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Die
Erfindung betrifft die Verpackungsbranche und dort eine vertikale
Schlauchbeutelmaschine mit einer von einer Vorratsrolle abgewickelten
Folienbahn. Eine derartige Maschine weist eine Formschulter zum
Umformen der Folienbahn zu einem Folienschlauch auf und ein vertikal
ausgerichtetes Füllrohr herkömmlicher
Bauart, welches den Folienschlauch aufnimmt und durch das eine Befüllung des
Folienschlauches möglich
ist. Eine Befüllstation
für abzupackende
Gegenstände
oberhalb des Füllrohres
dient dieser Befüllung.
Ein gegen den Folienschlauch und damit gegen das Füllrohr wirkender
Folienabzug ist zum Weitertransportieren der Folienbahn und des Folienschlauches
vorgesehen. Eine Längssiegeleinrichtung
dient zum Verschweißen
des Folienschlauches mittels einer in Transportrichtung ausgerichteten
Längsnaht
und eine Quersiegeleinrichtung mit zwei gegeneinander beweglichen,
den Folienschlauch quer verschweißenden Schweißbacken zum
Erzeugen von Kopfnähten
und Bodennähten von
Schlauchbeuteln. Mittels einer Trenneinrichtung werden die fertiggestellten
Schlauchbeutel vom Folienschlauch abgetrennt.
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Derartige
vertikale Schlauchbeutelmaschinen sind hinlänglich bekannt. Sie dienen
in der Regel zum Abpacken fließfähiger oder
rieselfähiger
Produkte, wie z. B. Granulate. Prinzipiell kann auch stückiges Produkt
verpackt werden.
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Die
bekannten vertikalen Schlauchbeutelmaschinen haben den Nachteil,
dass sie zum Abpacken von Gegenständen, die eine Gegenstandsgruppe
bilden, in Form von in Schlauchbeutel zu bringende, vertikale Stapel
wenig geeignet sind, da sich die Gegenstände während ihres freien Falls im
Füllrohr
drehen und somit unkontrollierbar im verschweißten Ende des Folienschlauches
landen. Unter Gegenstandsgruppe ist im Rahmen dieser Anmeldung aus Vereinfachungsgründen entweder
ein einziger, horizontal ausgerichteter Gegenstand wie z. B. ein
Kaffeepad gemeint oder eine Gruppe von zwei oder mehr in horizontaler
Richtung direkt nebeneinander angeordneter Gegenstände (wie
z. B. Kaffeepads).
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Wegen
dieser Fallproblematik werden horizontale Gegenstandsgruppen (Einzel-,
Doppel-, Dreifachgruppe, ...) nicht mittels vertikaler Schlauchbeutelmaschinen
verpackt. Statt dessen werden diese Gruppen in zuvor erzeugte, standfähige Leerbeutel
hinein gestapelt, was vergleichsweise aufwändig und damit teuer ist, da
zum Erzeugen der Leerbeutel ohnehin eine vertikale Schlauchbeutelmaschine
genutzt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine vertikale Schlauchbeutelmaschine
derart auszuführen,
dass sie zum Abpacken von aus runden oder unrunden Gegenständen gebildeten
Gegenstandsgruppen, die einen Stapel im Schlauchbeutel bilden sollen,
genutzt werden kann.
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Gelöst ist die
Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1. Danach ist im Füllrohr ein Einsatz vorgesehen,
welcher der Geometrie der Gegenstände angepasst ist, um diese während ihres
Falls im Füllrohr
zu stabilisieren.
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Die
vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine hat den Vorteil, dass sie
zum Abpacken eines vertikalen Stapels von Gegenständen oder
Gegenstandsgruppen in Schlauchbeutel geeignet ist. Bildet nur ein
Gegenstand eine Gegenstandsgruppe, so werden alle Gegenstände aufeinander
gestapelt. Bilden zwei oder mehr Gegenstände eine horizontal ausgerichtete
Gegenstandsgruppe, so werden zwei oder mehr derartige Stapel nebeneinander
in einen Schlauchbeutel gefüllt.
Dabei spielt es keine Rolle, ob die Gegenstandsgruppen einzeln und
nacheinander oder als Stapel an die Befüllstation gebracht werden.
