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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und
Verschließen seitlich verbundener flacher Beutel, zum Zwecke des Befüllens
dieser Beutel und von der Art, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben
ist.
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Mit dieser Art von Vorrichtung ist auf einfache Weise eine Arbeit mit
wenig kostenden Beuteln möglich, da diese augenblicklich oder im voraus
durch das Falten einer Folienbahn (sheet web) und das Versehen dieser
Folienbahn mit querverlaufenden Schweiß/Abtrenn-Linien hergestellt werden
können, die sich von der geschlossenen Bodenkante der gefalteten Bahn
aufwärts bis zu einem Bereich geringfügig unter der Bahn-Oberkante erstrecken.
Die so gebildeten Beutel können dann hintereinander zur besagten Füllstation
vorwärts befördert werden, indem einfach für die verbundenen
(zusammenhängenden) Oberkanten-Abschnitte eine Vorwärtsbewegung veranlaßt wird. Und in
der Füllstation können die Beutel geöffnet werden, indem die Haltemittel der
jeweiligen gegenüberliegenden Oberkanten-Bereiche auseinandergebracht
werden, die nach dem Befüllen wieder zusammengebracht werden können. Danach
können die befüllten Beutel weiter zu einer Siegelstation gebracht werden,
in der sie schließlich in ihren Öffnungsbereichen verschlossen und von der
zusammenhängenden (verbundenen) Bahn abgetrennt werden.
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Als typisches Verwendungsbeispiel kann die verkaufsfertige Verpackung
von Wurzelgemüse in Folienbeuteln erwähnt werden.
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Es ist allgemeine Praxis gewesen, daß die hängende Folienbahn gleitbar
in gegenüberliegenden Führungsschienen aufgehängt und mittels einer
Zugoder Förderstation, die stromabwärts der Befüllstation angeordnet war,
entlang der Führungsschienen vorwärtsbefördert wurde. Die Führungsschienen
können runde Stangen sein, die tragend mit Kanälen kooperieren, welche
entlang der gegenüberliegenden Oberkanten der Bahnseiten vorgesehen sind, oder
sie können durch jeweilige Zwillingsschienen gebildet sein, die einen
Längsschlitz besitzen, entlang dem die Bahnseiten transportiert werden können,
indem sie an ihren Oberkanten eine Verdickung aufweisen, für die
beispielsweise durch eine Extrusions-Herstellung der Bahn gesorgt ist. Bei diesen
Beispielen kann das Öffnen und Verschließen der Beutel-Öffnungen in der
Füllstation vollautomatisch erfolgen, indem die gegenüberliegenden
Führungsschienen vor dieser Station auf eine auseinandergehende (divergierende)
Weise und nach dieser Station auf eine zusammenlaufende (konvergierende) Weise
angeordnet sind, so daß das Öffnen und anschließende Verschließen der
Öffnungsbereiche als eine simple Funktion der Vorwärts-Beförderung der Bahn
erfolgt.
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Dies impliziert jedoch zwei beträchtliche Nachteile, nämlich zum
einen, daß die oberen Kantenbereiche der Folienbahn auf eine bestimmte Weise
geformt sein müssen, und zum anderen, daß die querverlaufenden
Abtrenn-Linien zwischen den Beuteln wie sie im voraus hergestellt werden, sich nur bis
zu einem Punkt erstrecken können, der einen relativ großen Abstand von der
Oberkante der Bahn besitzt, da die oberen Bereiche während der Passage
dieser Bereiche entlang der aufgeweiteten Schienenabschnitte ansonsten nicht
entsprechend dem gegenseitigen Abstand zwischen den Führungsschienen
aufgeweitet werden können. Es ist ein Nachteil, daß die
Seitenkanten-Schweißverbindungen folglich nicht bis nahe an die Oberkante heraufragen können, weil
bis oben eingefülltes Material dann in einen benachbarten Beutel eindringen
kann.
