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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Fördern und
Falten von flexiblem Verpackungsmaterial, umfassend einen Förderer mit
einer Fördervorrichtung,
die entlang eines Abschnittes der Länge des Förderers eine schrittweise veränderte Ausrichtung
aufweist.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
der Herstellung von Verpackungsbehältern verschiedener Arten,
wie zum Beispiel für
Verpackung flüssiger
Nahrungsmittel, wie zum Beispiel Milch, Saft oder ähnlichem,
werden häufig
Verbundmaterialien verwendet, ein sogenanntes Verpackungslaminat,
bestehend aus Schichten verschiedener Arten von Material. Ein übliches
Laminatmaterial umfasst somit eine relativ dicke Kernschicht oder Trägerschicht
aus Fasermaterial, wie zum Beispiel Papier, das auf beiden Seiten
mit dünnen
Schichten aus flüssigkeitsdichtem
Kunststoff beschichtet ist. Der Kunststoff ist normalerweise thermoplastischer Kunststoff,
das heißt
eine Art Kunststoff, die durch Erwärmen und Verdichten versiegelt
werden kann, der zum Versiegeln des Verpackungsmaterials in Verbindung
mit seiner Umwandlung in Verpackungsbehälter-Zuschnitte oder fertige
Verpackungsbehälter
verwendet wird. Der thermoplastische Kunststoff kann zum Beispiel
Polyethylen oder Polypropylen sein. Erforderlichenfalls kann das
Verpackungslaminat auch zusätzliche
Schichten zum Beispiel aus Sperrmaterial, wie zum Beispiel Aluminiumfolie
(Alifoil), oder aus einem an sich bekannten Barrierekunststoff enthalten.
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Als
vorbereitende Maßnahme
für die
Umwandlung des Verpackungslaminats zu fertigen, gefüllten und
versiegelten Verpackungsbehältern
erfolgt oft eine Umformung des ursprünglichen, bahnförmigen Verpackungslaminats
in einzelne Bögen oder
Zuschnitte in einer besonderen Vorfertigungsstufe. Ein typischer
Zuschnitt für
die Herstellung zum Beispiel von Gable-Top-Kartons besteht zum Beispiel aus
einem separaten Verpackungslaminat-Abschnitt, der auf eine an sich
bekannte Art und Weise mit einem Muster von Schwächungslinien oder Falzlinien (Faltlinien)
versehen worden ist, um Falten und Umformen zu einem fertigen Gable-Top-Verpackungsbehälter zu
ermöglichen.
Zusätzlich
zu den Faltlinien, die notwendig sind, um das Umformen des Oberteiles
und des Unterteiles des Verpackungsbehälters in die fertige Form zu
ermöglichen,
ist der Zuschnitt mit einer Anzahl paralleler Faltlinien versehen,
um den Zuschnitt in eine Schlauch- oder Röhrenform von im Wesentlichem
rechteckigem Querschnitt umzuwandeln. Dies erfolgt in einem Vorfertigungsschritt,
der Zuführen
des Verpackungsbehälter-Zuschnitts
in der Längsrichtung
der Faltlinien und schrittweises Falten der äußeren Tafeln, die durch die
Faltlinien definiert werden, umfasst, so dass diese um 180 Grad
gefaltet werden und sich gegenseitig mit ihren äußeren, freien Kanten etwas überlappen.
Durch Erwärmen
des äußeren thermoplastischen
Materials erfolgt danach ein Verschmelzen oder Versiegeln in diesem Überlappungsbereich,
der nach Zusammenpressen eine flüssigkeitsdichte
Längsdichtfuge
oder Längsdichtnaht
entlang der gesamten Länge
des Verpackungsbehälter-Zuschnittes
ausbildet. Diese Vorverarbeitung des Verpackungslaminats zu einzelnen
röhrenförmigen und
flachliegenden Verpackungsbehälter-Zuschnitten
erfolgt mit relativ hoher Geschwindigkeit, gegenwärtig üblicherweise
von zwischen 100 und 200 m/min. Wenn diese Produktionsgeschwindigkeit
weiter erhöht
werden soll, werden bestimmte Schwierigkeiten hinsichtlich der Handhabung
der Zuschnitte auftreten, da Fördern
der Zuschnitte bei noch höherer
Geschwindigkeit zu Instabilität
führen wird,
was das Erzielen eines für
den nachfolgenden Versiegelungsschritt zufriedenstellenden Erwärmungsergebnisses
erschweren wird.
