EP3853132A2

EP3853132A2 - Schlauchbeutelformungseinrichtung

Info

Publication number: EP3853132A2
Application number: EP19779413.4A
Authority: EP
Inventors: Tobias Nitsche; Henry Drut
Original assignee: Formerfab GmbH
Current assignee: Formerfab GmbH
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-07-28
Also published as: WO2020058531A3; EP3988459A1; WO2020058531A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlauchbeutelformungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn, für Formungs-, Füll- und Siegelmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung derartige Formungseinrichtungen mit stufenlos verstellbarem Austrittsquerschnitt oder/und mit einer Kommunikationsschnittstelle.

Description

Schlauchbeutelformungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine

Schlauchbeutelformungseinrichtung zur Bildung eines

Schlauchs aus einer Materialbahn, für Formungs-, Füll- und Siegelmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung

derartige Formungseinrichtungen mit stufenlos verstellbarem Austrittsquerschnitt oder/und mit einer

Kommunikationsschnittstelle .

Gattungsgemäße Formungseinrichtungen zur Bildung eines

Schlauchs aus einer Materialbahn sind in großer Vielfalt bekannt. Diese Formungseinrichtungen werden in

Verpackungsmaschinen, die auch als Schlauchbeutelmaschinen oder Formungs-, Füll- und Siegelmaschinen bezeichnet werden, zur Umformung einer ebenen, flexiblen Materialbahn zu einem Schlauch verwendet. Je nach der Laufrichtung der

Materialbahn bei der Umformung unterscheidet man vertikale und horizontale Schlauchbeutelmaschinen.

Vertikale Schlauchbeutelmaschinen werden bevorzugt zur

Verpackung von Schüttgut in Schlauchbeuteln eingesetzt, wogegen horizontale Schlauchbeutelmaschinen insbesondere bei der Verpackung von Stückgut Anwendung finden. Die Umformung der Materialbahn vom ebenen in den schlauchförmigen Zustand vollzieht sich innerhalb der Schlauchbeutelmaschine an einer Formungseinrichtung. Einige Formungseinrichtungen weisen ein Schulterteil auf, an dem der ebene Querschnitt der

Materialbahn zunächst gekrümmt wird, und einen Prismateil, an dem der gekrümmte Querschnitt zu einem geschlossenen Schlauchquerschnitt umgeformt wird. Dieser Typ von

Formungseinrichtungen wird Formschulter genannt. Neben der knitterfreien Umformung, d.h. der Führung der Materialbahn so, dass Falten und Risse im Material

verhindert werden, hat sich als ein Hauptproblem derartiger Formschultern herausgestellt, dass für jeden herzustellenden Schlauchquerschnitt eine eigene Formschulter benötigt wird.

Neben den hohen Kosten, die mit dem Vorhalten mehrerer

Formschultern für ein und dieselbe Schlauchbeutelmaschine verbunden ist, ist an dieser Lösung nachteilig, dass bei einem Formatwechsel längere Stillstandszeiten unumgänglich sind, um die Formschulter auszutauschen, Umlenkwalzen für die Materialbahn neu auszurichten usw.

Daher ist bereits versucht worden, Formungseinrichtungen für Schlauchbeutelmaschinen anzugeben, die in einer Art und Weise verstellbar sind, dass auf relativ einfache Weise eine Anpassung an wechselnde Schlauchquerschnitte vorgenommen werden kann, ohne die Formungseinrichtung im Ganzen

austauschen zu müssen.

DE 10 2005 016 703 Al beschreibt eine insbesondere für vertikale Schlauchbeutelmaschinen geeignete Formschulter zur Umformung einer ebenen Folienbahn zu einem Folienschlauch mit einem aus mindestens einem Schulterteil gebildeten ersten Umformbereich zur Bildung einer gewölbten Folienbahn aus einer ebenen Folienbahn und einem aus mindestens einem Prismateil gebildeten zweiten Umformbereich zur Bildung eines Folienschlauchs aus einer gewölbten Folienbahn, wobei der erste Umformbereich und der zweite Umformbereich entlang einer räumlichen Umformkante aneinander grenzen, bei der wenigstens ein Umformkantenabschnitt der räumlichen

Umformkante durch mindestens zwei Umlenkelemente gebildet ist, wobei mindestens ein Umlenkelement relativ zu einem anderen Umlenkelement und entlang des durch die Umlenkelemente gebildeten Umformkantenabschnitts

verschiebbar angeordnet ist. Die Umlenkelemente sind im Querschnitt keilförmig ausgebildet und die Flanken

benachbarter Umlenkelemente weisen komplementär ausgebildete Führungselemente auf, so dass die Umlenkelemente

teleskopartig zur Verlängerung des Umformkantenabschnitts auseinandergezogen und zur Verkürzung des

Umformkantenabschnitts zusammengeschoben werden können.