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Aus der US-A-4,945,714 ist eine Lösung bekannt, bei der die Oberkanten
der Bahn, ohne daß sie besonders geformt sind, zwischen zwei
gegenüberliegenden Fördergurten festgemacht werden, die mittels einer fixierten Schiene,
welche entlang eines dieser Gurte angeordnet ist, und federvorgespannter
Andruckbacken, die gegen den anderen Gurt drücken, um die Folienbahn-Kante
zwischen den Gurten festzuklemmen, zusammengehalten werden. Dies sorgt
jedoch nicht für einen sicheren Transport der Folienbahn, und es ist
nachteilig, daß es wegen des Reibeingriffs zwischen den Gurten und den besagten
Andruckteilen erforderlich ist, für die Vorwärtsbewegung der Bahn
zusätzliche Energie aufzuwenden.
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Gemäß diesem bekannten Stand der Technik, der das Formen und Befüllen
von Beuteln betrifft, die mit einem dem Bodenbereich des Beutels
benachbarten Reißverschluß-System (ziplock system) versehen sind, wird die Beutelbahn
zunächst durch die Füllstation vorwärts befördert, wobei der oberste
Kantenbereich der Bahn zwischen den besagten Fördergurten angeordnet ist.
Daraufhin wird die Beförderung durch die Siegelstation hindurch durch einen
Eingriff mit einem weiteren und tiefer plazierten Paar von Fördergurten mit
zugehörigen Andruckmitteln bewirkt. Die obere Absiegelung wird durch
Zusammenschweißen der gegenüberliegenden Oberkantenbereiche bewirkt, wie sie von
diesen Gurten aufwärts ragen. Damit diese Absiegelung effektiv ist, ist es
erforderlich, daß sich die zuvor hergestellten querverlaufenden
Schweiß/Abtrenn-Linien auf der Bahn bis fast an die Oberkante der Bahn erstrecken. Auf
dieser Basis ist es in der Füllstation nicht möglich, für ein
augenblickliches Öffnen und Schließen der Beutelöffnungen durch ein zwangsweises
Aufspreizen und anschließendes Zusammenbringen der Bahn-Oberkanten zu sorgen,
das durch die Vorwärtsbewegung der Bahn bestimmt ist; dies wäre obendrein im
Zusammenhang mit der speziellen Beförderungstechnik auch schwierig
einzurichten. Stattdessen wird von einer deutlich unterbrochenen Beförderung
Gebrauch gemacht, derart, daß die Beutel sukzessive zu einem vollständigen
Stillstand in der Füllstation gebracht werden, in deren Mitte
gegenüberliegende Eingriffsmittel vorgesehen sind, die permanent mittels zugehöriger
äußerer Fördergurte über jeweilige Oberkanten-Abschnitte der
gegenüberliegenden Bahnseiten greifen. Dabei sind die besagten Eingriffsmittel durch
zugehörige Betätigungsmittel so betätigbar, daß sie lokal die
Bahn-Oberkanten an den jeweiligen Fördergurte festklemmen, diese voneinander wegziehen,
um eine Befüllöffnung zu formen, und danach die auseinandergezogenen
Abschnitte zusammenbewegen und loslassen, damit der Beutel nach der Befüllung
und vor seiner besagten letztendlichen oberen Absiegelung wieder
verschlossen wird.
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Insgesamt ist dies eine sehr komplizierte Technik, die nicht einmal
einen sicheren Trage-Eingriff mit der Beutelbahn sicherstellt.
