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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Packanlage mit einer Packmaschine
zum Füllen von Gütern in Beutel, wobei eine Beutelbildungseinrichtung vorgesehen
ist, die vor der Befüllung einen Beutel aus einem Folienmaterial
bildet.
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Solche
Packanlagen bzw. Packmaschinen werden meist als Form-Fill-Seal-Maschinen
bzw. FFS-Maschinen bezeichnet und können zum Befüllen
von unterschiedlichsten Gütern in Beutel oder offene Säcke
verwendet werden. Die aus einer Kunststofffolie hergestellten Säcke
können mit Seitenfalten versehen sein, um eine gute Stapelbarkeit
zu gewährleisten. Die offenen Beutel oder Säcke
werden bei ihrer Herstellung zunächst am unteren Ende und nach
dem Füllvorgang am oberen Ende verschlossen.
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FFS-Maschinen
werden häufig zur Abfüllung von Schüttgütern,
wie z. B. Baustoffen, Kunststoffgranulaten und sonstigen pulverförmigen
Produkten eingesetzt. Dabei ist sowohl die Abfüllung von
feuchtigkeitsempfindlichen und staubenden Produkten als auch von
feuchtigkeitsunempfindlichen Produkten möglich.
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Ein
wesentliches Kriterium für den wirtschaftlichen Einsatz
einer FFS-Maschine ist die Anzahl der pro Tag abgefüllten
Säcke, die insbesondere auch durch die Herstellrate der
Säcke beeinflusst wird.
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Bei
dem Einsatz von FFS-Anlagen wird oftmals eine von der Rolle abgewickelte
schlauchförmige Folienbahn eingesetzt, die in der Packmaschine zu
einem oben offenen Sack verarbeitet wird. Das geschieht durch Abtrennung
von Schlauchstücken bzw. Schlauchabschnitten, die der späteren
Sacklänge entsprechen und dem Verschließen dieser Schlauchabschnitte
an einem und insbesondere dem unteren Ende durch einen Schweißvorgang.
Dadurch erhält man einen oben offenen Sack, der anschließend
mit Schüttgut gefüllt werden kann, bevor der gefüllte
Sack noch in der Anlage mit einer Kopfnaht verschlossen wird.
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Durch
den Schweißvorgang der Bodennaht wird systembedingt Wärme
in das Material eingebracht, wodurch die entstandene Schweißnaht
für eine gewisse Zeit nicht oder nur in einem geringen Umfange
belastbar ist. Die Endfestigkeit der Schweißnaht wird erst
nach Abkühlung erreicht. Bei einer geringen Maschinenleistung
ist in der Regel die Zeit zwischen der Herstellung der Schweißnaht
und dem Füllstart ausreichend, um eine hinreichende Festigkeit
in der Schweißnaht zu erreichen. Mit kürzer werdenden
Taktzeiten ist dies nicht immer gewährleistet.
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Es
sind deshalb im Stand der Technik FFS-Anlagen und Einrichtungen
für FFS-Anlagen bekannt geworden, bei denen die Schweißnaht
am Boden des Sacks in einem dem Schweißen nachfolgenden
Arbeitstakt durch Kontaktkühlung gekühlt wird. Dazu
wird nach dem Schweißen der Schlauchabschnitt mit seiner
Schweißnaht weiter gefördert und beispielsweise
freihängend von einer zangenförmigen Anordnung
von Kühlblechen gegriffen. Die Kühlbleche wiederum
können sowohl passiv gekühlt werden als auch durch
einen Druckluftkühler aktiv gekühlt werden.
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Nachteilig
an diesen bekannten Anlagen ist, dass die Kühlzeit, d.
h. die wirksame Zeit während der die Kühlbleche
an der Schweißnaht anliegen, nur sehr kurz ist. Insbesondere
bei Einsatz von Säcken mit Seitenfalten kommt erschwerend
hinzu, dass die starren Kühlbleche durch die unterschiedliche
Lagenzahl der Folie bedingt nicht überall gleichmäßig anliegen
und wirken können. Als Ausgleich können die Kühlbleche
aufwändig geschlitzt werden, um eine gewisse Konturanpassung
erreichen zu können.
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Die
aktive Kühlung über den Einsatz von Druckluft
hat zudem den Nachteil eines erheblichen Druckluftverbrauchs, wodurch
erhöhte Energiekosten entstehen.
