DE60201516T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von behälterstreifen - Google Patents
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Description
- Technisches Gebiet
- Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Streifen von Behältern.
- Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, kann die Erfindung bei der Herstellung von Behältern aus wärmeformbaren und wärmeschweißbaren Materialien verwendet werden.
- Hintergrund des Standes der Technik
- Die gegenwärtige Erfindung lehrt, dass Streifen von Behältern hergestellt werden, indem nebeneinander Bänder durch wenigstens eine Schweißstation und möglicherweise eine Formstation gefördert werden. Beispiele sind: die Herstellung von Streifen aus Hüllen, die aus wärmeschweißbarem Material bestehen; die Herstellung von Streifen von Beuteln, in denen ein Gurt, der auf einer Seite mit vorgeformten Zellen versehen ist, mit einer Abdeckung und einem Abschlussband verschweißt wird; die Herstellung von Streifen von Behältern durch Verschweißen von zwei Bändern, um die Zellen zu definieren, die dann durch Aufblasen und Verwendung eines Formgebungsfluides geformt werden.
- Der Stand der Technik lehrt auch die Herstellung von Streifen von Behältern durch Fördern von drei Bändern nebeneinander durch eine Formstation und eine Schweißstation. In diesem Fall wird jeder Behälter aus zwei Taschen gebildet, die von einer mittigen wand getrennt sind. Beispiele von Behältern, die auf diese Weise hergestellt werden, sind in
US 5,724,789 , WO 98/26997 und WO 00/73146 offenbart. - Das Hauptziel der gegenwärtigen Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von Streifen von Behältern mit hoher Produktivität anzugeben.
- Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die erzeugten Behälter aus verschiedenen Materialien hergestellt werden können.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, die konstruktionsmäßig einfach ist, wirtschaftlich ist und in der Lage ist, das Verfahren der Erfindung auszuführen.
- Diese Aufgaben und Vorteile werden neben anderen vollständig durch die gegenwärtige Erfindung erreicht, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
- Weitere Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung werden besser aus der detaillierten Beschreibung hervorgehen, die in Bezug auf einige bevorzugte, jedoch nicht ausschließliche Ausführungen der Erfindung folgt, die lediglich durch nicht begrenzende Beispiele in den zugehörigen Figuren der Zeichnung illustriert ist, in der:
-
1 eine schematische Ansicht von oben auf eine erste Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist; -
2 ein Schnitt gemäß II-II gemäß1 ist; -
3 ein Schnitt gemäß III-III gemäß1 ist; -
4 eine schematische Ansicht von oben auf eine zweite Ausführung der Erfindung ist; -
5 ein Schnitt gemäß V-V gemäß4 ist; - die
6a bis6e fünf unterschiedliche Zuführverfahren für vier Bänder in die Vorrichtung der Erfindung zeigen, in fünf schematischen Abschnitten gemäß vertikalen Ebenen, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Bänder senkrecht sind. - Offenbarung der Erfindung
- Bezugnehmend auf die
1 bis3 bezeichnet1 in seiner Gesamtheit eine Vorrichtung für die Herstellung von zwei Streifen A und B von Behältern, wobei die Streifen vollständig voneinander unabhängig sind und nebeneinander angeordnet sind. In der besonderen Ausführung ist die Vorrichtung1 zur Herstellung von Behältern unter Verwendung eines Verfahrens der Heißformgebung und des Heißverschweißens geeignet. - Die Vorrichtung
