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Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen von mit flüssigem oder
festem Gut gefüllten Beuteln aus thermisch schweißbarem Material Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Verschließen von mit flüssigem oder festem Gut gefüllten
Beuteln aus thermisch schweißbarem Material, die einzeln hergestellt oder kontinuierlich
aus einer schlauchartigen Hülle durch Querschweißung gebildet sein können, bei dem
die Querverschlußschweißung der Beutel zwischen zwei im Abstand voneinander verlaufenden,
die B eutelwänd e dicht zusammendrückenden Klemmstellen erfolgt, die einen vom Füllgut
freien Raum begrenzen.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Es ist bereits bekannt, zur Herstellung und zum Verschließen derartiger
Beutel die Verschlußnaht zwischen zwei im Abstand voneinander verlaufenden Klemmbacken
durchzuführen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung einer Schweißnaht
zwischen zwei Klemmbacken werden die beiden Backen, die zunächst unmittelbar aneinanderliegen,
vor der Durchführung der Schweißnaht auseinanderbewegt, so daß die Beutelhülle zwischen
den Backen gespannt wird. Dadurch ergeben sich nicht unbeträchtliche Spannungen
im Bereich der Schweißnaht mit der Folge, daß der fertige Beutel in diesem Bereich
besonders empfindlich ist.
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Bei einer ebenfalls bereits bekannten Vorrichtung zum Verschließen
von kontinuierlich hergestellten Beuteln aus thermoplastischem Material wird der
Bereich zwischen zwei Beuteln, in dem die Schweißnaht angebracht werden soll, durch
Klemmbacken zusammengedrückt, wobei zugleich eine Saugleitung durch die Beutelwandung
hindurchgeführt wird. Mit Hilfe dieser Leitung wird die im Beutel befindliche Luft
abgesaugt bzw. ein inertes Gas in den Beutel eingeführt. Diese Vorrichtung ist nur
zum Verschließen von mit festen, beispielsweise körnigen Gütern gefüllten Beuteln
geeignet.
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Es ist schließlich bekannt, bei der Herstellung von Beuteln auf einem
endlosen Schlauch eine vom Füllgut freie Querzone, in der die Querverschlußschweißung
gebildet werden soll, dadurch herzustellen, daß das Füllgut durch zwei kurz hintereinander
auf den Schlauch drückende Werkzeuge herausgedrückt oder herausgestrichen wird.
Dabei kann das zweite mit dem Schlauch in Berührung kommende Werkzeug auch eine
zylindrische Oberfläche haben und sich auf dem Schlauch abrollen, wodurch Flüssigkeit
oder Luft aus der Schweißzone verdrängt wird.
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Ein anderes bekanntes Verfahren verwendet zwei Paar Klemmbacken,
die auf gegenüberliegenden Sei-
ten des Schlauches angeordnet sind und die mit ihren
schmalen Stirnflächen gegen den Schlauch drücken.
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Die Klemmbackenpaare können dicht nebeneinanderliegen oder in einem
Abstand zueinander stehen. Im ersteren Falle wird der Schlauchinhalt durch Auseinanderbewegen
der Backenpaare herausgestrichen und im zweiten Falle bildet sich zwischen den Paaren
ein zusätzlicher, kleiner Beutel, der angestochen wird und dessen Inhalt durch die
Schweißbacken beim Auftreffen auf den Schlauch herausgedrückt wird.
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Eine Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung luftfrei mit Flüssigkeiten
oder Pasten gefüllter Kunststoffbeutel ist auch bereits Gegenstand eines älteren
Rechts. Bei dieser Vorrichtung werden die Beutel aus zwei zusammenlaufenden Kunststoffbändern
hergestellt, wobei zunächst mit U- oder L-förmigen Schweißvorrichtungen die Längsnähte
und eine Bodennaht bzw. die Verschlußnaht des gefüllten Beutels angebracht werden.
