Verfahren zur Herstellung von mit einer Substanz gefüllten Dosierpackungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mit einer Substanz gefüllten Dosierpackungen aus druckverformbaren Materialstreifen, bestehend aus dem schrittweisen Zuführen der Streifen nach unten entlang der gegenüberliegenden Kanten einer vertikalen Füllröhre, dem Vorsehen einer Hauptvertiefung, die eine relativ enge und flache Halsvertiefung an ihrem oberen Ende hat, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Eine solche Packung kann sowohl als Behälter für flüssige Substanzen wie Lebertran, Nasentropfen und dergleichen, als auch als Behälter für Pasten, Puder, Tabletten oder Pillen dienen. Nachfolgend werden Flüssigkeiten und feste Stoffe in verschiedenem Zustand in dem Begriff Substanz zusammengefasst.
Zweck der vorliegenden Erfindung war die Schaffung eines neuen, verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Packungen der erwähnten Art, deren Wände mit der Substanz in Berührung sind, wobei die Wände undurchlässig und gegenüber der Ware neutral sind, so dass diese einerseits nicht verdampft und dass andererseits keine fremden Substanzen in die Ware eindringen können oder aber dass die Ware durch die Verpackung verdorben wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeichnet durch Druckverformung mindestens eines Streifens zur Vertiefung in mindestens einem Streifen in Ruhestellung nach einem Vorschubschritt, nach dem nächsten Vorschubschritt das Verschliessen der Streifen miteinander, ausser um den Hals über seinen Verbindungspunkt mit der Hauptvertiefung, wobei der Hals die Füll- röhre umgibt während letztere die Substanz in die Verpackung füllt, und nach einem folgenden Vorschubschritt das Verschliessen der Streifen miteinander über dem Verbindungspunkt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Vertiefungen bildende Mittel mit einem feststehenden Formteil, das die Füllröhre umgibt, und einem beweglichen Formteil zum Greifen des Streifens und Mittel zum Einspritzen der Druckflüssigkeit zwischen dem Streifen und einem der Formteile zur Formung der Vertiefungen, wobei die Verschlussflächen der Dichtungsbacken weggeschnittene Teile haben, um ein Verschliessen der Streifen rund um die Halsvertiefung zu verhindern.
Die beiliegende Zeichnung enthält schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung anhand welcher das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert wird. Es zeigen:
Fig. 1, einen Ausschnitt einer Vorderansicht einer Vorrichtung,
Fig. 2, eine Draufsicht längs der Linie II-II nach Fig. 1 wobei Teile weggebrochen sind,
Fig. 3, einen vergrösserten Vertikalschnitt längs der Linie III-III nach Fig. 2 mit den Pressformteilen und den Dichtungsbacken in offener Stellung,
Fig. 4, einen Vertikalschnitt längs der Linie IV-IV nach Fig. 3,
Fig. 5, einen vergrösserten Ausschnitt wie Fig. 3, wobei die Formteile und die Dichtungsbacken in der Form- bzw. Dichtungsstellung sind,
Fig. 6, eine teilweise fertiggestellte Packung mit dem Einfüllrohr in der Einfüllöffnung in perspektivischer Darstellung,
Fig.
7, eine Draufsicht auf zwei Verpackungsmaterialstreifen auf welchen die überzogenen Zonen angebracht sind und
Fig. 8, eine fertige Packung in perspektivischer Ansicht wobei Teile weggebrochen sind.
Die dargestellte Packung weist zwei Schichten 1 und 2 aus formbarem und dehnbarem Material auf. Jede Schicht weist einen Hohlraum 3 auf, welcher in einer Seite unter Druck geformt wurde, deren Ränder in einer gewissen Entfernung von der Randkante der entsprechenden Schicht entfernt sind. Im vorliegenden Falle weisen die Hohlräume einen ungefähr rechteckigen Grundriss auf und besitzen einerends eine Hohlraumverlängerung 5, deren Ränder ebenfalls von den Kanten der Schichten 1 und 2 entfernt angeordnet sind. Im vorliegenden Falle bilden die Kanten der Schichten Verlän gerungen 6, zwischen denen und dem Hohlraum 3 Ausnehmungen 7 angeordnet sind, welche zwischen den entsprechenden Hohlräumen 3 und den Enden der entsprechenden Hohlraumverlängerungen 5 angeordnet sind.
Die innere konkave Oberfläche von jedem Hohlraum und jeder Hohlraumverlängerung sind vorzugsweise mit einem Uberzug oder Film von undurchlässigem Material überzogen, welches sich gegenüber der verpackten Ware neutral verhält.
