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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Herstellung oben offener Beutel aus bahnförmigem Material, indem mittels Formrohr (1), Faltkasten und Längsnahtverbinder (6) aus dem bahnförmigen Material (4) ein Schlauch gebildet wird und durch Bodenfalter (40) und zwei senkrecht zur Vorschubrichtung des Schlauches bewegliche Querbacken (23) als Bodenauflage ein Beutelboden gefaltet und die Schlauchwände mittels einer Naht miteinander verbunden werden, bei welcher Vorrichtung noch eine Zange (30) vorhanden ist, um die fertig- gestellten Beutel an der Naht des Bodens zu fassen und nach Abtrennung unterhalb der Naht des nachfolgend gebildeten Beutels mittels Trennmessern (25) in Beutelmitnehmer (33) einer Förderanlage abzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass Querbacken (23),
Bodenfalter (40) und Trennmesser (25) an einem parallel zur Vorschubrichtung des Schlauches geführten Schlitten (8) angeordnet sind, dass ein Bodenbildungsstempel (22) im Innern des Formrohres (1) längsverschieblich angeordnet ist und dass Antriebsmittel (lo, 11) zur taktsynchronen Bewegung des Stempels mit dem Schlitten vorhanden sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schlitten (8) und Bodenbildungsstempel (22) zur Ausführung von wenigstens angenähert derselben Hublänge eingerichtet sind, damit die Hublänge wenigstens angenähert gleich ist wie die Höhe der Beutel.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbildungsstempel (22) wenigstens eine Sohlenfläche (22a) aufweist, um wenigstens angenähert die durch die Bodenfalter nach innen umgeschlagenen Partien des Beutelbodens zu überdecken.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbildungsstempel (22) mit dem Schlitten (8) über ein Führungsgestänge (18, 19, 20, 21) verbunden ist.
5. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die taktsynchrone Bewegung zwischen Schlitten (8) und Bodenbildungsstempel (22) auf dem Weg vom oberen Umkehrpunkt zum unteren Umkehrpunkt eine Presslage zwischen den zusammengefahrenen Querbacken (23) und dem Bodenbildungsstempel (22) gebildet wird, und dass die Presslage in den Umkehrpunkten selbst und während der Bewegung vom unteren Umkehrpunkt zum oberen Umkehrpunkt aufgehoben ist.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Umkehrpunkt zuerst die Querbakken (23) zusammengefahren werden, bevor der Bodenbildungsstempel (22) zur Presslage geführt wird, und dass im unteren Umkehrpunkt vorerst die Presslage aufgehoben wird, bevor die Querbacken (23) auseinandergefahren werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oben offener Beutel aus bahnförmigem Material, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Es ist bereits bekannt, für die Aufnahme von körnigen, pulverförmigen oder flüssigen Lebensmitteln Beutel aus schlauchförmigem Material herzustellen. Zu dieser Herstellung dienen Schlauchbeutelmaschinen. Es ist aber auch bekannt, den Schlauch im selben Arbeitsgang aus bahnförmigem Material herzustellen. Dazu wird das bahnförmige Material mittels eines Formrohres und eines Faltkastens in eine meistens viereckige Form gebracht und die beiden Längskanten der Materialbahn werden in einem Durchlaufbetrieb zusammengeklebt. Bei kaltsiegelfähigem Material ge schieht dies unter Zugabe eines rasch trocknenden Klebstoffes und bei heissiegelfähigem Material durch Zusammenpressen bei gleichzeitigem Erwärmen der zu verbindenden Stelle. Die derart gebildete Naht kann eine Flossennaht oder eine Überlappungsnaht sein.
Die Herstellung eines derartigen Schlauches ist beispielsweise in der DE-OS 1 921 234 oder in der CH-PS 595 982 dargestellt und beschrieben.
Mit Faltecken, auch Bodenfalter genannt, wird das schlauchförmige Material an bestimmten Stellen gegen die Längsachse des Schlauches eingebuchtet und darauf unterhalb dieser Einbuchtungen mittels Klemmbacken zusammengepresst. Bei Verwendung von heisssiegelfähigem Material weisen die Klemmbacken selbst Heizvorrichtungen auf oder es sind solche Heizvorrichtungen vorgesehen, die die Berührungsstellen des Schlauches vor dem Zusammenpressen erwärmen. Es hat sich gezeigt, dass die Formung des Bodens, der, um ästhetisch ansprechend zu wirken, ungefähr senkrecht zu den Seitenwänden stehen sollte, zusätzliche apparative Mittel fordert, die naturgemäss den Preis der fertiggestellten Beutel verteuern und deshalb nur soweit ausgebildet wurden, dass der Boden dem vorgesehenen Verwendungszweck gerade noch genügt.
