EP0727352A2 - Verfahren zur Herstellung standfester Tüten - Google Patents

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EP0727352A2
EP0727352A2 EP96102025A EP96102025A EP0727352A2 EP 0727352 A2 EP0727352 A2 EP 0727352A2 EP 96102025 A EP96102025 A EP 96102025A EP 96102025 A EP96102025 A EP 96102025A EP 0727352 A2 EP0727352 A2 EP 0727352A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bag
fin
folded
seam
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96102025A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0727352A3 (de
EP0727352B1 (de
Inventor
Paul Utz
Gerald Schubert
Paul Wollmershäuser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INTERNATIONAL PACKAGING SYSTEMS GmbH
Original Assignee
INTERNATIONAL PACKAGING SYSTEMS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INTERNATIONAL PACKAGING SYSTEMS GmbH filed Critical INTERNATIONAL PACKAGING SYSTEMS GmbH
Publication of EP0727352A2 publication Critical patent/EP0727352A2/de
Publication of EP0727352A3 publication Critical patent/EP0727352A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0727352B1 publication Critical patent/EP0727352B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing, filling and closing a packaging bag and the packaging bag suitable for this.
  • Pure paper or coated paper is very often used as the bag material.
  • the bags used for filling can either be produced separately before the filling process in a separate system, usually by a specialized bag manufacturer, and entered into the system for filling and closing, or the bags can be found online, i.e. in the system directly upstream of the filling station, just-in-time made from sheet material from the roll and then filled, sealed and further packed.
  • the bags made from the roll online with the filling and packaging process usually have a fin which is formed and taped below the bottom of the bag and which represents the closure of the bag tube, but which is rather detrimental to the accuracy and durability of the bag bottom.
  • the bag in the bottom area is not simply pulled apart or pressed apart by the filling material, but the bottom area is actively shaped by means of a stamp and counter-punch, with the longitudinal edges of the bottom, which connect the two end gussets, above the inside of the bag arranged, raised fold edges and from the outside pressing, correspondingly shaped recesses.
  • this pressing of the bottom of the bag additionally works at an elevated temperature of the paper or its coating material, so that after the temperature has been reduced to normal ambient temperature after the pressing of the bottom region, additional stabilization occurs due to the cooled coating.
  • the temperature of the coating or of the paper reached in this case is lower than that of the individual sealing processes carried out during the production or sealing of the bag, in which the individual layers of the paper or its inner and outer coatings are bonded to one another.
  • sealing processes are partially carried out by means of the known method of heat sealing, at least the corresponding, affected coatings having to consist of a heat-sealable material, but at least some of the sealing processes, preferably even all sealing processes, are carried out by means of ultrasound, the coating materials concerned or the used surface material itself must connect when subjected to ultrasound, z. B. by at least pastry, preferably even become liquid, and thereby stick to one another, or also through increased material diffusion.
  • the fin forming the bottom closure of the packaging bag and striving downwards towards the outside is made relatively large, so that after it has been folded down into the plane of the bag bottom, with a central arrangement of the fin in the bag bottom, essentially a whole half of the Covers the bag bottom and is additionally stabilized by the subsequent connection to the bag bottom.
  • This connection also takes place using a counter-holder in the interior of the bag in order to no longer have a negative influence on the shape of the bag bottom which has already taken place.
  • Both the bottom form stamp, which is inserted into the inside of the bag for pressing the bottom of the bag, and the counter-holder, which is used when connecting the folded fin to the outside of the bag bottom, consists of more than one part, for insertion from the open top of the bag to facilitate her, and only shortly before reaching the bag bottom to expand these parts to the actual dimensions of the bag bottom.
  • the bottom die and the counterholder therefore preferably consist of two parts, which are almost as long as the length of the bag bottom, but can be moved relative to one another in the width of the bag.
  • both are preferably connected to the ends of a V-shaped scissor linkage, the center of which is coupled to a pneumatic unit mounted on the mechanism, so that shortly before the desired one is reached End position a spreading of the V-shaped linkage and thus a moving apart of the two parts of the bottom form punch or the counter-holder to the width of the bag bottom is achieved.
  • the stamp for shaping the base area can also be implemented beforehand.
  • the side parts of the bag are kept apart, preferably by means of suction cups distributed over their surface and attacking from the outside, the free upper edge of the bag preferably being additionally opened by means of mechanical openers in the form of cranked sheets which can be pivoted into the upper region of the bag being held.
  • the bag tube is made for the manufacture of a bag from the endless bag tube by means of a known K transverse seam and subsequent K seams locked. Due to the simple inward folding of the side areas of the later bag during the manufacture of the flat-folded, endless bag tube, two layers of paper lie one above the other in the central area over the cross-section of the flat-folded bag tube, but four layers in the side areas in which the side parts are folded.
  • the K-transverse seam which runs from one outer edge of the flat bag tube to the other, is successively from each side of the bag tube here once and thus executed twice.
  • a separating plate is inserted between the two middle layers of paper, so that only two layers of paper are connected to each other via their inner coating.
  • this transverse K cross seam does not - as usual - also form the lower free end of the fin, but due to the greater length of the fin, a further transverse seam is arranged along its free end, but this is no longer necessarily from both sides of the bag tube and so that must be run twice.
  • All the seams just described can be made using the conventional heat sealing technique, i.e. usually using electrically heated sealing jaws, which are pressed onto the flat folded bag tube for a limited time at the appropriate position either directly or via a teflon tape that prevents them from sticking.
  • the inner and outer coating of the paper used must be sealable or heat-sealable.
  • connection is not made by heating by means of heat conduction, but by exposure to ultrasound, as is already known for the welding of plastic films etc.
  • the depth effect of the ultrasound can be influenced by means of appropriate control of the ultrasound exposure, and the temperature at the sealing point, for example, can be influenced much more precisely than when sealing with hot, contracting sealing jaws below the fourth layer of the folded fin.
  • the ultrasonic waves are emitted by so-called sonotrodes, which are pressed under pressure on the bag - using a counterholder that presses against it from the other side - with 20 to 50, preferably 30 to 40 Kp.
  • a sealing seam that only extends in the two-layer, central area along the outer edge of the fin, and two sealing seams lying parallel to the width of the bag bottom along the front outer edge of the fin are used.
  • the longitudinal seam of the bag tube is also produced differently than previously:
  • the outer edges of the paper strip which are formed into a bag tube, not only overlap easily, but - as is also known in principle - three or even four times, by double-folding an edge area of the paper strip and therefore having three layers.
  • the uppermost layer of this overlapped area is overlapped by the other edge of the paper web and sealed with it by slowly pulling the endless bag tube under a heated sealing jaw and heating the longitudinal seam sufficiently.
  • a quickly replaceable Teflon tape is preferably arranged between the sealing jaw and the bag tube.
  • the protruding edge area and the underlying surface of the bag tube, which is used for opposite edge of the paper web is to be heated, additionally and separately, for example by means of a hot air blower, if necessary after establishing a sufficient distance between these two layers by means of a mechanical spacer wedge inserted between them.
  • the pressure rollers or other pressure devices arranged after the heat sealing can be made slightly wider and can thus also be used for pressing the overlapped edge area.
  • the remainder of the packaging bag protruding above the filling material is folded flat again, as in the production of the endless bag tube, the transition from the open, filled area to the flat-folded protrusion taking place to form a gable-shaped transition zone which should be as flat as possible for reasons of optics and packing space.
  • the flat-folded overhang area is folded several times inwards from the upper, free end, and is fixed in this position after repeated pounding inwards, which has hitherto usually been done by means of staples, hot glue or the like.
  • the formation of the gable-shaped transition zone is problematic when the excess of the bag is folded flat above the filling zone, since this again does not result in an exact shape the previously known procedures took place, and thus no exact final bag shapes could be achieved.
  • an exact gable formation is achieved in that, in addition to the positional fixation of the longitudinal side parts by means of outer plates attached to the outside, possibly with suction cups engaging on the bag, the narrow side parts are also held by means of outer plates and suction cups, and correspondingly gable-shaped swivel plates in the gable-shaped transition area attack the narrow-sided side parts and fold them in to form the gable, in that the swivel plates can be folded inwards from a position parallel to the narrow side part about a swivel axis running parallel to the width of the bag bottom.
  • a suction cup can also be arranged approximately in the middle of each of the two swivel plates, which holds the corresponding area of the respective side part.
  • the edges of the swivel plate that face upwards form the upper end edges of the gable-shaped area of the narrow side parts of the bag.
  • the upper end of the gable is now additionally fixed and, at the same time, the bag is hygienically closed by pulling an upper transverse seam from one to the other outer edge of the protruding part of the bag, which is now folded flat again.
  • This upper transverse seam is also sealed by means of ultrasound, it being additionally achieved by appropriate choice of the coating materials that only the inner coatings of the bag tube, which are directed against one another, are sealed against one another, and thus in the edge area, in turn by four layers of the bag tube lie one above the other, only the two outer layers are sealed against each other, but not the two middle layers against each other, which are in contact with one another with their outer coatings.
  • the coating arranged on the inside of the bag tube has a lower melting point or a lower temperature from which the coating becomes doughy and can stick together.
  • Another intended effect is that after opening the bag for the first time by tearing this transverse seam, not all of the paper and thus the bag in the region of this upper transverse seam is damaged, but only its inner coating.
  • the paper itself remains intact, so that even after opening and thus tearing open this upper transverse seam, it is possible to re-close it by wrapping the prefabricated, multiple envelope in the upper area, since the paper is not completely torn.
  • the transverse seam present above the filling material is formed in a zigzag shape by the Sonotrode and / or the anvil acting as a counter-holder have such a zigzag shape.
  • the tines point up or down in the standing bag and should be as pointed as possible, preferably with an intermediate angle of less than 100 °, preferably less than 70 °. Since the tearing takes place by pulling apart from above, a flat tearing is started from the top teeth and is only conveyed in the coating material on the inside, without tearing through the paper which acts as a carrier material.
  • Fixing the multiple wrapping in the same direction, especially at its edge areas, which - depending on the number of wrapping - thus comprises a multiple of four layers, is preferably done again by ultrasound, because despite the large number of paper layers available due to the adjustable Depth effect a sealing in the desired depth range is possible.
  • the goal is to fix the multiple wrap at the upper end of the bag by connecting the respective outer coatings of the bag tube, while the underlying transverse seam, which is arranged directly above the filling material, should only seal by means of the inner coating.
  • the area above the internal sealing transverse seam can also be provided with a different outer coating and / or different inner coating than the area below, and thus the area in which this occurs inside sealing cross seam.
  • the cross seam directly above the filling material only adheres or sticks with the inner coating, the overlying seals of the wrap at the upper end, however, only with the outer coatings.
  • the melting temperature or dough temperature of the inner coating should be significantly higher in the lower area than that of the outer coating, while the reverse must apply in the upper area.