Die Packungen werden schrittweise hergestellt, wobei die entsprechenden Schichten 1 und 2 Teile aus durchgehenden Streifen oder Bändern 1a und 2a aufweisen, welche gleich weit auseinander liegende Zonen 8 aufweisen, die mit einem Überzug wie z. B. einem Silikonfilm od. dgl. überzogen sind. Der Umriss jeder dieser Zonen entspricht der Form der inneren Oberfläche eines entsprechenden Hohlraumes 3 mit der Hohlraumverlängerung 5, wobei die Ränder 9 der Schichten 1 und 2 von den Rändern der Zonen 8 nach aussen wegragen.
Die zwei Schichten 1 und 2 einer jeden Packung werden beispielsweise zwischen Matrizen mit oder ohne Falz unter Wärme miteinander dicht verbunden, so dass sich der Packungshohlraum A bildet. Anfänglich werden die Schichten nur im Bereich der Hohlräume 3 miteinander verbunden, wobei die nicht verbundenen Bereiche Einfüllöffnungen für die zu verpackende Ware, wie Flüssigkeiten, Pasten oder Puder bilden. Nach dem Abfüllvorgang werden die noch nicht verbundenen Teile zum Verschliessen der Einfüllöffnungen miteinander verbunden, so dass die Packung vollständig ist. Die Hohlraumverlängerungen 5 bilden dann an der Packung einen verjüngten Ausguss, welcher dadurch geöffnet wird, dass die Schichten durch den Ausguss zwischen den Ausnehmungen 7 aufgerissen werden, so dass der Inhalt der Packung entleert werden kann.
Das Verfahren geht im einzelnen wie folgt vor sich.
Die zwei Streifen des Verpackungsmaterials werden schrittweise von zwei nicht dargestellten Rollen abgezogen und in eine ausgerichtete, Seite an Seite liegende Lage gebracht.
Zu diesem Zweck ist ein entsprechender Zuführmechanismus B auf einen Hauptrahmen H angeordnet.
Dieser Zuführmechanismus zieht bei jedem Schritt von den Rollen eine vorbestimmte Länge des Streifens ab, welche ausreicht um eine einzige Packung herzustellen.
Ein Hilfszuführungsmechanismus C übt dauernd eine Spannung auf die Streifen aus, dass diese nach unten in die geeignete Lage zwischen den Pressformmechanismus D gezogen werden, welcher die Hohlräume 3 und 5 bildet. Anschliessend werden sie zwischen die Dichtungsvorrichtung E mit der Einfüllvorrichtung F gezogen, welche ein feststehendes Einfüllrohr G zum Einfüllen der Ware in die Packung aufweist. Das Ende des Einfüllrohres G ist so angeordnet, dass die Streifen teilweise zur Bildung der Hohlräume 3 miteinander verbunden werden, während sie am Ende einer Vorschubbewegung in Ruhe sind, so dass eine Einfüllöffnung zwischen den Streifen bestehen bleibt, wobei das freie Ende des erwähnten Einfüllrohres zwischen den nicht verbundenen Teilen in der Einfüllöffnung liegt.
Während die Streifen noch in Ruhe sind, wird eine vorbestimmte Menge der zu verpackenden Substanz in die Verpackung eingegeben, wobei die Zugabe durch ein Absperrorgan F steuerbar ist. Am Ende des nächsten Vorschubschrittes werden die nicht verschweissten Teile der Streifen zusammengeschweisst, so dass die Einfüllöffnung geschlossen und die Packung fertiggestellt wird.
Die Zuführvorrichtung weist zwei Führungsrollen 11 am Maschinenraum H auf, unter welchen die entsprechenden Streifen la und 2a von den Zuführrollen durch und zu den Leerlaufrollen 12 laufen, von denen je eine zwischen jeder Rolle 11 und einem Paar der Führungsrollen 13 liegt. Ein Joch 14 ist an einer in vertikaler Richtung hin und her bewegbaren Welle 14 angeordnet, welche eine Ziehrolle 15 zwischen den Führungsrollen 11 und der Leerlaufrolle 12 aufweist. Jeder Streifen des Verpackungsmaterials wird von der entsprechenden Zuführrolle unter der entsprechenden Rolle 11 über die entsprechende Ziehrolle 15, unter der entsprechenden Leerlaufrolle 11 und dann über die entsprechende Führungsrolle 13 geführt.
