CH650461A5

CH650461A5 - Verfahren und vorrichtung zum formen, fuellen und verschliessen von packungen.

Info

Publication number: CH650461A5
Application number: CH6242/80A
Authority: CH
Inventors: Robert C James
Original assignee: Hayssen Mfg Co
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1980-08-19
Publication date: 1985-07-31
Also published as: IT8024308A0; SE8005899L; DE3031399C2; AU533096B2; DK358280A; BR8005338A; DK153314C; JPS593325B2; SU1431669A3; DD152516A5; SG65984G; NL186502C; BE884883A; AU6168680A; ZA805150B; ES494496A0; SE445637B; US4288965A; MX153425A; ES8105216A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen, Füllen und Verschliessen von Packungen, wobei eine von einem Vorrat gezogene Bahn flexiblen Verpackungsmaterials zu einem Schlauch 40 geformt wird durch Ziehen der Bahn über eine Formeinrichtung an einem Ende eines rohrförmigen Dornes, wobei die Bahn auf dem Dorn intermittierend in Richtung zum anderen Ende des Dornes und über dasselbe hinaus vorgeschoben wird durch Ausübung einer Vorschubkraft auf den Schlauch, um die Bahn über die Formein-45 richtung zu ziehen und straff zu halten, wobei der Schlauch nach Verlassen des Dornes durch eine Verschliesseinrichtung verschlossen wird, die für Intervalle zu öffnen ist, während welchen abgemessene Längeninkremente des Schlauches entsprechend der Länge der zu formenden Packungen über das andere Ende des Dornes vorgescho-50 ben werden, und auf dem Schlauch zu schliessen ist während jeder Verweilzeit des Schlauches zwischen aufeinanderfolgenden Vor-schubzyklen zum Verschliessen des Schlauches in Querrichtung desselben, und wobei das zu verpackende Produkt durch das Innere des Dornes in den Schlauch eingebracht wird.

55 Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschliessen von Packungen mit einer Trageinrichtung für einen Vorrat einer Bahn flexiblen Verpackungsmaterials, einem rohrförmigen Dorn, durch dessen Inneres die zu verpackenden Produkte in die Packungen einzubringen sind, einer Formeinrichtung an 60 einem der Enden des rohrförmigen Dornes und über welche die flexible Bahn zu ziehen ist, um sie zu einem Schlauch zu formen, einer Einrichtung zum intermittierenden Vorschieben des Schlauches auf dem Dorn durch Ausüben einer Vorschubkraft auf den Schlauch, um die Bahn straff über die Formeinrichtung zu ziehen und um Län-65 geninkremente des Schlauches entsprechend den herzustellenden Packungen intermittierend über das der Formeinrichtung gegenüberliegende Ende des Dornes vorzuschieben, einer Verschliesseinrichtung, welche zu öffnen ist. damit jedes Längeninkrement des

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Schlauches über das gegenüberliegende Ende des Dornes vorgeschoben werden kann, und auf dem Schlauch zu schliessen ist während jeder Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Vorschubzyklen des Schlauches, zum Verschliessen des Schlauches in Querrichtung.

Ausser der vorgenannten Bauart einer Form-Füll-Verschliessma-schine, wobei der Dorn vertikal stehen kann, findet man in kommerziellem Gebrauch noch folgende verschiedene, aber nach einem ähnlichen Verfahren arbeitende Bauarten :

1. Die Bauart mit einem vertikal hin- und herbeweglichen Wagen, welcher eine Gruppe von Verschlussschienen des Schlauches in Packungslängenintervallen trägt, wobei die Schienen sich an dem Schlauch am oberen Ende des Aufwärtshubes des Wagens schliessen, ein Packungslängeninkrement des Schlauches bei dem Abwärtshub des Wagens nach unten ziehen und sich dann für den Aufwärtshub öffnen, wie von der Fa. Hayssen Manufacturing Company, She-boygan, Wisconsin, USA, und einer Anzahl weiterer Firmen vertrieben.

2. Die Bauart, bei der die Formschulter vertikal hin- und herbeweglich ist, um den Schlauch in Packungslängeninkrementen nach unten zu fördern, mit einer Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Förderzyklen, wobei eine Gruppe von Verschlussschienen in einer festen Horizontalebene während jeder Verweilzeit betätigbar ist, um einen Querverschluss in dem Schlauch zu bilden.

3. Die Bauart mit vertikal hin- und herbeweglichen Unterdruckgreifern (Vakuumkästen), die mit dem Schlauch auf einem Dorn in Berührung bringbar sind, oder einem vertikal hin- und herbeweglichen Rippenverschlussgreifer (wobei die Längsnaht für den Schlauch in diesem Fall eine Rippennaht ist, im Unterschied zu einer Überlappungsnaht) zum Abwärtsfördern des Schlauches in Pak-kungslängeninkrementen, mit einer Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Förderzyklen, wobei eine Gruppe von Verschlussschienen in einer festen Horizontalebene unterhalb des unteren Endes des Dorns während jeder Verweilzeit betätigbar ist, um einen Querverschluss in dem Schlauch zu bilden.

