DD287451A5

DD287451A5 - Form-fuell-verschliessmaschine zur automatischen herstellung einer vorbestimmten anzahl gefuellter und verschlossener fertigverpackungen

Info

Publication number: DD287451A5
Application number: DD88320139A
Authority: DD
Inventors: Sanford Redmond
Original assignee: ��@��@��Kk��
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-02-28
Also published as: CS277429B6; YU180288A; EP0310306A1; CN1032426A; MY103400A; AR247518A1; HK215396A; GR1000103B; KR890004949A; IL87850A; PL161884B1; RU1788938C; CA1287295C; HUT50710A; NZ226214A; DE3868817D1; ZA887014B; FI884327A0; JPH0723128B2; YU47861B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Form-Fuell-Verschlieszmaschine zur Herstellung von verschlossenen Bechern oder anderen verschlossenen Verpackungsformen, einschlieszlich Apothekerpackungen, fuer flieszfaehige Substanzen mit einer Bruchlinie, die ueber ein spannungskonzentriertes hervorstehendes Teil verlaeuft. Die Form-Fuell-Verschlieszmaschine ist auszerordentlich einfach und uebersichtlich angeordnet. Eine untere waermeverformbare Plastebahn wird erwaermt und anschlieszend in entsprechenden Gesenken verformt. UEber Foerderer wird das abgekuehlte geformte Behaeltnis der Fuellstation zugefuehrt und nach dem Fuellen mit einer oberen ebenfalls mitlaufenden Bahn verschlossen. Die untere und die obere Bahn wird entsprechend dem gewuenschten Muster genau in UEbereinstimmung gebracht. Im Anschlusz an das Verschlieszen erfolgt das Trennen der gefuellten Behaeltnisse in der jeweils gewuenschten Konfektionierungsgroesze. Fig. 1{Form-Fuell-Verschlieszmaschine; Verpackungsformen; Apothekerpackungen; flieszfaehige Substanzen; waermeverformbare Plastebahn; Gesenke; Foerderer; Fuellstation; Trennen; Konfektionierungsgroesze}

Description

Erfindungsgemäß besteht die Form-Füll-Verschließmaschine aus neuartigen Teilen, Ausführungen, Anordnungen, Kombinationen, Stufen und Verbesserungen, die hier dargestellt und beschrieben werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorhergehende allgemeine und die nachfolgende detaillierte Beschreibung als Beispiel und Erklärung der Erfindung dienen, jedoch nicht darin begrenzt sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Form-Füll-Verschließmaschine beinhaltet KettenzahnrMder, die auf der genannten Hauptwelle angeordnet und mit der Schaltantriebseinrichtung verbunden sind, die in das Paar der die Gewebebahn transportierenden Rollenketten in Abhängigkeit vonjder Bewegung der genannten Hauptwelle eingreift, wobei die die Gewebebahn transportierenden Rollenketten eine Reihe aufrechtstehender Stiftelemente enthalten; eine rotierende Durchbohrungszylinder-Einrichtung, die von den Rollenketten angetrieben wird, wobei der genannte Durchbohrungszylinder jede der gegenüberliegenden Schneidkanten der unteren Gewebebahn auf die Elemente der Rollenkettenstifte spießt; eine Vielzahl Verarbeitungsstationen der unteren Gewebebahn, welche eine Heizstation enthalten, in welcher das Gewebe bis zur Wärmeverformbarkeit erwärmt wird, eine Formstation, welche ein zurückziehbares Formwerkzeug zur Formung einer Reihe schalenähnlicher Vertiefungen in der unteren Gewebebahn und eine Füllstation mit einer Fülleinrichtung aufweist; ein zurückziehbares Wärmeschließwerkzeug und eine Klemmeinrichtung zum Wärmeverschluß der oberen und unteren Gewebebahnen miteinander; obere Gewebebahnen verarbeitende Stationen einschließlich einer Vorrückeinrichtung der oberen Gewebnbahnen; eine Vielzahl Verarbeitungsstationen der oberen und unteren Gewebebahnen, welche eine Verschließstation mit dem genannten Wärmeverschließwerkzeug und der Klemmeinrichtung enthält, um die oberen und unteren Gewebebahnen miteinander zu verschließen, eine Stanzeinrichtung einschließlich einer Reihe von Stanzwerkzeugen, welche in die verschlossenen Gewebebahnteile an den Ecken der einzelnen zu forme iden Packungen Öffnungen stanzt, eine Längsschneidestation, welche Messer enthält, welche die oberen und unteren Geweuebahnteile entlang der ersten gegenüberliegenden Seiten der schalenähnlichen Vertiefungen und die anliegenden Kantenteile der unteren Gewebebahn, in die die Stifte eingreifen, aufschlitzen, eine Querschneidestation, die querliegende Schneidblätter enthält, zum Aufschlitzen der oberen und unteren Gewebebahnteile entlang der zweiten gegenüberliegenden Seiten der genannten schalenähnlichen Vertiefungen, um dadurch die einzelnen fertigen Packungen voneinander zu trennen; und Aufwickelwalzen für das Entfernen des Verschnitts der unteren Gewebebahnen von den Rollkettenstiften.

Weiterhin erfindungsgemäß ist, daß eine programmierbare Festkörper-Steuervorrichtung zur Steuerung der Schaltantriebsvorrichtung vorhanden ist.

