Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen quaderförmiger Beutel aus heisssiegelfähigen Materialbahnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen quaderförmiger Beutel aus heisssiegelfähigen Materialbahnen. Diese können in bekannter Weise aus Kunststoffolien oder beschichtetem Papier. bestehen.
Zur Verpackung von Waren verschiedener Art in Flaclbeutel oder Tuben hat man bereits vorgeschlagen, aus einer von einer Rolle ablaufenden Werkstoff-Bahn um ein Formglied, das unter Umständen gleichzeitig zum Füllen herangezogen wird, einen fortlaufenden Schlauch zu formen. Hierbei werden die Quer-Schweissnähte mit einer im Arbeitstakt der Maschine bewegten und mit Greif- und Siegelbacken versehenen Vorschub-Vorrichtung eingearbeitet. Während der Vorschubpausen bildet man mit einer stationären Längsnahtschweiss-Vorrichtung die Schlauchlängsnaht.
Nach derartigen Verfahren stellt man auch die Tetraeder-Milchp ackungen, her.
Für die Herstellung von quaderfönmilgen Beuteln mit unterem Klotzboden war es bekannt, von einem vorgefertigten Schlauch auszugehen, um diesen nach einem Voröffnen auf Spreizbleche aufzuschieben, welche in dichter Folge an einer Fördervorrichtung angesetzt sind. Hierbei verwendete man für den Schlauchvorschub zu den Spreiablechen Förder- bzw.
Klemmbacken mit Schneideinrichtungen und Schweissbacken, die man als Einheit im Anschluss an einen zum Voröffnen Ides Schlauchabschnittes dienenden Spreizkeil in Höhenrichtung und gegeneinander verschiebbar anordnete.
Man hatte auch bereits vorgeschlagen, von einer Papierbahn auszugenen, diese in der Mitte um sich selbst zu falten und mit einer durchgehenden Längsschweissnaht zu versehen, worauf dann ein derart vorgebildeter Schlauch mit Saugvorrichtungen vorgeöffnet und mit diesen Saugern auf eine rotierende Spreizfläche aufgeschoben worden ist.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen hat man zum Vorschub des Schlauches zu Falzblechen oder zu einem Falzdorn ebenfalls Zangenpaare verwendet.
Die vordere Zange bildete man als Kühlzunge aus und ordnete sie in der Ausgangsstellung in einem der Länge der Beutelhülse entsprechenden Abstand von der Stirnfläche des Falzdornes an, während man die hintere Zange als Heisssiegelzange ausbildete.
Zwischen dem Falzdorn und der vorderen Zange liess man Messer auf die Schlauchbahn einwirken, worauf f, dann ebenfalls mit Saugern die Schlauch enden auseinandergezogen wurden. Mit zusätzlichen Greiferzangen schob man dann das Schlauchende über den Falzdorn.
Für die Beutelherstellung ist es weiterhin bekannt, zwei Hebelarme, welche die Siegelbacken und Schneidmesser tragen, an einem Ende scharnierartig zu lagern und durch Öffnen und Schliessen unter der Ein wirkung von an den freien Enden angreifenden Steuerelementen einen Scherenschnitt durchzuführen, um dabei durch Anpressen von beheizten Siegelbacken die Quersiegelnaht parallel zur Unterteilungskante der Beutel zu bilden. Hierbei liess man beim Öffnen der Schneidvorrichtung eine weitere zusätzliche Bewegung ausführen, um den abgetrenntenBeutelabschnitt bei der anschliessenden Umbildung des Flachbeutels in einen Raumbeutel die notwendige seitliche Bewegungsfreiheit zu geben.
Die bekannten Beutel-Herstellungs- und Füllvorrichtungen gestatteten nur die Bildung von Flachbeuteln mit jeweils unterer und oberer quer hindurchlaufender Verschlusskante, während die bekannten Beutel-Her stellungs-Maschinen, die von einem fertig vorgebildeten Schlauch oder von einer Papierbahn ausgingen, sehr umständliche Konstruktionen besassen, die nicht sehr zuverlässig arbeiten und einen erheblichen Verschleiss bewirken konnten.
Vor allem bei den bekannten Schneidvorrichtungen der Beuteimaschinen war der Verschleiss in der Lagerung nicht unerheblich, und nach längerer Betriebsdauer konnten sich die Messer beim Schneidvorgang abnutzen, wodurch sich ein unsauberer Schnitt ergab oder der Schlauch eingeklemmt werden konnte.
Bei den bekannten Vorrichtungen führten auch Schwankungen in der Papierstärke dazu, dass die Siegelbacken nicht mehr auf der ganzen Länge mit gleichmässigem Druck zur Anlage kommen konnten, was zu Undichtigkeiten im Bereich der Längsschweissnaht führte. Eine Beweglichkeit einer der beiden Siegelbacken liess sich nur in engen Grenzen halten und war bei nicht einwandfreier Schmierung und Sauberhaltung durch Schmutz und Papierstaub sehr bald aufgehoben, so dass die ursprünglichen Störungen wieder eintreten konnten.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht nun darin, dass während der Schlauchlängsnaht-Heisssiegelung ein Aufschieben des Beuteischlauches in senkrechter Richtung nach oben auf taktmässig in einer Kreisbahn vorgeschaltete Spreizbleche erfolgt.
