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Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Formschulter für eine Schlauchbeutelmaschine zum Umformen einer ebenen Packstoffbahn in einen Schlauch. Diese Schläuche können sodann mit Füllgut gefüllt werden, wobei durch abschnittsweises Befüllen und Verschließen des Schlauchs Verpackungen für das Füllgut entstehen.
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Als Füllgut kommen insbesondere pulver- oder granulatförmige feste Güter, wie Zucker, Salz, Tabak, Teeblätter oder dergleichen, aber auch flüssige oder breiige pastöse Massen, wie Senf, Gewürze, Milch oder dergleichen in Frage. Auch feste Körper wie Pralinen, Riegel, Trockenhefe, Einmalspritzen, Zahnstocher, Eislöffel oder dergleichen lassen sich in Schlauchbeuteln verpacken.
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In einer Schlauchbeutelmaschine zum Umformen einer Packstoffbahn in einen Schlauch ist oft ein in die Formschulter ragendes Füllrohr so angebracht, dass das Füllgut durch das Füllrohr in den gerade gebildeten Schlauchbeutel gefüllt werden kann. Die Längskanten des gebildeten Schlauchs werden üblicherweise durch eine Längssiegeleinrichtung miteinander verbunden. Eine Quersiegeleinrichtung verschließt den Schlauch so, dass eine Kette (sequentielle Anordnung) einzelner gefüllter Verpackungen entsteht. Diese können zunächst miteinander verbunden bleiben, alternativ aber auch bereits in der Schlauchbeutelmaschine durch die Quersiegeleinrichtung oder/und eine zusätzliche Perforations- oder Schneideinrichtung vereinzelt werden.
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Die Formschulter selbst stellt einen ein- oder mehrteiligen räumlichen Formkörper aus festem, unnachgiebigem Material dar, und zwar entweder aus Vollmaterial oder aus Blech, in der Regel aus Stahl oder einem anderen Material. Die Packstoffbahn wird als ebene Bahn von einer Rolle abgenommen und vermittels der Formschulter in einen Schlauch umgeformt.
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Der Schlauch kann einen runden, rechteckigen, oder anderen konvex geformten Querschnitt umschließen. Die Geometrie der Führungsfläche der Formschulter, also der Fläche, die mit der Packstoffbahn in Kontakt kommt, sollte möglichst so dimensioniert und räumlich gestaltet sein, dass jede Materialfaser der Packstoffbahn während der Umformung einen gleichen Weg zurücklegt und der Abstand benachbarter Materialfasern quer zur Laufrichtung konstant bleibt, so dass die Packstoffbahn weder gestreckt noch gelängt noch bleibend verformt wird.
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Aus der
CH 490 995 A1 (=
DE 1 814 389 A1 ) ist eine Vorrichtung zum Biegen von blechdünnem Material zu Tuben bekannt mit einer inneren Führung, die an der Innenseite einen Durchgang zum Füllen der Tuben und an der Außenseite eine Führungsfläche für das Ausgangsmaterial aufweist, ferner mit einer äußeren Führung, die an der Innenseite eine Führungsfläche aufweist, und schließlich mit einem zwischen den Führungsflächen vorgesehenen, nicht unterbrochenen, ringförmigen Schlitzraum, wobei mindestens eine der Führungen in mindestens zwei Stellungen bringbar ist, in deren erster Stellung zwischen den Führungsflächen der inneren und der äußeren Führung der ringförmige Schlitzraum gebildet ist und in deren zweiter Stellung die Führungsflächen bedeutend weiter voneinander entfernt sind, und zwar derart, dass anstelle des ringförmigen Schlitzraums ein freier Raum mit in radialer Richtung erheblich größeren Dimensionen besteht, der in axialer Richtung des Schlitzraums auf der Länge der Führungsflächen nicht unterbrochen ist.
