DE69731618T2

DE69731618T2 - Verpackungsmaschine zum kontinuierlichen Herstellen von versiegelten Verpackungen fliessfähiger Nahrungsmittel aus schlauchförmigem Verpackungsmaterial

Info

Publication number: DE69731618T2
Application number: DE69731618T
Authority: DE
Inventors: Lennart Hansson; Felix Dunge
Original assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: ES2231851T3; HK1017648A1; JPH1170906A; AR013143A1; JP4121621B2; ID20484A; HUP9801469A3; TW386972B; HU218989B; DE69731618D1; EP0887263B1; BR9802277A; EP0887263A1; CN1115284C; RU2138428C1; CN1203876A; US6035615A; ATE282551T1; HU9801469D0; HUP9801469A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungseinheit zur kontinuierlichen Herstellung antiseptischer, versiegelter Verpackungen, die schüttfähige Nahrungsmittel beinhalten, aus einem aus Verpackungsmaterial bestehenden Schlauch.
Genauer gesagt sieht die Verpackungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung im Wesentlichen quaderförmiger, antiseptischer, versiegelter Verpackungen vor.
Viele schüttfähige Nahrungsmittel wie Fruchtsaft, pasteurisierte Milch oder H- (ultrahocherhitzte) Milch, Wein, Tomatensoße usw. werden in Verpackungen aus sterilisiertem Material verkauft.
Ein typisches Beispiel für eine solche Verpackung ist der quaderförmige Verpackungsbehälter für Flüssigkeiten oder schüttfähige Nahrungsmittel, der unter dem Namen Tetra Brik (eingetragenes Warenzeichen) bekannt ist, der durch das Falten und Versiegeln eines in Bahnen gerollten Verpackungsmaterials gebildet wird. Das gerollte Verpackungsmaterial enthält Schichten aus Fasermaterial, z. B. Papier, das auf beiden Seiten mit thermoplastischem Material, z. B. Polyethylen, bedeckt ist und wobei die Seite des Verpackungsmaterials, die schließlich mit dem Nahrungsmittel in der Verpackung in Kontakt kommt, auch eine Schicht aus Sperrmaterial, z. B. ein Aluminiumblatt, enthält, die wiederum mit einer Schicht aus thermoplastischem Material bedeckt ist.
Es ist bekannt, dass Verpackungen des oben genannten Typs mit vollautomatischen Verpackungsmaschinen hergestellt werden, auf denen ein kontinuierlicher Schlauch aus dem in Bahnen zugeführten Verpackungsmaterial gebildet wird. Die Bahn aus Verpackungsmaterial wird auf der Verpackungsmaschine sterilisiert, z. B. durch Aufbringen eines chemischen Sterilisierungsmittels, wie eine Wasserstoffperoxydlösung; nach der Sterilisierung wird das Sterilisierungsmittel von den Oberflächen des Verpackungsmaterials entfernt, z. B. durch Erhitzen verdampft; und die auf diese Weise sterilisierte Bahn aus Verpackungsmaterial wird in einer geschlossenen, sterilisierten Umgebung gehalten und gefaltet und längs gesiegelt, um einen Schlauch zu bilden.
Der Schlauch wird mit dem sterilisierten oder dem steril verarbeiteten Nahrungsmittel gefüllt und wird dann an gleich beabstandeten Querschnitten gesiegelt, an denen er dann in Kissenpackungen geschnitten wird, die dann anschließend mechanisch in quaderförmige Verpackungen gefaltet werden.
Es sind Verpackungen des oben genannten Typs bekannt, in denen die Schlauchabschnitte von zwei Backeneinheiten gesiegelt werden, die durch entsprechende Arme bewegt werden, um den Schlauch an den aufeinander folgenden Abschnitten wechselweise zum Siegeln zu erfassen. Eine Backe jeder Backeneinheit beinhaltet ein Induktionsheizelement, um das thermoplastische Material an der Station zu schmelzen, wo die Backeneinheit den Schlauch ergreift, und so die thermoplastische Beschichtung zusammenschweißt, um die Querschnitte des Schlauchs zu versiegeln.
Jede Backeneinheit durchläuft einen relativ komplexen Arbeitsablauf, bei dem die entsprechenden Backen an einer oberen Stelle der Verpackungsmaschine mit dem Schlauch in Kontakt kommen; und bei dem die Einheit, die den Schlauch fest greift, zusammen mit dem Schlauch entlang einer Zuführachse des Schlauches abgesenkt wird, um den Querschnitt zu versiegeln und um dann an einer Station weiter unten auf der Verpackungsmaschine geöffnet zu werden. Derselbe Ablauf, um ein, der Maschinenausgabegeschwindigkeit entsprechendes, Zeitintervall verschoben, wird ebenfalls von der zweiten Einheit durchlaufen, so dass jede Verpackung durch einen Schlauchabschnitt gebildet wird, der sich zwischen einer ersten mittels einer Backeneinheit durchgeführten Versiegelung und einer zweiten, im Anschluss daran von der anderen Backeinheit vollzogenen, Versiegelung erstreckt.