Bei der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist einem von einer Vorratsrolle gespeisten Flachschlauchbildner im Anschluss an Führungsrollen im Bereich einer Vorrichtung zum teilweisen Aufspreizen der Schlauchbahn eine senkrecht verschiebbare Längsnaht-Heisssiegelvorrichtung nachgeschaltet und über dieser ist unmittelbar unter horizontal in einer Kreisbahn drehbaren Beutel-Spreizblechen eine Querheisssiegelvorrichtung angeordnet.
Die Schlauchlängsnaht-Heisssiegelvorrichtung besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform aus vertikal verschiebbaren scherenartig zusammendrückbaren Backen. Hierbei kann man zwei Doppel-Pressbacken an den Scherenarmen ansetzen und ein Pressbackenpaar mit Heizvorrichtungen ausstatten.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann man zur Schlauchvoröffnung ortsfeste Formleisten im Abstand voneinander anordnen. Diese Formleisten lassen sich gegenseitig ferdernd ausbilden. Der Einlauf ist hierbei unterhalb von Führungsrollen vorgesehen.
Die zur Schlauchvoröffnung dienenden Formleisten können mit Vorrichtungen zum Sterilisieren der Schlauchinnenseite ausgestattet sein.
Vorteilhaft führen scherenartig arbeitende und kreisförmig gebogene Trennmesser um eine gemeinsame horizontale Achse kreisförmige Bewegungen aus. Es erweist sich hierbei als vorteilhaft, die in einer kreisförmigen Ebene bewegten Messer mit ebenfalls kreisförmig bewegten Siegelbacken in Verbinbund zu bringen.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet den Aufbau einer verhältnismässig einfachen Maschine bei niedrigeren Herstellungskosten, wobei Störungsquellen verringert sind, ebenso Verschleissmöglich- keiten und ausserdem die Arbeitsgeschwindigkeit eine Erhöhung erfahren kann, so dass die Ausbeute an fertigen Erzeugnissen höher wird.
Durch das Hochführen des Schlauches mit der Schlauchlängsnaht-Heisssiegel-Vorrichtung ergibt sich eine sichere Führung des Schlauches über die Spreizbleche hinweg.
Es lassen sich Vorrichtungen zum Herstellen von quaderförmigen Beuteln in einer Vielzahl nebeneinander an eine Füll-und Verschliessvorrichtung anschalten, wobei die Leistung noch mehr erhöht wird.
Bei der Ausstattung der Formleisten mit Sterilisiervorrichtungen ergibt sich bei einem bereits geschlossenen Schlauch eine wirksame Sterilisierung.
Diese gleichzeitige Ausbildung der Öffnungsvorrichtung als Sterilisiervorrichtung lässt sich mit geringen Mehrkosten durchführen, bringt wesentliche Vorteile und beispielsweise bei Verwendung von Düsen zum Auftragen des Sterilisiermediums kann dieses, vor allem bei Verwendung einer Kontaktschweissung, gleichzeitig als Abkühlvorrichtung für die geschweisste Längsnaht dienen.
Die Zeichnung zeigt eine beiispielsweise Ausfüh rungsform m wider Erfindung, lund zwar:
Fig. 1 eine schaubildliche Gesamtdarstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens,
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Beuteln,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 2,
Fig. 4 eine Teilseitenansicht in einer anderen Arbeitsstellung,
Fig. 5 leine Oberansicht der Fig. 2,
Fig. 6 einen Schnitt E-F der Fig. 3,
Fig. 7 einen entsprechenden Querschnitt in einer anderen Betriebsstellung,
Fig. 8 einen Schnitt C-D der Fig. 3,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine geöffnete Quersiegel- und Beuteltrennvorrichtung,
Fig. 10 einen der Fig. 9 entsprechenden Schnitt in einer anderen Betriebsstellung,
Fig. 11 eine Oberansicht der Fig. 10,
Fig.
12 ! Sitenanrsicht der Fig. 10,
Fig. 13 eine schematische Darstellung von zwei B eutel-Herstellungs-Vorrichtungen in Verbindung mit einer schematisch gezeichneten Füll-und Verschliessvorrichtung,
Fig. 14 eine Gesamtseitenansicht einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 15 eine Teilansicht der Fig. 14 in einer anderen Betriebsstellung, Id. h. mit geschlossenen Schweissund Schneidbacken für die Quernaht,
Fig. 16 eine Seitenansicht der Fig. 14,
Fig. 17 einen Schnitt A-B der Fig. 19,
Fig. 18 einen Schnitt C-D der Fig. 19,
Fig. 19 eine Oberansicht der Fig. 17,
Fig. 20 einen Querschnitt E-F der Fig. 16,
Fig.
21 einen Längsschnitt, durch eine andere Ausführungsform, und zwar durch eine Bestrahlungseinrichtung,
Fig. 22 Schnitt G-H der Fig. 21.
Das Beutelherstellungsverfahren ist in Fig. 1 schematisch veranschaulicht.