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Es ist der Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die eine relativ simple Konstruktion besitzt und in der Lage ist,
bei Verwendung eines Folienbahn-Materials auf sichere und geeignete Weise zu
funktionieren, das auf eine billige Weise einfach abgeschlossene
(terminated) obere Kantenabschnitte besitzt.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung wurde erkannt, daß das in der
besagten US-A-4,945,714 beschriebene Schließ/Öffnungs-Prinzip sehr
vorteilhaft in Kombination mit einem speziellen, ebenfalls bereits bekannten
Vorwärtsbewegungs-System für Bahnmaterial ien, nämlich einer sogenannten
Transport- oder Greifkette, verwendbar ist, wenn eine solche Greifkette
entlang jeder der gegenüberliegenden Kanten der vorwärtsbewegten
doppellagigen Bahn verwendet wird. Eine Greifkette ist ein Kettentyp, bei dem jedes
oder jedes zweite Kettenglied mit einem Beschlag versehen ist, der einen
federgespannten Haltestift trägt. Dieser Haltestift wird gegen ein
Halteglied gehalten und besitzt ein vorspringendes Teilstück, welches in
Kooperation mit äußeren Steuer-Nockenelementen einsetzbar ist, um den Haltestift
zeitweilig vom Halteglied abzuheben. Dadurch ist es möglich, augenblicklich
eine Bahnkante einzuzuführen, die entlang einer vorwärts bewegten
Kettenstrecke zu halten ist, vorwärts zu einer Position, in der die Bahn - oder
ein übriggebliebener Oberkanten-Abschnitt davon - aus dem Eingriff mit der
Greifkette herausgezogen oder freigesetzt werden kann.
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Unter Verwendung einer Kette dieses Typs kann der Bahn-Abschnitt auf
eine sicher gehaltene Art vorwärts bewegt werden, ohne daß er mit
irgendeiner Art spezieller Haltekante fabriziert ist und ohne daß die Beförderung
Anlaß zu einer merklichen Reibung gibt, weil die schlichten Bahnkanten ohne
jeglichen Druck von außen gehalten werden können. Erfindungsgemäß ist die
Verwendung solcher Greifketten besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem
Öffnungs- und Schließ-Prinzip wie es in der besagten US-A-4,945,714
beschrieben ist, weil die Ketten mit ihren zugehörigen gegenüberliegenden
Bahnkanten leicht voneinander weggezogen und wieder zusammengebracht werden
können, ohne daß ein spezielles oder zusätzliches Greifelement für die
Bahnkanten erforderlich ist.
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Aus guten Gründen ist es unmöglich, wie in der besagten US-A-4,945,714
ein oberes Verschließen der Beutel oberhalb des Greifbereichs vorzusehen, da
die Absiegelung gerade unterhalb der Haltezone des Haltestiftes stattfinden
muß. Entsprechend sollten sich die Schweiß/Abtrenn-Linien an den Seiten der
Beutel nicht aufwärts über die Greifzone hinaus erstrecken; aber
nichtsdestoweniger können sie sich ziemlich weit aufwärts erstrecken, nämlich weit
genug, um im Vergleich mit den zuerst erwähnten Systemen eine verbesserte
Absiegelung der Oberseite zu gewährleisten. Die zugehörigen Vorteile können
unter Verwendung des Öffnungs- und Schließprinzips gemäß besagter US-A-
4,945,714 optimiert werden, und dieses Prinzip ist besonders leicht
anzuwenden, wenn die besagten Greifketten verwendet werden.
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Demgemäß ist die Erfindung durch die Merkmale charakterisiert, die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben sind.
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Im folgenden wird die Erfindung in größeren Einzelheiten unter
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es stellen dar:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Beutelund Füllmaschine,
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Fig. 2 eine schematische Draufsicht dieser Maschine,
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Fig. 3 eine Seitenansicht einer Transportkette, die in der
Maschine verwendet wird, und die
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Fig. 4 und 5 Draufsichten einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Maschine oder Vorrichtung.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Maschine ist primär eine
Füllmaschine zum Transport (handling) flacher Beutel 2, die in einer
zusammenhängenden Reihe an eine Füllstation 4 geliefert werden, wonach die befüllten
Beutel geschlossen und von der zusammenhängenden Reihe abgetrennt werden.