  • Preferred layer thicknesses are 20 microns of polyethylene on the inside and 15-20 microns of polypropylene on the outside of the later bag tube, so-called low-density polyethylene is preferably used as the polyethylene on the inside, which then only has a layer thickness of about 15 microns . With this choice, a low paper weight of only around 60 g / m 2 is also preferred.
  • Such a material uses ultrasound in the range of approximately 40 kHz. If the contact areas of the sonotrodes are usually narrow, almost linear, with a contact area width of 1 to 5 mm, the length of the contact areas of the sonotrodes should not exceed 150 mm. Instead of a bar-shaped configuration of the sonotrode, a narrow, zigzag-shaped design also offers advantages from this point of view.
  • the frequency must be reduced to about 20 kHz, in which case the maximum length of the sonotrodes may be up to about 300 mm.
  • the maximum length of the sonotrodes may be up to about 300 mm.
  • the sonotrodes can also be cooled, e.g. liquid-cooled or cooled to room temperature by means of compressed air, whereby the control of the sealing process can be improved.
  • the sealing jaws are supplied with a constant current and are constantly heated.
  • the sealing temperature generated by the sealing jaws in the bag material is influenced by a number of additional factors, for example the cycle time of the seals, since energy is extracted from the sealing jaw during each sealing process. If there is therefore an acceleration or deceleration of the cycle, for example a failure-related, short standstill of the sealing device, then the temperature at the sealing point is significantly different, e.g. B. higher than intended.
  • the bags according to the invention are used in particular for the packaging of individual products which have a low dimensional stability, in particular of stacked individual products.
  • the packaging bag is not only kept open by suction cups on all four side walls, but in addition the top, open edges of the bag are held open by longitudinal and frontal retaining flaps, which partially swivel into the bag from above, and at the same time provide sliding surfaces for those to be lowered Single product stack.
  • the number of stacks to be introduced during a filling process can be changed in accordance with the packaging bags to be filled at a time.
  • a bag tube which is endless in principle, is created from the sheet material, usually coated paper, which is usually on a roll.
  • the strip-like sheet material hereinafter simply referred to as paper 2
  • a shaped plate 36 which is only about half as wide as the strip of paper 2 coming from the roll.
  • the laterally protruding edge regions of the paper become turned over by means of corresponding guide devices, guide plates, etc., so that the shaped plate is completely covered by paper and overlaps the latter in one area in order to be able to produce a longitudinal seam 19 in this overlapped area 20 by connecting the outer edge areas of the paper strip to one another.
  • the production of this longitudinal seam 19 is shown in FIGS. 1:
  • the edge areas of the paper strip not only simply overlap, but one of the edge areas is bent into a U-shape and is therefore in two layers.
  • This two-ply area of one paper edge is overlapped by the other paper edge.
  • the bag tube moving continuously perpendicular to the plane of FIG. 1 is heated and pressed at the same time by means of a stationary heated sealing jaw 23 lying in the direction of the longitudinal seam 19, so that the inner coatings 4 of the paper 2, which consist of heat-sealable plastics, are so far are heated so that they become doughy or liquid and stick together.
  • the sealing jaw 23 In order to avoid damage to the visible outer coating 3 of the layer 27 of the paper 2 lying outside in this overlapped area 20 by pulling under the standing sealing jaw 23, the sealing jaw 23 is not applied directly but with the interposition of a Teflon tape 37, and the pressure regulated so that a sufficient There is heat transfer for effecting the bond, but not so great sliding friction between the outer coating of the paper 2 and the Teflon tape 37 that this coating is damaged.
  • the U-shaped fold of the inner paper edge at the longitudinal seam 19 serves to increase the security of the bond, since the additional paper layers provide a slight increase in the area of the longitudinal seam 19 compared to the other areas on the same side of the shaped plate 36.
  • the pressing sealing jaw 23 is at most as wide as the U-shaped, overlapping area 20 of the longitudinal seam 19. However, the outer edge of the paper web projects slightly beyond this overlapping area 20 and forms a projecting edge area 21 around the actual longitudinal seam 19 to cover optically.
  • this protruding edge area is not glued in the prior art - since it is not in the area of the sealing jaw 23 - and is therefore loosely projecting, can thus be pulled up and damaged, and is clearly visible even with a simple twist due to the then visible inside of the paper 2 or the inner coating 4, which is usually has a different color than the outer coating 3.
  • the coatings themselves are usually colorless, on the outside of the paper 2, however, the desired outer color and the printing of the packaging bag 1 are initially arranged under the outer coating 3.
  • the protruding edge region 21 of the outer layer 27 in the region of the longitudinal seam 19 is also glued to the underlying bag tube 7.
  • the protruding edge region 21 is first brought to a distance from the underlying paper 2 of the bag tube 7 by means of a guide wedge 38, which is stationary, as is the sealing jaw 23, and hot air is blown into this space by means of a heating fan 39, so that at least the inner coating 4 of the protruding edge area 21 and the underlying outer coating 3 of the bag tube 7 are heated to such an extent that when the two coatings are subsequently pressed against one another by means of a pressure roller 40 or the like - as shown in FIG. 1b - the protruding edge area 21 is glued.
  • an endless bag tube 7, closed in cross section, is thus available. This is also simply turned inwards by means of devices known per se on its side parts 6, i.e. from the outer edges 22 of the bag tube 7, so that the distance between the side edges 22 is reduced, and in the outer areas of the bag tube 7 the paper the E-shaped fold is four-ply, as can be seen better in FIGS.
  • the shaped plate 36 should have a groove on its narrow longitudinal sides - dashed in FIG. 1b - for receiving the E-shaped fold-in.
  • this transverse K-transverse seam 9 not only increases the security against gluing in the central area, but also means that an intermediate plate 42 is pushed in from the sides when the oblique K-seams 10 are created, so that the K- Seams 10 in each case only the two uppermost layers of paper 2 are glued to one another by means of their inner coatings 4 lying opposite one another. Sealing from both sides
  • the two middle layers are not glued to one another by means of their outer coating 4, in contrast to the transverse K transverse seam 9, which firmly connects all four layers in the edge region 31, and thus also the two middle layers to one another.
  • the K-seam 9 is not placed very close to the lower end of the bag 1, but at such a distance that the protruding fin 8 produced by the K-seam 9 has an extension in the longitudinal direction of the bag tube 7 that is approximately half corresponds to the later width of the bag.
  • the free end of the fin 8 is finally simply sealed by means of a further sealing jaw 23 '' 'with a further transverse seam 18 at the end, whereby, however, no secure, tight closure of all layers of the flat bag tube 7 against one another is guaranteed, but a connection which is firm enough to ensure that to facilitate later handling of this fin 8.
  • the packaging bags 1 created in this way are then passed through suitable handling devices, preferably by means of suction cups 28 and preferably already in the correct, vertical position, opened by the suction cups 28, 28 'engaging on the opposite side parts 6 on the outside, and moving them apart, as a result of which the packaging bag 1 merges into the open state.
  • suitable handling devices preferably by means of suction cups 28 and preferably already in the correct, vertical position, opened by the suction cups 28, 28 'engaging on the opposite side parts 6 on the outside, and moving them apart, as a result of which the packaging bag 1 merges into the open state.
  • the fin 8 projects downwards in the middle with a length which corresponds to approximately half the width of the bottom 15 of the bag.
  • a vertically movable mechanism is inserted into the packaging bag 1 from the upper, open side, to which a multi-part bottom form stamp 11 is fastened via a scissor linkage 1.
  • the two parts 11a, 11b of the bottom die 11 have a length corresponding to the length of the bottom longitudinal edges 16 of the bag bottom 15 (or can be extended telescopically up to this length), but together they result in a substantially smaller width than the width 5 of the bag bottom 15.
  • the two parts 11a, 11b are each articulated when inserted into the bag 1 at the end of a strut 43a, 43b of the scissors linkage 43, the intermediate angle 44 of which is relatively small when the bottom shaping stamp 11 is inserted into the bag to prevent the bottom shaping stamp 11 from being inserted to facilitate the bag bottom 15.
  • This intermediate angle is then increased. in that the hydraulic cylinder arranged on the mechanics pushes apart the struts 43a, b mounted on the mechanics until the parts 11a, b of the base mold stamp attached to them have reached the outer edges of the bag interior.
  • the two parts 11a, 11b of the bottom die 11 have raised fold edges 13a, 13b along their outer, lower, longitudinal edges directed towards the bag bottom 15. Shortly before reaching the bag bottom 15, the parts 11a, 11b of the bottom shape stamp 11 are brought to a distance by enlarging the intermediate angle 44 so that the folded edges 13a, 13b rest on the rear sides of the bottom longitudinal edges 16 and are held in this position with the aid of the bottom shape stamp 11 including the scissors linkage 43 supporting device.
  • bottom molds 12a, 12b are now approximated from the underside of the bag bottom 15 against the parts 11a, 11b of the bottom die 11 and the bag bottom 15 is pressed in between.
  • the bottom molds 12a, 12b have depressions 14a, 14b corresponding to the raised fold edges 13a, 13b, so that the longitudinal edges 16 of the bag bottom 15 in particular are given a permanent shape by this pressing process.
  • the bag After removing the bottom form stamp 11 and the bottom form backdrop 12, which preferably takes place after the paper 2 has partially cooled again, the bag has an exactly shaped bag bottom 15.
  • the folded fin 8 is welded with one half of the bag bottom by means of ultrasound, by pressing ultrasonic sealing jaws 53, 53 'against the fin 8 from below.
  • Counterholders 17a, 17b which are inserted into the inside of the bag 1 and serve as counterholders, are fastened to an analog scissor linkage 43a, 43b like the bottom form stamp 11a, 11b.
  • These counterholders 17a, 17b can therefore be inserted into the open bag 1 from above in a relatively approximated state, and are only moved apart by increasing the intermediate angle between the scissor arms 43a, 43b when they reach the bottom of the bag so that they are on the inside of the bag Bottom 15 and the inside of the bottom longitudinal edges 16 of the bag 1 and apply the necessary counterforce for the ultrasonic sealing jaws 53, 53 '.
  • the counterholders 17a, 17b also overlap somewhat in the moved-apart state, the one counterholder 17b having an underside 46 lying directly against the bag bottom 15, which corresponds in cross-sectional representation to at least the dimensions of the folded fin 8.
  • the ultrasonic sealing jaws 53, 53 ' are guided against the bag 1 with approximately 30 to 40 kg of pressing force.
  • the ultrasonic sealing jaws 53 attach to the folded fin 8 on the side edges thereof, in which the fin has four layers due to the lateral turning inwards. Using ultrasound, it is nevertheless possible to seal at least the lowest position of the fin 8 with the base 15, which is closest to the base 15.
  • the ultrasonic sealing jaw 53 'seals part of the longitudinal edge 32 at the free end of the fin 8, and only in its central region, in which the fin 8 is formed only in two layers, so that the sealing there is to be carried out by means of ultrasound with other setting parameters.
