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Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Packungen aus
thermoplastischen Folien Die Erfindung bezieht sich auf die verbesserte Ausbildung
einer Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Packungen für Füllgüter
aller Art, wobei diese Packungen aus thermoplastischen, durch Tiefziehen verformten
Folien gebildet sind und aus einem wannenartigen Unterteil mit aufgeschweilltem
flachem Deckel bestehen,so so daß für die Herstellung des Unterteils mehrere aus
Matrize und Formstempel bestehende Werkzeuge umlaufend angeordnet sind.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art werden zwar schon die Verpackungsbehälter
aus einer durch Erwärmen plastifizierten Folienbahn im Tiefziehverfahren geformt
und nach Übergabe in eine schrittweise geschaltete Fördereinrichtung gefüllt und
verschlossen. Die gesamten Arbeitsvorgänge spielen sich bei dieser Maschine jedoch
in einer Linie in waagerechter Ebene ab; wobei die einzelnen Packungen durch Stege
miteinander verbunden bleiben und erst kurz vor Verlassen der Maschine voneinander
getrennt werden. Die Anordnung sämtlicher Bearbeitungs- und Füllstationen in einer
Linie in waagerechter Ebene macht die Maschine jedoch verhältnismäßig lang und bedingt
somit einen großen Platzbedarf. Außerdem weist diese bekannte Maschine deshalb eine
nur geringe Leistung auf, da die Arbeitstakte in Abhängig keit von der verhältnismäßig
langen Zeitspanne geschaltet werden, die für das Verformen und Aushärten der plastifizierten
Folie nötig ist.
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Es ist weiterhin bekannt, eine Verpackungsmaschine mit einer umlaufenden
Förderkette od. dgl. auszustatten und beiden Trumms der Kette Einrichtungen zum
Herstellen, Füllen undVerschließen von Packungen zuzuordnen. Hierbei handelt es
sich jedoch um eine Beutelfüll- und Schließmaschine, bei weicher die Fördereinrichtung
intermittierend umläuft und aus üblichem Verpackungsstoff geklebte Packbeutel in
flachem Zustand einem Stapel entnommen, geöffnet und durch die Fördereinrichtung
absatzweise nacheinander den Vorrichtungen zum Öffnen, Füllen und Schließen der
Beutel zugeführt werden.
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Auch wurde bereits vorgeschlagen, bei einer Maschine mit einer in
einer senkrechten Ebene umlaufenden Förderkette sowohl dem oberen als auch dem unteren
Trumm Einrichtungen zum Herstellen, Füllen und Verschließen zuzuordnen, wobei die
Herstellung der Packungen am unteren Trumm der Förderkette und das Füllen derselben
im oberen Teil dieser Kette erfolgt. Auch in diesem Fall wird die verwendete Förderkette
schrittweise gedreht, wobei oberhalb dieser Fördervorrichtung ein Rad dazu dient,
in die jeweils unter demselben ankommende Packung das vorher in Taschen desselben
eingefüllte und zusammengepreßte Füllgut aus der Tasche in einen darunter befindlichen
Beutel einzustoßen. Weiterhin ist auch bei dieser Ma-
schine vorgesehen, die zur
Verpackung dienenden Beutel aus normalem üblichem Verpackungsstoff, und zwar durch
Faltung eines Zuschnittes herzustellen.
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Eine weitere bekannte Maschine besitzt zwei übereinanderliegende,
mit beispielsweise je sechs Flachseiten versehene, schrittweise gedrehte Trommeln,
die beide in senkrechter Ebene angeordnet sind, so daß die obere Trommel in bezug
auf die untere stationär gelagerte Trommel heb- und senkbar angeordnet ist.
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Längs der Unterseite der oberen Trommel und der Oberseite der unteren
Trommel wird je eine Einwickelbahn aus thermoplastischem Stoff geführt, welche erwärmt
und in die jeweils gegenüberliegenden Vertiefungen der beiden Trommeln hineingesaugt
werden, so daß beim Senken der oberen Trommel auf die untere Trommel das Einwickeln
des betreffenden Gegenstandes erfolgt. Bei dieser Maschine findet daher keine genaue
Formung der gewünschten Packung vor deren Füllen statt, sondern lediglich ein Einsaugen
von Taschen in die vorgewärmte Folienbahn. Die endgüI-tige Formung -der Packung
erfolgt erst durch den jeweils zu verpackenden Gegenstand selbst.
