DE3807949A1 - Vorrichtung zum herstellen von beutelpackungen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Herstellen von Beu­ telpackungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Beim Formen von Beutelpackungen aus einem Schlauch aus einem flexiblen Packstoffband bereitet das dichte Ausbilden der Quernähte Schwierigkeiten, da beim Zusammendrücken des Schlauches mittels zweier gegeneinander beweg­ barer Siegelbacken in den beiden Lagen des Schlauches mitunter Fal­ ten gebildet werden. Solche Falten bilden wiederum in den Verschluß­ nähten Kanülen, die das Innere einer Beutelpackung mit der Umgebung verbinden. Solche Kanülen sind bei vielen Gütern ohne Bedeutung, bei Flüssigkeiten stellen sie jedoch ein Problem dar, da durch die Kanü­ len leckende Flüssigkeit nicht nur die Füllmenge mindert, sondern auch die benachbarten Packungen beschmutzt.

Um die Bildung von Falten und Kanülen in den Quernähten zu vermei­ den, ist bereits eine Schlauchbeutel-Form-, -Füll- und -Schließma­ schine bekannt geworden (US-A-45 34 159), bei der der Quernahtsie­ geleinrichtung eine Streckeinrichtung zugeordnet ist, die oberhalb und unterhalb der Siegelbacken der Quernahtsiegeleinrichtung je zwei gegeneinander wirkende Zangenpaare aufweist. Die Zangen sind über Parallellenker mit den Siegelbacken verbunden, so daß beim einander Nähern der Siegelbacken die Zangen den bereits teilweise zusammenge­ drückten Schlauch oberhalb und unterhalb des Quernahtbereichs an ge­ gegenüberliegenden Rändern zunächst festklemmen und dann flachzie­ hen. Beim Festklemmen der Ränder wird der Schlauch durch Knickfalten in zwei Hälften unterteilt, die dann zusammengedrückt und miteinan­ der im Nahtbereich durch Heißsiegelung verbunden werden. Bei der be­ kannten Vorrichtung kann es dabei vorkommen, daß beispielsweise bei einem Verzug des Schlauches von den Zangen zwei unterschiedlich breite Schlauchmaterialhälften abgeteilt werden, so daß sich beim Zusammenpressen dieser beiden Materiallagen dennoch Falten und Kanü­ len in den Siegelnähten bilden. Bei Beutelpackungen mit sterilem flüssigem Inhalt sind solche Kanülen Sammelpunkt und Durchlaß für Mikroben und Pilze, die das Füllgut verderben. Es ist daher eine Beutelherstellvorrichtung anzustreben, bei der zum Herstellen der Quernähte die beiden aufeinanderliegenden Materiallagen des Schlauches völlig glattgezogen werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß falten- und kanülenfreie Sie­ gelnähte an den hergestellten Beutelpackungen dadurch entstehen, daß der Schlauch einerseits an der abstehenden Längsnaht festgegriffen und der gegenüberliegende Wandteil des Schlauches zunächst lose er­ faßt wird, so daß beim Ausüben eines Zugs auf die beiden Wandhälften ein Längenausgleich der beiden Lagen durch Verrutschen wenigstens einer der Lagen stattfinden kann. Dabei werden die beiden Lagen völ­ lig glatt gezogen, bevor sie von den Siegelbacken gegeneinander ver­ preßt und miteinander versiegelt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Zangen auf Trägern, die von Linearmotoren bewegt werden können, welche ihrerseits an einem Rahmen angeordnet sind, an dem auch die Quernahtsiegeleinrichtung angeordnet ist.

Das Glattziehen der Lagen im Bereich der Quersiegelnähte wird durch Entlasten des Schlauchs vom Gewicht des in das Schlauchende einge­ füllten Guts durch eine Stützeinrichtung nach Anspruch 6 erleich­ tert.