  • the packaging bag 1 is thereby suction cups 28 resting against the side walls kept open, and additionally by longitudinal and frontal retaining flaps 29, 30, which are curved in cross section, and can be pivoted about a pivot axis outside the packaging bag 1 in the vicinity of its upper, free edge so that in the pivoted-in state, the retaining flap extends over the corresponding one
  • the upper edge of the open packaging bag 1 extends slightly into the inside of the bag, thereby protecting the free edge of the bag from damage.
  • the curved outer surface of the holding flaps 29, 30, which additionally point into the interior of the packaging bag 1 slightly misdirected fillings are still guided into the interior of the bag 1.
  • the bags 1 are far from being filled up to the upper, open edge, since the protrusion of the bag 1 over the filling serves to close the bag 1.
  • the supernatant has been brought back into the flat-folded state, with the side parts 6 folded inwards, as when the bag tube 7 was manufactured, so that a gable 54 must be created as a transition between the filled area and the protruding area.
  • pivot plates 25 close and parallel to the side parts 6, the upper end of which has the intended gable shape and which is parallel to the bag bottom 15, just above the filling on the side parts 6 of the packaging bag 1 extending pivot axis are pivotable so that their upper, gable-shaped end moves into the interior of the bag and thereby folds the side part 6 in a gable shape.
  • the swivel plates 25 have suction devices 26 directed against the side parts 6 in order to ensure a defined folding of these side parts.
  • the bag can continue to be provided by further, adjacent suction cups 28 as well as stabilizing plates resting on the longitudinal outer surfaces - with or without attacking the bag Suction cups - be kept in a stable open position in the area of the filling.
  • sealing takes place immediately at the lower end of the folded-over projection 60 of the bag 1, by a counter-holder 59 being brought from one side and an ultrasonic sealing jaw 58 being brought to this projection 60 approximately parallel to the bag bottom 15 and against one another from the other side be pressed.
  • Both parts extend over the entire length of the bag 1, as a result of which the inner coatings 4 of the individual layers 27 take place, as can be seen in FIG. 5e, in that the ultrasonic sealing jaw 58 and / or the counter-holder 59 are zigzag-shaped, with tips pointing upwards and downwards are formed and / or the energy supplied and other parameters that can be set for the ultrasound sealing, such as exposure time, contact pressure, etc., are regulated so that in the middle, two-layer area of the projection 60, the two outer layers 27a, 27b, which are only present there, with their inner coatings 4 with one another are welded by means of ultrasound, but in the region of the four-layer edge regions 31 only the two outer layers 27a, 27c and 27d, 27b are in turn connected to one another by means of their inner coatings. A connection of the two middle layers 27c, 27d by means of the outer coatings 3 lying against one another does not take place and is also not desired.
  • the pivoted-in swivel plates 25 are brought out of contact with the bag 1.
  • the upper protrusion 60 is turned over several times in the same direction, and then this rolled-up upper edge 61 is fixed by again, essentially horizontally, an ultrasonic sealing jaw 58 'and a counter-holder 59' from opposite sides be brought up to the rolled up upper edge and fix it under pressure using ultrasound.
  • an ultrasonic sealing jaw 58 'and a counter-holder 59' from opposite sides be brought up to the rolled up upper edge and fix it under pressure using ultrasound.
  • Not all, but only a few, preferably only one of the outer coatings are connected to one another, but not over the entire length of the rolled edge 61, but possibly only in its lateral, outer regions.
  • the sealing jaws 58 and 58 'and the counterholders 59 and 59' with the bag which has been transported further preferably move in order to simultaneously use the transport time for the sealing.

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  • Making Paper Articles (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen, Füllen und Verschließen einer Verpackungstüte sowie die hierfür geeignete Verpackungstüte vorgestellt, mit folgenden Verfahrensschritten: bodenseitiges Verschließen Tütenschlauches unter Bildung einer Finne mittels wenigstens einer quer verlaufenden Naht, Öffnen der Tüte und Einführen eines Bodenformstempels in die Tüte bis auf deren Tütenboden unter Positionierung erhabener Falzkanten des Bodenformstempels entlang der Bodenlängskanten, Formung des Tütenbodens durch Annähern einer Bodenformkulisse mit den Falzkanten entsprechenden Vertiefungen, Verpressen des Tütenbodens zwischen Bodenformstempel und Bodenformkulisse und Umlegen der Finne und Verbindung der Finne mit dem Tütenboden unter Verwendung eines im Inneren der Tüte den Tütenboden abstützenden Gegenhalters. Es wird ebenfalls eine Tüte vorgestellt, die aus einem Flächenmaterial besteht, welches auf seinen beiden Oberflächen eine innere und äußere Beschichtung aufweist, die heißsiegelfähig sind. Das Verfahren zum Herstellen, Befüllen und Verschließen von Verpackungstüten sowie die hierfür geeignete Tüte ermöglichen trotz exakter Formgebung und hoher vor allem in deren Bodenbereich eine Online-Herstellung der Tüten mit geringem technischen und finanziellen Aufwand aus Flächenmaterial von der Rolle vor dem Abfüll- und weiterem Verpackungsprozeß. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen, Füllen und Verschließen einer Verpackungstüte sowie die hierfür geeignete Verpackungstüte.
  • Eine Vielzahl von Verbrauchsgütern, insbesondere Lebensmitteln, werden in Tüten abgepackt, wobei das Herstellen der Tüten, deren Befüllung und Verschließen maschinell erfolgt.
  • Als Tütenmaterial wird dabei sehr häufig reines Papier oder beschichtetes Papier verwendet.
  • Die zum Befüllen verwendeten Tüten können dabei entweder separat vor dem Befüllvorgang in einer eigenen Anlage, meist von einem spezialisierten Tütenhersteller, hergestellt und in die Anlage zum Befüllen und Verschließen eingegeben werden, oder die Tüten werden online, also in der der Abfüllstation unmittelbar vorgeschalteten Anlage, just-in-time aus Flächenmaterial von der Rolle hergestellt und anschließend gefüllt, verschlossen und weiterverpackt.
  • Dabei unterscheiden sich die Vielzahl der verwendeten Tütenarten vor allem in der Exaktheit und Beständigkeit ihrer Form, vor allem im Bodenbereich, und damit auch hinsichtlich ihrer späteren Standfestigkeit und Formhaltigkeit nach dem Öffnen und mehrmaligen Wiederverschließen von Hand, wie es bei dem langsamen Aufbrauch des beinhalteten Gutes in der Regel der Fall ist.
  • Je nach Art des abzufüllenden Gutes ist es vor allem bei stapelbaren, jedoch in sich wenig formbeständigen Einzelprodukten für einen reibungslosen Füllprozeß sinnvoll, eine hohe Formbeständigkeit der Verpackungstüte, vor allem in ihrem Bodenbereich, zu erzielen.
  • Bisher wurde eine hohe Formbeständigkeit und Maßgenauigkeit im unteren Bereich der Tüte vor allem durch eine komplizierte und exakte, mehrfach überlappende Verklebung im Bodenbereich, beispielsweise durch separat aufgeklebte Bodenverstärkungen etc. erreicht. Derartige, formstabile und exakt entlang ihrer Längskanten etc. gefaltete Tüten werden bisher in separaten Herstellungsstraßen für solche Tüten erstellt, an den Abfüllort geliefert, und dort in die Abfüll- und Verpackungsanlage eingeführt, da eine just-in-time-Erstellung aufgrund der Komplexität der Tütenherstellung mit der gleichen Taktzeit wie der Abfüllprozeß nicht möglich ist, und der Parallelbetrieb mehrerer solcher sehr teuren Tütenherstellungsstraßen wirtschaftlich nicht lohnenswert ist.
  • Die online mit dem Abfüll- und Verpackungsvorgang aus Papier von der Rolle hergestellten Tüten besitzen dagegen in der Regel eine unterhalb des Bodens der Tüte ausgebildete und umgeklebte Finne, die den Verschluß des Tütenschlauches darstellt, die aber der Exaktheit und Beständigkeit des Tütensbodens eher abträglich ist.
  • Es ist daher die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen, Befüllen und Verschließen von Verpackungstüten sowie eine hierfür geeignete Tüte zu schaffen, wobei trotz exakter Formgebung und hoher Formbeständigkeit der Verpackungstüte vor allem in deren Bodenbereich eine Online-Herstellung der Tüten mit geringem technischen und finanziellen Aufwand aus Flächenmaterial von der Rolle vor dem Abfüll- und weiterem Verpackungsprozeß möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Herstellung aus einem flexiblen, aber i.d.R. nicht dehnbaren Flächenmaterial - im folgenden wird der Einfachheit halber von der konkreten Verwendung von Papier ausgegangen - von der Rolle wird möglich, indem grundsätzlich die an sich bekannte Herstellung von Tüten mittels Erstellung eines endlosen Tütenschlauches aus dem Papierband sowie der Herstellung von bodenseitig mittels einer Finne verschlossenen Tüten aus dem endlosen Tütenschlauch gewählt wird.
  • Die exakte Formgebung und Formhaltung wird durch eine bestimmte Art der Tütenausbildung sowie zusammenwirkende Verfahrensschritte erreicht:
  • Vor dem Befüllen wird die Tüte im Bodenbereich nicht einfach auseinandergezogen oder durch das Füllmaterial auseinandergedrückt, sondern es erfolgt eine aktive Formung des Bodenbereiches mittels Stempel und Gegenstempel, wobei vor allem die Längskanten des Bodens, welche die beiden stirnseitigen Zwickel miteinander verbinden, über innerhalb der Tüte angeordnete, erhabene Falzkanten und von außen andrückenden, entsprechend geformten Vertiefungen ausgebildet werden.
  • Weiterhin wird bei diesem Verpressen des Tütenbodens zusätzlich unter erhöhter Temperatur des Papiers bzw. dessen Beschichtungsmaterials gearbeitet, so daß nach dem Reduzieren der Temperatur auf normale Umgebungtemperatur nach Beenden des Verpressens des Bodensbereiches eine zusätzliche Stabilisierung durch die erkaltete Beschichtung eintritt. Die dabei erreichte Temperatur der Beschichtung bzw. des Papiers ist niedriger als bei den einzelnen, während der Herstellung bzw. dem Verschließen der Tüte durchgeführten, Siegelvorgängen, bei denen die einzelnen Schichten des Papiers bzw. dessen innere und äußere Beschichtungen miteinander verbunden werden.
  • Diese Versiegelungsvorgänge werden teilweise mittels der bekannten Methode des Heißsiegelns durchgeführt, wobei wenigstens die entsprechenden, betroffenen Beschichtungen aus einem heißsiegelfähigen Material bestehen müssen, aber es werden wenigstens einige der Siegelvorgänge, vorzugsweise sogar alle Siegelvorgänge, mittels Ultraschall durchgeführt, wobei die betroffenen Beschichtungsmaterialien bzw. das verwendete Flächenmaterial selbst sich bei Beaufschlagung mittels Ultraschall verbinden müssen, z. B. indem sie wenigstens teigig, vorzugsweise sogar flüssig werden, und dadurch miteinander verkleben, oder auch durch verstärkte Stoffdiffusion.