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DE 103 30 852 A1 beschreibt eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit einer von einer Vorratsrolle abgewickelten Folienbahn, einer Formschulter zum Umformen der Folienbahn zu einem Folienschlauch, einem Folienabzug zum Weitertransportieren der Folienbahn und des Folienschlauches, einem vertikal ausgerichteten Füllrohr zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches, einer Längssiegeleinrichtung zum Verschweißen der Ränder der Folienbahn und damit zum Erzeugen einer Längssiegelnaht des Folienschlauches, einer Quersiegeleinrichtung mit gegeneinander beweglichen, den Folienschlauch quer zu seiner Transportrichtung verschweißenden Schweißbacken zum Erzeugen von Kopfnähten und Bodennähten an Schlauchbeuteln, und einer Trenneinrichtung zum Abtrennen der Schlauchbeutel vom Folienschlauch, wobei die Formschulter eine Umlenkkante an einem oberen Rand eines das Füllrohr umgebenden Schulterstutzens und einem an der gekrümmten Umlenkkante ansetzenden, von der Umlenkkante nach außen weg weisenden Schultermantel aufweist, wobei der Schultermantel aus zwei separaten Mantelteilen gebildet wird, der Schulterstutzen aus zwei separaten Stutzenteilen gebildet wird, jeweils ein Mantelteil und ein daran angrenzendes Stutzenteil eine Baueinheit bilden, die beiden Baueinheiten die Formschulter beschreiben und eine Baueinheit von der anderen Baueinheit abnehmbar ist, um das Füllrohr quer zur Transportrichtung aus der Formschulter entnehmen zu können.
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DE 102 51 072 A1 offenbart eine Formschulter zur Umformung einer ebenen, von einer Vorratsrolle abgewickelten Folienbahn zu einem Folienschlauch, wobei die Formschulter zwei separate Schulterteile zum Aufnehmen der Folienbahn aufweist und eine Verstelleinrichtung zum Verändern und Fixieren eines Abstandes d zwischen den Schulterteilen vorgesehen ist.
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Aus der
DE 10 2007 041 808 A1 ist ein Werkzeug für eine Schlauchbeutelmaschine zum Umformen eines ebenen ein- oder mehrlagigen Hüllmaterialstreifens in einen Schlauch mit einer mehrteiligen Formschulter und einem Füllrohr bekannt, wobei die Formschulter in einer durch die Mittelachse des Füllrohrs und der Formschulter sowie durch die Mittellinie des Hüllmaterialstreifens definierten Trennebene geteilt ausgebildet ist, zumindest zwei Teile der Formschulter relativ zueinander um eine oder zwei sich insbesondere parallel zu der Mittelachse erstreckende Drehachsen verschwenkbar angeordnet sind, dass die Teile zumindest in eine geschlossene Lage zwischen den Teilen der Formschulter und eine geöffnete Lage zum erleichterten Einfädeln des Hüllmaterialstreifens in einen Kanal bewegbar sind und die Formschulter eine Führungsfläche für den Hüllmaterialstreifen und den Kanal zur Aufnahme des Füllrohrs aufweist und zwischen Füllrohr und Kanal ein im Wesentlichen durchgehender umlaufender Durchzugsspalt für den Durchtritt des Hüllmaterialstreifens bzw. Schlauchs gebildet ist, wobei ein gesteuerter Antrieb für die beiden Teile der Formschulter vorgesehen ist, mit dem die Teile zwischen der geschlossenen und der geöffneten Lage bewegbar sind.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine mehrteilige Formschulter für eine Schlauchbeutelmaschine zum Umformen einer ebenen Packstoffbahn in einen Schlauch anzugeben, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und die das Einfädeln der Packstoffbahn erleichtert und ein Entnehmen des Füllrohrs quer zur Erstreckungsrichtung des gebildeten Schlauchs ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Formschulter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Vorgeschlagen wird eine Formschulter für eine Schlauchbeutelmaschine mit einer Schulterfläche und einer Prismafläche, wobei die Schulterfläche und die Prismafläche entlang einer räumlichen Umformkante miteinander verbunden sind, die Formschulter mindestens ein ortsfestes erstes, einer einlaufenden Packstoffbahn zugewandtes Formelement und mindestens zwei zweite, der einlaufenden Packstoffbahn abgewandte Formelemente aufweist und die beiden zweiten Formelemente relativ zu dem ersten Formelement jeweils zwischen einer Betriebsposition und einer Öffnungsposition rein translatorisch bewegbar sind.
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Mit anderen Worten ist die Formschulter in mindestens drei Formelemente unterteilt, von denen eines, nämlich das der einlaufenden Packstoffbahn nächste Formelement, ortsfest angeordnet ist, wogegen die anderen beiden Formelemente relativ zu dem ortsfesten Formelement so bewegbar sind, dass das Einfädeln der Packstoffbahn erleichtert und gegebenenfalls die Entnahme eines Füllrohrs erleichtert wird. Jedes Formelement weist eine Schulterteilfläche, eine Prismateilfläche sowie einen diese beiden Teilflächen verbindenden Umformkantenabschnitt auf.
