Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen und Füllen von Klotzbodenbeuteln und Maschine zur Durchführung des Verfahrens
Es sind Verfahren bekannt, bei denen aus einer heissiegelbaren Zellgas- oder einer Kunststoff-Folie Beutel hergestellt und mit einem Füllgut gefüllt werden.
Man kennt auch Maschinen für die kontinuierliche Durchführung des Verfahrens. Dabei erfolgt das kontinuierliche automatische Herstellen und Füllen der Beutel mit Hilfe von Formkörpern, Längsnahtfaltern, Längsnahtsieglern, Bodenfaltern und Bodensieglern, Füllvorrichtungen und Verschliessfaltern und -sieglern, die nacheinander mit einem Folienzuschnitt so zur Zusammenwirkung gebracht werden, dass schliesslich der mit dem Inhalt gefüllte Beutel vorliegt. Mit den bisher bekannten Verfahren und Maschinen konnte man jedoch nur solche Beutel vom Folien-Zuschnitt bis zur Beutelfüllung kontinuierlich herstellen, bei denen der Beutel vom Typ der Flachbeutel oder der Seitenfaltenbeutel war, also keinen Standboden aufwies.
Packungen mit einem Standboden, bei denen der Beutel also vom Typ des Klotzbodenbeutels ist, haben aber eine bessere Standfestigkeit; bei ihnen bieten ausserdem alle vier Seitenwände eine gleich gut geeignete Unterlage für einen Aufdruck. Es erschien daher wünschenswert, auch solche Beutelarten bei dem kontinuierlichen Herstellen und Füllen von Beuteln zu erzeugen. Bisher konnte man das Herstellen und Füllen von Beuteln mit Klotzboden nur in voneinander getrennten Vorgängen durchführen, und beim maschinellen Arbeiten wurden eine Beutelmaschine und eine Füllmaschine benötigt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen und Füllen von Klotzbodenbeuteln, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man bei der Beutelherstellung als Form einen Kasten benutzt, nach der Beutelherstellung den Formkastenboden entfernt und danach den Beutel durch den bodenlosen Formkasten füllt und von dem Formkasten abzieht.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Maschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit Formkörper, Längsnahtfalter und -siegler, Bodenfalter und -siegler und Füllvorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie zur kontinuierlichen Herstellung von Beutelpackungen, die einen Klotzboden aufweisen, mit mehreren Formkörpern versehen ist, die offene Kästen sind und in einer in sich geschlossenen Umlaufbahn beweglich angeordnet sind, in welcher sie nacheinander mit den Faltern, Sieglern und der Füllvorrichtung zum Zusammenwirken gebracht und dann wieder an den Ausgangspunkt zurückgeführt werden, wobei weiterhin die Böden der Formkästen derartig hin- und herführbar angebracht sind, dass sie im Innern der Formkästen vom Bodenende der Formkästen bis zu der Öffnung der Formkästen hinaus und umgekehrt bewegt werden können,
und wobei weiterhin die Formkästen derart schwenkbar angeordnet sind, dass sie, in Bezug auf die zu bildenden Packungen, aus einer liegenden in eine geneigte oder aufgerichtete, insbesondere in eine senkrecht stehende, Lage und umgekehrt gebracht werden können.
Die besondere Form und Anordnung der Formgeber der Maschine gemäss der Erfindung ermöglichen die Durchführung von Verfahrensschritten, welche für den kontinuierlichen Ablauf der Herstellung der Verpackungen von Wichtigkeit sind. Diese Verfahrensschritte bestehen in dem Falten und Siegeln des Beutelbodens, während der Formkasten mit dem darum geformten Beutelzuschnitt in Bezug auf den zu bildenden Beutel umgelegt ist und der Formkastenboden sich als Widerlager für die Beutelbodenbildung an dem Bodenende des Formkastens befindet;
sie bestehen ferner in dem Entfernen des zum Schweissen oder Siegeln des Beutelbodens als Gegendruckstempel benötigten Formkastenbodens aus dem Formkasten, in dem Schwenken des Formkastens mit dem darum befindlichen, am Einfüllende offenen Beutel in eine geneigte oder senkrechte Lage, in dem Füllen des Beutels durch den hohlen, bodenlosen Formkasten hindurch, in dem Abziehen des gefüllten Beutels von dem Formkasten, in dem Zurück schwenken des Formkastens in seine Ausgangslage und in dem Einfahren des Formkastenbodens in den Formkasten bis an dessen Bodenende.
Die Maschine gemäss der Erfindung kann in man nigfaltiger Weise ausgestaltet werden. So können die Formkästen auf einer im wesentlichen liegenden oder auf einer im wesentlichen stehenden Umlaufbahn oder in sonst einer beliebig verlaufenden Umlaufbahn herumführbar angeordnet sein. So können ferner die Falt-, Siegelung Füllvorrichtungen mit den Formkästen gemeinsam umlaufen und während ihres Umlaufs in Tätigkeit gesetzt werden; in anderen Fällen können einige oder alle dieser Falt-, Siegel- und Füllvorrichtungen nur stellenweise in die Umlaufbahn der Formkästen eingreifen, und sie können zu diesem Zweck an einem festen Ort angeordnet sein oder sich auf einer gesonderten Umlaufbahn bewegen, die mit der Umlaufbahn der Faltenkästen nur streckenweise zusammenfällt.
Die Maschine gemäss der Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es handelt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Maschine, in der die Umlaufbahn der Formkästen im wesentlichen liegend angeordnet ist, die Vorrichtungen zum Bilden der Beutellängsfalte mit den Formkästen umlaufen, die Vorrichtung zum Bilden von Beutelboden und Beutelverschluss ortsfest angeordnet sind und die Füllvorrichtungen auf einer eigenen Umlaufbahn umlaufen und dort nur stellenweise gemeinsam mit dem Formkasten fortbewegt werden.