So ist beispielsweise gemäss der oben genannten DE-OS 1 921 234 eine Druckplatte vorhanden, die synchron zu den Klemmbacken bewegt wird und beim Füllen des Beutels eine Bodenfläche bildet, um dadurch einen flacheren Boden zu formen, als er durch die Klemmbacken allein möglich wäre.
Im DE-G 7 536485 wird zu diesem Zweck ein Formring vorgeschlagen, mit dem nach Verschweissung der Quernaht und nach dem Einbuchten der Bodenpartie oberhalb der Quernaht eine viereckige Bodenform geprägt wird. Der Formring wird dazu gegen die geschlossenen Klemmbacken gepresst und wiru beim Öffnen der Klemmbacken wieder angehoben, um Platz für die Boden falter zwischen dem Formring und den Klemmbacken zu schaffen.
Gemäss der CH-PS 595 982 ist ein Bodenstempel bekannt geworden, der die Aufgabe hat, den Bodenfaltern als Gegenhalter zu dienen. Dieser Bodenstempel ist, wie im vorgenannten Beispiel schon erläutert, in einem begrenzten Mass höhenbeweglich angetrieben, wobei er sich aber nur soweit von der Klemmbackenebene abhebt, wie es braucht, dass die Bodenfalter eine genaue Faltung des Materials bilden können.
Bei grossen Beuteln hat es sich gezeigt, dass bei den dafür benötigten dicken Einschlagmaterialien sich das bisher bekannte Falten und Verbinden des Bodens nicht eignet, um bei hoher Fabrikationsleistung einwandfrei versiegelte Beutelböden herzustellen.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines ästhetisch ansprechenden, technisch einwandfreien Beutelbodens auch bei Verwendung von dicken Einschlagmaterialien und bei hoher Leistung.
Erfindungsgemäss wird dies gemäss den Merkmalen in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 5 erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Herstellung eines Schlauches aus bahnförmigem Material mit der erfindungsgemässen Ausbildung zur Bildung der Beutel,
Fig. 2 ein Ausschnitt aus Fig. 1 in einer um 90" gedrehten Sichtrichtung,
Fig. 3 bis Fig. 6 vier verschiedene Phasen bei der Bildung eines Beutels,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer leicht geöffneten Faltung beim Boden mit Bodenfalter, und
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer geschlossenen Bodenfaltung.
Gemäss Fig. 1 und 2 weist die dargestellte Vorrichtung ein feststehendes vertikales Formrohr 1 mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt auf das in üblicher Weise von einem Faltkasten umgeben ist. Dieser Faltkasten wurde der besseren Übersicht halber nicht gezeichnet, da diese Anordnung jedem Fachmann bekannt ist. Eine von einer Vorratsrolle 2 über Umlenkwalzen 3 gelieferte Bahn 4 aus folien ähnlichem Material, das beispielsweise heissiegelfähige Eigenschaften aufweist, wird wie üblich zwischen dem Formrohr 1 und dem Faltkasten durchgezogen und damit zu einem Schlauch 5 gefaltet, aus dem in einer später noch zu beschreibenden Weise Beutel geformt werden. Der entlang einer Mantellinie noch offene Schlauch 5 wird mit einem Längssiegelelement 6 versiegelt. Die Siegelnaht kann sowohl als eine Flossennaht, als auch als eine Überlappungsnaht ausgebildet sein.
Ortsfest mit dem Formrohr 1 verbunden ist eine Schiene 7 vorgesehen, die parallel zur Längsachse des Formrohres 1 angeordnet ist. Diese Schiene 7 dient zur Führung eines Schlittens 8. An diesem Schlitten 8 sind die Halterungen und Führungen 24 für die Querbacken 23 zum Verschliessen der Beutel, sowie die Bodenfalter 40 mit den zugehörigen Bewegungsarmen (Fig. 2).
