Verfahren für die Herstellung verschlossener und teilweise gefüllter Packungen mit gleichem Füllungsgrad
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung verschlossener und teilweise gefüllter Packungen mit gleichem Füllungsgrad durch Herstellen eines abwärts wachsenden flexiblen Rohres aus Packungsmaterial und, in Verbindung damit, Verschliessen des Rohres zu Packungen durch Flachpressen desselben nach gleichen Zeitabständen in schmalen Zonen quer zur Rohrachse, wobei die Packungen vor dem Verschliessen durch in Richtung des Wachsens erfolgende Zufuhr von Füllmaterial in das Innere des am unteren Ende verschlossenen Rohres teilweise gefüllt wird.
Es ist von ähnlichen Verfahren her bekannt, die Zufuhr des Füllmaterials in Chargen zu bewir ken d. h. durch intermittierende Massnahmen, wobei entweder übliche Dosier- oder Lade-Pumpen oder -Behälter für Füllmaterial mit Füllrohren und Ventilen verwendet werden, die in das Innere des Rohres münden. Beide Lösungen für den Füllvorgang, also die Verwendung von Behältern und die von Pumpen, sind mit Nachteilen verbunden.
Unter diesen befindet sich die Schwierigkeit für die Sicherung des notwendigen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorganges, die bei grossen Verpackungsgeschwindigkeiten mit Rücksicht auf die oft langen Zufuhrleitungen für das Füllmaterial aus den Dosier- oder Chargenpumpen oder -behältern notwendig ist, oder die Schwierigkeit bei Benutzung von Füllrohren mit Ventilen, die mechanische Steuerung des Schliessventils innerhalb des üblicherweise begrenzten Raumes zu bewerkstelligen, wie es bei Rohren kleinen Durchmessers zur Verfügung steht.
Natürlich ist ein ununterbrochener Füllvorgang von vielen Gesichtspunkten aus dem bisher bekannten intermittierenden Füllvorgang gegenüber überlegen. Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, das dafür verwendbar und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Füllmaterial ununterbrochen und mit gleichbleibender Menge pro Zeiteinheit in das Innere des Rohres eingebracht wird und das Abmessen des für die betreffende Packung notwendigen Volumens durch Flachpressen des Rohres bewirkt wird, wodurch die Verbindung zwischen dem Innern der verschlossenen Packung und dem Rest des Innern des Rohres getrennt wird.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beispielsweise beschrieben, in der eine Verpackungsmaschine für die Herstellung von Tetraederpackungen veranschaulicht ist, die nach dem vorliegenden Verfahren arbeitet.
Die Zeichnung der Maschine zeigt eine in Doppellage gefaltete Bahn aus Verpackungsmaterial 1, die über eine Lenkrolle 2 und zumindest angenähert senkrecht abwärts in einen Ring zum Formen eines Rohres geführt wird, wobei der Ring der Bahn die Rohrform gibt. Die Seite der Bahn aus Packungsmaterial, die der Innenseite des Rohres entspricht, muss durch Wärmeanwendung zum Verschliessen gebracht werden können und die beiden Ränder des gebildeten Rohres 4 werden durch ein Element 5, das unterhalb des Ringes 3 sitzt und einen Längsraum am Rohr bildet, miteinander dicht schliessend vereinigt. Ein entsprechendes Material für die Pakkungswand ist beispielsweise ein Papier, das auf der Innenseite mit Polyäthylen oder Celluloseacetatfolie mit Polyäthylenüberzug bedeckt ist.
Das untere Ende des Rohres 4 erstreckt sich abwärts in einen Teil der Maschine zum Formen und Verschliessen der Packungen, welcher Teil zwei Paare Klemmbacken 6 und 7 umfasst, die so angeordnet sind, dass sie das Rohr 4 dadurch in ver schlossene tetraederförmige Packungen 8 unterteilen, dass sie das Rohr 4 in schmalen Zonen, die quer zur Rohrachse verlaufen, flachdrücken und durch Wärmeanwendung verschliessen, und zwar abwechselnd in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen.