Probleme wie die folgenden treten bisweilen im Betrieb von Verpackungsmaschinen dieser Bauarten auf:

A) Der Zug auf den Schlauch, der erforderlich ist, um das Material über die Formschulter zu ziehen und es nach unten zu fördern, d.h. entweder der sog. Anfahrzug, bei dem es sich um den Zug handelt, der erforderlich ist, um den Vorschub des Materials und des Schlauches im Anschluss an eine Verweilzeit zu starten, oder der kontinuierliche Zug, bei welchem es sich um den Zug handelt, der erforderlich ist, um das Material in Bewegung zu halten, kann bei gewissen Materialien so gross sein, dass er zur Verschlechterung des Materials führt, indem durch ihn starke Spannungen erzeugt werden, insbesondere in dem Schulterbereich, und der weiter eine Dehnung des Verpackungsmaterials in anderen Fällen verursachen und das Material unter dem Gesichtspunkt seines Aussehens verschlechtern kann.

B) Es kann erforderlich sein, die Maschine mit einer Packungs-fertigungsgeschwindigkeit zu betreiben, die kleiner als erwünscht ist.

C) Das Material wird nicht richtig über die Formschulter geführt, wodurch der Betriebswirkungsrad verringert wird.

Es ist demgemäss Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschliessen von Packungen zu schaffen, bei denen eine Bahn flexiblen Verpackungsmaterials von einem Vorrat gezogen und über eine Einrichtung (z.B. eine Formschulter) gezogen wird, um es zu einem Schlauch zu formen, wobei dann das zu verpackende Produkt in den Schlauch eingebracht und der Schlauch verschlossen wird, um Packungen zu bilden, und zwar mit verbesserter Führung des Verpackungsmaterials für einen besseren Maschinenwirkungsgrad; ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen der Zug auf den Schlauch, der erforderlich ist, um das Verpackungsmaterial über die Formeinrichtung zu ziehen, geringer ist, um zu vermeiden, dass das Verpackungsmaterial einer übermässig hohen Zugkraft ausgesetzt wird, um so eine Verschlechterung des Materials zu vermeiden; ein Verfahren und eine Vorrichtung, die das Herstellen von Verpackungen mit einer relativ hohen Geschwindigkeit gestatten; und eine Vorrichtung, die wirtschaftlicher aufge- . baut werden kann und eine geringere Höhe als bekannte Vorrichtungen haben kann, insbesondere eine geringere Höhe als die bekannten Vorrichtungen des oben erwähnten ersten Typs.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Längeninkremente der Bahn entsprechend der Länge der zu formenden Packungen zwischen dem Vorrat und der Formeinrichtung abgemessen werden, wobei zum Abmessen intermittierend eine separate Vorschubkraft auf die Bahn ausgeübt wird, um die Bahn vom Vorrat zu ziehen und um abgemessene Längeninkremente der Bahn intermittierend der Formeinrichtung zuzuführen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine intermittierend arbeitende Bahnabmesseinrichtung zwischen der Trageinrichtung und der Formeinrichtung angeordnet ist, um die Bahn intermittierend von dem Vorrat zu ziehen, um Längeninkremente der Bahn entsprechend der Länge der herzustellenden Packungen abzumessen, und um diese Längeninkremente der Bahn intermittierend der Formeinrichtung zuzuführen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer vertikalen Form-Füll-Verschliessmaschine nach der Erfindung sowie das Verfahren nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Maschine von Fig. 1, die gewisse Antriebseinrichtungen der Maschine zeigt,

Fig. 3 eine Seitenansicht des unteren Teils von Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrösserten Querschnitt insgesamt auf der Linie 4-4 von Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrösserten Längsschnitt insgesamt auf der Linie 5-5 von Fig. 2,

Fig. 6 einen Schnitt insgesamt auf der Linie 6-6 von Fig. 5, und

Fig. 7 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für die Maschine von Fig. 1.

In sämtlichen Figuren tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.

In Fig. 1 ist eine vertikale Form-Füll-Verschliessvorrichtung nach der Erfindung insgesamt mit 1 bezeichnet, in der eine Bahn W flexiblen Verpackungsmaterials von einem Vorrat gezogen und über eine Einrichtung 3 bewegt wird, die die Bahn zu einem Schlauch T formt, in den dann das zu verpackende Produkt (in irgendeiner geeigneten bekannten Weise) eingebracht wird und an dem dann Ver-schliessoperationen in einer insgesamt mit 5 bezeichneten Einrichtung ausgeführt werden (wieder auf irgendeine geeignete bekannte Weise), um den Schlauch zu verschliessen und Packungen zu bilden. Das Verpackungsmaterial kann beispielsweise Polyäthylenfolie niedriger Dichte sein, und der Vorrat kann aus einer Rolle R der Folie bestehen, die in geeigneter Weise abgestützt ist, wie es an den Stellen 7 gezeigt ist. Die Formeinrichtung 3 kann eine Formschulter insgesamt herkömmlichen Typs sein, wie sie beispielsweise in den US-PS Nrn. 3050906, 3449888 und 3664086 beschrieben ist.