Ebenfalls erfindungsgemäß ist, daß die Formungseinrichtung eine Vakuumeinrichtung, die das Material der unteren Gewebebahn in ein Gesenkwerkzeug zieht, sowie eine Drucklufteinrichtung enthält, welche die Gewebebahn gleichzeitig in das Formungswerkzeug drückt.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß dl·? Verarbeitungsstation der oberen Gewebebahn enthält:

Kerbungseinrichtungen, die dazu geeignet sind, in die obere Gewebebahn eine Bruchlinie einzukerben, die sich teilweise durch die Dicke des Gewebebahnmaterials erstreckt; und daß die Vorrückeinrichtung der oberen Gewebebahn eine Walze mit Differentialantrieb und eine Walze mit konstantem Schaltantrieb umfaßt, wobei die Walzen mit Differentialantrieb und konstantem Antrieb die eingekerbte obere Gewebebahn über die Heizeinrichtung und die die Spannungskonzentration bildende Einrichtung transportieren, wobei die Einrichtung zur Bildung der Spannungskonzentration so ausgelegt ist, daß sie in dem oberen Gewebebahnteil der Bruchlinie einen Vorsprung bildet, um dadurch die Bruchlinie von der Oberfläche der Gewebebahn zu verschieben; und eine Registrationsabtastvorrichtung, die mit dem Differential-Antriebsmittel verbunden ist, um ein ungenaues Register zu korrigieren.

Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die genannte untere Gewebebahn eine Füllmittelstation umfaßt, bestehend aus: einer Reihe Produktausgangsöffnungen, die sich in genauer Übereinstimmung mit jeder schalenähnlichen Vertiefung befinden, die in der genannten unteren Gewebebahn ausgebildet sind; jede Produktausgangsöffnung steht mit einer expandierbaren Diaphragma-Kammer in Verbindung und schließt Ventilvorrichtung zum Verschließen der genannten Verbindung ein, wenn das Produkt in die genannte Kammer gefüllt ist; einer Produkteingangsöffnung, die mit jeder der genannten expandierbaren Diaphragma-Kammern in Verbindung steht; einer Vorrichtung zur Produktzuführung unter Druck zu jeder der genannten Kammern; einer Vorrichtung zum Abschalten des Drucks für die Produktzuführung, wenn jede der genannten Kammern gefüllt ist; und eine Kolbenvorrichtung, die zum Zusammendrücken der genannten Diaphragmen geeignet ist, wenn diese gefüllt sind, um das Produkt in jede der genannten Kammern durch die genannten Produktausgangsöffnungen zu drücken.

Ausfuhrungsbeispiel

Die t rfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden

Es zeigen

Fig. 1: eine Seitenansicht- zum Teil schematisch - einer Form-Füll-Verschließmaschinenausführung, d'e die vorliegende

Erfindung verkörpert und mit der man verschlossene Verpackungsformen mit einer Bruchlinie herstellen kann, die quer über ein hervorstehendes spannungskcnzentrierendes Teil verläuft, das in der Oberfläche dp; Packung ausgebildet ist;

Fig. 2: eine vergrößerte Teilansicht im Seitenriß, zum Teil im Schnitt, die die untere Bahntieizung und die Vorrichtungen für das Vakuum sowie die Druckluft zur Ausbildung der becherartigen Hohlkörper im unteren Bahnenteil darstellt;

Fig. 3: eine Draufsicht entlang der I 'nie 3-3 der Fig. 1, die den Stiftkettenantrieb, di*> Gesenkwerkzeuge und die in der unteren Bahn geformten und gefüllte ι becherartigen Gebilde darstellt. Die Ansicht veranschaulicht ferner ein Mehrfaches von vier Packungsformen, die glt chzeitig in der unteren Bahn ausgebildet werden, wobei jede Packung eine Doppelbecher-Hohlkörperform hat;

Fig. 4: eine Stirnseitenansicht, zum Teil im Schnitt, entlang der Linie 4-4 der Fig. 1, die die Gesamtwerkzeuge und die Vakuum- und Druckluftplatten für die Ausbildung der doppelbecherartigen Gebilde in der unteren Bahn veranschaulicht;

Fig. 5: eine vergrößerte Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, des Füllmechanismus für die Abgabe einer gewünschten

fließfähigen Substanz in gleichen Mengen in jeden becherartigen im unteren Band geformten Hohlkörper; Fig.6: eine Draufsicht, zum Teil im Schnitt, entlang der Linie 6-6 der Fig.5, die die Produkteingangsöffnungen des Füllteils

darstellt; Fig.7: eine Schnittdarstellung entlang der Linie 7-7 der Fig.5, die die Produktausgangsöffnungen des Füllteils

veranschaulicht; Fig. 8: eine vergrößerte Teilansicht im Seitenriß, die die Zuführung der oberen B'ihn, das Bruchlinien-Ritzmesser und die

Mikrometer-Einstellvorrichtungen für die Einstellung der tiefe der Messerrille veranschaulicht (siehe Darstellung in

Fig.1); Fig. 9: eine Teilansicht von unten entlang der Linie 9-9 der Fig.8, die eine Reihe von vier Einritzmessern darstellt, die

gleichzeitig eine Bruchlinie für jede hergestellte verschlossene Packung ausbilden; Fig. 10: eine vergrößerte Teilansicht im Seitenriß, zum Teil im Schnitt, die die Walzen mit Differential- und konstantem Antrieb für das Abziehen des oberen Bahnmaterials nach dem Spannungskonzentrator-Heiz- und Ausbildungselementen und in