Obgleich diese bekannten Maschinentypen weit verbreitet und zuverlässig sind, sind sie, was die Ausgabegeschwindigkeit betrifft, beschränkt und zwar aufgrund der zyklischen Hin- und Herbewegungen großer beteiligter Massen (Arme, Backen und entsprechende Antriebsmittel), deren Trägheit die Auswurfgeschwindigkeit auf einige tausend Zyklen/Stunde beschränkt, über diese hinaus dynamische Probleme, wie ein beeinträchtigter Betrieb der Maschine, entstehen.
Um die Ausgabegeschwindigkeit solcher Maschinen zu steigern, wurden kontinuierliche Verpackungseinheiten vorgeschlagen, die zwei Kettenförderer enthalten, die entsprechende Endlospfade definieren und jeweils mit einer Anzahl Backen und Gegenbacken ausgestattet sind. Die beiden Pfade enthalten entsprechende Abzweigungen, die sich im Wesentlichen gegenüberliegen und parallel zu einander verlaufen, und zwischen denen der Schlauch aus Verpackungsmaterial zugeführt wird; und wobei die Backen auf einem Förderer, entlang einer Abzweigung des jeweiligen Pfads, mit den entsprechenden Gegenbacken auf dem anderen Förderer zusammenwirken, um den Schlauch an einer Anzahl aufeinander folgender Querschnitte zu greifen und die Verpackungen zu versiegeln. Kontinuierliche Kettenförderersysteme beheben zum Teil die dynamischen Probleme und steigern somit die maximalen Ausgabegeschwindigkeiten, die von sich hin- und herbewegenden Systemen vorgegeben werden.
Derartige Maschinen sind in zahlreichen älteren Patenten dargestellt, wie US-Re 33 467 und US-A-5 001 891 und wurden eine Zeit lang getestet.
So weit dem Anmelder bekannt, haben diese Maschinen bislang keine zufrieden stellende praktische Anwendung finden können und zwar, weil es bei Kettenförderermechanismen bekanntermaßen bislang zu keinem zuverlässigen Herstellungsprozess kam, bei dem keinerlei Beschädigung der Verpackungen zugesichert werden konnte und somit die antiseptischen Eigenschaften der Inhalte gewährleistet sind.
Die obigen Nachteile beruhen hauptsächlich auf der Unmöglichkeit, die Bewegung der Backen und Gegenbacken zu steuern, insbesondere beim Auftreffen der Backen und Gegenbacken auf dem Schlauch aus Verpackungsmaterial.
Die US-A-3 729 894 offenbart eine Kettenverpackungsmachine zum Umwickeln von Gegenständen, bei der die Versiegelungsbacken auf Schienen entlang eines im Wesentlichen horizontalen Arbeitspfads geführt werden. Die Versiegelungsbacken sind mit Abstand entlang den Ketten angeordnet, um einen Vorhang zu greifen und zu versiegeln, der von zwei überlagerten Geweben aus Verpackungsmaterial an vorbestimmten Entfernungen definiert ist. Die Schienen der unteren Kette haben einen Einführhilfeabschnitt und einen Ausführhilfeabschnitt, die von zwei nebeneinander vertikal versetzten Rampen gebildet werden, welche mit den jeweiligen Backenrollen zusammenwirken, um die Backen im Allgemeinen vertikal zu halten, wenn sie sich entlang den Einführ- und Ausführhilfeabschnitten bewegen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Verpackungseinheit zum kontinuierlichen Herstellen von aseptischen, versiegelten Verpackungen, die ein schüttfähiges Nahrungsmittel beinhalten, aus einem mit dem Nahrungsmittel gefüllten Schlauch aus Verpackungsmaterial, wobei die oben genannten Mankos, die typischerweise mit den bekannten Maschinen in Verbindung gebracht werden, behoben werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Verpackungseinheit nach Anspruch 1 erzielt.
Der Einsatz zweier verschiedener Nocken mit den passend kombinierten Profilen sorgt für eine genaue Steuerung der Backen- und Gegenbackenbewegung, wodurch es zu einem optimalen Zusammenspiel mit dem Verpackungsmaterial kommt, welches auf diese Weise vor Überdruck oder dynamischer Beanspruchung, wodurch es beschädigt werden könnte, geschützt wird.