1 umfasst eine Zuführlinie zur Vorwärtsbewegung von vier Bändern, parallel zueinander und jeweils einander zugewandt. Zwei der Bänder sind äußere Bänder2 und zwei sind innere Bänder3 . Die Bänder2 und3 werden in Vorwärtsrichtung F durch verschiedene Arbeitsstationen hindurchbewegt, wozu in der Reihenfolge gehören: eine oder mehrere Vorheizstationen4 für die äußeren Bänder, eine Zellformstation5 zum Formen von Zellen in den zwei äußeren Bändern2 , eine Schweißstation6 für die beiden äußeren Bänder2 , die an die zwei inneren Bänder3 angeschweißt werden. Um zwei unabhängige Streifen A und B von Behältern zu erhalten, sollten die inneren Bänder3 nicht miteinander verschweißt werden. Die Zuführlinie umfasst Mittel bekannter Art, die hier nicht dargestellt sind (z.B. umfassend Zangen) um die kontinuierlichen Bänder schrittweise vorwärts zu bewegen. - Die Vorheizstation
4 umfasst zwei gegenüber angeordnete Heizelemente41 , die zusammenarbeiten und die mit den zwei äußeren Bändern2 zusammenhängen und die in einer Querrichtung zur Vorwärtsrichtung F beweglich sind und in der Lage sind, sich auf die äußeren Bänder2 zu zu bewegen oder davon weg zu bewegen. Die vier Bänder2 und3 bewegen sich stufenweise durch die Heizelemente41 . Die inneren Bänder3 sind gegenüber der Hitze durch zwei Schutzwände42 abgeschirmt, die zwischen den inneren Bändern3 und den äußeren Bändern2 parallel zu der Bewegungsrichtung F vorgesehen sind. Die inneren Bänder3 sind gegenüber der Wärme hauptsächlich abgeschirmt, um die Gefahr zu vermeiden, dass sie unerwünschte wärmeinduzierte Deformationen erleiden. - Die Formstation
5 umfasst zwei gegenüberliegende Formen51 , die in einer Querrichtung zur Vorwärtsrichtung F beweglich sind und in der Lage sind, sich den Bändern2 und3 zu nähern oder sich davon zu entfernen. Die Formen51 sind mit Formhohlräumen versehen, die die Endform der Zellen definieren. Es sind Mittel bekannter Art, die hier nicht dargestellt sind, vorgesehen, um ein Formgebungsfluid zu injizieren, um die äußeren Bänder innerhalb der Formhohlräume auszudehnen. Das Formgebungsfluid (Druckluft) wird durch einen Einlass52 in die Formen injiziert, zwischen den äußeren Bändern und den zwei Wänden53 , die gegenüber dem Formgebungsfluid undurchlässig sind und die die äußeren Bänder2 von den inneren Bändern3 trennen. Die beiden Trennwände53 verhindern, dass das Formgebungsfluid auf die inneren Bänder3 wirkt und dichtet zur selben Zeit eine Seite des Formhohlraumes ab, in dem die Zelle geformt wird. Die Schutzwirkung der Trennwände53 verhindert die Gefahr der Deformation der inneren Bänder3 . Die Deformation könnte beim Fehlen von Schutzmitteln durch eine Druckdifferenz in dem Formgebungsfluid in den beiden gegenüberliegenden Formhohlräumen bewirkt werden. Falls die Gefahr einer Deformation nicht vorhanden ist, weil z.B. die inneren Bänder3 ausreichend steif sind, wird das Mittel zum Schützen der Formstation5 nicht benötigt. - Anstelle der beiden Trennwände
53 wäre es möglich, eine flache und mittige steife Wand vorzusehen, die zwischen den beiden inneren Bändern3 angeordnet ist, wobei in diesem Falle das Formgebungsfluid zwischen den äußeren Bändern2 und den inneren Bändern3 injiziert wird: die äußeren Bänder2 werden gegen die äußeren Formen ausgedehnt, die inneren Bänder3 werden gegen die ebene mittige Wand gepresst. - In der dargestellten Ausführung der beiden Trennwände