Ferner wird das Glattziehen dadurch erleichtert, daß der Schlauch oberhalb der Streckeinrichtung durch Begrenzungswände nach Anspruch 7 in einem abgeflachten Zustand gehalten wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Schlauchbeutel-Form-, -Füll- und -Verschließvorrichtung vereinfacht in schaubildlicher Ansicht und Fig. 2 und 3 eine Quersiegel- und Streckeinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 in Seiten- und in Draufsicht.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine von einer nicht dargestellten Vorratsrolle ablaufende, zumin­ dest auf einer Seite heißsiegelfähige Packstoffbahn 1 wird über eine Formschulter 10 geführt, welche sie um ein Formrohr 11 zu einem Schlauch 2 formt. Eine Längsnahtsiegeleinrichtung 12 verschweißt mit zwei Siegelbacken 13, 14 die beiden Innenseite gegen Innenseite ge­ legten Längsränder der Packstoffbahn 1 zu einer als Flossennaht vom Schlauch 2 abstehenden Längsnaht 3. Unterhalb des Formrohres 11 teilt eine Quernahtsiegeleinrichtung 15 mit zwei Siegelbacken 16, 17 das Schlauchende nach Einfüllen jeweils einer Füllgutmenge durch ein Füllrohr 21 in einzelne Beutelpackungen 4 ab und zieht den Schlauch 2 um jeweils eine Beutellänge nach unten vor. Die Siegelbacken 16, 17 der Quernahtsiegeleinrichtung 15 sind quergeteilt, so daß sie je­ weils am Schlauch 2 eine untere Quernaht und eine obere Quernaht fertigen, zwischen denen dann durch einen Schnitt die fertige Beu­ telpackung 4 abgetrennt wird.

Zum Gegeneinanderbewegen sind die beiden Siegelbacken 16, 17 der Quernahtsiegeleinrichtung 15 mit Hydraulikzylindern 18, 19 verbun­ den, die an gegenüberliegenden Seitenwänden eines kastenförmigen Rahmens 20 befestigt sind. Der Rahmen 20 ist in an sich bekannter Weise relativ zum Formrohr 2 auf- und abbewegbar gelagert und wird zum Fertigstellen einer Beutelpackung 4 jeweils um eine Beutellänge auf- und abbewegt.

Die Vorrichtung zum Herstellen von Beutelpackungen 4 ist zum Verhin­ dern von Falten im Bereich der Quersiegelnähte besonders eingerich­ tet. Zum einen wird dazu der Schlauch 2, der das untere Ende des Formrohres 11 mit einem kreisrunden Querschnitt verläßt, unterhalb des Formrohres 11 parallel zur Ebene der anzubringenden Querver­ schlußnähte teilweise zusammengedrückt und flachgezogen. Vorzugswei­ se ist die Ebene der Quernähte in die radiale Ebene gelegt, in der sich die flossenartige Längsnaht 3 erstreckt. In dieser Ebene er­ strecken sich innerhalb des Schlauches 2 zwei vom unteren Ende des Formrohres 11 nach unten und radial nach außen abstehende Spreizfin­ ger 23, 24, die dem Schlauch 2 wenig oberhalb des oberen Totpunktes der Quersiegelbacken 16, 17 einen länglichen Querschnitt verleihen. In etwa gleicher Höhe wie die Spreizfinger 23, 24 erstrecken sich außerhalb des Schlauches 2 zwei Wände 25, 26, deren Abstand sich vom Ende des Formrohres 11 nach unten zu der Quernahtsiegeleinrichtung 15 hin verjüngt, so daß diese Wände 25, 26 den Schlauch 2 unterhalb des Formrohres 11 zur Ebene der Quersiegelnähte hin einengend stüt­ zen. Die beiden Wände 25, 26 bestehen aus flexiblen Bändern, die an ihren oberen Enden ortsfest aufgehängt und an ihren unteren Enden auf drehbar gelagerten Rollen 27, 28 aufgewickelt sind, welche durch eingebaute Drehfedern die Wände 25, 26 gespannt halten. Die Rollen 27, 28 sind parallel verlaufend in Lagerplatten 29 angeordnet, die am Rahmen 20 befestigt sind.