Das Füllgut wird dem Beutel über eine Füllnadel zugeführt. Gemäß dem Vorschlag dieses
älteren Rechts ist bei dieser Vorrichtung die Schweißbacke als ein nach unten öffnendes,
U-förmiges Elektrodenpaar ausgebildet, dessen Querschenkel in der Mitte für den
Durchtritt der Füllnadel eine schmale Aussparung aufweist. Zum Verschließen dieser
schmalen Durchtrittsstelle in der Beutelquernaht nach dem Füllen ist ein weiteres,
nur in waagerechter
Richtung zueinander bewegliches, mit je einem
fest angeordneten und einem gegen eine Feder verschieblichen Druckpolster ausgestattetes
Elektrodenpaar vorgesehen. Für den Vorschub des Bandes zur Bildung der Beutel ist
ein Klemmleistenpaar mit elastischen Polstern angeordnet, das während der Füllung
die Füllnadel dicht umschließt und an Führungsstangen geführt ist.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird zur Schaffung des von
Füllgut freien Raumes der zwischen den Dichtlinien gebildete abgeschlossene Raum
durch Absaugen des flüssigen Gutes bzw. der Luft bei festem Verpackungsgut evakuiert.
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Bei der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind zwei im Abstand voneinander, quer zur schlauchartigen Hülle verlaufende relativ
dazu verschiebliche Klemmbacken vorgesehen, zwischen denen der Schweißbacken ebenfalls
verschieblich gelagert ist. Erfindungsgemäß sind auf einer Seite der schlauchartigen
Hülle der obere und untere Klemmbacken sowie die Schweiß elektrode zu einem einheitlichen,
unverschieblichen Backen zusammengefaßt, der mit den Klemmbacken sowie den Schweißbacken
auf der anderen Seite der Hülle zusammenarbeitet, wobei Saugleitungen in Ausnehmungen
der geteilten Klemmbacken geführt sind.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine zuverlässige, funktionssichere
Arbeitsweise erzielt, die den Vorteil hat, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren
und Vorrichtungen das überschüssige, zwlschen den die Querverschlußschweißung aufnehmenden
Seitenteilen liegende Füllgut tatsächlich entfernt wird und nicht durch Druckausübung
auf den zum Teil gefüllten Schlauch verdrängt wird. Bei dieser bekannten Arbeitsweise
werden unerwünschte Spannungen auf die zu verschweißenden Folien als auch auf die
bereits hergestellten Schweißnähte entweder direkt oder indirekt über das Füllgut
übertragen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der, daß
das Evakuieren bei geschlossenen Klemmbacken vorgenommen werden kann, wodurch sich
die zu verschweißenden Seitenwände satt aufeinanderlegen.
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Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einer derartigen Vorrichtung werden zunächst die beiden im Abstand voneinander
vorgesehenen Klemmbacken zusammengeführt, so daß zwischen diesen ein abgeschlossener
Raum entsteht, in den eine oder mehrere Saugleitungen durch die Backen hindurch
eingeführt sind. Bevor nun die im Bereich zwischen den beiden Klemmbacken liegenden
Schweißelektroden zusammengeführt werden, wird mit Hilfe der Saugleitungen das zwischen
den Klemmbacken befindliche Gut bzw. die zwischen den Klemmbacken befindliche Luft
abgesaugt, so daß die Beutelwandungen bei Durchführung der Schweißung unmittelbar
aneinanderliegen.
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Bei flüssigem Verpackungsgut ist zweckmäßig zum Einfüllen des Verpackungsgutes
und zum Absaugen der in dem Raum zwischen den Klemmbacken befindlichen Flüssigkeit
je ein gesondertes Rohr vorgesehen, von denen das Einfüllrohr einen größeren Durchmesser
besitzt und oberhalb des oberen Klemmbackens endet, während das Rohr kleineren Durchmessers
zum Absaugen der Flüssigkeit durch den oberen elastisch ausgebildeten Klemmbacken
hindurchgeführt ist. Das Rohr zum Absaugen der Flüssigkeit kann dabei am oberen
Ende als Kolben
ausgebildet und in einem als Pumpzylinder wirkenden Rohr axial verschieblich
gegen elastischen Federdruck gelagert sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen am Schluß der
folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der an Hand der Zeichnungen die Erfindung
näher erläutert wird. In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt vor der Bildung des hermetisch
abgeschlossenen Raumes, Fig. 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nach Bildung
des abgeschlossenen Raumes durch die beiden Klemmbacken, Fig. 3 das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 und 2 bei der Durchführung der Schweißung, Fig. 4 einen Vertikalschnitt
eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 5 Detaildraufsicht des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 4, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung,
teilweise geschnitten, Fig. 7 ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung im Vertikalschnitt.