Übereinstimmung mit den in der unteren Bahn geformten und gefüllten becherähnlichen Hohlkörpern, das obere und untere Heizverschließaggregat, welches die obere Bahn mit der unteren verschließt, die Stanzmatrize, die die obere Bahn an den Eckstellen für die einzelnen Packungen ausstanzt und das photoelektrische Auge, das die Übereinstimmung der oberen mit der unteren Bahn abtastet und ein Signal zur Regelung für die Differentialantriebswalzen für Korrektur

von Übereinstimmungsabweichungen übermittelt, darstellt; Fig. 11: eine vergrößerte Teilansicht entlang der Linie 11-11 der Fig. 10, die die Formwerkzeuge des Spannungskonzentrators

veranschaulicht; Fig. 12: eine vergrößerte Teilansicht entlang der Linie 12-12 der Fig. 10, die die Stanzlöcher, die Spannungskonzentratorstellen

und die in dem oberen Bahnteil ausgebildeten Bruchlinien darstellt; Fig. 13: eine vergrößerte Teilansicht im Seitenriß, zum Teil im Schnitt und zum Teil schematisch, des Weiterschaltantriebs aus Fig. 1, wobei die Ansicht auch die Längs- und Querschneidwerkzeuge zur Trennung der einzelnen Packungen, eine

geneigte Rampe zur Aufnahme der fertigen Packungen und die Aufnahmewalze für den Schneidabfall zeigt; Fig. 14: eine Stirnseitenvergrößerung entlang der Linie 14-14 der Fig. 13, die die Querschneidmesser zur Trennung der

einzelnen verschlossenen Packungen darstellt; Fig. 15: eine Draufsicht entlang der Linie 15-15 der Fig. 13; Fig. 16: eine perspektivische Darstellung einer von der in den Fig. 1-15 dargestellten Maschinenausführung produzierten

fertigen Packung und Fig. 17: eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsart der Packungsform der Abb. 16, die von einer anderen Ausführungsart der Maschine der Fig. 1-15 hergestellt werden kann.

Bezieht man sich nunmehr insbesondere auf die Fig. 1 bis 16, so wird dort eine bevorzugte Ausführungsart einer gemäß der vorliegenden Erfindung gebauten Form-Füll-Verschließmaschine dargestellt. Wie hier vorzugsweise ausgeführt, ist die Maschine vorteilhafterweise für das gleichzeitige Formen, Füllen und Verschließen von vier verschlossenen Packungen ausgelegt, hier in der Ausführung der Apothekerpackung.

Während die Vorrichtung der Erfindung, wie hier dargestellt, speziell für den Einsatz zur Herstellung vorher patentierter Apothekerpackungsformen ausgelegt und konstruiert ist, sind die der Ausführung der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien nicht auf eine solche Verwendung beschränkt. Allerdings wird - da die Erfindung insbesondere auf eine solche Verwendung anwendbar ist- an späterer Stelle hierauf Bezug genommen, um ein Beispiel einer praktischen und nützlichen Ausführungsart der Erfindung zu schaffen.

Es ist auch darauf zu verweisen, daß die Erfindung nicht auf die gleichzeitige Produktion von vier Packungen beschränkt ist, sondern daß sie ohne weiteres für eine gleichzeitige Produktion von mehr oder weniger Packungen - wie gewünscht angewendet werden kann. Währenddie Erfindung nicht auf die Herstellung einer Packung bestimmter Größe begrenzt ist, ist sie besonders gut für die Herstellung relativ kleiner Packungen geeignet, die Produkt in der Größenordnung von einigen Gramm bis zu 4oz enthalten (1 oz = 28,35g).

Es wird eine untere wärmeverformbare Plastebahn 1 intermittierend zu einer Heizstation transportiert, wo sie auf Verformungstemperatur gebracht und anschließend zu einer Formstation transportiert wird, die ein oder mehrere Gesenkwerkzeuge hat.

Die untere Bahn 1 wird zu den verschiedenen Stationen durch ein Paar „Stift"-Ketten 3 transportiert (weitergeschaltet), das sind einfache Rollenketten mit einer Reihe scharfer über deren Gesamtlänge angebrachter Stifte. Die untere Bahn 1 wird durch eine Aufnadeltrommel 7 auf die Stifte entlang des Randes (Kante) an beiden Seiten des unteren Bahnmaterials aufgenadelt. Es ist selbstverständlich, daß andere alternative Einrichtungen zum Fassen der unteren Bahn angewendet werden können, z. B. an einer Rollenkette angebrachte Spannklemmen, allerdings sind diese teuer, und man hat keinen Vorteil gegenüber der Anwendung einfacher Stifte festgestellt, die nachweisbar die Bahn sicher fassen.

An der Formstation wird entweder durch sehr kleine Bohrungen in den Gesenkwerkzeugen 9 ein Vakuum gezogen, wodurch die erwärmte Plastebahn 1 in die Form der Gesenkwerkzeugo 9 gezogen wird, oder es kann alternativ Luftdruck von oben auf die Bahn ausgeübt werden, um die erwärmte Bahn in die Werkzeugform zu drücken. Man kann auch eine weitere Alternative, eine Kombination von Druck und Vakuum anwenden.

Während der Dauer der Formgebung wird die Bahn 1 normalerweise fortlaufend über den Umfang jedes Gesenkwerkzeuges 9 festgeklemmt. Dieses Gesenkwerkzeug 9 wird entweder durch Luft oder flüssiges Kühlmittel kühl gehalten. Falls gewünscht, kann dieser Festklem.nechanismus 11 auch ein Vorformglied 4 in die erwärmte Plaste zut Unterstützung und Regelung der Bahndicke nach den·. Γ ormen durch eine Anzahl von Vorrichtungen treiben. Beispielsweise kann ein derartiges Glied erwärmt oder gekühlt sein, un J es kann aus einer Vielzahl von Werkstoffen, von Aluminium bis zu Teflonplaste hergestellt werden, um ein breites Spektrum von Effekten und Ergebnissen zu erzielen.