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Bekannt ist ferner das Formen der Behälter durch rotierende Zylinder,
so daß für dieses Behälterformen ein umlaufender Zylinder und für das Zuführen einer
Deckbahn ein weiteres Zylinderpaar verwendet wird.
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Auch ist es bekannt, eine einzige waagerecht umlaufende Förderkette
mit zwei Geradstrecken zu verwenden. In jeder dieser Geradstrecken wird von einer
Vorratsrolle eine Bahn aus thermoplastischem Stoff für die Herstellung von gefüllten
Eintauchbeuteln für Tee u. dgl. zugeführt. Das Herstellen dieser Eintauchbeutel
erfolgt
in der primitiven Weise, daß jede Bahn zunächst rinnenartig gefaltet wird und daß
durch an der Förderkette angebrachte greiferartige Finger um die unteren Verlängerungen
von Fülltrichtern die beiden Bahnen eingedrückt werden und dann durch die Trichter
Tee od. dgl. eingefüllt wird. Dann wird das Band bei;derseits des Trichteransatzes
durch Räder heiß versiegelt. Die einzelnen Eintauchbeutel werden durch ein Messer-
und Gegenmesserpaar abgeschnitten und durch ein Heißwalzenpaar geschlossen. Das
Entfernen der Eintauchbeutel aus der Maschine erfolgt durch umlaufende Speichenräder.
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Gegenüber diesen bekannten Ausführungsformen sind bei einer Maschine
der eingangs genannten Art nach dem wesentlichen Erfindungsmerkmal die in Form von
Klemmrahmen ausgebildeten Matrizen in an sich bekannter Weise an einer in senkrecher
Ebene stetig umlaufenden, endlosen Fördervorrichtung angeordnet und die den Matrizen
zugeordneten Formstempel senkrecht verschiebbar an einer in waagerechter Ebene stetig
umlaufenden, endlosen Fördervorrichtung angebracht, die auf einer gewissen Länge
parallel zum unteren Trumm der die Matrizen tragenden Fördervorrichtung geführt-ist,
so daß der Tiefziehvorgang auf dem unteren Trumm stattfindet.
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Bevorzugt sind nach einem weiteren Erfindungsmerkmal, wie an sich
bekannt, dem oberen Trumm der die Matrizen tragenden Förderkette Vorrichtungen zum
Abfüllen des Füllgutes, Zuführen des Packungsdeckels und Einrichtungen zum Verbinden
des Deckels mit dem noch in den Matrizen befindlichen Unterteil zugeordnet.
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Hierbei können in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß die die Formstempel
mitführenden Förderketten um drei Umlenkräder kontinuierlich umlaufend angeordnet
sein, derart, daß die Förderketten ein Dreieck bilden, dessen eine Seite unterhalb
und parallel zum unteren Trumm der Förderketten der Fördereinrichtung verläuft.
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Erfindungsgemäß bestehen die Vorrichtungen zum Zuführen der Folien
für den Unterteil des Packungsbehälters und den Deckel aus kontinuierlich umlaufenden
Zangen, die die von je einer Bahn abgetrennten Folienzuschnitte erfassen und zu
den Klemmrahmen fördern. Diese Klemmrahmen bestehen aus einem mit den Gliedern der
Förderketten der Fördereinrichtung fest verbundenen und einem an letzterem quer
verschwenkbar angeordneten Teil.
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Gegenüber den bekannten Ausführungsformen ist es durch die Erfindung
vor allen Dingen in vorteilhafter Weise möglich, nicht nur eine besonders raumsparende
Anordnung der Maschine, sondern gleichzeitig auch das Herstellen, Füllen und Verschließen
von Tiefenbehältern aus thermoplastischen Folien in genauester Weise zu ermöglichen,
so daß bei geringstem Raumbedarf eine höchste Ausstoßleistung erzielt wird.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen
für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die Maschine
in Seitenansicht unter Weglassung der beiden Vorrichtungen zum Zuführen der Folien
für Behälter und Deckel, Fig. 2 die Maschine gemäß Fig. 1 im Grundriß und Fig. 3
die Maschine im Querschnitt in der Ebene A-A der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt eine Maschine mit einem
in senkrechter Ebene um Umlenkräder2, 3 kontinuierlich umlaufenden Förderkettenpaar
1. Entlang diesem Förderkettenpaar 1 sind Vorrichtungen zum Zuführen einer thermoplastisch
verformbaren
Folie, Vorrichtungen zum Verformen der Folie zu Behältern und Vorrichtungen zum
Füllen und Verschließen dieser Behälter angeordnet.