In DE 10 2006 013 858 Al wurde die in Fig. 1 dargestellte, verstellbare Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn für eine horizontale

Schlauchbeutelmaschine vorgeschlagen, die einen Schulterteil mit einer Bahneinlaufgeraden zur Umformung der Materialbahn vom ebenen in einen gewölbten Zustand und einen sich

stromabwärts an den Schulterteil anschließenden Prismateil mit einem Bahnauslaufquerschnitt zur Umformung der

Materialbahn vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand aufweist, wobei Schulterteil und Prismateil an einer

Umformkante Zusammenstößen, sowie einen im Bereich des

Bahnauslaufquerschnitts angeordneten Nahtformer zur Bildung einer Längsnaht. Die Formungseinrichtung umfasst eine horizontale Grundplatte, auf der zwei Formungselemente angeordnet sind. Die Formungselemente weisen jeweils in einem Eckbereich des auszubildenden Schlauchquerschnitts einen gekrümmten Umformkantenabschnitt auf. Gerade, d.h. nicht gekrümmte Umformkantenabschnitte sind nur virtuell, d.h. nicht physisch, sondern nur der Wirkung nach, als gedachte, gerade Verbindungen zwischen den gekrümmten

Umformkantenabschnitten vorhanden, da die Packstoffbahn, die die Formungseinrichtung durchläuft, in Bereichen gerader Umformkantenabschnitte bei Wahl einer geeigneten Bahnspannung keine physische Abstützung benötigt. Die

Formungselemente sind an der Grundplatte in Langlöchern verschiebbar angeordnet und an beliebigen Positionen

festlegbar. Die Langlöcher verlaufen jeweils unter einem spitzen Winkel zur Transportrichtung der Packstücke, die in einer Einschubrichtung in den gerade gebildeten

Schlauchquerschnitt eingeschoben werden. Durch diese V- förmige Anordnung der beiden Langlöcher ändert sich der horizontale Abstand der beiden Formungselemente zueinander, wenn sie entlang der Langlöcher verschoben werden, wie aus den beiden Darstellungen ersichtlich ist. Durch diese horizontale Abstandsänderung der Formungselemente ändert sich die (horizontal gemessene) Breite des hergestellten Schlauchquerschnitts, während dessen (vertikal gemessene) Höhe (oder Tiefe) gleich bleibt. Der Nachteil dieser

Formungseinrichtung besteht darin, dass damit zwar die

Breite des erzeugten Schlauches, nicht aber dessen Tiefe, d.h. seine Abmessung senkrecht zur Breite, verändert werden kann .

Die Erfindung geht von einer horizontalen

Schlauchbeutelformungseinrichtung aus, wie sie in DE 10 2006 013 858 Al beschrieben wurde und hier in Fig. 1 in

verschiedenen Ansichten dargestellt ist, nämlich einer

Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn,

- mit einem ersten Umformbereich, in welchem die

Materialbahn von einer Bahneinlaufgeraden bis zu einer

Umformkante geführt und dabei vom ebenen in einen gewölbten Zustand umgeformt wird, - einem sich stromabwärts an den ersten Umformbereich anschließenden zweiten Umformbereich, in welchem die

Materialbahn von der Umformkante bis zu einem

Bahnauslaufquerschnitt geführt und dabei vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand umgeformt wird, die Folgendes umfasst:

- ein Grundgestell,

- zwei auf dem Grundgestell nebeneinander angeordnete, schräg zur Transportrichtung der Materialbahn beweglich gelagerte Formungselemente mit je einem Umformkantensegment, und

- einem im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts angeordneten Nahtformer zur Bildung einer Längsnaht.

Der Nahtformer kann beispielsweise zwei parallele

Führungselemente umfassen, die sich von dem Grundgestellt weg erstrecken, oder in die Platte des Grundgestells als sogenannter Kniepunkt integriert sein. Im letzteren Fall wird für den Nahtformer kein eigenständiges Teil benötigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine bekannte

Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn mit nebeneinander angeordneten

Formungselementen so weiterzuentwickeln, dass sie die

Herstellung unterschiedlich breiter und unterschiedlich tiefer Schlauchquerschnitte auf einfache und kostengünstige Art ermöglicht.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Formungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind

Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Vorgeschlagen wird bei einer Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn des in Fig. 1 dargestellten Typs, dass

- die Formungselemente jeweils ein erstes Teilelement und ein zweites Teilelement umfassen, wobei

- das zweite Teilelement in einer Minimalstellung an das erste Teilelement stößt und

- das zweite Teilelement in der Richtung des

Umformkantensegments unter Bildung einer mit zunehmendem Abstand von dem ersten Teilelement wachsenden Lücke in der Umformkante bis zu einer Maximalstellung verstellbar ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorgeschlagenen

Formungseinrichtung ist vorgesehen, dass das zweite

Teilelement im gesamten Bereich von der Minimalstellung bis zur Maximalstellung an jeder beliebigen Position arretierbar ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den

Schlauchquerschnitt auch in der zweiten Raumrichtung

stufenlos zu verstellen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen

Formungseinrichtung ist vorgesehen, dass an den beiden

Teilelementen des Formungselements ein Überbrückungselement so angeordnet ist, dass es den Abstand zwischen dem ersten Teilelement und dem zweiten Teilelement überbrückt und die Lücke in der Umformkante schließt. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das

Überbrückungselement einen flexiblen, beispielsweise

halbsteifen prismatischen Stab umfasst. Das

Überbrückungselement kann vorteilhaft beispielsweise aus Edelstahl oder aus einem Kunststoff bestehen.

Das Überbrückungselement bildet somit im Bereich der Lücke zwischen den beiden Teilelementen eine flexible Fortsetzung der ansonsten unterbrochenen Umformkante. Das flexible

Material des Überbrückungselements kann an einem ersten Teilelement fest und an dem zweiten Teilelement gleitend angeordnet sein, so dass es in dem zweiten Teilelement verschwindet, wenn es nicht benötigt wird, und beim

Auseinanderbewegen der Teilelemente kontinuierlich

nachrückt, so dass die Lücke der Umformkante stets

geschlossen bleibt. Anschließend kann das

Überbrückungselement an dem zweiten Teilelement arretiert werden .