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Zur
Erhöhung der Einwirkzeit ist mit der
DE 203 03 805 U1 eine FFS-Anlage
bekannt geworden, bei der die Kühlstation zusammen mit
dem Sack zur nächsten Station, z. B. der Sacköffnungsstation,
mit verfahren wird. Trotz des erheblichen mechanischen Aufwands
ist auch bei dieser Anlage die Füllrate begrenzt, da die
Kühlstation erst wieder in die Ausgangslage zurück
verfahren werden muss, bevor der nächste Sack gekühlt
werden kann.
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Vor
dem beschriebenen Hintergrund des bekannten Standes der Technik
ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Packanlage und
ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit eine hohe
Füllrate ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Packanlage mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
15. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage umfasst eine Packmaschine
oder ist als eine solche ausgeführt und dient zum Füllen
von Gütern in Beutel. Die Packanlage umfasst eine Beutelbildungseinrichtung, welche
wenigstens eine Verbindungseinrichtung aufweist, um aus einem Folien-
oder Schlauchabschnitt eines Folienmaterials mittels wenigstens
einer Verbindungsnaht einen Beutel zu bilden. Wenigstens eine Kühleinrichtung
ist zur Kühlung der Verbindungsnaht vorgesehen und die
Kühleinrichtung ist dazu eingerichtet, einen Flüssigkeitsnebel
in dem Bereich der Verbindungsnaht bereitzustellen.
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Die
erfindungsgemäße Packanlage hat viele Vorteile.
Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Packanlage ist die effektive Kühlung der Verbindungsnaht
der Beutel, die über einen Flüssigkeitsnebel erfolgen
kann. Vorzugsweise besteht der Flüssigkeitsnebel aus Wasser,
wobei auch der Einsatz von anderen Flüssigkeiten möglich
ist, deren Verdampfungstemperatur bei den vorherrschenden Bedingungen
im gewünschten Bereich liegen.
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Durch
den Einsatz eines Flüssigkeitsnebels zur Kühlung
wird eine besonders effektive Kühlung erzielt, da die einzelnen
Tropfen der Flüssigkeit leicht verdampfen und bei der Verdampfung
ihre Verdunstungswärme der Umgebung entziehen. Dadurch kann
die Schweißnaht sowohl direkt als auch indirekt gekühlt
werden. Wenn die einzelnen Nebeltröpfchen auf der Schweißnaht
verdampfen, wird diese besonders effektiv gekühlt. Aber
auch bei Verdampfung der Nebeltröpfchen in unmittelbarer
Umgebung der Schweißnaht wird die dort vorhandene Luft
stark abgekühlt, sodass der Wärmeabtransport von
der Schweißnaht gut funktioniert.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass der Verbrauch an Flüssigkeit
für die Erzeugung des Flüssigkeitsnebels gering
ist, da durch die Wirkung über die Verdampfung nur eine
geringe Flüssigkeitsmenge benötigt wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Beutelbildungseinrichtung
als Sackbildungseinrichtung ausgeführt und zur Bildung
von offenen Säcken vorgesehen. Solche offenen Säcke
werden insbesondere mit Schüttgütern gefüllt.
Vorzugsweise ist die Abfüllung von Kunststoffgranulaten
und dergleichen möglich.
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Vorteilhafterweise
ist die Verbindungseinrichtung als Schweißeinrichtung ausgeführt,
sodass die Verbindungsnaht als Schweißnaht ausgeführt wird.
Möglich sind aber auch andere Verbindungsverfahren und
insbesondere auch Verfahren, bei denen ein Verkleben bei höheren
Temperaturen oder ein sonstiger Wärmeeintrag erfolgt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Packanlage mit
einer Packmaschine zum Füllen von Schüttgütern
in offene Säcke ausgerüstet und weist eine Sackbildungseinrichtung
auf, um aus einem Schlauchabschnitt eines Folienmaterials einen
offenen Sack zu bilden, wobei wenigstens eine Schweißeinrichtung
dazu vorgesehen ist, in wenigstens ein Ende eines Schlauchabschnitts
eine Schweißnaht einzubringen, um das Ende zu verschließen.
Eine Kühleinrichtung ist zur Kühlung der Verbindungs-
bzw. Schweißnaht vorgesehen und stellt einen Flüssigkeitsnebel
in dem Bereich der Schweißnaht bereit.