Eine Bahn aus Papier mit heisssiegelfähiger Beschichtung, z. B. mit einem Kunststoff-Filmbelag oder dergleichen oder einer Kunststoff-Folie 1 wird von einer Rolle 2 über eine Umlenkwalze 3 hinweg abgezogen. Die Bahn 1 gelangt zu stationär angeordneten Umlenl < -und Rillwalzen 4, mit denen die Vorrillungen für die spätere Beutelbildung in die Bahn eingearbeitet werden. An diese Vorrillung schliesst sich ein Schlauchbildner 5 an. Dieser kann aus einem Formklotz oder dergleichen bestehen, mit dem die Bahn in der Längsrichtung z. B. in der Mitte gefaltet wird, so dass beispielsweise an der linken Längsseite die Kanten offen sind. Von hier aus wird die zu einem flachen Schlauchgebilde vorgefaltete Bahn zwischen Führungswalzen 6-6' hindurchgeführt.
An die Führungswalzen schliesst sich an der linken Seite die in vertikaler Richtung verschiebbare Längs nahtschweissvorrichtung 7 an, mit der der fertige Schlauch 8 auf einen Aufnahmedorn oder auf ein Spreizblechpaar 9 aufgeschoben wird. Die Spreizbleche bewegen sich in einer horizontalen Ebene in einer Kreisbahn, wie die Fig. 1 zeigt und bei dem Vorschaiten erfolgt die Formgebung des Beutels bei gleichzeitiger Herstellung des Klotzbodens. Bei 10 wird der fertige Beutel in einen Aufnahmekasten 11 abgestreift und mit Ider Transportvorrichtung 12 werden die fertigen Beutel fortlaufend abgeführt, und zwar beispielsweise zu einer Füllvorrichtung und anschliessenden Verschliessvorrichtung. Die Arbeitsweise im Takt vollzieht sich wie folgt:
1. Falten zum flachen Schlauch.
2. Schweissen der Seitennaht bzw. Längsnaht, Aufschieben auf das Spreizblech, Abschneiden und Querschweissen der Bodennaht.
3. Formgebung des Beutels und Fertigung des Beutelbodens.
4. Abstreifen des Beutels in den Aufnahmekasten.
5. Abtransport des Beutels.
In den Fig. 2 bis 8, welche eine Vorrichtung zum Herstellen von Beuteln veranschaulichen, ist mit 1 ebenfalls die Bahn bezeichnet, welche von einer Rolle 2 abgezogen wird. Der aus einem Formklotz oder dergleichen 5 bestehende Schlauchbildner ist an einer Tragschiene 13 angesetzt, die mit der Tragplatte 14 verbunden ist. In der Tragplatte 14 sind ausserdem die Führungsrollen 66' drehbar gelagert.
Unterhalb der Führungsrollen sind die Einlauf stücke 15-15' der Formleisten 16-16' angesetzt.
Diese Formleisten sind ortsfest angeordnet und drükken den Schlauch 8 durch Federkraft auseinander, dergestalt, dass dieser am oberen Ende zum Aufziehen auf einen Spreizdorn 9 vorgeöffnet ist.
In der Ausgangsstellung befindet sich unmittelbar über den Führungswalzen 6-6' die Schlauchlängsnaht-Schweissvorrichtung 7, die gleichzeitig als Vor sohub-Vonichtung für den Schlauch dient. Diese Längsnaht-Schweissvorrichtung besteht aus zwei um Achsen 17-17' drehbare Arme 18-18'. Diese besitzen im Innern eine der Beutelgrösse angepasste Aussparung 19. Beide Arme 18-18' besitzen vornehmlich elastische Druckbacken 20-20' und 21-21'.
Die Druckbacken 21-21' werden zweckmässig beheizt, was man dadurch ermöglichen kann, dass man bei 22-22' Isolierungen, und zwar Heizdrahtzuführungen 21a vorsieht. Man kann auch umgekehrt die Pressbacken 20-20' heizbar gestalten. Es genügt auch je nach Betätigungsart nur einen der Arme 18-18' beweglich zu lagern. Das Öffnen und Schlie ssen der Druck- und Siegelbacken kann mechanisch oder auch durch Magnete erfolgen.
Die Auf- und Abwärtsbewegung der Längsnaht Schweissvorrichtung 7 erfolgt auf einer vertikalen Schaltsäule 23, auf welche die Lagerungen 17-17' mit einer Gleithülse 24 aufgesetzt sind. Die Aufund Abwärtsbewegung der Hülse 24 erfolgt mit einer Schubstange 25, die über eine Schaltrolle 26 mit einer Hubkurve 27 betätigt wird.
Die Schaltsäule 23 dient gleichzeitig als Drehsäule, für die an der Drehplatte 28 angesetzten Spreizbleche 9. Diese Spreizbleche bestehen in an sich bekannter Weise aus zwei über zwei gelenkige Bodenplatten (9a) verbundenen Spreizblechen 9, die in Fig. 2 bei nach unten ausgebogener Bodenplatte flach aneinandergedrückt und in Grösse des Beutels auscin, anderspreizbar siad (s. auch Fig. 9). Eine gewisse Anzahl Iderartiger Spreizbleche sind an der Drehplatte 28 angesetzt. Mit den Kegelrädern 29 erfolgt Ider Antrieb der Schaltsäule 23.