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Die Herstellung der Packungen erfolgt in mehreren an den beiden Förderketten
1 befestigten, zangenartig zusammenkiappbaren Klemmrahmen 4, von denen ein Teil
4a fest auf den Förderketten 1 sitzt und der andere Teil 4b verschwenkbar an ersterem
gelagert ist.
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In beiden Teilen jedes Klemmralunens 4 sind austauschbare rahlmenartige
Formatsätze5, 6 eingesetzt, die die zugeführten Folienzuschnitte zwischen sich festklemmen
und von denen der eine gleichzeitig als Matrizenform beim Verformen der Folie dient.
Zum Öffnen und Schließen der Klemmrahmen 4 sind am verschwenkbaren Teil 4 b mit
Rollen 7,8 versehene Nasen 9, 10 vorgesehen, deren Rollen 7, 8 auf entsprechend
geformten Führungsschienen 11, 12 abrollen.
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Das Einführen der Folienzuschnitte in die geöffneten Klemmrahmen4
erfolgt nach dem Einschwenken dieser in die untere Geradstrecke der Förderkette
1.
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Dazu sind in waagerechter Ebene umlaufende Zangen 15 (Fig. 2) vorgesehen,
die die von einer quer zu den Förderketten 1 von der Rolle zugeführten Bahn 16 mittels
einer Schneideinrichtung 17 abgetrennten Folienzuschnitte erfassen und im weiteren
Verlauf ihrer Drehbewegung zwischen die beiden Teile4a und 4b eines Klemmrahmens
4 bringen. Im geeigneten Augenblick öffnet sich die jeweilige Zangen5, worauf der
Teil4b den zugeführten Zuschnitt gegen den Teil4a drückt und mit diesem zusammen
weiterbefördert.
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Während dieser Förderung werden die in den Klemmrahmen 4 eingespannten
Folienzuschnitte zunächst von einem Wärmestrahler 18 (Fig. 1) auf eine für die plastische
Verformung geeignete Temperatur erwärmt und anschließend mechanisch tiefgezogen.
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Dazu sind Formstempel 20 vorgesehen, die von unten her die plastifizierten
Folien ausbauchen und zu Behältern B formen, wobei die Klemmrahmen 4 als Alatrizen
dienen, und die Randteile der Behälter B zwischen den Formatsätzen 5, 6 festgehalten
werden. Die Formstempel 20, die die Form der herzustellenden Behälter B aufweisen,
sind auf Stangen 21 befestigt, die axial verschiebbar in Hülsen 22 lagern. Die Hülsen
22 ihrerseits sind in gleichmäßigen Abständen an zwei Förderketten 23,24 befestigt,
die um drei Umlenkräderpaare25,26,27 kontinuierlich mit derselben Geschwindigkeit
wie diie Klemmrahmen 4 umlaufen. Die Umlenkrälderpaare25, 26, 27 sind gemäß Fig.
2 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks den Förderketten 1 so zugeordnet, daß
die Formstempel 20 mit den an den Förderketten 1 mitgeführten Klemuirahmen 4 über
eine bestimmte Wegstrecke zur Deckung kommen. Auf dieser Wegstrecke findet das Formen
der Behälter B statt in der Weise, daß die Stangen 21 mit den Formstempeln 20 von
einer an dieser Wegstrecke erhöhten Schiene 28 gehoben und danach wieder abgesenkt
werden.