Für die Erfindung ist es nicht besonders wichtig, auf welche Weise die
Beutelreihe hergestellt wurde, d.h. ob eine vorgefertigte Beutelbahn 6
verwendet wird, die mit einer geschlossenen Bodenkante 8 und mit geschlossenen
Seitenkanten entlang quer verlaufender Abtrennlinien 10 fabriziert wurde,
die sich vom Boden bis geringfügig unter die Oberkante der Beutelbahn
erstrecken, so daß die Beutel 2 an der Oberkante der Bahn verbunden sind, oder
ob eine solche Fabrikation der Bahn gänzlich oder teilweise in der
Maschineneinheit
selbst stattfindet. Was wichtig ist, ist daß die Füllstation 4
hintereinander flache Beutel empfängt, die entlang ihres Bodens und ihrer
Seiten geschlossen sind, aber an ihrem oberen Ende auf eine solche Weise
offen sind, daß die einzelnen Beutel zum Befüllen geöffnet werden können,
mittels des mit dem Oberkanten-Bereich der Beutel kooperierenden
Trägeroder Transportmittels, das einsetzbar ist, um ein öffnen dieses Bereiches
durchzuführen.
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Gemäß Fig. 1 wird vorgeschlagen, einen flachen Folienschlauch (sheet
hose) zu verwenden, der von einer Vorratsrolle 12 abgewickelt und mittels
eines Messers 14 oben aufgeschnitten wird, während an einem Ort der bewegten
Spur in Richtung Füllstation 4 eine Arbeitsstation 16 vorgesehen ist, an der
die Abtrennlinien 10 und die zugehörigen Seitenverschlüsse erzeugt werden.
Man wird aber verstehen, daß die Bahn 6 mit den Beuteln 2 auf verschiedene
andere und elementare Weisen hergestellt werden kann.
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Entlang der Oberkante der Bahn 6 werden deren gegenüberliegende
Oberkanten bewegbar von einem sich vorwärts bewegenden System 18 gehalten,
das in Übereinstimmung mit der Erfindung und wie in Fig. 2 dargestellt zwei
gegenüberliegende kettenförderer 20 umfaßt, die unmittelbar nebeneinander
und aneinander entlang angeordnet sind. Jede dieser Förderketten ist
eingerichtet, eine der gegenüberliegenden Oberkanten der vorwärts bewegten
doppellagigen Bahn 6 zu ergreifen, so daß beide dieser Kanten synchron in
Richtung auf die Füllstation 4 vorwärts bewegt werden.
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In dieser Station sollen die Beutel, wie in Fig. 2 in gestrichelten
Linien dargestellt, dadurch geöffnet werden, daß die gegenüberliegenden
Oberkanten der Beutel 6 voneinander wegbewegt werden, wonach sie zum
letztendlichen oberen Verschließen der Beutel zusammengebracht werden, sobald
diese gefüllt worden sind. Wie erwähnt ist es bekannt, die oberen
Beutelkanten durch ein permanentes Führungssystem hindurch vorwärts zu bewegen,
das die Kanten zwangsweise durch die relevanten sich auswärts wölbenden
Abschnitte der Bewegungswege bringt. Aber es ist eine zugehörige Bedingung,
daß diejenigen Abschnitte der Beutelbahn, die direkt oberhalb der
Abtrennlinien 10 liegen (in Fig. 1 22 bezeichnet) eine vertikale Abmessung
besitzen, die die zugehörige Aufweitung des Beutel-Oberendes erlaubt, denn diese
Aufweitung ist mit einer horizontalen Streckung der Bereiche 22 verknüpft.
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Dies wiederum bedeutet, daß die Abtrennlinien 10 nicht allzu nahe an die
Oberkante heranreichen können, weshalb die effektive Füllhöhe der einzelnen
Beutel entsprechend reduziert ist.