Mit einem Schneckenrad 30 erfolgt über eine Schnecke 31 oder entsprechend geschaltete Zahnräder ein Antrieb der Hubkurve 27. Von diesen Tredbrädern aus wird ebenfalls eine weitere Hubkurve 32 angetrieben. Mit dieser Hubkurve 32 werden über Schaltrollen 33 Schubstangen 34-34' betätigt (vgl. Fig. 3). Die Schubstangen 34-34' greifen an Schaltarm 35-35', welche mit den Schweissbacken 36-36' verbunden sind. Diese Schweissbacken sind an der Innenseite kreisförmig gestaltet und besitzen Trennmesser 37-37' von der gleichen kreis- förmigen Gestalt.
Beide Querschweissbacken 36-36' mit den Trennmessern 3737' Binid < urn eine gemeinsame Achse Idreh- bar gelagert, die parallel zu den Längsachsen der Siegelbacken und Schneidmesser verläuft. Die Lagerstellen sind mit 39 und 40 bezeichnet (vgl. Fig. 11 und 12).
Mit der Hubkurve 32 werden die Schubstangen 34-34' nach oben geführt, wobei die Siegelbacken 36-36' mit den Schneidmessern 37-37' kreisbogen- fönnige Hubbewegungen in einer Kreisbahn 50 ausführen, bis die durch Heizkörper 41 beheizte Siegelbacken 36-36' beiderseits des nun zusammengepress ten Seidauches zur Anlage kommen, diesen in der gesamten Querrichtung zusammenschweissen und gleichzeitig, idurch die Messer ein oberer Schlauch abschnitt über der ganzen Breite abgetrennt wird.
Während des Schweissvorganges wird durch weiteres Ansteigen der Hubkurve 32 die Schneid- und Siegelvorrichtung 36-36', 37-37' Bn ihrer Gesamtheit um ein geringes Mass gegen den Druck der Feder 42 angehoben, um dem Schlauch 8 unterhalb der Schneidemesser die Möglichkeit des Öffnens zu geben.
An dem Schlauch 8 ist die Längsnaht jeweils mit 43 und die Quernaht mit 44 bezeichnet. Diese schliesst den Beutel unten ab. Durch Aufspreizen der Spreizbleche 9 wird der hier aufgeschobene Beutel (vgl. Fig. 4) in die Quaderform versetzt, wobei unten ein rechteckiger Boden entsteht mit seitlichen abstehenden Dreieckendlappen. Man kann beispiels- weise mit der Leitschiene 45 die Beutellängsnaht 43 flach an den Beutel anlegen, während man mit der weiteren Leitschiene 46 die Bodenendlappen an den Beutelboden andrückt, worauf dann die fertigen Beutel in die Aufnahmekästen 11 abgelegt werden können, welche auf einer Transportvorrichtung, z. B. auf einer Transportkette 12 aufgesetzt sind (Fig. 5).
Es erweist sich als vorteilhaft, das gesamte Getriebe in einem Gehäuse 46 unterzubringen, das bei 47 eine Durchsichtsscheibe besitzen kann. An diesem Getriebekasten befindet sich ein weiteres Gehäuse 48 mit dem Papierführungsteil.
Diese Vorrichtungen arbeiten wie folgt:
Die Papierbahn 1 wird über den Schlauchbildner 5 geführt, und zwar mit der Beschichtungsseite nach innen. Der in der Mitte gefaltete Schlauch 8 befindet sich dann etwa in der in Fig. 3 gezeichneten Stellung, d. h. er ist mit den Vorrichtungen 15-15' und 16-16' leicht geöffnet. An dem unteren Einlauf 15-15' können die Öffnungsvorrichtungen nach unten spitz zulaufen, um das Aufschieben der Schlauchbahn zu erleichtern. Oben sind die Fornileisten 16-16' ver- breitert, wie Fig. 8 zeigt.
Im Arbeitstakt der Maschine wird die Vorschubvorrichtung in der unteren Stellung (Fig. 3) geschlossen und dann durch die Hubkurve 27 nach oben geführt, während gleichzeitig die Längsnaht 43 geschweisst wird. Die Hubhöhe entspricht der geforderten Schlauchabschuittlänge.
Bei Ei reichen der oberen Totpunktlage 7' (Fig. 3 und 4) öffnen sich die Längssiegelbacken und bewegen sich wieder nach unten. Gleichzeitg mit dem Öffnen der Längssiegelbacken schliessen sich die Quersiegelbacken 36-36' und die Schneidvorrichtungen 37-37'. Unmittelbar nach dem Trennschnitt wird die geschlossene Vorrichtung um ein geringes Mass < ca gehoben (Fig. 10), um lein Zusammenkloben der Schnittkanten zu verhindern. Erst nachdem sich die Vorrichtung geöffnet hat (Fig. 9), wird sie dadurch die Feder r12 42 wieder in die Ausgangsstellung gebracht.