  • Zusätzlich wird die dem bodenseitigen Verschluß der Verpackungstüte bildende und nach außen unten abstrebende Finne vor allem bei schmalen Tüten relativ groß ausgebildet, so daß sie nach dem Umlegen in die Ebene des Tütenbodens - bei mittiger Anordnung der Finne im Tütenboden - im wesentlichen eine gesamte Hälfte des Tütenbodens abdeckt und durch die nachfolgende Verbindung mit dem Tütenboden diesen zusätzlich stabilisiert. Auch diese Verbindung geschieht unter Verwendung eines Gegenhalters im Inneren der Tüte, um die bereits erfolgte Formung des Tütenbodens nicht mehr negativ zu beeinflussen.
  • Dabei besteht sowohl der Bodenformstempel, der zum Verpressen des Tütenbodens ins Innere der Tüte eingeführt wird, als auch der Gegenhalter, der beim Verbinden der umgelegten Finne mit der Außenseite des Tütenbodens verwendet wird, aus mehr als einem Teil, um das Einführen von der offenen Tütenoberseite her zu erleichtern, und erst kurz vor Erreichen des Tütenbodens diese Teile auf die tatsächlichen Abmessungen des Tütenbodens aufzuweiten.
  • Vorzugsweise bestehen der Bodenformstempel und der Gegenhalter deshalb aus zwei Teilen, die zwar in etwa fast so lang sind wie die Länge des Tütenbodens, jedoch in der Breite der Tüte relativ zueinander bewegt werden können. Da die Formstempel mittels einer Mechanik von der offenen Seite der Tüte her in diese eingefahren werden, sind beide vorzugsweise mit den Enden eines V-förmigen Scherengestänges verbunden, dessen Mitte mit einer auf der Mechanik montierten Pneumatikeinheit gekoppelt ist, so daß kurz vor Erreichen der gewünschten Endposition ein Aufspreizen des V-förmigen Gestänges und damit ein Auseinanderbewegen der beiden Teile des Bodenformstempels bzw. des Gegenhalters auf die Breite des Tütenbodens erzielt wird. Ebenso kann auch zuvor der Stempel zur Formung des Bodenbereiches realisiert sein.
  • Dabei werden die Seitenteile der Tüte auseinandergehalten, und zwar vorzugsweise über auf ihrer Fläche verteilte, von außen angreifende Saugnäpfe, wobei vorzugsweise zusätzlich der freie obere Rand der Tüte mittels mechanischer Offenhalter in Form gekröpfter Bleche, die in den oberen Bereich der Tüte einschwenkbar sind, offen gehalten werden.
  • Dadurch wird eine Beschädigung oder Falschformung der Tüte unter der Einwirkung der mechanischen Wirkteile vermieden.
  • Da die Finne - bei mittiger Anordnung bezüglich des Tütenbodens - nach dem Umlegen die eine Hälfte des Tütenbodens möglichst vollständig unterstützen soll, wird zwar zur Herstellung einer Tüte aus dem endlosen Tütenschlauch der Tütenschlauch mittels einer an sich bekannten K-Quernaht und daran anschließender K-Nähte verschlossen. Aufgrund der einfachen Nachinnenfaltung der Seitenbereiche der späteren Tüte bei der Herstellung des flachgefalteten, endlosen Tütenschlauches liegen über dem Querschnitt des flachgefalteten Tütenschlauches in dessen mittleren Bereich zwei Lagen Papier übereinander, in den Seitenbereichen, in denen sich die Einfaltung der Seitenteile befindet, jedoch vier Lagen.
  • Um dennoch eine sichere Versiegelung und damit sehr hohe Dichtigkeit - vorzugsweise Staubdichtigkeit und Wasserdichtigkeit - der die Tüte nach unten abschließenden Nähte zu erreichen, wird die K-Quernaht, die von einer Außenkante des flachen Tütenschlauches bis zur anderen durchgeht, nacheinander von jeder Seite des Tütenschlauches her einmal und somit doppelt ausgeführt. Beim Siegeln der schrägen K-Nähte, von denen ja jeweils zwei übereinander liegen wegen des dort 4-lagig vorhandenen Papiers, wird zwischen die beiden mittleren Papierlagen ein Trennblech eingelegt, damit nur jeweils zwei Papierlagen über deren Innenbeschichtung miteinander verbunden werden.
  • In den eingefalteten Seitenbereichen des Tütenschlauches werden dadurch alle vier Lagen fest miteinander verbunden, auch die beiden mittleren jeweils nach innen gefalteten Lagen der Seitenteile gegeneinander.
  • Diese querverlaufende der K-Quernaht bildet jedoch nicht - wie sonst üblich - auch das untere freie Ende der Finne, sondern aufgrund der größeren Längsersteckung der Finne wird entlang deren freien Endes eine weitere Quernaht angeordnet, die jedoch nicht mehr unbedingt von beiden Seiten des Tütenschlauches und damit doppelt ausgeführt werden muß.
  • Alle eben beschriebenen Nähte können dabei mittels der herkömmlichen Technik des Heißsiegelns hergestellt werden, also mittels i.d.R. elektrisch beheizter Siegelbacken, die direkt oder über ein dazwischengelegtes, ein Ankleben verhinderndes Teflonband, an der entsprechenden Position auf den flach gefalteten Tütenschlauch für eine begrenzte Zeit aufgepreßt wird. Zu diesem Zweck müßen die innere und äußere Beschichtung des verwendeten Papiers siegelfähig bzw. heißsiegelfähig sein.
  • Dagegen ist das Befestigen der umgelegten Finne an der Unterseite des Tütenbodens mittels Heißsiegeln problematisch, da zur Optimierung der Formbeständigkeit des Bodens unbedingt auch eine Verbindung der umgelegten Finne in ihren stirnseitigen Bereich, und nicht nur entlang ihrer außenliegenden Längskante, mit dem Tütenboden notwendig ist.
  • Würde man dies mittels Anlegen eines beheizten Heiß-Siegelbackens, beispielsweise entlang der längsverlaufenden freien äußeren Kante der Finne, versuchen, so müßte in den stirnseitigen Bereichen eine Erhitzung durch die dort vier Lagen dicke Finne hindurcherfolgen, und dennoch eine ausreichende Erhitzung der darunterliegenden Beschichtung der Außenseite des Tütenbodens gewährleisten. Im mittleren Bereich müßte immer noch durch die vorhandenen zwei Lagen der Finne erhitzt werden.
  • Ganz abgesehen von den unterschiedlichen Temperaturanforderungen in diesen beiden Bereichen aufgrund unterschiedlicher Anzahl zu überwindender Schichten würde dies dazu führen, daß zur Erreichung der richtigen Siegeltemperatur zwischen der vierten Lage der Finne und dem darunterliegenden Boden an der Außenseite der umgelegten Finne, also deren erster Lage, eine wesentlich höhere Temperatur als die notwendige Siegeltemperatur angelegt werden müßte. Eine so hohe Temperatur würde die außenliegenden Papierschichten und deren nach außen sichtbaren äußerste Beschichtung so stark erhitzen, daß eine Beschädigung und damit ein unter optischen Gesichtspunkten nicht zumutbares Äußeres der Tüte das Ergebnis wäre.
  • Aus diesem Grund erfolgt die Verbindung nicht durch Erhitzen mittels Wärmeleitung, sondern durch Beaufschlagung mittels Ultraschall wie es bereits für das Verschweißen von Kunststoffolien etc. bekannt ist.
  • Abgesehen von einer mehr als 80%igen Energie-Ersparnis gegenüber der Verwendung von Heißsiegelbacken kann mittels entsprechender Steuerung der Ultraschallbeaufschlagung sowohl die Tiefenwirkung des Ultraschalls beeinflußt werden, als auch wesentlich genauer als beim Siegeln mittels heißer, kontraktierender Siegelbacken die Temperatur an der Siegelstelle, also beispielsweise unterhalb der vierten Lage der umgelegten Finne, gesteuert werden.
  • Die Ultraschallwellen werden von sogenannten Sonotroden abgestrahlt, die unter Druck an der Tüte - unter Verwendung eines von der anderen Seite dagegendrückenden Gegenhalters - mit 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 40 Kp angepreßt werden.
  • Für das Befestigen der Finne am Tütenboden wird einerseits eine Siegelnaht, die sich nur im zweilagigen, mittleren Bereich entlang der Außenkante der Finne erstreckt, sowie zwei parallel zur Breite des Tütenbodens entlang der stirnseitigen Außenkante der Finne liegende Siegelnähte verwendet.
  • Bei Verwendung sowohl des üblichen Heißsiegelns als auch Versiegelung mittels Ultraschall muß das für die innere und äußere Beschichtung des Papiers verwendete Material sowohl heißsiegelfähig als auch ultraschallsiegelfähig sein.
  • Weiterhin wird zur vor allem optischen Verbesserung der Tüten auch die Längsnaht des Tütenschlauches anders als bisher üblich hergestellt:
  • Dabei überlappen sich die zu einem Tütenschlauch geformten Außenkanten des Papierstreifens nicht nur einfach, sondern - wie ebenfalls im Prinzip bereits bekannt - drei- oder gar vierfach, indem ein Randbereich des Papierstreifens doppelt gefalzt wird und daher dreilagig vorliegt. Die oberste Lage dieses überlappten Bereiches wird von der anderen Kante der Papierbahn überlappt und mit dieser versiegelt, indem der endlose Tütenschlauch unter einem beheizten Siegelbacken langsam hindurch gezogen wird, und die Längsnaht dabei ausreichend erhitzt. Um ein Ankleben an dem Siegelbacken zu vermeiden, wird dabei vorzugsweise ein schnell wechselbares Teflonband zwischen dem Siegelbacken und dem Tütenschlauch angeordnet.
  • Bei dieser an sich bekannten Herstellungsart der Längsnaht ist jedoch eine exakte Fluchtung der außenliegenden Kante der Papierbahn mit dem Rand des überlappten Bereiches nie ganz möglich, weshalb die sichtbare Außenkante der Papierbahn über den Rand des dreilagigen, überlappten Bereiches noch 1 - 3 mm hinausragt.
  • Da die Siegelung nach herkömmlicher Weise nur im mehrlagigen überlappten Bereich erfolgt, und aufgrund der fehlenden Zwischenlagen sich nicht auch auf den überstehenden, nur noch einlagigen Randbereich an der freien Kante der Papierbahn erstrecken kann, ist dieser in der Regel lose, kann während der Verpackung oder während des Aufbrauches des Füllgutes vom Verbraucher hochgestellt werden und ist damit optisch wenig ansprechend bzw. eine ständige Beschädigungsmöglichkeit für die Längsnaht der Tüte.
  • Um dies zu vermeiden, kann der überstehende Randbereich sowie die darunterliegende Oberfläche des Tütenschlauches, die zum gegenüberliegenden Rand der Papierbahn gehört, zusätzlich und separat, beispielsweise mittels eines Heißluftgebläses, erhitzt werden, wenn notwendig nach Herstellung eines ausreichenden Abstandes zwischen diesen beiden Lagen mittels eines mechanischen, dazwischen eingeführten Abstandkeiles.