Um einen teil- oder vollautomatischen Betrieb der

Formungseinrichtung und insbesondere eine reproduzierbar exakte Einstellung auf ein Packgut anderer Größe zu

ermöglichen kann die Formungseinrichtung außerdem eine

Antriebseinrichtung zum Verstellen der ersten Teilelemente oder/und zum Verstellen der zweiten Teilelemente aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung jeweils nur auf eines der ersten Teilelemente oder/und der zweiten Teilelemente wirkt und die Formungseinrichtung darüber hinaus eine

Synchronisierungseinrichtung zur Synchronisation der

Bewegungen der ersten Teilelemente oder/und zur

Synchronisation der zweiten Teilelemente aufweist, die eine auf ein erstes oder zweites Teilelement wirkende Verstellung auf das andere erste bzw. zweite Teilelement überträgt, so dass beide erste Teilelemente bzw. beide zweite Teilelemente gleichmäßig verstellt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungsfiguren näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 2A und 2B verschiedene Ansichten einer

Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut geringer Breite und geringer Höhe,

Fig. 3A und 3B verschiedene Ansichten einer

Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut geringer Breite und großer Höhe,

Fig. 4A und 4B verschiedene Ansichten einer

Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut großer Breite und großer Höhe.

Ein plattenförmiges Grundgestell 2 bildet die Basis der Vorrichtung, auf der Packstücke 4 in einer Transportrichtung bewegt werden, während eine Materialbahn 1 durch

Formungselemente 3 aus einem ebenen Zustand in einen

schlauchförmigen Zustand überführt wird, der die Packstücke 4 umschließt. Das Grundgestell 2 weist Schlitze 21 auf, die dazu dienen, die seitlichen Ränder der Materialbahn mit fortschreitender Umformung unter das Grundgestell 2 zu bringen, wo diese seitlichen Ränder durch einen an der

Unterseite des Grundgestells 2 angeordneten Nahtformer 22 übereinander gelegt werden, so dass sich eine Flossennaht ausbildet, die sodann (durch eine hier nicht gezeigte Schweißeinrichtung) verschweißt werden kann, womit die Bildung eines Verpackungsschlauchs abgeschlossen ist.

Die Formungselemente sind in ähnlicher Weise wie bei bekannten Vorrichtungen symmetrisch zueinander ausgebildet und mittels je eines Verstellführungselements 33, das in einer (hier nicht dargestellten) schlitzförmigen

Verstellbahn des Grundgestells 2 schräg zur

Transportrichtung der Packstücke 4 und der Materialbahn 1 verschiebbar und an jeder beliebigen Position arretierbar ist, wobei die Verstellbahnen V-förmig verlaufen und der Nahtformer 22 im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen angeordnet ist.

Die beiden Formungselemente 3 tragen jeweils ein

Umformkantensegment, d.h. die Umformkante 12 ist nicht einstückig ausgebildet. Durch die hier vorgeschlagene nochmalige Unterteilung der Formungselemente 3 in je ein erstes Teilelement 31 und ein zweites Teilelement 32, das von dem ersten Teilelement 31 getragen wird, sind auch die Umformkantensegmente 12 nochmals geteilt, d.h. jedes der beiden Formungselemente 3 enthält zwei Teilsegmente der Umformkante 12.

Die V-förmige Verstellbarkeit der beiden Formungselemente 3 relativ zum Grundgestell 2 ermöglicht es, wie bei bekannten Vorrichtungen, die Breite des Bahnauslaufquerschnitts 13 zu variieren .

Darüber hinaus ermöglicht es die vorgeschlagene Vorrichtung aufgrund der weiteren Unterteilung der Formungselemente 3 in ein erstes Teilelement 31 und ein zweites Teilelement 32, die Höhe des Bahnauslaufquerschnitts 13 zu variieren. Das zweite Teilelement 32 ist im Ausführungsbeispiel an dem ersten Teilelement 31 durch einen Teleskopstab 34 gehalten, der eine stufenlose Verstellung des zweiten Teilelements ermöglicht, und zwar zwischen einer Minimalstellung, in der das zweite Teilelement 32 das erste Teilelement 31 berührt, so dass die beiden Teilsegmente der Umformkante 12

aneinanderstoßen, und einer Maximalstellung, in der zwischen den beiden Teilsegmenten der Umformkante 12 eine Lücke ist.

Wird das zweite Teilelement 32 aus der Minimalstellung wegbewegt, so entsteht eine größer werdende Lücke zwischen dem ersten Teilelement 31 und dem zweiten Teilelement 32 und damit auch zwischen den beiden Teilsegmenten der Umformkante 12. Diese Lücke wird jedoch geschlossen durch das

Überbrückungselement 35, das im Ausführungsbeispiel ein flexibler Edelstahldraht ist, der am zweiten Teilelement 32 befestigt ist und mit der Bewegung des zweiten Teilelements 32 weg vom ersten Teilelement 31 aus einer Führung gezogen wird, die das erste Teilelement 31 für das

Überbrückungselement 35 aufweist und in der das

Überbrückungselement an jeder beliebigen Stelle mittels eines Arretierungselements 36, das im Ausführungsbeispiel durch eine Schraube realisiert ist, festgelegt werden.