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Bei
extrem hohen Förderergeschwindigkeiten,
wie zum Beispiel bis zu 300 m/min., ist weiterhin ein schnelles
und intensives Erwärmen
des thermoplastischen Bereiches, der als Versiegelungszone dienen
soll, erforderlich. In solchen Fällen
muss die Temperatur bei dem Erwärmen
entweder beachtlich erhöht
werden, oder die Erwärmungsstrecke
muss erweitert werden. Um einen annehmbaren Wirkungsgrad zu erzielen,
ist gleichzeitig ein kurzer Abstand zwischen der Heizvorrichtung,
wie zum Beispiel einer Heißluftdüse, und
der Oberfläche
des Verpackungsmaterials notwendig, was wiederum äußerst genaue Führung der äußeren Teile
des Verpackungsbehälter-Zuschnittes,
die nach dem Falten miteinander zu versiegeln sind, erfordert. Das
bislang angewendete Verfahren des Erwärmens der äußeren Längskantenbereiche des Bogens
vor dem Beginn des Falten des Bogens bewirkt darüber hinaus, dass der thermoplastische
Kunststoff während
des Faltschrittes so stark abkühlen
kann, dass die nachfolgende Versiegelung von mangelhafter Qualität sein wird.
Dies kann teilweise dadurch verhindert werden, dass die beiden zu
erwärmenden
Tafeln zuerst auf einen Winkel von 90 Grad mit den verbleibenden
Tafeln gefaltet werden und danach erwärmt werden, wonach die verbleibende
90-Grad-Faltung schließlich
durchgeführt
wird und die sich überlappenden
Tafeln zusammengedrückt
und versiegelt werden. Mit dieser Technologie werden der Abstand
und die Zeit zwischen dem Erwärmen
und dem Versiegeln verkürzt,
was die Möglichkeit
einer vollständig
geeigneten Versiegelung selbst bei hohen Förderergeschwindigkeiten erhöht. Dieses
schrittweise Verfahren erschwert jedoch die Führung der Tafeln in Verbindung
mit dem Erwärmungszyklus
weiter, und Versuche unter Verwendung von Stützrollen und ähnlichem
haben lediglich dazu geführt,
dass die zu erwärmenden
Kanten des Zuschnittes ein wellenförmiges Aussehen aufweisen, was
folglich zu einer ungleichmäßigen Erwärmung führt. Da
es wegen der Eigenflexibilität
der Tafeln auch nicht möglich
ist, diese in der unmittelbaren Nähe der Austrittsfläche der
Heißluftdüse zu führen, werden
die Wärmeverluste
groß sein
und wird der erwärmte
Bereich gleichzeitig eine unebene und undefinierte Kontur aufweisen.
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Daher
besteht ein allgemeiner Bedarf in der Verpackungs- oder Umformungstechnologie,
eine Vorrichtung zum Fördern
und Falten von flexiblem Verpackungsmaterial auszuführen, die
es ermöglicht, in
Verbindung mit dem Falten bei hoher Geschwindigkeit die freien Längskantenbereiche
eines Zuschnittes so zu führen
und zu erwärmen,
dass man mit minimalen Verlusten einen gleichmäßigen und gut definierten Erwärmungsbereich
erhält,
der nach ergänzendem
Zusammenfalten der Kantenbereiche des Zuschnittes für Wärmeversiegeln
der überlappenden
Kantenbereiche verwendet werden kann, um eine flüssigkeitsdichte und möglicherweise
gasdichte Abdichtung auszubilden, die sich entlang des Zuschnittes
erstreckt.
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Eine
Möglichkeit
der zuverlässigen
Führung einer
Bahn wird in US-A-4 520 615 beschrieben. Die Bahn wird von einer
Rolle zugeführt
und zuerst vertikal und danach horizontal von einem Förderer in Form
eines perforierten Bandes transportiert. Unter dem Band werden Sauger
bereitgestellt, um die Bahn auf dem Band zu halten. Einer der Sauger
wird unter dem horizontalen Abschnitt des Förderers angeordnet und ein
Sauger wird unter dem vertikalen Abschnitt angeordnet.
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ZIELE DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausführung einer
Vorrichtung zum Fördern
und Falten von flexiblem Verpackungsmaterial, wobei es die Vorrichtung
zuverlässig
und gut definiert ermöglicht,
einen Längskantenbereich
eines Verpackungsbehälter-Zuschnittes
zu erwärmen,
während
dieser mit hoher Genauigkeit und großer Geschwindigkeit gefördert sowie
gefaltet und versiegelt wird, um eine Längsabdichtung auszubilden.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung einer
Vorrichtung der oben genannten Art, wobei die Vorrichtung in der
Lage ist, den Zuschnitt so zu fördern,
dass der für
Erwärmen vorgesehene
Kantenbereich geradlinig entlang eines gut definierten Weges neben
einer Heizvorrichtung geführt
wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausführung einer
Vorrichtung der oben genannten Art, wobei die Vorrichtung es ermöglicht, den
Kantenbereich des Zuschnittes mit minimalen Wärme- oder Reibungsverlusten
zuverlässig
zu führen
und zu erwärmen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung einer
Vorrichtung der oben genannten Art, wobei die Vorrichtung es ermöglicht,
den Zuschnitt so zu führen,
dass die Kante des Zuschnittes möglichst
eben und für
Erwärmen,
Falten oder weiteres Verarbeiten frei zugänglich bleibt.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausführung einer
Vorrichtung der oben genannten Art, wobei die Vorrichtung besonders
für hohe
Produktionsgeschwindigkeit geeignet, einfach herzustellen und zu
warten ist und nicht die Nachteile von Konstruktionen des Standes
der Technik aufweist.