Ferner ist zum Flachziehen des Schlauches 2 unterhalb der Siegelein­ richtung 15 eine Streckeinrichtung 30 angeordnet. Die Streckeinrich­ tung 30 weist zwei Zangen 31, 32 auf, deren Greifebenen in der Ebene der zu bildenden Quernähte liegt, und die gegeneinander und ausein­ ander bewegbar sind. Dazu sind die Zangen 31, 32 auf je einem Träger 33, 34 angeordnet, der auf der Kolbenstange 35 eines Linearmotors, beispielsweise eines Druckluftzylinders 36 befestigt und von einer Stange 37 geführt wird, die auch den Hub begrenzt. Die beiden Druck­ luftzylinder 36 sind auf Platten 38 befestigt, die ihrerseits auf an den gegenüberliegenden Seitenwänden des Rahmens 20 befestigten Trä­ gern 39 einstellbar montiert sind. Die beiden Zangen 31, 32 werden durch Beaufschlagen der Druckluftzylinder 36 mit Druckluft in der einen oder anderen Richtung in ihrer gemeinsamen Greifebene gegen­ einander oder auseinander bewegt.

Die auf der Seite der Längsnaht 3 des Schlauches 2 angeordnete und dieser zugeordnete Zange 32 ist als Klemmzange zum Ergreifen und Festhalten der Längsnaht 3 und die andere, gegenüberliegende Zange 31 als Vakuumzange ausgebildet, welche den der Längsnaht 3 gegen­ überliegenden Teil des Schlauches 2 durch Unterdruck festhält. Beide Zangen 31, 32 haben je zwei schwenkbare Backen 41, 42 bzw. 43, 44, die auf den zugehörigen Trägern 33, 34 schwenkbar gelagert sind und die über Koppeln 45 mit dem Kopf 46 einer Kolbenstange 47 eines Druckluftzylinders 48, 49 gelenkig verbunden sind, welche auf den zugehörigen Trägern 33, 34 ebenfalls befestigt sind. Durch Beauf­ schlagen der Druckluftzylinder 48, 49 in der einen oder anderen Richtung werden die Zangen 31 bzw. 32 geöffnet bzw. geschlossen.

Zum Erfassen und Halten des Schlauches 2 durch Unterdruck haben beide Backen 41, 42 der Zange 31 Saugöffnungen auf der dem Schlauch 2 zugekehrten Seite. Vorzugsweise sind die Saugöffnungen als Längs­ schlitze 61, 62 ausgebildet, die über Leitungen 63, 64 mit einer Vakuumquelle verbunden sind. Die Längsschlitze 61, 62 sind vorzugs­ weise in Belägen aus Gummi angeordnet, so daß eine gute Haftung er­ zielt wird.