53 der Formstation5 sind tatsächlich Verlängerungen der beiden Schutzwände42 der Vorheizstation4 vorhanden. Jede Zelle ist mit einem Füllende7 versehen, durch dass eine nachfolgende Befüllung des herzustellenden Behälters unter Verwendung von bekannten Verfahren ermöglicht wird. - Die Schweißstation
6 weist zwei gegenüberliegende Schweißelemente61 auf, die in einer Querrichtung zur Vorwärtsrichtung F beweglich sind, die auf die Bänder2 und3 zu bewegt oder davon entfernt werden können und dazu vorgesehen sind, die beiden äußeren Bänder2 an die inneren Bänder3 in solchen Zonen zu koppeln, in denen sie zu den Zellen extern sind. Um ein reziprokes Koppeln der inneren Bänder3 zu verhindern, bestehen die einander zugewandten Flächen der inneren Bänder3 aus einem Antihaftmaterial: in der gegenwärtigen Ausführung sind die inneren Bänder3 aus einem vielschichtigen Material hergestellt, wobei die zugewandten inneren Deckflächen aus einem nicht heißschweißbaren Material bestehen, während die äußeren Flächen davon, die mit den äußeren Bändern2 gekoppelt werden sollen, aus einem heißschweißbaren Material bestehen. - Bei den äußeren Bändern
2 bestehen die inneren Flächen derselben, die zur Kopplung mit den äußeren Bändern3 vorgesehen sind, aus einem heißformbaren und heißschweißbaren Material, während die äußeren Oberflächen davon aus einem heißformbaren Material bestehen. Die Wirkung der Schweißelemente61 bestimmt die Verschweißung der äußeren Kontaktflächen, jedoch nicht die Verschweißung der inneren Oberflächen. - Die inneren Bänder
3 schließen die zuvor an der Formstation5 geformten Zellen in Folge der Wirkung der Kopplung mit den äußeren Bändern2 und erzeugen die Behälter, die in parallelen und nebeneinander liegenden Linien angeordnet sind. Jeder Behälter ist durch eine geformte Wand und eine nicht geformte ebene Wand definiert. Die ebenen Wände der Behälter einer Linie liegen einander gegenüber, sind jedoch von den ebenen Wänden der Behälter der anderen Linie leicht trennbar. - Die Form- und Schweißstationen können derart ausgebildet sein, dass sie zwei oder mehrere Behälter zur gleichen Zeit formen und schweißen können: bei dieser Ausführung wird der schrittweise Vorschub der vier Bänder
2 und3 gemäß der Anzahl der gegenwärtig geformten Behälter synchronisiert. - Die
4 und5 zeigen eine Vorrichtung zum Formen von zwei Streifen A und B von heißformbaren Behältern, die aus vier Bändern erhalten werden, die aus heißformbarem und heißschweißbarem Material bestehen, die sich nebeneinander vorwärtsbewegen. Die Elemente, die die gleichen wie in den1 –3 sind, werden durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß der1 –3 darin, dass eine Trennwand62 in der Schweißstation6 zwischen den beiden inneren Bändern3 angeordnet ist. Diese Trennwand62 ist vorgesehen, um eine Kopplung zwischen den beiden inneren Bändern3 zu verhindern. Diese Lösung wird dann verwendet, wenn die Gefahr einer irreversiblen Kopplung zwischen den inneren Bändern3 in Folge der Wirkung der Schweißwirkung der Schweißelemente61 besteht. In diesem Fall besteht das Risiko des Verschweißens in Folge der Tatsache, dass die einander zugewandten inneren Flächen der inneren Bänder3 aus einem heißschweißbaren Material bestehen. - Bei einer weiteren Ausführung kann die Trennwand
