DE9115484U1 - Vorrichtung zum Füllen von Faltschachtelbehältern mit Flüssigkeit und Verschließen der Behälter - Google Patents
Vorrichtung zum Füllen von Faltschachtelbehältern mit Flüssigkeit und Verschließen der BehälterInfo
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Description
06.12.1991 - 1 - KN/Be 51422
PKL Verpackungssysteme GmbH
Rurstraße 58
Rurstraße 58
D-5172 Linnich
Vorrichtung zum Füllen von Faltschachtelbehältern mit Flüssigkeit und Verschließen der Behälter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Füllen von an einem Ende, insbesondere an einem mit einem
Ausgießer und/oder Verschluß bestückten Ende verschlossenen Faltschachtelbehältern mit einer Flüssigkeit und zum
Verschließen der Behälter am anderen Ende, bestehend aus einem mittels eines Ventils zu öffnenden, nach unten
weisenden stationären Flüssigkeitsauslaß und einem darunter angeordneten schrittweise vorbewegten Transporteur, der die
oben offenen Behälter unter den Flüssigkeitsauslaß, von hier zu stationären Verschlußelementen und weiter zu einer
Ausgangsstation transportiert.
Es ist bekannt, mit Faltrillen versehene, zu einem Schlauchabschnitt zusammengeklebte Faltschachtelzuschnitte
auf einem umlaufenden Dornrad mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Dornen aufzuformen und an einem
Ende zu verschließen. Als Zuschnittmaterial wird dabei
heißsiegelfähiges Kartonverbundmaterial verwendet. Die so gebildeten an einem Ende offenen Faltschachtelbehälter
werden mittels einer Übergabestation von den Dornen abgezogenen und auf einen waagerecht und geradlinig
verlaufenden Transporteur gegeben, der die Behälter in Reihe schrittweise unter einen oder mehrere im Abstand der
Behälter hintereinander angeordnete Flüssigkeitsauslässe transportiert. Problematisch bei diesem schrittweisen
linearen Transport ist die Schaumbildung und das Schwappen der eingefüllten Flüssigkeit bei jedem Schritt. Das
Schaumproblem läßt sich zwar durch mehrere hintereinander geschaltete Flüssigkeitsauslässe ohne Einbuße an
Durchsatzleistung vermindern, nicht jedoch das Schwappproblem, doch bedeutet ersteres schon einen
erheblichen Mehraufwand hinsichtlich der Füllelemente und der Länge des Transporteurs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Füllen von Faltschachtelbehältern mit Flüssigkeit zu
schaffen, die diese Probleme so weit verringert, daß eine kompakte kurze Bauweise bei hoher Durchsatzleistung
möglich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Transporteur
als vertikal angeordnetes Zellenrad mit radial angeordneten Zellen ausgebildet ist, die jeweils mindestens eine zu der
in Drehrichtung des Zellenrades vor- oder nacheilenden Zellenwand durch einen Antrieb verstellbare nach- bzw.
voreilende Zellenwand haben und in die vor dem oberen Scheitelpunkt des Zellenrades, wo der Flüssigkeitsauslaß
angeordnet ist, die Behälter mit nach außen offenem Ende von einem vorgeordneten Übergabeaggregat einsteckbar sind, und
daß die Verschließelemente im oberen Bereich und die Ausgangsstation im Bereich des unteren Scheitelpunktes des
Zellenrades angeordnet sind, wobei die Ausgangsstation mit Entnahme- und Übergabeelementen die Behälter aus den Zellen
absenkt und an einen Förderer übergibt.