Um beim Flachziehen des Quersiegelnahtbereiches des Schlauches 2 die senkrechten Spannungen zu verringern, die vom Gewicht des eingefüll­ ten Gutes herrühren, ist im unteren Teil des Rahmens 20 ein Schwenk­ boden 50 angeordnet. Der gitterartig aus mehreren Stäben 51 beste­ hende Schwenkboden ist im Rahmen 20 mit einer Stange 52 schwenkbar gelagert. Ein an der Stange 52 befestigter Hebel 53 ist an einer Kolbenstange 54 eines Druckluftzylinders 55 angelenkt, der im Rahmen 20 gelenkig aufgehängt ist. Der Schwenkboden 50 ist in eine im we­ sentlichen waagrechte Lage schwenkbar, in der er eine gerade in Fer­ tigstellung befindliche Beutelpackung 4 unterstützt, und in eine im wesentlichen senkrechte Stellung schwenkbar, in der die fertigge­ stellte und vom Schlauch 2 abgetrennte Beutelpackung 4 abgegeben werden kann.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Während des Stillstands des Schlauchs 2 werden die beiden vom Schlauch 2 nach außen abstehenden aufeinanderliegenden Ränder der Packstoffbahn 1 durch Verpressen und Zuführen von Wärme durch die beiden Siegelbacken 13, 14 der Längsnahtsiegeleinrichtung 12 zu ei­ ner flossenartigen Längsnaht 3 verbunden. Der Rahmen 20 mit der Quersiegelnahteinrichtung 15, der Streckeinrichtung 30 und dem Schwenkboden 50 ist in seine obere Stellung zurückgekehrt (Fig. 1). Der Schwenkboden 50 ist in seine waagrechte Stellung verschwenkt, so daß er das Ende des Schlauches 2 abstützt, in das durch das Füllrohr 21 eine Menge flüssigen Füllguts eingeführt worden ist. Gleichzeitig werden die beiden geöffneten Zangen 31, 32 der Streckeinrichtung 30 gegen den von Spreizfingern 23, 24 und von den beiden Wänden 25, 26 im Bereich der anzubringenden Quersiegelnähte abgeflachten Schlauch 2 bewegt, so daß die beiden Backen 43, 44 der Zange 32 auf die Längsnaht 3 des Schlauches 2 winkelförmig geöffnet ausgerichtet und die Backen 41, 42 der anderen Zange 31 ebenfalls winkelförmig geöff­ net den der Längsnaht 3 radial gegenüberliegenden Bereich des Schlauches übergreifen und diesen durch in den Schlitzen 61, 62 herrschenden Unterdruck erfassen. Darauf werden zunächst die beiden Backen 43, 44 der Zange 32 geschlossen und zusammengepreßt, so daß sie den Schlauch 2 auf der einen Seite an dessen Naht 3 festklemmen. Darauf wird durch Beaufschlagen mit Druckluft des Druckluftzylinders 48 auch die andere Zange 31 geschlossen und gleichzeitig werden die beiden Zangen 31, 32 durch Beaufschlagen mit Druckluft der beiden Zylinder 36 auseinander gezogen. Während die eine Zange 32 den Schlauch 2 an der Naht 3 festklemmt, rutschen die beiden Backen 41, 42 der anderen Zange 31 auf der Außenseite des Schlauches 2, so daß die beiden Lagen des Schlauches 2 quer zu dessen Längsrichtung ge­ spannt werden und in diesem Bereich sich aneinander legen. Durch das lose Festhalten der Lagen auf der einen Seite durch Unterdruck an den Backen 41, 42 der Zange 31 ist beim Spannen der beiden Lagen ein genaues Ausgleichen ihrer Breite gewährleistet. Während des Flach­ ziehens und Spannens der Lagen im Bereich der Quersiegelnähte werden die beiden Siegelbacken 16, 17 der Quernahtsiegeleinrichtung 15 ge­ geneinander bewegt, so daß sie kurz nach dem Flachziehen des Schlauches 2 die beiden Lagen oberhalb der Zangen 31, 32 berühren, die Lagen zusammenpressen und unter Zuführung von Wärme miteinander versiegeln. Da die beiden gegeneinander gepreßten Lagen des Schlauches 2 in ihrer Länge bzw. Breite ausgeglichen sind, können beim Verpressen der Lagen keine Fältchen und von diesen eingeschlos­ sene Kanülen im Bereich der Quernähte entstehen.

Wenn die beiden Siegelbacken 16, 17 der Quernahtsiegeleinrichtung 15 den Schlauch 2 erfaßt haben, wird der Rahmen 20 um eine Beutellänge nach unten bewegt, wobei der Schlauch 2 bei nun geöffneten Siegel­ backen 13, 14 der Längsnahtsiegeleinrichtung 12 auf dem Formdorn 11 weiter nach unten vorgezogen wird. Während dieser Abwärtsbewegung des Rahmens 20 werden die Zangen 31, 32 durch gegensinniges Beauf­ schlagen der Druckluftzylinder 48, 49 geöffnet und durch Beaufschla­ gen der Druckluftzylinder 36 vom Schlauch 2 weg auseinander bewegt. Außerdem wird durch gegensinniges Beaufschlagen des Zylinders 55 der Schwenkboden 50 in seine senkrechte Stellung gebracht. Während des Vorziehens des Schlauches 2 verhindern die sich von den Rollen 27, 28 abrollenden Bänder 25, 26 ein Ausbauchen des Schlauches 2, wenn in diesen gleichzeitig bereits eine neue Füllmenge durch das Füll­ rohr 21 eingeführt wird. Wenn der Rahmen 20 seine untere Stellung erreicht hat, werden die Siegelbacken 16, 17 der Quernahtsiegelein­ richtung 15 wieder auseinander bewegt, nachdem ein Trennmesser zwi­ schen den unteren und oberen Flächen der Siegelbacken 16, 17 die so gebildete Beutelpackung 4 vom Schlauch 2 abgetrennt hat, so daß die­ se nun nach unten abgegeben wird. Danach kehrt der Rahmen 20 in sei­ ne obere Stellung zurück, worauf ein neues Arbeitsspiel wie oben be­ schrieben beginnt.