Ein Stapel fällt
sicher durch das Füllrohr,
da er vom Einsatz stabilisiert wird, bis er im unteren Ende des
Folienschlauches landet. Der Einsatz ist einem Einzelgegenstandsstapel
bzw. mehreren, die nebeneinander durch das Füllrohr fallen, angepasst. Es können herkömmliche
Füllrohre
mit rechteckigem Querschnitt (mit oder ohne abgerundete Ecken),
runder oder teilweise runder und gerader Form in ihrem Querschnitt
eingesetzt werden.
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Weitere,
vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Schlauchbeutelmaschine
sind in den Ansprüchen
2 bis 9 beschrieben.
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Weist
das Füllrohr
nur Seitenwände
auf, die gerade oder gekrümmt
sind, und die wahlweise über Rundungen
miteinander verbunden sind (Anspruch 2), so können in kostengünstiger
Weise herkömmliche
Füllrohre
eingesetzt werden, die einen guten Folienlauf erreichen. Unabhängig von
der Form des Füllrohres
kann die Einrichtung mit einem Auftauschmechanismus versehen werden
um das Füllrohr
wahlweise für
Schüttgut
oder für
eine Stapelabpackung zu nutzen (Anspruch 9). Oder ein Einsatz kann
gegen einen Einsatz anderer Geometrie ausgetauscht werden, um andere
Gegenstandsgeometrien oder größere bzw.
kleiner Gegenstandsgruppen abzupacken.
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Ein
Füllrohr
kann eine spezielle, an die Geometrie der Gegenstände angepasste
Form haben und trotzdem gerade oder in einfacher Weise, z. B. über einen
vorgegebenen, einzigen Radius gekrümmte Seitenwände haben,
wenn an einem derartigen, z. B. Längsknickungen aufweisendem
Füllrohr mindestens
ein Aufsatz vorgesehen ist, welcher gemeinsam mit einem geraden
Abschnitt des Füllrohres eine
gerade Seitenwand bildet (Anspruch 3). Oder ein gebogener Aufsatz
bildet mit einer gebogenen Seitenwand des Füllrohres eine insgesamt gleichförmig gebogene
Außenwand,
d. h. äußerste Wandung für das Füllrohr.
Derart können
speziell ausgestaltete Füllrohre
in für
einen Folienlauf günstige
Außenform gebracht
werden.
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Eine
Gegenstandsgruppe fällt
entlang einer Fallstrecke durch das Füllrohr. Begrenzt dabei gemäß Anspruch
4 der Einsatz einen an eine Fallstrecke der Gegenstände angrenzenden,
zu den Gegenständen
hin offenen Kanal, so dient dieser der Aufnahme von Luft, welche
von den fallenden Gegenständen
verdrängt
wird. Die Falleigenschaften werden zuverlässiger, so dass die Verpackungsgeschwindigkeit
erhöht
werden kann. Dabei kann dieser Kanal auch dazu genutzt werden, die
Gegenstände
während
ihres Falls zu halten. Dies geschieht, indem gemäß Anspruch 5 die Gegenstände einen
umlaufenden Rand aufweisen, und der Einsatz so bemessen ist, dass
die Gegenstände
nur mit umgeknicktem Rand in den Einsatz passen, wobei ein Teil des
Randes in den Kanal ragt. Ein umlaufender Rand hat dabei den Vorteil,
dass die Gegenstände
unabhängig
von ihrer Ausrichtung bzw. ihrer Drehposition stets mit einem Teil
ihres Randes in den Kanal reichen und derart in diesem geführt werden.
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Genauere,
reproduzierbare Fallzeiten werden auch erreicht, wenn im Füllrohr mindestens
ein Entlüftungskanal
zum nach oben Strömen
von Luft vorgesehen ist, welche von den fallenden Gegenständen verdrängt wird.
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Es
ist möglich,
einen Einsatz für
verschiedene Gegenstandsgeometrien oder – abmessungen zu nutzen, wenn
der Einsatz eine Verstelleinrichtung zum Begrenzen der Gegenstände aufweist
(Anspruch 7).
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Ein
zusätzlicher
Befüllkanal
im Füllrohr
(Anspruch 8) kann genutzt werden, um z. B. einen durch den Einsatz
gleitenden Stapel Kaffeepads eine Zugabe beizufügen, z. B. einen Beutel mit
Entkalkungsmittel für
eine Kaffeemaschine, welche Kaffeepads zum Aufbrühen von Kaffee nutzt.