Im Innern des Formrohres 1 befindet sich ein Bodenbildungsstempel 22 an einer Kolbenstange 21. Die Kolbenstange 21 ist höhenverschieblich geführt. Mit einem Steuerstab 20 ist die Kolbenstange 21 an einem mittels eines Drehzapfens 19 am Schlitten 8 drehbar gelagerten Drehhebel 18 angelenkt. Der Drehhebel 18 seinerseits ist über einen Verbinder 17 mit einem ebenfalls am Schlitten mittels eines Drehzapfens 16 gelenkig gehalterten Führungshebel 15 gelenkig verbunden. Der Führungshebel 15 greift mit einem Führungsdorn 14 in die Nut einer Führungsschiene 9 ein.
Die Führungsschiene 9 bildet mit zwei ortsfest und mittig gelagerten Schwenkarmen 13 und einem Parallelstab 12 zusammen ein Parallelogramm, derart, dass sich eine Drehbewegung der Schwenkarme 13 in eine seitliche Verschiebung der Führungsschiene umsetzt. Einer der beiden Schwenkarme 13, hier der untere der beiden, ist mit einem Exzenterabtaster 11 versehen, der die Bewegung einer Exzenterscheibe 10 abtastet.
Unterhalb des Formrohres ist ein Beutelmitnehmer 33 mit Zange 30, Kettenführung und Gleitwand 32 dargestellt.
Eine bekannte Form einer Zange zusammen mit Beutelaufnehmern zu deren Transport ist beispielsweise in- der vorgenannten CH-PS 595 982 gezeigt. Andere Transportanlagen sind beispielsweise auch im DE-G 7 536 485 und in der DE OS 2 511 937 gezeigt.
Zur Beschreibung der Funktionsweise wird nachfolgend auf Fig. 3 bis 6 Bezug genommen, in denen vier verschiedene Phasen bei der Bildung der Beutel dargestellt sind. Ausserdem ist noch zu erwähnen, dass zwischen der Exzenterscheibe 10 und dem Schlitten 8 eine mechanische Kopplung vorhanden ist, derart, dass die Exzenterscheibe 10 jeweils in den Endlagen des Schlittens eine Drehbewegung ausführt, um über das oben beschriebene Gestänge den Bodenbildungsstempel 22 relativ zum Schlitten 8 und damit relativ zu Querbacken, Bodenfalter und Trennmesser 25 zu bewegen.
Derartige mechanische Verbindungen zur Ausführung bestimmter taktsynchroner Bewegungen sind in der Technik allgemein bekannt und brauchen somit hier nicht gesondert behandelt zu werden.
Überdies lassen sich in diesen Fig. 3-6 noch Einzelheiten des Bodenbildungsstempels 22 erkennen, nämlich zwei Vertikalbohrungen 50, eine Zentralbohrung 51 mit einer Anschlagschulter 56 und einer Führungsbohrung 52, eine Schraubendruckfeder 53, ein Stempelteller 54 und ein Federteller 55.
Die Vertikalbohrungen 50 dienen dem Luftaustausch beim Absenken und Abheben des Stempels 22 auf den bzw.
vom Boden des Beutels, damit sich beim Abheben kein Vakuum bilden kann, das den Beutel deformieren würde. Aus den Figuren nicht ersichtlich ist die Grundfläche des Stempels, die aber ebenfalls, wie leicht verständlich sein dürfte, bei den Schmalseiten der Beutel, die grösste Breite hat und im Mittengebiet am schmalsten ist, dies auch zur Verbesserung des Luftstromes zum Boden hin und von diesem weg.
Die Federanordnung dient zur Erzeugung eines bestimmten Anpressdruckes des Bodenbildungsstempels gegen die Oberseiten der Querbacken 23.
Fig. 3 zeigt eine erste Phase bei der Beutelherstellung: Die Bodenfalter 40, die in diesen Fig. 3-6 nicht eingezeichnet sind, um das Bild nicht zu überlasten, indem einer vorn und einer hinten liegt, haben ihre Vor- und Rückwärtsbewegung durchgeführt, so dass die dreieckigen Bodenzwickel 62, 63 (Fig. 7) zwischen den zusammenfahrenden Querbacken 23 und der Sohle 22a des Bodenbildungsstempels 22 gefaltet wurden. Die Querbacken 23 sind in bekannter Weise geheizt, so dass eine Flossennaht gebildet wird. Unterhalb des Formrohres 1 steht ein Becher 33 eines Beutelmitnehmers in einer Förderanlage mit Kettenführung 31 und Gleitwand 32.