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In der Betriebsposition der zweiten Formelemente relativ zum ersten Formelement ergänzen sich die Schulterteilflächen aller Formelemente zur Schulterfläche der Formschulter, die Prismateilflächen aller Formelemente zur Prismafläche der Formschulter und die Umformkantenabschnitte aller Formelemente zur Umformkante der Formschulter. Nur in diesem Zustand ist die Formschulter in der Lage, aus einer zunächst ebenen Packstoffbahn, beispielsweise aus Papier, Kunststoff oder ähnlichen Verpackungsmaterialien, zu einem Schlauch umzuformen.
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Dazu wird die Packstoffbahn zunächst über die Schulterfläche geleitet, wo sie bereits aus der ebenen Ausgangsform dreidimensional verformt wird. Die Packstoffbahn gleitet dann über die Umformkante in die Prismafläche hinein, d. h. in die Fläche, die durch ihren Querschnitt den Querschnitt des zu erzeugenden Packstoffschlauchs definiert. Da dieser in der Längsrichtung des Schlauchs gesehen einen konstanten Querschnitt aufweist, kann er auch als prismatisch bezeichnet werden; der Teil der Umformfläche der Formschulter, der sich aus der Einlaufrichtung der Packstoffbahn gesehen an die Umformkante anschließt, wird daher als Prismafläche bezeichnet. Dabei sind vielfältige Schlauchquerschnitte darstellbar: vom einfachen Kreisquerschnitt über ovale und rechteckige Querschnitte bis hin zu komplexen Querschnittsformen, beispielsweise doppelten oder mehrfachen Schlauchquerschnitten bis hin zu Querschnitten mit einer oder mehreren in Längsrichtung verlaufenden Stabilisierungsnähten usw.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Innere des prismatischen Teils der Formschulter dadurch zugänglich zu machen, dass mindestens ein erstes Formelement an Ort und Stelle belassen wird, während mindestens zwei zweite Formelemente translatorisch vom zu bildenden Schlauchquerschnitt fortbewegt werden.
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Dabei kann gemäß einer Ausgestaltung auch ein erstes Formelement so ausgestaltet sein, dass es nebeneinander mehrere Schulterteilflächen, Prismateilflächen und Umformkantenabschnitte aufweist, die sich jeweils mit einem Paar zweiter Formelemente zu einer Formschulter ergänzen und jeweils der Bildung eines Schlauchbeutels dienen. Mit anderen Worten ist ein solches erstes Formelement an der Bildung mehrerer nebeneinander angeordneter Formschultern zur parallelen Umformung mehrerer Packstoffbahnen beteiligt.
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An diesem einen ersten Formelement sind dann entsprechend viele Paare zweiter Formelemente translatorisch bewegbar angeordnet, die jeweils das Einfädeln einer Packstoffbahn oder/und das Entnehmen eines Füllrohrs ermöglichen, wenn sie in die Öffnungsposition bewegt werden. Vorteilhaft kann bei einer solchen Lösung das erste Formelement so gestaltet sein, dass die oberen Bereiche seiner einzelnen, nebeneinander angeordneten Schulterteilflächen, in welche die jeweiligen Packstoffbahnen einlaufen, aus dem ersten Formelement herausgehoben sind, d. h. eine „Berg- und Tal-Kontur” bilden, so dass die dreidimensionale Verformung der einzelnen Packstoffbahnen beim Passieren der Schulterfläche nicht behindert wird. Die hier beschriebene besondere Ausgestaltung wird noch anhand der 6 und 7 näher erläutert.
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Das oder die ersten Formelemente können stets an ihrem vorbestimmten Ort in der Schlauchbeutelmaschine verbleiben, wodurch beispielsweise das Füllrohr entnommen werden kann, ohne anschließend für den weiteren Betrieb die Packstoffbahn hinsichtlich des zur Einlaufrichtung weisenden Teils der Umformkante neu anordnen und einrichten zu müssen. Bei den oben beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik muss hingegen die Packstoffbahn in einem solchen Fall stets vollständig neu in den Formungspfad der Formschulter eingelegt werden.
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Die zweiten Formelemente werden dazu rein translatorisch vom Schlauchquerschnittweg weg bewegt. Die Bewegung kann dabei orthogonal zur Einlaufrichtung der Packstoffbahn oder unter einem Winkel dazu erfolgen; jedoch werden Formelemente nicht in der Einlaufrichtung der Packstoffbahn bewegt, damit die Packstoffbahn zu jeder Zeit durch mindestens einen Umformkantenabschnitt abgestützt wird.
