elektro- und Hydrauliksystem durch-seine leichte Programmierbarkeit und Veränderlichkeit des Programms besonders gut die Möglichkeit, an schwachen Stellen der Verschweissung durch etwas mehr Druckgabe diesen Stellen nachzuhelfen bzw. das Druckverhältnis  Längsnaht zu Quernaht  zu verändern, oder dann auch noch bei verschiedenen Packmaterialien den ganzen Druckbereich proportional zu verschieben.



   Durch das weglose Regeln   lässt    sich ausserdem, besonders bei einem verhältnismässig starren Aufbau des hydraulischen Leistungssystems in verschiedenen Abständen, d. h. bei verschiedenen Walzendurchmessern, arbeiten, falls ein hydraulischer Rücklauf derart vorgesehen wird, dass im unbelasteten Zustand stets das hydraulische Mittel derartig zum und abfliessen kann, dass die hydraulischen Druckgeber in jeder Lage gehalten werden können und bei Anziehen des Magneten nach Verschluss des Rücklaufs der Aufbau des Anpressdruckes von der jeweiligen Stellung der hydraulischen Druckgeber aus erfolgen kann.



  Andererseits   lässt    sich jedoch auch durch Anwendung mechanischer Zwischenglieder erreichen, dass die Druckgeber stets im gleichen Wegbereich arbeiten.



   In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.



   Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht mit elektrisch gesteuertem Druckgeber,
Fig. 2 ein Schaltschema für die lichtelektrische Steuerung,
Fig. 3 eine andere Anordnung der hydraulischen Druckgeber,
Fig. 4 ein Anordnungsbeispiel für die zusätzliche Verwendung von Druckfedern,
Fig. 5 ein anderes Anordnungsbeispiel mit Druckfedern,
Fig. 6 eine Übertragungsanordnung mit rein mechanischen Mitteln.



   Die Schliesswalzen 1, 2 sind mit den Siegelflächen 3 für den Querverschluss und den Flächen 4 für den Längsverschluss der Flachbeutel versehen. Die Lager 5 der Walze 1 sind gegen die Walze 2 verschiebbar ausgebildet, während letztere in ortsfesten Lagern 6 gelagert ist.



   Zum Andrücken der Walze 1 können ihre Lager 5 durch hydraulisch betätigte Kolben 8, 9 in den Zylindern 10, 11 mit Druck belastet werden. Zu diesem Zweck sind die Zylinder über die Leitung 12 an eine gemeinsame Druckquelle angeschlossen, bestehend aus dem Kolben 13 im Zylinder 14. Der Kolben 13 ist über den Hebel 15 mit dem Magnetkern 16 einer Solenoidspule verbunden, welche über die Leitungen 18 mit Strom gespeist wird, wobei in den Stromkreis ein Regelwiderstand 19 gelegt ist.



   Zur selbsttätigen Einstellung des geeigneten Walzenschliessdruckes ist das Regelorgan des Widerstandes 19 dem Einfluss des periodischen Arbeitsablaufes der Maschine unterworfen, so dass der jeweils zweckmässige Anpressdruck der Walzen durch das Solenoid 16, 17 erzeugt und über die hydraulischen Mittel 8 bis 14 auf die Walze 1, praktisch ohne Verzögerung, übertragen wird. Dabei ist beispielsweise zwischen die Stromquelle 35 für das Solenoid 17 und dem Regelwiderstand 19 eine drehbare Schaltwalze 34 vorgesehen, deren einzelne Kontaktstellen a, b nacheinander der Stromkreis zu den Anschlüssen des Regelwiderstandes 19 schliessen.

   Die Schaltwalze 34 ist über ihre Welle 33 und ein Getriebe 32 an die getriebene Welle 31 der Walze 2 angeschlossen, so dass die Kontakte a, b der Schaltwalze entsprechend dem periodischen Arbeitsablauf der Maschine den Zeitpunkt und die Stärke des auf das Solenoid 17 wirkenden Stromimpulses steuern. Diese Regelung in Abhängigkeit von programmierten, mit dem Arbeitsablauf der Maschine unmittelbar zusammenhängenden Einflussgrössen, lässt sich zusätzlich auch noch auf andere, ausserhalb der unmittelbaren Arbeitsweise der Maschine liegende Einflüsse beziehen. Es kann z. B. die im Zusammenhang mit der Bewegung der Mate  riaibahn    lichtgesteuerte Registerregelung zur Beeinflussung der Druckregelung benützt werden.