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In der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform werden zwei
Klemmbacken 1 verwendet, die eine elastische Ausgleitung 2 z. B. aus weichem Gummi
haben und zwei Klemmbacken 3, die weiter zum Innern des Beutels mit Bezug auf die
Klemmbacken 1, angeordnet sind. Zwischen den Klemmbacken 1 und den Klemmbacken 3
sind Schweißbakken 4 angeordnet. In den Klemmbacken 1 liegen Absaugleitungen 5,
wie in F i g. 1 gezeigt. Der Beutel 6 wird zunächst vollständig gefüllt (F i g.
1). Dann werden die Klemmbacken 3 gegen den Beutel gedrückt, daß ein Verschluß gewährleistet
ist, worauf durch die Absaugleitung 5 die Flüssigkeit abgesaugt wird, die sich zwischen
den Klemmbacken 1 und den Klemmbacken 3 befindet. Darauf werden die Absaugleitungen
entweder zurückgezogen oder in der Absaugstellung belassen. Die dann angelegten
Schweißbacken erzeugen die Verschlußnaht auf der vierten Seite des Beutels.
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Anstatt der Klemmbacken 1 mit elastischen Ausgleitungen können auch
feste Druckbacken verwendet werden, in denen Einschnitte 11 enthalten sind, die
die Absaugleitungen aufnehmen. Eine solche Ausführungsform ist in den Fig. 4 und
5 gezeigt.
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Der bewegliche Klemmbacken 7 mit Einschnitten 11 liegt nur auf einer
der Seiten, auf der anderen Seite ist ein einfacher Druckbacken 8, der das Widerlager
für die Klemmbacken 7 und 9 bildet.
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Die Absaugleitungen 5 sind in diesem Fall in den Backen eingelassen.
Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist analog der mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschriebenen.
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In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung werden zwei
Streifen eines thermoplastischen Materials 12 an ihren Rändern in bekannter Weise
verschweißt durch Rollen 13, so daß ein schlauchförmiger Behälter entsteht. Der
Behälter könnte auch auf andere bekannte Weise aus einem Streifen oder durch Auspressen
um eine Füllöffnung herum geformt sein. Dieser Behälter wird durch ein Rohr 14 mit
der Flüssigkeit 15 gefüllt, die zu verpacken ist. Die Maschine umfaßt im wesentlichen
ein Paar Backen 16, die auf zwei Führungen 17 in einer horizontalen Ebene gespreizt
und wieder zusammengeführt
werden können. Die Führungen 17 können
in vertikaler Richtung hin- und herbewegt werden, entlang der Führungsstangen 18.
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Die Backen 16 tragen einen Körper, auf dem an seinen oberen und unteren
Rändern Elemente 19 a bzw. 19 b befestigt sind, die die Klemmbacken bilden.
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In diesem Teil und zwischen den Backen 19 ist je ein Schweißbacken
20 befestigt, durch die wenigstens eine, vorzugsweise aber zwei Schweißstellen 21
erzeugt werden, die, wie gezeigt, quer verlaufen und um einige Millimeter voneinander
entfernt sind, damit zwischen diesen beiden die Trennung des fertigen Beutels stattfinden
kann. Die Bewegung dieser Bakken wird zum Teil durch einen nicht dargestellten Nocken
und andere Bewegungseinrichtungen bestimmt, die an dem verschiebbaren Bolzen 22
angreifen. Eine Feder 23 ist auf dem Bolzen angeordnet, um die Verschlußbacken aus
der gespreizten Stellung zurückzubringen.
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Ein Rohr 24 ist mit dem Innern des zwischen den Klemmbacken 19 gebildeten
Raumes verbunden. Dieses Rohr hat den Zweck, die Flüssigkeit, die in diesem Raum
zwischen den Backen 19a und 19 b eingeschlossen ist, herauszuziehen. Sie wird mit
einer Pumpe verbunden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Absaugrohr
selbst von der hohlen Kolbenstange einer Saugpumpe gebildet, derart, daß sie in
einem Teil endet, der über einem Kolben 25 liegt, der in einem rohrförmigen Körper
26 gegen die Wirkung einer Feder 27 bewegbar ist.