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In
allen Ausgestaltungen ist vorzugsweise eine Nebelerzeugungseinrichtung
vorgesehen, um den Flüssigkeitsnebel zu erzeugen. Besonders
bevorzugt umfasst die Kühleinrichtung und insbesondere
die Nebelerzeugungseinrichtung wenigstens einen Ultraschallgenerator,
um durch Einsatz von Ultraschall den Flüssigkeitsnebel
zu erzeugen. Eine solche Ausgestaltung bietet erhebliche Vorteile,
da durch einen relativ geringen Energieeinsatz eine ausreichende
Menge an Flüssigkeitsnebel hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise
umfasst die Kühleinrichtung einen Kühlbehälter,
in dem ein Flüssigkeitsbad vorgesehen ist. Der Kühlbehälter
kann mit einem Füllstandssensor und mit einer automatischen
Auffüllung vorgesehen sein, um den Flüssigkeitsstand
in dem Kühlbehälter automatisch auf einem vorbestimmten Niveau
oder in einem vorbestimmten Bereich zu halten. Dadurch wird eine
geeignete Betriebsposition und eine ausreichende Kühlung
zuverlässig ermöglicht.
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In
besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist die Nebelerzeugungseinrichtung
schwimmend in dem Flüssigkeitsbad angeordnet, sodass die
Nebelerzeugungseinrichtung immer einen definierten Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche
aufweist. Insbesondere bei Einsatz eines Ultraschallgenerators zur
Nebelerzeugung werden dadurch zuverlässig gleichbleibende
Betriebsbedingungen gesichert.
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In
allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass der Kühlbehälter
eine oder wenigstens eine Öffnung zum Einführen
der Verbindungsnaht aufweist. Beispielsweise ist es möglich,
dass nach der Herstellung einer Bodennaht in einem offenen Sack
der offene Sack mit seiner Bodennaht nach unten hängend
von der Schweißposition zur Sacköffnungsposition
transportiert wird, wobei der Bereich der Bodennaht durch eine Öffnung
oder einen Spalt in den Kühlbehälter eingeführt
und/oder durch den Kühlbehälter durchgeführt
wird. Wird der Kühlbehälter beispielsweise als oben
offene Wanne ausgeführt so kann die Bodennaht in einem
definierten Abstand über der Flüssigkeitsoberfläche
durch die Wanne geführt werden, sodass der dort vorhandene
Flüssigkeitsnebel die Verbindungsnaht effektiv kühlt.
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Möglich
ist ein solcher Transport von der Schweißstation zur Sacköffnungsstation über
eine Schwenkbewegung von z. B. 180 Grad, wobei der Kühlbehälter
bei der Schwenkbewegung über- bzw. durchstrichen wird.
Dadurch wird es möglich, einen relativ kleinen Spalt am
oberen Ende des Kühlbehälters vorzusehen, durch
den die Bodennaht des offenen Sacks durch den Behälter
geschwenkt wird. Alternativ dazu ist es auch möglich den
offenen Sack mit seiner Bodennaht von oben in einen Spalt einer Kühlwanne
einzutauchen, wo er dann in Kontakt mit dem Flüssigkeitsnebel
gerät, während der Sack aber nicht in die Flüssigkeit
eintaucht.
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In
bevorzugten Weiterbildungen umfasst die Kühleinrichtung
wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung eines insbesondere geringen
Zwangsluftstroms zur Erhöhung der Kühlwirkung.
Beispielsweise kann eine solche Einrichtung als Lüftereinrichtung vorgesehen
sein, die den Flüssigkeitsnebel gezielt auf bestimmte Bereiche
des offenen Sacks bzw. auf die Schweißnaht des offenen
Sacks lenkt. Dadurch wird ein zuverlässiger Transport des
Flüssigkeitsnebels zu der Schweißnaht gewährleistet.
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Weiterhin
könnte durch einen zusätzichen geringen Zwangsluftstrom
auch eine Abtrocknung der Außenflächen des offenen
Sacks gewährleistet werden, nachdem die Schweißnaht
ausreichend gekühlt wurde. Der Zwangsluftstrom kann über
eine Lüftereinrichtung oder auch über Druckluft
erzeugt werden.
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In
allen Ausgestaltungen kann die Kühleinrichtung eine Zuführleitung
umfassen, die den Kühlbehälter mit einem Kühlbereich
verbindet, um der Verbindungsnaht den Flüssigkeitsnebel
gezielt zuzuführen.
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Weiterhin
kann eine Abführleitung vorgesehen sein, die den überschüssigen
Feuchtigkeitsnebel gezielt absaugt.
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In
allen Ausgestaltungen können die Beutel aus Flachfolie
hergestellt und durch eine Längsnaht zu einer Schlauchfolie
geformt werden, wobei durch die Einbringung einer Bodennaht ein
oben offener Beutel entsteht, der nach der Füllung schließlich
mit einer Kopfnaht verschlossen wird.