Die zwei Streifen werden auf diese Weise in eine ausgerichtete, mit Bezug auf das Einfüllrohr, einander gegenüberliegende Lage gebracht, wobei ein feststehendes Formteil 16 einer Pressform mit einem beweglichen Formteil 17 derart zusammenwirkt, dass die Formflächen mit Bezug auf den entsprechenden Verpackungsstreifen einander gegenüberliegen.
Zwischen den Rollen 12 und 13 ist eine Bremsvorrichtung mit einer weichen feststehenden Welle 19 angeordnet, welche durch eine nicht dargestellte Feder gegen eine Bremsplatte 20 gedrückt wird, so dass der entsprechende Streifen 1a oder 2a zwischen der Welle und dem Platten festgeklemmt und gegen eine Verschiebung in Längsrichtung gesichert wird. Dadurch werden die Streifen periodisch durch die Bremsen gegen eine Längsverschiebung gesichert, wenn das Joch 14 an der unteren Grenze des Anschlages während einer Aufwärtsbewegung angelangt ist, so dass eine vorbestimmte Länge des erforderlichen Streifens zur Bildung einer Packung von der entsprechenden Rolle abgezogen wird.
Dann werden die Wellen 19 nach oben bewegt, so dass sie die entsprechenden Streifen freigeben, wonach das Joch 14 gesenkt und gleichzeitig der Hilfszuführmechanismus C in Bewegung gesetzt wird, um die Streifen nach unten durch die Schweissvorrichtung hindurch zu ziehen wie aus Fig. 1 hervorgeht. Der Hilfszuführmechanismus C weist zwei elastische Rollen 20 auf, von denen jede zu einer Seite des Verpackungsstreifens angeordnet ist, so dass die Rollen den Streifen gegenseitig festhalten. Die Rollen werden in bekannter Weise angetrieben.
Mit Bezug auf die Fig. 3, 4 und 5 wird nachfolgend die Pressformvorrichtung D im einzelnen beschrieben.
Das feststehende Formteil 16 ist auf den Trägern I angeordnet, welche vorne am Hauptrahmen H befestigt sind und von dort über die Dichtungsvorrichtung E ragen. Das feststehende Teil 16 ist backenförmig und ist mit seiner schmalen Seite nach unten gerichtet, wobei die als Formflächen ausgebildeten geneigten Flächen gegenüber den beweglichen Formteilen 17 angeordnet sind. Das feststehende Teil weist mehrere Austrittsöffnungen 21 auf, welche gegen die geneigten Flächen ge öffnet und mit Kanälen 22 verbunden sind, welche mit den entsprechenden Durchgängen 23 verbunden und an einer Luftzuführungsleitung 24 angeschlossen sind, welche ihrerseits an einer beliebigen Druckluftquelle angeschlossen und durch einen Absperrmechanismus L steuerbar ist.
Dadurch kann periodisch mit Bezug auf die Lage der beweglichen Teile 17 ein Luftstoss durch die Austrittsöffnungen 21 gegen die entsprechenden Verpackungsstreifen la oder 2a gestossen werden, wor durch die Streifen mit den Formflächen 25 in Berührung gebracht werden. Die Grösse des Formhohlraumes in den beweglichen Formteilen entspricht den Hohlräumen und den Hohlraumverlängerungen 5, wobei jene Teile der Streifen, welche die Wände bilden, versteift und selbsttragend werden, wobei sie jedoch eine gewisse Elastizität behalten. Vorzugsweise werden im feststehenden Formteil 16 elektrische Heizelemente 26 angeordnet, um die Verpackungsstreifen auf einer für das Pressformen geeignete Temperatur zu halten.
Jedes bewegliche Teil 17 ist an einem Stab 27 angeordnet, welcher gleichzeitig als Träger für die Rollen 13 dient und dessen Enden in den Seitenplatten 28 des entsprechenden Befestigungsarms 1 gelagert sind. Wie Fig. 3 zeigt, werden die beweglichen Formteile nach unten vom feststehenden Formteil weggeschwenkt.
Nach jedem Vorschubschritt der Streifen werden die beweglichen Formteile gasdicht gegen die Verpackungsstreifen geschwenkt und klemmen letztere zwischen sich und dem feststehenden Formteil fest. Zu diesem Zeitpunkt werden Luftstösse durch die Austrittsöffnungen 21 geschickt, so dass die Streifen in die Formhohlräume 25 wie Fig. 5 zeigt, gepresst werden. Die beweglichen Teile weisen Luftventile 29 auf, welche das Entweichen der Luft ermöglichen, wenn die Streifen in die Formhohlräume gepresst sind.