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Der hergestellte Behälter wird fortlaufend mit Flüssigkeit versorgt,
die immer auf dem gleichen Niveau gehalten wird. Dabei werden die Backen 16 in ihrer
oberen Stellung geschlossen, um durch die Backen 19 zwei quer verlaufende dichte
Verschlußstellen auf dem Behälter zu erzeugen. Die obere Klemmbacke 19 a ergibt
gleichzeitig einen Verschluß für das Absaugrohr 24. Die Flüssigkeit, die in dem
unteren Teil 28 des Behälters enthalten ist, ist getrennt von der, die durch die
Backen 19 a und 19 b in dem oberen Teil eingeschlossen ist. Die Backen führen dann
eine Abwärtsbewegung auf den Führungsstangen 18 aus, wobei sie das Absaugrohr 24
mitziehen, wodurch die Flüssigkeit, die in dem eingeschlossenen Teil des Behälters
enthalten ist, auf Grund der Verschiebung des Kolbens 25 in dem Teil 26 abgesaugt
wird.
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Wenn die gesamte Flüssigkeit, die in dem schlauchförmigen Behälter
zwischen den Backen 19 a und 19 b enthalten ist, in den Pumpenteil 26 abgesaugt
ist, werden die Schweißbacken 20 unter Druck gesetzt und erzeugen quer verlaufende
Verschlußnähte. Nach Abkühlung der Schweißnähte werden die Backen 10 gespreizt und
kehren in ihre ursprüngliche Stellung zurück, während gleichzeitig das Absaugrohr
24 in seine obere Stellung durch die Feder 27 zurückgeführt wird. Die Flüssigkeit,
die in dem Pumpenkörper 26 enthalten ist, wird in den Beutel zurückgegeben.
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Um zu vermeiden, daß unter dem Druck der Flüssigkeitssäule der schlauchförmige
Behälter eine Deformation erleidet und um das Volumen, welches in jedem einzelnen
verschweißten Beutel enthalten ist, konstant zu halten, können unterhalb und eventuell
oberhalb der Backen, die die Verschweißung vornehmen, Stützplatten 29 angeordnet
sein. Diese Stützplatten sind durch gestrichelte Linien in F i g. 6 gezeigt.
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Die Vorschubbewegung des Beutels kann bewirkt werden durch die Klemmbacken
19, die sich auf einem kalten Teil des thermisch schweißbaren Materials befinden,
aus dem der Behälter besteht, oder durch ein unabhängiges Zugorgan.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die besonders für die Verpackung
fester Stoffe bestimmt ist, sind die Backen 16 abgeändert, wie im Schnitt in Fig.
7 gezeigt ist. Der Behälter wird ein Stück in Längsrichtung der Backen bewegt, und
der zu verpackende Stoff 30 wird in diesen eingeführt. Die Backen schließen sich
wieder und schließen mit einem elastischen Backenpaar 31 den Behälter ab.
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Ein Stempel 32 wird daraufhin mitgenommen und ein Teil des Behälters
wird unter dieser Verschlußlinie auf der Höhe der Backen eingeschlossen und tritt
in Verbindung mit einem Teil 33. Dieser Teil 33 trägt auf seinem Umfang einen an
eine Vakuumsquelle angeschlossenen Kanal, der mit Bohrungen 34 in Verbindung steht.
Eine zentrisch im Teil 33 angeordnete Kanüle 35 steht mit diesem Vakuuin oder einem
Vorrat eines inerten Gases in Verbindung.
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Die Seitenwand des Behälters, die gegen den Teil 33 durch Saugwirkung
fest anliegt, wird von der Kanüle 35 durchstochen. Die Luft, die in dem schlauchförmigen
Behälter unterhalb der durch die Backen 31 erzeugten hermetischen Verschußlinie
enthalten ist, wird abgesaugt.
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Ist der Raum luftleer gemacht, kann in den Behälter ein inertes Gas
über die Abzweigleitungen der Kanüle 35 hineingedrückt werden. Daraufhin werden
die unteren Klemmbacken 36 angedrückt, derart, daß sich eine zweite hermetische
Verschlußlinie ergibt.
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Durch Absaugen durch die Kanüle 35 wird das inerte Gas, das sich eventuell
in dem Behälter befindet, zwischen den beiden hermetischen Verschlußlinien 31 und
36 eingeschlossen, worauf die Schweißbacken 37 angedrückt werden, um die auf beiden
Seiten der Kanüle 35 quer verlaufenden Schweißnähte zu erzeugen.