Die Formwerkzeuge 9 und der Festklemmechanismus 11 können zurückgezogen werden, und wenn einmal die becherähnlichen Behälterformen in der unteren Bahn 1 ausgebildet sind, wird das Werkzeug nach unten zurückgezogen, während der Klemmechanismus 11 nach oben geht, so daß die geformte Bahn zu einer Füllstation weiterrücken kann, wo der Füllmechanismus 13 eine vorbestimmte Produktmenge in jeder becherähnlichen Behälterform 39 dosiert. Gleichzeitig mit dem Formen und Füllen der unteren Bahn 1 wird eine obere Bahn 15, die entweder meistens mit einem fortlaufenden Muster, das keiner genauen Einstellung bedarf oder mit einem Muster, das genau mit der unteren Bahnform übereinstimmen muß, bedruckt ist, auf jede erzeugte einzelne Packung aufgebracht. Wie ausführlicher an späterer Stelle beschrieben, kann die Maschine der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsart eine derartige genau eingestellte Lage des Druckmusters bei Verwendung eines verformbaren oberen Plastematerials hervorbringen, obwohl sie gleichermaßen gut mit fortlaufenden Mustern arbeiten kann. Die obere Bahn 15 wird mittels einer Walze 12 mit Differentialantrieb und einer Walze 19 mit konstantem Antrieb unmittelbar parallel zu der nun geformten und gefüllten unteren Bahn 1 gebracht. Sie wird dann gleichzeitig mit der unteren Bahn 1, wenn erforderlich in genauer Übereinstimmung mit dem Druck, zu einer Verschließstation gefördert. Diese Verschließstation verschließt mittels erwärmter Verschließwerkzeuge 21 und eines Festklemmechanismus 23 die untere geformte und gefüllte Bahn mit der oberen Bahn 15, wieder mittels zurückziehbarer erwärmter Verschließwerkzeuge 21, die sich zurückziehen, um den Weitertransport der verschlossenen Packungen zu ermöglichen. Zum Trennen der einzelnen Packungen schneiden Längsschneidvorrichtungen, die vorzugsweise mit scharfgeschliffenen Wolframkarbid-Messern 26 ausgestattet sind, die Packung von der Stiftkette 3 sowie zwischen den Packungen in Längsrichtung. Zusätzlich zu der Stiftkette 3 ist ein Satz oberer und unterer angetriebener Abzugswalzen 27 angebracht, die die Bahn durch die Schneidmesser 25 ziehen. Die Packungen werden dann zu einer Endstation transportiert, wo sie quer durch guillotineartige Messer 29 abgehackt werden. Um abgerundete oder abgekantete Ecken an den Packungen nach den Längs- und Querschneldarbeitsgängen herzustellen, wird vorzugsweise eine Stanzstation 31 in der Transportfolge angeordnet, gerade bevor der erste Schneidvorgang stattfindet, nachdem die oberen und unteren Bahnen 1 verschlossen sind. Wenn jedoch gewünscht wird, daß d'e untere Bahn 1 abgestanzt werden soll, kann alternativ die Stanzmatrize an einer vorherigen Station angeordnet werden, entweder vor oder nach dem Formprozeß aber vor der Füllstation.

Es ist anzunehmen, daß das Hauptmerkmal und der Grund für die unerwartet geringe Größe für die leistungsfähige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Maschine darin bestehen, daß das physikalische Grundprinzip bei der Entwicklung bekannter Maschinen übersehen wurde, nämlich die Formel für die Trägheit, mv¹ (Masse x Geschwindigkeit zum Quadrat). Demzufolge produziert die vorgenannte bekannte Maschine 30 Becher pro Arbeitszyklus in einer 5 x 6-Form, während die gegenwärtige Maschine ein Gebilde von 10x2 oder 20 Becher pro Arbeitszyklus herstellt. Das Wesentliche der Arbeitszykluszeiten ist der Faktor v² (Geschwindigkeit zum Quadrat). Produziert man die 10 χ 2-Gebilde bei 30 bis 40 Arbeitszyklen pro min, ist 2 x 1¹A = 2VjZoII(I Zoll = 25,4 mm) (2¹A Zoll pro Zyklus) viel leichter zu bewegen als 7Vi Zoll pro Arbeitszyklus:

(7Vi)² - 56,25 (2'Λ)²= 6,25

Es wird klar, daß die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte für eine VIi Zoll-Schaltung neunmal größer als für eine 27: Zoll-Schattung sind. Eine viel größere Leistungsaufnahme, eine viel schwerere Ausführung und eine viel größere Druckkraft tragen alle zur Unwirtschaftlichkeit des Betriebes bei

Wenn der Anteil der Zyklustransportzeit 33% des Gesamtzyklus beträgt, dann ist

Somit ist die mechanische Leistungsfähigkeit der genannten Maschine allein in dieser Phase 3:1. Wenn 20 Becher bei 3facher Leistungsfähigkeit produziert werden, mit der 30 Becher hergestellt werden, ergibt sich im Endeffekt, daß 60 Becher auf der kleinen Maschine für jede 30 Becher auf der großen Maschine mit den zugehörigen Einsparungen hergestellt werden. Addiert man hierzu weitore ähnliche Einsparungen durch die ganze Maschine, so wird man erkennen, daß signifikante Verringerungen an Größe und Kosten erzielt werden können (zweifellos mindestens 50%).