Der Verschiebung der beweglichen Formteile dient ein hydraulischer Zylinder 30, welcher einerends bei 31 am entsprechenden Arm angelenkt ist (I). Der Kolben 32 ist bei 33 am entsprechenden beweglichen Formteil angelenkt. Die Flüssigkeitszufuhr zu und von den Zylindern wird in bekannter Weise durch automatisch gesteuerte Absperrorgane geregelt.
Bei der Verwendung bestimmter Typen von Kunststoff für die Verpackungsmaterialstreifen kann es zweckmässig sein, die zum Pressformen bestimmten Streifenteile vorzuwärmen. Dies geschieht dadurch, dass eine feststehende Heizplatte 34 auf dem entsprechenden Träger über dem Streifen angeordnet wird und welche mit einer beweglichen Zuführplatte 35 auf der hydraulischen Vorrichtung 36 zusammenwirkt. Die hydraulischen Vorrichtungen 36 werden vom Träger 37 getragen, welche von den Platten 38, wie Fig. 4 zeigt, nach innen ragen, wobei die hydraulischen Vorrichtungen mit einer ventilgesteuerten hydraulischen Druckquelle verbunden sind, so dass im entsprechenden Takt zu der Bewegung der Streifen die die Heizplatten 35 mit den Streifen in Berührung gebracht und die Streifen zwischen den Heizplatten gepresst und erwärmt werden.
Die Schweissvorrichtung E weist zwei Schweissbakken 35 auf, welche in einer horizontalen Ebene gegeneinander verschiebbar sind und welche während ihrer Verschiebungsbewegungen durch die Führungsstäbe 36 (Fig. 2) gegeneinander genau ausgerichtet werden, wobei die Stäbe je in einer der Backen gleitend in entsprechenden Öffnungen gelagert sind. Jede Backe wird durch einen Arm 37 getragen,welcher drehbar auf einer Welle 38 angeordnet ist, welche im Hauptrahmen H abgestützt ist. Der Arm ist schwenkbar bei 39 mit der Backe verbunden. Diese Backen werden gleichzeitig mit den Armen mittels den entsprechenden Hebelarmen 40 gegeneinander bewegt, welche mit den Gliedern 41, an einer Kulisse 42 mit den Schlitzen 43 und 44 verbunden ist, in welcher gleitend die entsprechenden Führungsblöcke 45 und 46 geführt sind.
Die Kulisse trägt eine Rolle 47, welche einer Nockennut 48 einer Scheibe 49 folgt, welche auf einer Hauptantriebswelle 50 befestigt ist.
Die beiden Dichtungsbacken sind im wesentlichen gleich konstruiert, wobei jede ein Körperteil 51 in einem Dichtungsblech 54 aufweist, welche auf dem entsprechenden Arm 37 in bekannter Weise durch Kopfschrauben 52 befestigt sind. Vorzugsweise wird einer der Körperteile federnd gegenüber dem anderen angeordnet, wenn die Dichtungsblöcke sich in ihrer Schweissstellung befinden und den erforderlichen Dichtungsdruck aus üben.
Jeder Dichtungsblock weist eine Ausnehmung 55 auf seiner Fläche auf, welche von drei Seiten durch Dichtungsleisten 56 begrenzt sind, welche vorzugsweise flach ausgebildet sind und eine glatte geriffelte Oberfläche aufweisen. Ist die Packung ungefähr rechteckig, wie die Leisten 56 zeigen, so sind diese Leisten wie Fig. 4 zeigt entsprechend den drei Seiten des rechteckigen Hohlraumes 3 angeordnet. Der Dichtungsblock weist zusätzlich Randteile 57 auf, welche sich von den Randteilen 56 nach innen gegen eine Ausnehmung oder ein Abreissteil 58 erstrecken und einen Zwischenraum für die Hohlraumverlängerung 5 der Packung freigeben.
Unterhalb des Randteils 56 weist jeder Dichtungsblock eine Ausnehmung oder ein Abreissteil 59 auf, welches einen Zwischenraum für die Packung und deren Ausguss- öffnung freilässt, wobei unterhalb des erwähnten Abreissteils eine Dichtungsleiste 60 angeordnet ist, deren Abmessungen und Gestalt ungefähr den Abmessungen und der Gestalt des oberen Endes der Packung im Bereich der Ausgussöffnung und der Verlängerung 6 zwischen den Ausnehmungen 7 entsprechen. Die untere Kante der Dichtungsleiste 60 ist derart angeordnet, dass sie einen Teil der Packung, welcher durch die Randteilverlängerungen 57 gebildet wird, während des Dichtungsvorganges überlappt.