Gemäss den Fig. 1, 2 und 4 formt die Formschulter 3 die Verpackungsmaterialbahn W zu dem Schlauch T, wobei die Längsränder 9 und 11 der Bahn W einander überlappen, und leitet den Schlauch nach unten um einen sich vertikal erstreckenden, hohlen Dorn 13 (der ebenfalls beispielsweise in den oben angegebenen US-Patentschriften gezeigt ist). Der Rand 9 befindet sich auf der Innenseite, während sich der Rand 11 auf der Aussenseite befindet, wie dargestellt. An der Stelle 15 ist in Fig. 1 schematisch eine geeignete Einrichtung zum Verschliessen der überlappenden Ränder 9 und 11 der Bahn zum Bilden einer Längsnaht für den Schlauch gezeigt. Ein Produkt wird in den Schlauch T über den hohlen Dorn 13 in geeigneter herkömmlicher Weise eingebracht, und der Schlauch wird in Packungslängenintervallen durch die Verschliesseinrichtung 5 unterhalb des unteren Endes des Dorns quer verschlossen. Die Verschliesseinrichtung 5 kann beispielsweise ein paar Verschlussschienen aufweisen, die jeweils mit 17 bezeichnet und in einer festen Horizontalebene unterhalb des unteren Endes des Dorns betätigbar sind, um einen oberen Verschluss für die Packung zu bilden, die dadurch

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fertiggestellt wird, sowie den unteren Verschluss für die als nächste zu bildende Packung. Die Verschlussschienen können (in herkömmlicher Weise) eingebaute Schneideinrichtungen zum Querdurchschneiden zwischen den an der Stelle 5 gebildeten Verschlüssen haben, um die fertiggestellte Packung P von dem Schlauch zu trennen. 5 In der in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird der Schlauch intermittierend um ein Packungslängeninkrement vorwärts, d.h. abwärts gefördert, wobei die Verschlussschienen 17 offen sind. Der Schlauch verweilt zwischen aufeinanderfolgenden Förderzyklen, während die Verschlussschienen an dem Schlauch für 10 die Querverschliessoperation während jeder Verweilzeit geschlossen werden. Eine geeignete Einrichtung, die völlig herkömmlich aufgebaut sein kann und Stand der Technik ist, wird benutzt, um die Verschlussschienen aufeinander zu- und voneinander wegzubewegen.

Die Bahn W wird intermittierend von der Vorratsrolle R gezo- 15 gen für jeden Verschlussvorgang an der Stelle 5 abgemessen und der Formschulter 3 mittels einer insgesamt mit F bezeichneten Einrichtung zugeführt, die zwischen der Vorratsrolle und der Formschulter angeordnet ist. Die Einrichtung F ist intermittierend betätigbar, um eine Vorwärtskraft auf die Bahn an einer Stelle zwischen der Vor- 20 ratsrolle und der Formschulter auszuüben und die Bahn in einem bestimmten Intervall um ein Packungslängeninkrement vorwärts zu bewegen. Sie dient somit als Bahnzuführ- und -abmesseinrichtung. Sie enthält wie dargestellt eine untere Rolle 19 und eine obere Rolle 21 sowie insgesamt mit 23 bezeichnete Mittel zum intermittierenden 25 Antreiben dieser Rollen in einem vorbestimmten Intervall, das der gewünschten Länge der zu bildenden Packungen entspricht, um von der Bahn ein solches Inkrement zuzuführen. Gemäss Fig. 2 enthält die Antriebseinrichtung 23 eine Einheit 25 aus einem kontinuierlich arbeitenden Elektromotor und einem Drehzahluntersetzer, die den 30 Eingang einer elektrischen Kupplungs-/Bremseinheit 27 über ein Getriebe 29 antreibt, wobei der Ausgang der Kupplungs-/Bremseinheit mit der unteren Rolle 19 an der Stelle 31 verbunden ist. Die Rollen 19 und 21 sind mit kämmenden Zahnrädern 33 versehen. Die Kupplung der Einheit 27 wird intermittierend eingerückt und die Bremse 35 der Einheit 27 gelöst, um die Rollen 19 und 21 anzutreiben, damit sie das erforderliche Packungslängeninkrement der Bahn W bei jedem Zuführzyklus durch eine geeignete programmierbare Steuerung 35 zuführen, die unter der Steuerung eines Drehgebers 37 (Fig. 7)

steht, wobei dann die Kupplung ausgerückt und die Bremse angezo- 40 gen wird, um den Zuführzyklus zu beenden, wobei dieser Zustand für die Verweilzeit der Bahn W und des Schlauches T anhält, woraufhin dann die Kupplung für den nächsten Zuführzyklus eingerückt und die Bremse gelöst wird.

