Verfahren zur Herstellung verschlossener Tetraederpackungen und Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschlossener Tetraederpackungen aus dünnwandigem Rohr von Verpackungsmaterial mittels zumindest einem Paar zusammenarbeitender Klemmbacken, die längs der Rohrachse bewegbar sind, durch Flachpressen und Verschliessen des Rohres in schmalen Zonen bei gleichzeitigem Vorschub des Rohres in Richtung der Rohrachse und ist zum Teil dadurch gekennzeichnet, dass die Verschliess zonen quer zur Rohrachse und aufeinanderfolgend um einen Winkel versetzt sind.
Die Deformation des Rohres in abwechselnd gegeneinander um einen Winkel versetzten Richtungen durch die Klemmbacken zur Unterteilung des Rohres in Tetraederpackungen und die Zugbeanspruchungen, die sich aus der Vorschubbewegung der Klemmbacken längs der Rohrachse ergeben, bewirken ein Verwerfen der Rohrwand, so dass Falten entstehen, die das Aussehen der Packung beeinträchtigen und durch entsprechende Brüche des Materials die Dichtheit der Packung gefährden. Solche Falten können, wenn sie durch das Verschliessen der Packung eine feste Lage erhalten, gerade durch das Zusammenfassen des Materials in der Verschlusszone sich sehr nachteilig für den Verschluss auswirken.
Mit Rücksicht auf die Tatsache, dass die Deformation des Rohres in Tetraederform und die gleichzeitige Verschiebung während des Verschliessens des Rohres in Axialrichtung durchgeführt wird, ist eine mechanische Abstützung der Rohrwand längs des in der Verarbeitung befindlichen Teiles der Wand des Rohres, an der die Falten auftreten, mit dem Zwecke, diese Falten zu verhüten, sehr schwierig, wenn nicht unmöglich zu realisieren. So müsste ein Kern für die innere mechanische Formgebung in der Lage sein, erstens seine Lage automatisch in den Stufen der Änderung der Hauptrichtungen für die Unterteilungsvorgänge zu ändern, zweitens der Vorschubbewegung des Rohres zu folgen und drittens das unbehinderte Verschliessen des Rohres zu ermöglichen.
Dazu kommt die Forderung, dass der Kern das Einfüllen der notwendigen Menge an Füllmaterial in die gerade in der Herstellung befindliche Packung nicht behindern oder gar verhindern soll, wobei diese Forderung beim Abfüllen von Nahrungsmitteln besondere Bedeutung hat, da aus hygienischen Gründen ein Kontakt zwischen Teilen der Verpackungsmaschine und der Innenseite der Packung und/oder mit dem Füllmaterial möglichst vermieden werden muss.
Das vorliegende Verfahren zeigt Mittel auf, um eine Abstützung des Innern der Rohrwand mit der Wirkung, dass Falten vermieden werden, ohne den Nachteil zu erreichen, der sich aus der Verwendung eines innenliegenden Formkernes ergibt. Das Verfahren nach dieser Erfindung ist dazu ferner dadurch gekennzeichneb, dass im Innern des Rohres Gas unter Druck gehalten wird, so dass die Deformierung des Rohres in Packungen und deren Verschliessen ausführbar ist, indem das Rohr an allen Punkten des Teils des Rohres, längs dem die Packung gebildet wird, in solcher Weise gestützt ist, dass keine Falten entstehen.
Die Erfindung umfasst neben dem genannten Verfahren zur Herstellung verschlossener Tetraederfüllungen auch eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch ein Druckgassystem, um unter Druck stehendes Gas in den Teil des Rohres zu liefern, der an den zuletzt gebildeten Verschluss anschliesst, und Mittel, um die Verbindung für das Gas zwischen dem Innern des genannten Teils des Rohres und dem Rest des Rohres zu drosseln.
Nachfolgend werden das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens an Hand der Zeichnung, in der schematisch eine Verpackungsmaschine für die Herstellung von Tetraederpackungen veran, schaulicht ist, beispielsweise beschrieben.
In der in der Zeichnung dargestellten Maschine wird eine Bahn 1 aus einem in Doppellage gefalteten Verpackungsmaterial über eine Führungsrolle 2 und dann zumindest angenähert vertikal abwärts in einen horizontalen Ring 3 zum Formen eines Rohres geführt, in der die Materialbahn ihre Rohrform erhält.