Bei der Herstellung der Packungen werden die Dichtungsblöcke zuerst voneinander getrennt wie in den Fig. 1 und 3 mit durchgehenden Strichen gezeigt wird.
Die Packungsstreifen werden nach unten gegeneinander konvergierend durch die Pressformvorrichtung gezogen, bis in eine zwischen den Dichtungsblöcken befindliche Lage. Darauf hin werden die Dichtungsblöcke gegeneinander bewegt, so dass die Streifen durch die Dichtungsflächen 56 und 57 zusammengepresst werden, so dass sie die in Fig. 6 sichtbaren Zonen 61 und 62 bilden.
Dabei wird teilweise eine Packung hergestellt, deren oberes Ende zwischen den Streifen offen bleibt. Die Randteilverlängerungen 57 ermöglichen es, dass die Verpackungsstreifen nach aussen längs den Linien 63 gebogen werden und zwar dicht neben der Naht des Haupthohlraumes und der Hohlraumverlängerung, so dass die oberen Teile der Streifen voneinander getrennt werden können, ohne dass die Wände des Haupt- oder Verlängerungshohlraumes beschädigt werden, wobei ein Zwischenraum für das untere Ende des Einführrohres G (Fig. 5 und 6) bzw. eine Einfüllöffnung gebildet wird.
Es versteht sich, dass bei unter Wärme verbindbarem Verpackungsmaterial die Dichtungsblöcke 54 in bekannter Weise zum Beispiel durch elektrische Heizelemente K erwärmt werden können. Die Heizelemente können im Körperteil der Dichtungsbacken angeordnet sein. Werden Kaltschweissmittel verwendet, so können die Heizelemente weggelassen bzw. abgeschaltet werden.
An dieser Stelle wird die zu verpackende Flüssigkeit in den Verpackungshohlraum H in dosierter Menge zugegeben, wozu ein elektromagnetisch gesteuerter Absperrmechanismus F verwendet wird, welcher mit Bezug auf die Dichtung der Verpackungsstreifen zwischen den Dichtungsleisten 56 der Dichtungsblöcke in abgestimm- ter Weise betätigt wird. Die oberen Enden der Dich tungsblöcke sind bei 61 abgesetzt und bilden einen Hohlraum für das Einfüllrohr und für die nach aussen abgewinkelten Teile der Verpackungsstreifen. In der Zwischenzeit hat die Pressform die Hohlräume und Hohlraumverlängerung der nächstfolgenden Packung geformt, wie im oberen Teil der Fig. 5 sichtbar ist.
Anschliessend werden die Dichtungsblöcke getrennt und die beweglichen Teile der Druckform vom feststehenden Teil weggeschwenkt, so dass die geformten Streifen von den beweglichen Teilen entfernt und in Längsrichtung der Streifen weiter bewegt werden, wobei die teilweise geformten und gefüllten Packungen einen Schritt nach unten bewegt werden, so dass die teilweise geformte Packung in jene Stellung gebracht wird, in welche sie durch die Dichtungsfläche 60 bei der nächsten gegenläufigen Bewegung der Dichtungsfläche verschweisst wird, wie der untere Teil der Fig. 5 zeigt.
Es kann zweckmässig sein, durch eine vorgespannte Feder betätigte Abstreifstifte 64 am oberen Ende der Dichtungsblöcke anzuordnen, welche die verbundenen Streifen von den Dichtungsflächen 56 abstreifen, wenn die Dichtungsblöcke zur Seite bewegt werden.
Der so gebildete Verpackungsstreifen wird kontinuierlich durch den Hilfszuführmechanismus C nach unten bewegt und gleitet längs einer Führungsfläche I zu einer Schneidmaschine, welche die Ausnehmungen 7 sowie kopfförmige Verlängerung 6 und die runden Ecken 65 ausschneidet, gleichzeitig die einzelnen Pakkungen vom Streifen abtrennt. Es versteht sich, dass bei der Verwendung solcher Maschinen zur Verpackung fester Gegenstände eine bekannte Zuführungsvorrichtung für die Artikel in die Verpackung an Stelle des gesteuerten Flüssigkeitsabsperrorgans verwendet werden kann. In jede Verpackung können gleiche oder verschiedenartige Gegenstände verpackt werden.