Schlauchbeutelmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Schlauchbeutelmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Eine derartige Schlauchbeutelmaschine sowie ein derartiges Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine sind bereits aus der Praxis bekannt, wobei mittels der Schlauchbeutelmaschine insbesondere Lebensmittel, wie Chips, Ketchup o.ä. in Schlauchbeutelpackungen abgepackt werden. Eine derartige

Schlauchbeutelmaschine weist eine Schlauchformeinrichtung mit einer Formschulter und einem Formrohr auf, über die eine ebene Packstoffbahn gezogen wird, um daraus einen Packstoffschlauch zu formen. Am Packstoffschlauch werden an zumindest einer Längsseite im Bereich des Formrohrs eine Längssiegelnaht sowie eine obere und eine untere Quersiegelnaht ausgebildet. Zum Transport der Packstoffbahn bzw. des Packstoffschlauches dienen beidseitig des Formrohrs angeordnete Abzugsbänder, die mit Unterdruck betrieben werden, wobei durch den Unterdruck die Packstoffbahn bzw. der Packstoffschlauch an den Abzugsbändern anliegt und durch Antreiben der endlosen Abzugsbänder der entsprechende Vorschub des Packstoffschlauches erzielt wird. Die Packstoffbahn ist in Form einer Vorratsrolle gespeichert, wobei zwischen der Packstoffrolle und der Schlauchformeinrichtung ein Pufferspeicher für eine bestimmte Länge der Packstoffbahn angeordnet ist. Ein derartiger Pufferspeicher dient insbesondere dazu, einen Ausgleich zwischen der kontinuierlich angetriebenen Packstoffrolle und den insbesondere intermittierend arbeitenden Abzugsbänder zu ermöglichen. Der Pufferspeicher weist hierzu mehrere Rollen auf, wovon einige Rollen als sogenannte Tänzerrollen ausgebildet sind, die zur Bildung eines variablen Speichervolumens beweglich angeordnet sind und darüber hinaus von der Federkraft einer Druck- bzw. Spannfeder kraftbeaufschlagt sind, um dafür zu sorgen, dass der im Bereich der Puffereinrichtung befindliche Abschnitt der Pack- Stoffbahn nicht durchhängt bzw. definiert geführt wird.

Für die saubere Führung der Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung ist es erforderlich, dass die Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung unter einer gewissen Zugspannung steht. Diese Zugspannung ergibt sich bei dem an den Abzugsbändern anliegenden Unterdruck dadurch, dass die

Packstoffbahn mittels der Tänzerrollen in Richtung der Abzugsbänder unter Spannung gehalten wird. Problematisch bei einem intermittierenden Betrieb der Schlauchbeutelmaschine ist es, dass es aufgrund der Massenträgheit der Rollen, insbesondere der Tänzerrollen, beim Beginn der Vorschubbewegung der Ab- zugsbänder zu einem Schlupf zwischen der Oberfläche der Abzugsbänder und der Packstoffbahn kommt, der eine genaue Positionierung der Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung erschwert bzw. hierzu zusätzliche Maßnahmen erforderlich macht. Während der eigentlichen Vorschubbewegung nimmt aufgrund der sich bewegenden Rollen im Bereich der Puffereinrichtung die Zug- Spannung ab, so dass der Schlupf zwischen der Packstoffbahn und den Abzugsbändern minimiert bzw. nicht mehr vorhanden ist. Auf der anderen Seite ist zur genauen Führung der Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung eine bestimmte Mindestspannung der Packstoffbahn erforderlich, die nicht unterschritten werden sollte.

Offenbarung der Erfindung

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf- gäbe zugrunde, eine Schlauchbeutelmaschine bzw. ein Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass insbesondere beim intermittierenden Betrieb der Schlauchbeutelmaschine eine definierte Führung der Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung erzielt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Schlauchbeutelmaschine bzw. einem Verfahren zum Betreiben einer

Schlauchbeutelmaschine mit den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprü- che gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, beim Anfahren der Abzugseinrichtung die Zugspannung in der Packstoffbahn kurzzeitig zu reduzieren, um damit den Schlupf zwischen der Packstoffbahn und den Saugbändern zu minimieren bzw. zu vermeiden. Dadurch wird eine sehr exakte, weil schlupfreduzierte Förderung der Packstoffbahn durch die Saugbänder erzielt, so dass die Packstoffbahn im Bereich der Schlauchformeinrichtung sehr genau positioniert bzw. geführt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schlauchbeutelmaschine sowie des Verfahrens zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.