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Wie erwähnt kann dieser Nachteil beseitigt werden, indem man den
Beförderungsweg steuerbar einrichtet, so daß er während der Passage der
Bereiche 22 durch die Füllstation 4 hindurch einen engen Weg definiert und
die auswärts gewölbte Position nur in den Situationen annimmt, in denen die
aufeinanderfolgenden Beutel 2 bereits in ihrer Befüllposition plaziert sind,
wo die Bereiche 22 an den jeweiligen Enden dieser Position liegen. Wenn die
Elemente, die die Oberkanten der Beutelseiten tragen, hierbei dazu gebracht
werden, sich wie in Fig 2 gezeigt auswärts zu wölben, kann dies ohne eine
besondere Aufweitung der Bereiche 22 stattfinden, weshalb diese Bereiche
eine minimale vertikale Abmessung aufweisen können. Das heißt, die effektive
Füllhöhe der Beutel kann relativ groß sein, und die Beutelbahn kann auf eine
einfache Weise hergestellt werden.
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Nach dem Befüllen eines Beutels 2 werden die aufgeweiteten
Spurabschnitte 22 auf den geradlinigen Weg zurückgezogen (retrahiert), und die
Beutelbahn wird um einen Schritt vorwärts bewegt, um den befüllten Beutel
aus der Füllstation herauszuliefern und einen neuen Beutel in diese
einzuspeisen, immer noch ohne Probleme bezüglich der kleinen vertikalen
Abmessungen der Bereiche 22, da diese nicht dazu gebracht werden, sich durch
den aufgeweiteten Befüllbereich zu bewegen.
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Danach oder dabei werden die befüllten Beutel 2 in eine
Verschließstation eingespeist. In dieser stellt eine Schweißbacke oder ein Druckroll-
Werkzeug 26 eine horizontale Siegellinie 28 zwischen den oberen Enden der
Abtrenn-Linien 10 her. Danach wird der Oberkantenbereich der Beutelbahn
mittels eines vertikal angeordneten Messers 30 durchgeschnitten, so daß die
gefüllten Beutel zum Zweck einer Lieferung als einzelne Einheiten
nacheinander von der Beutelbahn abgetrennt werden, z.B. für eine weitere
Beförderung auf einem Förderband 32, Fig. 1. Dieses Förderband kann sich bis unter
die Füllstation erstrecken, um die beladenen Beutel auf dem ganzen Weg bis
zu ihrer Auslieferung zu stützen.
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Falls es erwünscht ist, kann die dargestellte Vorrichtung mit Mitteln
zum Abschneiden der oberen Abschnitte der Beutelseiten gerade über der
oberen Siegelllnie 28 versehen sein, aber ein solches Abschneiden kann man
auch für unnötig halten, da die nach oben überstehenden Teile der Beutelbahn
nicht sehr hoch sind.
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Erfindungsgemäß werden besondere Greifketten 20 zur Beförderung der
Beutelbahn verwendet, wobei diese Ketten mit Mitteln zum lösbaren Festklemmen
der Oberkanten-Bereiche der Folien versehen sind, welche die
gegenüberliegenden Seiten der Beutelbahn 6 bilden, d.h. ohne daß diese Oberkanten-
Bereiche mit irgendeinem preiserhöhenden Kanal- oder Rippenabschnitt versehen
werden müssen. Fine solche Greifkette bekannter Konstruktion ist in Fig. 3
abgebildet. Sie umfaßt Kettenglieder 34, die in einer Führungs- und
Tragschiene 36 vorwärtsbewegt werden können, wobei jedes oder einige der Glieder
eine Greifvorrichtung tragen. Diese umfaßt eine Plattenklammer 38, deren
gegenüberliegende Wangen Löcher für eine durchgehende Klemmklinke 40
besitzen, die als Blechstreifen oder aus einem Blechstreifen gestaltet und mittels
einer Feder 42 nach links gespannt ist. Die Feder hält auf diese Weise die
Klemmklinke in einer normalen Position, in der eine Klemmnase 44 an der
Klinke gegen einen Wangenabschnitt 47 der Klammer 38 gehalten wird. An ihrem
entgegengesetzten Ende besitzt die Klemmbacke einen vorspringenden
Endabschnitt 46, der mit einer Nockenoberfläche kooperieren kann, damit er nach
rechts gedrückt wird, wobei er so die Klemmklinke in eine ausgerückte
(freigegebene) Position bringt, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
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Dadurch können die zwei verwendeten Ketten 20 gesteuert werden, um die
Oberkanten der gegenüberliegenden Folienbahnen zu ergreifen, wenn diese,
vorzugsweise von der Vorratsrolle, in die Maschine eingespeist werden,
während auch die wahlweise abgeschnittenen Oberkanten-Streifen am Lieferende
der Maschine dazu gebracht werden können, die Maschine nacheinander zu
verlassen, einfach durch ein kurzes Ausklinken der Klemmklinken 40 an den
hinteren Zahnkränzen der Ketten.