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Besonders
bevorzugt ist auch die Herstellung der Beutel aus einer vorgefertigten
Schlauchfolie, wobei in die Schlauchfolie eine Bodennaht eingebracht
wird, wodurch nach Abtrennung eines Schlauchabschnitts ein offener
Beutel entsteht.
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Bei
der Herstellung der Beutel aus Flachfolie wird eine Längsnaht
in die Schlauchfolie eingebracht. Bei einer solchen Ausgestaltung
ist es möglich, eine außen angeordnete Kühleinrichtung
zur Kühlung der Außenseite der Verbindungsnaht
und eine innen angeordnete Kühleinrichtung zur Kühlung
der Innenseite der Verbindungsnaht bereit zu stellen, wodurch eine
besonders effektive und schnelle Kühlung der Schweißnaht
ermöglicht wird. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere
dann bevorzugt, wenn keine feuchtigkeitsempfindlichen Produkte abgepackt
werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient zur Kühlung
einer Verbindungsnaht eines Beutels in einer Packmaschine zum Füllen
von Beuteln. Dabei wird in der Packanlage bzw. in der Packmaschine
ein Folien- bzw. Schlauchabschnitt aus einem Folienmaterial verwendet
und durch Einbringung wenigstens einer Verbindungsnaht ein Beutel
gebildet. Nach der Herstellung der Verbindungsnaht wird der Bereich der
Verbindungsnaht des Schlauchabschnitts durch einen Flüssigkeitsnebel
gekühlt.
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Auch
das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile.
Ein erheblicher Vorteil ist, dass durch die effektive Kühlung
der Verbindungsnaht durch einen Flüssigkeitsnebel eine
schnellere Abkühlung der Verbindungsnaht und somit eine
schnellere Belastbarkeit der Verbindungsnaht möglich ist.
Dadurch kann die Taktzahl einer FFS-Anlage erhöht und somit die
Füllrate von Beuteln oder insbesondere von offenen Säcken
gesteigert werden.
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Vorzugsweise
wird das den Boden des offenen Sacks bildende Ende des Schlauchabschnitts durch
eine Verbindungsnaht verschlossen. Diese Bodennaht muss bei der
späteren Füllung die größten Belastungen
aushalten, da das abzufüllende Schüttgut von oben
in den offenen Sack hinein gelangt und somit die Bodennaht das Gewicht
des eingefüllten Schüttguts halten muss.
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Besonders
bevorzugt ist ein solches Verfahren zur Kühlung einer Verbindungsnaht
in einer Packmaschine zum Füllen von offenen Säcken,
wobei aus einem Folienmaterial eine Schlauchabschnitt für
einen offenen Sack gebildet wird und wenigstens das den Boden des
offenen Sacks bildende Ende des Schlauchabschnitts durch wenigstens
eine Verbindungsnaht verschlossen wird. Dabei wird wenigstens der
Bereich der Verbindungsnaht des Schlauchabschnitts durch einen Flüssigkeitsnebel
gekühlt.
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In
bevorzugten Ausgestaltungen werden die Beutel bzw. offenen Säcke
aus einer Flachfolie gebildet, in die in Längsrichtung
eine Längsnaht eingebracht wird, um die Flachfolie zu einem
Schlauchabschnitt zu verbinden. Anschließend wird eine
Bodennaht eingebracht, um einen offenen Beutel bzw. offenen Sack
zu bilden. In anderen Ausgestaltungen ist die Verarbeitung von Schlauchfolie
bevorzugt, bei der ein ringsum geschlossener Schlauch eingesetzt wird,
der in entsprechende Schlauchabschnitte unterteilt wird und in die
jeweils eine Bodennaht eingebracht wird.
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Besonders
bevorzugt wird die Verbindungsnaht geschweißt.
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Vorzugsweise
wird der Flüssigkeitsnebel über Ultraschall erzeugt.
Der Flüssigkeitsnebel kann in einem Flüssigkeitsbad
erzeugt werden, wobei der Füllstand des Flüssigkeitsbades
vorzugsweise gemessen und automatisch aufgefüllt wird,
sodass der Füllstand des Flüssigkeitsbades vorzugsweise
in einem vorbestimmten Bereich liegt.
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Die
Erzeugung des Flüssigkeitsnebels und/oder der Zwangsluftstrom
können getaktet gesteuert werden, sodass nur dann Flüssigkeitsnebel
in den Kühlbereich geleitet wird, wenn sich dort eine zu kühlende
Schweißnaht befindet.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele,
die nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert
werden.