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Hierdurch ergeben sich gegenüber bekannten Lösungen zahlreiche Vorteile; beispielsweise ein deutlich einfacherer konstruktiver Aufbau und damit geringere Kosten. Außerdem kann die Öffnung der Formschulter durch translatorische Bewegung der zweiten Formelemente so erfolgen, dass die äußeren Ränder derselben nicht über die äußeren Begrenzungen des oder der ersten Formelemente hinausragen. Dies ist von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit mehrreihig arbeitenden Schlauchbeutelmaschinen, d. h. Maschinen, bei denen mehrere gleichartige Formschultern nebeneinander angeordnet sind, deren Abstände zueinander so gering wie möglich zu halten sind, um möglichst viele Schläuche parallel herstellen zu können.
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In einer Ausgestaltung weisen die zweiten Formelemente je eine der einlaufenden Packstoffbahn zugewandte Kontaktfläche und das erste Formelement beidseitig seiner Prismateilfläche je eine der einlaufenden Packstoffbahn abgewandte Kontaktfläche auf, wobei die Kontaktflächen der zweiten Formelemente bei ihrer translatorischen Bewegung zwischen der Betriebsposition und der Öffnungsposition auf je einer Kontaktfläche des ersten Formelements gleiten.
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Mit anderen Worten weist jedes zweite Formelement eine solche Kontaktfläche auf, die dem oder den ersten Formelementen zugewandt ist. Das erste Formelement ist ortsfest angeordnet und weist, wenn es seinerseits nicht weiter unterteilt ist, zwei Kontaktflächen auf, wobei jede solche Kontaktfläche auf einer Seite der Prismateilfläche des ersten Formelements angeordnet ist, so dass jede dieser beiden Kontaktflächen für den gleitenden Kontakt mit einer Kontaktfläche eines zweiten Formelements zur Verfügung steht.
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Vorteilhaft sind die Kontaktflächen der Formelemente und damit die Trennebene zwischen einem ersten und einem zweiten Formelement so angeordnet, dass sie im Bereich der größten Querausdehnung des Schlauchquerschnitts liegen. Bei einem kreisrunden Querschnitt entspricht dies den Punkten des Umfangs, die zu einer exakt hälftigen Aufteilung des Prismateils führen, d. h. die Prismateilfläche eines einteiligen ersten Formelements entspricht in diesem Falle genau einer halben Zylindermantelfläche. Dadurch bildet keine Prismateilfläche eine Hinterschneidung des jeweiligen Formteils, die das Entfernen des Füllrohrs erschweren könnte oder die beim Zusammenfügen der Formschulter, d. h. bei der Bewegung der zweiten Formelemente in die Betriebsposition, zu einer unkontrollierbaren Einklemmung der Packstoffbahn führen könnte.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass jedes zweite Formelement mit einem ersten Formelement durch ein lösbares Verbindungsmittel verbunden ist. Dieses Verbindungsmittel kann beispielsweise eine von der Vorderseite des zweiten Formelements bedienbare Schraube umfassen, die in weiterer Ausgestaltung durch eine an der Rückseite, d. h. der der einlaufenden Packstoffbahn zugewandten Seite des ersten Formelements angeordnete Mutter am ersten Formelement gehalten sein kann, wobei weiter vorgesehen sein kann, dass die Mutter in einer an der Rückseite des ersten Formelements angeordneten Nut, die in ihrem Nutgrund ein Langloch aufweist, gleitend gelagert ist, wenn die Schraubverbindung gelöst ist. Dabei kann die Mutter beispielsweise als Gleitstein mit Gleitflächen ausgebildet sein, die bei der Bewegung des zweiten Formelements an den Nutflanken entlang gleiten. Eine herkömmliche Sechskantmutter kann diese Funktion hingegen ebenso gut erfüllen, wenn die Breite der Nut geringfügig größer als die Schlüsselweite der Mutter ist, um ein problemloses Gleiten zu ermöglichen.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass an mindestens einem Formelement eine Führungseinrichtung angeordnet ist, welche den Weg der translatorischen Bewegung eines zweiten Formelements definiert. Wenn das zweite Formelement bereits in der oben beschriebenen Weise durch ein Verbindungsmittel mit dem ersten Formelement verbunden ist, das eine Relativbewegung zwischen erstem und zweitem Formelement erlaubt, so stellt bereits dieses Verbindungsmittel eine Führungseinrichtung dar, die den Weg der translatorischen Bewegung des zweiten Formelements definiert. Allerdings kann bei einer derartigen punktuellen Befestigung ein Kippen des zweiten Formelements um eine horizontale Achse nicht vollständig verhindert werden. Es kann daher sinnvoll sein, eine weitere, dedizierte Führungseinrichtung vorzusehen, die allein oder im Zusammenwirken mit dem Verbindungsmittel eine Parallelverschiebung des zweiten Formelements ohne Rotation um eine horizontale Achse sicherstellt.