Von den Figuren zeigt Fig. 1 eine Maschine gemäss der Erfindung in einer schematischen Wiedergabe, in der die an sich endlosen Umlaufbahnen als in der Zeichenebene gerade ausgerichtete Bahnen dargestellt sind.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen eine Einzelheit der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.
Anstelle der in Fig. 1 in schematischer Weise dargestellten linearen Anordnung der aufeinanderfolgenden Verfahrensstationen tritt bei der praktisch ausgeführten Maschine eine Anordnung in einer Umlaufbahn, z.B. in einer im wesentlichen horizontalen kreisförmigen Umlaufbahn, wie es Fig. 6 zeigt.
Die Maschine wird von einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Motor über ein stufenlos einstellbares Getriebe angetrieben. Durch ein Übertragungselement, wie z.B. Kette, Gelenkwelle, Schneckenrad-oder Kegelradgetriebe, wird ein drehbarer Stern in Bewegung gesetzt, und in Abhängigkeit von seiner Bewegung werden die Bewegungen aller Vorrichtungen, welche für die Herstellung der gefüllten Beutelpackung dienen, in Bewegung gebracht. Dieser Stern kann zwei, drei, vier oder noch mehr Arme besitzen, die sämtlich in einer Ebene strahlenförmig um eine Mittelsäule angeordnet liegen und fest mit dieser verbunden sind. Die Zahl der Arme ist ausser der Drehzahl des Sterns ein Mass für die Leistung der Maschine.
Zum Beispiel hat eine Maschine mit vier Armen die gleiche Leistung aufzuweisen wie eine mit der halben Drehzahl betätigte Maschine, die mit acht Armen ausgestattet ist.
Beim Gebrauch der dargestellten Maschine wird für die Beutelherstellung eine Folienbahn Eb verwendet, die in einer oder beiden ihrer Oberflächengeschichten oder auch ganz aus mit sich selbst verschweissbarem thermoplastischem Material besteht. Die Folienbahn kann beispielsweise eine Folie aus Cellulosehydrat sein, welche mit verschweissbarer Lackschicht auf einer oder auf beiden Seiten versehen ist, oder eine Folie aus Polyäthy len oder aus einem anderen thermoplastischen I Kunst- stoff. Die Folienbahn Fb wird als Vorratsrolle R auf einem Rollenhalter 1 gehalten.
Die Folie wird von der Rolle abgenommen und läuft über eine Spannwalze 2 und nach Umleitung um zwei Leerlaufrollen 3 und 4 senkrecht nach unten zwischen zwei in an sich bekannter Weise vermittels Spezialgetriebe angetriebene Abzugswalzen 5 und 6 ein, welche die Folienbahn zwischen sich einspannen und beim Drehen in der durch die Pfeile angegebenen Richtung von der Vorratsrolle abziehen. Die Folienbahn durchläuft danach einen Fallschacht 7, der die Aufgabe hat, den Zuschnitt zu führen.
Wenn eine bestimmte Länge der Folienbahn durch die Abzugswalzen abgezogen worden ist, schneiden zwei Messer den für die Beutelbildung dienenden Folienzuschnitt Fz ab. Das eine der beiden Messer ist ein feststehendes Messer 8, das andere ist an einer rotierenden Messerwalze 9 angebracht, die in einem solchen Rhythmus zu dem Messer 8 in Schneidestellung gebraucht wird, dass jedesmal die erforderliche Länge von der Folienbahn abgeschnitten wird. Die Messer sind vorzugsweise mit Einkerbungen versehen, durch welche bewirkt wird, dass die Schnittlinie an einigen sehr kurzen Stellen unterbrochen ist, so dass der Folienabschnitt Fz zunächst noch durch die sehr kleinen Stellen mit der nachfolgenden Folienbahnpartie im Zusammenhang bleibt und erst durch die beim nächsten Verfahrensschritt auftretende Zugspannung von der Folienbahn abgerissen wird.
Es erübrigt sich bei dieser Ausführungsart des Trennschnittes, Vorrichtungen vorzusehen, durch welche der abgetrennte Zuschnitt Fz vorübergehend hängend gehalten wird.
An der Maschine befindet sich am äusseren Ende eines jeden Armes ein Formkasten 10, der mit dem Arm in einer im wesentlichen horizontalen Umlaufbahn herumbewegt wird. Die Formkästen fahren dabei in einen Faltkanal 11 ein, während sie in liegender Position und mit, in Bezug auf die Umlaufbahn, aussen liegenden Kastenboden angeordnet sind. Dabei nehmen sie jeweils einen Folienzuscimitt Fz mit, der infolge der oberen und unteren Begrenzung des Faltkanals 11 sich um die voranliegende, die obenliegende und die untenliegende Seitenfläche des Formkastens 10 legt. Die Geschwindigkeit des Umlaufs der Faltkästen ist etwas schneller als die Geschwindigkeit des Abzuges der Folienbahn Fb, so dass eine Zugspannung entsteht, durch welche der Folienzuschnitt Fz von der Folienbahn an der durch den Einschnitt geschwächten Stelle abgerissen wird.
Mit jedem Formkasten 10 werden zwei Längsnahtfalter auf der Umlaufbahn herumgeführt und dabei durch Steuervorrichtungen so bewegt, dass sie sich aussen auf der rückwärts liegenden Seitenfläche des Formkastens 10 anlegen. Von ihnen wird der Unterfalter 12 zuerst in Tätigkeit gebracht; er bewirkt den Untereinschlag des Folienabschnitts auf die vierte Seite des Formkastens. Danach wird der Oberfalter 13 betätigt; er besorgt die Oberfaltung. Der Oberfalter ist mit einer Heizung versehen und bewirkt ausser der Faltung auch das Verschweissen der gebildeten Naht, welche später die Längsnaht der Beutelpackung darstellt. Der Faltvorgang und der Beginn der Siegelung müssen zur Erzielung eines straff sitzenden Beutels noch im Bereich des Faltkanals 15 erfolgen.