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Packanlage;
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2 eine
Kühleinrichtung für die Packanlage nach 1;
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3 eine
andere Kühleinrichtung für die Packanlage nach 1;
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4 die
Kühleinrichtung nach 3 in einer
geschnittenen Seitenansicht;
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5 in
stark schematischer Art eine Sackbildungseinrichtung für
eine Packanlage nach 1 in einer Vorderansicht; und
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6 in
stark schematischer Art eine Seitenansicht der Sackbildungseinrichtung
nach 5.
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Mit
Bezug auf die 1–6 werden
im Folgenden Ausführungsbeispiele einer Packanlage 1 erläutert,
die jeweils eine Packmaschine 2 aufweist, welche hier im
Ausführungsbeispiel ein Gestell 37 umfasst. Eine
Folienrolle 34, auf welcher eine Schlauchfolie 30 aus
einem Folienmaterial 11 aufgewickelt ist, dient als Folienvorrat.
Aus dem Folienmaterial 11 werden kontinuierlich bzw. quasikontinuierlich
Beutel 4 bzw. offene Säcke 5 hergestellt.
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Aus
der von der Folienrolle 34 abgewickelten Schlauchfolie 30 wird
in einer als Sackbildungseinrichtung 7 ausgebildeten Beutelbildungseinrichtung 6 ein
offener Sack 5 oder ein Beutel 4 gebildet. Dazu wird
mit einer als Schweißeinrichtung 9 ausgeführten Verbindungseinrichtung 8 eine
Verbindungsnaht 12 bzw. Schweißnaht 13 (vgl. 2)
in den Boden 45 des Sacks 5 eingebracht.
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Die
Schweißnaht 13 ist hier als Bodennaht 31 ausgeführt,
sodass der Schlauchabschnitt 10 einen nach unten geschlossenen
offenen Sack 5 ergibt, der nach der Öffnung des
Sacks zum Füllstutzen 35 transportiert wird, wo
der Sack 5 mit einem Schüttgut 3 befüllt
wird. Der Füllvorgang wird hier über ein Nettowägeverfahren
gesteuert. Danach wird der gefüllte Sack 5 mit
dem Transportband 36 zu einer weiteren Schweißeinrichtung 9 verfahren,
wo das Kopfende 47 des auf seinem Boden 45 stehenden
Sacks 5 verschweißt wird, um den Sack dicht zu
verschließen. In anderen Ausgestaltungen ist auch die Abfüllung
nach einem Bruttowägeverfahren möglich.
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Nach
der Verschließung mit der Kopfnaht 47 kann der
gefüllte Sack über das Transportband 36 zu einem
hier nicht dargestellten Austrageband verfahren werden, wo er einem
Palettierer oder dergleichen zugeführt wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Packmaschine 2 wird
nach der Einbringung der als Bodennaht 31 dienenden Schweißnaht 13 diese über
die Kühleinrichtung 14 gekühlt.
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Eine
Ausführungsform der Kühleinrichtung 14 ist
in der 2 vergrößert dargestellt. Die
in 2 nur schematisch dargestellte Kühleinrichtung 14 verfügt über
einen Kühlbehälter 20, in dem ein Flüssigkeitsbad 21 vorhanden
ist, an dessen Oberfläche eine hier als Ultraschallgenerator 19 ausgeführte
Nebelerzeugungseinrichtung 18 schwimmend vorgesehen ist.
Der Kühlbehälter 20 kann in einem einfachen Fall
als nach oben hin offene Wanne 25 ausgebildet sein.
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Der
Ultraschallgenerator 19 wird über eine Steuerung 38 gesteuert,
um oberhalb der Oberfläche des Flüssigkeitsbades 21 einen
Flüssigkeitsnebel 15 zur Verfügung zu
stellen, der den Bereich 16 der Schweißnaht 13 des
von oben eingetauchten offenen Sacks 5 effektiv kühlt.
Hier bildet die Schweißnaht 13 die Bodennaht 31 des
Sacks 5.
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Die
Vielzahl der kleinen Tröpfchen des Flüssigkeitsnebels 15 sorgt
für eine große Oberfläche des Flüssigkeitsnebels,
sodass durch Verdampfung der insbesondere aus Wasser bestehenden
Tröpfchen des Flüssigkeitsnebels 15 eine
effektive und hochwirksame Kühlung der Bodennaht 31 erfolgen
kann.