Genauer gesagt gewährt der Einsatz zweier Nocken mehr Freiheit beim Definieren des Bewegungsablaufes, optimiert die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Backen und Gegenbacken auf eine Weise, die beim Einsatz einer Nocke nicht möglich wäre, und kompensiert den „Polygoneffekt", d. h. eine unregelmäßige Bewegung, die typischerweise mit Kettenantrieben assoziiert wird.
Darüber hinaus sorgt die gleichmäßige Bewegung der Backen und Gegenbacken dafür, dass sich die Nocken und die entsprechenden Nockenmitnehmer selbst bei relativ lockeren Ketten weiter berühren.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede Backe und Gegenbacke ein Paar Nockenmitnehmerelemente, die nahe den gegenüberliegenden Enden der Backen angeordnet sind und mit den entsprechenden Nockenpaaren zusammenwirken.
Ein bevorzugtes, nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft mithilfe der zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht darstellt, mit der Übersichtlichkeit wegen entfernten Teilen, einer Verpackungseinheit gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Rahmens der 1 zeigt;
3 eine schematische Seitenansicht zeigt, mit der Übersichtlichkeit wegen entfernten Teilen, der Einheit aus 1;
4 und 5 perspektivische Ansichten, von gegenüberliegenden Seiten, einer Backe und der zugehörigen Gegenbacke der Einheit aus 1 zeigen;
6 bis 10 schematische Seitenansichten, mit der Übersichtlichkeit wegen entfernten Teilen, der Einheit aus 1 zeigen, mit einer Backe und einer Gegenbacke in aufeinander folgenden Betriebsstellungen;
11 eine perspektivische Ansicht der komplementären Teile der Backe und Gegenbacke in 4 und 5 zeigt.
In den 1 bis 3 beschreibt die Zahl 1 eine Verpackungseinheit zum kontinuierlichen Herstellen von aseptischen versiegelten Verpackungen 2 (3), die ein schüttfähiges Nahrungsmittel wie pasteurisierte Milch oder H-Milch, Fruchtsaft, Wein usw. enthalten, aus einem Schlauch 14 aus Verpackungsmaterial.
Der Schlauch 14 wird auf bekannte Weise oberhalb der Einheit 1 durch Längsfalten und Versiegeln eines Streifens heißsiegel baren Materials gebildet und oberhalb mit dem sterilisierten oder steril behandelten Nahrungsmittel zum Verpacken befällt.
Die Einheit 1 enthält einen Rahmen 3 (2), der von zwei Seitenwänden 4, 5 und zwei parallelen Querwänden 6, 7 starr zwischen den Seitenwänden 4, 5 befestigt ist und mit den Seitenwänden 4, 5 eine Öffnung 8 definiert; sowie zwei Kettenförderer 10, 11, die am Rahmen 3 befestigt sind und jeweils Backen 12 (nur eine ist in 1 dargestellt) und Gegenbacken 13 (nur eine ist in 1 dargestellt) enthalten, die zusammenarbeiten, um mit dem Schlauch 14 aus Verpackungsmaterial, der entlang einem vertikalen Pfad A durch die Öffnung 8 zugeführt wird, zusammenzuwirken.
Die Förderer 10 und 11 definieren entsprechende Endlospfade P und Q, entlang derer die Backen 12 und Gegenbacken 13 zugeführt werden (3) und die sich jeweils an den Wänden 6 und 7 des Rahmens 3 erstrecken.
Der Förderer 10 enthält eine sich entlang des Pfads P erstreckende Gliederkette 15 und zwei Antriebsräder 16, die in und auf beiden Seiten der Kette 15 an dem unteren Ende des Pfads P eingreifen. Die Backen 12 sind Bestandteil der und definieren die Wechselglieder der Kette 15 und sind mit mittels Gelenk durch die Gliederpaare 17 miteinander verbunden.
Genauer gesagt, enthält jede Backe 12 (4 und 5) einen gestreckten Hauptkörper 20, der sich senkrecht zu dem Pfad A und parallel zu der Wand 6 erstreckt, und entsprechende Endvorsprünge 21 und 22 hat, von denen jeder einen vorstehenden ersten und zweiten Zapfen 23, 24 hat, die voneinander beabstandet sind und entsprechende, parallel zu der Hauptausdehnung des Körpers 20 verlaufende Achsen 25, 26 haben. Die Glieder 17 sind drehbar auf den Zapfen 23, 24 der Backen 12 gelagert, um die Zapfen 23 einer Backe 12 mit den Zapfen 24 der benachbarten Backe zu verbinden.
