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Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen von gefüllten
Klotzbodenbeuteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschliessen von gefüllten Klotzbodenbeuteln aus heisssiegelfähigem Kunststoff oder einem andern, mit einer siegelfähigen Innenschicht überzogenen Material, bei dem das Beutelende mittels Spreizfingern auseinandergezogen und dabei flach zusammengelegt, dann verschweisst und durch Bildung vonDreieckendlappen das Verschlussende klotzbodenartig angedrückt wird, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. Das Verschliessen von Klotzbodenbeuteln nach dem Füllen bereitet Schwierigkeiten.
Man hat daher auch bereits Vorrichtungen vorgeschlagen, die aus Spreizfingern bestehen, die man in die Beutelöffnung einführt und voneinander wegbewegt, so dass die obere Öffnung des gefüllten Beutels in die flache Verschlussstellung versetzt wird, worauf man dann nach dem Herausziehen der Spreizfinger den gesamten oberen Verschlussrand, der in der Längsrichtung des Beutels verläuft, durch Heisssiegeln mit beheizten Pressbacken oder Druckrollen in der gesamten Länge des flachezogenen Beutelrandes verschliesst.
Es besteht der Nachteil, dass sich der Beutelrand im Anschluss an das Herausziehen der Spreizfinger wieder leicht öffnet, oder sich Wellungen bilden, so dass beim Heisssiegeln Falten entstehen, die zu Undichtigkeiten fuhren.
Man kannte auch bereits saugröhrchen, mit denen der Beutelinhalt luftleer gemacht oder mit Gasen gefüllt werden konnte. Mit diesen bekannten Evakuiervorrichtungen liess sich jedoch das Beutelende zum Heisssiegeln nicht spannen, sondern man drückte mit Gummipressbacken bei noch im Beutelende verbleibenden Saugröhrchen das Beutelende zusammen und zog dann erst die Röhrchen heraus. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass. das Verschweissen bzw. Versiegeln der zusammengelegten Beutelwände nur zwischen den während des Schweissens im Beutelende verbleibenden Spreizfingern erfolgt und dass die spitzen Enden der Dreieckendlappen zur Vorbereitung einer Entnahmeöffnung abgeschnitten und die stumpfen Enden getrennt durch Verschweissen verschlossen werden.
Es ergibt sich hiedurch der Vorteil, dass durch die im Beutelrand verbleibenden Spreizfinger der Beutelrand während des Siegelvorganges straff gezogen bleibt, so dass sich ein sehr gut abdichtender Heisssiegelverschluss mit an sich bekannten Heisssiegelbacken od. dgl. ergibt. Die Spreizfinger können dadurch, dass sie während des Siegelvorganges in noch neuartiger Weise im Beutel verbleiben, einen weiteren Zweck erfüllen, der sich zusätzlich noch einstellt. Die Spreizfinger kann man nämlich zum an sich bekannten Begasen oder zum Entziehen der Luft im Beutelinnere verwenden, was für Spreizfinger noch neu ist.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch bedingt, dass sich die Öffnung der beim Heisssiegeln im VerscUussrand verbleibenden Spreizfinger in einem später abzuschneidenden Bereich der Dreieckendlappen befinden. Im Zusammenhang mit diesem Kürzen der Dreieckendlappen und dem gesonderten Versiegeln der stumpfen Endlappen wird bei der laufenden Fabrikation ohne besondere Arbeitsverrichtungen zusätzlich eine Ent- nahmeöffnung geschaffen.
Eine Beutelecke kann ohne besondere Hilfsmittel bequem dadurch geöffnet werden, dass mandleBeu- telschlauch- Längsnaht und die obere Querschlussnaht jeweils im Anschluss an den stumpfen Endlappen erfasst und diese Siegelnaht auseinanderzieht. Nach dem Loslassen der Verschlussränder kehrt der stumpfe Endlappen wieder in die ursprüngliche Lage zurück, so dass bei nicht vollständiger Entnahme des Beutelinhaltes dieser gegen Verschmutzungsgefahr von aussen aus geschützt ist. Durch die Öffnung des Beutels
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an einer Ecke wird man eine Ausgussöffnung für Flüssigkeiten, Pulver usw. schaffen, oder man kann hier ein Entnahmeröhrchen zum Austrinken des flüssigen Beutelinhaltes einschieben.