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Um
den Austritt des Flüssigkeitsnebels 15 aus dem
Kühlbehälter 20 der Kühleinrichtung 14 zu verringern,
können in Abweichung von der Darstellung nach 2 am
oberen Ende des Kühlbehälters 20 Abdeckungen
vorgesehen sein, die die obere Austrittsfläche aus den
Kühlbehälter 20 begrenzen.
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In 3 ist
eine weitere Ausführungsform einer Kühleinrichtung 14 für
eine erfindungsgemäße Packanlage 1 dargestellt,
wobei hier mehrere Nebelerzeugungseinrichtungen 18 an der
Oberfläche eines Flüssigkeitsbades 21 in
den Kühlbehälter 20 schwimmend angeordnet
sind, um insgesamt eine größere Menge an Flüssigkeitsnebel 15 zu
erzeugen.
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Weiterhin
verfügt die Kühleinrichtung 14 im Ausführungsbeispiel
nach 3 über eine teilweise geschlossene obere
Abdeckung, um den Austritt des Flüssigkeitsnebels 15 zu
begrenzen. Der im Inneren des Kühlbehälters 20 entstehende
Flüssigkeitsnebel 15 wird über Zuführleitungen 27 von
beiden Seiten auf den Bereich 16 am unteren Ende 17 des
offenen Sacks 5 geleitet, sodass in diesem Kühlbereich 28 die
Bodennaht 31 effektiv gekühlt wird.
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In
dem Kühlbehälter 20 ist eine Absaugeinrichtung 48 angeordnet
um den überschüssigen Flüssigkeitsnebel 15 aus
dem Kühlbereich 28 wieder abzusaugen. An dem unteren
Ende der Absaugeinrichtung 48 ist eine Abführleitung 40 vorgesehen,
mit welcher die abgesaugte Luft aus der Maschine weg transportiert
wird.
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In 4 ist
die Kühleinrichtung 14 aus 3 in einer
geschnittenen Längsansicht dargestellt, wobei hier erkenntlich
ist, dass über der Länge des Kühlbehälters 20 hintereinander
drei Ultraschallgeneratoren angeordnet sind, während, wie
in 3 zu sehen, zwei Ultraschallgeneratoren 19 nebeneinander
vorgesehen sind, sodass insgesamt sechs Ultraschallgeneratoren an
der Oberfläche des Flüssigkeitsbades 21 schwimmend
gehalten werden.
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Ein
Füllstandssensor 22 erfasst den Füllstand 46 in
dem Flüssigkeitsbad und die Steuerung 38 veranlasst
gegebenenfalls eine Wiederauffüllung von Flüssigkeit,
um den gewünschten Füllstand in. dem Kühlbehälter 20 zu
gewährleisten.
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Auf
den seitlichen Flächen der Absaugeinrichtung 48 (vgl. 3)
schlägt sich ein Teil des Flüssigkeitsnebels 15 nieder
und fließt zur Abführleitung 40 hinab,
und es gelangt über den Rücklaufkanal 41 am
Abluftkanal 39 wieder zurück in das Flüssigkeitsbad 21 oder
wird bei Staubbelastung abgeführt, um ein Verschlammen
des Wasserbades zu verhindern. Zum Lufttransport kann eine Einrichtung 26 dienen, die
beispielsweise über einen Ventilator verfügt.
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Über
mit den Einrichtungen 43 aufgebrachte Druckluft kann eine
Luftströmung in dem Kühlbehälter 20 erzeugt
werden, sodass der Flüssigkeitsnebel 15 über
die Zuführleitung 27 mit einer höheren
Geschwindigkeit in den Kühlbereich 28 an der oberen Öffnung 23 gelangt.
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Die Öffnung 23 ist
insbesondere als Spalt 24 ausgebildet. Durch den Spalt 24 kann
der Bodenbereich mit der Bodennaht 31 des Sacks 5 in
das Innere der Kühleinrichtung 14 eingetaucht
werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt insgesamt eine Packanlage 1 zur
Verfügung, die über ein wirksame Kühleinrichtung 14 verfügt,
die nach dem Prinzip der Verdunstungskälte funktioniert.
Das vorzugsweise zur Kühlung eingesetzte Wasser verfügt über eine
hohe spezifische Wärmekapazität, die im Moment
der Verdunstung auf der benetzten Oberfläche Kälte
erzeugt und somit die Schweißnaht 13 effektiv kühlt.