  • Durch anschließendes Andrücken mittels Anpreßrollen etc. erfolgt in diesem überstehenden Randbereich ebenfalls eine Verklebung, die zwar nur geringe Kräfte aufnehmen kann, die Optik der Verpackungstüte jedoch wesentlich verbessert.
  • Bei Erhitzen dieses Randbereiches unmittelbar vor der Heißsiegelung der Längsnaht können die nach der Heißsiegelung angeordneten Anpreßrollen oder anderen Anpreßvorrichtungen geringfügig breiter ausgebildet und dadurch für das Anpressen des überlappten Randbereiches mitverwendet werden.
  • Auch das Verschließen der Verpackungstüten nach der Befüllung ist im Hinblick auf eine möglichst exakte Formgebung sowie einen hygienischen Verschluß optimiert:
  • Prinzipiell wird dabei - wie an sich bekannt - der über das Füllgut nach oben überstehende Rest der Verpackungstüte wiederum flach gefaltet, wie bei der Herstellung des endlosen Tütenschlauches, wobei der Übergang vom geöffneten, befüllten Bereich zum flachgefalteten Überstand unter Bildung einer giebelförmigen Übergangszone geschieht, die aus optischen und Packraum sparenden Gründen möglichst flach sein soll.
  • Der flachgefaltete Überstandsbereich wird vom oberen, freien Ende her mehrfach nach innen gefalzt, und nach mehrfachem Nachinnenschlagen in dieser Position fixiert, was bisher üblicherweise mittels Heftklammern, Heißklebern oder ähnlichem geschah.
  • Je nach Formbeständigkeit des Füllmateriales ist jedoch bereits die Ausbildung der giebelförmigen Übergangszone beim Flachfalten des Überstandes der Tüte oberhalb der Füllzone problematisch, da hierbei widerum keine exakte Formgebung bei den bisher bekannten Vorgehensweisen erfolgte, und damit keine exakten Tüten-Endformen erzielbar waren.
  • Erfindungsgemäß wird eine exakte Giebelbildung dadurch erreicht, daß zusätzlich zu der Lagefixierung der längsverlaufenden Seitenteile mittels außen ansitzender Aussenbleche, evtl. mit an der Tüte angreifenden Saugnäpfen, auch die schmalseitigen Seitenteile mittels Aussenblechen und Saugnäpfen gehalten werden, und im giebelförmigen Übergangsbereich entsprechend giebelförmig ausgebildete Schwenkbleche an den schmalseitigen Seitenteilen angreifen, und diese zur Bildung des Giebels nach innen klappen, indem die Schwenkbleche um eine parallel zur Breite des Tütenbodens verlaufende Schwenkachse von einer parallel zum schmalen Seitenteil verlaufenden Lage aus nach innen geklappt werden können.
  • Um dabei keine unerwünschte Faltenbildung etc. zu erzeugen, sondern genau die erwünschte Formgebung, kann etwa in der Mitte jedes der beiden Schwenkbleche ebenfalls ein Saugnapf angeordnet sein, welcher den entsprechenden Bereich des jeweiligen Seitenteiles festhält. Die nach oben außen gerichteten Kanten des Schwenkbleches formen beim Einschwenken nach innen die oberen Endkanten des giebelförmigen Bereiches der schmalseitigen Seitenteile der Tüte.
  • Dadurch wird ein Winkel in der Giebelspitze von mehr als 120°, vorzugsweise sogar von mehr als 140°, möglich.
  • Nach der so erfolgten Ausbildung des Giebels wird nun zusätzlich das obere Ende des Giebels fixiert und gleichzeitig die Tüte hygienisch verschlossen, indem eine obere Quernaht von der einen zur anderen Außenkante des nun wieder flach gefalteten, überstehenden Teiles der Tüte gezogen wird. Auch diese obere Quernaht wird mittels Ultraschall gesiegelt, wobei zusätzlich durch entsprechende Wahl der Beschichtungsmaterialien erreicht wird, daß nur die jeweils gegeneinander gerichteten innenseitigen Beschichtungen des Tütenschlauches gegeneinander versiegelt werden, und somit im Randbereich, indem wiederum vier Lagen des Tütenschlauches übereinanderliegen, nur jeweils die beiden äußeren Lagen gegeneinander versiegelt sind, nicht jedoch die beiden mittleren Lagen gegeneinander, die ja mit ihren äußeren Beschichtungen aneinander anliegen.
  • Dies wird erreicht, indem die auf der Innenseite des Tütenschlauches angeordnete Beschichtung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist bzw. eine niedrigere Temperatur, ab dem die Beschichtung teigig wird und verkleben kann.
  • Die Verklebung lediglich der innenseitigen Beschichtung ist deshalb sinnvoll, weil diese Quernaht aufgrund des späteren Einschlagens des oberen Randes nach unten, in Richtung auf die Füllung hin, und das Fixieren des Einschlages, normalerweise kaum Krafteinwirkungen von außen ausgesetzt ist, sondern lediglich einen nach dem Füllvorgang sofort aufgebrachte hygienische Abtrennung des Füllmateriales gegenüber der Umwelt darstellt.
  • Ein solche, relativ schwach ausgebildete Versiegelung ist an dieser Stelle auch deshalb sinnvoll, weil sie für den Verbraucher, der vor allem bei beinhalteten Lebensmitteln die Tüte erstmals öffnet, einen Beweis dafür darstellt, daß der Tüteninhalt nach dem Abfüllen für keine andere Person zwischenzeitlich zugänglich war.
  • Ein weiterer beabsichtigter Effekt liegt darin, daß nach dem erstmaligen Öffnen der Tüte durch das Aufreißen dieser Quernaht nicht das gesamte Papier und damit die Tüte im Bereich dieser oberen Quernaht beschädigt wird, sondern lediglich deren innere Beschichtung. Das Papier selbst bleibt unversehrt, so daß selbst nach dem Öffnen und damit Aufreißen dieser oberen Quernaht ein erneutes Wiederverschliessen durch Einschlagen des vorgefertigten, mehrfachen Umschlages im oberen Bereich wieder möglich ist, da das Papier nicht vollständig durchgerissen ist.
  • Zu diesem Zweck wird auch die oberhalb des Füllgutes vorhandene Quernaht zickzackförmig ausgebildet, indem die Sonotrode und/oder der als Gegenhalter wirkende Amboß eine solche Zickzack-Form aufweisen. Die Zacken weisen dabei bei der stehenden Tüte nach oben bzw. unten, und sollten möglichst spitz, vorzugsweise mit einem Zwischenwinkel von weniger als 100°, vorzugsweise weniger als 70°, ausgebildet sein. Da das Aufreißen durch Auseinanderziehen von oben her erfolgt, wird hierdurch ein flächiges Aufreißen von den oberen Zacken her beginnend und nur in dem innen liegenden Beschichtungsmaterial gefördert, ohne daß als Trägermaterial fungierende Papier durchzureißen.
  • Das Fixieren des mehrfachen Einschlages in dieselbe Richtung, vor allem an dessen Randbereichen, der dadurch - abhängig von der Anzahl der Einschläge - ein mehrfaches von vier Lagen umfaßt, geschieht dabei vorzugsweise wiederum mittels Ultraschall, da hierbei trotz der Vielzahl der vorhandenen Papierlagen aufgrund der einstellbaren Tiefenwirkung eine Versiegelung im gewünschten Tiefenbereich möglich ist.
  • Das Ziel besteht darin, den mehrfachen Einschlag am oberen Ende der Tüte durch Verbindung der jeweiligen Außenbeschichtungen des Tütenschlauches zu fixieren, während die darunterliegende, unmittelbar über dem Füllgut angeordnete, Quernaht nur mittels der Innenbeschichtung siegeln soll. Um dies zu erreichen, kann unterstützend zur Regelung der Ultraschall-Beaufschlagung im Hinblick auf die Tiefenwirkung auch der Bereich oberhalb der innensiegelnden Quernaht mit einer anderen Außenbeschichtung und/oder anderen Innenbeschichtung ausgestattet werden als der darunter liegende Bereich, und damit der Bereich, in dem diese innensiegelnde Quernaht liegt. das in Längsrichtung des Tütenschlauches selektive Aufbringen unterschiedlicher Beschichtungen ist bei der Herstellung des Tütenschlauches aus dem von der Rolle abgenommenen Material durch entsprechende Steuerung problemlos möglich, ebenso wie auch ein entsprechendes Etikett für die Tüte bereits nach dem Herstellen des Tütenschlauches, aber in der Regel noch vor dem Schneiden der einzelnen Tüten aufgebracht wird. Dieses Etikett ist vorzugsweise wenigstens teilweise abziehbar und dient nach dem Öffnen und provisorischen Wiederverschließen durch Nachvollziehen des oberen mehrfachen Einschlages zur zusätzlichen Fixierung.
  • Durch selektive Verwendung unterschiedlicher Beschichtungen, eventuell auch desselben Beschichtungsmateriales jedoch in unterschiedlicher Dicke etc. kann erreicht werden, daß die Quernaht unmittelbar oberhalb des Füllgutes nur mit der Innenbeschichtung haftet bzw. klebt, die darüberliegenden Siegelungen des Einschlages am oberen Ende dagegen nur mit den Außenbeschichtungen. Zu diesem Zweck müßte im unteren Bereich die Schmelztemperatur bzw. Teigtemperatur der Innenbeschichtung deutlich höher liegen als die der Außenbeschichtung, während im oberen Bereich gerade das Umgekehrte gelten muß.
  • Als besonders günstige Kombination hat sich dabei die Verwendung eines Papiers für die Tüte mit einem Gewicht von 60-80 g/m2 erwiesen, welches auf der Innenseite mit Polyethylen, und auf der Außenseite mit Polypropylen beschichtet ist.
  • Bevorzugte Schichtdicken sind dabei 20 µm Polyethylen auf der Innenseite und 15 - 20 µm Polypropylen auf der Außenseite des späteren Tütenschlauches, wobei als Polyethylen auf der Innenseite vorzugsweise sogenanntes Low-Density-Polyethylen verwendet wird, welches dann nur noch eine Schichtdicke von etwa 15 µm aufweist. Bei dieser Wahl ist vorzugsweise auch ein niedriges Papiergewicht von nur noch etwa um die 60 g/m2 zu bevorzugen.
  • Bei einem derartigen Material wird mit Ultraschall im Bereich von etwa 40 KHz gearbeitet. Bei meist schmaler, fast linienförmiger Ausbildung der Kontaktflächen der Sonotroden mit einer Breite der Kontaktfläche von 1 bis 5 mm sollte die Länge der Kontaktflächen der Sonotroden dabei 150 mm nicht überschreiten. Anstelle einer balkenförmegen Ausbildung der Sonotrode bietet auch unter diesem Gesichtspunkt eine schmale, zickzackförmige Gestaltung Vorteile.