In einer konstruktiven Ausgestaltung zur Erzielung einer auf die wenigstens eine Tänzerrolle wirkenden variablen Stell kraft wird vorgeschlagen, dass die Spanneinrichtung wenigstens ein Stellelement aufweist, dessen Stellkraft veränderbar ist.

Konkret wird in einer Umsetzung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Stellelement einen pneumatisch betriebenen Stellkolben aufweist, der zumindest mittelbar mit der wenigstens einen Tänzerrolle verbunden ist. Die Ausbildung als pneumatisch betriebener Stellkolben ist konstruktiv relativ einfach realisierbar und bietet darüber hinaus den besonderen Vorteil, dass ein derartiger, pneumatisch betriebener Stellkolben sich relativ schnell verstellen lässt, was bei einem intermittierenden Betrieb der Schlauchbeutelmaschine mit beispielsweise der Herstellung von 50 Schlauchbeuteln pro Minute besonders wichtig ist, da die Synchronisation zwischen der Abzugsbewegung der Packstoffbahn und der Veränderung der Zugkraft bzw. der Zugspannung in der Packstoffbahn wesentlich ist und sehr rasch erfolgen muss.

Im einfachsten Fall ist es lediglich erforderlich, dass die Stellkraft des Stellkolbens mittels einer Ventileinrichtung zumindest zwischen einer hohen und einer niedrigen Stellkraft veränderbar ist. Dadurch ist eine relativ einfach und zuverlässig arbeitende Ventileinrichtung realisierbar. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mehrere Tänzerrollen vorgesehen sind, die mittels eines Gestells mit dem Stellkolben gekoppelt sind. Dadurch wird zum einen bei relativ kompaktem Aufbau der Puffereinrichtung ein relativ hohes Speichervolumen in der Puffereinrichtung durch die Verwendung der mehreren Tänzerrollen erzielt, und zum anderen ist es lediglich erforderlich, einen einzigen Stellkolben vorzusehen, der gemeinsam auf die Tänzerrollen einwirkt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Diese zeigt in:

Fig. 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Schlauchbeutelmaschine in einer vereinfachten Vorderansicht und

Fig. 2 die Schlauchbeutelmaschine gemäß Fig. 1 in einer ebenfalls vereinfachten Seitenansicht.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

In den Figuren ist eine erfindungsgemäße Schlauchbeutelmaschine 10 zum Herstellen von insbesondere mit einem Lebensmittel befüllten Schlauchbeutelpackungen 1 dargestellt. Die Schlauchbeutelpackungen 1 (Fig. 2) weisen dabei jeweils eine untere Quersiegelnaht 2, eine obere Quersiegelnaht 3 sowie wenigstens eine Längssiegelnaht 4 auf. Die Schlauchbeutelpackungen 1 werden aus einer aus heißsiegelfähigem Material bestehenden Packstoffbahn 1 1 geformt, die in Form einer Vorratsrolle 12 auf einer Achse 13 bevorratet ist.

Die Schlauchbeutelmaschine 10 weist eine Schlauchformeinrichtung 15 auf, die aus einer Formschulter 16 und einem mit der Formschulter 16 verbundenen, im Querschnitt insbesondere rund ausgebildeten Formrohr 17 besteht. Zum Bilden eines Packstoffschlauches 5 aus der ebenen Packstoffbahn 11 wird die Packstoffbahn 1 1 über die Formschulter 16 gezogen und um das Formrohr 17 gelegt, wobei einander in Längsrichtung überlappende Randbereiche der Packstoffbahn 1 1 die Längssiegelnaht 4 ausbilden. Diese Längssiegelnaht 4 wird mittels einer Längsnahtsiegeleinrichtung 18 ausgebildet, die in Richtung des Doppelpfeils 19 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Die beiden Quersiegelnähte 2, 3 werden mit einer im Wesentlichen unterhalb des Formrohrs 17 angeordneten Quernahtsiegel- und Trenneinrichtung 20 ausgebildet, die zwei gegeneinander verfahrbare Quernahtsiegelbacken 21 , 22 sowie eine nicht dargestellte Trenneinrichtung zum Abtrennen der jeweiligen Schlauchbeutelpackungen 1 von dem Packstoffschlauch 5 umfasst.