Die Bahn W bewegt sich von den Abmess- und Zuführrollen 19 45 und 21 unter eine Führungsrolle 38 und von dieser aus aufwärts und um die Formschulter 3. Das Inkrement, um das die Bahn W durch die Abmess- und Zuführrollen 19 und 21 zugeführt wird, wird unter Zugkraft durch eine Schlauchvorschubeinrichtung, die in den Fig. 1 und 2 insgesamt mit 39 bezeichnet und unterhalb (stromabwärts) der 50 Formschulter 3 angeordnet ist, aufgenommen und über die Formschulter gezogen. Diese Schlauchvorschubeinrichtung 39 übt eine vorwärts (abwärts) gerichtete Kraft auf den Schlauch T getrennt von der Kraft, die auf die Bahn W durch die Rollen 19 und 21 ausgeübt wird, und ausserhalb des Schlauches aus, und zwar in derartigem 55 Mass, dass die Bahn unter Zugspannung, um sie straff zu halten,

über die Formschulter 3 gezogen wird. In dieser Hinsicht ist die Schlauchvorschubeinrichtung bestrebt, den Schlauch nach unten (vorwärts) auf dem Dorn 13 um eine Strecke zu ziehen, die grösser als das Packungslängeninkrement in dem genannten Betriebsinter- 60 vali der Rollen 19 und 21 ist. Die nach unten gerichtete Ziehkraft, die auf den Schlauch ausgeübt wird, ist relativ klein. Während die Einrichtung 39 bestrebt ist, den Schlauch T um eine grössere Strecke als das Packungslängeninkrement nach unten zu ziehen, wird der Schlauch nur um eine Strecke nach unten gezogen, die dem Pak- 6" kungslängeninkrement entspricht (die Zugkraft reicht nicht aus, um ihn in nennenswertem Ausmass zu dehnen), und das Packungslängeninkrement der Bahn W, das durch die Rollen 19 und 21 abgemessen und zugeführt worden ist, wird dadurch aufgenommen und unter Zugspannung über die Formschulter 3 gezogen, wobei die Zugspannung zum richtigen Hinwegführen des Materials über die Formschulter im wesentlichen gleichmässig ist.

Die Schlauchvorschubeinrichtung 39 enthält wie dargestellt zwei endlose Riemen und insbesondere zwei Unterdruckriemen, von denen jeder mit 41 bezeichnet ist, auf entgegengesetzten Seiten des Dorns 13 (um den Schlauch mittels Unterdruck zu ergreifen und nach unten zu bewegen). Jeder Riemen ist ein flacher Riemen, der um eine obere Riemenscheibe 43 und eine untere Riemenscheibe 45 geschert und so angeordnet ist, dass er ein nach unten bewegliches inneres Trum 41a hat, das mit dem Schlauch T auf der betreffenden Seite des Dorns 13 in Berührung bringbar ist. Die beiden Riemenscheiben für jeden Riemen sind an einem Block 47 angebracht, der einen Vakuumkanal 49 (vgl. Fig. 5 und 6) enthält, in welchem über einen Unterdruckschlauch 51 in geeigneter herkömmlicher Weise ein Unterdruck aufgebaut wird. Der Riemen hat Löcher 53 in geeigneten Abständen auf seiner gesamten Länge. Das innere Trum 41a des Riemens bewegt sich in dichter Anlage an der Fläche 55 des Blockes 47 zu dem Dorn 13, d.h. der Innenseite des Blockes, in Deckung mit einem Ende 57, welches das Einlassende des Vakuumkanals 49 in dem Block bildet. Wenn sich der Riemen an dem Einlass 57 vorbeibewegt, wird über diejenigen Löcher 53 in dem Riemen, die mit dem Einlass in Verbindung stehen, ein Unterdruck aufgebaut. Der Schlauch auf dem Dorn 13 wird dadurch mittels Unterdruck gegen das innere Trum 41a des Riemens gezogen, um durch den Riemen abwärts bewegt zu werden.