Der Radius und die Länge der von den Schneidund Q uersiegelvorrichtungen beschriebenen Kreisbogen sind so gross bemessen, dass bei geöffneter Vorrichtung der Nachschub des vorgeöffneten Schlauches und die seitliche Fortbewegung des abgetrennten und unten mit einer Schweissnaht 44 versehenen Schlauchabschnittes unbehindert vor sich gehen kann.
Wie die Fig. 13 zeigt, kann man zwei jeweils mit 1, 2, 28 angedeutete Vorrichtungen zum Herstellen von Beuteln gemäss den vorbeschriebenen Abbildungen nebeneinander anordnen derart, dass die fertigen Beutel auf eine gemeinsame, mit den Aufnahmekästen 11 besetzten Transportkette 12 abfallen. Diese oben offenen Beutel gelangen dann zu einer Füll Vorrichtung 49, von wo aus die gefüllten Beutel zu einer Verschliessvorrichtung 50 herangeführt werden, von der man die fertig gefüllten und verschlossenen Beutel abnimmt und die Transportvorrichtung wieder zu den Beutelherstellungs-Maschinen zurückkehrt.
Bei einer solchen Anordnung ergibt sich eine erhöhte Geschwindigkeit gegenüber bekannten Vorrichtungen.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 14-22 wird eine in der Längsrichtung gefaltete Bahn 1 aus Papier mit heisssiegeifähiger Beschichtung z. B. mit einem Kunststoff-Filmbelag oder dergleichen oder aus einer Kunststoffolie zwischen Führungswalzen 6 hindurchgeführt, die an Tragplatten 14 angesetzt sind.
Diese Bahn 1 besitzt an einer Längskante eine Falzkante und an der anderen Längskante wird der Schlauch mit einer Längsnaht versehen, und zwar wird diese Längsnaht mit den verschiebbaren Längsnahtschweiss- oder Heisssiegelvorrichtungen 7 angebracht, die gleichzeitig als Vorschubvorrichtungen für den Schlauch dient. Mit 43 ist die Längsschweissnaht bezeichnet.
Innerhalb des Schlauches befinden sich Formleisten 16-16', an deren oberen Ende an einem Bolzen 60 Spreizfedern angeordnet sind, die den Schlauch 1 nach dem Querschweissen mit Schweissbacken 62 und Abschneiden mit Schneidvorrichtungen 63 unterhalb der Querschweissnaht öffnen, wie Fig. 4 zeigt. Der geöffnete Schlauchteil kann dann auf die Spreizdorne 9 aufgeschoben werden, mit denen der Beutel bei gleichzeitiger Bildung eines Klotzbodens mit seitlich abstehenden Ecklappen aufgefaltet wird.
Oberhalb des Bolzens 60 liegt zwischen den Spreizfedern 61 eine Düse 64, die durch ein Rohr 65 mit einem Anschlussstutzen 66 verbunden ist. Der Stutzen 66 bildet gleichzeitig das Verbindungsglied zu einem Behälter, der das Sterilisiermedlum enthält.
Wie Fig. 3 zeigt, kann man die Düse 64 auf den Bolzen 60 befestigen.
Es kann mit der Düse 64 ein gasförmiges, flüssiges oder staubförmiges Sterilisiermedium versprüht werden.
Diese Sterilisiervorrichtungen befinden sich in Höhe des bereits durch die Längsnaht 43 geschlossenen Schlauches. Im unmittelbaren Anschluss an die Sterilisierung werden die Schlauchstücke durch Quer schweissnähte unterteilt, so dass ein Luftzutritt von aussen unterbunden ist.
Anstelle einer Sprühvorrichtung kann man auch eine Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 8 und 9 vorsehen.
Mit 66 Isind Blestrahlungsröhren bezeichnet, Idie mit einer Verbindungsrippe 67 an einer Schlauch Voröffnungsvorrichtung 68 befestigt sind.
Die Formleisten 16-16' sind hier durch eine im Querschnitt ellipsenförmige Leiste 68 ersetzt, welche unten rechtwinklig umgebogen ist, um sie in den Schlauch einführen zu können. Im Bereich der Bestrahlungsröhre 66 ist die Öffnungsvorrichtung 68, wie Fig. 8 zeigt, unterbrochen und die Rippe 67 stellt eine Verbindungsbrücke dar.
Die Schlauchlängsnaht-Siegelvorrichtung 7 befindet sich, wie gezeichnet, in der oberen Hubstellung.
Hier öffnet sie sich und bewegt sich im Arbeitstakt der Maschine nach unten. Beim Aufwärtshub wird das folgende Schlauchstück geschweisst und der obere Schlauchteil, entsprechend der gewünschten Abschnittlänge, auf den Spreizdorn 9 geschoben.
Method and device for manufacturing cuboid bags from heat-sealable material webs
The invention relates to a method and a device for producing cuboid bags from heat-sealable material webs. These can be made of plastic films or coated paper in a known manner. consist.
For the packaging of goods of various types in bottle bags or tubes, it has already been proposed to form a continuous tube from a web of material running off a roll around a molded member that may be used at the same time for filling. Here, the transverse weld seams are incorporated with a feed device that is moved in the work cycle of the machine and provided with gripping and sealing jaws. During the feed pauses, a stationary longitudinal seam welding device is used to form the longitudinal hose seam.