Diese Packungen werden während ihrer Herstellung mit Füllmaterial gefüllt, das in das Innere des Rohres durch ein Füllrohr 9 zugeführt wird, das unmittelbar unterhalb der Lenkrolle 2 zwischen den beiden Randabschnitten des in Doppellage gefalteten Verpackungsmaterials hindurch in das Rohr tritt und sich durch den das Rohr formenden Ring 3 ab- wärts erstreckt und kurz oberhalb des Teils der Maschine zum Formen und Verschliessen der Pakkung endigt.
Die Klemmbacken-Paare 6 und 7 sind in Jochen 10 und 11 angeordnet und das eine Joch ist innerhalb des andern Joches 11 auf- und abbeweglich.
Jedes Joch ist am unteren Ende von zwei vertikal gleitfähigen Stäben 12, 13 bzw. 14, 15 (nicht sichtbar) befestigt die in Maschinenrahmen verschiebbar vertikal gelagert sind.
Die Vertikalbewegung von jedem Paar Klemmbacken 6 bzw. 7 längs der Rohrachse ist zeitlich mit der Bewegung der beiden Paare zusammenarbeitender Klemmbacken in Querrichtung so abgestimmt, dass das Paar Klemmbacken sich in der oberen Stellung schliesst und die Rohrwand zusammenpresst, während das Paar Klemmbacken in der unteren Stellung den Griff um das Rohr öffnet. Die Klemmbacken 6 und 7 sind in bekannter Weise mit Einrichtungen versehen, so dass gleichzeitig mit dem Flachpressen des Rohres in der Flachpresszone der Innenseite des Rohres die zum Verschliessen der Packung dienende Wärme angeführt wird, so dass die beiden flachgepressten Abschnitte der Rohrwand durch Wärme miteinander die Packung dicht abschliessend verbunden sind.
Weiter werden die Klemmbackenpaare in der Quer- und die Axialbewegung so geführt, dass stets zumindest ein Paar der Klemmbacken dem Rohr 4 festen Halt bietet, das dabei in Richtung seines Wachsens, d. h. abwärts, weiter befördert wird.
Beide Bewegungen, d. h. die Querbewegung für jede der Klemmbacken und die Axialbewegung von zwei zusammengehörigen Klemmbacken als Einheit werden von einer Hauptwelle der Maschine in hier nicht gezeigter Weise übertragen.
Bei der Bewegung wird jedes Paar Klemmbacken 6 und 7 so geführt und ist darüber hinaus so konstruiert und angeordnet, dass es in gleichen Zeitabständen die Verbindung zwischen dem Innern der Packung 8, die beim Zusammenpressen fertig wird, und dem Innern des Rohres 4 trennt, von dem das Innere der Packung abgetrennt wird.
Bei dem hier zu beschreibenden Verfahren wird das Füllmaterial laufend und unter Abgabe einer konstanten Menge pro Zeiteinheit über ein Verbindungsrohr 16 einem Füllrohr 9 von einer automatischen Pumpe (nicht gezeigt) mit zwangsläufiger Verschiebung zugeführt. Dementsprechend liefert das Füllrohr 9 laufend und unter Abgabe einer konstanten Menge pro Zeiteinheit das Füllmaterial zu einem unteren Ende und in Form eines Strahles in das Innere des Rohres 4, das durch den letzten vorausgehenden Verschliessvorgang an seinem unteren Ende verschlossen ist.
Die Pumpe für das Füllmaterial kann vorzugsweise über eine Transmission mit veränderlicher Drehzahl von der Hauptwelle der Maschine her angetrieben werden, so dass die Zuführmenge pro Zeiteinheit eingestellt werden kann, die entsprechend dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden, das Rohr unterteilenden Vorgängen des Flachpressens durch die Klemmbacken 6 und 7 das Volumen an Füllmaterial ergeben, das für jede einzelne Packung 8 zugeführt werden muss.