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Ein
erheblicher Vorteil gegenüber einem Eintauchen der Schweißnaht 13 in
einem Wasserbad liegt darin, dass beim Eintauchen und dem anschließenden
Weitertransport Wasser unweigerlich an dem Boden des offenen Sacks 5 verbleibt,
welches anschließend von dem Sack herunter tropft und so
in die Maschine gelangt. Insbesondere in Verbindung mit Produktrückständen
kann dies zu unerwünschten Verunreinigungen der Anlage
führen.
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Ein
weiterer erheblicher Vorteil ist, dass eine vollständige
Benetzung der Schweißnaht 13 möglich ist.
Beim Eintauchen in ein Wasserbad könnte sich durch die
Oberflächeneigenschaften der Kunststofffolie und durch
die Oberflächenspannung des Wassers sich das Wasser unmittelbar
nach dem Herausziehen aus dem Wasserbad auf der Oberfläche
zusammenziehen, sodass nur eine punktuelle Kühlwirkung
erzielt würde, da es sowohl (auch wieder) trockene als
auch (noch) feuchte Bereiche gibt.
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Die
Erfindung stellt hingen die feinste Verteilung von Flüssigkeitstropfen
auf der Oberfläche der Schweißnaht 13 sicher.
Der Feuchtigkeitsnebel 15 neigt weder zum Abtropfen noch
zieht er sich auf der Oberfläche zusammen.
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Ein
solcher Ultraschallgenerator kann beispielsweise mit 1,7 Megaherz
schwingen und über ein in dem Flüssigkeitsbad 21 angeordnetes
Glasmembran arbeiten.
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Durch
die vorzugsweise über den Schwimmkörper 49 vorgesehene
schwimmende Lagerung des Ultraschallgenerators 19 in dem
Flüssigkeitsbehälter 20 kann auf eine
kontinuierliche und aufwendige Wasserstandsregulierung verzichtet
werden, da sich der Ultraschallgenerator 19 prinzipbedingt
in einem definierten Abstand zu der Oberfläche des Flüssigkeitsbades 21 befindet.
Der bzw. die Ultraschallgeneratoren 19 erzeugen einen kontinuierlichen
Nebelstrom, der sich oberhalb des Flüssigkeitsbades 21 sammelt
und zur Kühlung einer Verbindungsnaht 12 bzw.
einer Schweißnaht 13 zur Verfügung steht.
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Nach
dem Eintauchen des Bodens 45 mit der Bodennaht 31 schlagen
sich die Wassertröpfchen feinstverteilt auf der Folienoberfläche
nieder. Die Verdunstung und damit die Kühlwirkung setzen
unmittelbar ein und halten an, bis nach dem Weitertransport die
gesamte Wassermenge verdunstet ist. Aufgrund der kleinen Wassertröpfchen
geschieht dies sehr zügig und gleichmäßig,
sodass eine effektive und schnelle Kühlung der Schweißnaht 13 erzielt
wird. Es ist weder eine erhöhte oder verlängerte
Einwirkzeit von Kühlblechen noch ein aufwendiger mechanischer
Transport der Kühleinrichtung 14 mit dem Sack 5 erforderlich.
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Gegenüber
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt
das Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 zusätzlich über
den Vorteil, dass eine Verwirbelung des Feuchtigkeitsnebels 15 durch
das Eintauchen des Sacks vermieden wird. Die Sackenden können
von oben durch den Spalt 24 in den Kühlbehälter 20 eingeführt
werden. Durch die Zugabe von Luft über die Einrichtung 43 wird
ein Zwangsluftstrom erzeugt, der durch die Zuführleitungen 27 in
Richtung auf den Bereich 28 geleitet wird und die Schweißnaht 13 bzw.
Bodennaht 31 zuverlässig mit feinsten Flüssigkeitstropfen
versorgt. Gleichzeitig wird durch die Absaugeinrichtung 48 mit der
Abführleitung 40 dafür gesorgt, dass
Flüssigkeitsnebel 15 nicht unkontrolliert aus
dem Kühlbehälter 20 austritt.
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Die
auf beiden Seiten angeordneten Zuführleitungen 27 erstrecken
sich insbesondere über die Breite des Sacks 5 und
weisen linienförmige und bevorzugte düsenförmige
ausgebildete Öffnungen auf, aus denen der Feuchtigkeitsnebel 15 gerichtet
auf die Schweißnaht geleitet wird.
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Grundsätzlich
führt die Nebelerzeugung an sich zu einer Volumenvergrößerung,
wodurch sich eine nahezu drucklose Strömung von dem Flüssigkeitsbad 21 weg
ergibt. Gegebenenfalls kann diese durch einen leichten Zwangsluftstrom
unterstützt werden.