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LÖSUNG
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Die
oben genannten und andere Ziele sind gemäß der vorliegenden Erfindung
dahingehend erreicht worden, dass eine Vorrichtung der in der Einleitung
beschriebenen Art mit den in dem anhängenden Anspruch beschriebenen
charakterisierenden Merkmalen versehen worden ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind weiterhin mit den in den anhängenden Unteransprüchen beschriebenen charakterisierenden
Merkmalen versehen worden.
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VORTEILE
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Durch
Bereitstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem perforierten Band und einer Teilvakuum-Vorrichtung, die
sich im Wesentlichen entlang des gesamten Bandes erstreckt, das mit
unveränderter
Ausrichtung unmittelbar neben der Heißluftdüse läuft, wird es möglich sein,
einerseits die Genauigkeit der Führung
des Kantenbereiches des Zuschnittes zu erhöhen und andererseits sicherzustellen,
dass der Zuschnitt eben bleibt, so dass der Kantenbereich dabei
in unmittelbarer Verbindung mit der Düse geführt werden kann. Im Ergebnis
dessen werden Wärmeverluste
reduziert werden, und gleichzeitig erhält man eine gut definierte
Erwärmungszone.
Dadurch, dass die Löcher
auf beiden Seiten des Bandes unterschiedliche Oberflächen haben,
wird man eine größtmögliche Saugwirkung
an dem Zuschnitt erhalten, während
die Saugwirkung gleichzeitig keine unnötig große Reibung zwischen der Rückseite
des Bandes und der Arbeitsfläche
des Saugkastens erzeugt. Es ist weiterhin möglich, den Saugkasten mit einem
Kühlungskanal
zu versehen, was Erwärmung
des Bandes weiter reduziert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es
somit, bei hoher Geschwindigkeit und mit großer Genauigkeit eine zufriedenstellende
und gut definierte Erwärmung
der Längskanten
von Verpackungsbehälter-Zuschnitten,
die in einer Längsdichtungsfuge
wärmeversiegelt
werden sollen, zu erzielen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ANHÄNGENDEN ZEICHNUNGEN
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird nunmehr ausführlicher
und unter besonderer Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, die nur
diejenigen Teile und Details zeigen, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
wesentlich sind, beschrieben werden. Die anhängenden Zeichnungen sind:
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1 ist
eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
einen Schnitt durch einen Teil der in 1 veranschaulichten
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
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Die
in den Figuren gezeigte Vorrichtung ist Teil einer Umwandlungsanlage
für Verpackungsmaterial,
das heißt
eine an sich bekannte Anlage zum Umwandeln von Verpackungslaminat
in Bahnform zu röhrenförmigen Verpackungsbehälter-Zuschnitten, die
in einer Füllmaschine
einfach fertiggeformt, gefüllt
und versiegelt werden können.
Der erfindungsgerechten Vorrichtung ist somit eine Art von Bogenanleger
vorgeschaltet, der zum Beispiel aus einem Magazin jeweils einen
Zuschnitt zu der Förderervorrichtung
zuführt.
Hinter der erfindungsgerechten Vorrichtung befindet sich demzufolge
eine Art Magazin für
die Aufnahme und Lagerung der nunmehr gefalteten, röhrenförmigen Verpackungsbehälter-Zuschnitte.
Dies ist ein hinlänglich
bekanntes Verfahren, das in diesem Zusammenhang nicht ausführlicher
beschrieben werden muss.
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Die
erfindungsgerechte Vorrichtung umfasst einen Förderer 1, der sich
von einem Magazin für
ungefaltete Bögen
bis zu einem Magazin (nicht gezeigt) für doppelt gefaltete, versiegelte
und (rechteckige) röhrenförmige Verpackungsbehälter-Zuschnitte 2 erstreckt.
Der Förderer
umfasst ein Förderband
oder mehrere Förderbänder 3,
die im Wesentlichen parallel laufen und deren aktive Teile von einer
Stützrolle oder
von mehreren Stützrollen 4 gestützt werden.
