Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von Beuteln nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Maschinen zur Herstellung von Beuteln sind bereits seit längerem bekannt. In einer solchen Maschine werden Materialbahnen zunächst in einer Vorrichtung zum Querperforieren perforiert und zu Schlauchstücken vereinzelt. Die Materialbahnen können dabei bereits als Schlauchbahnen oder zunächst als Flachbahn vorliegen, wobei im letzteren Fall der Vorrichtung zum Querperforieren eine Schlauchbildungsvorrichtung nachgelagert ist, in der ein Papierschlauch gebildet wird, bevor dieser zu Schlauchstücken vereinzelt wird. Diese Anordnung wird häufig gewählt, wenn bei dem Schlauchstück die eine Wandung die andere Wandung in Richtung der Schlauchachse überragen soll.

Nach der Vereinzelung zu Schlauchstücken werden diese im Bereich einer ihrer Enden umgeknickt oder gerollt und mit der Wandung, auf der dieses Ende zu liegen kommt, verbunden. Bei Papierbeuteln werden diese Enden in der Regel zu diesem Zweck vor dem Falzen mit Leim versehen.

Ein auf diese Weise hergestellter Beutel wird als Falzbodenbeutel bezeichnet und ist an seinem dem Falzboden gegenüber liegenden Ende offen. Derartige Beutel werden häufig zum Verpacken von Lebensmitteln, beispielsweise Backwaren, verwendet.

Die Vorrichtung zum Querperforieren der Materialbahn umfasst zumindest ein Perforiermesser, welches mit einer Umfangsgeschwindigkeit um eine Rotationswelle rotiert und mit welchem, wie bereits angedeutet, Querperforationsschnitte in die Materialbahn einbringbar sind. In Maschinen des Standes der Technik wird das Perforiermesser durch den Hauptantrieb der Maschine angetrieben. Dieser dreht bei gegebener Maschinengeschwindigkeit mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit, so dass auch die Winkelgeschwindigkeit der Perforiermesser gleichförmig ist. Diese Vorrichtung umfasst weiterhin eine Gegendruckwalze zum Führen der Materialbahn, wobei die Umfangsgeschwindigkeit dieser Gegendruckwalze die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn festlegt. Diese Gegendruckwalze stellt die für den Perforationsvorgang erforderliche Gegenkraft bereit.

Mit den bekannten Maschinen zur Herstellung von Beuteln lassen sich Beutel verschiedener Längen herstellen. Dazu muss der Abstand zwischen zwei Perforationsschnitten an die gewünschte Beutellänge angepasst werden. Dieser Abstand ist festgelegt durch den Umfang des Kreises, den das Perforiermesser während der Rotation beschreibt. Demnach muss zur Formatanpassung der Abstand des Messers zur Achse der Rotationswelle, an welcher das Messer befestigt ist, verändert werden. Hierzu muss in den Maschinen nach dem Stand der Technik das oder die Perforationsmesser demontiert und gegen Messer anderer Dimensionen ausgetauscht werden. Es können auch zwischen Perforiermesser und Rotationswelle Distanzstücke, beispielsweise Distanzklötze, vorgesehen sein, die zum Zwecke einer Formatanpassung gegen solche größerer oder kleinerer Dicke ausgetauscht werden können. Da die Perforiermesser nun einen größeren oder kleineren Kreis überstreichen, ist auch der Abstand zwischen der Achse der Gegendruckwalze und der Drehachse der Rotationswelle an den Abstand der Perforiermesser von der Achse der Rotationswelle anzupassen.

Als nachteilig ist dabei allerdings zu erachten, dass die Maschine zur Formatanpassung für längere Zeit außer Betrieb gesetzt werden muss und dass verschiedene Bauteile demontiert und anschließend wieder montiert und/oder justiert werden müssen. Eine Formatanpassung ist daher sehr