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Der
Füllstandssensor 22 kann gegebenenfalls auch rein
mechanisch (nicht dargestellt) gesteuert werden, wobei dann bei
Unterschreitung einer minimalen Marke ein Ventil für den
Wasserzulauf aus einem außerhalb der Maschine befindlichen
Reservoir geöffnet wird, sodass das Wasser durch den Wasserdruck
der Leitung oder durch Schwerkraft bis zur Erreichung einer maximalen
Marke nachläuft.
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In
den 5 und 6 ist eine weitere Ausgestaltung
in einer stark schematischen Ansicht dargestellt. Diese Ausgestaltung
kann als Sackbildungseinrichtung für die Packanlage nach 1 eingesetzt
werden oder sie kann an einer Vertikal-FFS-Maschine eingesetzt werden.
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In
den 5 und 6 sind nur die Teile einer Vertikal-FFS-Maschine 2 abgebildet,
die bei der Bildung der Beutel 4 verwendet werden. Hier
wird der Beutel 4 über Flachfolie 42 gebildet,
die zu einem Schlauch geformt und in Längsrichtung 44 mit
einer Längsnaht 29 versehen wird, um aus der Flachfolie 42 eine
Schlauchfolie 30 herzustellen, die am unteren Ende 17 anschließend
durch Schweißeinrichtungen 9 mit einer Bodennaht 31 versehen
wird.
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Die
so hergestellten Beutel 4 können wiederum für
die Abfüllung von Schüttgütern verwendet werden.
Möglich ist auch die Abfüllung von flüssigen oder
pastösen Produkten.
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Die
hergestellten Schweißnähte 29 bzw. 31 können
jeweils über Kühleinrichtungen 14 gekühlt werden,
wobei bei der Herstellung einer Längsnaht 29 die
Kühleinrichtung 14 einen mit einem Feuchtigkeitsnebel
versehenen Luftstrom auf die Längsnaht 29 richtet,
um den Bereich der Längsnaht 29 effektiv zu kühlen.
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Wird
ein feuchtigkeitsunempfindliches Produkt in die Beutel 4 abgefüllt,
so kann eine Kühlung der Schweißnähte über
eine innen angeordnete Kühleinrichtung 32 und
eine außen angeordnete Kühleinrichtung 33 parallel
erfolgen, wodurch die Effektivität noch weiter steigerbar
ist. Ein möglicher Einsatzfall ist die Abfüllung
von z. B. Blumenerde, bei dem in dem abzufüllenden Material
eine gewisse Feuchtigkeit vorhanden ist, sodass der geringe Feuchtigkeitseintrag
durch die Kühleinrichtung sich nicht störend auswirkt.
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Insgesamt
stellt die Erfindung eine Packanlage zur Verfügung, welche
eine schnelle Produktabfüllung ermöglicht. Gleichzeitig
ist der konstruktive und finanzielle Aufwand dafür gering.
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- 1
- Packanlage
- 2
- Packmaschine
- 3
- Schüttgut
- 4
- Beutel
- 5
- offener
Sack
- 6
- Beutelbildungseinrichtung
- 7
- Sackbildungseinrichtung
- 8
- Verbindungseinrichtung
- 9
- Schweißeinrichtung
- 10
- Schlauchabschnitt
- 11
- Folienmaterial
- 12
- Verbindungsnaht
- 13
- Schweißnaht
- 14
- Kühleinrichtung
- 15
- Flüssigkeitsnebel
- 16
- Bereich
- 17
- Ende
- 18
- Nebelerzeugungseinrichtung
- 19
- Ultraschallgenerator
- 20
- Kühlbehälter
- 21
- Flüssigkeitsbad
- 22
- Füllstandssensor
- 23
- Öffnung
- 24
- Spalt
- 25
- Wanne
- 26
- Einrichtung
- 27
- Zuführleitung
- 28
- Kühlbereich
- 29
- Längsnaht
- 30
- Schlauchfolie
- 31
- Bodennaht
- 32
- Kühleinrichtung
- 33
- Kühleinrichtung
- 34
- Folienrolle
- 35
- Füllstutzen
- 36
- Transportband
- 37
- Gestell
- 38
- Steuerung
- 39
- Abluftkanal
- 40
- Abführleitung
- 41
- Rücklaufkanal
- 42
- Flachfolie
- 43
- Einrichtung
- 44
- Längsrichtung
- 45
- Boden
- 46
- Füllstand
- 47
- Kopfende
- 48
- Absaugeinrichtung
- 49
- Schwimmkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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