Der Folienzuschnitt wird dem Fcrmkasten in der Weise zugeführt, dass er am Bodenende des Formkastens um das für die Beutelbodenbildung erforderliche Mass übersteht.
Beim weiteren Umlauf der Formkästen erfolgt das Bilden des Beutelbodens durch vier Faltungen, von denen die erste mit Hilfe des Faitdaumens 14 erfolgt, der um eine senkrecht angeordnete Achse schwenkbar angeordnet ist und durch Steuerorgane im geeigneten Augenblick zur Ausführung der Faltbewegung veran lasst wird. Die für die Bodenbildung notwendige zweite, dritte und vierte Faltung erfolgt mit Hilfe der Bodenfaltschablone 15, die zur Steuerung der dritten und vierten Faltung mit einer Faltkurve 15a versehen ist. Der fertig gefaltete Boden wird dann an einer Reihe von mehreren, beispielsweise fünf Bodensieglern 16 vorbeigeführt.
Diese bestehen aus beheizten Metallplaten, die um senkrecht angeordnete Achsen 17 schwenbar angeordnet sind und in Ruhestellung mit dem von der Achse 17 entfernten Teil in die Umlaufbahn der Formkästen 10 hineinragen. Beim Umlaufen des Formkastens 10 drückt der gebildete Boden des darum gefalteten Beutels gegen die Bodensiegler 16, die gegen eine Federkraft um ihre Achsen 17 ein wenig schwenkbar sind, so dass der Durchgang für den Formkasten und den darum liegenden Beutel freigemacht wird. Beim Vorbeigang des Beutelbodens an den Bodensieglern 16 erfolgt das Versiegeln des Beutelbodens. Während des Durchlaufs des Formkastens durch die Bodensiegler und noch eine Umlaufstrecke länger bleibt der Oberfalter 13 auf der Längsfalte des Beutels liegen und besorgt auf dieser verhältnismässig langen Verfahrensstrecke die Zusiegelung der Längsnaht.
Die Bodensiegelung kann beispielsweise durch eine Schweissvorrichtung erfolgen, wie sie im schweizerischen Patent Nr. 404178 beschrieben ist. Geeignet sind auch Siegelvorrichtungen, bei denen ein mit gleicher Geschwindigkeit umlaufendes beheiztes Stahlband für einen genügend langen Siegelweg auf den gefalteten Beutelboden zur Einwirkung gebracht wird. Eine andere brauchbare Ausführungsform für die Siegelvorrichtung sind beheizte Leerlaufrollen, welche sich gegen den vorbeigeführten Beutelboden pressen. Die Schweissvorrichtung kann auch an dem Arm befestigt sein, der den Formkasten 10 trägt, und so mit diesem herumlaufen und durch eine geeignete Steuervorrichtung während des gewünschten Verfahrensabschnitts gegen den Boden gepresst werden.
Die bisher beschriebenen Teile der Maschine und ihr Zusammenwirken miteinander sind an sich bekannt, so dass es sich erübrigt, die einzelnen Maschinenteile näher zu beschreiben und nähere Erklärungen zu geben, wie ihre Bewegungen gesteuert werden.
Eine sehr wesentliche Einrichtung der Maschine gemäss der Erfindung ist die Ausbildung und Anordnung der Formkästen 10. Wie schon oben ausgeführt, sind die Böden der Formkästen 10 in bestimmter Weise beweglich angeordnet. Die Formkastenböden 18 sind bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel zu diesem Zweck an einem Bodengestänge 19 angebracht, das seinerseits mit einem Steuerknopf 20 versehen ist. Die Formkästen selbst sind an einem Umlaufgestänge 21 mittels eines Scharniers 22 befestigt, um welches sie aus der horizontalen Lage (Fig. 2) in eine senkrechte Lage (Fig. 5) geklappt werden können. Die Klappbewegung der Faltkasten wird durch das Gestänge 19 bewerkstelligt, das seinerseits durch Einwirkung von Steuerorganen auf den Steuerknopf 20 gesteuert wird.
Die Formkästen 10 befinden sich beim Durchfahren durch den Faltkanal 11 und beim Vorbeifahren an der Faltschablone 15 und den Bodensieglern 16 und noch ein kurzes Stück in der in Fig. 2 dargestellten horizontalen Lage, wobei der Formkastenboden 18 sich am Bodenende des Formkastens, d.h. an dem von dem Scharnier 22 abgelegenen Ende des Formkastens 10 befindet.
Ein kurzes Stück nach dem Vorbeifahren an den Bodensieglern 16 wird durch entsprechende Einwirkung auf den Steuerknopf 20 der Formkastenboden 18 im Innern des Kastens zurückgezogen (Fig. 3), bis er ganz aus dem am Scharnier 22 befindlichen Kopfende des Formkastens herausgezogen ist (Fig. 4). Nachdem der Formkastenboden 18 ganz aus dem Formkasten 10 herausgeführt ist, wird der Formkasten 10 aus der horizon talen Lage um das Scharnier 22 in eine senkrechte Lage geklappt (Fig. 5).
In die Umlaufbahn der Formkästen 10 werden gegen das abwärtsschwenkende Ende der Formkästen Auf fangkästen 22 vorgeschoben, die mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die Formkästen 10 um die Sternachse umlaufen. Jeder Auffangkasten wird so gesteuert, dass er nach einer kurzen Umlaufstrecke den Formkasten und den darum gebildeten Beutel umfasst. Die Auffangkästen 22 fassen eng um die Formkästen 10 und die darum gebildeten Beutel. Sie dienen dazu, die gefüllten Beutel aufzunehmen und sind vorteilhaft an einer Seite offen, so dass der Formkasten beim Umschwenken in die stehende Lage in einen Auffangkasten 22 einschwenken kann.