Der Förderer 11 enthält gleichermaßen eine sich entlang des Pfads P erstreckende Gliederkette 27 und zwei Antriebsräder 28, die in die Kette 27 am unteren Ende des Pfads Q eingreifen. Die Kette 27 wird durch eine Anzahl Gegenbacken 13 definiert, die miteinander mittels Gelenk verbunden sind und nur insoweit im Detail beschrieben werden als sie von den Backen 12 abweichen, wobei dieselbe Nummerierung für die Teile, die denen in Verbindung mit den Backen 12 beschriebenen ähneln oder entsprechen, verwendet wird. Kurz gesagt, jede Gegenbacke 13 beinhaltet einen Hauptkörper 20 mit Endzapfenpaaren 23, 24, um die sich die Glieder 17 drehen zwecks Verbindung von benachbarten Gegenbackenpaaren 13.
Jede Backe 12 enthält ein Induktionsheizelement 29, das an dem Hauptkörper 20 kreuzförmig zu dem Pfad A des Schlauches 14 befestigt ist, und das wiederum ein Paar gerader, parallel aktiver Oberflächen 30 enthält, und das von einem Paar schiebenderweise zusammenwirkender Kontaktbürsten 34 elektrisch zugeführt wird, während des Betriebs, und zwar mit einer Zuführstange (nicht gezeigt), die an dem Rahmen 3 befestigt ist und in den Bereich des Pfads P innerhalb der Öffnung 8 hineinragt.
Im Gegensatz zu einem Heizelement 29, enthält jede Gegenbacke 13 einen Druckstab 35 (5), der mit dem Heizelement 39 der entsprechenden Backe 12 zusammenwirkt, um einen Querschnitt des Schlauchs 14 zu erfassen (3). Auf einer Vorderseite 46, die der Backe 12 bei deren Einsatz gegenüberliegt, umfasst der Stab 35 zwei Bänder 36 aus relativ biegsamen elastomeren Material, die mit dem Verpackungsmaterial entgegen gesetzt zu den aktiven Oberflächen 30 des Heizelements 29 zusammenwirken. Der Stab 35 ist mit dem Hauptkörper 20 über zwei Stützanordnungen 47 – nicht Teil der vorliegenden Erfindung und deshalb nicht detailliert beschrieben – verbunden, die sich, wenn sie zum Einsatz kommen, in Richtung des beim Ergreifen ausgetauschten Drucks zwischen der Gegenbacke 13 und der entsprechenden Backe 12 biegen.
Die Backen 12 und die Gegenbacken 13 enthalten jeweils eine entsprechende Steuervorrichtung 37, um das Volumen der Verpackung 2 zu steuern, wenn diese gebildet wird. Jede Vorrichtung 37 – nicht Teil der vorliegenden Erfindung und deshalb nicht detailliert beschrieben – enthält im Wesentlichen eine Halbschale 38, die an dem Hauptkörper 20 drehbar um eine Achse 39 parallel zu den Achsen 25, 26 angebracht ist und zwar mittels zweier seitlicher Stützkonsolen 40, die fest mit der Halbschale 38 verbunden sind, die stirnseitig mit einer komplementären Halbschale zusammenwirkt, um eine im Wesentlichen quaderförmige Aushöhlung zu bilden, die die Verpackung 2 beherbergt, wenn diese gebildet wird. Jede Vorrichtung 37 enthält ferner eine Nockenmitnehmerrolle 42, die leer laufend an der Stützkonsole 43 angeordnet ist, die sich vom hinteren Teil der entsprechenden Halbschale 38 erstreckt.
Die Nockenmitnehmer 42 der Backen 12 und der Gegenbacken 13 wirken mit entsprechenden Nocken 44 zusammen, die an den Wänden 6 und 7 des Rahmens 3 befestigt sind, und von denen nur der den Förderer 11 betreffende in 1 gezeigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bewegung der Backen 12 und der Gegenbacken 13 durch ein entsprechendes Nockenpaar 50, 51 gesteuert, das an den Wänden 6, 7 des Rahmens 3 befestigt ist und mit dem entsprechenden, an den Backen 12 und den Gegenbacken 13 angeordneten Rollenpaar 52, 53 zusammenwirkt.