   Dazu zeigt Fig. 2 beispielsweise ein Schaltschema.



  Hier steuert die den Walzen zugeführte Packstoffbahn 38 unter Verwendung von Registermarken 39, 39' usw. über eine Fotozelle 40 den Schalter 41. Dieser Schalter ist in einen Stromkreis 42 gelegt, welcher das Relais 43 betätigt, derart, dass bei Erscheinen einer Marke (z. B. 39) der Stromkreis 42 geschlossen wird.



  Dadurch wird auch der   Relaissehalter    45 geschlossen, so dass in Verbindung mit der Schaltwalze 34 eine bestimmte Stromstufe und damit ein bestimmter Walzendruck zur Einwirkung kommt und zwar so lange, bis der Unterbrecher 46 den Stromkreis 42 öffnet, so dass das Relais 43 wieder abfällt Der Unterbrecher 46 steht in zwangsläufiger Antriebsverbindung mit  der Schaltwalze 34 und ist mit einer bestimmten Anzahl von   Unterbrecherstellen    versehen.



   Die Steuerung des Anpressdruckes der Walzen kann z. B. auch dazu benützt werden, durch Verringerung des Walzendrucks ein Weiterbefördern der Packstoffbahn zu verhindern und zwar so lange, bis der Druck durch den maschinenseitigen Einfluss der Steuerung wieder ansteigt.



   Das Anordnungsbeispiel nach Fig. 3 betrifft eine andere konstruktive Gegebenenheit, bei welcher die Walzen 1, 2 nur einseitig in den querbeweglichen Lagern 20, 21 bzw. in den festen Lagern 22, 23 gelagert sind. Dabei ist das Lager 20 durch den Kolben 24 im Zylinder 25 und das Lager 21 durch den Kolben 26 im Zylinder 27 über den Hebel 28 belastbar. über eine Leitung 12 sind die beiden Zylinder 25, 27 an eine gemeinsame Druckquelle angeschlossen, deren Wirkung, wie in Fig. 1 gezeigt, über die Mittel 15 bis 19 geregelt wird.



   Entsprechend den Abständen a und b der Lagermitten von der Wirkungslinie der Druckkraft P und der dadurch gegebenen Momentenverteilung kann durch verschieden grosse Bemessung der hydraulischen Kolben 24, 26 (bzw. bei mechanischen Mitteln durch entsprechend verschiedene Hebellängen) eine gleichmässige Druckwirkung über die ganze Arbeitsfläche der Walzen erzielt werden. Diese Wirkung bleibt über den ganzen Arbeitsbereich gleich, da der hydraulische Druck und die   Koibenkraft    proportional sind.



   Fig. 4 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die hydraulischen Mittel durch zusätzliche Federn 50, deren Vorspannung einstellbar ist, unterstützt werden. Die übrigen Teile dieser Figur stimmen in Bezeichnung und Wirkung mit denjenigen nach Fig. 1 überein. Die  konstante Vorspannung   wird von den Federn 50 geliefert, während die  Spitzenkraft  durch den hydraulischen Druck erzeugt wird.



   Werden, nach einem anderen Vorschlag, die   Zy-    linder 10, 11 über die strichpunktiert gezeichnete Leitung 51 mit der Druckquelle 14 verbunden (wobei dann die Leitung 12 wegfällt), dann ist erreicht, dass die Kraft der Federn 50 zur Spitzenkraft wird, während die gesteuerte hydraulische Kraft aus der Druckquelle 14 auf die Federkraft entlastend wirkt.



   Schliesslich kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass die Federkraft eine Mittelkraft darstellt.