kompliziert, zeitaufwändig und wegen des damit verbundenen Produktionsausfalls teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Maschine zur Herstellung von Beuteln derart weiterzubilden, dass eine Formatanpassung einfacher und schneller durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Der grundlegende Gedanke der Erfindung ist es, die Umfangsgeschwindigkeit des Perforiermessers veränderbar zu gestalten. Dabei kann beispielsweise die Umfangsgeschwindigkeit zwischen zwei Perforationsschnitten periodisch veränderbar sein. Die Umfangsgeschwindigkeit kann derart variabel sein, dass sich, wenn das Perforiermesser in Kontakt mit der Materialbahn steht, nur eine geringe oder sogar keine Relativgeschwindigkeit zwischen Messer und Materialbahn ergibt. Nachdem der Kontakt zwischen Messer und Materialbahn aufgehoben ist, kann das Messer mit veränderter Geschwindigkeit weiterbewegt werden. Kurz bevor das Messer erneut die Materialbahn berührt, wird die Geschwindigkeit wieder an die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn angepasst. Durch eine periodische Veränderbarkeit ergibt sich eine konstante mittlere Umfangsgeschwindigkeit des Messers.

Eine Anpassung an das gewünschte neue Format erfolgt nun, indem die Geschwindigkeit des Messers in Abhängigkeit von dem Drehwinkel während der Zeitspanne, in der es nicht mit der Materialbahn in Kontakt steht, verändert wird. Dadurch wird auch die mittlere Umfangsgeschwindigkeit geändert. Läuft das Messer dann beispielsweise durchschnittlich schneller als es bei dem vorherigen Format der Fall war, so passiert in dieser Zeitspanne ein kürzerer Abschnitt der Materialbahn die Gegendruckwalze, so dass der Abstand zwischen zwei Perforationen und damit letztendlich die Beutellänge kürzer wird.

Aufgrund der Erfindung ist es nun nicht mehr notwendig, an der Maschine für einen Formatwechsel verschiedene Bauteile auszutauschen, da auch bei

verschiedenen Formaten die vom Perforiermesser überstrichene Bahn einen gleich bleibenden Umfang besitzt. Auch die Gegendruckwalze braucht nun nicht mehr neu justiert zu werden, so dass sogar Beschädigungen der Gegendruckwalze durch eine fehlerhafte Justierung vermieden werden. Es ist unmittelbar einsichtig, dass die Erfindung zu einer erheblichen Vereinfachung und zu einer Zeiteinsparung bei der Formateinpassung führt. Werden darüber hinaus geeignete Regelungsmechanismen und -verfahren eingesetzt, so ist es sogar möglich, die mittlere Umfangsgeschwindigkeit und damit das Format während des Betriebes zu verändern. In diesem Fall braucht nicht einmal die Maschine stillgesetzt zu werden, was zu einer weiteren Zeiteinsparung führt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der stufenlosen Veränderbarkeit der Formate zu suchen. Bei den Maschinen des Standes der Technik sind aufgrund der häufig sehr begrenzten Anzahl der vorgehaltenen Distanzstücke die Anzahl der verschiedenen herzustellenden Formate stark eingeschränkt. Mit den erfindungsgemäßen Maschinen lässt sich sogar die Lagerhaltung der Distanzstücke verringern oder vollständig vermeiden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotationswelle ein eigener Antriebsmotor zugeordnet. Damit ist die

Rotationswelle unabhängig vom Hauptantrieb der Maschine antreibbar, welcher unter anderem die Gegendruckwalze antreibt. Die Änderung der momentanen

Winkelgeschwindigkeit der Rotationswelle wird also dadurch erreicht, dass die momentane Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors entsprechend geändert wird.

Bei der Verwendung eines eigenen Antriebs für die Rotationswelle wird die Abstimmung der Winkellage der Rotationswelle auf die Winkellagen anderer Drehachsen, beispielsweise derjenigen der Halte- und Abreißzylinder in der Station zum Vereinzeln des Schlauches zu Schlauchstücken, stark vereinfacht. Bei Maschinen des Standes der Technik müssen zur Einstellung von relativen Winkellagen häufig die mechanische Verbindung, beispielsweise durch Lösen von Verbindungsschrauben im Antriebsstrang, unterbrochen und nach der Einstellung wieder hergestellt werden, was in der Regel zeitaufwändig ist.