Betrachtet man nunmehr spezifische Details der Maschine, so hat die untere Formbahn 1 im allgemeinen eine Dicke von 4-8mil (1 mil = 25,4 |im) in Abhängigkeit von der gewünschten Größe der Packung, der Füllraumtiefe, der gewünschten Grenzqualitäten etc. Die Materialien, aus denen die Bahn hergestellt werden kann, können von einfachen Polystyren, Polypropylen, Polyvinylchloride oder Polyestern bis zu mehrschichtigen Koextrusionen reichen. Diese Bahn 1 wird über die Stiftaufnadelwalze 7 geführt, und wenn die Maschine weiterschaltet, wird die untere Formbahn 1 entlang beider Kanten auf zwei Ti ansportstiftketten 3 aufgenadelt. Diese Ketten 3 rücken in genauen Abständen vorwärts, wobei sie durch einen Schaltantrieb und das dargestellte eindeutig zwangsläufige Ketteneinsteilsystem gesteuert werden.

Die untere Bahn 1 wird zuerst unter die Strahlungs- oder Kontaktheizstation 2 transportiert, wo sie auf Verformungstemperatur gebracht wird. Sie wird dann weiter zu einer Formstation 35 transportiert, wo sie festgeklemmt und - wenn erforderlich oder gewünscht- aufgesteckt wird, während entweder Druckluft oder Vakuum oder beides auf die erwärmte Bahn 1 einwirken, um sie in das gekühlte Gesenkwerkzeug 9 zu zwingen und die gewünschte Form zu erhalten. Die geformto Bahn 37 wird dann zu einer Füllstation weitertransportiert, wo fließfähiges Produkt in die gebildeten Hohlkörper 39 gefüllt wird.

Wie man am besten aus den Fig.9 bis 10 ersehen kann, wird - während die untere Bahn 1 geformt und gefüllt wird - die obere Bahn 15 von einem Zugwalzenpaar 27 abgezogen und gleichzeitig durch die glr xhe Antriebsvorrichtung wie für die untere Bahn 1 weitertransportiert. Die obere Bahn 15 wird von einer Lieferwalze 43 abgezogen, nach der sie über eine harte Walze 51 läuft, die direkt dieser Walze 43 gegenüberliegt, an der sich eine Reihe sehr scharfer harter Messer 47 befinden, die unabhängig voneinander an einem von einem Mikrometer geregelten Bauteil 49 angebracht sind. Die Aufgabe dieser Messer 47 besteht darin, die schwere obere Plastebahn 15 einzuritzen und damit eine Bruchlinie 55 zu erzeugen. Das vorgenannte Zugwalzenpaar 27 ist mit dem Hauptantrieb über ein Antriebsdifferentialsystem verbunden, das die Bewegungsgröße der oberen Dahn 15 verlangsamen oder erhöhen kann (wobei es sich um die bedruckte Bahn handelt), in Abhängigkeit von einem Signal von einer Photozelle 52, die eine gedruckte Stelle auf der oberen Bahn 15 abtastet und angibt,

ob der Druck in richtiger Übereinstimmung ist. Die oberen Antriebswalzen sind so angeordnet, daß sie die obere Bahn 15 von der Walze 43 durch die Bruchlinien-Messer 47 ziehen und sie senkrecht nach unten zu einem zweiten Zugwalzenpaar fördern, das vorteilhafterweise etwa 12 Zoll darunterliegt.

In dem Zwischenraum zwischen den beiden Zugwalzensystemen liegen ein Heizstrahler 59 sowie eine Reihe rautenförmiger Kontaktheizgeräte 61, wobei sich die Mitte jedes Rautenheizgerätes in einer Linie mit der Bruchlinie befindet, gefolgt von einer Schaltung nach unten durch eine horizontale Reihe pyramidenförmiger Stempel 63 und Werkzeuge 65. Wenn die Bahn 15 durch die beiden Abzugswalzensätze transportiert wird, werden die Rautenheizgeräte 61, die eine genau voreingestellte Temperatur haben, gegen die obere Bahn 15 gedrückt, wodurch eine Reihe horizontaler rautenförmiger formbarer Flächen auf der oberen Bahn 15 erzeugt werden. Bei der nächsten Schaltung drücken die pyramidenförmigen Stempel 63 diese verformbare Rautenfläche in die Gesenkwerkzeuge 65 und erzeugen dabei eine waagerechte Reihe kleiner pyramidenförmiger Gebilde 67 mit der durch ihre Mitte verlaufenden Bruchlinie 55. Das untere Walzensystem 27 hat Reliefflächen, so daß diese erhöhten pyramidenförmigen Vorsprünge 67 durch sie hindurchgehen können, ohne daß sie zerdrückt werden. Wenn die obere Bahn 15 durch das untere Zugwalzensystem 27 hindurchgeht, wird sie rund um die untere Walze 19 befördert und läuft waagerecht über die untere Bahn 1 mit ihren Pyramiden 67 in genauer Übereinstimmung mit den aus der unteren Bahn gebildeten becherähnlichen Behälterformen 39.

Die obere Bahn 15 und untere Bahn 1 werden danach zu einer Verschließstation transportiert, die aus einem unteren beheizten Verschließwerkzeug 69 besteht, das sich senkrecht bewegt und die untere Bahn 1 auf die obere Bahn 15 drückt. Wenn sich das Verschließwerkzeug 69 für die untere Bahn hebt, bewegt sich ein oberes Druckstück 71 nach unten, und beide Bahnen werden zwischen diesen beiden Druckstücken 69,71 zusammengepreßt, erwärmt und verschlossen, und das untere Verschließwerkzeug 69 zieht sich zurück, damit die nun gebildete, gefüllte und verschlosser 3 Spannungskonzentrator-Packung zur Stanzstation weiterrücken kann.