  • Sind größere Flächen bzw. Längen der Sonotroden erforderlich, muß die Frequenz bis auf etwa 20 KHz erniedrigt werden, wobei dann die maximale Länge der Sonotroden bis etwa 300 mm betragen darf. Da jedoch dann gleichzeitig gewisse Mindestlängen eingehalten werden müssen, führt dies unter Umständen zum Einsatz von Ultraschall unterschiedlicher Wellenlängen und somit unterschiedlicher Generiersysteme, was den baulichen Aufwand und insbesondere den Steuerungsaufwand zusätzlich erhöht.
  • Zusätzlich können die Sonotroden auch gekühlt, z.B. flüssigkeitsgekühlt oder mittels Preßluft auf Raumtemperatur gekühlt, sein, wodurch die Steuerung des Siegelvorganges verbessert werden kann.
  • Denn für die Steuerung, insbesondere für die verwendete Energiedichte, ist insbesondere auch die jeweilige Umgebungstemperatur und damit die vor der Ultraschallbehandlung vorhandene Materialtemperatur der Tüte bzw. ihrer Beschichtungen zu berücksichtigen. Bei konstanter Temperatur der Sonotroden können daher keine mangelhaften Verarbeitungsergebnisse, wie sie bisher beim Heißsiegeln üblich sind, auftreten:
  • Denn beim Heißsiegeln werden die Siegelbacken mit konstanter Stromzufuhr beaufschlagt und ständig aufgeheizt. Die von den Siegelbacken im Tütenmaterial erzeugte Siegeltemperatur ist jedoch von einer Reihe zusätzlicher Faktoren beeinflußt, beispielsweise der Taktzeit der Siegelungen, da ja bei jedem Versiegelungsvorgang eine Energieentnahme aus dem Siegelbacken stattfindet. Kommt es daher zu einer Beschleunigung oder Verzögerung des Taktes, beispielsweise einem ausfallbedingten, kurzen Stillstand der Siegeleinrichtung, so ist danach die Temperatur an der Siegelstelle eine wesentlich andere, z. B. höhere als beabsichtigt. Umgekehrt ist es bei Anlauf der Anlage zu Schichtbeginn, da dann die Umgebungstemperatur und damit die Temperatur des Papiermaterials noch sehr niedrig ist, während nach einer gewissen Betriebszahl der Vielzeit aufgrund der im Einsatz befindlicher, ständig beheizter Siegelbacken die Umgebungstemperatur an den Siegelbereichen sehr viel höher ist.
  • Die erfindungsgemäßen Tüten werden insbesondere für das Abpacken von Einzelprodukten, die eine geringe Formbeständigkeit haben, insbesondere von gestapelten Einzelprodukten verwendet.
  • Dabei wird die Verpackungstüte nicht nur von Saugern an allen vier Seitenwänden offengehalten, sondern zusätzlich werden die oberen, offenen Ränder der Tüte durch längsseitige sowie stirnseitige Halteklappen, die von außen oben her in die Tüte teilweise einschwenken, offengehalten, und stellen gleichzeitig Gleitflächen für die abzusenkenden Einzelprodukt-Stapel dar.
  • Dadurch kann die Anzahl der bei einem Füllvorgang einzubringenden Stapel entsprechend der monentan zu befüllenden Verpackungtüten verändert werden.
  • Im folgenden wird der Gesamtablauf, teilweise anhand der Figuren, beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen
    • Figuren 1:
    Querschnittsdarstellungen durch den zu erzeugenden, endlosen Tütenschlauch,
    Figuren 2:
    den geschnittenen Tütenschlauch beim Versehen mit Quernähten,
    Figuren 3:
    die Ausformung des Bodenbereiches im Querschnitt,
    Figuren 4:
    die Verstärkung und Befestigung des Bodenbereiches,
    Figuren 5:
    das Verschließen der gefüllten Tüte und
    Figur 6:
    das Verschluss-Siegeln der Tüte.
  • Die in den Figuren dargestellten einzelnen Arbeitssituationen werden nachfolgend anhand des Gesamtablaufes bei der Herstellung, dem Befüllen und dem Verschließen der Verpackungstüten, beschrieben:
    • Endloser Tütenschlauch:
  • Zunächst wird - nach an sich bekanntem Verfahren - aus dem in der Regel auf Rolle vorliegenden Flächenmaterial, meist beschichtetem Papier, ein im Prinzig endloser Tütenschlauch erstellt.
  • Zu diesem Zweck wird das bandförmige Flächenmaterial, im Folgenden einfacher als Papier 2 bezeichnet, knapp oberhalb oder unterhalb eines Formbleches 36 entlanggeführt, welches nur etwa halb so breit ist wie der von der Rolle kommende Streifen aus Papier 2. Die seitlich überstehenden Randbereiche des Papiers werden mittels entsprechender Leitvorrichtungen, Leitbleche etc. umgeschlagen, so daß das Formblech vollständig von Papier umhüllt ist und letzteres in einem Bereich überlappt, um in diesem überlappten Bereich 20 eine Längsnaht 19 durch Verbindung der äußeren Randbereiche des Papierstreifens miteinander herstellen zu können. Die Herstellung dieser Längsnaht 19 ist in den Figuren 1 dargestellt:
  • Dabei überlappen die Randbereiche des Papierstreifens nicht nur einfach, sondern einer der Randbereiche wird U-förmig gekröpft und liegt damit zweilagig vor. Dieser zweilagige Bereich des einen Papierrandes wird vom anderen Papierrand überlappt. In diesem überlappten Bereich 20 wird der fortlaufend lotrecht zur Ebene der Figuren 1 bewegte Tütenschlauch mittels einer in Richtung der Längsnaht 19 liegenden stillstehenden beheizten Siegelbacke 23 soweit erwärmt und gleichzeitig angedrückt, daß die inneren Beschichtungen 4 des Papiers 2, welche aus heißsiegelfähigen Kunststoffen bestehen, soweit erwärmt werden, daß sie teigig bzw. flüssig werden und miteinander verkleben. Um eine Beschädigung der sichtbaren äußeren Beschichtung 3 der in diesem überlappten Bereich 20 außen liegenden Lage 27 des Papiers 2 durch das Hindurchziehen unter der stehenden Siegelbacke 23 zu vermeiden, wird die Siegelbacke 23 nicht direkt, sondern unter Zwischenlage eines Teflonbandes 37 angelegt, und der Druck so reguliert, daß zwar ein ausreichender Wärmeübergang für das Bewirken der Verklebung gegeben ist, jedoch keine so große Gleitreibung zwischen der außenliegenden Beschichtung des Papiers 2 und dem Teflonband 37, daß diese Beschichtung beschädigt wird.
  • Die U-förmige Einschlagung des innenliegenden Papierrandes bei der Längsnaht 19 dient zum Erhöhen der Sicherheit der Verklebung, da durch die zusätzlichen Papierlagen eine leichte Erhöhung im Bereich der Längsnaht 19 gegenüber den übrigen Bereichen auf der gleichen Seite des Formbleches 36 gegeben ist. Die anpressende Siegelbacke 23 ist dabei maximal so breit wie der U-förmig gefaltete, überlappende Bereich 20 der Längsnaht 19. Die außenliegende Kante der Papierbahn steht jedoch über diesen überlappenden Bereich 20 etwas über, und bildet einen überstehenden Randbereich 21, um die eigentliche Längsnaht 19 optisch abzudecken.
  • Dieser überstehende Randbereich wird jedoch beim Stand der Technik - da er nicht im Bereich der Siegelbacke 23 liegt - nicht verklebt und ist daher lose abstehend, kann somit hochgezogen und beschädigt werden, und ist selbst bei einem nur einfachen Umknicken deutlich sichtbar aufgrund der dann sichtbaren Innenseite des Papiers 2 bzw. der innenliegenden Beschichtung 4, die i.d.R. eine andere Farbe aufweist als die äußere Beschichtung 3. Zwar sind die Beschichtungen selbst i.d.R. farblos, auf der Außenseite des Papier 2 ist jedoch unter der äußeren Beschichtung 3 zunächst die gewünschte Außenfarbe und der Aufdruck der Verpackungstüte 1 angeordnet.
  • Um dies zu vermeiden, wird auch der überstehende Randbereich 21 der außenliegenden Lage 27 im Bereich der Längsnaht 19 mit dem darunterliegenden Tütenschlauch 7 verklebt.
  • Zu diesem Zweck wird der überstehende Randbereich 21 zunächst mittels eines - ebenso wie die Siegelbacke 23 - feststehenden Leitkeiles 38 auf Abstand zum darunterliegenden Papier 2 des Tütenschlauches 7 gebracht und in diesen Zwischenraum mittels eines Heizgebläses 39 Heißluft eingeblasen, so daß wenigstens die innere Beschichtung 4 des überstehenden Randbereiches 21 und die darunterliegende äußere Beschichtung 3 des Tütenschlauches 7 soweit erwärmt sind, daß bei einem nachfolgenden Andrücken dieser beiden Beschichtungen gegeneinander mittels einer Anpreßrolle 40 oder ähnlichem - wie in Figur 1b dargestellt - eine Verklebung des überstehenden Randbereiches 21 erfolgt.
  • Nach dem Ablaufen vom Formblech 36 steht damit ein endloser, im Querschnitt geschlossener, Tütenschlauch 7 zur Verfügung. Dieser wird durch ebenfalls an sich bekannte Vorrichtungen an seinen Seitenteilen 6, also von den Außenkanten 22 des Tütenschlauches 7 her, jeweils einfach nach innen eingeschlagen, so daß der Abstand der Seitenkanten 22 zueinander verringert wird, und in den Außenbereichen des Tütenschlauches 7 das Papier aufgrund der E-förmigen Einfaltung vierlagig liegt, wie besser in den Figuren 2 zu erkennen.
  • Dies kann auch bereits bereits vor dem Herstellen der Längsnht 19 geschehen, wobei dann jedoch das Formblech 36 an seinen schmalen Längsseiten eine Nut - in Fig. 1b gestrichelte - zur Aufnahme der E-förmigen Einfaltung haben sollte.
    • Herstellung der einzelnen Verpackungstüten:
  • Nach dem eventuell notwendigen, in Längsrichtung selektiven, inneren und/oder äusseren Beschichten, Labeln und Schneiden des endlosen Tütenschlauches 7 auf die gewünschte Länge der Verpackungstüten 1 werden diese mittels eines geeigneten Transportbandes 41 etc. zu den folgenden Bearbeitungsstationen weitertransportiert.
  • Wie in den Figuren 2 dargestellt, werden diverse Siegelnähte, die im wesentlichen quer verlaufen, erstellt, um einen nach Möglichkeit staubdichten und - je nach Beschichtungsmaterial oder verwendetem Flächenmaterial - sogar flüssigkeitsdichten unteren Abschluß der späteren Verpackungstüte 1 zu erzeugen.
