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Maschine zum Verpacken von Flüssigkeiten in Kunststoffbehälter Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Verpacken von Flüssigkeiten in Behälter aus
thermoplastischem Kunststoff.
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Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von mit flüssigen Gütern
gefüllten Kunststoffpackungen bekannt, bei dem die Packungsbehälter aus mit Anschluß
schlauchstücken an einem gemeinsamen Füllen schlauch angeschlossenen vorgefertigten
Kunststoffbeuteln bestehen, hei denen die Behälter nach dem Füllen vom Füllschlauch
abgeklemmt, durch Verschweißen verschlossen und dann abgetrennt werden.
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Ferner ist es auch schon bekannt, beim Füllen und Verschließen von
Kunststoffbeuteln eine für das Verschweißen flüssigkeitsfreie Zone zu schaffen,
dadurch, daß das Verschweißen oberhalb der Klemmstelle am Beutel vorgenommen wird.
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Daneben ist es auch bekannt, körniges, kleinstückiges oder pastenartiges
Gut in Beuteln zu verpacken, und zwar auf einer Verpackungsmaschine mit periodisch
durchgeschaltetem Drehtisch. Naturgemäß kann ein Verpackungsverfahren mittels eines
periodisch durchgeschalteten Drehtisches nur mit begrenzter Geschwindigkeit arbeiten,
da der Drehtisch in jeder Periode einmal beschleunigt und einmal abgebremst werden
muß.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum kontinuierlichen
Herstellen von mit Flüssigkeiten gefüllten Behältern zu schaffen, bei der die zu
verschließenden Teile der Behälter von Flüssigkeit frei bleiben.
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Die Erfindung geht aus von einer Maschine, bei der die Vorrichtungen
zum Abklemmen bzw. zum Festhalten der Beutel während des Arbeitsablaufes an einem
Drehtisch angeordnet sind und bei der außerdem eine Zuführvorrichtung für den Beutelstrang
vorgesehen ist.
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Kennzeichen für die Erfindung ist es, daß zum Füllen der Behälter
ein sich über einen Teil des Umfanges des Drehtisches erstreckendes, konzentrisch
zu diesem gekrümmtes und stationäres Füllrohr vorgesehen ist, auf welches der Füllschlauch
laufend aufgeschoben wird, daß ferner eine Abtrennvorrichtung derart zum Füllrohr
und den Klemmvorrichtungen fest angeordnet ist, daß die Anschlußschlauchstücke zwischen
Klemmvorrichtung und Füllrohr so durchgetrennt werden, daß ein Teil der Anschlußschlauchstücke
über den Klemmvorrichtungen überstehen bleibt und daß schließlich eine stationäre
Verschließvorrichtung, z. B. eine Schweißvorrichtung, zum Verschließen der über
die Klemmstellen vorstehenden Schlauchstücke angebracht ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung der Maschine wird eine kontinuierliche
und beschleunigte Herstellung derartiger Packungen und damit eine
wesentliche Leistungssteigerung
erreicht. Die auf dem Drehtisch angebrachten Klemmvorrichtungen bestehen etwa aus
je einer Klemmplatte und einer Klemmbacke, welche gegenüber der Klemmplatte beweglich
und durch eine stationäre Nockenbahn gesteuert, mit welcher sie im Verlauf der Bewegung
des Drehtisches in Wechselwirkung steht.
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Nach einer Ausführungsform sind die Klemmbacken am unteren Ende einer
vertikalen, auf dem Drehtisch drehbaren Welle angebracht, welche an ihrem oberen
Ende einen in die Nockenbahn eingreifenden Exzenter trägt.
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Um zu erreichen, daß die Klemmbacken elastisch an die Klemmplatten
angepreßt werden, bildet man die Welle, welche die Klemmbacke und den Exzenter trägt,
einen Torsionsstab aus.
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Die Beutelzuführung ist nach einer Ausführungsform von einem Nachschubrad
gebildet, welches an seinem Umfang plane, gegen die Umfangsrichtung geneigte Flächen
trägt.
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Die Klemmbacken sind nach einer bevorzugten Ausführungsform derart
angeordnet und ausgebildet, daß sie im Verlauf einer auf die Anklemmung der Beutel
abzielenden Bewegung zwischen zwei hintereinanderfolgenden Beuteln hindurchgreifen.
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Die schematischen Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Es stellt dar:
Fig. 1 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine,
Fig. 2 in vergrößertem N laß stab einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.