In den Figuren 2A und 2B ist die Vorrichtung gezeigt in einer Einstellung, bei der die beiden Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander den kleinstmöglichen Abstand haben. Dadurch hat der Bahnauslaufquerschnitt 13 die kleinstmögliche Breite. Außerdem befinden sich die zweiten Teilelemente 32 in ihrer jeweiligen Minimalstellung, d.h. sie berühren das jeweilige erste Teilelement 31, wodurch der Bahnauslaufquerschnitt 13 die kleinstmögliche Höhe hat. In den Figuren 3A und 3B ist die Vorrichtung gezeigt in einer mittleren Einstellung, bei der die beiden

Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander einen mittleren Abstand haben. Dadurch hat der

Bahnauslaufquerschnitt 13 eine mittlere Breite. Außerdem befinden sich die zweiten Teilelemente 32 in ihrer

jeweiligen Maximalstellung, wodurch der

Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Höhe hat.

In den Figuren 4A und 4B ist die Vorrichtung gezeigt in einer Einstellung, bei der die beiden Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander den größtmöglichen Abstand haben. Dadurch hat der Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Breite. Die zweiten Teilelemente 32 befinden sich wie in Fig. 3A und 3B in ihrer jeweiligen

Maximalstellung, wodurch der Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Höhe hat.

Formungseinrichtungen, beispielsweise für einen bestimmten Schlauchquerschnitt ausgelegte Formschultern, werden vom Bediener einer Verpackungsmaschine abhängig vom gewünschten Schlauchquerschnitt ausgewählt und in einer

Schlauchbeutelmaschine installiert. Der Ort des

Folieneinlaufs in die Formungseinrichtung wird durch eine Einlaufrolle bestimmt, die Bestandteil der

Verpackungsmaschine ist, in dieser relativ zur

Formungseinrichtung verstellbar ist und entweder durch die Formungseinrichtung vorgegeben ist oder empirisch während des Einrichtens gefunden wird. Der Zeitbedarf hängt im

Wesentlichen vom Folienmaterial und der Erfahrung des

Einrichters ab. Die einzige bekannte Verwendung

elektronischer Komponenten im Zusammenhang mit Formschultern besteht in der Nutzung von RFID-Chips zur Kennzeichnung.

Die Erfindung geht von verstellbaren

Schlauchbeutelformungseinrichtungen aus, bei denen der herstellbare Schlauchbeutelquerschnitt in mindestens einer Dimension veränderbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die

Installation, Einrichtung und Bedienung einer

Schlauchbeutelformungseinrichtung durch eine geeignete Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn mit einem ersten Umformbereich, in welchem die Materialbahn von einer Bahneinlaufgeraden bis zu einer Umformkante geführt und dabei vom ebenen in einen gewölbten Zustand umgeformt wird, und einem sich

stromabwärts an den ersten Umformbereich anschließenden zweiten Umformbereich, in welchem die Materialbahn von der Umformkante bis zu einem Bahnauslaufquerschnitt geführt und dabei vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand umgeformt wird, eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Datenspeicher, einem Prozessor und einer

Kommunikationsschnittstelle vorgesehen wird.

Der Umstand, dass die Formungseinrichtung über eine eigene Datenverarbeitungseinrichtung verfügt, die über eine

Kommunikationsschnittstelle einen Datenaustausch mit anderen Geräten, wie beispielsweise einer ebenfalls zu der

Formungseinrichtung gehörenden Antriebseinrichtung oder/und externen Geräten wie beispielsweise einer Bedien- oder Steuereinrichtung einer Verpackungsmaschine, in die die Formungseinrichtung eingebaut ist, ermöglicht es erstmals, die Formungseinrichtung selbst oder/und die für den

optimalen Betrieb der Formungseinrichtung benötigten

peripheren Maschinenelemente, die zur Verpackungsmaschine gehören können, in komplexen Zusammenhängen so einzustellen und aufeinander abzustimmen, dass optimale Arbeitsergebnisse erzielt werden, d.h. dass eine knitter- und rissfreie

Verpackung hergestellt wird. Damit entfällt der bisher notwendige, sehr arbeitsaufwändige und stark vom Wissen und der Erfahrung des Bedieners der Verpackungsmaschine

abhängige Anpassungsaufwand, um die Formungseinrichtung auf den gewünschten Schlauchbeutelquerschnitt einzustellen oder/und abhängig vom verwendeten Verpackungsmaterial die Materialbahn der Formungseinrichtung mit der richtigen

Bahnspannung , der richtigen Geschwindigkeit und im

richtigen Winkel zuzuführen.

In einer Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die

Formungseinrichtung weiterhin Formungselemente umfasst, die jeweils zumindest einen Abschnitt der Umformkante aufweisen und die zur Änderung eines Querschnitts des Schlauchs verstellbar sind, und eine auf die Formungselemente

einwirkende Antriebseinrichtung zur Verstellung der

Formungselemente umfasst, wobei die

Datenverarbeitungseinrichtung mit der Antriebseinrichtung verbunden ist.

Damit ist es möglich, den herzustellenden

Schlauchbeutelquerschnitt vollautomatisch einzustellen, indem ein Bediener der Verpackungsmaschine an einer Bedien oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine

beispielsweise die gewünschte Breite und Tiefe des herzustellenden Schlauchs eingibt, die Bedien- oder

Steuereinrichtung einen entsprechenden Befehl über die

Kommunikationsschnittstelle an die

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung übergibt, der Prozessor ein Signal an die

Antriebseinrichtung der Formungseinrichtung ausgibt und die Antriebseinrichtung die Formungselemente in die für den gewünschten Schlauchquerschnitt benötigten Positionen bewegt .