In Abhängigkeit
von der Art des zu fördernden
Verpackungsmaterials (Bogen, Bahn, Breite, Dicke, Steifigkeit etc.)
kann die gewünschte
Anzahl von Förderbändern (die
möglicherweise
mit Tragrollen versehen sind) verwendet werden. Zusätzlich zu
den seitlich angeordneten Bändern 3,
die gezeigt werden, kann oder können
auch ein oder mehrere zentral angeordnete(s) Band oder Bänder vorteilhafterweise
verwendet werden, um gleichmäßiges Antreiben
zu gewährleisten.
Andere Antriebsmittel sind denkbar, wie zum Beispiel treibende Reihen aus
Gummirädern
oder ähnliches.
Dies ist jedoch ein hinlänglich
bekanntes Merkmal in dem Bereich der Fördertechnik und wird von daher
in diesem Kontext nicht ausführlicher
beschrieben oder veranschaulicht werden. An beiden Enden des Förderers 1 befindet
sich eine Anzahl an sich bekannter Biegewalzen 5, über die
die Bänder 3 laufen.
An einem Teil des Förderers 1 werden
die Biegewalzen 5 durch geeignete Primärantriebe 7, wie zum
Beispiel einen Elektromotor einer bekannten Bauart, über eine
Antriebswelle 6 angetrieben. Entlang des Förderers 1 kann
weiterhin eine große
Anzahl von Stützrollen 4 oder
andere Arten von Rollen sowie verschiedene Vorrichtungen, die eine
korrekte Förderung
und Faltung der Verpackungsbehälter-Zuschnitte 2 ermöglichen
und gewährleisten,
angeordnet sein. Solche Vorrichtungen stellen jedoch eine Technologie
dar, die hinlänglich
bekannt ist und die daher in diesem Zusammenhang nicht ausführlich beschrieben
werden muss.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, läuft ein jedes Förderband 3 von
einer Biegewalze, die an dem rechten Ende des Förderers 1 in 1 angeordnet ist,
zu einer entsprechend angeordneten Biegewalze 5 an dem
linken Ende des Förderers.
Während
der Verschiebung von dem rechten nach dem linken Ende findet eine
Drehung um 180 Grad um die Längsachse
des Förderbandes 3 statt,
die genauer schrittweise so erfolgt, dass das Band 3 während seiner
Verschiebung von der rechten Biegewalze 5, wo das Band
im Wesentlichen horizontal zu der nachgeschalteten Stützrolle 4 verläuft, so
um 90 Grad gedreht wird, dass das Band, wenn es an die Stützrolle 4 anstößt, sich
im Wesentlichen in der vertikalen Stellung befindet, wie dies auch
in 2 veranschaulicht wird. Zwischen der Stützrolle 4 und
einer einstellbaren Walzeneinheit 8 erstreckt sich das
Band 3 mit einer im Wesentlichen unveränderten, vertikalen Ausrichtung.
Nach dem Passieren der Walzeneinheit 8 erfolgt eine stufenweise
ergänzende
Drehung des Bandes um 90 Grad, so dass das Band, wenn es die an
dem linken Ende des Förderers 1 angeordnete Biegewalze 5 erreicht,
erneut im Wesentlichen horizontale Ausrichtung aufweist, es jedoch
nunmehr um 180 Grad im Vergleich zu der horizontalen Ausrichtung
an dem rechten Ende oder dem Einlaufende des Förderers gedreht ist. Die schrittweise
Drehung oder Änderung
der Ausrichtung des Bandes 3 erfolgt somit einerseits zwischen
den Biegewalzen 5 und der Stützrolle 4 in der Nähe des Einlaufendes
des Förderers 1 und
andererseits zwischen der Walzeneinheit 8 und den Biegewalzen 5 an
dem Auslauf- oder Ausgabeende des Förderers 1. Die Walzeneinheit 8 ermöglicht das
Stützen
und die Steuerung der Bewegung des Bandes auf wirksame Weise, ohne
dass die Stützrollen
an die aktive Seite des Bandes anstoßen müssen, d.h. des Teiles des Bandes,
das in Berührung
mit den Zuschnitten 2 ist, die durch den Förderer gefördert werden.
Die Walzeneinheit 8 ist in der Längsrichtung des Förderers 1 verschiebbar,
um den Faltabschnitt des Förderers
einstellen zu können.
Die Stützrollen 4 können natürlich ebenfalls
durch die Walzeneinheit 8 ersetzt werden, wenn sich dies
als zweckmäßig herausstellt.