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Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, das Verbindungsmittel, das für sich genommen zur sicheren Verbindung zwischen erstem und zweitem Formelement ausreichen würde, durch ein zweites, gleichartiges Verbindungsmittel zu ergänzen, so dass beide Verbindungsmittel gemeinsam eine Führungseinrichtung für das zweite Formelement bilden. Der Bauraum für ein solches zweites Verbindungsmittel ist jedoch, insbesondere bei kleinen Schlauchquerschnitten, stark beschränkt.
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Obwohl eine solche Konfiguration ausdrücklich als von der beschriebenen Erfindung umfasst angesehen wird, kann es dabei immer noch zu Kippbewegungen um eine horizontale Achse kommen, weil die Langlöcher, um eine problemlose Bewegung des zweiten Formelements sicherzustellen, nicht so eng toleriert sein können, dass das zweite Formelement nichts anderes als eine Parallelverschiebung ausführen kann. Außerdem kann es vorteilhaft sein, eine zusätzliche Führungseinrichtung vorzusehen, die zur mechanischen Verbindung zwischen erstem und zweitem Formelement nicht benötigt wird, jedoch einen exakteren Beitrag zur Definition des Weges der Bewegung liefert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung eine in einem der Formelemente angeordnete Vertiefung sowie eine an einem anderen Formelement angeordnete Erhöhung umfasst, wobei die Erhöhung in die Vertiefung eingreift. Die Vertiefung kann beispielsweise als Nut und die Erhöhung als in die Nut eingreifender Stift oder in die Nut eingreifende Feder, ähnlich wie bei einem Dielenbrett, ausgeführt sein. Im Zusammenwirken der zusätzlichen Führungseinrichtung mit einem Verbindungsmittel der oben beschriebenen Art, oder einer weiteren, ähnlichen oder gleichartigen Führungseinrichtung, wird die Bewegung des zweiten Formteils exakt definiert, so dass ein Kippen des zweiten Formteils um eine horizontale Achse zuverlässig verhindert wird. Ist die Erhöhung in der Art einer Feder ausgeführt, so bewirkt die Führungseinrichtung bereits allein eine exakte Definition des Wegs der Bewegung des zweiten Formteils, weil durch den linienhaften Kontakt zwischen den Flanken der Feder und der Nut ein Kippen des zweiten Formteils um die horizontale Achse verhindert wird.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann es weiterhin vorteilhaft sein, die Nut und die Feder bzw. den Stift nach Art eines Schwalbenschwanzes auszuführen, d. h. die Nut weist schräge Nutflanken auf, wobei der Nutgrund breiter ist als das lichte Maß der Nut und der Stift bzw. die Feder sind im Querschnitt trapezförmig, wobei die Basis des Stifts bzw. der Feder im Querschnitt die schmalste Stelle darstellt. Dadurch kann der weitere Effekt erzielt werden, dass das zweite Formelement am ersten Formelement gehalten wird, ohne herunterzufallen. Das Verbindungsmittel dient in diesem Falle lediglich der Fixierung des zweiten Formelements in der Betriebsposition.
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Eine andere Weiterbildung der vorgeschlagenen Formschulter sieht vor, dass an mindestens einem Formelement ein Begrenzungselement angeordnet ist, welches den Weg der translatorischen Bewegung eines zweiten Formelements begrenzt. Dieses Begrenzungselement kann beispielsweise ein Absatz des ersten Formelements sein, gegen den das zweite Formelement in der Betriebsposition oder der Öffnungsposition stößt, oder umgekehrt.
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Sind erstes und zweites Formelement ohne ein solches Begrenzungselement relativ zueinander verschiebbar, so kann es schwierig sein, für das zweite Formelement die Betriebsposition exakt und schnell zu finden, in der sich die Teilflächen und Umformkantenabschnitte aller Formelemente exakt ergänzen. Das beschriebene Begrenzungselement stellt sicher, dass die Betriebsposition einfach und sicher gefunden wird, woraufhin die Lage des zweiten Formelements relativ zum ersten Formelement ohne aufwendige Einrichtung und Kontrolle in seiner Position fixiert werden kann.