Die Zufuhr des Füllmaterials wird jedoch so eingestellt, dass das Volumen an Füllmaterial, das wie angegeben, dem Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flachpressvorgängen entspricht, das Volumen der Füllung für die einzelnen Füllungen nicht übersteigt.
Das Zumessen des Volumens an Füllmaterial, das für jede Packung erforderlich ist, wird durch die Kiemmbackenpaare 6 und 7 bewirkt, die im Augenblick des Flachpressens die Verbindung zwischen dem Innern der Packung 8, die gerade geschlossen wird und dem Innern des Rohres 4 unterbricht und dadurch die weitere Zufuhr von Füllmaterial in diese Packung verhütet, wodurch das Füllmaterial, das dem Füllrohr 9 ununterbrochen zugeführt wird, am Ende des Rohres 4 gesammelt wird, das durch den letzten vorausgehenden Flachpressvorgang verschlossen wurde, und so weiter.
Da der Flachpressvorgang nicht nur das Rohr 4 unterteilt, sondern auch den freien Fluss des Füllmaterials, muss das Verschliessen der Packung durch Erwärmung der Flachpresszone zumindest teilweise unter Anwesenheit von Füllmaterial zwischen den flachgepressten Abschnitten an der Innenseite der gegeneinandergelangenden Flächen des Rohres erfolgen. Doch ist es möglich, das Verschliessen mittels Wärme ohne Schwierigkeiten für eine Grosszahl von Gütern durchzuführen, und zwar sowohl flüssigen wie pulverförmigen Gütern.
Der Zeitintervall der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flachpressvorgängen für das Zumessen des Füllmaterials entscheidend ist, und da des weitern das Volumen der Packung für das Volumen des Füllmaterials nicht von Bedeutung ist, solange das erstgenannte Volumen grösser ist, ist es möglich, bei gleichlangbleibendem Flachpressintervall die Länge der Packung durch Verlängern des Zuführhubes des Rohres an den Klemmbacken nach unten zu verändern, ohne das Mass für das Volumen des Füllmaterials zu ändern. Selbst wenn die Stellung des Paares Klemmbacken längs der Rohrachse im Moment des Flachpressens geändert wird, wird dies am Mass des Füllmaterials sich in kleinerem Unterschied bemerkbar machen, als dem Stellungsunterschied entspricht.
Wenn das Füllmaterial ein körniges Produkt ist, z. B. Reis, Bohnen oder Nüsse, muss das hier zu beschreibende Verfahren geändert werden, da die Massnahme des Verschliessens gefährdet wird, wenn im Querverschluss zu grobes Gut eingeschlossen wird.
Ein Weg zur Lösung dieses Problems besteht darin, oberhalb der Verschliessbacken und in Zusammenarbeit mit diesen ein Paar Zangen vorzusehen, die vor jedem Verschlussvorgang das Rohr zusammenpressen, um die ununterbrochene Zufuhr von Füllmaterial in den untern Teil des Rohres zu unterbinden, so dass die Klemmbacken für das unter Wärmeeinwirkung erfolgende Verschliessen von Packung und Rohr unmittelbar darnach geschlossen werden können, ohne dass in der Verschliesszone Füllmaterial vorhanden ist.
Natürlich sollen diese Zangen nicht mit Heizelementen versehen sein, sondern sind nur unter Federkraft stehende Klappen, die oben an den Klemmbacken zum Verschliessen des Rohres unter Wärmeeinwirkung angeordnet sind. Diese Zangen sollten zeitlich so gegenüber den Klemmbacken eingestellt sein, dass der Teil des Strahls von Füllmaterial der im Moment des Zusammendrückens der Zangen noch zwischen diesen passiert, auch noch die Verschliesszone passiert, ehe die Klemmbacken um das Rohr geschlossen werden.
Auch sollten die Federkräfte zum Betätigen der Zangen so gewählt werden, dass sie den Füllstrahl im Rohr unterbinden und doch den Verschliessdruck der Klemmbacken nicht nachteilig beeinflussen.