Zur Durchführung des Verfahrens sind im Rahmen der Erfindung beliebige Vorrichtungen verwendbar, so können beispielsweise an dem mit an sich bekannten heb-und senkbaren oder schwenkbaren Spreizfingern versehenen Verschlusskopf ausser den, entsprechend dem freien Abstand zwischen den Spreizfingern
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stumpften Dreiecksendlappen vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung kann man die Spreizfinger und die Siegelbacken um 900 gegeneinander versetzen und an einem auf-und abbewegbaren Traglager anlenken, sowie für die Steuerung der Schwenkbewegung in dem Traglager, einen Stössel mit vertikal verlaufenden Kurven vertikal verschiebbar einsetzen. Der Stössel ist entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbar und mit den Steuerkurven arbeiten jeweils an den oberen Enden der Spreizfinger und Siegelbacken angeordnete Rollen zusammen.
Zweckmässig ist das Traglager der Spreizfinger und der Siegelbacken an einem Führungskörper angesetzt und dieser ist mit einer Gleitrolle an einer Steuerkurve auf-und abbewegbar angeordnet.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Spreizfinger in der Spreizstellung zur Entlastung der mit den Siegelbacken bewirkten Beutel-Quer-Siegelnaht eine durch die Vertikalkurven gesteuerte leichte Bewegung nach innen ausführen,. so dass diese keine Spannung auf die Beutelwandungen ausüben und dabei die Siegelnähte besonders an den äusseren Enden geschont sind.
Hiebei ergeben sich sehr sicher arbeitende Schliessvorrichtungen bei an sich einfachem Aufbau und schnellen Arbeitsbewegungen.
Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, u. zw.
Fig. l Schaubild eines Beutels vor dem Abfüllen, Fig. 2 Schaubild eines gefüllten Beutels mit eingesetzten Spreizfingern und angesetzten Heisssiegelbacken, Fig. 3 Schaubild eines fertig verschlossenen Beutels in
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Beutels in einer weiteren Arbeitsstellung, Fig. 6 Schaubild eines Beutels in der Verschliessstation der stumpfen Ecklappen, Fig. 6a Teilquerschnitt durch eine Verschlussecke eines Beutels, Fig. 7 Querschnitt durch eine Beutelschliessvorrichtung, Fig. 8 Querschnitt durch eine weitere Ausführung einer Leutelschliessvorrichtung,
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9schnitt A-A der Fig. 9 zur Sichtbarmachung der Siegelbacken, Fig. 11 einen der Fig. 10 entsprechenden Längsschnitt in einer andernBetriebsstellung der Siegelbacken, Fig. 12 einen der Fig.
9 entsprechenden Teilschnitt in einer ändern Betriebsstellung, Fig. 13-15 Querschnitte durch das obere Verschlussende eines Beutels in verschiedenen Betriebsstellungen der Siegelbacken, Fig. 16 schematischer Querschnitt durch das obere Beutelende. Fig. 17 Gesamtseitenansicht einer Steuerkurve für einen Verschliesskopf, Fig. 18 einen Verschliesskopf
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eine schaubildliche Darstellung eines Beutels in der Öffnungsstellung.
Für einen Beutel nach der Erfindung werden heisssiegelfähige Kunststoff-Folien oder Papier mit heisssiegelfähiger Beschichtung verwendet, wobei diese Beschichtung sich an der Beutelinnenseite befindet.
Aussen können die Beutel noch zusätzlich einen Lacküberzug od. dgl. aufweisen.
Der Beutel od. dgl. als solcher besteht, wie Fig. 1 zeigt, aus einem Schlauch 1 mit einem unteren Klotzboden 2, der eine durchgehende Längsheisssiegelnaht 3 und an beiden Bodenschmalseiten dreieckförmige Endlappen 4 besitzt, die unten an dem Boden festgelegt werden können. Der Schlauch besitzt an einer oder beiden Längsseiten heissgesiegelte Längsnähte 5. Du, rch die obere Öffnung 6 wird nach der Fertigstellung des Beutels das Füllgut mit an sich beliebigen Füllvorrichtungen eingebracht. Der Verschluss er- folgt in der Weise, dass man mit Spreizfingern 7, von flachen oder runden Querschnitt, die man an den beiden Schmalseiten der Beutelöffnung ansetzt, diese in der Längsrichtung soweit auseinanderzieht, bis die Längsseiten der Beutelöffnung flach aneinander liegen.