Dazu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass im Datenspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung Informationen für den optimalen Betrieb der Formungseinrichtung abgelegt sind. Solche Informationen können beispielsweise Minimalwerte und Maximalwerte der Positionen der Formungselemente umfassen, die für die konkrete Formungseinrichtung gelten und die die minimal und maximal möglichen Abmessungen des herstellbaren Schlauchquerschnitts definieren. Solche Informationen können alternativ oder zusätzlich für bestimmte Materialien, die als Verpackungsmittel genutzt werden können, minimal und maximal zulässige Bahnspannungen, Zuführungs- bzw.

Abzugsgeschwindigkeiten der Materialbahn, Zuführungswinkel der Materialbahn zur Formungseinrichtung usw. umfassen.

Die Einstellung von solchen Parametern wie Bahnspannung, Zuführungs- bzw. Abzugsgeschwindigkeit oder Zuführungswinkel werden nicht durch die Formungseinrichtung selbst, sondern durch periphere Maschinenelemente, die üblicherweise

Bestandteile der Verpackungsmaschine sind, bestimmt und über diese eingestellt. Daher kann die Formungseinrichtung vorteilhaft so ausgestaltet sein, dass die

Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Bedien- oder Steuereinrichtung einer Verpackungsmaschine verbunden ist. Dadurch ist es möglich, dass der Bediener der

Verpackungsmaschine an deren Bedien- oder Steuereinrichtung eingibt, welcher Schlauchquerschnitt benötigt wird und aus welchem Material die Materialbahn besteht, die Bedien- oder Steuereinrichtung diese Daten über die

Kommunikationsschnittstelle an die

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung weitergibt und die Datenverarbeitungseinrichtung einerseits durch Ansteuerung der zur Formungseinrichtung gehörenden Antriebseinrichtung die notwendige Einstellung der

Formungselemente bewirkt und andererseits über die

Kommunikationsschnittstelle an die Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine Werte für die Parameter zurückgibt, die durch Maschinenelemente der

Verpackungsmaschine beeinflusst sind, so dass die Bedien oder Steuereinrichtung diese Maschinenelemente entsprechend einstellen kann.

Weiterhin wird daher ein Verfahren zum Betrieb einer

Formungseinrichtung in einer Verpackungsmaschine

vorgeschlagen, bei dem der Datenverarbeitungseinrichtung über die Kommunikationsschnittstelle ein Befehl zugeleitet wird, der Prozessor aus dem Datenspeicher Informationen ausliest und die Informationen verarbeitet, und der

Prozessor eine Aktion auslöst.

Unter einer Aktion in diesem Sinne soll beispielsweise die Ausgabe von Feedback-Daten an die

Kommunikationsschnittstelle verstanden werden, aber auch die Ausgabe eines Signals an die Antriebseinrichtung der

Formungseinrichtung zur Verstellung der Formungselemente. Ist die Datenverarbeitungseinrichtung der

Formungseinrichtung über die Kommunikationsschnittstelle mit der Bedien- oder Steuereinrichtung einer Verpackungsmaschine verbunden, so können die Feedback-Daten dem Bediener beispielsweise auf einem Bildschirm der Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine angezeigt werden. Solche Feedback-Daten können beispielsweise positiv (Befehl ausgeführt) oder negativ (Befehl unbekannt, Befehl nicht ausführbar) sein.

Die vom Prozessor der Datenverarbeitungseinrichtung

ausgelöste Aktion kann aber auch die Ausgabe eines internen Konfigurationsparameters der Formungseinrichtung oder/und eines externen Einstellparameters für ein Maschinenelement der Verpackungsmaschine an die Kommunikationsschnittstelle sein .

Fordert der Bediener an der Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine beispielsweise Informationen über die aktuelle Einstellung der Formungseinrichtung an, so kann die vom Prozessor ausgelöste Aktion darin bestehen, die aktuelle Breite und Tiefe des Schlauchquerschnitts über die Kommunikationsschnittstelle an die Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine zurückzugeben, die diese Informationen dem Bediener anzeigt.

Fordert der Bediener an der Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine beispielsweise einen bestimmten Schlauchquerschnitt an, so kann die vom Prozessor ausgelöste Aktion darin bestehen, die Antriebseinrichtung so

anzusteuern, dass die Formungselemente in die dafür nötigen Positionen bewegt werden und anschließend eine

Erfolgsmeldung (Befehl ausgeführt) an die Kommunikationsschnittstelle über die

Kommunikationsschnittstelle an die Bedien- oder

Gibt der Bediener an der Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine beispielsweise ein, dass ein bestimmtes Material für die Materialbahn verwendet werden soll, so kann die vom Prozessor ausgelöste Aktion darin bestehen, Werte für die Parameter, die durch Maschinenelemente der

Verpackungsmaschine beeinflusst sind, über die

Kommunikationsschnittstelle an die Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine zurückzugeben, so dass die Bedien- oder Steuereinrichtung diese

Maschinenelemente entsprechend einstellen kann. Auch in diesem Fall kann Bedien- oder Steuereinrichtung der

Verpackungsmaschine diese Informationen dem Bediener

anzeigen .