Der Packstoffschlauch 5 wird im Bereich des Formrohrs 17 mittels einer Abzugseinrichtung 25 gefördert. Die Abzugseinrichtung 25 umfasst, wie insbesondere anhand der Fig. 1 erkennbar ist, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Formrohrs 17 in Höhe der Längsnahtsiegeleinrichtung 18 angeordnete, endlos umlaufende Vakuumsaugbänder 26, 27.

Hierbei sind in den jeweiligen Trumen 28, 29 der Vakuumsaugbänder 26, 27 nicht dargestellte Saugöffnungen ausgebildet, die mit einer ebenfalls nicht dargestellten Unterdruck- bzw. Vakuumquelle verbunden sind. Zum Fördern des Pack- stoffschlauchs 5 bzw. zum Transport der Packstoffbahn 1 1 in den Bereich der Schlauchformeinrichtung 15 werden die angesprochenen Saugöffnungen mit Unterdruck beaufschlagt, wobei die Packstoffbahn 1 1 an die Trume 28, 29 gezogen wird. Die Vakuumsaugbänder 26, 27 weisen nicht dargestellte Antriebe, insbesondere Schrittmotoren auf, die die Vakuumsaugbänder 26, 27, die in horizontal angeordneten Drehachsen 31 gelagert sind, in Richtung der Pfeile 32, 33 bewegen.

Die Abzugseinrichtung 25 bzw. die Vakuumsaugbänder 26, 27 werden vorzugsweise intermittierend betrieben, wobei der jeweilige Unterdruck bzw. das jeweilige Vakuum an den Vakuumsaugbändern 26, 27 vorzugsweise während des gesamten Betriebs der Schlauchbeutelmaschine 10 aufrecht erhalten wird. Der intermittierende Betrieb wird somit alleine über einen Antrieb der Vakuumsaugbänder 26, 27 realisiert. Die Packstoffbahn 1 1 wird beispielhaft zunächst mittels zweier Abzugswalzen 34,

35 kontinuierlich von der Vorratsrolle 12 abgespult. An die Abzugswalzen 34, 35 schließt sich in Richtung der Schlauchformeinrichtung 15 eine Puffereinrichtung 38 an, die zum Ausgleich der intermittierenden Bewegung des Packstoffschlauches 5 im Bereich der Schlauchformeinrichtung 15 und der kontinuierlichen Abzugsbewegung durch die Abzugswalzen 34, 35 dient. Von der Puffereinrichtung 38 wird die Packstoffbahn 1 1 über mehrere Umlenkwalzen 39 schließlich der

Schlauchformeinrichtung 15 zugeführt.

Die Puffereinrichtung 38 weist im Ausführungsbeispiel drei ortsfest angeordnete Walzen 41 , sowie zwei in Richtung der Doppelpfeile 42 beweglich gelagerte Tänzerrollen 43, 44 auf. Je nach Stellung der Tänzerrollen 43, 44 wird in dem

Bereich der Puffereinrichtung 38 ein mehr oder minder großer Abschnitt der Packstoffbahn 1 1 zwischengespeichert. Die Tänzerrollen 43, 44 dienen dazu, dass die Packstoffbahn 11 im Bereich der Puffereinrichtung 38 in zueinander parallelen Bahnabschnitten angeordnet ist, so dass insbesondere die Bildung von Falten in der Puffereinrichtung 38 vermieden wird. Hierzu ist es erforderlich, dass die Tänzerwalzen 43, 44 die Packstoffbahn 1 1 innerhalb der Puffereinrichtung 38 stets unter Zugspannung halten. Hierzu ist es vorgesehen, dass die beiden Tänzerwalzen 43, 44 mittels eines gemeinsamen Gestells 45 miteinander verbunden sind. Das den Tänzerwalzen 43, 44 abgewandte Ende des Gestells 45 ist in einem ersten, ortsfest angeordneten Lager 46 schwenkbar gelagert. Das

Gestell 45 ist in Wirkverbindung mit einer Spanneinrichtung 48 angeordnet.