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Zwischen
der Walzeneinheit 8 und der Stützrolle 4 weist die
erfindungsgemäße Vorrichtung
einen Saugkasten 9 auf, der mit einer an sich bekannten, schematisch
angedeuteten Quelle 9' eines
Teilvakuums bekannter Art verbunden ist. Der Saugkasten 9 hat
eine ebene Arbeitsfläche 10,
die dem Band 3 zugewandt ist und wenigstens eine schlitzförmige Ausnehmung 11 (oder
alternativ eine Reihe von Löchern) umfasst,
die die Innenseite des Saugkastens 9 mit Umgebungsluft
verbindet (oder verbin den). Der Saugkasten 9 kann auch
mit einer Kühlvorrichtung 12 versehen
sein, die einen Kühlungskanal
oder mehrere Kühlungskanäle 13 aufweist,
der oder die in der Nähe
der Arbeitsfläche 10 angeordnet
ist oder sind und der oder die auf geeignete Weise in Verbindung mit
einer schematisch veranschaulichten Kühlmittelquelle 14 einer
an sich bekannten Art, wie zum Beispiel ein Kühlwasserbehälter, in Verbindung steht oder
stehen.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, ist das Band 3 mit
einer Reihe von Durchgangslöchern 20 versehen, die
Teilvakuum von dem Schlitz 11 des Saugkastens 9 zu
der aktiven Fläche 3 des
Bandes übertragen
sollen, um den Abschnitt 2' des
Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 an
die aktive Fläche
des Bandes angrenzend zu halten. Wie aus 2 weiterhin
ersichtlich ist, sind die Löcher 20 so
ausgelegt, dass ihre Fläche
auf der aktiven Seite des Bandes 3, die dem Saugkasten 9 abgewandt
ist, am größten ist. Vorzugsweise
haben die Löcher 20 an
der aktiven Fläche
des Bandes 3 einen größeren Durchmesser als
der Durchmesser an der hinteren Fläche des Bandes 3,
die dem Saugkasten 9 zugewandt ist, was zum Beispiel dadurch
erreicht werden kann, dass die Löcher 20 einen
stufenweise geänderten
Durchmesser aufweisen, oder möglicherweise
durch Mittel konisch oder ansonsten unregelmäßig ausgeformter Löcher. Es
ist ebenso möglich,
die an der hinteren Fläche
des Bandes 3 angeordneten kleineren Löcher gegen einen engen Schlitz
auszutauschen, der sich über
die gesamte Länge
des Bandes erstreckt, was dahingehend vorteilhaft sein kann, dass
es den durch das Teilvakuum verursachten Lärm reduziert, wenn die Vorrichtung
in Betrieb ist. Diese gesamte Anordnung gewährleistet, dass das über den
Saugkasten 9 bereitgestellte Teilvakuum an der aktiven
Oberfläche des
Bandes 3 eine maximale Wirkung haben wird, während der
verstärkte
Anschlag zwischen der Rückseite
des Bandes 3 und der Arbeitsfläche des Saugkastens 9,
der durch das Teilvakuum verursacht wird, in dem größtmöglichen
Maß reduziert
wird, was reduzierte Reibungsverluste und reduziertes Erwärmen des
Bandes bei großer
Betriebsgeschwindigkeit bewirkt.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite des Bandes 3 in Bezug auf den Saugkasten 9 weist
die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Heizvorrichtung 15 auf, die zum Beispiel eine an sich
bekannte Heißluftvorrichtung
sein kann. Die Heizvorrichtung 15 umfasst eine Düse 16,
die erwärmte
Heißluft
zu dem Kantenbereich des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 führt, der
erwärmt
werden soll, um das nachfolgende Wärmeversiegeln zu ermöglichen,
wie hierin an späterer
Stelle ausführlicher
beschrieben werden wird. Die Düse
befindet sich unmittelbar neben der Oberfläche des Verpackungsbehälter-Zuschnittes und
wird von einer herkömmlichen
Luftquelle 18, wie zum Beispiel von einer Art Kompressor,
mit Luft versorgt. Die Luft wird vorzugsweise in der Düse 16 erwärmt, die
in einer an sich bekannten Art und Weise mit Heizelementen in Form
eines elektrischen Widerstandsdrahtes, der mit einer geeigneten
Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden ist, versehen ist. Die Düse 16 befindet
sich unmittelbar neben der Oberfläche des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 und
ist vorzugsweise von einer Länge,
die etwas kürzer
ist als die Länge
des Saugkastens 9, das heißt die den größeren Teil
des Raumes zwischen der Stützrolle 4 und der
Walzeneinheit 8 ausfüllt,
innerhalb dessen das Band 3 mit unveränderter, vorzugsweise vertikaler Ausrichtung,
läuft.