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Im
folgenden wird die Erfindung an Hand Ausführungsbeispiele darstellender
Figuren näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 in
einer Seitenansicht eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit einer
Befüllstation oberhalb
eines vertikalen, vier gerade Seitenwände aufweisen Füllrohres,
um einen Stapel Gegenstandsgruppen oberhalb des Füllrohres
zu platzieren und danach in einem Schlauchbeutel abzuwerfen;
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2 in
einer Seitenansicht einen zu stapelnden Gegenstand;
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3 in
einer Seitenansicht einen Stapel, der aus aufeinandergelegten, jeweils
zwei Gegenstände
umfassenden Gegenstandsgruppen gebildet ist, und den es zu verpacken
gilt;
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4 in
einem Querschnitt entlang A-A der 1 eine Gegenstandsgruppe
gemäß 3 im Füllrohr,
wobei ein Einsatz im Füllrohr
zum Führen der
Gegenstandsgruppe und zum Bilden von Entlüftungskanälen ausgeführt sind, und das Füllrohr vier gerade
Seitenwände
aufweist;
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5 in
einem Querschnitt analog 4 die Gegenstandsgruppe der 4 in
einem anders ausgeführten
Füllrohr
und mit abgeändertem
Einsatz;
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6 in
einem Querschnitt das Füllrohr
und die Gegenstandsgruppe der 4, jedoch
mit einem anderen Einsatz;
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7 in
einem Querschnitt eine aus vier runden Gegenständen bestehende Gegenstandsgruppe in
einem Füllrohr
mit einem Einsatz zum jeweiligen Führen der Gegenstände;
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8 in
einern Querschnitt ebenfalls runde Gegenstände in einem Füllrohr mit
einem Einsatz, wobei das Füllrohr
zwei gerade und zwei gekrümmte Seitenwände aufweist;
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9 in
einem Querschnitt annähernd
rechteckige Gegenstände
in einem Füllrohr
mit Einsatz;
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10 in
einem Querschnitt zwei Gegenstände,
welche teilweise gerade und teilweise rund ausgestaltet sind, in
einem Füllrohr
mit Einsatz;
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11 in
einem Querschnitt eine aus zwei Gegenständen gebildete Gegenstandsgruppe
in einem Füllrohr,
welches in einer einstückigen
Weise einen Einsatz ausbildet, welches vier Aufsätze aufweist, die jeweils einen
Entlüftungskanal
begrenzen, und in dem zwei an eine Fallstrecke angrenzende Kanäle vorgesehen
sind,
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12 in
einem Querschnitt eine aus einem Gegenstand gebildete Gegenstandsgruppen
in einem Füllrohr
mit Einsatz;
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13 in
einem Querschnitt eine aus zwei Gegenständen gebildete Gegenstandsgruppe
in einem Füllrohr
mit Einsatz;
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14 in
einem Querschnitt eine aus zwei abgerundeten Gegenständen gebildete
Gegenstandsgruppe in einem Füllrohr
mit Einsatz, wobei das Füllrohr
vier über
Rundungen miteinander verbundene Seitenwände aufweist;
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15 in
einem Querschnitt eine aus drei trapezförmigen Gegenständen gebildete
Gegenstandsgruppe in einem Füllrohr
mit Einsatz;
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16 in
einem Querschnitt eine aus zwei rechteckigen Gegenständen gebildete
Gegenstandsgruppe in einem Füllrohr
mit einem Einsatz, welcher zwei an die Fallstrecke angrenzende Kanäle und vier Entlüftungskanäle begrenzt;
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17 in
einem Querschnitt eine aus einem Gegenstand gebildete Gegenstandsgruppe
in einem Füllrohr
mit verstellbarem Einsatz und mit einer Zugabe in einem separaten
Befüllkanal
innerhalb des Füllrohres,
sowie
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18 in
einem Querschnitt eine aus zwei Gegenständen gebildete Gegenstandsgruppe
in einem runden, teilweise begradigtem Füllrohr.
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Bei
einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 1 mit einer von
einer Vorratsrolle 2 abgewickelten Folienbahn 3 dient
eine Umlenkkante 38 einer Formschulter 4 zum Umformen
der Folienbahn 3 zu einem Folienschlauch 5 (1).