Die Spanneinrichtung 48 umfasst einen Pneumatikzylinder 49, der beispielsweise ortsfest angeordnet ist. Der Pneumatikzylinder 49 wirkt mit einem Stellkolben 50 zusammen, der wiederum mit dem Gestell 45 verbunden ist. Die Spanneinrichtung 48 bzw. der Pneumatikzylinder 49 erzeugt eine Druckkraft, die das Gestell 45 in Richtung des Pfeils 51 mit einer Kraft beaufschlagt, die auf die

Tänzerwalzen 43, 44 wirkt, und die zu einem Spannen der Packstoffbahn 1 1 im Bereich der Puffereinrichtung 38 führt. Die Ansteuerung des Pneumatikzylinders 49 erfolgt mittels einer Ventileinrichtung 52, die insbesondere zwei Schaltstellungen aufweist, die entweder eine relativ niedrige Kraft oder eine relativ hohe Kraft in Richtung des Pfeils 51 auf den Stellkolben 50 und somit auf die beiden Tänzerwalzen 43, 44 erzeugen. Die Ventileinrichtung 52 wird insbesondere von der Steuereinrichtung der Schlauchbeutelmaschine 10 angesteuert, wobei diese gleichzeitig unter anderem für die Ansteuerung der Abzugseinrichtung 25 bzw. der Vakuumsaugbänder 26, 27 dient. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die mittels der Tänzerwalzen 43, 44 auf die Packstoffbahn 1 erzeugte Zugspannung, die zumindest teilweise bis in den Bereich der Schlauchformeinrichtung 15 wirkt, mittels der Spanneinrichtung 48 veränderbar ist. Hierbei ist es wesentlich, dass bei einem intermittierenden Betrieb der Abzugseinrichtung 25 bzw. bei einem intermittierenden Vorzug des

Packstoffschlauchs 5 im Bereich des Formrohrs 17 in dem Augenblick, in dem die Vakuumsaugbänder 26, 27 angetrieben werden und somit die Abzugsbewegung startet, die angesprochen relativ niedrige Kraft auf die Tänzerwalzen 43, 44 erzeugt wird. Dies erfolgt durch eine entsprechende Stellung der Ventileinrich- tung 52. Durch die relativ geringe Kraft wird auch eine relativ geringe Zugspannung auf die Packstoffbahn 1 1 erzeugt, die den Schlupf zwischen der Packstoffbahn 11 und den Vakuumsaugbändern 26, 27 im Augenblick des Anfahrens der Vakuumsaugbänder 26, 27 verringert bzw. vollständig vermeidet. Während der eigentlichen Vorschubbewegung der Packstoffbahn 11 im Bereich der Schlauch- formeinrichtung 15 ist hingegen eine relativ große Zugspannung in der Packstoffbahn 1 1 erwünscht, um eine exakte Führung der Packstoffbahn 1 1 und somit, insbesondere genaue, geometrische Abmessungen der Schlauchbeutelpackungen 1 erzeugen zu können. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach der Anlaufphase der Vakuumsaugbänder 26, 27 die Ventileinrichtung 52 in ihre zweite Schaltstellung geschaltet wird, in der der Pneumatikzylinder 49 über den Stellkolben 50 und das Gestell 45 die erhöhte Spann- und somit Zugkraft auf die Packstoffbahn 1 1 erzeugt.

Die soweit beschriebene Schlauchbeutelmaschine 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Spanneinrichtung 48 bzw. die Ventileinrichtung 52 den Pneumatikzylinder 49 mit einer variablen Kraft ansteuert, so dass nicht nur zwei Schaltzustände bzw. Zugkräfte auf die Packstoffbahn 11 erzeugt werden können, sondern beispielsweise eine während des Be- triebs der Vakuumsaugbänder 26, 27 veränderliche Zugspannung, insbesondere eine an- und abschwellende Zugspannung, die jeweils exakt an die augenblickliche Fördergeschwindigkeit der Packstoffbahn 11 angepasst ist. Darüber hinaus ist es auch denkbar, die Schlauchbeutelmaschine 10 kontinuierlich anzutreiben, und die Spanneinrichtung 48 insbesondere der Anpassung an unterschiedliche Schlauchbeutelformate bzw. Packstoffmaterialien zu verwenden.