Das vorgeschlagene Verfahren kann vorteilhaft

weiterentwickelt sein zur realdatenbasierten Optimierung des Verpackungsvorgangs sowie zum maschinellen Lernen. Dazu kann das Verfahren beispielsweise so gestaltet sein, dass durch bidirektionalen Datenaustausch zwischen der

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung und einer Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine ein interner Konfigurationsparameter der Formungseinrichtung oder/und ein externer Einstellparameters für ein

Maschinenelement der Verpackungsmaschine iterativ optimiert wird .

Beispielsweise kann der Bediener der Verpackungsmaschine an der Bedien- oder Steuereinrichtung angeben, dass der Verpackungsprozess nicht optimal läuft, beispielsweise dadurch, dass der gebildete Schlauchbeutel knittert oder reißt oder die Materialbahn seitlich weggleitet. Die

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung kann daraufhin der Bedien- oder Steuereinrichtung der

Verpackungsmaschine über die Kommunikationsschnittstelle einen Vorschlag zur Variation bestimmter externer

Einstellparameter für ein Maschinenelement der

Verpackungsmaschine übermitteln, um solche Parameter wie Bahnspannung, Zuführungs- bzw. Abzugsgeschwindigkeit oder Zuführungswinkel zu verändern. Die Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine kann daraufhin einerseits die entsprechenden Änderungen der externen

Einstellparameter vornehmen und andererseits, ausgelöst durch den Bediener, der den Verpackungsprozess fortlaufend beobachtet, über die Kommunikationsschnittstelle der

Datenverarbeitungseinrichtung eine positive (Erfolg) oder negative (Misserfolg) Feedback-Information zurückgeben.

Wird ein Misserfolg zurückgemeldet, so kann die

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung einen neuen Vorschlag unterbreiten, und die Bedien- oder

Steuereinrichtung wiederum eine Feedback-Information

zurückgeben .

Wird ein Erfolg zurückgemeldet, so kann die

Datenverarbeitungseinrichtung den iterativen Prozess beenden und der Prozessor einen optimierten Parameter in den

Datenspeicher schreiben, der sodann für späteren Abruf in gleichen oder ähnlichen Situationen zur Verfügung steht.

Die erfindungsgemäße Formungseinrichtung trägt durch die Datenverarbeitungseinrichtung in sich Informationen (z.B. in Form von Dateien) , die über ein Gerät, beispielsweise eine Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine, ausgelesen und geändert werden können. Die Kommunikation kann kontaktlos (z.B. über NFC, Infrarot, Bluetooth, WLAN usw.) oder kontaktbehaftet (z.B. über Steckverbindung) stattfinden. Informationen können sein:

- Verwendungsgrenzen der Formungseinrichtung (z.B. minimal und maximal einstellbarer Schlauchbeutelquerschnitt, getestete Materialien der Materialbahn) ,

- Günstige Werte für den Ort und den Winkel des Einlaufs der Materialbahn in die Formungseinrichtung,

- Günstiger Wert für die Bahnspannung der Materialbahn, bei der die Umformung in Tests sicher funktionierte,

- Folientyp, für den die Formungseinrichtung ausgelegt wurde (z.B. allgemein: Kunststofffolie, Papierverbundfolie,

Aluminiumverbund; oder konkret: PP32ym, Folie A und B aus Lieferung Nr. ABC vom DD.MM.YYYY)

- Installationsskizzen mit angenommenen Umweltbedingungen, Schnittstellenangaben und Schnittstellenmaßen.

Die vorgeschlagene Formungseinrichtung enthält eine

Datenverarbeitungseinrichtung, d.h. Hardware und Software, die eine Kommunikation mit Menschen (z.B. über einen

Computer) oder Maschinen (z.B. eine Bedien- oder

Steuereinrichtung einer Verpackungsmaschine) möglich macht. Durch diese Kommunikation kann

- eine von der Formungseinrichtung selbst ausgeführte

Änderung an der Formungseinrichtung hervorgerufen werden (z.B. selbsttätiges Einstellen des herzustellenden

Schlauchbeutelquerschnitts) ,

- die Formungseinrichtung in ihrer Aktivität gestoppt werden,

- der aktuelle Zustand und mögliche Grenzwerte der

Formungseinrichtung dargestellt werden,

- geprüft werden, ob ein geforderter Zustand erreicht werden kann, z.B. Abfragen eines bestimmten

Schlauchbeutelquerschnitt, Abfragen einer bestimmten

Folienbreite,

- die Anforderung an einzustellende Peripherie (periphere Maschinenelemente der Verpackungsmaschine) ermittelt werden, z.B. notwendige Koordinaten des Ablösepunktes der

Materialbahn von der ersten Einlaufrolle (die Einlaufrolle ist nicht Bestandteil der Formungseinrichtung sondern der Verpackungsmaschine und muss für das Funktionieren der

Formungseinrichtung relativ zu dieser eingerichtet werden) ,

- die Informationen in der Formungseinrichtung geändert werden .

Die Energieversorgung der Formungseinrichtung kann

beispielsweise erfolgen

- drahtlos (z.B. über Induktion) oder

- kontaktbehaftet (z.B. über Steckverbindung, Federkontakte, usw . )

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von

Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 5 eine beispielhafte Formungseinrichtung, bei der der Schlauchquerschnitt in zwei Dimensionen einstellbar ist,

Fig. 6 eine beispielhafte Ausgestaltung eines

Programmablaufplans zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betrieb der beschriebenen

Formungseinrichtung, und

Fig. 7 bis 11 jeweils in vergrößerter Darstellung einen Teilbereich des Verfahrens aus Fig. 2.