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Zur Unterstützung der Formgebung der Behälter B durch die Formstempel
20 sind an letzteren Saugöffnungen 29 vorgesehen, die über im Formstempel angeordnete
Kanäle sowie durch Schläuche 30 mit einem zentral angeordneten Verteilerkopf 31
und einer Saugleitung in Verbindung stehen. Die Saugluft zu diesen Saugöffnungen
29 wird so gesteuert, daß nach dem mechanischen Verformen der Folienzuschnitte diese
satt an den Formstempeln 20 zum Anliegen kommen.
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Um das Aushärten der Folie nach dem Verformen zu beschleunigen, ist
oberhalb der gemeinsamen Wegstrecke der Klemuirahmen 4 und Formstempel 20 eine
Haube
35 (Fig. 1) vorgesehen, unter der die erwärmte Luft abgesaugt oder Kaltluft zugeführt
wird.
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Nach dem Durchlaufen der anschließenden Umlenacstrecke, die durch
die Umlenkräder 2 gebildet wird, erfolgt das Füllen der immer noch in den Klemmrahmen
4 eingespannten Behälter B mittels einer sdbsftäiig arbeitenden Füllvorrichtung
32 bekannter Art oder von Hand.
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Zum Zwecke des AufbSringens von Deckeln auf die Behälteröffnungen
werden nun die oberen Teile 4b der Klemmrahmen 4 aufgeklappt und mittels einer Vorrichtung
33, die ähnlich aufgebaut ist wie die oben beschriebene Vorrichtung zum Zuführen
der Folienzuschnitte für die Behälter B, die Behälterdeckel D in Form von Folienzuschnitten
zugeführt (vgl. Fig. 3).
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Die Klemmrahmen4 pressen mit ihren Formateinsätzen 5, 6 die auf dem
jeweiligen Formatsatz 5 aufliegenden Randteile der Behälter B mit den darüberliegenden
Randteilen der Deckel D zusammen, so daß nun auf der in Fig. 1 mit 34 bezeichneten
Strecke die Behälterränder mittels Hochfrequenz verschweißt werden können. Dazu
werden die Formateinsätze 5, 6 mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden.
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Nach dem Verschließen der Behälter B und dem Öffnen der Klemmrahmen
4 werden die fertigen Packungen von einem mit den Umlenkrädern 3 umlaufenden mit
Höckern versehenen Rad 36 (Fig. 1) aus dem Klemmrahmen 4 gehoben und gelangen dann
über eine Rutsche 37 auf ein Auslaufförderband 38.
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Die Zuführung der Folien für die Behälter B und Deckel D kann auch
in Form einer fortlaufenden Bahn erfolgen, die in Umlaufrichtung der Förderkette
1 zugeführt und jeweils von dem Klemuirahmen 4 mitgenommen wird. In Fig. ist diese
Art der Folienzuführung für Behälter B gestrichelt dargestellt. Die Folienbahn läuft
von einer Rolle 40 ab und gelangt über eine Umlenkwalze 41 unmittelbar zwischen
die beiden Teile4a und 4b der Klemmrahmen4, wobei der Teil 4 b jeweils um 980 von
dem Teil4a abgeschwenkt wird.
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In derselben Weise kann die Zuführung der Deckelfolien erfolgen.
Das Trennen der Bahn kann entweder mittels an den Klemmrahmen4 angebrachter Messer
oder kurz vor dem Auslauf der Maschine mittels einer Schneideinrichtung vorgenommen
werden.
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PATENTANSPROCHE: 1. Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen
von aus thermoplastischen, durch Tiefziehen verformten Folien gebildeten Packungen,
die aus einem wannenartigen Unterteil mit aufgeschweißtem flachem Deckel bestehen,
bei der für die Herstellung des Unterteils mehrere aus Matrize und Formstempel bestehende
Werkzeuge umlaufend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form von
Klemmrahmen ausgebildeten Matrizen (4) in an sich bekannter Weise an einer in senkrechter
Ebene stetig umlaufenden, endlosen Fördervorrichtung (1) angeordnet sind und die
den Matrizen zugeordneten Formstempel (20)
senkrecht verschiebbar an einer in waagerechter
Ebene stetig umlaufenden, endlosenFördervorrichtung (23, 24) angebracht sind, die
auf einer gewissen Länge parallel zum unteren Trumm der die Matrizen tragenden Fördervorrichtung
(1) geführt ist, so daß der Tiefziehvorgang auf dem unteren Trumm stattfindet.