62 derart relativ steif und dick sein, dass sie die Möglichkeit einer Abschottung zwischen den beiden Schweißelementen61 bietet, so dass sie während des Schweißvorgangs nicht zusammenwirken, jedoch jede mit der mittigen Trennwand62 . Jede der beiden gegenüberliegenden Seiten der Trennwand62 wirkt als eine Halbform zum Schweißen und kann, falls gewünscht, besonders geformt sein. Dies ermöglicht es, dass die Schweißelemente61 verwendet werden, die nicht miteinander kooperieren, sondern funktionsmäßig unabhängig sind (im Wesentlichen wird der Schweißdruck nicht zwischen den beiden Schweißelementen61 ausgeübt, sondern zwischen jedem Schweißelement und der mittigen Trennwand62 ). Es bedeutet auch, dass die Schweißelemente61 nicht notwendigerweise zueinander spiegelverkehrt sein müssen, sondern z.B. auch jeweils gleich ausgebildet sein könnten, um so Paare von Behältern zu realisieren, die einander zugewandt sind, jedoch nicht spiegelverkehrt. In diesem Fall kann die verhältnismäßig steife Trennwand62 in die Formstation hinein verlängert sein und sogar bis in die Vorheizstation. Falls die Trennwand62 zu der Formstation verlängert wird, kann sie so geformt sein, dass sie mit den Formen51 zusammenwirkt; z.B. könnten Vertiefungen oder Reliefs auf den Körper der Trennwand62 angeordnet oder vorgesehen sein, was zur Definition der Formhohlräume beitragen könnte. Die mittige Trennwand in der Schweißstation kann mit Mitteln zum Heizen versehen sein, die die Bänder von innen heizen, und falls die Trennwand62 auch in die Formstation ausgedehnt ist, kann sie mit Mitteln zum Kühlen versehen sein, die die Temperatur der Bänder während des Formvorgangs herabsetzen. - Die oben beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt.
- Die vier Bänder
2 und3 bewegen sich zusammen schrittweise vor, kreuzen die erste Vorheizstation4 der äußeren Bänder2 und dann die Formstation5 der Zellen auf den äußeren Bändern2 , bevor sie schließlich in die Schweißstation6 gelangen, wo die beiden inneren Bänder3 zum Schließen der Zellen gleichzeitig und dauerhaft mit den beiden äußeren Elementen2 gekoppelt werden. - Falls die inneren Bänder
3 keinen Schutz gegen Wärme brauchen, falls sie z.B. aus einem wärmebeständigen Material bestehen, kann in der Vorheizstation eine Vorrichtung wie die oben beschriebene verwendet werden, ohne dass die Schutzwände42 vorhanden sind. - Bei weiteren Ausführungen, die nicht dargestellt sind, kann die Formstation stromabwärts der Schweißstation angeordnet sein. In diesem Fall sind die äußeren Bänder
2 in der Schweißstation, die mehr oder weniger die gleiche wie die in den3 oder5 gezeigte Schweißstation sein kann, dauerhaft mit den inneren Bändern3 auf eine solche Weise verbunden werden, dass Zellen definiert werden, die nachfolgend in der Formstation aufgeblasen werden, in der ein Formgebungsfluid in die Zellen injiziert wird, und zwar zwischen dem äußeren Band2 und dem inneren Band3 . Auf diese Weise ist die Formstation mit einer Trennwand versehen, die zwischen den beiden inneren Bändern3 angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Vorgang des Aufblasens mit Fluid eine Deformation in den inneren Bändern3 bewirkt. Während des Aufblasvorgangs werden die inneren Bänder3 in Kontakt mit der Trennwand gehalten, z.B. mit Hilfe der Formen in der Formstation, so dass die inneren Bänder3 den ebenen Zustand beibehalten, falls sie mit dem Aufblasdruck des Formgebungsfluides beaufschlagt werden. Die Trennwand62 hat tatsächlich die Wirkung, den Formhohlraum zu begrenzen. Eine Formstation, die auf diese Weise ausgebildet ist, kann auch stromaufwärts der Schweißstation verwendet werden, z.B. als Ersatz für die Formstationen5 gemäß der1 und4 . - Falls die Formstation stromabwärts der Schweißstation angeordnet ist, funktioniert sie wie folgt.