Die Unterdruckriemen 41 werden intermittierend betätigt, um den Schlauch T auf dem Dorn 13 nach unten zu bewegen, und zwar gleichzeitig mit jeder Betätigung der Bahnzuführrollen 19 und 21. Die Riemen können insgesamt gleichzeitig oder etwas vor dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuzuführen beginnen, in Gang gesetzt werden. Sie werden mit derartiger Geschwindigkeit in bezug auf die Rollen 19 und 21 betrieben, dass der Schlauch mit einer Geschwindigkeit nach unten bewegt wird, die grösser ist als diejenige, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen, und sie können insgesamt gleichzeitig oder kurz nach dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 anhalten, angehalten werden. Eine Einrichtung zum derartigen Betätigen der Riemen enthält wie dargestellt einen Zahnradabtrieb 59 an der Elektromotor-/Drehzahluntersetzereinheit 25, der zu jedem Eingang von zwei luftbetätigten Rutschkupplungen führt, die jeweils mit 61 bezeichnet sind, wobei einzelne Antriebsverbindungen vorgesehen sind, die mit 63 bezeichnet sind und von den Ausgängen der Rutschkupplungen zu den oberen Riemenscheiben 43 der beiden Riemen 41 führen. Die Rutschkupplungen 61 werden über ein Luftventil 65 (Fig. 7) gesteuert, das seinerseits durch die programmierbare Steuereinrichtung 35 gesteuert wird. Letztere bewirkt, dass die Rutschkupplungen 61 betätigt (eingerückt) werden, um den Antrieb der Riemen entweder gleichzeitig oder vor dem Zeitpunkt, in welchem die elektrische Kupplungs-/Bremseinheit 27 betätigt wird, zu beginnen und die Rutschkupplungen zum Antreiben der Riemen eingerückt zu lassen, bis die elektrische Kupplungs-/Bremseinheit 27 inaktiviert wird oder etwas danach, wobei die Rutschkupplungen dann inaktiviert werden, um die Riemen anzuhalten. Im eingerückten Zustand gestatten die Rutschkupplungen einen Schlupf in den Antrieben von der Einheit 25 zu den Riemen.

Im Betrieb der Vorrichtung der Fig. 1 bis 7 wird die Motor-/ Drehzahluntersetzereinheit 25 ständig betrieben. Die Kupplungs-/ Bremseinheit 27 wird in zeitgerechter Beziehung zu einer Funktion der Vorrichtung, beispielsweise einer Füllfunktion, betätigt (d.h. ihre Kupplung wird eingerückt, ihre Bremse wird gelöst), wobei der Drehgeber 37 der programmierbaren Steuereinrichtung 35 meldet, dass die Einheit 27 zu betätigen ist, damit das Antreiben der Rollen 19 und 21 begonnen wird, um die Bahn W von der Vorratsrolle R abzuwickeln und sie zur geeigneten Zeit vorwärts zu bewegen (z.B. dann, wenn eine Waage die einer Packung zuzuführende Produktmenge abgewogen und das Produkt abwärts durch den Dorn 13 in

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den Schlauch T geleert hat). Die Einheit 27 bleibt für ein derartiges Intervall betätigt, dass die Rollen 19 und 21 gedreht werden und ein Packungslängeninkrement der Bahn zugeführt wird, und wird dann inaktiviert. Die Festlegung und die Steuerung des Intervalls können über die programmierbare Steuereinrichtung 35 oder mit Hilfe eines optischen Abtastsystems erfolgen, das in Verbindung mit Markierungen in Packungslängenintervallen auf der Bahn, im Falle einer bedruckten Bahn, arbeitet, oder mittels Messung der Drehung der Rollen 19 und 21 im Falle einer unbedruckten Bahn, oder in anderer geeigneter bekannter Weise.

Die programmierbare Steuereinrichtung 35 betätigt das Ventil 65, damit die Rutschkupplungen 61 eingerückt werden, um das Antreiben der Riemen 41 zu starten, und zwar entweder gleichzeitig oder etwas vor dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 die Bahn W zu der Formschulter 3 hin zuzuführen beginnen. Wenn somit die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen, sind die Riemen in Betrieb und ziehen den Schlauch T nach unten, der gebildet wird, wenn die Bahn über die Formschulter 3 hinweggeht. Der Antrieb für die Riemen erfolgt so, dass sie bestrebt sind, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die grösser ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen. Sie können beispielsweise bestrebt sein, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen die etwa 10% grösser ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen (d.h. die Riemen werden sich, wenn sie völlig frei von irgendwelchem Zwang sind, um eine Strecke bewegen, die 10% grösser ist als der durch die Rollen 19 und 21 freigegebene, d.h. zugeführte Teil der Bahn). Der Schlauch T kann sich jedoch nicht mit höherer Geschwindigkeit vorwärtsbewegen als mit der, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen, ohne gedehnt zu werden (da die Bahn in dem Spalt zwischen den Rollen 19 und 21 ergriffen ist), und der durch die Riemen auf den Schlauch ausgeübte Zug ist relativ klein und zu gering, um irgendeine wesentliche Dehnung zu verursachen. Die Riemen bewegen sich also insgesamt mit einer grösseren Geschwindigkeit als die Bahn und bei ihrem Bestreben, sich schneller als die Bahn zu bewegen, üben sie einen nach unten gerichteten Zug auf den Schlauch T aus, um ihn zu spannen und dadurch das Material unter Zugspannung, um die Bahn straff zu halten, über die Formschulter 3 zu ziehen. Der Betrieb der Riemen mit einer grösseren Geschwindigkeit als der der Bahnzuführung wird durch Schlupf in den Rutschkupplungen 61 und durch etwas Rutschen der Riemen auf dem Verpackungsmaterial geregelt und gesteuert.