Diese beiden Längsseiten 8 werden dann miteinander durch Heisssiegeln verbunden, was man zweckmässig durch gegenseitiges Andrücken von Heisssiegebacken 9 zwischen den Spreizfingern 7 erreichen kann (Fig. 2). In Grösse der Spreizfinger 7 verbleiben Öffnungen, welche nicht mitgesiegelt werden. Durch diese Öffnungen kann man den Beutelinhalt beim Abfüllen entlüften oder es besteht auch die Möglichkeit, geeignete Gase od. dgl. während oder nach dem Füllvorgang in den Beutel einzuführen.
Die Spreizfinger 7 kann man gegebenenfalls auch zur Verminderung des Reibungswiderstandes beim Herausziehen nach unten zu konisch verkleinern oder als Röhrchen ausbilden, um durch diese die Luft abzusaugen, oder um Gase od. dgl. einzuführen, (vgl. Fig. 18). Ma. n} (ann auch in einem Spreizfingerröhrchen Luft absaugen und in dem andern Gase einleiten. Zum Zwecke der Sterilhaltung kann man durch das
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Röhrchen die gesamte Luft absaugen. Dabei werden die Beutelverschlussteile durch den Unterdruck fest an die Röhrchen und gegenseitig im Bereich der Abschlussnaht aneinandergedrückt.
Nach dem Heisssiegeln der Verschlusslappen 8 und Herausziehen der Spreizfinger aus dem Beutel werden die Verschlusslappen in einer gesonderten Arbeitsstation unter einem Leitblech 20 hindurchgeführt, mit dem die Verschlusslappen 8 flach auf den Oberboden der Beutel gelegt werden (Fig. 3).
Die von den Spreizfingern 7 belassenen Öffnungen befinden sich im Bereich der abzutrennenden Bodenendlappen 11. Es ist nämlich beabsichtigt, nicht die gesamten dreieckrmigenBodenend1appen an den oberen Verschlussboden des Beutels zu belassen, sondern die Endzipfel 11 werden, wie Fig. 4 zeigt, abgeschnitten und an dem Beutel verbleiben nur stumpfe trapezförmige Lappen 12. In dem Bereich der abzuschneidenden Zipfel 11 liegen die seitlichen Öffnungen 10 und die Grösse dieser Öffnungen wird durch die Breite der Spreizfinger 7 bestimmt.
Das Abschneiden der Endzipfel kann in einer besonderen Arbeitsstation mit Messern od. dgl. 21 bzw. 22 erfolgen.
Die trapezfärmigen Endlappen 12 müssen nach dem Versiegeln des Beutelrandes 8 und nach Abschneiden der Lappen 11 in einem gesonderten Arbeitsgang ebenfalls durch Heisssiegeln verschlossen werden.
Dieses Heisssiegeln der Lappen 12 kann beispielsweise in einer besonderen Siegeltrommel durchgeführt werden.
Zweckmässig stellt man, wie Fig. 5 zeigt, die stumpfen Endlappen 12 mit Formblechen 23 senkrecht nach oben, worauf mit Siegelbacken 24 bzw. 25 ein Verschliessen der stumpfen Endlappen 12 erfolgt (Fig. 6).
Beim Eindrücken einer Quernut 12a mit den Siegelbacken 24 bzw. 25 ergibt sich ein sehr dichter Beutelabschluss, wie dies Fig. 6a in einem vergrösserten Schnitt durch eine obere Ecke zeigt.
Es ist auch denkbar, einem Formkörper 13 zwischen die senkrecht gestellten Endlappen 12 einzusetzen, um dann zwischen Doppelleisten 14a mit Schweissleisten 15 die Endlappen 12 in Form eines schmalen Streifens zu verschweissen (Fig. 7).
Die Fig. 8 zeigt eine Verschliessvorrichtung, bei welcher der Beutel 1 in einen Aufnahmekasten 17 eingesetzt wird, der oben an der Längsseite der langen Seite des Beutels entsprechende Klappen aufweist, d. h. diese Klappen entsprechen der Beutelbreite. Man kann mit diesen nach innen umgelegten Klappen einen Beutel nach Fig. 1 verschliessen, indem man die Kiappen 18 in Richtung der Pfeile nach innen schlägt, wobei die Längsseiten 8 der oberen Beutelöffnung zwischen den Klappenrändern 18a nach oben abstehen. Man kann diese Klappen 18 an den Rändern 18a heizbar gestalten, so dass man dann die Beutelverschlussränder 8 gleichzeitig miteinander heisssiegeln kann.
Die Verschliessvorrichtung 1) esteht nach Fig. 9 aus einem Führungskörper 101, der in vertikaler Richtung verschiebbar auf einen FUhrungsbolzen 102 aufgesetzt ist.