Über eine geeignete Dosiervorrichtung erfolgt der Füllgang durch den abwärts geschwenkten Formkasten, wobei sich Beutel, Formkästen und Auffangkästen mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit weiterbewegen. Um die Füllung der Beutel zu erleichtern, können die Formkästen an der Füllöffnung eine trichterförmige Erweiterung tragen.
Während des Füllvorganges bewegt sich der Auffangkasten vom Formkasten fort nach abwärts, wobei zugleich der von dem Füllgut jetzt belastete Beutel unter Führung durch den Auffangkasten 22 von dem Formkasten 10 herabgleitet. Bis zur Beendigung des Füllvor- ganges umschliesst zweckmässigerweise das obere Ende des herabgleitenden Beutels noch den Formkasten, und zwar mit soviel Folienmaterial, wie für die spätere Faltung des Beutelverschlusses benötigt wird. Durch diese Massnahme wird gewährleistet, dass bei staubigem Füllen gut die späteren Siegelflächen des Beutelverschlusses mit Sicherheit vor Verschmutzung durch das Füllgut bewahrt bleiben und die Siegelfähigkeit des Beutelverschlusses durch das Füllgut nicht beeinträchtigt wird.
Solche Verfahrensmassnahme ist bei solchen Gütern notwendig, bei denen die Herstellung eines einwandfreien Beutelverschlusses erforderlich ist.
Nach dem Durchlaufen der Füllstation ist der Beutel durch entsprechende Absenkung des Auffangkastens 22 vollkommen von dem Formkasten 10 herabgeglitten Die Bewegungen des Auffangkastens 22 werden durch geeignete Steuerorgane hervorgerufen. Das Absinken der Auffangkästen 22 wird vielfach vorteilhaft in der Weise gesteuert, dass er dabei eine Rüttelstrecke 29 durchläuft. Dadurch wird ein hohes Schüttgewicht beim Füllen des Beutels erreicht.
Die mit der vorstehend beschriebenen einfachen Füllvorrichtung ausgerüsteten Maschinen eignen sich für das Herstellen von Beutelpackungen, die ein schüttfähiges Füllgut enthalten, das von grobstückiger bis pulverförmiger Beschaffenheit ist. Bei Füllung mit Füllgütern, die feinpulvrig sind oder von Natur aus zum Stauben oder zum Haften an dem Beutelmaterial neigen, ist es zweckmässig, eine weitgehend abgekapselte Füllvorrichtung zu verwenden. Die Fallhöhen des Füllgutes sollen dabei nach Möglichkeit klein sein. Dies wird bei der dargestellten Maschine verwirklicht, indem ein auf einer Laufschiene 23s beweglicher Fülltrichter 23 für den Abfüllvorgang vorgesehen ist, dessen Auslauf durch eine Steuervorrichtung geöffnet und geschlossen werden kann.
Dieser Fülltrichter wird über eine an sich bekannte Dosiervorrichtung gefüllt und von einem geeigneten Antriebselement, z.B. von einer Rollenkette, auf der Laufschiene 23s in der Weise bewegt, dass er mit seinem unteren Ende über die Füllöffnung des abgeschwenkten Formkastens zu liegen kommt, der sich in dem Auffangkasten 22 befindet, und mit diesem und dem darum liegenden Beutel sich für den nächsten Verfahrensabschnitt gemeinsam um die Sternachse bewegt.
Durch eine geeignete Steuervorrichtung wird der Fülltrichter 23 bei Durchführung des Füllvorganges abgesenkt, wobei gIeichzeitig sein Auslaufverschluss durch eine Steuervorrichtung geöffnet wird, so dass das in dem Fülltrichter befindliche Füllgut in den Formkasten gleitet. Nach Beendigung des Füllvorganges wird der Fülltrichter 13 auf sein ursprüngliches Niveau zurückgebracht und der Auslaufverschluss geschlossen. Der Fülltrichter bewegt sich von dem umlaufenden Formkasten fort und kehrt auf seiner eigenen Umlaufbahn zu der Dosiervorrichtung zurück.
Die Anzahl der Fülltrichter 13 richtet sich nach der Anzahl der Formkästen und nach dem Verhältnis der Länge der Umlaufbahn der Formkästen zu der Länge der Umlaufbahn der Fülltrichter. Sind die beiden Umlaufbahnen gleich lang, so ist die Anzahl der Fülltrichter gleich der Anzahl der Faltkästen; ist die Umlaufbahn der Formkästen doppelt so lang wie die Umlaufbahn der Fülltrichter, dann ist die Anzahl der Fülltrichter halb so gross wie die Anzahl der Formkästen.
Zur Füllung werden die Fülltrichter 23 an einer Füllvorrichtung vorbeigeführt. Bei ihr ist ein Füllungszuteiler 24 um eine Achse 25 drehbar derart angeordnet, dass er unter einem Vorratstrichter 26 vorbeigeführt wird, der den Vorrat an Füllgut enthält und mittels einer Dosiervorrichtung 27 den Füllungszuteiler 24 mit der jeweils gewünschten Menge des Füllgutes beschickt, wenn er unter der Dosiervorrichtung vorbeigeht. Der Füllungszuteiler 24 entleert seinen Inhalt durch Ausschwenken seines Klappbodens 28 in den Fülltrichter 23.
Nachdem der Auffangkasten 22 so weit abgesenkt ist, dass der Beutel mit Inhalt von dem Formkasten vollständig abgezogen worden ist, erfolgt das Zurückschwenken des Formkastens 10 in seine horizontale Lage und anschliessend das Einfahren des Formkastenbodens 18 in die Ausgangslage, worauf dann der Umlauf des Formkastens 10 in der vorstehend geschilderten Weise von Neuem beginnt.