Als Antriebsmotor eignet sich insbesondere ein Elektromotor. Jeder Motor besteht aus einem feststehenden Teil (Stator) und einem relativ zu diesem drehenden Teil (Rotor). Bei einem wie auch immer gearteten Antriebsmotor ist es relativ einfach, durch eine Änderung der zugeführten Antriebsenergie eine Drehzahländerung beziehungsweise eine Änderung der momentanen Winkelgeschwindigkeit hervorzurufen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist also nicht nur die Änderung der über einen längeren Zeitraum gemittelten Drehzahl gemeint, sondern insbesondere die Änderung der momentanen Winkelgeschwindigkeit während eines einzigen Umlaufs des Perforiermessers. Dreht der Rotor mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die Perforiermesser, so wird dies durch eine ständige Änderung der momentanen Winkelgeschwindigkeit des Rotors hervorgerufen. Zwischen Rotationswelle und Rotor können allerdings auch getriebliche Mittel vorgesehen sein, so dass sich die momentanen Winkelgeschwindigkeiten der Rotationswelle und des Rotors unterscheiden. Der Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung liegt nun darin, dass auch bei Veränderung der Beutellänge das Übersetzungsverhältnis zwischen Rotor und Rotationswelle nicht angepasst werden muss. Daher ist bei Verwendung eines eigenen Antriebs für die Rotationswelle die Formatanpassung besonders einfach und auch für Maschinenbediener mit nur geringen Kenntnissen durchführbar.

Um eine hohe Leistungsfähigkeit der Maschine zu erzielen, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, die Rotationswelle besonders leicht auszugestalten. Eine solche Rotationswelle hat dann ein geringes Trägheitsmoment, so dass trotz der sich ständig ändernden Rotationsgeschwindigkeit nur ein geringer Energieaufwand notwendig ist. Eine leichte Rotationswelle besteht dabei vorzugsweise aus Leichtmetall, wie etwa Aluminium. Auch die an der Rotationswelle angebrachten Bauteile, die ebenfalls rotieren, bestehen bevorzugt aus einem leichten Material, wie etwa Leichtmetall. Dies betrifft unter anderem die Kupplung, über welche der Rotor des Elektromotors die Antriebsenergie auf die Rotationswelle überträgt.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Maschine können an der Rotationswelle auch mehr als ein Messer angebracht sein, vorzugsweise 2 oder 4. In diesem Fall ändert sich entsprechend auch der Geschwindigkeitsverlauf während einer Rotation. Der Verlauf der Winkelgeschwindigkeit verändert sich nun nicht mehr ein Mal während einer vollständigen Rotation, sondern zwei beziehungsweise vier Mal.

Der Motor, der an einer erfindungsgemäßen Maschine eingesetzt wird, ist einer ständig wechselnden Belastung ausgesetzt. Daher ist auch mit einer entsprechend hohen Wärmeentwicklung zu rechnen. Aus diesem Grunde ist einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, einen flüssigkeitsgekühlten Motor vorzusehen. Die Kühlflüssigkeit kann Wasser sein.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind 700 Perforationen pro Minute möglich.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht auf Bestandteile einer Vorrichtung zum

Querperforieren von Materialbahnen. Fig. 2 Ansicht H-Il gemäß Fig. 1

Fig. 1 zeigt Teile einer Vorrichtung zum Querperforieren von Materialbahnen. Diese Vorrichtung umfasst eine angetriebene Rotationswelle 2, welche einen Klemmblock 3, der einen eckigen Querschnitt aufweist und welcher seinerseits Distanzstücke 4 trägt, beinhaltet. Rotationswelle 2 und Klemmblock 3 können auch einstückig ausgeführt sein. An diesen Distanzstücken sind Messerträger 5 befestigt, an welchen wiederum Perforiermesser 6 (im Folgenden als „Messer" bezeichnet) befestigt sind, welche in der Regel eine sägezahnförmige Schneide aufweisen. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Perforiermesser 6 gezeigt, gleichwohl können zur Formatvariation auch eine andere Zahl an