Am Beginn der Abwärtsbewegung des Schlauches T sind die Verschlussschienen 17 offen, und sie bleiben während der gesamten Abwärtsbewegung des Schlauches, während der dieser von dem unteren Ende des Dorns 13 herunterbewegt wird, offen. Die Einrichtung, mittels welcher die Verschlussschienen aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden, ist wie bei dem zweiten Typ der bekannten vertikalen Form-Füll-Verschliessmaschinen, die oben erwähnt und bekannt sind, betreibbar.

5 Wenn die Rollen 19 und 21 eine Packungslänge der Bahn W abgemessen und zugeführt haben und wenn die Riemen 41 den Schlauch T um eine Packungslänge auf dem Dorn nach unten gezogen und eine Packungslänge des Schlauches T von dem unteren Ende des Dorns herunterbewegt haben, wird die Kupplungs-/Brems-10 einheit 27 inaktiviert, um die Rollen 19 und 21 anzuhalten und dadurch die Zuführung der Bahn für die Verweilzeit der Bahn und des Schlauches für den Verschliessvorgang anzuhalten. Die Rutschkupplungen 61 werden im gleichen Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 angehalten werden, oder etwas nach diesem Zeitpunkt, 15 inaktiviert. Wenn die Rutschkupplungen inaktiviert sind, können sie völlig ausgerückt sein, so dass die Antriebe 63 der Riemen 41 angehalten sind, oder sie können etwas eingerückt bleiben, um eine leichte Antriebskraft über 63 auf die Riemen auszuüben, so dass die Riemen eine geringe nach unten gerichtete Zugkraft auf den 20 Schlauch ausüben, um eine Zugspannung in dem Schlauch aufrechtzuerhalten.

Wenn der Schlauch T angehalten ist und sich das Produkt in dem Schlauch oberhalb des Querverschlusses an dem unteren Ende des Schlauches befindet (wobei sich dieser Verschluss um eine Pak-25 kungslänge unterhalb der Verschlussschienen an der Stelle 5 befindet und den unteren Verschluss für die fertigzustellende Packung bildet), werden die Verschlussschienen an dem Schlauch geschlossen, um den oberen Verschluss für die Packung P zu bilden, die fertiggestellt wird, und den unteren Verschluss für die als nächste zu bildende 30 Packung. Die Verschlussschicncn werden dann geöffnet und die Rollen 19 und 21 sowie die Riemen 41 werden für den nächsten Zuführzyklus in Gang gesetzt.

Die in den Fig. 1 bis 7 gezeigte Vorrichtung, in der die Bahn W intermittierend in Vorwärtsrichtung in Packungslängenschritten 3j durch die Rollen 19 und 21 zugemessen und der Schlauch T durch die Riemen 41 vorgeschoben wird, hat schlagend bewiesen, dass sie sowohl den Anfahrzug als auch den kontinuierlichen Zug, die auf den Schlauch ausgeübt werden, im Vergleich zu bekannten vertikalen Form-Füll-Verschliessmaschinen des oben erwähnten ersten 40 Typs und insbesondere im Vergleich zu der Standardausführung der vertikalen Form-Füll-Verschliessmaschine der Fa. Hayssen Manufacturing Company verringert. Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse von Vergleichsversuchen mit unterschiedlichen Vcrpackungsfo-lien für den Anfahr- und den kontinuierlichen Zug bei unterschiedli-45 chen Verpackungsfolien auf einer Hayssen-Standardmaschine und einem Prototyp der in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Vorrichtung:

TESTERGEBNISSE

Standard-Vertikal

Vorrichtung von

Form-Füll-Verschliessmaschine

Fig. 1 bis 7 Anfahrzug

Zug (p)

und kontinuierlicher

Materialtyp

Warenzeichen

Dicke (mm)

beim Anfahren kontinuierlich

Zug (p)