Such a process is also used to produce the tetrahedral milk packs.
For the production of cuboid bags with a lower block bottom, it was known to start from a prefabricated hose in order to push it onto expansion plates after pre-opening, which are attached to a conveyor device in close succession. For the hose feed to the splitter plates, conveyor or
Clamping jaws with cutting devices and welding jaws, which were arranged as a unit in connection with an expanding wedge which is used to pre-open the hose section in the vertical direction and can be displaced relative to one another.
It has also already been proposed to extract from a paper web, to fold it in the middle around itself and to provide it with a continuous longitudinal weld seam, whereupon a hose preformed in this way is pre-opened with suction devices and pushed onto a rotating spreading surface with these suction devices.
In these known devices, pairs of pliers have also been used to advance the hose to folding plates or to a folding mandrel.
The front pliers were designed as a cooling tongue and in the starting position they were arranged at a distance from the end face of the folding mandrel corresponding to the length of the bag sleeve, while the rear pliers were designed as hot-sealing pliers.
Between the folding mandrel and the front pliers, knives were allowed to act on the hose web, whereupon the hose ends were pulled apart with suction devices. The end of the hose was then pushed over the folding mandrel with additional grippers.
For bag production, it is also known to mount two lever arms, which carry the sealing jaws and cutting knives, at one end in a hinge-like manner and to perform a scissor cut by opening and closing under the action of controls acting on the free ends, in order to do this by pressing on heated Sealing jaws to form the transverse sealing seam parallel to the dividing edge of the bag. When opening the cutting device, a further additional movement was allowed to be carried out in order to give the separated bag section the necessary lateral freedom of movement when the flat bag is subsequently converted into a space bag.
The known bag-making and filling devices only allowed the formation of flat bags with each lower and upper transverse sealing edge, while the known bag-making machines, which started from a pre-formed tube or a paper web, had very cumbersome constructions, which do not work very reliably and could cause considerable wear and tear.
Above all with the known cutting devices of the looting machines, the wear in the storage was not insignificant, and after a long period of operation the knives could wear out during the cutting process, which resulted in an unclean cut or the hose could get jammed.
In the known devices, fluctuations in the thickness of the paper also meant that the sealing jaws could no longer come into contact with uniform pressure over the entire length, which led to leaks in the area of the longitudinal weld seam. The mobility of one of the two sealing jaws could only be kept within narrow limits and was soon eliminated if the lubrication was not carried out properly and kept clean by dirt and paper dust, so that the original malfunctions could recur.
The method according to the invention now consists in that, during the longitudinal heat sealing of the hose, the booty hose is pushed upward in a vertical direction onto expanding plates upstream in a circular path.
In the device for carrying out the method, a vertically displaceable longitudinal seam heat-sealing device is connected downstream of a flat tube former fed by a supply roll in connection with guide rollers in the area of a device for partially spreading the tube web, and above this a transverse heat-sealing device is directly below the bag spreading plates that can be rotated horizontally in a circular path arranged.
In a preferred embodiment, the longitudinal tube seam heat-sealing device consists of vertically displaceable, scissor-like compressible jaws. Here you can attach two double pressing jaws to the scissor arms and equip a pair of pressing jaws with heating devices.
In a further embodiment, fixed moldings can be arranged at a distance from one another for the pre-opening of the hose. These moldings can be designed to be mutually supportive. The inlet is provided below guide rollers.
The moldings used for pre-opening the hose can be equipped with devices for sterilizing the inside of the hose.
Cutting knives that work like scissors and are curved in a circle advantageously perform circular movements about a common horizontal axis. It proves to be advantageous here to bring the knives moved in a circular plane into a joint with sealing jaws that are also moved in a circular manner.
The method according to the invention allows the construction of a relatively simple machine at lower manufacturing costs, with sources of interference being reduced, as well as possible wear and tear and also the operating speed can experience an increase, so that the yield of finished products is higher.
By guiding the hose up with the hose longitudinal seam heat-sealing device, the hose is securely guided over the expansion plates.
A large number of devices for producing cuboid bags can be connected to a filling and sealing device next to one another, the output being increased even more.
When the moldings are equipped with sterilizing devices, effective sterilization is obtained when the hose is already closed.
This simultaneous design of the opening device as a sterilizing device can be carried out at low additional costs, brings significant advantages and, for example, when using nozzles to apply the sterilizing medium, especially when using contact welding, it can also serve as a cooling device for the welded longitudinal seam.
The drawing shows an example embodiment m against the invention, namely:
1 shows a diagrammatic overall representation to illustrate the method,
2 shows a front view of an apparatus for producing bags,
Fig. 3 is a side view of Fig. 2,
4 shows a partial side view in another working position,
Fig. 5 is a top view of Fig. 2,
6 shows a section E-F of FIG. 3,
7 shows a corresponding cross section in another operating position,
Fig. 8 shows a section C-D of Fig. 3,
9 shows a cross section through an opened transverse sealing and bag separating device,
10 shows a section corresponding to FIG. 9 in a different operating position,
11 is a top view of FIG. 10,
Fig.