Perforiermessern 6 verwendet werden. Ebenso können auch in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Distanzstücke gegen solche größerer Dicke austauschbar sein, um eine Formatanpassung über einen noch größeren Bereich zu ermöglichen. Über die Gegendruckwalze 7 wird die Materialbahn 8 gefördert. Der Abstand der Gegendruckwalze 7 zur Rotationswelle 2 ist veränderbar, wovon aber nicht Gebrauch gemacht wird, bis die Distanzstücke 4 und/oder die Messer 6 gegen solche anderer Dimensionen ausgetauscht werden. Die Messer 6 tauchen im Betrieb gerade so weit in die Materialbahn 8 ein, dass sie nicht die Umfangsfläche der Gegendruckwalze 7 beschädigen. Die Gegendruckwalze 7 kann dazu auf ihrer Umfangsfläche mit einer Gummischicht belegt sein. Die Messer 6 rotieren mit variabler Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles A, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Messer 6, wenn diese in Kontakt mit der Materialbahn 8 stehen, vorzugsweise der Transportgeschwindigkeit der Materialbahn 8 entspricht, damit die Materialbahn 8 nicht in ihrer Transportrichtung z mit Schnitten versehen wird. Dazu ist es notwendig, dass die Messer 6 über einen gewissen Winkelbereich mit einer der Transportgeschwindigkeit der Materialbahn 8 entsprechenden Geschwindigkeit bewegt werden.

Die Figur 2 zeigt die Ansicht H-Il gemäß der Figur 1. In dieser Figur sind zusätzlich zu den in der Beschreibung zur Figur 1 erläuterten Bestandteile der Vorrichtung 1 noch weitere Bauteile dargestellt. Der Motor 9 ist fest mit dem Maschinengestell verbunden und treibt über die Kupplung 10 ohne Zwischenschaltung eines Getriebes die Rotationswelle 2 an, so dass die Drehachse der Antriebswelle 14, welche Bestandteil des nicht dargestellten Rotors des Motors 9 ist, mit der Drehachse der Rotationswelle 2 fluchtet und mit gleicher Drehzahl rotiert. In einer anderen Ausführungsform kann jedoch auch ein Getriebe vorgesehen sein, so dass Rotationswelle 2 und der Rotor nicht zwangsläufig mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren. Auch müssen deren Drehachsen dann nicht mehr fluchten.

Die Kupplung 10 ermöglicht eine drehfeste Verbindung zwischen der Rotationswelle 2 und der Antriebswelle 14. Weiterhin ist diese Kupplung derart ausgestaltet, dass die Rotationswelle 2 in ihrer axialen Richtung relativ zum

Motor 9 verschiebbar ist. Oft besteht ein Perforationsmesser 6 aus verschiedenen Messerteilen, die in Transportrichtung z der Materialbahn 8 gegeneinander versetzt sind. Die verschiedenen Messerteile sind jedoch häufig mit bestimmten Abständen zu den Kanten der Materialbahn zu positionieren. Wird eine Materialbahn gegen eine anderer Breite ausgetauscht und/oder wird die Materialbahn in axialer Richtung der Gegendruckwalze 7 verschoben, so sind dann auch die Messerteile in Richtung des Doppelpfeils B nachzuführen. Dazu ist eine Kupplung 10, die beispielsweise als Polygonkupplung ausgeführt sein kann, notwendig, mit welcher die Rotationswelle 2 drehfest, aber axial verschieblich mit der Antriebswelle 14 des Antriebsmotors 9 verbunden ist. Weiterhin muss die Rotationswelle 2 gegen das Maschinengestell verschiebbar sein. Aus diesem Grund ist ein Ende der Rotationswelle 2 in einem Nadellager 11 drehbar und axial verschiebbar gelagert, welches seinerseits über einen Halter 12 auf einem Träger 13 des Maschinengestells ruht. Das zweite Ende der Rotationswelle 2 ist in einem Kugellager 15 drehbar gelagert. Dieses Kugellager 15 ist jedoch relativ zur Rotationswelle 2 unverschieblich. Das Kugellager 15 stützt sich auf Führungen 16 ab, so dass das Kugellager relativ zum Maschinengestell verschiebbar ist. Die Führungen 16 sind über Halter 17 mit einem Träger 18 des Maschinengestells fest verbunden. Um eine Verschiebung der Rotationswelle 2 herbeizuführen, ist an der äußeren Schale des Kugellagers 15 eine Schub-/Zugstange 19 angebracht. Über diese Schub- /Zugstange kann die Rotationswelle 2 händisch verschoben werden. Denkbar ist aber auch eine motorische Verschiebung. Auch andere Mittel zum Verschieben des Kugellagers 15, relativ zum Maschinengestell, sind denkbar. Die Zug-/Schubstange kann am Maschinengestell fixierbar sein, um ein ungewolltes Verschieben der Rotationswelle 2 im laufenden Betrieb zu vermeiden.