3, 4 und 5 in vergrößertem Maßstab Ansichten der verschiedenen Phasen der Anklemmung
eines Beutels an eine plane Fläche der Trommel.
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Der wesentliche Bestandteil der in den Figuren dargestellten Verpackungsmaschine
ist die Trommel 2, die auf einem Gestell 3 ständig rotiert, angetrieben durch einen
Motor, der nicht eingezeichnet ist. Diese Trommel weist auf ihrer Mantelfläche anliegend
an die untere Stirnseite vieleckige, plane Flächen 4 in regelmäßigen Abständen voneinander
auf. Durch die Trommel verlaufen in der Nähe ihres Mantels ebenso viele Achsen 5,
als plane Flächen 4 vorgesehen sind.
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Jede Achse 5 trägt an ihrem Unterteil eine bewegliche Klemmbacke 6,
die zusammen mit der ihr gegenüberliegenden planen Fläche 4 eine Klemmvorrichtung
bildet. An ihrem oberen Ende trägt die Achse 5 einen Exzenter 7 mit einer Achse8,
die ihrerseits eine Rolle 9 trägt, die während der Rotationsbewegung der Trommel
2 in eine Nut 10 eingreift und durch diese verstellt wird. Diese Nut 10 ist in der
unteren Fläche einer stationären Scheibe 12 eingelassen, die über der Trommel angebracht
ist. Diese Scheibe spielt mit ihrer Nut 10 die Rolle einer Nockenbahn, die mit Hilfe
des Exzenters 7 und der Achse 5 die Verstellung der Klemmbacke 6 auf die zugehörige
plane Fläche 4 hin oder von dieser weg gestattet und damit Schließung bzw. oeffnung
der Klemmvorrichtung bewirkt.
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Die Trommel 2 dreht sich auf dem Gestell 3 und durchläuft mehrere
im Kreis um die Trommel vorgesehene aufeinanderfolgende Arbeitsabschnitte zur Fertigstellung
der Packungen mit Ausnahme des Füllens der letzteren.
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Die Füllung erfolgt in einer Zone A, die begrenzt ist einerseits
durch zwei Druckrollen 13, zwischen welchen der von den Beuteln und deren gemeinsamen
Verbindungsschlauch gebildete Film hindurchläuft und andererseits von einem Nachschubrad
14, das sich mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Trommel 2 dreht. Auf einem
Teil dieses Nachschubrades 14 verläuft der Film, bevor er sich an die Trommel 2
anlegt. Die Füllung der Beutel in dieser Zone A erfolgt über ein Füllrohr 15, das
von einem Vorratsbehälter 16 abzweigt, der, in Laufrichtung des Films gesehen, hinter
der Trommel 2 liegt und den zu verpackenden Stoff enthält. Das Füllrohr 15 hat zunächst
geradlinigen und sodann gekrümmten Verlauf, wobei der Krümmungsmittelpunkt die Achse
der Trommel und der Krümmungsradius der Abstand zwischen dieser Achse und der Mittelachse
des Rohres ist.
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Das Nachschubrad 14, das gegenüber der Trommel 2 angeordnet ist,
hat, wie Fig. 1 zeigt, Einschnitte 17, deren Abstand wenig geringer ist als die
mittlere Schrittweite der Beutel und dem Abstand zwischen zwei polygonalen planen
Flächen 4 der Trommel 2 entspricht. Jeder Einschnitt 17 hat indessen eine Abwicklung,
die etwas größer ist als die Schrittweite der Beutel. Das Nachschubrad 14 wird durch
die Trommel 2 beständig in Drehung gehalten, derart, daß der Durchgang eines Einschnittes
17 des Nachschubrades 14 genau dem Durchgang einer Klemmbacke 6 der Trommel 2 entspricht.
Durch dieses Triebwerk wird der zwischen den beiden Rollen 13 verlaufende Film kontinuierlich
von dem Nachschubrad 14 herangeführt und kommt in Eingriff mit der Trommel 2.
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Da der Film 18 tangential an die Trommel 2 herangeführt wird und
die Klemmbacken 6 über ihre Achse 5 an diese Trommel angepreßt werden, muß jede
Klemmbacke durch den Film 18 hindurchtreten, um sodann durch eine Drehbewegung den
Beutel auf die Polygonalfläche 4 der Trommel 2 zu drücken, auf der er durch die
Klemmbacke 6 gehalten wird. Die Achse 5 hat deshalb eine solche Stellung, daß die
Abwicklung der Klemmbacke 6 beim Durchlaufen einer gekrümmten Bahn um die Trommelachse
es ermöglicht, daß die Klemmbacke 6 durch den Film 18 an den Stellen der Aussparungen
zwischen den beiden Anschlüssen zweier aufeinanderfolgender Beutel an den gemeinsamen
Schlauch hindurchtritt. Die Einklemmung der Beutel durch die Klemmbacken erfolgt
in der mit B bezeichneten Zone der Fig. 1.