Insbesondere, und wie in den 4 und 5 dargestellt, enthalten die Backen 12 und die Gegenbacken 13 jeweils ein erstes Rollenpaar 52, 53, das leer laufend innerhalb des hinteren Vorsprungs 21 des Hauptkörpers angeordnet ist, sowie ein zweites Rollenpaar 52, 53, das leer laufend innerhalb des hinteren Vorsprungs 22 des Hauptkörpers angeordnet ist; und die Vorsprünge 21, 22 enthalten jeweils ein Paar paralleler, nebeneinander angeordneter Sitze 54, 55, die auf der hinteren Seite (d. h. der Seite, die vom Heizelement 29 oder dem Druckstab 35 wegzeigt) gebildet sind und senkrecht zu den Achsen 25, 26 der Zapfen 23, 24 verlaufen und parallel zu der durch die Achsen 25, 26 definierten Ebene π verlaufen.
Die Rolle 53 in jedem Paar ist im Innern eines entsprechenden äußeren Sitzes 54 (d. h. näher am Ende des Körpers 20) beherbergt und an einem entsprechenden Zapfen 23 befestigt; und die Rolle 52 in jedem Paar ist im Innern eines entsprechenden inneren Sitzes 55 beherbergt und an einem entsprechenden Zapfen 24 angeordnet.
Die Wand 6 (2) ist mit zwei Nockenpaaren 50, 51 ausgestattet, mit denen die entsprechenden Rollenpaare 52, 53 der Backen 12 rollenderweise zusammenwirken; und in ähnlicher Weise ist die Wand 7 mit zwei Nockenpaaren 50, 51 ausgestattet, mit denen die entsprechenden Rollenpaare 52, 53 der Gegenbacken 13 rollenderweise zusammenwirken.
Die Nocken 50, 51 enthalten entsprechende im Wesentlichen U-förmige Teilstücke 50a, 51a, die um die Oberkante der entsprechenden Wände 6, 7 verlaufen, um ein den jeweiligen Antriebsrädern 16 und 28 für die entsprechenden Ketten 15, 27 der Förderer 10, 11 gegenüberliegendes Getriebe zu definieren; und entsprechende Teilstücke 50b, 51b, die sich vertikal entlang den entsprechenden Wänden 6, 7 innerhalb der Öffnung 8 erstrecken. Die Teilstücke 50a, 51a (3) definieren Pfadabschnitte P1, Q1, entlang derer sich die Backen 12 und die Gegenbacken 13 einander nähern und den Schlauch 14 aus Verpackungsmaterial berühren; und die Teilstücke 50b, 51b definieren einander zugewandte, parallele Pfadabschnitte P2, Q2, entlang derer sich die Backen 12 und die Gegenbacken 13 weiterhin unter Druck berühren, um die die Verpackungen 2 begrenzenden Versiegelungen zu bilden.
Die Nocken 50, 51 lösen die entsprechenden Ketten 15, 27 an den entsprechenden Abschnitten P3, Q3 der Pfade P und Q unterhalb der entsprechenden Antriebsräder 16, 28.
Entlang den Abschnitten P3, Q3 wirken die Ketten 15, 27 mit entsprechenden Spannerpaaren 56 zusammen, um die Ketten so zu spannen, dass sichergestellt ist, dass die Rollen 52, 53 der Backen 12 und der Gegenbacken 13 weiterhin die Nocken 50, 51 zu berühren.
Jeder Spanner 56 enthält einen beweglichen Schuh 57, der drehbar um eine horizontale Achse an einer Stütze 58 angeordnet ist, die an der Wand 6 oder 7 befestigt ist; sowie eine zwischen dem Schuh 57 und der Wand 6 oder 7 eingeschobene Feder 59. Auf der der Wand 6 oder 7 abgewandten Stirnseite enthält der Schuh 57 zwei nebeneinander rollende Schienen 60, 61, die mithilfe der Feder 59 jeweils mit den Rollen 52 und 53 der Backen 12 oder der Gegenbacken 13 zusammenwirken.
Die Profile der Nocken 50, 51 sind so ausgestaltet, dass eine Anzahl charakteristischer Stellungen – in den 6–10 gezeigt und weiter unten genauer beschrieben – definiert ist, in denen ein Backen-/Gegenbackenpaar mit dem Schlauch 14 zusammenwirkt, und dass der weichest mögliche Übergang zwischen den Positionen sichergestellt ist, um eine unerwünschte Beanspruchung des Verpackungsmaterials zu vermeiden.
Schließlich haben die Gegenbacken 13 und die Backen 12 jeweils wechselseitig eingreifende Elemente 64 und 65, wie im Detail in 11 dargestellt.