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Das Begrenzungselement kann in einer einfachen Ausgestaltung durch das Verbindungsmittel realisiert sein, beispielsweise indem die Mutter oder der Gleitstein an das Ende der im ersten Formelement angebrachten Nut stößt. Alternativ oder zusätzlich kann das Begrenzungselement durch die Führungseinrichtung realisiert sein, beispielsweise indem die Erhöhung, beispielsweise der Stift oder die Feder, an das Ende der Vertiefung, beispielsweise der Nut, stößt.
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Das Begrenzungselement kann hingegen auch dediziert für diesen Zweck, d. h. zusätzlich vorgesehen sein. Dazu kann am ersten oder/und zweiten Formelement ein Absatz vorgesehen sein, d. h. eine Teilfläche, die unter einem Winkel zur Kontaktebene angeordnet ist. Weisen sowohl das erste als auch das zweite Formelement einen solchen Absatz auf, so wird die Bewegung des zweiten Formelements relativ zum ersten Formelement dadurch begrenzt, dass diese beiden Teilflächen am Ende der Bewegung miteinander kollidieren und eine weitere Bewegung unmöglich machen. Dadurch wird die Betriebsposition des zweiten Formelements eindeutig definiert. Es versteht sich von selbst, dass ein solches Begrenzungselement auch zur eindeutigen Definition der Öffnungsstellung des zweiten Formelements vorgesehen sein kann.
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Nachfolgend wird die beschriebene Formschulter anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
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1 eine einzelne Formschulter im geschlossenen Zustand,
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2 dieselbe Formschulter im geöffneten Zustand,
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3 eine Explosionsdarstellung derselben Formschulter,
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4 eine Ansicht von unten auf dieselbe Formschulter,
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5 eine perspektivische Ansicht derselben Formschulter mit einer Packstoffbahn und einem Füllrohr,
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6 eine Anordnung mehrerer gleichartiger Formschultern im geschlossenen Zustand, und
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7 dieselbe Anordnung mehrerer gleichartiger Formschultern im geöffneten Zustand.
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Die 1 bis 5 zeigen dieselbe Formschulter 1 eines Ausführungsbeispiels in verschiedenen Ansichten so, wie sie beispielsweise in einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine eingebaut sein könnte. Die Einlaufrichtung der horizontal ausgerichteten ebenen Packstoffbahn 9 ist die Richtung von hinten nach vorn, d. h. auf den Betrachter zu. In der Formschulter 1 wird diese ebene Packstoffbahn 9 nach dem Passieren der Schulterfläche 11, die sich aus den Schulterteilflächen 21, 31 zusammensetzt, über die Umformkante 13, die sich aus den Umformkantenabschnitten 23, 33 zusammensetzt in die Prismafläche 12, die sich aus den Prismateilflächen 22, 32 zusammensetzt und den herzustellenden Schlauchquerschnitt definiert, geleitet, so dass die Packstoffbahn 9 am unteren Ende der Formschulter 1 den Prismateil als Schlauchquerschnitt verlässt. Hierzu wird am unteren Ende der Formschulter 1 unmittelbar vor dem Ende des Formungspfads eine sogenannte Flossennaht gebildet, indem die seitlichen Ränder der Packstoffbahn 9 durch Nahtbildungselemente 8 übereinander gelegt werden, so dass sie nach dem Verlassen des Prismateils durch eine hier nicht dargestellte, zur Schlauchbeutelmaschine gehörende Längssiegeleinrichtung miteinander verbunden werden können.
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In 1 und 2 ist die Formschulter 1 in einer Ansicht von vorne dargestellt, und zwar in der Betriebsposition (1) und der Öffnungsposition (2). Hierzu sind zwei zweite Formelemente 3 relativ zu einem ersten Formelement 2, welches in der Schlauchbeutelmaschine relativ zu der einlaufenden Packstoffbahn 9 ortsfest angebracht ist, quer zur Einlaufrichtung, d. h. in der gewählten Darstellung nach links und rechts, beweglich. Dadurch wird in der Öffnungsposition der zweiten Formelemente 3 der Blick in das Innere des Prismateils der Formschulter 1 frei, so dass ein eventuell von oben in den Prismateil hineinragendes Füllrohr nach vorne entnommen werden kann.