Ein vertikal ausgerichtetes Füllrohr 6 herkömmlicher
Bauart nimmt den Folienschlauch 5 auf und dient zur Befüllung des
Folienschlauches 5 mittels einer Befüllstation 7 oberhalb des
Füllrohres 6.
Zwei von gegenüberliegenden
Seiten des Füllrohres 6 gegen
den Folienschlauch 5 und damit gegen das Füllrohr 6 wirkende
Folienabzüge 8 sind
zum Weitertransportieren der Folienbahn 3 und des Folienschlauches 5 vorgesehen.
Eine Längssiegeleinrichtung 9 dient
zum Verschweißen
des Folienschlauches 5 mittels einer in Transportrichtung 10 ausgerichteten
Längsnaht 11.
Eine Quersiegeleinrichtung 12 mit zwei gegeneinander beweglichen, den
Folienschlauch 5 quer verschweißenden Schweißbacken 13 ist
zum Erzeugen von Kopfnähten 14 und
Bodennähten 15 von
Schlauchbeuteln 16 vorgesehen. Eine Trenneinrichtung 17 trennt
die Schlauchbeutel 16 vom Folienschlauch 5 ab.
Die Befüllstation 7 ist
zum Abgeben jeweils eines Stapels 37 aus horizontal ausgerichteten,
flachen, scheibenförmigen,
aus jeweils zwei Gegenständen 18 (2) gebildeten
Gegenstandsgruppe 23 (3) vorgesehen.
Das Füllrohr 6 weist
einen Einsatz 25 auf, welcher an die horizontalen Abmessungen
dieser Gegenstandsgruppe 23 angepasst ist (4).
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Jeweils
zwei sich überlappende
Gegenstände 23 (4)
sind in horizontaler Richtung im Stapel 37 nebeneinander
vorgesehen, wobei der Einsatz 25 zwei auf gegenüberliegenden
geraden Seitenwänden 45 des
Füllrohres 6,
nach innen spitz zulaufen, zwischen die beiden Gegenstände 18 sich
erstreckenden Spitzen aufweist, um die Gegenstände 18 in vertikaler
Richtung zu führen.
Derart werden die beiden runden, sich mit ihren Rändern 24 überlappenden
Gegenstände 18 und
damit der Stapel 37 während
des Falls geführt,
indem im Füllrohr 6 dieser
Einsatz 25 vorgesehen ist, welcher der Geometrie der Gegenstände 18 angepasst
ist, um diese während
ihres Falls im Füllrohr 6 zu
stabilisieren. Dabei ist das Füllrohr 6 in
herkömmlicher
Weise ausgeführt.
Es weist vier gerade Seitenwände 45 auf.
Der Einsatz 25 ist austauschbar. Wenn eine andere Gegenstandsgeometrie
oder Gegenstandsgruppe gestapelt werden soll, so wird er durch einen
Einsatz 25 anderer Geometrie ersetzt. Er kann auch gänzlich entfernt werden.
Der Einsatz 25 bildet im Füllrohr 6 zwei Entlüftungskanäle 39 zum
nach oben Strömen
von Luft, welche von den fallenden Gegenständen 18 aus dem unteren
Ende des Folienschlauches 5 verdrängt wird.
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel (5)
weist das Füllrohr 6 vier
Seitenwände 45, 46 auf,
wovon zwei gerade 45 und zwei 46 gleichmäßig gekrümmt sind.