Das Element 64 enthält im Wesentlichen eine Verbindungsplatte 77, die an der Stirnseite des Vorsprungs 22 der entsprechenden Gegenbacke 13 befestigt ist; und einen im Wesentlichen kreuzförmigen Vorsprung 66, der von einem vertikalen Abschnitt 67 definiert wird, der im Wesentlichen als gleichschenkeliges Trapez ausgebildet ist, wobei die längere Kante mit der Oberfläche der Platte 77 zusammenfällt und einen verjüngten vorderen Rand 68 hat, sowie von einem schrägen Abschnitt 69, der den vertikalen Abschnitt 67 an der Mittellinie durchschneidet, definiert wird.
Das Element 65, wiederum, enthält eine Verbindungsplatte 70, die an der Stirnseite des Vorsprungs 21 der Backe 12 befestigt ist; und ein Paar vertikaler, im Wesentlichen trapezförmiger Vorsprünge 73, die parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind, um einen Sitz 74 zu begrenzen, der, im Betrieb, den Abschnitt 67 des entsprechenden Elements 64 aufnimmt. Auf den jeweiligen Stirnseiten enthalten die Vorsprünge 73 entsprechende Aussparungen 75, um den Abschnitt 69 des entsprechenden Elements 64 zu beherbergen; und um, als Ganzes und mit dem Sitz 74, einen kreuzförmigen Sitz 76 im Wesentlichen komplementär zu dem Vorsprung 66 des Elements 64 zu definieren.
Die Einheit 1 arbeitet wie folgt:
Die Förderer 10, 11 rotieren auf bekannte Weise in entgegengesetzten Richtungen, wie anhand der Pfeile in 3 dargestellt, so dass, vom Ende der Abschnitte P1, Q1 der jeweiligen Pfade P, Q und entlang der jeweiligen Abschnitte P2, Q2, die entsprechenden Backen 12 und Gegenbacken 13 mit dem Schlauch 14 aus Verpackungsmaterial gemäß einer durch die Profile der Nocken 50, 51 definierten Bewegung zusammenwirken.
Genauer gesagt zeigt 6 die Verpackungsmaterialauftreffstellung, d. h. die Stellung, in der ein Backe-12/Gegenbacke-13-Paar mit dem Eingriff in den Schlauch 14 beginnt. Die Auftreffstellung wird eingenommen, wenn die Backe 12 und die zugehörige Gegenbacke 13 den Anfang der entsprechenden Endabschnitte T der Teilstücke 50a, 51a (d. h. der Abschnitte P1, Q1 der entsprechenden Pfade P, Q) erreichen, und ist gekennzeichnet durch einen vorbestimmten Auftreffwinkel α des Schlauchs 14 zwischen der durch die Achsen 25, 26 definierten Ebene π und der vertikalen Mitte der Ebene der den Pfad A des Schlauchs 14 enthaltenden Einheit 1, und liegt zwischen 0–60°, geeigneter Weise zwischen 20–30°, und stellt vorzugsweise einen Winkel von etwa 25° dar.
Die Abschnitte T der Nocken 50, 51 sind so ausgestaltet, dass die Backen 12 und die Gegenbacken 13 entlang einer im Wesentlichen gekrümmten Bahn in eine Passstellung (7) geführt werden, in der sie einander zugewandt und parallel zueinander angeordnet sind, aber durch einen Abstand, der im Wesentlichen das Doppelte der Dicke des Verpackungsmaterials beträgt, getrennt sind, so dass der Schlauch 12 an einem entsprechenden Querschnitt „flachgedrückt", aber noch keinem Druck ausgesetzt wird.
Erst nachdem die Backe 12 und die Gegenbacke 13 in die obere Passstellung bewegt werden, wird allmählich Druck durch die flachen Rampen S aufgebracht, welche durch die Nocken 50, 51 unmittelbar oberhalb der entsprechenden Teilstücke 50b, 51b gebildet werden.
Die 8 und 9 zeigen jeweils die Backe 12 und die Gegenbacke 13 am Anfang und am Ende der Maximaldruckphase, während der das Heizelement 29 durch die Bürsten 34 zugeführt wird, um an der Stelle die thermoplastischen Beschichtung des Verpackungsmaterials zu schmelzen. Die Zufuhr zum Heizelement 29 wird vor dem Ende der Maximaldruckphase abgeschnitten, so dass sich die thermoplastische Beschichtung abzukühlen beginnt und sich setzt, um die Versiegelung noch während sie sich unter Druck befindet zu bilden, wodurch eine perfekte Versiegelung der Verpackung gewährleistet ist.
Am Ende der Maximaldruckphase werden die Backe 12 und die Gegenbacke 13 für einen kurze Druckabbauphase etwas getrennt, während der (10) die Backe 12 und die Gegenbacke 13 weiterhin nahezu parallel zueinander gehalten werden, um eine abnorme Belastung des Verpackungsmaterials zu vermeiden.