- Die vier Bänder bewegen sich schrittweise vorwärts, kreuzen in der Reihenfolge: zunächst die Vorheizstation für die äußeren Bänder; dann die Schweißstation, in der die inneren Bänder
3 gleichzeitig mit den beiden äußeren Bändern2 gekoppelt werden, um so die Zellen zu definieren, ohne die inneren Bänder3 dauerhaft zusammenzukoppeln; schließlich die Formstation der Behälter, in der die äußeren Bänder2 in der Zone der Zellen gebildet werden, vorzugsweise ohne die inneren Bänder3 zu deformieren. - Eine oder mehrere Formstationen können stromaufwärts der Formstation angeordnet sein. In den
6a bis6e sind fünf unterschiedliche Arten des Einführens der vier Bänder2 und3 nebeneinander in die Formvorrichtung dargestellt. Alle fünf Wege können in der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet werden. In6a werden vier unterschiedliche Folien verwendet: dass ist das in den1 –5 gezeigte Einfuhrverfahren. In6b werden die beiden äußeren Bänder2 von einer längsseitig gefalteten Folie erhalten, die zwei Folien enthält, die die inneren Bänder3 darstellen; die inneren Flächen der gefalteten äußeren Folie und die äußeren Flächen der inneren Folien sind miteinander koppelbar, während die inneren Flächen der inneren Folien aus einem Antihaftmaterial hergestellt sein können, um so ohne die Notwendigkeit für Mittel zum Schutz in der Schweißstation zu vermeiden. In6c werden die beiden inneren Bänder3 gleichfalls von einer in Längsrichtung gefalteten Folie erhalten, die die in der äußeren Folie (auch zweifach gefaltet) enthalten ist. In6d werden zwei Folien jeweils nebeneinander zweifach gefaltet; die äußeren Bänder2 und die inneren Bänder3 sind jeweils die äußeren und inneren Teile der beiden Folien nebeneinander. In6e wird eine einzige Folie verwendet, die in Längsrichtung in vier Teile gefaltet ist. In jedem Fall werden vier Bänder2 und3 gebildet, die drei Paare von gegenüberliegenden Flächen definieren: zwei äußere Paare (von den beiden äußeren Bändern2 und den beiden inneren Bändern3 gebildet) und ein inneres Paar (von den beiden inneren Bändern3 gebildet). Eine vielschichtige Folie kann verwendet werden, die aus geeigneten Materialien besteht, so lange die beiden äußeren Paare von Oberflächen aus einem Material bestehen, dass leicht in der Schweißstation gekoppelt werden kann, und so lange das innere Paar aus einem Antihaft-Material besteht, so dass keine Mittel zum Schutz in der Schweißstation notwendig sind. - In den oben beschriebenen Beispielen erfolgt das Formen von Zellen ohne Aufblasen mit einem unter Druck stehenden Formgebungsfluid. Jedoch wäre es möglich, irgend ein anderes Formverfahren zu benutzen, sei es heiß oder kalt. Zum Beispiel könnten Eindruckverfahren verwendet werden, ein gemischtes System zum Aufblasen und Zusammendrücken, oder ein Ziehen usw. Das Verschweißen der äußeren Bänder mit den Innenbändern kann durch Heißschweißen durchgeführt werden, durch Hochfrequenzschweißen oder durch Verwendung anderer bekannter Schweißverfahren. Das Vorheizen der äußeren Bänder kann durch Kontakt mit Heizelementen erfolgen, oder durch Verwendung von Strahlungsverfahren oder anderen bekannten Heizsystemen. Die Mittel zum Trennen, die ein Verschweißen der inneren Bänder mit den äußeren Bändern verhindern, können anstelle einer festen Trennwand der sich vorwärtsbewegenden Bänder ein fünftes Trennband umfassen, das sich zusammen mit den anderen Vier in einer Lage zwischen den beiden inneren Bänder vorwärtsbewegt.
- Die Vorwärtsbewegung der Bänder muss nicht auf eine stufenweise Art erfolgen, wie oben beschrieben, sondern kann kontinuierlich sein. In diesem Fall können die Vorheizelemente, das Formen und das Verschweißen Paare von Rollen aufweisen, zwischen denen sich die vier Bänder nebeneinander vorwärtsbewegen.