Unten ist der Führungskörper 101 an eine Druckfeder 103 angelegt, die an das am Bolzen sitzende feste Widerlager 104 angrenzt. Am oberen Ende befindet sich an der einen Seite eine Führungsrolle 105, welche mit einer Steuerkurve 106 zusammen arbeitet. Mit dieser Steuerkurve 106 kann über die Laufrolle 105 der FUhrungskörper 101 senkrecht auf-und abbewegt werden.
An dem Führungskörper 101 ist mit einem Tragarm 107 ein Traglager 108 angesetzt. In diesem ist ein Stössel 109 vertikal entgegen der Wirkung einer Feder 110 verschiebbar. Diese Auf-und Abbewegung des Stössels 109 erfolgt über eine Laufrolle 111 mit einer Steuerkurve 112.
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der Stössel besitzt in der andern Ebene (Fig. 12) unter Ausnehmungen 114 und über einem geraden Mittelstück die oberen leichten Ausnehmungen 115 (Fig. 12).
An dem Traglager 1Q8 sind jeweils bei 115 Dreharme 117 angelenkt, welche mit Rollen an den Kurven 113-115 geführt werden. An den Dreharmen 117 sind Spreizfinger 119 befestigt, welche in das obere Beutelende einschiebbar sind (Fig. 9).
Neben den Spreizfingern 119 sind an dem Traglager 108, um 900 versetzt, Siegelbacken 120 jeweils bei 121 angelenkt. Die Siegelbacken besitzen jeweils am unteren Ende 120a heizbare Siegelbacken. Diese Aufheizung der Teile 120a kann in beliebiger Weise erfolgen. Am oberen Ende befinden sich Führungsrollen 122, welche mit den Steuerkurven 113 zusammen arbeiten..
Bei der in Fig. 10 gezeichneten Stellung liegen die Rollen 122 in Ausnehmungen 123, so dass die Siegelbacken 120a voneinander entfernt sind. Bewegt sich der Stössel 109 entgegen der Wirkung der Feder 110 nach unten, in die in Fig. 11 gezeigte Stellung, so schieben sich die Rollen 122 nach oben auf die Führun- gen 113 und die Siegelbacken 120a werden aneinandergedrückt.
Bei der Abwärtsbewegung des Stössels 109 schieben sich die Führungsrollen 118 der Spreizfingerhebel 117 nach aussen und gelangen über die Kurventeile 114 auf den darüberliegenden zylindrischen Teil
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13zeigt. Diese Bewegung erfolgt zu einem Zeitpunkt, wenn die beiden Spreizbacken 120a das obere Beutelende 127 zusammengedrückt und verschweisst haben.
Hiebei sind die Spreizfinger innerhalb von Öffnungen 124 von den beiden Beutelenden um einen geringen Betrag entfernt, so dass keine Spannungen mehr auf den Beutelhals ausgeübt werden.
Die Schliessköpfe kann man in einer Vielzahl hintereinander in einer Kreisbahn anordnen (nicht ge-
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dargestellt). Man kann jedoch die Schliessköpfe auch in einer Vielzahl hintereinander anordnen, in welchem Fall die Steuerkurven 105 und 106 geradlinig verlaufen.
In Fig. 17 sind die Steuerkurven 105 und 106 geradlinig gezeichnet, jedoch können diese auch die Abwicklungen von kreisförmig angeordneten Steuerkurven darstellen.
Die Arbeitsweise der hier dargestellten Verschliessvorrichtung gestaltet sich wie folgt :
Zu Beginn des Verschliessvorganges, Stellung I in Fig. 17, wird das Traglager 108 des Verschliesskopfes durch die Kurve 106 und Rolle 105 gegen den Druck der Feder 103 soweit gesenkt, bis nach Fig. 9 und 10 die Spreizfinger 119 und die geöffneten Siegelbacken 120a dem Beutelende 126 gegenüberstehen. Der Beutel sitzt in Fig. 10 in einem Behälter 125 od. dgl.
Die Kurve 106 verläuft von Stellung I nachStellung 11 gerade und an der Kurve 112 wird über die Rolle 111 der Stössel 109 abwärts bewegt bis zur Stellung 11. Durch diese Abwärtsbewegung des Stössels 109 werden die Spreizhebel 117 mit den Spreizdornen nach aussen geschwenkt und der Beutel erhält die ge-
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eingeschwenkt.