Der Einsatz 25 besteht aus vier vertikal ausgerichteten
Stegen. Derart wird kein reiner Entlüftungskanal ausgebildet. Es
entsteht jedoch eine teilweise Entlüftungsfunktion. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
kann von fallenden Gegenstandsgruppen 23 zur Seite gedrängte Luft
zwischen jeweils zwei Stegen des Einsatzes 25 gelangen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 6 ist der Einsatz 25 anders ausgeführt und
austauschbar.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 7 dient ein über
eine Befestigung 43 im Füllrohr 6 angebrachter
Einsatz 25 jeweils dazu eine aus vier runden Gegenständen 18 bestehende
Gegenstandsgruppe 23 zu stabilisieren. Bei diesem, wie
bei allen Ausführungsbeispielen
spielt es keine Rolle, ob jeweils ein kompletter Stapel 37 aus
Gegentandsgruppen 23 durch das Füllrohr 6 fällt, oder
ob jeweils eine Gegenstandsgruppe 23 nacheinander durch
das Füllrohr 6 fällt, um
erst im unteren Ende des Folienschlauches 5 (1)
einen Stapel 37 zu bilden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 8 werden ebenso, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen
kreisförmig
begrenzt ausgestaltete Gegenstände 18 im
Füllrohr 6 geführt. Dabei
ist der Einsatz 25 wieder anders ausgeführt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 9 werden annähernd
rechteckige Gegenstände 18 im
Füllrohr 6 geführt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 10 werden Stapel 37 aus aufeinander gelegten
Gegenständen 18 gebildet,
welche teilweise gerade und teilweise rund ausgestaltet sind. Der
im Füllrohr 6 vorgesehene
Einsatz 25 wird mittig von gegenüberliegenden Seiten in die
Gegenstandsgruppen 23 hinein geführt. Diese können derart
geführt
werden, da die Gegenstände 18 abwechselnd
um 180 Grad gedreht durch das Füllrohr 6 fallen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 11 wird eine aus zwei Gegenständen 18 gebildete
Gegenstandsgruppe 23 in einem Füllrohr 6 geführt, welches in
einer einstückigen
Weise einen Einsatz 25 ausbildet. Das Füllrohr 6 weist in
seinen Ecken vier Aufsätze 26 auf,
die jeweils einen Entlüftungskanal 39 begrenzen.
Es sind zwei an eine Fallstrecke angrenzende Kanäle 44 vorgesehen.
Die Kanäle 44 sind
zu den Gegenständen 18 hin
offen und nehmen seitlich weggedrängte Luft auf. Die vier am
speziell auf die Geometrie der Gegenstandsgruppen 23 ausgebildeten,
nicht in herkömmlicher
Weise ausgestalteten Füllrohr 6 vorgesehen
Aufsätze 26 dienen
dazu, gemeinsam mit zwei gekrümmten
(besser: geknickten) Seitenwänden 46 und
zwei geraden Seitenwänden 45 vier
nach außen
hin lediglich als gerade Seitenwände 45 wirkende
Füllrohraußenseiten
zu bilden, um einen guten Folienlauf zu erreichen.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
der 12 und 13 werden
Gegenstände 18 mit
eigentümlicher
Geometrie in form eines Einzelstapels (12) bzw.
eines Doppelstapels (13) in Schlauchbeuteln 16 verpackt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 14 sind gerade Seitenwände 45 des Füllrohres 6 über speziell
auf die Geometrie der Gegenstandsgruppe 23 angepasste Rundungen 47 miteinander
verbunden, um die Gegenstände 18 besser
führen
zu können.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 15 wird eine aus drei trapezförmigen Gegenständen 18 gebildete
Gegenstandsgruppe 23 in einem entsprechend adaptierten
Einsatz 25 geführt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 16 wird eine aus zwei rechteckigen Gegenständen 18 gebildete
Gegenstandsgruppe 23 in einem Füllrohr 6 mit einem
Einsatz 25 geführt,
welcher zwei an die Fallstrecke angrenzende Kanäle 44 und vier Entlüftungskanäle 39 begrenzt.
Die Gegenstände 18 weisen
einen umlaufenden Rand 24 auf. Der Einsatz 25 ist
so bemessen, dass die Gegenstände 18 nur
mit umgeknicktem Rand 24 in den Einsatz 25 passen,
und dass ein Teil des Randes 24 in den Kanal 44 ragt,
wodurch die Gegenstände 18 sehr
gut geführt
werden, so dass eine stabile Stapelung erfolgt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 17 weist der Einsatz 25 eine Versteileinrichtung 42 zum
Begrenzen der Gegenstände 18 auf.
Eine Zugabe 41 kann durch einen zusätzlichen Befüllkanal 40 einem Schlauchbeutel 16 zugeführt werden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 18 wurde ein Füllrohr 6 mit
kreisrundem Querschnitt auf gegenüberliegenden Seiten abgeschliffen,
um dort gegenüberliegende
Folienabzüge 8 ansetzen
zu können. Der
Füllrohrradius
ist der Gegenstandsgruppe 23 angepasst.