  Dies wird, wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt, dadurch möglich, dass die Druckzylinder 10 und 11 mit zwei Anschlüssen 53 und 54 versehen sind. Diese sind über einen Umschalthahnen 55 an die Druckquelle 14 angeschlossen, so dass je nach Stellung dieses Hahnens der hydraulische Druck die Federkraft unterstützt, oder ihr entgegenwirkt, wodurch auch der resultierende Druck auf die Walze entsprechend verändert wird.



  In Fig. 5 ist auch eine weitere Möglichkeit für die Anordnung der Federn 50 gezeigt, wobei diese zwischen dem Zylinder und dem Walzenlager eingebaut sind. Die Federvorspannung ist dann durch die Verstelleinrichtung 57 veränderbar. Diese Anordnung der Federn 50 kann sinngemäss auch beim Beispiel nach Fig. 4 verwendet werden und hat den Vorteil, dass die Kolbenstange nur auf der vorderen Stirnseite des Zylinders aus diesem herausgeführt ist.



   Abschliessend zeigt Fig. 6 ein Beispiel für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens mit rein mechanischen Mitteln. Dabei wird der Schliesswalzendruck periodisch zum Arbeitsablauf der Maschine von einem besonders geformten Nocken 60 abgenommen und über einen   Stössel    61 auf die Hebel 62 bzw. 63 und von diesen auf die   Schliesswalzenlager    übertragen.



  Zwischen den Hebeln 62 bzw. 63 und den Walzenlagern sind Übertragungsfedern 64 eingeschaltet. Die Drehpunkte 65 bzw. 66 der Hebel 62 bzw. 63 sind so gelegt, dass die Druckkraft an beiden Lagern 5 jeweils gleich gross ist.



   Es sei noch erwähnt, dass bei dieser Anordnung an Stelle der Hebelübertragung zwischen Nocken und Walzenlager eine hydraulische Übertragung vorgesehen sein könnte, indem der Nocken auf den hydraulischen Druckgeber 13 zur Einwirkung gebracht wird. Damit kann dann das in der Nockenform festgelegte Programm in Abhängigkeit vom Arbeitsablauf der Maschine über die z. B. in Fig. 4 gezeigten oder 3 hydraulischen Mittel auf die Schliesswalzen übertragen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verpackungsmaschine, insbesondere zur Hestellung von flachbeutelähnlichen Packungen, bei welcher das Verpackungsmaterial zwischen Walzen hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regeleinrichtung aufweist, welche den zum Längs- und Querverschliessen der Packung dienenden Schliesswalzendruck regelt, und welche selbsttätig nach einem vorgegebenen Programm synchron zum Arbeitsablauf arbeitet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung aus elektrischen und/oder hydraulischen und/oder mechanischen Elementen besteht.

   2. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckerzeugung ein Elektromagnet mit veränderbarer Zugkraft und zur Druckübertragung ein mechanisch-hydraulisches System bestehend aus Druckkolben und Hebeln verwendet wird.

   3. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung zum Ändern des Schliesswalzendruckes aus einer Kombination von elektrischen, hydraulischen und mechanischen Elementen besteht, die es ermöglicht, die Druckänderung auch noch von zusätzlichen, ausserhalb des periodischen Arbeitsablaufes liegenden Einflüssen abhängig zu machen.

   4. Verpackungsmaschine nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung bei lichtelektrischer Registerregelung auf Merkmale auf der Materialbahn anspricht.

   5. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere auf die Schliesswalzen einwirkende Druckkolben mit verschieden grossen Kolbendurchmessern vorgesehen sind.

   6. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulischen Druckkomponente die Vorspannung einer Feder als weitere Komponente zugeordnet ist, wobei die Federkraft gleichen oder entgegengesetzten Wirkungssinn aufweist, wie die hydraulische Kraft.

   7. Verpackungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Programm für die Regeleinrichtung in einem von der Maschine angetriebenen Steuernocken festgelegt ist und von diesem mittels mechanischer und/oder elektrischer und/oder hydraulischer Mittel auf die Walzenlager übertragen wird.