Die Seite der Materialbahn 1, die die Innenseite des Rohres bildet, soll durch Wärmeanwendung verschliessbar sein, und die beiden Ränder des entstehenden Rohres werden durch ein Element 5 für die Bildung eines Längssaumes unterhalb des Ringes 3, der dem Rohr seine Form gibt, miteinander dicht schliessend vereinigt. Ein geeignetes Material für die Rohrwand 1 ist beispielsweise Papier, das an der Innenseite mit Polyäthylen überzogen ist, oder eine Celluloseacetatfolie auf einem Polyäthylenfilm.
Das untere Ende des Rohres 4 erstreckt sich abwärts in eine Einheit zum Formen und Verschliessen der Packungen, die zwei Paare Klemmbacken 6 und 7 aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie das Rohr durch Flachdrücken und Verschliessen unter Wärmeanwendung in schmalen Zonen quer zur Rohrachse in abwechselnd rechtwinkelig aufeinander stehenden Ebenen unterteilen. Die Packungen werden während des Bildungsvorganges mit Füllmaterial gefüllt, das dem Innern des Rohres. 4 durch ein Füllrohr 9 zugeführt wird, das unmittelbar unterhalb der Führungsrolle 2 zwischen den beiden Randteilen das in Doppellage gefalteten Verpackungsmaterials eingeführt und durch den Ring 3 hindurch abwärts geführt wird, um kurz oberhalb der Einheit zum Bilden und Verschliessen der Packungen zu münden.
Von den Klemmbackenpaaren 6 und 7 ist jedes Paar in einem Joch 10 und 11 angeordnet, von denen das eine Joch 10 innerhalb des andern Joches 11 in vertikaler Richtung hin und her bewegbar ist.
Jedes Joch ist am unteren Ende von zwei vertikal gleitbaren Stäben 12, 13 und 14, 15 (nicht gezeigt) befestigt, die vertikal verschiebbar im Maschinenrahmen gelagert sind.
Die vertikale Gleitbewegung eines jeden Paares Klemmbacken 6 oder 7 längs der Rohrachse ist zeitlich auf ihre Bewegung in Querrichtung so ab gestimmt, dass das in einer oberen Stellung sich befindende Paar Klemmbacken das Rohr deformierend schliesst, während das in einer untersten Stellung sich befindende Klemmbackenpaar sich öffnet und das Rohr freigibt. Die Klemmbacken 6 und 7 sind in an sich bekannter Weise mit Vorrichtungen ausgerüstet, durch die sie gleichzeitig mit dem Flachpressen der Innenseite des Rohres in der flachgepressten Zone Wärme mit der Wirkung zuführen, dass die beiden flachgepressten Abschnitte der Wand verschlussfest miteinander vereinigt werden.
Die Quer- und Axialbewegung der Klemmbacken wird anderseits so gelenkt, dass stets zumindest ein Paar Klemmbacken mit dem Rohr 4 in festem Eingriff ist, das dadurch in Richtung seines Wachsens, d. h. abwärts vorgeschoben wird. Sowohl die Querbewegung für die einzelnen Klemmbacken wie auch die Axialbewegung jedes Paares Klembacken als Einheit wird von einer Hauptwelle der Maschine in nicht gezeigter Weise bewirkt.
Gemäss der Erfindung ist die dargestellte Verpackungsmaschine mit einer Vorrichtung ausgebildet, um innerhalb des Teiles des Rohres 4, der sich unmittelbar oberhalb der Verschlussstreifen des Rohres befindet, ein Gas unter Druck zu halten, um an jedem Punkt längs dieses Teiles des Rohres eine Stützung des Rohres zur Vermeidung von Falten zu bewirken, wobei die dem Material der Rohrwand eignende Steifheit unterstützt und der Neigung, sich unter der Wirkung der Deformierung des Rohres 4 und dessen Vorschub in axialer Richtung sich einwärts durchzubiegen, entgegengewirkt wird.
Die genannte Stützvorrichtung umfasst an der dargestellten Maschine eine Luftpumpe 16, die über ein Druckluftrohr 17 mit einem Mantel 18 verbunden ist, der das Füllrohr 9 umgibt in einem Abstand von dem Ausflussende des Füllrohres 9 durch eine Anzahl Öffnungen, die gleichmässig um den Umfang des Füllrohres 9 verteilt sind, in der Höhe zwischen dem Rohrverschluss und dem Ring 3 in das Innere des Rohres 4 mündet. Die freie Verbindung zwischen dem Teil des Rohres unmittelbar bei dem Rohrverschluss, wo der stützende Luftdruck aufrechterhalten werden soll, und dem Rest des Innern des Rohres 4 ist durch einen Ring 20, der zwischen dem Austrittsende des Mantels 18 und dem Ring 3 angeordnet ist, abdichtend abgeschnürt.