Nach dem vollständigen Abgleiten von dem Formkasten behält der gefüllte Beutel, der in einem Auffangkasten senkrecht steht, seine kontinuierliche Fortbewegung in der Umlaufbahn bei. Das Füllgut ist in dem Beutel bis zu etwa dem gleichen Niveau eingefüllt, das durch die Oberkante der Seitenwand des Auffangkastens 23 bestimmt ist. Der für die Herstellung des Beutelverschlusses notwendige Beutelanteil ragt über die Höhe des Auffangkastens 22 in eine Verschlussfaltstation ein.
Darin wird ein durch den Auffangkasten 22 gesteuerter Faltdaumen 30 um eine orstfeste Achse geschwenkt, wobei er die hintere Faltung des Beutelverschlusses einstösst. Gleichzeitig tritt das vordere Ende der Beutelöffnung in den Bereich eines Faltkörpers 31 ein, der aus einem feststehenden Faltdaumen besteht, an den sich ein waagerecht frei abstehendes Schwert anschliesst. Zwei Faltweichen 32 und 33 führen in ihrem ersten Teil die nach oben stehenden Seiten des Beutels, während der Ausführung der beiden ersten Verschlussfaltungen nach aussen und späterhin nacheinander nach innen um und pressen sie gegen den Beutel. Das Schwert des Faltkörpers 31 befindet sich dabei über den durch die Daumen eingestossenen Faltungen der voranliegenden und rückliegenden Seiten des Beutels und unterhalb der an den seitwärtigen Seiten des Beutels vorgenommenen Verschlussfaltungen.
Der Faltdaumen des Faltkörpers 31 ist in seinem vorderen Teil nach oben hin an dem Maschinenrahmen befestigt, während das Schwert von dem Daumen gehalten wird. Durch diese Befestigungsart ist gewährleistet, dass das frei ausladende Schwert durch sein Eigengewicht nach unten drückt und so eine federnde Anpressung des Verschlusses gegen den Beutel inhalt erfolgt, so dass ein prall gefüllter Beutel entsteht.
Die Versiegelung des beigefalteten Beutelverschlusses wird durch eine Schweissvorrichtung 34 erreicht, welche die beigelegten seitwärtigen Verschlussfaltungen durch Wärmeleitung miteinander versiegelt, wobei das noch in den Beutelverschluss hineinreichende Schwert als Widerlager für die Siegelung dient. Die Schweissvorrichtung kann ein beheizter, federnd angepasster Gleitschuh oder eine oder mehrere angepresste beheizte Rollen sein. In der abgebildeten Ausführungsform besteht die Schweissvorrichtung aus einem beheizten endlosen Band 35, das um zwei Umlenkwalzen 36 und 37 umläuft. Die Vorrichtung zum Falten und Versiegeln des . Beutelverschlusses kann auch an dem Auffangkasten angeordnet sein und mit diesem in der Produktionsbahn umlaufen.
Falls es notwendig erscheint, kann eine in ähnlicher Weise ausgebildete Kühlzone nachgeschaltet werden.
Nach der Verfestigung der Schweissung oder Siegelung verlässt der Beutel den Bereich des Schwertes. Falls besonders dichter Verschluss gewünscht wird, kann hinter der Schweissstation eine zweite angebracht werden.
Solche bessere Verschlussbildung kann durch weitere Anordnung von Siegelelementen der vorher beschriebenen Form oder durch Aufbringen von Heissiegel- oder Klebeetiketten erfolgen, wobei gleichzeitig mit den Etiketten Informationen wie Preisaufdruck oder Warenangabe an den Packungen angebracht werden können.
Eine solche Versiegelung kann in den mit gleichbleibender Geschwindigkeit ablaufenden Produktionsgang der Maschine mit aufgenommen werden, sie kann sich jedoch auch unabhängig von diesem vollziehen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Maschine ist vorgesehen, dass der Auffangkasten 22 mit dem darin befindlichen gefüllten Beutel vor der Faltung des Verschlusses an einem Umlenkstift 38 vorbeigeführt wird, der mit einer an dem Auffangkasten 27 befindlichen Umlenkplatte 39 in der Weise zusammenwirkt, dass eine Schwenkung des Auffangkastens um 90" erfolgt, ehe er die Faltstation mit dem Faltdaumen 30 durchläuft. Nach erfolgter Siegelung des Verschlusses besorgt ein weiterer Umlenkstift 40 das Zurückdrehen des Auffangkastens 22 in die vorherige Lage.
Die fertige Beutelpackung P wird aus der offenen Seite des Auffangkastens 22 durch einen Stössel 42, der durch das Vorbeiführen der Ausstosskurve 43 in Tätigkeit gebracht wird, ausgestossen und fällt auf ein endloses umlaufendes Transportband 41, durch welches die Packung P von der Maschine zu einer Sammelstation befördert wird.
Ein sehr wesentlicher Faktor für die Leistungsfähigkeit einer Verpackungsmaschine ist das Fliessverhalten des Füllgutes. Bei Füllgütern mit ungünstigem Fliessverhalten benötigt man eine lange Füllzeit. Die Maschinen gemäss der Erfindung lassen sich ohne Beeinträchtigung ihrer Leistungsfähiggkeit auch an eine lange Füllzeit anpassen, da bei ihnen die Füllstation eine grosse Umlaufstrecke in Anspruch nehmen kann.
Die Maschinen lassen sich in verhältnismässig einfacher Weise von einer Beutelgrösse auf eine andere umstellen. Bei Änderung der Beutelhöhe genügt eine entsprechende Änderung in der Breite der Folienbahn Fb, ein Auswechseln der Auffangkästen 22 und Verstellen der Längsnahtfaltung 12, 13. Eine Anpassung an einen anderen Beutelquerschnitt lässt sich im wesentlichen durch einen Austausch der Formkästen 10 erreichen.