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Die zweiten Formelemente 3 sind am ersten Formelement 2 durch je ein Verbindungsmittel 5 gehalten, das eine von vorne zugängliche Schraube 51 und eine von hinten darauf geschraubte Mutter 52 umfasst, welche im Ausführungsbeispiel nicht als herkömmliche Sechskantmutter, sondern als Gleitstein mit vergrößerten Flanken ausgeführt ist. Dieser Gleitstein 52 ist an der Rückseite des ersten Formelements 2 in einer Nut 53 gehalten und geführt, die in ihrem Nutgrund ein Langloch aufweist, um eine Verschiebung der Schraube 51 darin zu ermöglichen. Im zweiten Formelement 3 ist die Schraube 51 in einer Bohrung gehalten.
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Die Bewegung des zweiten Formelements 3 relativ zum ersten Führungselement 2 erfolgt dadurch, dass zunächst die Schraube 51 von vorne gelöst wird. Ein Festhalten der Mutter 52 ist dabei nicht erforderlich, weil diese durch Anliegen ihrer Flanken an den Flanken der Nut 53 an einer unerwünschten Verdrehung gehindert ist. Wenn die Schraubverbindung gelöst ist, kann das zweite Formelement entlang der Nut 53 aus der Betriebsposition in die Öffnungsposition verschoben werden. Zum Bewegen des zweiten Formelements in die Betriebsposition werden die beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge und gegensinnig durchgeführt, d. h. am Ende wird die Schraubverbindung durch Drehen der Schraube 51 wieder befestigt. Während der Bewegung gleitet das zweite Formelement 3 mit seiner dem ersten Formelement 2 zugewandten Kontaktfläche 24 auf dessen Kontaktfläche 34, so dass eine rein translatorische Bewegung realisiert wird.
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Die Nut 53 wirkt im Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Führungseinrichtung, weil das Langloch im Nutgrund gemeinsam mit den Flanken der Nut 53 den Weg der Bewegung des zweiten Formelements 3 definiert. Zusätzlich ist für die Bewegung jedes zweiten Formelements 3 je eine weitere Führungseinrichtung 6 vorgesehen, die zwei Nuten 61 im ersten Formelement und zwei dazu komplementäre Federn 62 am zweiten Formelement 3 umfasst. Die Führungseinrichtung 6 sorgt gemeinsam mit dem Verbindungsmittel 5 für eine parallele Bewegung des zweiten Formelements 3 relativ zum ersten Formelement 2, weil ein Kippen des zweiten Formelements 3 um eine horizontale Achse durch ihr Zusammenwirken verhindert wird.
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Die Nut 53 wirkt im Ausführungsbeispiel außerdem gleichzeitig als Begrenzungselement, weil die Enden der Nut den Weg der Bewegung des zweiten Formelements begrenzen. Zusätzlich sind für die Bewegung jedes zweiten Formelements 3 je zwei weitere Begrenzungselemente 7 in Form von Absätzen am ersten Formelement 2 und am zweiten Formelement 3 vorgesehen. Die Begrenzungselemente 7 sorgen gemeinsam mit dem Verbindungsmittel 5 für eine Begrenzung der Bewegung des zweiten Formelements 3 relativ zum ersten Formelement 2, indem die Absätze 7 aneinanderstoßen, wenn das zweite Formelement 3 die Betriebsposition erreicht hat.
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Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, befindet sich die durch die Kontaktflächen 24 der ersten Formelemente 2 und die Kontaktflächen 34 des ersten Formelements 2 definierte Gleitebene nicht exakt an der breitesten Stelle der Prismafläche 12, sondern ist geringfügig verschoben. Um Hinterschneidungen zu vermeiden, die bei exakter Ausführung der Prismateilflächen 32 der zweiten Formelemente 3 für einen kreisrunden Schlauchquerschnitt entstehen und so die Fertigung der zweiten Formelemente 3 erschweren würden, wurden die seitlichen Ränder der Prismateilflächen 32 der zweiten Formelemente gerade ausgeführt. Es hat sich gezeigt, dass die sich dadurch ergebende geringe Abweichung der Prismafläche 12 von der idealen Kreisform unschädlich für eine exakte Umformung der Packstoffbahn 9 ist.
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In 5 ist die Formschulter 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die zweiten Formelemente 3 befinden sich in der Betriebsposition. Eine Packstoffbahn, die von oben hinten in den Umformbereich einläuft, wird gerade zu einem Schlauchquerschnitt umgeformt, der die Formschulter 1 an ihrer Unterseite verlässt. In das Prismateil der Formschulter 1 ragt von oben her ein Füllrohr 4 hinein, durch welches der entstehende Schlauchbeutel mit Füllgut befüllt wird.