Ergänzend wird bemerkt, daß zum aseptischen Abfüllen von Gütern die Formschulter das Formrohr 11 und die Längsnahtsiegeleinrichtung 12 in einer Kammer angeordnet sind, in der eine sterile Atmosphäre auf­ gebaut und aufrechterhalten wird. Ferner wird bemerkt, daß die mit dem Rahmen 20 verbundenen Einrichtungen, wie die Quernahtsiegelein­ richtung 15, die Streckeinrichtung 30 und der Schwenkboden 50 auch stationär angeordnet sein können und daß in diesem Falle der Schlauchvorzug durch dem Formrohr zugeordnete Vorzugbänder oder Vor­ zugwalzen schrittweise erfolgen kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Beutelpackungen, bei der aus einer siegelfähigen Packstoffbahn (1) ein Schlauch (2) mit einer Längsnaht (3) geformt, der vordere Endbereich des Schlauches jeweils ver­ schlossen und um eine Beutellänge vorgezogen sowie in den vorderen Endbereich jeweils eine Füllgutmenge eingebracht wird, mit einer Längsnahtsiegeleinrichtung (12) zum Verbinden der Ränder der Pack­ stoffbahn (1) zu einer Längsnaht (3), mit einer Quernahtsiegelein­ richtung (15) zum Abteilen jeweils einer Beutelpackung (4) durch gleichzeitiges Bilden einer oberen Verschlußnaht und einer unteren Verschlußnaht am vorderen Endbereich des Schlauches (2) und mit ei­ ner den Schlauch im Bereich der anzubringenden unteren und oberen Verschlußnaht flachziehenden Streckeinrichtung (30), die zwei aus­ einander wirkende, den Schlauch an zwei gegenüberliegenden Seiten ergreifende Zangen (31, 32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnahtsiegeleinrichtung (12) zum Formen der Längsnaht (3) als eine vom Schlauch (2) abstehende Flossennaht ausgebildet ist, daß die eine Zange (32) der Streckeinrichtung (30) als eine die Flos­ sennaht durch Klemmung festhaltende Klemmzange ausgebildet ist und die Greifflächen der anderen Zange (31) mit Saugeinrichtungen (61, 62) ausgerüstet sind, derart, daß die beiden ergriffenen Lagen des Schlauches auf den Greifflächen gleiten können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtungen der anderen Zange (31) als Schlitz (61, 62) in der Greiffläche ausgebildet und mit einer Unterdruckquelle verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zangen (31, 32) der Streckeinrichtung (30) auf je einem Träger (33, 34) wenig unterhalb des Wirkbereichs der Quernahtsie­ geleinrichtung (15) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zangen (31, 32) tragenden Träger (33, 34) von je einem Motor (36) verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (36) an einem Rahmen (20) angeordnet sind, der auch die Quernahtsiegeleinrichtung (15) trägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rah­ men (20) eine schwenkbare Stützeinrichtung (50) für das vordere Schlauchende angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Rahmen (20) ein Paar Begrenzungswände (25, 26) an­ geordnet sind, die die Weite des Schlauches (20) oberhalb der Quer­ nahtsiegeleinrichtung (15) parallel zur Ebene der Streckeinrichtung (30) begrenzen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ grenzungswände (25, 26) als flexible Bänder ausgebildet sind, die auf Rollen (27, 28) unter Federwirkung auf- und abwickelbar sind.

9.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am unteren Ende des Formrohrs (11) zwei Spreizfinger (23, 24) angeordnet sind.