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Es sei bemerkt, daß die Klemmbacken 6 auch so ausgebildet sein können,
daß sie nicht durch den Film 18 hindurchtreten müssen, sondern daß sie die Beutel
unterhalb des Einfüllrohres einklemmen.
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Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Phasen, die zurAnklemmung
eines Beutels gegen eine Fläche4 der Trommel durch eine Klemmbacke 6 und damit zur
Anheftung dieses Beutels an die Trommel führen.
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Wenn die Beutel an den Flächen der Trommel 2 angeklemmt sind, erfolgt
der Antrieb des Films entlang des im Raum festen Füllrohres 15 einerseits durch
einen Zug, der von einem Motor 19 auf den Verbindungsschlauch des Films nach dessen
Abtrennung von den Beuteln ausgeübt wird, und andererseits durch die Klemmbacken
6 selber, die jeweils einen Beutel anklemmen und antreiben. Dieser Antrieb erfolgt
in dem mit C bezeichneten Abschnitt der Fig. 1.
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Die Abtrennung des Kanals von den Beuteln, die schon im vorstehenden
erwähnt wurde, erfolgt in einem gewissen Abstand über den Klemmbacken mit Hilfe
eines schnell drehenden Rädchens 21, das von einem ortsfesten Motor angetrieben
wird. Das Abschneiden erfolgt in der mit D bezeichneten Zone der Fig. 1.
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Hinter dieser Zone gehen die Bahnen der Beutel und ihres gemeinsamen
Verbindungsschlauches auseinander. Die nunmehr unabhängigen Beutel werden von der
Trommel 2 durch die Wirkung der Klemmbacken 6 getragen und setzen ihre Kreisbahn
mit der Trommel fort, während ihr ehemaliger gemeinsamer Verbindungsschlauch von
einem Vorschubrad am Motor 19 tangential zur Trommel 2 abgezogen wird, nachdem er
in Längsrichtung durch eine (nicht eingezeichnete) Klinge geschlitzt worden ist.
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Auf der Trommel 2 durchlaufen die Beutel sodann eine in Fig. 1 mitE
bezeichnete Zone, in der die Trocknung derjenigen Teile erfolgt, die über die Klemmbacken
6 hinausstehen. Denn es ist zu befürchten, daß nach dem Abschneiden der Beutel mit
Hilfe des Schneidrädchens 21 die Schnittzone feucht bleibt und diese Feuchtigkeit
sich nachteilig auf eine spätere Verschweißung auswirkt. Um diesen Ubelstand zu
beseitigen, wird der Schnitt eines jeden Beutels in der Zone E getrocknet, sei es
beim Durchgang unter stationären Düsen, durch die Warmluft ausströmt, sei es durch
andere ebenfalls im Raum stationäre Trockenvorrichtungen.
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Die von der Trommel 2 getragenen Beutel erreichen schließlich die
in Fig. 1 mit F bezeichnete Zone, in der der Verschluß der Beutel durch Verschweißung
erfolgt. Diese Verschweißung wird auf beliebige Weise durch eines oder mehrere stationäre
Organe 22 bewerkstelligt, z. B. durch eine elektrisch oder gasgeheizte
Heizrampe
oder durch ein Rädchen, das die Verschweißung durch Stromstöße bewirkt, oder auch
durch eine Hochfrequenzelektrode. Die Wahl des Schweißverfahrens hängt ab von der
Natur des plastischen Werkstoffs, aus dem die Beutel gefertigt sind.
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Die verschlossenen Beutel durchlaufen sodann eine in Fig. 1 mit G
bezeichnete Zone, in der die Festigung der Schweißnähte erfolgt. Diese Festigung
kann beim Durchgang der abgeschlossenen und immer noch durch die Klemmbacken 6 gehaltenen
Beutel durch die Luft der Umgebung, durch Anblasen aus stationären Kühlluftdüsen
oder mit Hilfe irgendeines anderen Verfahrens erfolgen.