In der Stanzstation stanzt eine Reihe harter Stahlstempel 73 und Werkzeuge 75 vorteilhafterweise oin „sternen"-förmiges Loch 77 an den Eckstellen der einzelnen Packungen in die Bahn und verschneidet die Ecken der Packungen, so daß sie rund werden. Der sternenförmige Verschnitt wird von geeigneten Vakuumvorrichtungen entfernt.

In der nächsten Station, am besten in den Fig. 13 und 15 dargestellt, schneiden eine Reihe scharfer Hartmesser 79, vorzugsweise aus Wolframkarbid, die einzelnen Packungen für sich in lange Streifen, und ein oberes und unteres Hilfswalzenpaar unterstützt die Stiftkette 3 beim Ziehen der Packungsstreifen durch die Messer 79.

Bei einem letzten Schaltvorgang dringt ein Querstab mit einer Reihe scharfer Hartmesser 83 (wiederum aus Wolframkarbid) durch die Packungsstreifen und erzeugt eine Reihe einzelner fertig vorschlossenor Packungen. Auf jeder Stiftkette 3 bleibt ein dünner Plastestreifen zurück, der von einer mittels einem Luftmotor angetriebenen Trommel aufgewickelt wird, die rutscht, wenn die Stiftketten stehen oder der von Walzen abgezogen und in Stücke geschnitten wird.

Die vorgenannte Maschine besitzt eine Reihe weiterer Merkmale, die ihr eine außerordentliche Flexibilität, geringe Größe und eine ökonomische Bauweise bei i.e'.ier Präzision verleihen.

Sie wird völlig durch eine handelsüblich lieferbare programmierbare Regelvorrichtung gesteuert. Es handelt sich im Grunde um eine pneumatische Maschine, so daß eine sehr große Vielfalt von Bewegungs- und Zeitabläufen durch Steuerluft-Ventile, Druckluft, etc. mittels der programmierbaren Regelvorrichtung ausgeführt werden kann.

Ein alternatives Verfahren, um Kerben (Bruchlinien) genauer Tiefe über dem Spannungskonzentrator zu erzielen und die scharfen Hartmesser zu eliminieren, von denen jedes an einer Mikrometer-Regelvorrichtung angebracht ist, besteht in einer kontrollierten erwärmten Klinge, die die Bruchlinie an der Stelle eindrückt, wo sie den Spannungskonzentrator überquert. Dieses Verfahren zum Eindrücken der Bruchlinie wurde beroits an anderen Maschinen angewandt und wird in dieser Anmeldung selbst nicht beansprucht.

Weiterhin ist -wie hier dargestellt - die Füllvorrichtung insofern einzigartig, daß sie Membranen 85 füllt, die wiederum durch lose in Zylinder 89 eingepaßte Kolben 87 niedergedrückt werden, die an einer Bank angebracht sind, die vor. einem Luftkolben nach unten und oben bewegt wird und dabei auf die Membranen 85 Druck ausübt. Diese Membranen 85 sind an einer Füllbank 91 befestigt oder festgeklemmt, auf der auch die Luftzylinder, einer für ,'ede Membran, angebaut sind.

Die Füllbank ist über ihre volle Breite mit relativ großen Bohrungen versehen. Beispielswelse haben die Bohrungen für Ketchup einen Durchmesser von ungefähr 1 Zoll. Eine Bohrung ist die Produ'.teingangsöffnung 95, und das Produkt wird unter Druck hierher gefördert. Wenn die Membranen völlig mit Produkt gefüllt sind, wird durch den programmierbaren Computer ein Ventil 97 betätigt, das den Druck abschaltet. Eine rotierende Ventilwelle 99, die quer über die andere Bohrung 101 verläuft, wird dann um etwa 30° gedreht, wobei die in ihr quergebohrten Löcher mit don Auslaßdüsen 103 und mit den in der Füllbank angebrachten Buhrungen übereinstimmen. Daraufhin kommen die Kolben 87 herunter und drücken gegen die gefüllten Membranen 85, drücken das Produkt aus den Auslaßdüsen 103 und in die in der unteren Bahn ausgebildeten becherartigen Behälter 39. Das Zurückziehen des Kolbens 87 danach erzeugt eine Saugwirkung auf die Düsen 103 und verhindert ein Tropfen.

Die quer über der Füllbank liegende Ventilwelle 99 ist an jedem Ende in geeigneter Weise mit „O"-Ringen o. ä. zur Vermeidung eines Produktlecks abgedichtet.

Die gesamte Füllvorrichtung ist auf solche Weise angebracht, daß sie an Ort und Stelle zur Reinigung gespült werden kann, indem man sie anhebt und sie am Boden einer speziellen Reinigungskapsel abstellt und Spülwasser sowie Reinigungsmittel in den Auslaßschlauch und nicht über die ganze Maschine richtet.

Die Erfindung ist in ihren weiteren Aspekten nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsarten beschränkt, sondern es können Abweichungen hiervon innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche erfolgen, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen und ohne ihre Hauptvorteile aufzugeben.

So kann beispielsweise das obere Formsystem, das in der oberen Bahn ein herausstehendes Spannungskonzentratorteil bildet, zur Ausbildung irgendeiner geeigneten vorstehenden Form angepaßt werden. Als eine Alternative für die beschriebene

integrierte Füllvorrichtung für fließfähige Produkte kann eine offene Station für eine handelsübliche Füllvorrichtung vorgesehen werden, die Muttern und Schrauben oder andere feste Produkte vo.i Süßigkeiten über Maschinenteile bis zu Pillen in die in der unteren Bahn ausgebildeten becherähnlichen Behälter einlegt.