12! Site view of Fig. 10,
13 shows a schematic representation of two bag manufacturing devices in connection with a schematically drawn filling and closing device,
14 shows an overall side view of a further embodiment,
15 shows a partial view of FIG. 14 in a different operating position, Id. with closed welding and cutting jaws for the cross seam,
FIG. 16 is a side view of FIG. 14,
FIG. 17 shows a section A-B of FIG. 19,
18 shows a section C-D of FIG. 19,
19 is a top view of FIG. 17,
Fig. 20 shows a cross section E-F of Fig. 16,
Fig.
21 a longitudinal section through another embodiment, namely through an irradiation device,
FIG. 22 Section G-H of FIG. 21.
The bag making process is illustrated schematically in FIG.
A sheet of paper with a heat sealable coating, e.g. B. with a plastic film covering or the like or a plastic film 1 is pulled from a roll 2 over a guide roller 3 away. The web 1 arrives at stationary wrapping and creasing rollers 4 with which the pre-grooves for the subsequent bag formation are incorporated into the web. A tube former 5 adjoins this pre-grooving. This can consist of a form block or the like, with which the web in the longitudinal direction z. B. is folded in the middle, so that, for example, the edges are open on the left long side. From here, the web, which has been pre-folded to form a flat tubular structure, is passed between guide rollers 6-6 '.
The longitudinal seam welding device 7, which can be displaced in the vertical direction and with which the finished hose 8 is pushed onto a receiving mandrel or onto a pair of expansion plates 9, adjoins the guide rollers on the left side. The expansion plates move in a horizontal plane in a circular path, as shown in FIG. 1, and the shaping of the bag takes place with the simultaneous production of the block bottom. At 10, the finished bag is stripped into a receiving box 11 and the finished bags are continuously removed with the transport device 12, for example to a filling device and a subsequent closing device. The way of working in tact is as follows:
1. Fold into a flat tube.
2. Welding the side seam or longitudinal seam, pushing it onto the expansion sheet, cutting off and cross-welding the bottom seam.
3. Shaping the bag and manufacturing the bottom of the bag.
4. Peel off the bag in the receiving box.
5. Removal of the bag.
In FIGS. 2 to 8, which illustrate an apparatus for producing bags, the web which is drawn off from a roll 2 is also denoted by 1. The hose former consisting of a shaped block or the like 5 is attached to a support rail 13 which is connected to the support plate 14. In addition, the guide rollers 66 'are rotatably mounted in the support plate 14.
Below the guide rollers, the inlet pieces 15-15 'of the moldings 16-16' are set.
These molded strips are arranged in a stationary manner and press the hose 8 apart by spring force, in such a way that it is pre-opened at the upper end for pulling it onto an expanding mandrel 9.
In the starting position, the hose longitudinal seam welding device 7 is located directly above the guide rollers 6-6 ', which at the same time serves as a pre-sohub device for the hose. This longitudinal seam welding device consists of two arms 18-18 'which can be rotated about axes 17-17'. These have a recess 19 in the interior that is adapted to the size of the bag. Both arms 18-18 'have primarily elastic pressure jaws 20-20' and 21-21 '.
The pressure jaws 21-21 'are expediently heated, which can be made possible by providing insulation for 22-22', specifically heating wire feeds 21a. Conversely, it is also possible to make the pressing jaws 20-20 'heatable. It is also sufficient, depending on the type of actuation, to mount only one of the arms 18-18 'movably. The opening and closing of the pressure and sealing jaws can be done mechanically or by magnets.
The upward and downward movement of the longitudinal seam welding device 7 takes place on a vertical switching column 23 on which the bearings 17-17 'with a sliding sleeve 24 are placed. The upward and downward movement of the sleeve 24 takes place with a push rod 25 which is actuated via a switching roller 26 with a lifting cam 27.
The switching column 23 also serves as a rotating column for the spreading plates 9 attached to the rotating plate 28. These spreading plates consist in a known manner of two spreading plates 9 connected via two articulated base plates (9a), which are flat in FIG. 2 when the base plate is bent downwards pressed together and the size of the bag out, they can be spread differently (see also Fig. 9). A certain number of such expansion plates are attached to the rotary plate 28. The bevel gears 29 are used to drive the switching column 23.
The lifting cam 27 is driven by a worm wheel 30 via a worm 31 or correspondingly switched gears. A further lifting cam 32 is likewise driven from these pedal wheels. With this lifting curve 32, push rods 34-34 'are actuated via switching rollers 33 (see FIG. 3). The push rods 34-34 'grip the switching arm 35-35' which are connected to the welding jaws 36-36 '. These welding jaws are circular on the inside and have cutting blades 37-37 'of the same circular shape.
Both transverse welding jaws 36-36 'with the separating knives 3737' Binid 'are mounted rotatably about a common axis I, which runs parallel to the longitudinal axes of the sealing jaws and cutting knives. The bearings are designated by 39 and 40 (see. Fig. 11 and 12).
With the lifting curve 32, the push rods 34-34 'are guided upwards, whereby the sealing jaws 36-36' with the cutting knives 37-37 'perform circular arc-shaped lifting movements in a circular path 50 until the sealing jaws 36-36' heated by heating elements 41 come to rest on both sides of the now compressed silk blanket, weld it together in the entire transverse direction and at the same time, by using the knife, an upper section of hose is cut off over the entire width.