In Fig. 5 ist eine zeitgleich zum Patent angemeldete

Formungseinrichtung dargestellt, bei der der

Schlauchquerschnitt in zwei Dimensionen einstellbar ist, so dass sowohl die Breite als auch die Tiefe des

Schlauchbeutelquerschnitts variiert werden kann.

Formungselemente 3 aus einem ebenen Zustand in einen

Unterseite des Grundgestells 2 angeordneten Nahtformer 22 übereinander gelegt werden, so dass sich eine Flossennaht ausbildet, die sodann (durch eine hier nicht gezeigte

Schweißeinrichtung) verschweißt werden kann, womit die

Bildung eines Verpackungsschlauchs abgeschlossen ist. Die Formungselemente sind in ähnlicher Weise wie bei bekannten Vorrichtungen symmetrisch zueinander ausgebildet und mittels je eines Verstellführungselements 33, das in einer (hier nicht dargestellten) schlitzförmigen

Verstellbahn des Grundgestells 2 schräg zur

Die beiden Formungselemente 3 tragen jeweils ein

Darüber hinaus ermöglicht es die vorgeschlagene Vorrichtung aufgrund der weiteren Unterteilung der Formungselemente 3 in ein erstes Teilelement 31 und ein zweites Teilelement 32, die Höhe des Bahnauslaufquerschnitts 13 zu variieren.

Das zweite Teilelement 32 ist im Ausführungsbeispiel an dem ersten Teilelement 31 durch einen Teleskopstab 34 gehalten, der eine stufenlose Verstellung des zweiten Teilelements ermöglicht, und zwar zwischen einer Minimalstellung, in der das zweite Teilelement 32 das erste Teilelement 31 berührt, so dass die beiden Teilsegmente der Umformkante 12

Überbrückungselement 35 aufweist und in der das

Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung des

beschriebenen Verfahrens zum Betrieb der beschriebenen

Formungseinrichtung .

Ein Kommunikationsgerät, beispielsweise eine Bedien- oder Steuereinrichtung einer Verpackungsmaschine, ist mit der Datenverarbeitungseinrichtung einer Formungseinrichtung über deren Kommunikationsschnittstelle verbunden. Wie in Fig. 7 dargestellt, verfügt das Kommunikationsgerät über eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Eingabegerät, einem Ausgabegerät und einer Kommunikationsschnittstelle, die mit der Kommunikationsschnittstelle der

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung datenleitend verbunden ist.

Fig. 8 zeigt den Beginn des Verfahrens, an dem die

Kommunikationsschnittstelle überwacht wird. Trifft eine Information ein, so wird diese in einen Befehl mit

Parametern zerlegt. Danach können, abhängig vom

entgegengenommenen Befehl, verschiedene Aktionen ausgelöst werden .

Fig. 9 zeigt zwei mögliche Aktionen. Der linke Verlauf soll einen bidirektionalen Datenaustausch andeuten, bei dem ein oder mehrere Parameter des Umformvorgangs iterativ optimiert werden und die so ermittelten Werte anschließend

abgespeichert werden, wodurch die Formungseinrichtung sozusagen lernt und das Gelernte später wieder abrufen kann. Der rechte Verlauf deutet eine Routine an, bei der der

Bediener der Verpackungsmaschine beispielsweise bestimmte Vorgaben zum Schlauchbeutelquerschnitt oder/und zum Material der Materialbahn macht. Daraufhin ermittelt die

Datenverarbeitungseinrichtung anhand der im Datenspeicher gespeicherten Daten passende Werte für externe

Einstellparameter für Maschinenelemente der

Verpackungsmaschine, beispielsweise die Position der

Einlaufrolle, die den Einlaufwinkel der Materialbahn in die Formungseinrichtung bestimmt, oder dergleichen. Diese Werte werden über die Kommunikationsschnittstelle an die Bedien oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine

zurückgegeben .

Fig. 10 zeigt zwei weitere mögliche Aktionen. Der linke Verlauf zeigt, wie eine einfache Statusabfrage dazu führt, dass die aktuellen Einstellungen der Formungseinrichtung als Rückmeldung an die Bedien- oder Steuereinrichtung der

Verpackungsmaschine zurückgegeben werden. Der rechte Verlauf zeigt, wie ein von der die Bedien- oder Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine vorgegebener Schlauchquerschnitt an der Formungseinrichtung durch die Formungseinrichtung selbst eingestellt wird, indem geprüft wird, ob die geforderten Werte möglich sind, und wenn dem so ist, ein entsprechendes Signal an die Antriebseinrichtung der Formungseinrichtung gegeben wird, so dass die Formungselemente in die

gewünschten Positionen bewegt werden, und anschließend eine Rückmeldung an die Bedien- oder Steuereinrichtung der

Verpackungsmaschine zurückgegeben wird.

Fig. 11 schließlich zeigt das Ende des Verfahrens, nachdem eine positive oder negative Rückmeldung über die

Kommunikationsschnittstelle an die Bedien- oder

Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine gesandt wurde.