1 PÄ niedriger Dichte keines

0,038

1814,4

56,7

2 PÄ niedriger Dichte keines

0,038

1530,9

1587,6

56,7

3 PÄ niedriger Dichte

CURLON

0,051

907,2

56,7

4 PÄ niedriger Dichte

VISQUEEN

0,064

907,2

1474,2

56,7

5 gegossenes PÄ niedriger Dichte

REYNOLON

0,102

1587,6

2041,2

226,8

6 ausgerichtetes PP

BICOR

0,025

963,9

1020,6

113,4

7 PP/PÄ/K-Zellophan

CURPOLENE 205

0,109

2948,3

3175,6

56,7

8 K-Zellophan keines

0,051

1587,6

1814,4

793,8

9 K-Zellophan keines

0,051

1360,8

1587,6

737,1

10 HDPÄ/ÄVA

COEX

0,064

1587,6

1701,0

283,5

11 Papier-PÄ

keines

0,095

6123,5

6350,3

1871,1

PP = Polypropylen

HDPÄ = Polyäthylen hoher Dichte

PÄ = Polyäthylen

ÄVA = Äthylvinylacetat

K = Saran-beschichtet

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Bei den Tests auf der Hayssen-Standardmaschine und dem Prototyp der Erfindung wurde dieselbe Formschulter auf beiden Maschinen benutzt, die zum Ausführen der Tests von einer Maschine zur anderen gebracht wurde und bei der es sich um eine verchromte Gussbronzeschulter handelte, die so bemessen war, dass sie einen Schlauch mit einem Innendurchmesser von etwa 76,2 mm und mit einer Überlappungsnaht mit normaler Überlappung formte. In jedem Fall betrug die Breite der Folie 266,7 mm (was eine Überlappungsnaht mit einer Breite von etwa 25,4 mm ergab). Jede getestete Folie wurde von einer Vorratsrolle gezogen, die in der Maschine angebracht war, und über der Schulter zu einem Schlauch geformt. Eine kleine Klammer wurde an dem unteren Ende des Schlauches befestigt und es wurden an der Klammer Gewichte angebracht, um die Gewichtskraft (den Zug) zu bestimmen, die erforderlich war, um 1) die Folienbewegung zu starten, was den Anfahrzug (oder Losreisszug) darstellte; und 2) die Folienbewegung aufrechtzuerhalten, was den kontinuierlichen Zug darstellte. In dem Fall der Standardmaschine wurde der (die Verschlussschienen tragende) Wagen am unteren Ende seines Hubes ausser Betrieb gehalten, das Gewicht (die Kraft), das auf das untere Ende des Schlauches ausgeübt wurde, nahm die Stelle des Wagens und der Verschlussschienen zum Herabziehen des Schlauches ein. In dem Fall des Prototyps der Erfindung wurden die Riemen 41 inaktiviert, so dass sie keinerlei Zug auf den Schlauch ausübten, während der Anfahr- und der kontinuierliche Zug mit Hilfe der Gewichte bei in Betrieb befindlichen Rollen 19

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und 29 zum Zuführen der Folie von der Vorratsrolle R zu der Formschulter bestimmt wurden.

Wie die Tabelle zeigt, war die Grösse des Zuges, der erforderlich war, um die ebene Folienbahn (bei jeder Folie) zum Schlauch zu s formen, d.h. die Grösse der Zugkraft, die erforderlich war, um die Folie über die Formschulter 3 zu ziehen, in der neuen Maschine viel geringer als in der alten. Beispielsweise waren ein Anfahrzug von 28,9 N (2948,3 p) und ein kontinuierlicher Zug von 31,1 N (3175,6 p) in der alten Maschine für Nr. 7 erforderlich, während nur ein An-fahrzug von 0,56 N (56,70 p) und ein kontinuierlicher Zug von 0,56 N (56,70 p) in der neuen Maschine erforderlich waren.

Das Füllen der Packungen kann in herkömmlicher und bekannter Weise entweder auf intermittierender Basis erfolgen oder, in dem Fall eines flüssigen Produkts, durch welches hindurch die Quer-'5 Verschlüsse hergestellt werden, durch Halten des flüssigen Produkts in dem Schlauch über der Höhe, in welcher die Querverschlüsse hergestellt werden.

Die Lehren der Erfindung sind nicht nur auf intermittierend betreibbare vertikale Form-Füll-Verschliessmaschinen anwendbar, wie 20 sie oben beschrieben worden sind, sondern auch auf horizontale Form-Füll-Verschliessmaschinen, die intermittierend betreibbar sind.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele hinaus eine Vielzahl von 25 Abwandlungs- und Vereinfachungsmöglichkeiten.