Am Ende der Abwärtsbewegung des Stössels 109 treten die Druckrollen 118 der Spreizhebel 117 in die Ausnehmungen 115 des Stössels 109 ein. Der so entstandene Spielraum zwischen Spreizdorn 119 und Beutelende 127 ermöglicht ein spannungsfreies Aneinanderlegen und Siegeln der beiden Randstreifen 127 des Beutels durch die Siegelbacken 120a (Fig. 14). Der Siegeldruck ist m Stellung III beendet und erfolgt allein durch weiteres Ansteigen der Kurve 112 um einen geringen Betrag und Entlastung der Rolle 105, die nun mit der Kurve 106, die horizontal weiterläuft, keine Berührung mehr hat.
Nach einer optimalen Siegelzeit, Stellung III, nimmt Rolle 105 wieder Berührung auf mit Kurve 106, während die Kurve 112 nun um einen geringen Betrag bis zur Stellung IV abfällt, so dass der Stössel 109 durch den Druck der Feder 110 gehoben wird, jedoch nur um soviel, dass die Druckrollen 118 der He-
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werden die Siegelbacken gelüftet und die Schweissnaht 127 kann abkühlen.
Bei dieser Stellung des Stössels und entspannten Spreizdornen 119 (Fig. 15) fallen beide Kurven 106 und 112 gleichzeitig und gleichmässig ab. Der Verschliesskopf wird durch den Druck der Feder 103 gehoben (Fig. 12). Erst wenn die Spreizdorne 119 die verbliebenen Öffnungen 124 des Beutels 1 verlassen haben (Fig. 16) erfolgt vollständiges Öffnen des Verschliesskopfes. Bis zur Stellung V erfolgt die Lüftung der Siegelbacken und die Abkühlung der Schweissnaht. Bis zur Stellung VI ist die Ursprungsstellung wieder eingenommen.
In einem besonderen Arbeitsgang werden dann wie schon oben beschrieben, die oberen Beutelecken abgeschnitten, so dass sich eine durchgehende Siegelnaht ergibt. Bei dem Senken des Traglagers 108 des Verschliesskopfes wird gleichzeitig ein oberer Verschlussboden nach Art eines Klotzbodens gebildet, bei dem dreieckförmige Endzipfel, in an sich bekannter Weise, nach aussen abstehen. Im Bereich der abgeschnittenen Ecken befinden sich die von den Spreizfingem 119 herrührenden Beutelliffnungen 124.
Diese Ecklappen T. 2 werden nun versiegelt (Fig. 6).
Bei dem Verschliesskopf nach Fig. 18 sind in den Hebeln 117 an Stelle der Spreizfinger 119 Röhrchen 129 befestigt. Diese stehen mit Rohren 130 oder Schläuchen mit einer Evakuiervorrichtung in Verbindung. Mit dieser kann man die Luft in dem Beutel absaugen. Gegebenenfalls kann man auch durch die Röhrchen 129 Gase od. dgl. in das Beutelinnere einblasen.
Die Röhrchen 129 dienen nach der Erfindung gleichzeitig zum Spreizen der Beutelenden.
Die Öffnung einer Packung erfolgt in der Weise, dass man, wie die Fig. 19 zeigt, die beiden heissversiegelten Verschlusslaschen 5 mit den Fingern erfasst und die heissversiegelten stumpfen Ecklaschen 12 an der Siegelnaht auseinanderzieht, so dass diese Ecklaschen 12 an beiden Hälften 12b und 12c voneinander getrennt werden. Nunmehr kann aus der Öffnung 50 der Beutelinhalt entnommen werden. Nach dem Frei-
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lassen der beiden Schweissleisten 5 springt der obere Beutelverschluss an der geöffneten Ecke wieder zusammen und die beiden Ecklaschenhälften 12b und 12c legen sich wieder lose aufeinander.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verschliessen von gefüllten Klotzbodenbeute1n aus heisssiegelfähigem Kunststoff oder einem andern, mit einer siegelfähigen Innenschicht überzogenen Material, bei dem das Beutelende mittels Spreizfingem auseinandergezogen und dabei flach zusammengelegt, dann verschweisst und durch Bildung von Dreieckendlappen das Verschlussende klotzbodenartig angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweissen bzw. Versiegeln der zusammengelegten Beutelwände nur zwischen den während des Schweissens im Beutelende verbleibenden Spreizfingem erfolgt und dass die spitzen Enden der Dreieckendlappen zur Vorbereitung einer Entnahmeöffnung abgeschnitten und die stumpfen Enden getrennt durch Verschweissen verschlossen werden.