Letztlich ist darauf zu verweisen, daß die dargestellte Maschinenkonstruktion ohne weiteres modifiziert werden und eine sehr konventionelle becherähnliche Packungsform -wie in Fig. 17 dargestellt- produzieren kann. Ein derartiges Gebilde kann einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Verwendung verschiedenen Bahnmaterials und/oder unterschiedlicher Dicke in den oberen und unteren Lieferwalzen, durch Veränderung der Ausführung der Formwerkzeuge ι-¹¹J durch Eliminierung der Spannungskonzentratorausbildungsvorrichtung.

Claims

1. Form-Füll-Verschließmaschine zur automatischen Herstellung einer vorbestimmten Anzahl gefüllter und verschlossener Fertigpackungen enthaltend pneumatisch betriebene, regelbare Schaltantriebselemente, ein angetriebenes Hauptwellenteil, ein Paar Rollenketten, das ein durch Wärme verformbares unteres Gewebebahnmaterial von einer Lieferwalze für intermittierenden Weitertransport des unteren Gewebebahnmaterials über eine Vielzahl von Gewebebahn-Verarbeitungsstationen transportiert, Elemente zum gleichzeitigen Vorrücktin eines wärmeformbaren oberen Gewebebahnmaterials bei der Registration und dem zeitlichen Ablauf bei intermittierendem Vorrücken, Formen und Füllen der unteren Gewebebahn, wobei die Vorrückelemente der oberen Gewebebahn dieses im wesentlichen parallel in eine dichtangrenzende Nähe zur unteren Gewebebahn transportieren, nachdem die schalenähnlichen Vertiefungen gefüllt sind, Elemente zum intermittierendem gleichzeitigen Weitertransport sowohl der unteren als auch der oberen Gewebebahn zusammen mit einer Vielzahl von Verarbeitungsstationen der oberen und unteren Gewebebahn, und Elemente zum Transport der Fer tigpackungen von der genannten Maschine, gekennzeichnet durch: Kettenzahnräder, die auf de genannten Hauptwelle angeordnet und mit der Schaltantriebseinrichtung verbunden sind, die in das Paar der die Gewebebahn transportierenden Rollenketten (3) in Abhängigkeit von der Bewegung der genannten Hauptwelle eingreift, wobei die die Gewebebahn transportierenden Rollenketten eine Reihe aufrechtstehender Stiftelemente (5) enthalten; eine rotierende Durchbohrungszylinder-Einrichtung, die von den Rollenketten (3) angetrieben sind, wobei der genannte Durchbohrungszylinder jede der gegenüberliegenden Schneidkanten der unteren Gewebebahn (1) auf die Elemente (5) der Rollenkettenstifte spießt; eine Vielzahl Verarbeitungsstationen der unteren Gewebebahn, welche eine Heizstation (2) enthalten, in welcher das Gewebe bis zur Wärmevor formbarkeit erwärmt wird, eine Formstation (35), welche ein zurückziehbares Formwerkzeug zur Formung einer Reihe schalenähnlicher Vertiefungen in der unteren Gewebebahn und eine Füllstation (13) mit einer Fülleinrichtung (91) aufweist; ein zurückziehbares Wärmeschließwerkzeug (21) und eine Klemmeinrichtung (23) zum Wärmeverschluß der oberen und unteren Gowebebahnen miteinander; obere Gewebobahnen (15) verarbeitende Stationen einschließlich einer Vorrückeinrichtung der oberen Gewebebahnen; eine Vielzahl Verarbeitungsstationen der oberen und unteren Gewebebahnen, welche eine Verschließstation mit dem genannten Wärmeverschließwerkzeug und der Klemmeinrichtung enthält, um die oberen und unteren Gewobebahnen miteinander zu verschließen, eine Stanzeinrichtung (31) einschließlich einer Reihe von Stanzwerkzeugen (73; 75), welche in die verschlossenen Gewebebahnteile an den Ecken der einzelnen zu formenden Packungen Öffnungen stanzt, eine Längsschneidestation, welche Messer (79) enthält, welche die oberen und unteren Gewebebahr.teile entlang der ersten gegenüberliegenden Seiten der schalenähnlichen Vertiefungen und die anliegenden Kantenteile der unteren Gewebebahn, in die die Stifte eingreifen, aufschlitzen eine Querschneidestation, die querliegende Schneidblätter (80) enthält, zum Aufschlitzen der oberen und unteren Gewebebahnteiie entlang der zweiten gegenüberliegenden Seiten der genannten schalenähnlichen Vertiefungen, um dadurch die einzelnen fertigen Packungen voneinander zu trennen; und Aufwickelwalzen für das Entfernen des Verschnittes der unteren Gewebebahnen von den Rollkettenstiften.