Dieser Ring 20 ist auf den Mantel geschraubt und bildet mit der Innenseite des Rohres die Grenze für den verhältnismässig engen ringförmigen Spalt, der nicht ganz ausströmdicht ist.
Während der Bildung der Packung liefert die Pumpe 16 in den Teil des Rohres 4, der durch den zuletzt gebildeten Querverschluss des Rohres und den Ring 20 gebildet ist, Pressluft mit einem Druck, der entsprechend der Steifigkeit des Verpackungsmaterials, der Grösse der Packung und der Art des Füllmaterials einzustellen ist. Natürlich kann unter be stimmte Umständen das Füllmaterial selber die notwendige Wirkung der inneren Stützung ausüben, insbesondere dann, wenn das Niveau der Füllung des Füllmaterials im Rohr 4 oberhalb des Niveaus liegt, auf dem die Packung verschlossen wird, wobei die hergestellten gefüllten und verschlossenen Packungen voll, ständig mit Füllmaterial gefüllt sind.
Mit Rücksicht auf die Qualität des Packungsmaterials und die Art des Füllmaterials ist die Stützwirkung, die vom Füllmaterial bewirkt wird, normalerweise ungenügend und erfordert besondere Massnahmen, wie sie gemäss der Erfindung vorgesehen sind, selbst dann, wenn das Rohr 4 unterhalb des Füllungsniveaus des Füllmaterials verschlossen wird.
Mit Rücksicht auf die Tatsache, dass die von der Pumpe 16 zugeführte Substanz-Luft oder Gas mit dem Füllmaterial und mit der Innenwand der Packung in direkten I Kontakt kommt, sollte die Luft beim Verpacken von Nahrungsmitteln aus hygieni- schen Gründen in entsprechender Weise sterilisiert werden, bevor sie in das Rohr eingeführt wird.
Process for the production of sealed tetrahedral packs and apparatus for carrying out the process
The present invention relates to a method for producing closed tetrahedral packs from thin-walled tube of packaging material by means of at least one pair of cooperating clamping jaws, which are movable along the tube axis, by pressing flat and closing the tube in narrow zones while simultaneously advancing the tube in the direction of the tube axis and is for Part characterized in that the closure zones are offset transversely to the pipe axis and successively by an angle.
The deformation of the pipe in directions alternately offset from one another by an angle by the clamping jaws to subdivide the pipe into tetrahedral packs and the tensile stresses that result from the advancing movement of the clamping jaws along the pipe axis cause the pipe wall to warp, so that creases arise that cause the Impair the appearance of the packing and endanger the tightness of the packing through corresponding breaks in the material. Such folds, if they are given a firm position by closing the pack, can have a very detrimental effect on the closure, precisely because of the gathering of the material in the closure zone.
In view of the fact that the deformation of the pipe is carried out in a tetrahedral shape and the simultaneous displacement during the closing of the pipe in the axial direction, there is a mechanical support of the pipe wall along the part of the pipe wall that is being processed, on which the folds occur Very difficult, if not impossible, to achieve with the aim of preventing these wrinkles. For example, a core for internal mechanical shaping would have to be able, firstly, to automatically change its position in the steps of changing the main directions for the subdivision processes, secondly, to follow the feed movement of the pipe and, thirdly, to enable the pipe to be closed without hindrance.
In addition, there is the requirement that the core should not hinder or even prevent the filling of the necessary amount of filler material into the pack that is currently being manufactured, this requirement being of particular importance when filling foodstuffs, since contact between parts of the Packaging machine and the inside of the pack and / or with the filling material must be avoided as possible.
The present method shows means for supporting the interior of the pipe wall with the effect that wrinkles are avoided without achieving the disadvantage that results from the use of an internal mandrel. The method according to this invention is further characterized in that gas is kept under pressure inside the tube so that the tube can be deformed into packs and closed by placing the tube at all points on the part of the tube along which the Pack is formed, is supported in such a way that no wrinkles arise.
In addition to the mentioned method for producing closed tetrahedral fillings, the invention also comprises a device for carrying out the method. This device is characterized according to the invention by a pressurized gas system to deliver pressurized gas into the part of the tube which connects to the last formed closure, and means to the connection for the gas between the interior of said part of the tube and to choke the rest of the pipe.