Claims (14)
- Verfahren zum Herstellen zweier Streifen (A, B) von Behältern, in Anordnung nebeneinander, bei dem vier Bänder (
2 ,3 ) einander zugewandt in einer Vorschubrichtung (F) in wenigstens eine Schweißstation (6 ) zugeführt werden, die getrennt zwei äußere Bänder (2 ) der vier Bänder mit zwei inneren Bändern (3 ) der vier Bänder in vorbestimmten Zonen derselben koppelt, wobei eine Folge von Behältern definiert wird, von denen jeder aus einem Paar von Bändern hergestellt wird, das eines der inneren Bänder und eines der äußeren Bänder aufweist. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vier Bänder zwischen wenigstens zwei Schweißelementen (
61 ) durchlaufen, die einander zugewandt in der Schweißstation angeordnet sind, wobei die Schweißelemente (61 ) zusammenwirken, um die zwei äußeren Bänder (2 ) mit den zwei inneren Bändern (3 ) in den vorbestimmten Zonen außerhalb der Zonen der vier Bänder zu koppeln, die zu Behältern werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem einander zugewandte Oberflächen der inneren Bänder (
3 ) aus Materialien hergestellt sind, die ein Ankoppeln der zugewandten Oberflächen während eines Schweißschrittes des Verfahrens verhindern. - Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während des Schweißens Stufenmittel zum Trennen (
62 ) zwischen den beiden inneren Bändern (3 ) vorgesehen sind, um ein Ankoppeln der beiden inneren Bänder (3 ) zu verhindern. - Verfahren nach Anspruch 4, bei dem während des Schweißschrittes zwei einander zugewandte Schweißelemente (
61 ) mit dem Mittel zum Trennen (62 ) zusammenwirken, um die beiden äußeren Bänder (2 ) mit den beiden inneren Bändern (3 ) zu koppeln. - Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Mittel zum Trennen (
62 ) in der Schweißstation beheizt werden. - Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Behälter wenigstens eine Zelle aufweist, und bei dem die vier Bänder (
2 ,3 ), die einander zugewandt sind, in eine Formstation (5 ) zugeführt werden, die die Zellen an wenigstens zwei äußeren Bändern (2 ) formt. - Verfahren nach Anspruch 7, bei dem während eines Formschrittes der beiden inneren Bänder (
3 ) Mittel zum Trennen bereitgestellt werden, die gekühlt werden. - Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem während des Formschrittes der beiden inneren Bänder (
3 ) Mittel zum Trennen bereitgestellt werden, die mit der Formeinrichtung (5 ) zusammenwirken, um Formhohlräume zu definieren, in denen Zellen geformt werden. - Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem während des Formschrittes zwei Trennwände (
53 ) bereitgestellt werden, um die äußeren Bänder (2 ) von den inneren Bändern (3 ) zu trennen. - Vorrichtung zum Herstellen von zwei Streifen (A, B) von Behältern in einer Anordnung nebeneinander, mit einer Zuführlinie zum Vorwärtsbewegen von vier einander zugewandt angeordneten Bändern (
2 ,3 ) durch wenigstens eine Schweißstation (61 ), die zwei äußere Bänder (2 ) der vier Bänder mit zwei inneren Bändern (3 ) der vier Bänder in Zonen koppelt, die gegenüber Zonen, die die Behälter bilden werden, außen liegen. - Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Schweißstation wenigstens zwei einander zugewandte Schweißelemente (
61 ) aufweist, die die beiden äußeren Bänder (3 ) mit den beiden inneren Bändern (3 ) koppeln. - Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Schweißstation Mittel zum Trennen (
62 ) der beiden inneren Bänder (3 ) aufweist, damit die beiden inneren Bänder (3 ) nicht miteinander gekoppelt werden. - Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, die wenigstens eine Formstation aufweist, die stromaufwärts oder stromabwärts der Schweißstation vorgesehen ist, um Zellen an wenigstens zwei äußeren Bändern (
2 ) zu formen.
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