2. Maschine nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine programmierbare Festkörper-Steuervorrichtung zur Steuerung der Schaltantriebsvorrichtung.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungseinrichtung (35) eine Vakuumeinrichtung, die das Material der unteren Gewebebahn in ein Gesenkwerkzeug (9) zieht, sowie eine Drucklufteinrichtung enthält, welche die Gewebebahn gleichzeitig in das Formungswerkzeug drückt.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsstation der oberen Gewebebahn enthält: Kerbungseinrichtungen (47; 41), die dazu geeignet sind, in die obere Gewebebahn eine Bruchlinie einzukerben, die sich teilweise durch die Dicke des Gewebebahnmaterials erstreckt; und daß die Vorrückeinrichtung der oberen Gewebebahn eine Walze (12) mit Differentialantrieb und eine Walze (19) mit konstantem Schaltantrieb umfaßt, wobei die Walzen mit Differentialantrieb und konstantem Antrieb die eingekerbte obere Gewebebahn über die Heizeinrichtung und die die Spannungskonzentration bildende Einrichtung transportieren,

wobei die Einrichtung zur Bildung der Spannungskonzentration so ausgelegt ist, daß sie in dem oberen Gewebebahnteil der Bruchlinie einen Vorsprung bildet, um dadurch die Bruchlinie von der Oberfläche der Gewebebahn zu verschieben; und eine Registrationsabtastvorrichtung (52), die mit dem Differential-Antriebsmittel verbunden ist, um ein ungenaues Register zu korrigieren.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte untere Gewebebahn eine Füllmittelstation (13) umfaßt, bestehend aus: einer Reihe Produktausgangsöffnungen (103), die sich in genauer Übereinstimmung mit jeder schalenähnlichen Vertiefung (39) befinden, die in der genannten unteren Gewebebahn ausgebildet sind; jede Produktausgangsöffnung steht mit einer expandierba/en Diaphragma-Kammer (89) in Verbindung und schließt Ventilvorrichtungen (97) zürn Verschließen der genannten Verbindung ein, wenn das Produkt in die genannte Kammer gefüllt ist; einer Produkteingangsöffnung (95), die mit jeder der nenannten expandierbaren Diaphragma-Kammern in Verbindung steht; einer Vorrichtung zur Produktzuführung unter Druck zu jeder der genannten Kammern; einer Vorrichtung zum Abschalten des Drucks für die Produktzuführung, wenn jede der genannten Kammern gefüllt ist, und eine Kolbenvorrichtung (87), die zum Zusammendrücken der genannten Diaphragmen geeignet ist, wenn diese getüllt sind, um das Produkt in jede der genannten Kammern durch die genannten Produktausgangsöffnungen zu drücken.

Hierzu 11 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgameinen Form-Füll-Verschließmaschinen und insbesondere bestimmte neue und nützliche Verbesserungen bei der Herstellung solcher Maschinen in einer ungewöhnlich kompakten Baugröße, mit denen man verschlossene Becher und andere verschlossene Verpackungsformen mit hoher Effektivität herstellen kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Tbshnik

„Formen-Füllen-Verschließen" ist die allgemeine Bezeichnung für einen Maschinentyp, bei dem eine erste durch Wärme verformbare Plastebahn in eine Heizstation transportiert wird (in den meisten Fällen intermittierend), in der die Bahn auf die Verformungstemperatur gebracht und dann zu einer Formstation weitergeleitet wird, in der die erwärmte Plastebahn entweder über oder in ein oder mehrere Formwerkzeuge mittels Vakuum gezogen oder mittels Druckluft gedrückt wird -oder durch beides - wodurch die Bahn in die gewünschte Form, meistens ein becherartiger Hohlkörper, gebracht wird. Während der Zeit des Formens in der Formstation ist die Bahn normalerweise ständig über dem Umfang jedes Formwerkzeugs festgespannt. Weiterhin sind die Formwerkzeuge charakteristischerweise zurückziehbar angeordnet, so daß - wenn einmal dio gewünschte Formbildung in der Bahn ausgeführt ist - die Werkzeuge zui "ickgezogen werden und die geformte Bahn dann zur Füllstation weiterrücken kann, die eine beliebige, vorabbestimmte Produktmenge in jede becherähnliche Form dosiert. Gleichzeitig mit dem Formen und Füllen der vorgenannten ersten Bahn wird eine zweite Bahn- meistens in einer oberen Position angeordnet und entweder mit einem fortlaufenden Muster, das einer genauen Einstellung bedarf oder mit einem Muster, el s mit der unteren Bahnform genau übereinstimmen muß, bedruckt, so daß sich ein vollständiges Einzelmuster oder Dessin ergibt über jeden Becher oder andere Form in der ersten Bahn gelegt.

Die zweite obere Bahn wird mittels verschiedener Walzen in eine unmittelbare, parallele Lage zu der geformten und gefüllten unteren Bahn gebracht und dann - wenn erforderlich - gleichzeitig in Übereinstimmung mit dem Aufdruck zu einer Verschließstation transportiert. In der Verschließstation halten zurückziehbare erwärmte Verschließwerkzeuge die untere - geformte und gefüllte Bahn und verschließen sie mit der oberen Bahn. Danach werden sie zurückgezogen, damit der Weitertransport der verschlossenen Packungen zu einer Rnostation erfolgen kann, wo die einzelnen Packungen getrennt und zu einer Verpackungs- oder Beladestation gefördert werden.

Im allgemeinen sind bisher bekannte Form-Füll-VVerschließmaschinen für Packungen groß, unhandlich und außerordentlich teuer.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung einer neuen und verbesserten Maschine zur automatischen Herstellung gefüllter und verschlossener Becher oder anderer Verpackungsformen, die hinsichtlich der Größe kompakter ist, billiger herzustellen ist und Verpackungsformen mit höherem Nutzeffekt als bisher bekannte Maschinen produziert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Form-Füll-VerschlieiJmaschine zur automatischen Herstellung einer vorbestimmten Anzahl gefüllter und verschlossener Fertigpackungen so zu entwickeln, daß sie den technologischen Anforderungen gerecht wird, jedoch ihre Bestandteile außerordentlich einfach und übersichtlich angeordnet sind.