Weitere Heißluftdüsen können natürlich bereitgestellt
werden, um zum Beispiel andere Teile des Verpackungsbehälter-Zuschnittes zu erwärmen, die
zum Beispiel einander gegen überliegend außerhalb
der Längskante
angeordnet sein können. Selbst
wenn diese Kante weniger stark erwärmt wird als die zuerst genannte
Kante (um Wärmeschäden an der
Bedruckungsseite des Verpackungsmaterials zu vermeiden), kann es
sich auch hier als zweckmäßig erweisen,
die Kante mit einem Saugkasten ähnlicher
Art zu führen.
Dies wird in den Zeichnungen jedoch nicht gezeigt.
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Schließlich ist
aus 2 ebenfalls ersichtlich, wie die Innenecken des
Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2,
die durch Längsfaltlinien
definiert werden, mit Hilfe einer Anzahl von Halterollen 19,
die in Aufreihung und in einem Winkel angeordnet sind, gestützt werden,
um Fixieren der Verpackungsbehälter-Zuschnitte 2 in
der vertikalen und der horizontalen Richtung zu gewährleisten.
Zusätzliche
Halte- oder Stützrollen
können
natürlich
ebenfalls vorhanden sein, jedoch ist dies nach dem Stand der Technik
hinlänglich
bekannt und wird daher nicht ausführlicher gezeigt oder beschrieben
werden.
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In
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden die mit Faltlinien versehenen flachliegenden Verpackungsbehälter-Zuschnitte 2 aus
einem Magazin (nicht gezeigt) auf der Einlaufseite des Förderers 1 zugeführt, das
heißt
auf der in 1 veranschaulichten rechten
Seite. In diesem Fall passiert der Verpackungsbehälter-Zuschnitt 2 die
beiden Biegewalzen 5, die durch die Antriebswelle und den
Primärantrieb 7 angetrieben
werden und über
die die beiden Förderbänder 3 in
horizontaler Position laufen. In diesem Fall werden die Faltlinien 2'', die für das Falten des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 verwendet
werden und die sich in der Längsrichtung des
Verpackungsbehälter-Zuschnittes
erstrecken, mit den sich gegenseitig zugewandten Längskanten der Förderbänder 3 zusammenfallen.
Mit Hilfe der Förderbänder 3,
die zusammen mit möglichen
anderen an sich bekannten Antriebsmitteln (nicht gezeigt) mittels
des Primärantriebes 7 mit
einer gleichmäßigen Geschwindigkeit
(etwa 300 m/min.) in 1 von rechts nach links verschoben
werden, werden beide Seitentafeln 2' des Zuschnittes 2 stufenweise
nach oben auf eine Position in einem Winkel von 90 Grad zu dem mittleren,
ungefalteten Bereich des Zuschnittes 2 gefaltet. Mit anderen
Worten werden sich die beiden Seitentafeln 2' im Wesentlichen vertikal erstrecken,
wenn sie an den Stützrollen 4 vorbeilaufen. Während dieses
Faltens werden die Seitentafeln 2' wegen der Eigenflexibilität des Verpackungsmaterials
und dem Widerstand gegen das Falten gegen die Arbeitsfläche des
Bandes 3, die dem Zuschnitt zugewandt ist, gedrückt werden.
Wenn die Bänder 3 jedoch
an den Stützrollen 4 vorbeilaufen,
endet das aktive Falten des Zuschnittes, wodurch die Gefahr erhöht wird,
dass die gefalteten Seitentafeln 2' den Kontakt mit dem Band 3 verlieren
und zum Beispiel wegen dynamischer Kräfte oder Luftströme mit nicht definierter
Ausrichtung und Position entlang der Düse 16 der Heizvorrichtung 15 verschoben
werden. Dies bewirkt ein ungleichmäßiges und unkontrolliertes
Heizbild, und da es in dieser wichtigen Phase der Zuschnittproduktion
besser ist, die Seitentafeln 2' zu führen, wird der Saugkasten 9 verwendet,
um über die
lineare Ausnehmung 11, die sich in der Längsrichtung
der Vorrichtung erstreckt, die Seitentafeln 2' des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 in
Kontakt mit der Quelle eines Teilvakuums 9' zu bringen. Genauer gesagt, wird
die Außenseite
der Seitentafeln 2',
die an die Arbeitsfläche
des Bandes 3 anstößt, aufgrund der
Löcher 20 in
festem Anschlag an das Band angesaugt, wenn das Band 3 mit
seiner Rückseite
gegen die Arbeitsfläche 10 des
Saugkastens 9 angesaugt wird. Das Band 3 wird
vorzugsweise mit einer Rückseite reibungsarmem
Materials versehen, um übermäßige Reibung
und damit Erwärmung
des Bandes 3 zu vermeiden. Um das Ansaugen des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 fest
an die aktive Oberfläche
des Bandes 3 zu optimieren und gleichzeitig Reibungsverluste
als Ergebnis des Anstoßens an
das Band 3 und die Arbeitsfläche 10 des Saugkastens 9 zu
minimieren, wird auch der Umstand genutzt, dass die Löcher 20 erfindungsgemäß an der dem
Saugkasten 9 abgewandten Bandoberfläche einen größeren Durchmesser
haben, wobei dies zum Beispiel dadurch erzielt wird, dass die Löcher konisch sind
bzw. einen stufenweise veränderten
Durchmesser aufweisen. Dabei wird das Teilvakuum eine größte Wirkung
auf der Seite des Bandes haben, die dem Verpackungsbehälter-Zuschnitt 2 zugewandt
ist, und wird damit zuverlässigen
Anschlag zwischen der Arbeitsfläche
des Bandes 3 und der gefalteten Seitentafel 2' des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 sicherstellen.