Schlauchbeutelformungseinrichtung

Bezugs zeichenliste

1 Materialbahn

11 Bahneinlaufgerade

12 Umformkante

13 Bahnauslaufquerschnitt

2 Grundgestell

21 Schlitz

22 Nahtformer

23 Seitenführung

3 Formungselement

31 erstes Teilelement

32 zweites Teilelement

33 Verstellführungselement

34 Teleskopstab

35 Überbrückungselement

3 6 Arretierungselement

4 Packstück

Claims

Patentansprüche

1. Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn (1),

- mit einem ersten Umformbereich, in welchem die

Materialbahn (1) von einer Bahneinlaufgeraden (11) bis zu einer Umformkante (12) geführt und dabei vom ebenen in einen gewölbten Zustand umgeformt wird,

- einem sich stromabwärts an den ersten Umformbereich anschließenden zweiten Umformbereich, in welchem die Materialbahn (1) von der Umformkante (12) bis zu einem Bahnauslaufquerschnitt (13) geführt und dabei vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand umgeformt wird,

die Folgendes umfasst:

- ein Grundgestell (2),

- zwei auf dem Grundgestell (2) nebeneinander

angeordnete, schräg zur Transportrichtung der

Materialbahn (1) beweglich gelagerte Formungselemente (3) mit je einem Segment der Umformkante (12), und

- einem im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts (13) angeordneten Nahtformer (22) zur Bildung einer

Längsnaht in der Materialbahn (1),

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Formungselemente (3) jeweils ein erstes

Teilelement (31) und ein zweites Teilelement (32) umfassen, wobei

- das zweite Teilelement (32) in einer Minimalstellung an das erste Teilelement (31) stößt und

- das zweite Teilelement (32) unter Bildung einer mit zunehmendem Abstand von dem ersten Teilelement (31) wachsenden Lücke in der Umformkante (12) bis zu einer Maximalstellung verstellbar ist.

2. Formungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Teilelement (32) im gesamten Bereich von der

Minimalstellung bis zur Maximalstellung an jeder beliebigen Position arretierbar ist.

3. Formungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der an den beiden Teilelementen (31, 32) des Formungselements (3) ein Überbrückungselement (35) so angeordnet ist, dass es den Abstand zwischen dem ersten Teilelement (31) und dem zweiten Teilelement (32) überbrückt und die Lücke in der Umformkante (12) schließt.

4. Formungseinrichtung nach Anspruch 3, bei der das

Überbrückungselement (35) einen flexiblen prismatischen Stab umfasst.

5. Formungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der das Überbrückungselement (35) aus Edelstahl oder aus einem Kunststoff besteht.

6. Formungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der ersten Teilelemente (31) oder/und zum Verstellen der zweiten Teilelemente (32).

7. Formungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Synchronisierungseinrichtung zur

Synchronisation der Bewegungen der ersten Teilelemente (31) oder/und zur Synchronisation der zweiten

Teilelemente (32) .

8. Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn,

- mit einem ersten Umformbereich, in welchem die

Materialbahn von einer Bahneinlaufgeraden bis zu einer Umformkante geführt und dabei vom ebenen in einen gewölbten Zustand umgeformt wird,

- einem sich stromabwärts an den ersten Umformbereich anschließenden zweiten Umformbereich, in welchem die Materialbahn von der Umformkante bis zu einem

Bahnauslaufquerschnitt geführt und dabei vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand umgeformt wird, umfassend

- eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einem

Datenspeicher, einem Prozessor und einer

Kommunikationsschnittstelle .

9. Formungseinrichtung nach Anspruch 8, weiter umfassend

- Formungselemente, die jeweils zumindest einen

Abschnitt der Umformkante aufweisen und die zur

Änderung eines Querschnitts des Schlauchs verstellbar sind, und

- eine auf die Formungselemente einwirkende

Antriebseinrichtung zur Verstellung der

Formungselemente, wobei

- die Datenverarbeitungseinrichtung mit der

Antriebseinrichtung verbunden ist.

10. Formungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der im Datenspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung

Informationen für den optimalen Betrieb der

Formungseinrichtung abgelegt sind.

11. Formungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Bedien- oder Steuereinrichtung einer

Verpackungsmaschine verbunden ist.

12. Verfahren zum Betrieb einer Formungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 in einer

Verpackungsmaschine, bei dem

- der Datenverarbeitungseinrichtung über die

Kommunikationsschnittstelle ein Befehl zugeleitet wird,

- der Prozessor aus dem Datenspeicher Informationen ausliest und die Informationen verarbeitet, und

- der Prozessor eine Aktion auslöst.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Aktion die

Ausgabe von Feedback-Daten an die

Kommunikationsschnittstelle umfasst .

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Aktion die Ausgabe eines Signals an die Antriebseinrichtung zur Verstellung der Formungselemente umfasst.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Aktion die Ausgabe eines internen

Konfigurationsparameters der Formungseinrichtung oder/und eines externen Einstellparameters für ein Maschinenelement der Verpackungsmaschine an die

Kommunikationsschnittstelle umfasst .

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem durch bidirektionalen Datenaustausch zwischen der

Datenverarbeitungseinrichtung der Formungseinrichtung und einer Bedien- oder Steuereinrichtung der

Verpackungsmaschine ein interner Konfigurationsparameter der Formungseinrichtung

oder/und ein externer Einstellparameters für ein

Maschinenelement der Verpackungsmaschine iterativ optimiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Prozessor einen optimierten Parameter in den Datenspeicher schreibt.