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Das Gerät zur Abkühlung der Beutel ist auch zur Abkühlung der Klemmbacken
6 und der Flächen 4 der Trommel 2 bestimmt.
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Am Ende der Zone G, d. h. in der Zone H, erfolgt die Lösung der Beutel
durch t) Offnung der Klemmbacken unter Einwirkung der Nockenbahn 10 in der Scheibe
12. Die Beutel fallen nun in einen Behälter oder auf ein Fließband und werden so
aus der Maschine entfernt.
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Im Anschluß an die Zone H bleibt ein Abschnitt leer, in dem irgendein
anderer Arbeitsgang erfolgen kann.
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Der Film 18, dem die Beutel entnommen werden, ist auf einer Spule
23 aufgewickelt, die vor den Druckrollen 13 liegt. Zwischen dieser Spule und diesen
Rollen läuft der Film nacheinander zwischen zwei Führungsrollen 24 hindurch und
über eine Riemenwippe 25 mit Gegengewicht. Das Gewicht der Riemenwippe 25 ist so
groß, daß es die Abwicklung des auf der Spule 23 aufgerollten Films sicherstellt.
Sie verbleibt ständig in ihrer unteren Stellung. Ein akustisches oder optisches
oder irgendein anderes Warnsignal, das von der Spule z. B. bei Verringerung des
Durchmessers derselben ausgelöst wird, macht die Bedienungsperson darauf aufmerksam,
wenn die Spule nahezu abgelaufen ist.
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Um die Rentabilität der Maschine zu erhöhen und jeden Stillstand
derselben bei der Auswechslung der Spulen zu vermeiden, ist jede Maschine nicht
nur mit der einen Spule ausgerüstet, die jeweils abgewickelt wird, sondern, wie
bekannt, neben dieser mit einer Vorratsspule 26 und mit einem Anschluß tisch 27.
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Wenn die Bedienungsperson durch das Warnsignal darauf hingewiesen
wird, daß die eine Spule nahezu abgewickelt ist, ergreift sie das Ende des von der
Spule 23 ablaufenden Films und den Anfang des auf der Spule 26 aufgewickelten Films
und verbindet diese beiden Enden auf dem Tisch 27, der wohlgemerkt so angeordnet
ist, daß die theoretische Schrittweite zwischen zwei Beuteln im Moment des Zusammenschlusses
der beiden Enden eingehalten wird. Dieser Zusammenschluß kann in einigen Sekunden
durch ein Klebeband 28 bewerkstelligt werden, das um die Verbindungsschläuche der
beiden Filme gewickelt wird. So wird eine dichte Verbindung zwischen den beiden
Filmen hergestellt, die dennoch eine freie Zirkulation der Flüssigkeit von dem Ende
des Films der Spule 23 nach dem Anfang des Films der Spule 26 gestattet.
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Während der Zeit, in der der Anschluß hergestellt wird, steigt die
Riemenwippe25 in ihren Führungsschienen hoch unter der Wirkung des Beutelfilms,
der von den Flächen 4 der Trommel 2 und dem Nachschubrad 14 kontinuierlich weitergezogen
wird.
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PATENTANSPROCHE : 1. Maschine zum Verpacken von Flüssigkeiten in
Behälter aus thermoplastischem Kunststoff, die vorgefertigt über ein Anschlußschlauchstück
mit einem gemeinsamen Füllschlauch verbunden sind, bei der die Vorrichtungen zum
Abklemmen bzw. zum Festhalten der Beutel während des Arbeitsablaufs an einem Drehtisch
angeordnet sind und bei der außerdem eine Zuführvorrichtung für den Beutelstrang
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllen der Behälter ein sich über
einen Teil des Umfanges des Drehtisches (2) erstreckendes, konzentrisch zu diesem
gekrümmtes und stationäres Füllrohr (15) vorgesehen ist, auf welches der Füllschlauch
laufend aufgeschoben wird, daß ferner eine Abtrenneinrichtung (21) derart zum Füllrohr
(15) und den Klemmvorrichtungen (4, 6) fest angeordnet ist, daß die Anschluß schlauchstücke
zwischen Klemmvorrichtung und Füllrohr so durchgetrennt werden, daß ein Teil der
Anschlußschlauchstücke über den Klemmvorrichtungen überstehen bleibt und daß schließlich
eine stationäre Verschließvorrichtung (22), z. B. eine Schweißvorrichtung, zum Verschließen
der über die Klemmstellen vorstehenden Schlauchstücke angebracht ist.