Auch sind hier die Spitzen einer Zange 30 ersichtlich.
Im nächsten Schritt gemäss Fig. 4 wird die Kolbenstange 21 durch Betätigung des Exzenterantriebs 10, 11 und dadurch des Antriebsgestänges 9, 12-20 für den Bodenbildungsstempel 22 abgesenkt und die Sohle 22a des Bodenbildungsstempels 22 drückt mit der Kraft der Feder 53 gegen die Oberseite der geheizten Querbacken 23. Damit werden auch die kleineren dreieckigen Bodenzwickel 63, 63a an ihrer Innenseite miteinander verbunden und an der Flossennaht 60 werden die vierfach gefalteten Zwickelfalten 61 versiegelt.
Die grösseren dreieckigen Zwickel 62 werden mittels der Sohle 22a und den Querbacken 23 gegen die kleineren Bodenzwickel 63 gepresst und mit diesen verbunden, wenn auch diese Flächen eine entsprechende Beschichtung aufweisen. Dies ergibt ausser einem faltenfreien Boden noch eine erhebliche Verbesserung der Formhaltigkeit und der Bodenfestigkeit.
Indem Kolbenstange 21, Querbacken 23, Bodenfalter 40 und Trennmesser 25 gesamthaft am Schlitten 8 gehaltert sind, bleibt die Pressstellung zwischen Bodenbildungsstempel 22 und Querbacken 23 während der ganzen Hubhöhe bis zur Stelle der Übernahme des Beutels durch die Zange 30 erhalten. Gleichzeitig mit dem Anpressen des Bodenformungsstempels 22 auf den Querbacken 23 ergreift die durch Absenken des zuvor hochgefahrenen Steuerkeils 35 unter Wirkung einer nicht gezeichneten Spannfeder sich schliessende Zange 30 die Flossennaht eines fertiggestellten Beutels.
Fig. 5 zeigt eine nächste markante Stellung in der unteren Endlage des Hubes von Bodenbildungsstempel 22 und Querbacken 23. In dieser Endlage wird vorerst wieder der Bodenbildungsstempel 22 leicht angehoben, was wiederum durch den Exzenterantrieb 10, 11 und das Gestänge bewirkt wird und darauf kann der vordem gebildete Beutel mit dem Trennmesser 25 bei der Flossennaht des in diesem Arbeitshub gebildeten Beutels abgetrennt werden, und in den Becher 33 abgesetzt werden. Zuletzt öffnen sich die Querbak ken 23.
Für die Schlussphase kann Fig. 6 betrachtet werden: Der Bodenbildungsstempel 22 und die Querbacken 23 werden mit den Bodenfaltern 40 und dem Trennmesser 25 zusammen nach oben verschoben. Kurz vor der Endlage können die Bodenfalter 40 und auch die Querbacken 23 zusammengefahren werden, um die grösseren Bodenzwickel 62 zwischen der Sohle 22a des Bodenbildungsstempels 22 und der Oberseite der Bodenfalter 40 sowie die kleineren Bodenzwickel 63 zwischen der Unterseite der Bodenfalter 40 und der Oberseite der Querbacken 23 zu formen, so dass nun wieder die Konfiguration gemäss Fig. 3 entsteht.
Diese erfindungsgemässe Vorrichtung bringt den Vorteil, dass die Siegel stellen im Bereich des Bodens während einer viel längeren Zeit beheizt werden können, ohne dass dabei eine Verlangsamung des Herstellungstaktes in Kauf genommen werden müsste. Ausser dem Vorteil von besser versiegelten Nähten werden auch die Zwickel in sich und mit dem Boden versiegelt, was zu einer besseren Steifigkeit führt und bei mehligem Gut können keine Reste unter den Zwik keln verbleiben.
Ausserdem lassen sich dickere Folien verarbeiten, als es sonst bei dieser Art der Herstellung von Beuteln möglich war, d. h. für eine Füllmenge in der Grössenordnung 1/2 bis 5 kg lassen sich ebenfalls geeignete Beutel herstellen und es muss nicht auf die teure Herstellungsart für Beutel, die sonst bis 50 kg Inhalt bemessen werden können, ausgewichen werden, oder aber mit der billigeren Art der Herstellung ein Reissen des Beutels riskiert werden.