Wegen der Ausbildung des Transporteurs als Zellenrad und der Anordnung der einzelnen Arbeitsstationen, wie
Flüssigkeitsauslaß, Verschließelemente und Ausgangsstation am Umfang des Zellenrades, ergibt sich für die
erfindungsgemäße Füllvorrichtung ein im Vergleich zu einer Füllvorrichtung mit einem geradlinigen Transport kompakter
Aufbau. Die Bewegung der Behälter auf einem Kreis bringt auch Vorteile hinsichtlich des Schwappproblems, weil nach
dem Befüllen des Behälters im oberen Scheitelpunkt des Zellenrades die in Drehrichtung des Zellenrades nacheilende
Wand des Behälters geneigt wird. Versuche haben gezeigt, daß dadurch nicht nur die Schwappprobleme vermindert werden,
sondern daß auch die Entlüftung und schaumarme Abfüllung begünstigt wird. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden,
wenn von den relativ zueinander beweglichen vor- und nacheilenden Zellenwänden, die den Behälter zwischen sich
klemmend festhalten und ihn kalibrieren, die voreilende Zellenwand die anliegende Behälterwand verformt. Das führt
bei entsprechender Auslegung des Abstandselementes und der Steuerkurve zu einer Dämpfung des dann auf die Wand
auftreffenden Füllstrahls und zu einer schaumarmen
Abfüllung.
Besonders vorteilhaft für eine kompakte Bauweise ist es, wenn dem Zellenrad ein vertikal angeordnetes, schrittweise
angetriebenes Dornrad mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Formdornen vorgeordnet ist, auf die
die an beiden Enden noch offenen, Schlauchabschnitte bildenden Faltschachtelbehälter aufsteckbar sind und an
dessen Umfang stationäre FaIt- und Verschließwerkzeuge und gegebenenfalls Applikationswerkzeuge zum Anbringen eines
Ausgießers und/oder Verschlusses angeordnet sind, wobei das dem Zellenrad vorgeordnete Übergabeaggregat ein Schubelement
aufweist, mit dem der an einem Ende verschlossene Faltschachtelbehälter von dem zugehörigen Dorn über eine
neben einer Zelle des Zellenrades angeordnete Platte in die damit fluchtende Zelle verschiebbar ist.
Um die Durchsatzleistung der Füllvorrichtung weiter zu verbessern, kann bei einfacher Verdoppelung der Taktfrequenz
des Dornrades der Transporteur zwei gleichartige, parallel nebeneinander angeordnete Zellenräder aufweisen, in dessen
Zellen abwechselnd die ankommenden Behälter mittels des Übergabeaggregates geschoben werden.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Beschickung der Dorne im unteren Scheitelpunkt des
Dornrades erfolgt. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich dann eine besonders kompakte Bauweise, weil sowohl die
Beschickung des Dornrades als auch der Abtransport der gefüllten Behälter in einer Ebene, insbesondere ebenerdig
erfolgen kann. Für die Bedienung und den Zugriff zu den einzelnen Maschinenteilen ist vorteilhaft, wenn das
Zellenrad und/oder das Dornrad fliegend gelagert ist bzw. sind. Bei einer Lagerung an derselben Seite kann der Antrieb
durch eine Wand von den Form-, FaIt-, Verschließ- und Füllelementen getrennt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnungen
näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Maschine zum Formen, Füllen mit Flüssigkeit und Verschließen eines aus einem
Faltschachtelzuschnitt hergestellten Behälters in schematischer Darstellung in Vorderansicht von
der Bedienseite aus,
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Aufsicht,
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und
Fig. 4 ein Zellenrad der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oben
in Vorderansicht und Halbschnitt und unten in Aufsicht in zu Fig. 1 vergrößerter Darstellung.
In einem kastenförmigen Magazin 1 sind aus mit Faltrillen versehenen Zuschnitten gebildete Schlauchabschnitte 2 für
Faltschachtelbehälter 4 als Stapel hintereinander angeordnet. Der jeweils vordere Schlauchabschnitt 2 wird
dem Magazin 1 mittels eines Entnahme- und Auffaltaggregates 3 entnommen und von unten auf einen im Querschnitt
rechteckigen Dorn 5a eines vertikal angeordneten, schrittweise sich drehenden Dornrades 5 gesteckt, auf dem
mehrere der Dorne 5a radial angeordnet sind. Am Umfang des Dornrades 5 sind mehrere stationär angeordnete Werkzeuge 6
bis 11 angeordnet, mit denen die außen offenen Enden der Schlauchabschnitte 2 aus heißsiegelfähigem
Kartonverbundmaterial gefaltet, unter Bildung einer Stegnaht versiegelt und flach geformt werden. Dabei kann auch noch
ein Ausgießer und/oder Verschluß angebracht werden.