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Die
Differenzierung der Saugkraft, die durch die veränderliche Größe der Löcher 20 an
der Vorderseite bzw. der Rückseite
des Bandes 3 erreicht wird, bewirkt, dass die Seitentafeln 2' während des Durchlaufens
des Bandes 3 zwischen der Stützrolle 4 und der
Walzeneinheit 8 äußerst genau
in der gewünschten
und im Wesentlichen ebenen Position gehalten werden, wodurch es
möglich
wird, eine stabile Bewegung der Seitentafeln 2' zu gewährleisten,
so dass der Abstand zwischen der Arbeitsfläche der Düse 16 und der angrenzenden
Oberfläche
der Seitentafel 2',
die zu erwärmen
ist, sehr klein sein kann, üblicherweise
in dem Größenbereich
zwischen 0,5 mm und 2 mm. Im Ergebnis dessen werden gut definierte
Erwärmung
und minimale Wärmeverluste
gewährleistet,
da der kurze Abstand bewirkt, dass die notwendige rasche Erwärmung der
schnell vorbeilaufenden Zuschnitte 2 mit relativ geringem
Verbrauch an Heißluft
erfolgt.
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Die
genaue Führung
macht es weiterhin möglich,
eine Art Rücksaugsystem
zu verwenden, wie zum Beispiel eine Ejektordüse ähnlich der Ausführung, wie
sie in dem Europäischen
Patent
EP 436.085 veranschaulicht
wird, die weiterhin den Energieverbrauch optimiert, so dass Verluste
auf einem Minimum gehalten werden können. Das Fehlen von Rollen
oder anderen ungleichmäßig verteilten
Druckkräften
an der Seitentafel
2' während der
Erwärmungsphase
stellt ebenfalls sicher, dass diese ihren ebenen Zustand aufrecht
erhält,
der für
gut definiertes und wirksames Erwärmen erforderlich ist.
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Wenn
der Verpackungsbehälter-Zuschnitt 2 an
der Heißluftdüse 16 und
an dem Saugkasten 9 vorbeigelaufen ist, sind seine entlang
der Seitentafeln 2' befindlichen
Kantenbereiche auf eine für
Versiegeln geeignete Verformungstemperatur erwärmt worden. Sofort nachdem
der Zuschnitt 2 an der Walzeneinheit 8 vorbeigelaufen
ist, erfolgt das verbleibende Falten des Zuschnittes um 90 Grad
dadurch, dass sich die Förderbänder 3 stufenweise
in eine horizontale Position drehen, wenn sie an der Biegewalze 5 vorbeilaufen.
Unmittelbar nach der Biegewalze 5 wird eine an sich bekannte
Quetschwalze 21 die nunmehr überlappenden Kantenbereiche
der Seitentafeln 2' zusammenpressen,
so dass eine dauerhafte und flüssigkeitsdichte
(oder alternativ eine gasdichte) Längsdichtfuge oder Längsdichtnaht
erzeugt wird. Der wie beschrieben gefaltete, versiegelte und nunmehr
flachgelegte röhrenförmige Verpackungsbehälter-Zuschnitt 2 wird
danach an ein Magazin (nicht gezeigt) übergeben oder durch andere
geeignete Mittel übernommen.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
es somit möglich
sein, während
gleichzeitigen Förderns
und Faltens eines flexiblen Verpackungsbehälter-Zuschnittes präzises und energiewirksames Erwärmen der
Kantenbereiche sicherzustellen, unmittelbar bevor sie für Wärmeversiegeln
verwendet werden, so dass der Zuschnitt eine im Wesentlichen röhrenförmige, rechteckige
Form aufweisen wird. Die präzise
und geradlinige Führung
der Seitentafel 2' des
Zuschnittes 2 in Verbindung mit dem Erwärmvorgang ermöglicht hohe
Arbeitsgeschwindigkeit und geringe Wärmeverluste. Die Anwendung
eines Vakuumbandes macht es möglich,
die Anwendung von Stützrollen,
Führungen
oder ähnlichem,
die teilweise eine Gefahr des Verformens des Zuschnittes mit sich bringen
und die teilweise die Platzierung der Heißluftdüse behindern, zu vermeiden.