Ein weiterer Vorteil der Maschinen besteht darin, dass bei ihnen die Formkästen in ununterbrochener, gleichmässiger Bewegung umlaufen.
Process for the continuous production and filling of block bottom bags and machine for carrying out the process
Methods are known in which bags are made from a heat-sealable cell gas or plastic film and filled with a filling material.
Machines are also known for carrying out the process continuously. The bags are continuously and automatically produced and filled with the help of molded bodies, lengthwise seam folders, lengthwise seam sealers, bottom folders and bottom seals, filling devices and closing folders and sealers, which are brought into cooperation one after the other with a foil blank in such a way that the bag filled with the contents is finally present . With the methods and machines known up to now, however, it was only possible to continuously produce such bags, from the foil cut to the bag filling, in which the bag was of the type of the flat bag or the gusset bag, i.e. had no standing base.
However, packs with a stand-up base, in which the bag is of the block-bottom type, have better stability; With them, all four side walls also offer an equally suitable base for printing. It therefore appeared to be desirable to produce such types of bags in the continuous manufacture and filling of bags. Up to now, the production and filling of bags with a block bottom could only be carried out in separate processes, and a bag machine and a filling machine were required when working with machines.
The invention relates to a process for the continuous production and filling of block-bottom bags, which is characterized in that a box is used as a form in the production of the bag, the bottom of the molding box is removed after the production of the bag and then the bag is filled through the bottomless molding box and removed from the molding box .
The invention also relates to a machine for carrying out the process according to the invention with shaped bodies, longitudinal seam folder and sealer, bottom folder and sealer and filling device, which is characterized in that it is provided with several shaped bodies for the continuous production of bag packs that have a block bottom , which are open boxes and are movably arranged in a self-contained orbit in which they are successively brought to interact with the folders, sealers and the filling device and then returned to the starting point, with the bottoms of the molding boxes continuing to and fro are feasibly attached so that they can be moved inside the molding boxes from the bottom end of the molding boxes to the opening of the molding boxes and vice versa,
and wherein furthermore the molding boxes are pivotably arranged in such a way that they can be brought from a lying position to an inclined or upright position, in particular to a vertical position, and vice versa, in relation to the packs to be formed.
The special shape and arrangement of the formers of the machine according to the invention enable process steps to be carried out which are important for the continuous production of the packaging. These process steps consist of folding and sealing the bottom of the bag, while the molding box with the bag blank formed around it is folded over with respect to the bag to be formed and the molding box bottom is located as an abutment for the bag bottom formation at the bottom end of the molding box;
They also consist in the removal of the molding box bottom required as a counter pressure stamp for welding or sealing the bottom of the bag from the molding box, in the pivoting of the molding box with the bag located around it, open at the filling end, into an inclined or vertical position, in the filling of the bag through the hollow , Bottomless molding box through, in the removal of the filled bag from the molding box, in the back pivoting of the molding box into its starting position and in the retraction of the molding box bottom into the molding box to its bottom end.
The machine according to the invention can be configured in various ways. Thus, the molding boxes can be arranged so that they can be guided around on an essentially lying or essentially standing orbit or in any other orbit that runs in any way. In addition, the folding, sealing, filling devices can circulate together with the molding boxes and can be activated during their circulation; In other cases, some or all of these folding, sealing and filling devices can only intervene in places in the circulation path of the molding boxes, and for this purpose they can be arranged at a fixed location or move on a separate circulation path that coincides with the circulation path of the folding boxes only partially coincides.
The machine according to the invention is explained in more detail with reference to the accompanying FIGS. The embodiment shown is a machine in which the circulation path of the molding boxes is arranged essentially horizontally, the devices for forming the longitudinal bag folds with the molding boxes rotate, the device for forming the bag bottom and bag closure are arranged in a stationary manner and the filling devices on a circulate their own orbit and are only moved there in places together with the molding box.
Of the figures, FIG. 1 shows a machine according to the invention in a schematic representation in which the per se endless orbits are shown as tracks that are straight in the plane of the drawing.
FIGS. 2 to 5 show a detail of FIG. 1 in an enlarged representation.
Instead of the linear arrangement of the successive process stations shown schematically in Fig. 1, an arrangement in an orbit, e.g. in a substantially horizontal circular orbit as shown in FIG.
The machine is driven by a motor, not shown in the drawings, via a continuously variable transmission. Through a transmission element, e.g. Chain, cardan shaft, worm gear or bevel gear, a rotatable star is set in motion, and depending on its movement, the movements of all devices which are used to produce the filled bag pack are set in motion. This star can have two, three, four or even more arms, all of which are arranged in a plane radially around a central column and are firmly connected to this. In addition to the speed of the star, the number of arms is a measure of the machine's performance.
For example, a machine with four arms has the same performance as a machine operated at half speed that is equipped with eight arms.
When using the machine shown, a film web Eb is used for the bag production, which consists in one or both of its surface layers or also entirely of thermoplastic material which can be welded to itself. The film web can, for example, be a film made of cellulose hydrate, which is provided with a weldable layer of lacquer on one or both sides, or a film made of polyethylene or another thermoplastic. The film web Fb is held as a supply roll R on a roll holder 1.
The film is removed from the roll and runs over a tension roller 2 and, after being diverted around two idle rollers 3 and 4, vertically downward between two take-off rollers 5 and 6 driven in a known manner by means of special gears, which clamp the film web between them and when rotating Pull it off the supply roll in the direction indicated by the arrows. The film web then runs through a chute 7, which has the task of guiding the blank.
When a certain length of the film web has been drawn off by the take-off rollers, two knives cut the film blank Fz used for bag formation. One of the two knives is a fixed knife 8, the other is attached to a rotating knife roller 9, which is used with the knife 8 in the cutting position in such a rhythm that the required length is cut off from the film web each time. The knives are preferably provided with notches which cause the cutting line to be interrupted at a few very short points so that the film section Fz initially remains connected to the subsequent film web section through the very small points and only through the next step occurring tensile stress is torn from the film web.