Beim Verlassen der entsprechenden Teilstücke 50b, 51b der Nocken 50, 51, wenn im Wesentlichen kein Kräfteaustausch zwischen der Backe 12 und der Gegenbacke 13 mehr stattfindet, werden diese von dem Verpackungsmaterial durch die in die Zapfen 23, 24 eingreifenden Antriebsräder gelöst.
Entlang den Abschnitten P2, Q2 der Pfade P, Q werden jede Backe 12 und die zugehörige Gegenbacke 13 miteinander und in Laufrichtung durch Eingreifen der entsprechenden Elemente 65 und 64 seitlich verriegelt.
Der obige Arbeitsablauf führt zur Bildung einer kontinuierlichen Folge von Verpackungen 2, die über Verbindungsstreifen 88 miteinander verbunden sind, welche an einem Nachfolgearbeitsplatz 89, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und somit nicht im Detail beschrieben, abgeschnitten werden.
Die Vorteile der Einheit 1 gemäß der vorliegenden Erfindung werden anhand der vorhergehenden Beschreibung deutlich.
Benutzt man Nockenpaare 50, 51, um die Bewegung der Backen 12 und Gegenbacken 13 besser zu steuern, sorgt dies für ein optimales Wechselspiel von Backen 12 und Gegenbacken 13 mit dem Verpackungsmaterial, wodurch eine Beschädigung des Verpackungsmaterials vermieden und eine korrekte Versiegelung gewährleistet wird, wobei diese beiden Faktoren den einwandfrei aseptischen Zustand der Verpackung und die perfekte Bildung der Verpackung bestimmen.
Da die Backen 12 und die Gegenbacken 13 stabil geführt werden und im Wesentlichen keine durch den Polygoneffekt hervorgerufene unregelmäßige Bewegung auftritt, berühren die Rollen 52, 53 weiterhin die entsprechenden Nocken 50, 51, selbst bei einer relativ lockeren Kette, wodurch die damit verbundene Belastung verringert wird, so dass die verschiedenen Teile der Einheit entsprechend dimensioniert sein können, um auch die beweglichen Massen zu verringern.
Natürlich kann die Einheit 1, so wie sie hier beschrieben und dargestellt ist, verändert werden, ohne dabei vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

Verpackungseinheit (1) zur kontinuierlichen Herstellung antiseptischer, versiegelter Verpackungen (2), die schüttfähige Nahrungsmittel beinhalten, aus einem, aus heißsiegelbarem Verpackungsmaterial bestehenden, bahnförmigen Schlauch (14), der entlang eines vertikalen Versorgungspfads (A) zugeführt wird, wobei der Schlauch (14) mit dem Nahrungsmittel gefüllt ist; und wobei die Einheit beinhaltet: einen ersten Kettenförderer (10), der eine Anzahl Backen (12) aufweist und einen ersten Endlospfad (P) definiert, entlang dem die Backen (12) zugeführt werden; einen zweiten Kettenförderer (11), der eine Anzahl Gegenbacken (13) aufweist und einen zweiten Endlospfad (Q) definiert, entlang dem die Gegenbacken (13) zugeführt werden; wobei der erste und der zweite Pfad (P, Q) entsprechende Arbeitsabschnitte (P1, P2; Q1, Q2) haben, die dem Versorgungspfad (A) des Schlauches (14) aus Verpackungsmaterial benachbart sind und sich symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Versorgungspfads (A) erstrecken, so dass die Backen (12) des ersten Förderers (10) mit den entsprechenden Gegenbacken (13) des zweiten Förderers (11) entlang wenigstens eines Teils der entsprechenden Arbeitsabschnitte (P1, P2; Q1, Q2) zusammenwirken, um den Schlauch (14) an den entsprechenden, gleich beabstandeten Querschnitten zu erfassen; zumindest die Backen (12) Heizmittel (29) zum Heißsiegeln des Schlauchs (14) enthalten; wobei die Einheit (1) auch, entlang den entsprechenden Arbeitsabschnitten (P1, P2; Q1, Q2), erste Nockenführungsmittel (50, 51) zum Führen der Backen (12) sowie zweite Nockenführungsmittel (50, 51) zum Führen der Gegenbacken (13) hat; und die Backen (12) und die Gegenbacken (13) Nockenmitnehmermittel (52, 53) aufweisen, die mit den entsprechenden ersten und zweiten Nockenführungsmitteln (50, 51) zusammenwirken; die Kettenförderer (10, 11) entsprechende Ketten (15, 27) enthalten, aus denen die Backen (12) und die Gegenbacken (13) jeweils Wechselglieder definieren, die durch Zwischenstäbe (17) mittels Gelenk miteinander verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Nockenführungsmittel wenigstens ein Nockenpaar (50, 51) mit unterschiedlichen Profilen