  • Zu diesem Zweck werden - gemäß Figur 2a - zunächst die seitlich schräg zu den Rändern der flachgefalteten Tüte 1 verlaufenden K-Nähte 10 aufgebracht.
  • Anschliessend wird - gemäß Figur 2b - die parallel zur unteren Endkante verlaufende, von einer Außenkante 22 zur anderen Außenkante 22' durchgehende, doppelt gesiegelte K-Quernaht 9 mittels eines Heißsiegelbackens 23' von der einen Seite, und anschließend - gemäß Figur 2c - mittels eines weiteren Heißsiegelbackens 23'' von der andern Seite der Tüte her erzeugt. Die doppelte Ausführung dieser quer verlaufenden K-Quernaht 9 erhöht nicht nur die Verklebungssicherheit im mittleren Bereich, sondern bewirkt mittels eines bei der Erstellung der schrägen K-Nähte 10 von den Seiten her eingeschobenen Zwischenbleches 42 auch, daß in den vierlagigen Randbereichen 31 die K-Nähte 10 jeweils nur die beiden obersten Lagen des Papiers 2 mittels deren gegeneinander liegender, innerer Beschichtungen 4 miteinander verklebt. Siegelung von jeder der beiden Seiten her
  • Die beiden mittleren Lagen werden dabei mittels ihrer äußeren Beschichtung 4 nicht miteinander verklebt, im Gegensatz zur quer verlaufenden K-Quernaht 9, die in dem Randbereich 31 alle vier Lagen, und damit auch die beiden mittleren Lagen gegeneinander, fest verbindet.
  • Die K-Naht 9 wird dabei nicht ganz nahe am unteren Ende der Tüte 1 gelegt, sondern in einem solchen Abstand, daß die durch die K-Naht 9 erzeugte, überstehende Finne 8 in Längsrichtung des Tütenschlauches 7 eine Erstreckung aufweist, die etwa der Hälfte der späteren Breite der Tüte entspricht. Das freie Ende der Finne 8 wird zuletzt mittels einer weiteren Siegelbacke 23''' mit einer weiteren endseitigen Quernaht 18 einfach gesiegelt, wodurch allerdings kein sicheres, dichtes Verschließen aller Lagen des flachen Tütenschlauches 7 gegeneinander gewährleistet ist, jedoch eine soweit feste Verbindung, um das spätere Handhaben dieser Finne 8 zu erleichtern.
    • Ausformung des Tütenbodens:
  • Die so erstellten Verpackungstüten 1 werden anschließend durch geeignete Handhabungseinrichtungen, vorzugsweise mittels Saugnäpfen 28 und vorzugsweise bereits in der richtigen, senkrechten Lage, geöffnet, indem die Saugnäpfe 28, 28' an den gegenüberliegenden Seitenteilen 6 außen angreifen, und diese auseinander bewegen, wodurch die Verpackungstüte 1 in den geöffneten Zustand übereht. Vom Tütenboden 15 steht dabei die Finne 8 mittig nach unten ab mit einer Länge, die etwa der halben Breite des Tütenbodens 15 entspricht.
  • Gleichzeitig wird von der oberen, offenen Seite her in die Verpackungstüte 1 eine vertikal bewegliche Mechanik eingeführt, an welcher ein mehrteiliger Bodenformstempel 11 über ein Scherengestänge 1 befestigt ist. Die beiden Teile 11a, 11b des Bodenformstempels 11 weisen zwar eine Länge entsprechend der Länge der Bodenlängskanten 16 des Tütenbodens 15 auf (oder können bis auf diese Länge teleskopartig ausgefahren werden), ergeben jedoch zusammen eine wesentlich geringere Breite als die Breite 5 des Tütenbodens 15.
  • Die beiden Teile 11a, 11b sind beim Einführen in die Tüte 1 jeweils gelenkig am Ende einer Strebe 43a, 43b des Scherengestänges 43 angeordnet, dessen Zwischenwinkel 44 beim Einführen des Bodenformstempels 11 in die Tüte relativ gering ist, um das Einführen des Bodenformstempels 11 bis gegen den Tütenboden 15 zu erleichtern. Anschliessend wird dieser Zwischenwinkel vergrössert. indem der an der Mechanik angeordnete Hydraulikzylinder die an der Mechanik gelagerten Streben 43a, b auseinanderdrückt, bis die daran befestigten Teile 11a, b des Bodenformstempels die Aussenkanten des Tüteninnenraumes erreicht haben.
  • Die beiden Teile 11a, 11b des Bodenformstempels 11 weisen dabei entlang ihrer außenliegenden, unteren, gegen den Tütenboden 15 gerichteten Längskanten erhabene Falzkanten 13a, 13b auf. Kurz vor Erreichen des Tütenbodens 15 werden durch Vergrößerung des Zwischenwinkels 44 die Teile 11a, 11b des Bodenformstempels 11 soweit auf Abstand gebracht, daß die Falzkanten 13a, 13b an den Rückseiten der Bodenlängskanten 16 anlegen und in dieser Position gehalten werden, mit Hilfe einer den Bodenformstempel 11 einschließlich des Scherengestänges 43 abstützenden Einrichtung.
  • Wie in Figur 3b dargestellt, werden nun von der Unterseite des Tütenbodens 15 her Bodenformkulissen 12a, 12b gegen die Teile 11a, 11b des Bodenformstempels 11 angenähert und der Tütenboden 15 dazwischen verpreßt. Dabei weisen die Bodenformkulissen 12a, 12b Vertiefungen 14a, 14b entsprechend den erhabenen Falzkanten 13a, 13b auf, so daß durch diesen Preßvorgang vor allem die Längskanten 16 des Tütenbodens 15 eine beständige Formgebung erhalten.
  • Dies wird zusätzlich dadurch unterstützt, daß dabei die Tüte 1 im Bereich ihres Tütenbodens 15 einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, indem vor und während dieser Vorgänge das Papier 2, mindestens jedoch dessen äußere Beschichtung 3, mittels Heizgebläsen 39', 39'' mit entsprechend hoch temperierter Warmluft von beaufschlagt wird, so daß wenigstens die äußere Beschichtung leicht plastisch wird.
  • Nach Entfernen des Bodenformstempels 11 sowie der Bodenformkulisse 12, was vorzugsweise nach einem teilweise Wiedererkalten des Papieres 2 stattfindet, hat die Tüte einen exakt geformten Tütenboden 15.
    • Stabilisierung des Tütenbodens 15:
  • Dieser wird zusätzlich stabilisiert, indem - wie in den Figuren 4 dargestellt - die Tüte 1 durch die beidseits ansetzenden Saugnäpfe 28 auseinandergehalten und die von der Mitte des Tütenbodens 15 nach unten ragende Finne 8 mittels eines geeigneten Schwenkhebels 45, welcher etwa unterhalb der Finne 8 schwenkbar gelagert ist, umgeklappt wird, bis die Finne 8 parallel und in Anlage unter der einen Hälfe des Tütenbodens 15 zu liegen kommt, sodaß eine im wesentlichen ebene Aufstandsfläche der Tüte entsteht.. Dabei liegt die Längskante 32 des freien Endes der Finne 8 nur noch geringfügig von der einen Bodenlängskante 16 des Tütenbodens 15 entfernt.
  • Um die Finne 8 in dieser umgeklappten Lage mit dem Tütenboden 15 zu verbinden und dadurch den gesamten Tütenboden zu stabilisieren, erfolgt eine Verschweissung der umgelegten Finne 8 mit der einen Hälfte des Tütenbodens mittels Ultraschall, indem Ultraschall-Siegelbacken 53, 53' von unten her gegen die Finne 8 gepreßt werden. Als Gegenhalter dienen dabei ins Innere der Tüte 1 eingeführte Gegenhalter 17a, 17b, die wie der Bodenformstempel 11a, 11b an einem analogen Scherengestänge 43a, 43b befestigt sind. Diese Gegenhalter 17a, 17b können deshalb in einem relativ gegeneinander angenäherten Zustand von oben her in die offene Tüte 1 eingeführt werden, und werden erst durch Vergrößerung des Zwischenwinkels zwischen den Scherenarmen 43a, 43b beim Erreichen des Tütenbodens soweit auseinanderbewegt, daß sie auf der Innenseite des Bodens 15 und der Innenseite der Bodenlängskanten 16 der Tüte 1 anliegen und die notwendige Gegenkraft für die Ultraschallsiegelbacken 53, 53' aufbringen.
  • Zu diesem Zweck überlappen sich die Gegenhalter 17a, 17b auch im auseinanderbewegten Zustand noch etwas, wobei der eine Gegenhalter 17b eine direkt am Tütenboden 15 anliegende Unterseite 46 aufweist, die in der Querschnittsdarstellung wenigstens den Abmessungen der umgelegten Finne 8 entspricht.
  • Die Ultraschallsiegelbacken 53, 53' werden dabei mit etwa 30 bis 40 kg Anpreßkraft gegen die Tüte 1 geführt. Die Ultraschallsiegelbacken 53 setzen an der umgelegten Finne 8 an deren Seitenkanten an, in der die Finne aufgrund der seitlichen Einschlagung nach innen vierlagig ist. Mittels Ultraschall ist hier dennoch eine Versiegelung zumindest der untersten, dem Boden 15 nächstliegenden Lage der Finne 8 mit dem Boden 15 möglich.
  • Demgegenüber versiegelt die Ultraschallsiegelbacke 53' einen Teil der Längskante 32 am freien Ende der Finne 8, und zwar nur in deren mittleren Bereich, in dem die Finne 8 nur zweilagig ausgebildet ist, so daß dort die Versiegelung mittels Ultraschall mit anderen Einstellparametern durchzuführen ist.
    • Befüllung der Tüten:
  • Dabei wird - wie in Fig. 5a zu erkennen - die Verpackungstüte 1 durch an den Seitenwänden anliegende Saugnäpfe 28 offengehalten, und zusätzlich durch längsseitige und stirnseitige Halteklappen 29, 30, die im Querschnitt gekrümmt ausgebildet sind, und um eine Schwenkachse außerhalb der Verpackungstüte 1 in der Nähe deren oberen, freien Randes so verschwenkbar sind, daß im eingeschwenkten Zustand die Halteklappe sich über den entsprechenden oberen Rand der offenen Verpackungstüte 1 sich geringfügig in das Innere der Tüte hineinerstreckt, und dadurch den freien Rand der Tüte vor Beschädigungen schützt. Gleichzeitig werden durch die gebogene Außenfläche der Halteklappen 29, 30, die zusätzlich in das Innere der Verpackungstüte 1 hineinweisen, geringfügig fehlgeleitete Füllgüter noch in das Innere der Tüte 1 geführt.
    • Verschließen der gefüllten Tüte:
  • Die Füllung der Tüten 1 erfolgt bei weitem nicht bis zum oberen, offenen Rand, da der Überstand der Tüte 1 über der Füllung zum Verschließen der Tüte 1 dient. Zu diesem Zweck ist der Überstand wieder in den flach gefalteten, mit den Seitenteilen 6 nach innen geschlagenen Zustand wie beim Herstellen des Tütenschlauches 7 gebracht worden, so daß ein Giebel 54 als Übergang zwischen dem gefüllten Bereich und dem überstehenden Bereich erzeugt werden muß.