In this embodiment of the severing cut, there is no need to provide devices by which the severed blank Fz is temporarily held suspended.
On the machine at the outer end of each arm there is a molding box 10 which is moved around with the arm in a substantially horizontal orbit. The molding boxes move into a folding channel 11 while they are arranged in a lying position and with the box bottom lying on the outside in relation to the orbit. In doing so, they each take with them a foil addition Fz which, as a result of the upper and lower delimitation of the folding channel 11, is placed around the preceding, upper and lower side surfaces of the molding box 10. The speed of the rotation of the folding boxes is somewhat faster than the speed of the withdrawal of the film web Fb, so that a tensile stress arises through which the film blank Fz is torn from the film web at the point weakened by the incision.
With each molding box 10, two longitudinal seam folders are guided around the orbit and are moved by control devices in such a way that they are placed outside on the rear side surface of the molding box 10. The lower folder 12 is first brought into operation by them; it causes the film section to fold under on the fourth side of the molding box. Then the upper folder 13 is actuated; he takes care of the top fold. The upper folder is provided with a heater and, in addition to the folding, also causes the welding of the seam that is formed, which later represents the longitudinal seam of the bag pack. The folding process and the beginning of the sealing must still take place in the area of the folding channel 15 in order to achieve a tightly fitting bag.
The film blank is fed to the molding box in such a way that it protrudes at the bottom end of the molding box by the amount required to form the bottom of the bag.
As the molding boxes continue to circulate, the bottom of the bag is formed by four folds, the first of which is done with the aid of the folding thumb 14, which is pivotable about a vertically arranged axis and is caused by control elements at the appropriate moment to execute the folding movement. The second, third and fourth folds required for bottom formation are carried out with the aid of the bottom folding template 15, which is provided with a folding curve 15a to control the third and fourth folds. The completely folded base is then guided past a row of several, for example five, base seals 16.
These consist of heated metal plates which are arranged such that they can pivot about vertically arranged axes 17 and, in the rest position, protrude into the orbit of the molding boxes 10 with the part removed from the axis 17. As the molding box 10 rotates, the bottom of the bag folded around it presses against the bottom seal 16, which can be pivoted a little against a spring force about their axes 17, so that the passage for the molding box and the bag lying around it is cleared. When the bottom of the bag passes the bottom sealers 16, the bottom of the bag is sealed. During the passage of the molding box through the bottom sealer and for a further circulating distance, the upper folder 13 remains on the longitudinal fold of the bag and takes care of the sealing of the longitudinal seam on this relatively long process section.
The bottom sealing can be done, for example, by a welding device as described in Swiss patent no. 404178. Sealing devices are also suitable in which a heated steel belt rotating at the same speed is brought into action on the folded bag bottom for a sufficiently long sealing path. Another useful embodiment for the sealing device are heated idle rollers which press against the bottom of the bag as it moves past. The welding device can also be attached to the arm which carries the molding box 10 and can thus run around with it and be pressed against the floor by a suitable control device during the desired process section.
The parts of the machine described so far and their interaction with one another are known per se, so that there is no need to describe the individual machine parts in more detail and to give more detailed explanations of how their movements are controlled.
A very essential device of the machine according to the invention is the design and arrangement of the molding boxes 10. As already stated above, the bottoms of the molding boxes 10 are movably arranged in a certain way. In the example shown in the figures, the molding box bottoms 18 are attached to a bottom rod 19 for this purpose, which in turn is provided with a control button 20. The molding boxes themselves are attached to a rotating rod 21 by means of a hinge 22, around which they can be folded from the horizontal position (FIG. 2) into a vertical position (FIG. 5). The folding movement of the folding box is brought about by the linkage 19, which in turn is controlled by the action of control elements on the control button 20.
When driving through the folding channel 11 and when driving past the folding template 15 and the bottom sealers 16 and a short distance, the molding boxes 10 are in the horizontal position shown in FIG. 2, the molding box bottom 18 being at the bottom end of the molding box, i.e. is located at the end of the molding box 10 remote from the hinge 22.
A short distance after driving past the bottom sealers 16, the molding box base 18 is withdrawn inside the box by appropriate action on the control button 20 (Fig. 3) until it is completely pulled out of the head end of the molding box located on the hinge 22 (Fig. 4 ). After the molding box bottom 18 is completely led out of the molding box 10, the molding box 10 is folded from the horizon tal position around the hinge 22 into a vertical position (FIG. 5).
In the orbit of the molding boxes 10 are pushed against the downwardly pivoting end of the molding boxes on catch boxes 22, which rotate at the same angular velocity as the molding boxes 10 about the star axis. Each collecting box is controlled in such a way that it encompasses the molding box and the bag formed around it after a short circulation path. The collecting boxes 22 fit tightly around the molding boxes 10 and the bags formed around them. They serve to receive the filled bags and are advantageously open on one side so that the molding box can pivot into a collecting box 22 when it is pivoted into the standing position.
A suitable metering device is used to fill the mold through the downwardly pivoted molding box, with the bags, molding boxes and collecting boxes moving at the same speed. To make it easier to fill the bags, the molding boxes can have a funnel-shaped extension at the filling opening.
During the filling process, the collecting box moves downwards away from the molding box, and at the same time the bag, which is now loaded by the filling material, slides down from the molding box 10 while being guided by the collecting box 22. Until the end of the filling process, the upper end of the bag sliding down expediently still encloses the molding box with as much film material as is required for the subsequent folding of the bag closure. This measure ensures that when the filling is dusty, the later sealing surfaces of the bag closure are reliably protected from contamination by the contents and the sealability of the bag closure is not impaired by the contents.
Such procedural measure is necessary for goods that require the production of a perfect bag closure.