Der Umstand, dass die Löcher 20 in
dem Band 3 unterschiedliche Größen oder Querschnittsflächen an
den gegenüberliegenden
Oberflächen
des Bandes 3 aufweisen, stellt einerseits eine beständige Fixierung
des Verpackungsbehälter-Zuschnittes 2 an
der aktiven Seite des Bandes 3 und andererseits minimale
Reibungsverluste wegen des Angrenzens zwischen der Rückseite
des Bandes 3 und der Arbeitsfläche 10 des Saugkastens 9 sicher.
Diese Konstruktion ist besonders geeignet in einem längeren Kontakt
zwischen Band und Saugkasten, zum Beispiel wenn der Saugkasten wegen
hoher Arbeitsgeschwindigkeit eine relativ große Länge aufweisen muss. Bei extrem
hohen Geschwindigkeiten kann es weiterhin erforderlich sein, das
Band und die Arbeitsfläche 10 des
Saugkastens 9 zu kühlen,
was wie an anderer Stelle bereits beschrieben mit Hilfe von Kühlungskanälen 13 erfolgt,
die unmittelbar neben der Arbeitsfläche 10 angeordnet
sind und die in Verbindung mit der Quelle von Kühlmittel 14 angeordnet
werden können.
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Durch
das Teilen der Faltfolge in ein erstes Falten um 90 Grad, Erwärmen und
nachfolgendes Falten, ebenfalls um 90 Grad, werden zahlreiche Vorteile
bereitgestellt. Zuerst wird das Erwärmen zeitnaher an dem nachfolgenden
Versiegelungsvorgang stattfinden, was bewirkt, dass der Kühlabstand
kürzer
sein wird und dass weniger Wärme
zugeführt werden
muss. Zweitens wird es möglich
sein, die Eigenfederung des Materials zu nutzen, um die Führung der
gefalteten Seitentafeln und ihren Anschlag gegen das Band in der
Erwärmungszone
zu verbessern, wodurch es möglich
wird, die zu erwärmende Seitentafel
frei von Führungen
oder Antriebsmitteln, wie zum Beispiel Rollen, zu lassen. Dies ist
bisher nicht möglich
gewesen, wenn Erwärmen
erfolgte, während
sich das Verpackungsmaterial in dem ebenen Zustand befand.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
die beiden Bänder 3 natürlich so
aufgeteilt werden, dass zum Beispiel ein jedes Band 3 aus
drei verschiedenen Bändern
besteht, zum Beispiel aus einem für die erste Strecke zwischen
der Biegewalze 5 an der Einlaufseite des Förderers 1 und
der Stützrolle 4,
aus einem für
die Strecke zwischen der Stützrolle 4 und
der Walzeneinheit 8 und aus einem für die Strecke zwischen der
Walzeneinheit 8 und der Biegewalze 5. In diesem
Fall kann die Ausführung
wahrscheinlich dahingehend wirtschaftlicher gestaltet werden, dass
nur das Band, das sich zwischen der Stützrolle 4 und der Walzeneinheit 8 erstreckt,
mit erfindungsgemäßen Löchern 20 versehen
werden muss. Eines oder mehrere der verbleibenden Bänder kann
oder können
natürlich
durch Führungen
oder eine Art von Führungs-/Falt-Vorrichtung,
wie zum Beispiel Rollen oder Walzen oder ähnliches, ersetzt werden. Wenn
der Zuschnitt 2 nur zweifach entlang einer zentral angeordneten
Längsfaltlinie
gefaltet werden muss, ist es natürlich
grundsätzlich
auch möglich,
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zu halbieren, das heißt
nur ein Längsband 3 wird
verwendet, da die gegenüberliegende
Seite durch Führungsrollen
oder ähnliches
ersetzt werden kann, die den Zuschnitt während des Faltens und des Erwärmens lagerichtig
halten.
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Schließlich ist
zu beachten, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung natürlich auch
für das Führen von
Verpackungsmaterial in anderen Arten von Verarbeitung als Erwärmen und
Versiegeln angewendet werden kann, wie zum Beispiel bei mechanischer
Kantenverarbeitung oder beim Drucken.
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Die
vorliegende Erfindung soll nicht auf die vorstehende Beschreibung
und die Darstellungen in den Zeichnungen beschränkt sein. Zahlreiche Abänderungen
sind denkbar, ohne dass von dem Erfindungsbereich der anhängenden
Ansprüche
abgewichen würde.