  • Dies geschieht - wie in Fig. 5c zu erkennen - indem knapp oberhalb der Füllung an den Seitenteilen 6 der Verpackungstüte 1 Schwenkbleche 25 nahe und parallel an die Seitenteile 6 herangebracht werden, deren oberes Ende die beabsichtigte Giebelform aufweist und die um eine parallel zum Tütenboden 15 verlaufende Schwenkachse so verschwenkbar sind, daß sich ihr oberes, gibelförmiges Ende in das Innere der Tüte hineinbewegt und dadurch das Seitenteil 6 giebelförmig nach innen faltet. Um dabei Verwerfungen, Faltungen und ähnliche unerwünschte Ausformungen der Seitenteile 6 zu vermeiden, weisen die Schwenkbleche 25 gegen die Seitenteile 6 gerichtete Saugeinrichtungen 26 auf, um ein definiertes Einfalten dieser Seitenteile zu gewährleisten. Zusätzlich kann die Tüte währenddessen nach wie vor durch weitere, anliegende Saugnäpfe 28 sowie auch an den Längsaussenflächen anliegende Stabilisierungsbleche - mit oder ohne an der Tüte angreifende Saugnäpfe - in einer stabilen Offenlage im Bereich der Füllung gehalten werden.
  • Dadurch kann ein sehr flacher Giebel - bis zu einem Neigungswinkel von nur 20° selbst im aufgehängten Zutsand der Tüte - erreicht werden, was Stauraum spart und di eStapelbarkeit verbessert.
  • Nach dieser Erzeugung des Giebels 54 erfolgt unmittelbar eine Versiegelung am unteren Ende des zusammengefalteten Überstandes 60 der Tüte 1, indem von der einen Seite ein Gegenhalter 59 und von der anderen Seite eine Ultraschallsiegelbacke 58 an diesen Überstand 60 in etwa parallel zum Tütenboden 15 herangeführt und gegeneinander gedrückt werden.
  • Beide Teile erstrecken sich dabei über die gesamte Länge der Tüte 1, wodurch die inneren Beschichtungen 4 der einzelnen Lagen 27 erfolgt, wie in Fig 5e zu erkennen, indem die Ultraschallsiegelbacke 58 und/oder der Gegenhalter 59 zickzackförmig, mit nach oben und unten gerichteten Spitzen ausgebildet sind und/oder die zugeführte Energie sowie andere für die Ultraschallversiegelung einstellbare Parameter wie Einwirkungszeit, Anpreßdruck etc. so geregelt sind, daß im mittleren, zweilagigen Bereich des Überstandes 60 die beiden dort lediglich vorhandenen äußeren Lagen 27a, 27b mit ihren inneren Beschichtungen 4 miteinander mittels Ultraschall verschweißt werden, im Bereich der vierlagigen Randbereiche 31 jedoch nur die beiden äußeren Lagen 27a, 27c sowie 27d, 27b wiederum mittels ihrer inneren Beschichtungen miteinander verbunden werden. Eine Verbindung der beiden mittleren Lagen 27c, 27d mittels der dabei aneinanderliegenden äußeren Beschichtungen 3 findet nicht statt und ist auch nicht erwünscht.
  • Durch diese relativ leichte, aber dennoch dichte Art des Abschlusses der gefüllten Tüte ist einerseits ein unbemerktes Öffnen der Tüte nach dem Verschließvorgang nicht mehr möglich, da hierbei eine leicht zu bemerkende Beschädigung der inneren Beschichtung eintritt. Auf der anderen Seite kann der Käufer der Tüte diese öffnen, ohne die gesamte Tüte 1 in ihrem oberen Bereich schwer zu beschädigen, oder gar zu zerstören. Vielmehr erleidet nur die inneren Beschichtung durch das Aufreißen eine leichte Beschädigung, so daß nach dem ersten Öffnen und Entnehmen eines Teils der Füllung ein Wiederverschließen durch Einrollen des oberen Überstandes und eventuelles Überkleben mit dem auf der Tüte vorhandenen und wenigstens teilweise entfernbaren Ettikett der Tüte leicht möglich ist.
  • Gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Verschließen der Tüte mittels der Ultraschallsiegelbacke 58 werden die eingeschwenkten Schwenkbleche 25 außer Kontakt mit der Tüte 1 gebracht.
  • Anschließend wird - wie in Fig. 6 zu erkennen - der obere Überstand 60 mehrfach in die gleiche Richtung umgeschlagen, und anschließend dieser eingerollte, obere Rand 61 fixiert, indem wiederum im wesentlichen waagerecht wiederum eine Ultraschallsiegelbacke 58' sowie ein Gegenhalter 59' von entgegengesetzten Seiten an den eingerollten, oberen Rand herangeführt werden, und diesen unter Druck mittels Ultraschall fixieren. Dabei werden nicht alle, sondern nur einige, vorzugsweise nur eine der äußeren Beschichtungen gegeneinander verbunden, jedoch nicht über die gesamte Länge des eingerollten Randes 61, sondern ggfs. nur in dessen seitlichen, äußeren Bereichen.
  • Beim Anbringen der Siegelnähte oberhalb der Tütenfüllung bewegen sich vorzugsweise die Siegelbacken58 bzw. 58' sowie die Gegenhalter 59 bzw. 59' mit der dabei weitertransportierten Tüte mit, um die Transportzeit gleichzeitig für das Siegeln zu nutzen.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Herstellen, Füllen und Verschließen einer Verpackungstüte aus einem begrenzt flexiblem Flächenmaterial mit folgenden Verfahrensschritten:
    - bodenseitiges Verschließen des flach, mit seinen die Breite (5) der Tüte (1) bestimmenden Seitenteilen (6) wenigstens einfach nach innen gefalteten, Tütenschlauches (7) unter Bildung einer Finne (8) mittels wenigstens einer quer verlaufenden Naht,
    - Öffnen der Tüte (1) und Einführen eines Bodenformstempels (11) in die Tüte (1) bis auf deren Tütenboden (15) unter Positionierung erhabener Falzkanten (13) des Bodenformstempels (11), wenigstens entlang der Bodenlängskanten (16),
    - Formung des Tütenbodens (15) durch Annähern einer Bodenformkulisse (12) mit den Falzkanten (13) entsprechenden Vertiefungen (14),
    - Verpressen des Tütenbodens (15) zwischen Bodenformstempel (11) und Bodenformkulisse (12) und
    - Umlegen der Finne (8) und Verbindung der Finne mit dem Tütenboden (15) unter Verwendung eines im Inneren der Tüte (1) den Tütenboden (15) abstützenden Gegenhalters (17).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Flächenmaterial (2) wenigstens auf seinen Innenflächen aus heißsiegelfähigem, insbesondere ultraschall-siegelfähigem, Material besteht.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Flächenmaterial eine äußere Beschichtung (3) und eine innere Beschichtung (4) - bezogen auf die spätere Tüte (1) - aufweist, wobei die innere Beschichtung (4) einen niedrigeren Schmelzpunkt als die äußere Beschichtung (3) aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die die Finne (8) bildende, quer verlaufende K-Quernaht (9) durch K-Nähte (10) ergänzt wird, die zu den Seitenteilen (6) und der offenen Stirnseite des Tütenschlauches (7) hin ansteigen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die die K-Naht (10) ergänzende, quer zum Tütenschlauch (7) verlaufende K-Quernaht (9) sich bis zu den Außenkanten (22) des flachen Tütenschlauches (7) erstreckt und im Seitenbereich des Tütenschlauches (7) alle dort vorhandenen, mindestens vier Lagen des Flächenmaterials (2) fest miteinander verbindet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Finne (8) in der Nähe ihres freien Endes durch eine zusätzliche Quernaht (18) verschlossen ist, die sich über die gesamte Breite des Tütenschlauches (7) erstreckt und wenigstens die inneren Beschichtungen (4) des Tütenschlauches gegeneinander fixiert und die Verbindung der umgelegten Finne (8) am Tütenboden (15) entlang der im wesentlichen gesamten schmalseitigen Randbereiche (31) der umgelegten Finne (8) als auch wenigstens entlang eines Teiles der freien Längskante (32) der umgelegten Finne (8) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    bei der Herstellung des Tütenschlauches (7) aus dem Flächenmaterial (2) zusätzlich zum überlappten, dreilagigen Bereich (20) auch der auf der sichtbaren Außenseite überstehende Randbereich (21) mit der darunter befindlichen Lage (27) des Flächenmaterials (2) verbunden wird und bei Erstellung der Längsnaht (19) am überlappten, dreilagigen Bereich (20) durch Erwärmung mittels beheizter Siegelbacken der überstehende Randbereich (21) mittels Heißluft unmittelbar vor Erstellung der Längsnaht (19) erwärmt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Formung des Tütenbodens (15) zwischen dem Bodenformstempel (11) und der Bodenformkulisse (12) unter erhöhter Temperatur wenigstens der einen Beschichtung (3, 4) des Flächenmaterials (2) vorgenommen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    beim Verschließen der Tüte (1) vor dem Einschlagen des freien oberen Endes eine obere Quernaht (24) über die gesamte Breite des flach gefalteten Tütenschlauches (7) oberhalb der Füllung der Tüte (1) so angeordnet wird, daß mittels der Quernaht (24) lediglich die inneren Beschichtungen (4) des Flächenmaterials (2) des Tütenschlauchs (7) miteinander verbunden werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Quernaht (24) zickzackförmig ausgebildet ist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Herstellung der oberen Quernaht (24) nach dem giebelförmigen Einklappen der Seitenteile (6) oberhalb der Füllung ins Innere der Verpackungtüte (1) mittels am oberen Ende etwa giebelförmig ausgebildeter Schwenkbleche (25) vorgenommen wird und die Schwenkbleche (25) wenigstens eine Saugeinrichtung (26) zum Ansaugen des Flächenmaterials (2) der Seitenteile (6) aufweisen.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    wenigstens die Verbindung der umgelegten Finne (8) mit dem Tütenboden (15) sowie die Erstellung der oberen Quernaht (24) durch Verklebung der Beschichtungen (3, 4) des Flächenmaterials (2) gegeneinander mittels Ultraschall geschieht.
  13. Tüte, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Finne (8) eine freie Länge aufweist, die der halben Breite (5) des Tütenbodens (15) entspricht,
    - die Finne (8) an ihrem freien Ende mittels einer zusätzlichen Siegelnaht verschlossen ist,
    - die Finne (8) parallel zum Tütenboden (15) umgeklappt und mit diesem verbunden ist,
    - unmittelbar oberhalb der Füllung die Tüte durch eine Quernaht versiegelt ist, mittels welcher lediglich die inneren Beschichtungen der gegeneinanderliegenden Lagen des Flächenmaterials (2) der Verpackungstüte (1) miteinander verbunden sind.
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