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6 und 7 zeigen eine Anordnung mehrerer gleichartiger Formschultern des Typs, der im Zusammenhang mit den 1 bis 4 ausführlich beschrieben wurde. Solche Anordnungen werden typischerweise in mehrreihig arbeitenden Schlauchbeutelmaschinen verwendet, wobei eine möglichst enge Anordnung der Formschultern angestrebt wird, um möglichst viele Schlauchbeutel parallel produzieren zu können. Die offenbarte Formschulter 1 ermöglicht eine solche enge Anordnung von Formschultern, weil es möglich ist, die zweiten Formelemente 3 in die Öffnungsposition zu bringen, obwohl zwischen den einzelnen Formschultern praktisch kein Abstand vorhanden ist, weil die zweiten Formelemente 3 in der Öffnungsposition die seitlichen Ränder der zugehörigen ersten Formelemente 2 (mit einer noch zu beschreibenden Ausnahme) nicht überragen.
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Die Ausnahme besteht darin, dass das links angeordnete zweite Formelement 3 jeder Formschulter 1 eine seitliche Auskragung, d. h. eine vergrößerte Breite der Schulterteilfläche 31 aufweist, das in der Öffnungsstellung über den linken Rand des ersten Formelements 2 hinausragt. Der Grund für diese Auskragung besteht darin, dass damit die Schulterteilfläche 31 in einem bestimmten Bereich vergrößert wird, so dass die darüber laufenden Bereiche der Packstoffbahn 9 möglichst großflächig abgestützt werden, was für eine störungsfreie Umformung bedeutsam sein kann.
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Dennoch ist die lückenlose Anordnung mehrerer solcher Formschultern möglich, weil im Gegenzug die Schulterteilfläche 31 des benachbarten zweiten Formelements 3 der benachbarten Formschulter 1 genau in diesem Bereich eine verringerte Breite aufweist, so dass die zweiten Formelemente 3 nicht miteinander kollidieren.
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Mit Bezug auf eine oben beschriebene besondere Ausgestaltung kann den 6 und 7 besonders gut entnommen werden, wie diese gestaltet sein könnte. Dazu muss man sich lediglich die nebeneinander angeordneten ersten Formelemente 2 der Formschultern 1 als einstückig miteinander verbunden vorstellen. Es entsteht so ein balkenartiges erstes Formelement 2, welches nebeneinander mehrere Schulterteilflächen 21, Prismateilflächen 22 und Umformkantenabschnitte 23 aufweist, die sich jeweils mit einem Paar zweiter Formelemente 3 zu einer Formschulter 1 ergänzen und jeweils der Bildung eines Schlauchbeutels dienen. An dem balkenförmigen, ersten Formelement 2 sind, wie auch bei der Anordnung mehrerer nicht verbundener erster Formelemente 2 gemäß 6 und 7, mehrere Paare zweiter Formelemente 3 translatorisch bewegbar angeordnet, die jeweils das Einfädeln einer Packstoffbahn 9 oder/und das Entnehmen eines Füllrohrs 4 ermöglichen, wenn sie in die Öffnungsposition bewegt werden. An der Oberseite des ersten Formelements 2 könnten zwischen den einzelnen Schulterteilflächen 21 senkrechte Vertiefungen verbleiben, so dass die dreidimensionale Verformung der einzelnen Packstoffbahnen 9 beim Passieren der Schulterfläche 11 nicht behindert wird. Bei der hier dargestellten Umformfläche wäre dies nicht unbedingt nötig; es kann sich jedoch bei anderen Formschultergeometrien als sinnvoll erweisen, etwa wenn die Packstoffbahnen 9 von hinten unten zugeführt werden und die Schulterfläche 11 daher nach den Seiten abfällt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Formschulter
- 11
- Schulterfläche
- 12
- Prismafläche
- 13
- Umformkante
- 2
- erstes Formelement
- 21
- Schulterteilfläche
- 22
- Prismateilfläche
- 23
- Umformkantenabschnitt
- 24
- Kontaktfläche
- 3
- zweites Formelement
- 31
- Schulterteilfläche
- 32
- Prismateilfläche
- 33
- Umformkantenabschnitt
- 34
- Kontaktfläche
- 4
- Füllrohr
- 5
- Verbindungsmittel
- 51
- Schraube
- 52
- Mutter, Gleitstein
- 53
- Nut mit Langloch
- 6
- Führungseinrichtung
- 61
- erstes Führungselement, z. B. Vertiefung, Nut
- 62
- zweites Führungselement, z. B. Erhöhung, Feder
- 7
- Begrenzungselement, z. B. Absatz
- 8
- Nahtbildungselement
- 9
- Packstoffbahn