Neben dem Dornrad 5 ist ein schrittweise sich drehendes Zwillingszellenrad 12 als Transporteur angeordnet, das aus
zwei gleichartigen, mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten Einzelzellenrädern 12a, 12b besteht. Fluchtend
mit einem in horizontaler Lage befindlichen, auf das Zellenrad 12 gerichteten Dorn 5a befindet sich zwischen den
Zellenrädern 12a, 12b ein Platz 12c in Form einer Platte, auf die mittels eines Schubelementes 13 der auf dem Dorn 5a
steckende, kopfseitig verschlossene Faltschachtelbehälter
4 geschoben und mittels eines hier nicht dargestellten
Elementes des das Schubelement 13 umfassenden Übergabeaggregates seitlich in eine der benachbarten
Zellen des Zellenrades 12a, 12b schiebbar ist.
Jedes Einzelzellenrad 12a, 12b hat den in Fig. 4 im einzelnen dargestellten Aufbau. Es besteht aus mehreren
Zellen, die jeweils von einer in Drehrichtung des Zellenrades voreilenden beweglichen, kurvengesteuerten Wand
12a' und einer nacheilenden feststehenden Wand 12a" gebildet sind. Zum Zwecke der Bewegung der Wand 12a' ist sie
in einem Gelenk l^a verschwenkbar gelagert und über einen
Hebelarm l4b mit einem Abtastelement l4c mit einer ortsfesten Steuerkurve 15 verbunden. Bei Drehung des
Zellenrades 12 wird die Wand 12a' unter Verformung der anliegenden Wand des außen bzw. oben offenen Behälters
verformt. Die Verschwenkung dient dazu, das Volumen des Behälters 4 zu kalibrieren, ihn festzuhalten und den
einschießenden Flüssigkeitsstrahl zu dämpfen. Am Umfang des Zellenrades 12 sind verschiedene Elemente stationär
angeordnet, und zwar Vorfaltwerkzeuge 16, Prüf- und Positionskorrekturelemente 17 für die richtige Position des
Behälters 4 in der Zelle, im oberen Scheitelpunkt ein Flüssigkeitsauslaß 18, unmittelbar dahinter Verschließ- und
Siegelelemente 19» Elemente 20 zum Umlegen der von den Elementen 19 gebildeten Stegnaht am Behälter 4 und zum
Auffalten der seitlichen Ohren an dem Behälter &Iacgr;, Elemente 21 zum Auftragen von Hotmelt für die seitlichen Ohren und
Elemente 22 zum Anlegen der seitlichen Ohren. Im unteren Scheitelpunkt des Zellenrades 12 befindet sich eine
Ausgangsstation 23 mit Entnahme- und Übergabeelementen 23a, die einen heb- und senkbaren Stempel aufweisen, mit dem
die von den Zellen des Zellenrades 12 freigegebenen Behälter k sanft abgesenkt und mit dem gegebenenfalls mit einem
Verschluß oder Ausgießer bestückten Kopfteil obenliegend
auf einen sie abfördernden Förderer 24 abgesetzt werden,
der sie seitlich abtransportiert.
Wie insbesondere aus Figur 2 und 3 ersichtlich, sind sowohl das Dornrad 5 als auch das Zellenrad 12 fliegend gelagert,
so daß einerseits die Antriebe in einem geschlossenen Gehäuse 25 hinter einer Trennwand 25a untergebracht sind
und andererseits das Dornrad 5 mit seinen am Umfang angeordneten Elementen und das Zellenrad 12 mit seinen am
Umfang angeordneten Elementen von der Vorderseite der Vorrichtung für das Wartungspersonal leicht zugänglich ist.
Aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 ist weiter ersichtlich, daß vorteilhafterweise sowohl die Beschickung des Dornrades
5 mit den Schlauchabschnitten 2 der Behälter 4 als auch die Entnahme der gefüllten Behälter 4 aus den Zellen des
Zellenrades 12 jeweils unterhalb des Dornrades 5 bzw. Zellenrades 12 erfolgt, so daß An- und Abtransport ebenerdig
erfolgen. Neben diesen Vorteilen einer kompakten und bedienfreundlichen Bauweise besteht der Hauptvorteil aber
darin, daß die bei linearem Transport bestehenden Probleme mit dem Schwappen und der Schaumbildung beherrscht werden,
weil aufgrund der Bewegungsgeometrie der Zellen diese nach dem Füllen der Behälter geneigt werden und insbesondere die
Zellenwand 12a verformend auf die benachbarte Behälterwand einwirkt. Deshalb kann die Maschine mit hoher
Durchsatzleistung betrieben werden. Vorteilhaft bei der Vorrichtung ist auch noch, daß durch den Einsatz des
Zellenrades der Behälter über den Boden gefüllt und mit dem Kopf nach oben ausgegeben wird. Eine Wendestation zum
Abtransport der Behälter ist deshalb entbehrlich.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Füllen von an einem Ende, insbesondere an einem mit einem Ausgießer oder Verschluß
bestückten Ende verschlossenen Faltschachtelbehälter (4) mit einer Flüssigkeit und zum Verschließen der Behälter
(4) am anderen Ende, bestehend aus einem mittels eines Ventils zu öffnenden, nach unten weisenden stationären
Flüssigkeitsauslaß (18) und einem darunter angeordneten, schrittweise vorbewegten Transporteur (12), der die oben
offenen Behälter (4) unter den Flüssigkeitsauslaß (18), von ihr zu stationären Verschlußelementen (19) und weiter zu
einer Ausgangsstation (23) transportiert, dadurch
gekenn- zeichnet , daß der Transporteur als vertikal angeordnetes Zellenrad (12) mit radial angeordneten
Zellen ausgebildet ist, die jeweils mindestens eine relativ zu der in Drehrichtung des Zellenrades (12) vor- oder
nacheilenden Zellenwand (12a") durch einen Antrieb verstellbare, nach- bzw. voreilende Zellenwand (12a1) haben
und in die vor dem oberen Scheitelpunkt des Zellenrades (12), wo der Flüssigkeitsauslaß (18) angeordnet ist, die
Behälter (4) mit nach außen offenem Ende von einem vorgeordneten Übergabeaggregat (13) einsteckbar sind, und
daß die Verschließelemente (19) im oberen Bereich und die
Ausgangsstation (23) im Bereich des unteren Scheitelpunktes des Zellenrades (12) angeordnet sind, wobei die
Ausgangsstation (23) mit Entnahme- und Übergabeelementen (23a) die Behälter (4) aus den Zellen absenkt und an einen
Förderer (24) übergibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Transporteur (12) zwei
gleichartige, parallel nebeneinander angeordnete Zellenräder (12a, 12b) aufweist, in dessen Zellen abwechselnd die
ankommenden Behälter mittels des Übergabeaggregates (13) geschoben werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß dem Zellenrad (12) ein
vertikal angeordnetes, schrittweise angetriebenes Dornrad (5) mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen
Formdornen (5a) vorgeordnet ist, auf die die an beiden Enden noch offenen, Schlauchabschnitte (2) bildenden
Faltschachtelbehälter (4) aufsteckbar sind und an dessen Umfang stationäre FaIt- und Verschließwerkzeuge (6-11) und
gegebenenfalls Applikationswerkzeuge zum Anbringen eines Ausgießers und/oder Verschlusses angeordnet sind, wobei das
dem Zellenrad (12) vorgeordnete Übergabeaggregat (13) ein Schubelement aufweist, mit dem der an einem Ende
verschlossene Faltschachtelbehälter (4) von dem zugehörigen Dorn (5a) über eine neben einer Zelle des Zellenrades (12)
bzw. zwischen zwei benachbarten Zellen zweier Zellenräder (12a, 12b) angeordnete Platte (12c) in die damit
fluchtenden Zellen schiebbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3»
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (12) und/oder das Dornrad (5) fliegend gelagert
ist bzw. sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufsteckaggregat (3) für die Schlauchabschnitte (2) im
Bereich des unteren Scheitelpunktes des Dornrades (5) angeordnet ist.
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