Bewegungsdesign für den Antrieb einer Siegelzange in einer Teebeutel-Maschine


In einer Maschine für die Herstellung, Befüllung und Verpackung von Teebeuteln sollen bereits gefüllte und mit einem Folientütchen umhüllte Teebeutel aromadicht versiegelt werden. Die hellgrün dargestellten, oben noch offenen Folientütchen werden dabei durch ein nicht gezeigtes Schrittgetriebe von rechts nach links zwischen zwei, in dieser Phase geöffnete Zagenbacken transportiert. Dann bleiben die Tütchen stehen und werden durch den Anpressdruck der sich schließenden Backen zwischen zwei Heizleisten versiegelt. Dann öffenen sich die Backen wieder und das versiegelte Tütchen verlässt den Zangenbereich. Eine Kurbelschwinge mit der blauen Kurbel bewegt die gelbe Backe und das im Animationsfilm weiß dargestellte Übertragungsgetriebe überträgt die Schwingbewegung der gelben Backe symmetrisch auf die grüne Backe. Für einen gegebenen Verlauf der waagrechten Schrittbewegung der Tütchen soll der Antriebsverlauf für den Drehwinkel phi der blauen Kurbel so gestaltet werden, dass eine möglichst lange Siegelzeit erreicht wird, aber beim Ein- uns Auslaufen die Tütchen nicht an den beheizten Backen anstreifen. Dazu sollten die Backen also möglichst lange geschlossen sein, aber zum kollisionsfreien Einlaufen auch erst möglichst spät schließen sowie zum kollisionsfreien Auslaufen schon möglichst früh öffnen.  Mit entsprechenden geometrischen Analysen kann man  diese Anforderungen so aufbereiten, dass sich im Diagramm für phi(t) violette Bereiche ergeben, die Umfahren werden müssen, um Anstreifen zu vermeiden, und hellbraune Bereiche, in denen die Siegelbacken wirksam sind. Durch die so definierten Eckpunkte kann dann mit dem Ansatz des inetraktiven Bewegungsdesigns eine optimaler Antriebsverlauf gelegt werden.

Bewegungsdesign für den Antrieb von Siegelzangen in einer Teebeutel-Maschine


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