entlang wenigstens eines Teils der entsprechenden Arbeitsabschnitte (P1, P2; Q1, Q2) beinhalten; wobei die Nockenmitnehmermittel für jede Backe (12) und Gegenbacke (13) wenigstens ein Paar Nockenmitnehmerelemente (52, 53) beinhalten, wobei jedes mit einer entsprechenden Nocke (50; 51) in einem Nockenpaar (50, 51) zusammenwirkt, die Nocken (50, 51) entsprechende gekrümmte, obere Teilstücke (50a, 51a) enthalten, die jeweils mit den Backen (12) und den Gegenbacken (13) entlang eines Annäherungs- und Auftreffabschnitts (P1, Q1) zusammenwirken, entlang dem sich die Backen (12) und Gegenbacken (13) dem Schlauch (14) aus Verpackungsmaterial nähern und ihn berühren; und entsprechende, im wesentlichen vertikale Teilstücke (50b, 51b) enthalten, die einander zugewandte, parallele Abschnitte (P2, Q2) der entsprechenden Pfade (P, Q) definieren, entlang derer die Backen (12) und die Gegenbacken (13) weiterhin das Verpackungsmaterial unter Druck berühren, um die, die Verpackungen (2) begrenzenden Versiegelungen zu bilden, wobei die Nocken (50, 51) eines jeden Nockenpaars unterschiedliche Profile entlang wenigstens eines Teils der gekrümmten, oberen Teilstücke (50a, 51a) haben.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie entsprechende Antriebsräder (16, 28) enthält, die entlang eines unteren Abschnitts der entsprechenden Pfade (P, Q) in die Ketten (15, 27) eingreifen; wobei die gekrümmten, oberen Teilstücke (50a, 51a) der Nocken (50, 51), für die Ketten (15, 27) entsprechende, den jeweiligen Antriebsrädern (16, 28) gegenüberliegende Getriebe definieren.
Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Backen (12) und Gegenbacken (13) zwei Paar Nockenmitnehmerelemente (52, 53) hat, die nahe den gegenüberliegenden Enden (21, 22) der Backe (12) oder der Gegenbacke (13) angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Nockenführungsmittel (50, 51) zwei entsprechende Nockenpaare haben, die mit entsprechenden Paaren der Nockenmitnehmerelemente (52, 53) verbunden sind.
Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenmitnehmerelemente Rollen (52, 53) haben, die leer laufend an den Backen (12) und Gegenbacken (13) angeordnet sind und rollenderweise mit den entsprechenden Nocken (50, 51) zusammenwirken.
Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten, oberen Teilstücke (50a, 51a) der Nocken entsprechende Endabschnitte (T) enthalten, die eine Auftreffstellung definieren, in der die Backen (12) und die Gegenbacken (13) den Schlauch (14) aus Verpackungsmaterials berühren, und in der die Backen (12) und die Gegenbacken (13) gegenüber der Vertikalen in einem Winkel (α) von 0–60° geneigt sind.
Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) etwa 25° beträgt.
Einheit nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (T) der gekrümmten, oberen Teilstücke (50a, 51a) der Nocken (50, 51) eine im wesentlichen gekrümmte Bahn definieren, entlang derer die Backen (12) und die Gegenbacken (13) zwischen der Auftreffstellung und einer Passstellung zugeführt werden, wobei jede Backe (12) und eine entsprechende Gegenbacke (13) einander zugewandt und parallel mit einem Abstand angeordnet sind, der im wesentlichen das Doppelte der Dicke des Verpackungsmaterials beträgt.
Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (T) der gekrümmten, oberen Teilstücke (50a, 51a) entsprechende Rampen (S) enthält, die unmittelbar oberhalb der zugewandten, parallelen Abschnitte (P2, Q2) der entsprechenden Pfade (P, Q) liegen.
Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (12) und die Gegenbacken (13) jeweils erste und zweite, wechselseitig eingreifende Elemente (65, 64) haben, die wenigstens entlang der zugewandten, parallelen Abschnitte (P2, Q2) der entsprechenden Pfade (P, Q) zusammenwirken, um wechselseitig jede Backe (12) und eine entsprechende Gegenbacke (13) zu sperren.
Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines (64) der wechselseitig eingreifenden Elemente (65, 64) einen im wesentlichen kreuzförmigen Vorsprung (66) hat, und das andere (65) der wechselseitig ineinander greifenden Elemente (64, 65) einen Sitz (76) hat, der komplementär zum Vorsprung (66) ausgestaltet ist.