In the following, the method according to the invention and the device for carrying out the method are described, for example, with reference to the drawing, in which a packaging machine for the production of tetrahedral packs is schematically illustrated.
In the machine shown in the drawing, a web 1 of a packaging material folded in two layers is guided over a guide roller 2 and then at least approximately vertically downwards into a horizontal ring 3 for forming a tube in which the material web is given its tubular shape.
The side of the material web 1, which forms the inside of the tube, should be closable by applying heat, and the two edges of the resulting tube are sealed together by an element 5 for the formation of a longitudinal seam below the ring 3, which gives the tube its shape finally united. A suitable material for the pipe wall 1 is, for example, paper, which is coated on the inside with polyethylene, or a cellulose acetate film on a polyethylene film.
The lower end of the tube 4 extends downwards into a unit for forming and closing the packs, which unit has two pairs of clamping jaws 6 and 7 which are designed so that the tube can be flattened and closed with the application of heat in narrow zones transverse to the tube axis Subdivide alternating levels at right angles to one another. The packs are filled with filling material during the formation process, which is the inside of the tube. 4 is fed through a filling tube 9, which is introduced directly below the guide roller 2 between the two edge parts of the packaging material folded in two layers and guided down through the ring 3 to open just above the unit for forming and closing the packs.
Of the pairs of clamping jaws 6 and 7, each pair is arranged in a yoke 10 and 11, of which one yoke 10 can be moved back and forth in the vertical direction within the other yoke 11.
Each yoke is attached to the lower end of two vertically slidable rods 12, 13 and 14, 15 (not shown), which are mounted vertically displaceably in the machine frame.
The vertical sliding movement of each pair of clamping jaws 6 or 7 along the pipe axis is timed to their movement in the transverse direction so that the pair of clamping jaws in an upper position deformly close the pipe, while the pair of clamping jaws in a lowest position opens and releases the pipe. The clamping jaws 6 and 7 are equipped in a manner known per se with devices by means of which they supply heat simultaneously with the pressing of the inside of the pipe in the pressed-flat zone with the effect that the two pressed-flat sections of the wall are joined together tightly.
On the other hand, the transverse and axial movement of the clamping jaws is steered in such a way that at least one pair of clamping jaws is always in firm engagement with the tube 4, which is thereby in the direction of its growth, i.e. H. is advanced downwards. Both the transverse movement for the individual clamping jaws and the axial movement of each pair of clamping jaws as a unit is brought about by a main shaft of the machine in a manner not shown.
According to the invention, the packaging machine shown is designed with a device to keep a gas under pressure within the part of the tube 4 which is located immediately above the sealing strips of the tube in order to support the tube at any point along this part of the tube to avoid wrinkles, whereby the rigidity of the material of the pipe wall is supported and the tendency to bend inward under the action of the deformation of the pipe 4 and its advance in the axial direction is counteracted.
Said support device comprises an air pump 16 on the machine shown, which is connected via a compressed air pipe 17 to a jacket 18 which surrounds the filling pipe 9 at a distance from the outflow end of the filling pipe 9 through a number of openings which are evenly around the circumference of the filling pipe 9 are distributed, opens into the interior of the tube 4 at the height between the pipe closure and the ring 3. The free connection between the part of the pipe immediately at the pipe closure where the supporting air pressure is to be maintained and the rest of the interior of the pipe 4 is sealed by a ring 20 which is arranged between the outlet end of the jacket 18 and the ring 3 constricted.
This ring 20 is screwed onto the jacket and, together with the inside of the tube, forms the limit for the relatively narrow annular gap which is not completely leak-proof.
During the formation of the pack, the pump 16 delivers compressed air to the part of the tube 4 which is formed by the transverse closure of the tube and the ring 20, which is formed last, at a pressure which corresponds to the rigidity of the packaging material, the size of the pack and the type of the filling material is to be set. Of course, under certain circumstances, the filling material itself can exert the necessary internal support, especially when the level of filling of the filling material in the tube 4 is above the level at which the pack is closed, with the filled and closed packs produced being full , are constantly filled with filler material.
With regard to the quality of the packing material and the type of filling material, the supporting effect caused by the filling material is normally insufficient and requires special measures, as provided according to the invention, even if the tube 4 is closed below the filling level of the filling material becomes.
In view of the fact that the substance air or gas supplied by the pump 16 comes into direct contact with the filling material and with the inner wall of the pack, the air should be appropriately sterilized for hygienic reasons when food is packaged before inserting it into the pipe.