R

3 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Formen, Füllen und Verschliessen von Pak-kungen, wobei eine von einem Vorrat gezogene Bahn (W) flexiblen Verpackungsmaterials zu einem Schlauch (T) geformt wird durch Ziehen der Bahn über eine Formeinrichtung (3) an einem Ende eines rohrförmigen Domes (13), wobei die Bahn (T) auf dem Dorn (13) intermittierend in Richtung zum anderen Ende des Dornes und über dasselbe hinaus vorgeschoben wird durch Ausübung einer Vorschubkraft auf den Schlauch (T), um die Bahn über die Formeinrichtung (3) zu ziehen und straff zu halten, wobei der Schlauch (T) nach Verlassen des Dornes durch eine Verschliesseinrichtung (5) verschlossen wird, die für Intervalle zu öffnen ist, während weichen abgemessene Längeninkremente des Schlauches (T) entsprechend der Länge der zu formenden Packungen über das andere Ende des Dornes (13) vorgeschoben werden, und auf dem Schlauch (T) zu schliessen ist, während jeder Verweilzeit des Schlauches (T) zwischen aufeinanderfolgenden Vorschubzyklen zum Verschliessen des Schlauches (T) in Querrichtung desselben, und wobei das zu verpackende Produkt durch das Innere des Dornes (13) in den Schlauch (T) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass Längeninkremente der Bahn (W) entsprechend der Länge der zu formenden Packungen zwischen dem Vorrat und der Formeinrichtung (3) abgemessen werden, wobei zum Abmessen intermittierend eine separate Vorschubkraft auf die Bahn (W) ausgeübt wird, um die Bahn (W) vom Vorrat zu ziehen und um abgemessene Längeninkremente der Bahn (W) intermittierend der Formeinrichtung (3) zuzuführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (W) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit intermittierend vom Vorrat gezogen und zur Formvorrichtung (3) vorgeschoben wird, und dass die Vorschubkraft auf den Schlauch (T) so ausgeübt wird, dass sie bestrebt ist, den Schlauch (T) auf dem Dorn (13) mit höherer Geschwindigkeit, aber mit Schlupf, vorwärts zu ziehen, um die Bahn (W) straff zu halten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (T) auf den Dorn (13) gleichzeitig intermittierend vorgeschoben wird mit der Ausübung der separaten Vorschubkraft auf die Bahn (W), um dieselbe von dem Vorrat zu ziehen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausübung der Vorschubkraft auf dem Schlauch (T) gestartet wird, bevor die Ausübung der separaten Vorschubkraft auf die Bahn (W) startet, und gestoppt wird, nachdem die separate Vorschubkraft auf die Bahn (W) gestoppt worden ist.
5. Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschliessen von Pak-kungen mit einer Trageinrichtung für einen Vorrat (R) einer Bahn flexiblen Verpackungsmaterials, einem rohrförmigen Dorn (13), durch dessen Inneres die zu verpackenden Produkte in die Packungen einzubringen sind, einer Formeinrichtung (3) an einem der Enden des rohrförmigen Dornes (13) und über welche die flexible Bahn (W) zu ziehen ist, um sie zu einem Schlauch (T) zu formen, einer Einrichtung (39) zum intermittierenden Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13) durch Ausüben einer Vorschubkraft auf den Schlauch (T), um die Bahn (W) straff über die Formeinrichtung (3) zu ziehen und um Längeninkremente des Schlauches (T) entsprechend den herzustellenden Packungen intermittierend über das der Formeinrichtung (3) gegenüberliegende Ende des Dornes ( 13) vorzuschieben, einer Verschliesseinrichtung (5), welche zu öffnen ist, damit jedes Längeninkrement des Schlauches (T) über das gegenüberliegende Ende des Dornes (13) vorgeschoben werden kann, und auf dem Schlauch (T) zu schliessen ist während jeder Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Vorschubzyklen des Schlauches (T), zum Verschliessen des Schlauches (T) in Querrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine intermittierend arbeitende Bahnabmesseinrichtung (F) zwischen der Trageinrichtung (7) und der Formeinrichtung (3) angeordnet ist, um die Bahn (W) intermittierend von dem Vorrat zu ziehen, um Längeninkremente der Bahn (W) entsprechend der Länge der herzustellenden Packungen abzumessen und um diese Längeninkremente der Bahn (W) intermittierend der Formeinrichtung zuzuführen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnabmesseinrichtung (F) ausgelegt ist zum Vorschieben der 5 Bahn mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, und dass die Einrichtung (39) zum Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13) derart ausgelegt ist, dass sie bestrebt ist, den Schlauch (T) mit einer höheren Geschwindigkeit, aber mit Schlupf, vorwärts zu ziehen, um die Bahn (W) straff zu halten.

io 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (39) zum intermittierenden Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13) gleichzeitig mit der Bahnabmesseinrichtung betreibbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine 15 Einrichtung zum Starten der Einrichtung zum intermittierenden

Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13) vor dem Starten der Bahnabmesseinrichtung (F) und zum Stoppen derselben nach der Bahnabmessvorrichtung (F).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge-20 kennzeichnet, dass die Einrichtung (39) zum Vorschieben des

Schlauches (T) auf dem Dorn (13) Unterdruckriemen (41) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein ständig zu betreibender Motor (25) vorgesehen ist zum Antrieb der Bahnabmessvorrichtung (F) und der Ein-

25 richtung (39) zum Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13), dass eine elektrische Kupplungs-/Bremseinheit (27) in dem Getriebe (23) zwischen dem Motor (25) und der Bahnabmessvorrichtung eingebaut ist, und dass druckluftgesteuerte Rutschkupplungen (61) in dem Getriebe (63) zwischen dem Motor (25) und der Einrich-30 tung (39) zum Vorschieben des Schlauches (T) auf dem Dorn (13) eingebaut sind.