During the welding process, the cutting and sealing device 36-36 ', 37-37' Bn is raised in its entirety by a small amount against the pressure of the spring 42 to allow the hose 8 below the cutting knife the possibility of opening to give.
On the hose 8, the longitudinal seam is designated by 43 and the transverse seam by 44. This closes the bag at the bottom. By spreading the spreading plates 9, the bag pushed on here (see FIG. 4) is shifted into the cuboid shape, with a rectangular bottom with protruding triangular end tabs at the bottom. For example, with the guide rail 45, the longitudinal bag seam 43 can be placed flat against the bag, while the bottom end tabs are pressed against the bag bottom with the further guide rail 46, whereupon the finished bags can be placed in the receiving boxes 11, which are placed on a transport device z. B. are placed on a transport chain 12 (Fig. 5).
It has proven to be advantageous to accommodate the entire transmission in a housing 46, which at 47 can have a transparent pane. Another housing 48 with the paper guide part is located on this gear box.
These devices work as follows:
The paper web 1 is guided over the tube former 5, with the coating side inward. The tube 8 folded in the middle is then approximately in the position shown in FIG. H. it is slightly open with devices 15-15 'and 16-16'. At the lower inlet 15-15 ', the opening devices can taper to a point in order to make it easier to push on the hose web. The shaped strips 16-16 'are widened at the top, as shown in FIG.
In the work cycle of the machine, the feed device is closed in the lower position (FIG. 3) and then guided upwards through the lifting cam 27, while the longitudinal seam 43 is welded at the same time. The lifting height corresponds to the required hose length.
At Ei the top dead center position 7 '(Fig. 3 and 4) open the longitudinal sealing jaws and move down again. Simultaneously with the opening of the longitudinal sealing jaws, the transverse sealing jaws 36-36 'and the cutting devices 37-37' close. Immediately after the severing cut, the closed device is raised by a small amount <ca (Fig. 10) in order to prevent the cut edges from sticking together. Only after the device has opened (FIG. 9) is the spring r12 42 brought back into the starting position.
The radius and the length of the circular arcs described by the cutting and sealing devices are dimensioned so large that, when the device is open, the pre-opened tube can be replenished and the separated tube section, which is provided with a weld seam 44 at the bottom, can move forward unhindered.
As shown in FIG. 13, two devices, each indicated by 1, 2, 28, for producing bags according to the above-described figures can be arranged next to one another in such a way that the finished bags fall onto a common transport chain 12 equipped with receiving boxes 11. These open-topped bags then reach a filling device 49, from where the filled bags are brought to a closing device 50, from which the filled and closed bags are removed and the transport device returns to the bag-making machines.
With such an arrangement there is an increased speed compared to known devices.
In the embodiments according to FIGS. 14-22, a web 1 of paper folded in the longitudinal direction with a hot-sealable coating, for. B. with a plastic film covering or the like or made of a plastic film between guide rollers 6 which are attached to support plates 14.
This web 1 has a folded edge on one longitudinal edge and the hose is provided with a longitudinal seam on the other longitudinal edge, namely this longitudinal seam is attached with the displaceable longitudinal seam welding or heat sealing devices 7, which also serve as feed devices for the hose. The longitudinal weld seam is denoted by 43.
Inside the hose there are moldings 16-16 ', at the upper end of which there are expanding springs on a bolt 60, which open the hose 1 after cross-welding with welding jaws 62 and cutting with cutting devices 63 below the cross-weld seam, as shown in FIG. 4. The opened hose part can then be pushed onto the expanding mandrels 9, with which the bag is unfolded while simultaneously forming a block bottom with laterally protruding corner tabs.
Above the bolt 60, between the expanding springs 61, there is a nozzle 64 which is connected to a connection piece 66 by a pipe 65. The connector 66 at the same time forms the connection element to a container which contains the sterilizing medium.
As FIG. 3 shows, the nozzle 64 can be fastened onto the bolt 60.
A gaseous, liquid or dust-like sterilizing medium can be sprayed with the nozzle 64.
These sterilization devices are located at the level of the hose that is already closed by the longitudinal seam 43. Immediately after the sterilization, the tube pieces are divided by cross-weld seams so that air from outside is prevented.
Instead of a spray device, an irradiation device according to FIGS. 8 and 9 can also be provided.
Radiation tubes are denoted by 66, which are attached to a hose pre-opening device 68 with a connecting rib 67.
The shaped strips 16-16 'are here replaced by a strip 68 which is elliptical in cross section and which is bent at right angles at the bottom in order to be able to introduce it into the hose. In the area of the radiation tube 66, the opening device 68 is interrupted, as FIG. 8 shows, and the rib 67 represents a connecting bridge.
The longitudinal tube seam sealing device 7 is, as shown, in the upper stroke position.
Here it opens and moves downwards in line with the machine's work cycle. During the upward stroke, the following piece of hose is welded and the upper hose part is pushed onto the expanding mandrel 9 in accordance with the desired section length.