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Bei der Füllstation 4 sollten die Ketten wie erwähnt (unmittelbar)
nach der Einspeisung eines Beutels in die Station auseinandergebracht werden
können, und dies ist lediglich eine Frage der Anordnung der Führungsschienen
36 an diesem Ort auf eine solche Weise, daß sie, durch kleine Krümmungen
oder auf eine flexible Weise, in die in Fig. 2 bei 24 dargestellte auswärts
gewölbte Konfiguration herausgezogen werden können, z.B. indem sie mittels
eines oder mehrerer Stoß- oder Zugzylinder herausgezogen werden. Es ist
natürlich, die Führungsschienen zu beiden Seiten der Füllstation in stabilen
Positionen zu halten, aber es kann kaum vermieden werden, daß die erzeugte
Auswärts-Wölbung zu einem Heranziehen der Ketten von einer oder beiden
Seiten führt, vorzugsweise von der Ausgabeseite, aber wahlweise durch
Heranziehen von der Speisungsseite und anschließende Lieferung an die
Ausgabeseite. Dies sollte, falls zutreffend, hinsichtlich des Betriebs zugehöriger
Werkzeuge wie 16 und 30 berücksichtigt werden.
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Die Fig. 4 und 5 stellen eine bevorzugte Konstruktion der Elemente
dar, durch die die gegenüberliegenden Greifketten bei der Füllstation
voneinander fortbewegt und vor dem schrittweisen weiteren Fortbewegen der
Beutelbahn wieder vereinigt werden können. Diese Elemente können einfach aus
schwenkbar angeordneten Führungsschienen-Abschnitten 50 bestehen, die auf
eine geeignete co-gesteuerte Weise zwischen den in Fig. 4 und 5
dargestellten Positionen schwenkbar sind, mittels eines geeigneten Betätigungssystems
wie z.B. eines oder mehrerer Arbeitszylinder 52. Die gewünschten Änderungen
lassen sich alleine durch diese Schwenk-Bewegungen erreichen, ohne daß man
weitere Maßnahmen hinsichtlich des Haltens der Oberkanten der
gegenüberliegenden Fol ienbahn-Seiten durchführen muß.
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Bei der Aufweitung des Kettenweges sollte eine bestimmte Kettenlänge
hinzugefügt werden, aber dies ist leicht möglich, indem man den einen oder
anderen Satz von Zahnkränzen, vorzugsweise die hinteren Kränze 54, so
einrichtet, daß er in Längsrichtung verschiebbar ist, so daß die Kränze auf
eine gesteuerte Weise oder einfach gegen die Wirkung von Federelementen wie
erforderlich in Richtung auf die Füllstation verschoben werden können. Eine
solche Verschiebung ist in Fig. 5 gezeigt.
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Es sollte wiederholt werden, daß der Vorteil der Erfindung darin
besteht, daß die Beutel zum Füllbereich hin-, von diesem weggebracht sowie
in diesem weit geöffnet werden können, jeweils auf eine sehr einfache Weise
und obwohl die Beutel in den Bereichen knapp über den Abtrennlinien nur sehr
wenig öffenbar sind.