After passing through the filling station, the bag has completely slipped down from the molding box 10 by lowering the collecting box 22 accordingly. The movements of the collecting box 22 are caused by suitable control elements. The lowering of the collecting boxes 22 is often advantageously controlled in such a way that it runs through a vibrating section 29. This achieves a high bulk density when filling the bag.
The machines equipped with the simple filling device described above are suitable for the production of pouch packs which contain a pourable filling material that is from a coarse to powdery consistency. When filling with filling goods that are finely powdery or naturally tend to dust or stick to the bag material, it is advisable to use a largely encapsulated filling device. The drop heights of the product should be small if possible. This is achieved in the machine shown in that a filling funnel 23 which is movable on a running rail 23s is provided for the filling process, the outlet of which can be opened and closed by a control device.
This filling funnel is filled via a metering device known per se and driven by a suitable drive element, e.g. by a roller chain, moved on the running rail 23s in such a way that it comes to rest with its lower end over the filling opening of the pivoted molding box, which is located in the collecting box 22, and with this and the bag lying around it for the next process section moved together around the star axis.
The filling funnel 23 is lowered by a suitable control device when the filling process is carried out, with its outlet closure being opened by a control device at the same time, so that the filling material located in the filling funnel slides into the molding box. After completion of the filling process, the filling funnel 13 is returned to its original level and the outlet closure is closed. The hopper moves away from the rotating molding box and returns to the metering device on its own orbit.
The number of filling funnels 13 depends on the number of molding boxes and the ratio of the length of the circulating path of the molding boxes to the length of the circulating path of the filling funnel. If the two orbits are of the same length, the number of filling funnels is equal to the number of folding boxes; If the orbit of the molding boxes is twice as long as the orbit of the filling funnel, then the number of filling funnels is half as large as the number of molding boxes.
For filling, the filling funnels 23 are moved past a filling device. In it, a filling distributor 24 is rotatably arranged about an axis 25 in such a way that it is guided past under a storage funnel 26 which contains the supply of filling material and by means of a metering device 27 feeds the filling distributor 24 with the respectively desired amount of filling material when it is under the Dosing device passes. The filling distributor 24 empties its contents into the filling funnel 23 by pivoting its hinged bottom 28.
After the collecting box 22 has been lowered so far that the bag with its contents has been completely withdrawn from the molding box, the molding box 10 is pivoted back into its horizontal position and then the molding box bottom 18 is retracted into the starting position, followed by the rotation of the molding box 10 begins anew in the manner described above.
After it has completely slipped off the molding box, the filled bag, which is vertical in a collecting box, maintains its continuous movement in the orbit. The filling material is filled in the bag up to approximately the same level that is determined by the upper edge of the side wall of the collecting box 23. The portion of the bag required for the manufacture of the bag closure protrudes beyond the height of the collecting box 22 into a closure folding station.
A folding thumb 30 controlled by the collecting box 22 is pivoted therein about a fixed axis, whereby it pushes the rear fold of the bag closure. At the same time, the front end of the bag opening enters the area of a folding body 31, which consists of a fixed folding thumb to which a horizontally freely protruding sword is attached. Two folding switches 32 and 33 lead in their first part the upward-facing sides of the bag, during the execution of the first two closure folds outwards and later one after the other inwards and press them against the bag. The blade of the folding body 31 is located above the folds made by the thumbs on the front and rear sides of the bag and below the closure folds made on the side sides of the bag.
The folding thumb of the folding body 31 is attached in its front part to the top of the machine frame, while the sword is held by the thumb. This type of fastening ensures that the freely protruding sword presses downwards under its own weight and thus a resilient pressure of the closure against the bag contents takes place, so that a bulging bag is created.
The sealing of the folded bag closure is achieved by a welding device 34, which seals the enclosed lateral closure folds with one another through heat conduction, the sword still reaching into the bag closure serving as an abutment for the seal. The welding device can be a heated, resiliently adapted sliding shoe or one or more pressed-on heated rollers. In the embodiment shown, the welding device consists of a heated endless belt 35 which revolves around two deflection rollers 36 and 37. The device for folding and sealing the. The bag closure can also be arranged on the collecting box and circulate with it in the production line.
If it appears necessary, a similarly designed cooling zone can be connected downstream.
After the weld or seal has solidified, the bag leaves the area of the sword. If a particularly tight seal is required, a second can be installed behind the welding station.
Such better closure formation can take place through further arrangement of sealing elements of the form described above or through the application of heat-seal or adhesive labels, information such as price imprint or product information can be attached to the packs at the same time as the labels.
Such a sealing can be included in the production process of the machine, which runs at a constant speed, but it can also take place independently of this.
In the machine shown in Fig. 1, it is provided that the collecting box 22 with the filled bag located therein is guided past a deflection pin 38 before the closure is folded, which cooperates with a deflection plate 39 located on the collecting box 27 in such a way that a The collecting box is pivoted by 90 "before it passes through the folding station with the folding thumb 30. After the closure has been sealed, a further deflection pin 40 rotates the collecting box 22 back into its previous position.
The finished bag pack P is ejected from the open side of the collecting box 22 by a ram 42, which is brought into action by passing the ejection curve 43, and falls onto an endless circulating conveyor belt 41, through which the pack P from the machine to a collecting station is promoted.
A very important factor for the performance of a packaging machine is the flow behavior of the product. For products with unfavorable flow behavior, a long filling time is required. The machines according to the invention can also be adapted to a long filling time without impairing their performance, since with them the filling station can take up a long circulation path.
The machines can be switched from one bag size to another in a relatively simple manner. When changing the bag height, a corresponding change in the width of the film web Fb, an exchange of the collecting boxes 22 and adjustment of the longitudinal seam folds 12, 13 are sufficient. An adaptation to a different bag cross-section can essentially be achieved by exchanging the molding boxes 10.
Another advantage of the machines is that the molding boxes rotate in uninterrupted, even motion.