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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen gefüllter und verschlossener
quaderförmiger Packungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen gefüllter und verschlossener quaderförmiger Packungen aus einem siegelbaren
Schlauch, bei dem ein an einem Ende verschlossener und unter erhöhtem Innendruck
stehender Schlauchabschnitt allseitig in einer der Packungsgestalt entsprechenden
Flächenumgrenzung eingeschlossen und abgestützt und der eingeschlossene verformte
und gefüllte Schlauchabschnitt durch eine Quersiegelnaht verschlossen und in der
Nahtmitte vom Schlauch getrennt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem Schlauch aus
Verp ackungsmaterial formhaltige, gefüllte Packungen herzustellen, die sich durch
ausgeprägte scharfe Kanten sowie durch eine einheitliche Füllgutmenge auszeichnen
sollen.
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Bei einem bekannten Verfahren der Gattung wird eine aus zwei Hälften
bestehende Form, deren Innenraum der gewünschten Packungsform entspricht, um den
Schlauch des Verpackungsmaterials geschlossen, während in seinem Inneren der Druck
einer Füllgutsäule herrscht. Dabei wird der Füllgutschlauch lediglich an seinen
Stirnseiten abgeklemmt, ohne daß irgendwelche Vorkehrungen dafür getroffen sind,
daß die bei rein quaderförmigen Packungen erforderlichen stirnseitigen Dreieckklappen
gebildet werden.
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Infolgedessen sind auch die stirnseitigen Begrenzungen der Formhälften
zumindest an der dem Boden der Packung entsprechenden Seite nicht eben, sondern
gegen die Trennlinie abwärts geneigt. Aus dem gleichen Grunde können selbst bei
ebener Ausbildung der oberen Stirnfläche keine ebenen Flächen der Packung selbst
gebildet werden, denn der Druck der Füllgutsäule reicht nicht aus, um bei einfachem
Raffen des Schlauches dessen Wandungen sowohl an die Seitenwände als auch an die
ebene Stirnwand der Form anzupressen. Auf diese Weise entstehen Packungen, deren
Stirnflächen nicht eben, sondern gegen die der Trennlinie der Formhälften entsprechende
Mittelebene der Packung auswärts geneigt sind. Dies hat mehrere Nachteile. Vor allem
wird beim Aufsetzen des Behälters auf eine ebene Unterlage die Bodenfläche der Packung
in eine ebene Lage gedrängt. Wegen der fehlenden Anlage der Packungsbegrenzung an
der gegenüberliegenden Stirnfläche der Form entstehen, wenn auch möglicherweise
nur geringfügige Abweichungen von einer Sollfüllmenge. Auf keinen Fall können jedoch
an den Stirnseiten scharfe glatte Falten nach dem bekannten Verfahren hergestellt
werden.
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Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
beim allseitigen Umschließen
des Schlauchabschnittes gleichzeitig an beiden stirnseitigen
Enden der Packung in bekannter Art ebene Stirnflächen mit abstehenden Dreieckklappen
gebildet werden.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, gleichzeitig mit der Packung
auch die ebenen Stirnflächen derselben zu formen. Zwar gewährleistet dieses Verfahren
ebenfalls die Herstellung von scharfkantigen Packungen mit Dreieckklappen an den
Stirnenden.
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Die Formung erfolgt jedoch hier erst nach dem Füllen des Schlauchabschnittes
und Herstellung der Querversiegelungsnähte auf beiden Seiten, so daß durch die Formung
kein Einfluß auf den Füllgutinhalt der Packung ausgeübt werden kann. Die Menge des
in der Einzelpackung vorhandenen Füllgutes hängt bei dieser Art der Herstellung
von einer Reihe von Faktoren ab, zu denen die Genauigkeit des Schlauchquerschnittes
und die Verformung des Schlauches unter dem Innendruck bei nicht seitlich abgestützten
Schlauchwandungen, also der jeweilige Innendruck, zählen.
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Es ist auch bekannt, die Dreieckklappen einer solchen Packung nur
an einem Ende derselben während des Formens der Seitenflächen herzustellen.
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Dabei erfolgt die Herstellung der Dreieckklappen jedoch während des
Aufenthaltes eines Schlauchabschnittes in einem ortsfesten ungeteilten Formkörper,
aus dem der an der einen Seite nunmehr verschlossene Schlauchaibschnitt nach unten
herausgezogen
wird, bevor die Herstellung der Dreieckklappen an
dem anderen Ende erfolgt. Es muß dabei damit gerechnet werden, daß sich der an einem
Ende verschlossene, aber an seinen Außenwänden nicht mehr unterstützte Schlauchabschnitt
unter einem Innendruck aufweitet. Es ist deshalb bei dieser bekannten Vorrichtung
vorgesehen, die einzelnen Schlauchabschnitte mit abgemessenen Füllgutmengen zu füllen,
damit nicht durch eine Aufweitung des Schlauchabschnittes zu diesem Zeitpunkt zusätzliches
Füllgut in die Packung einströmen kann, wie dies der Fall wäre, wenn eine Flüssigkeitssäule
auf dem Inhalt des Schlauchabschnittes- lasten würde.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf flüssige Füllgüter
beschränkt. Vielmehr ist es auch möglich, körniges oder pulverförmiges Gut nach
diesem Verfahren zu verpacken. Dies kann dadurch geschehen, daß mindestens im anfänglichen
Stadium des Füllens des in der Form befindlichen Schlauchabschnittes dessen Inneres
unter Gasdruck gehalten wird. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß die Herstellung
der glatten scharfen Kanten erfolgt, ohne daß das körnige oder pulverförmige Gut
in dicht gepacktem Zustand in die Packung eingeführt werden muß. Dadurch werden
bei manchen Erzeugnissen Qualitätsminderungen verhindert, die bei Einfüllen in dicht
gepacktem Zustand zu befürchten wären.
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Zur Herstellung gefüllter, geschlossener und geformter Packungen
sind Vorrichtungen bekannt, die ein aus wenigstens zwei symmetrischen Teilen bestehendes
Formwerkzeug aufweisen, das den unter Innendruck stehenden Schlauchabschnitt längs
ebener Flächen umschließt und an dem Vorrichtungen zum Zusammenführen und zum Versiegeln
-der Schlauchwände und zum Trennen der Packung vom Schlauch vorgesehen sind. Für
die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann eine solche Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet sein, daß zur schrittweisen Packungsherstellung das Formwerkzeug
aus zwei ortsfesten, zur Schlauch achse und untereinander parallelen Platten sowie
aus zwei weiteren, senkrecht zu den Platten stehenden und zueinander verschiebbaren
Formiolben mit parallelen Stirnflächen und oben und unten senkrecht zur Schlauchachse
stehenden Formflächen besteht, wobei den oberen und unteren Randkanten der Formplatten
je ein an sich bekanntes, um die innere Randkante schwenkbares Faltwerkzeug zugeordnet
ist, durch das die gleichzeitige Bildung der ebenen Packungsstirnflächen mit senkrecht
zur Packung abstehenden Dreieckklappen erfolgt.
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Zum kontinuierlichen Herstellen der Packungen können gemäß der Erfindung
wenigstens zwei in bekannter Weise in Richtung der Schlauchachse hintereinanderliegende
Formwerkzeuge vorgesehen sein, die je aus symmetrischen U-förmigen Formhälften bestehen,
welche senkrecht abstehende Stirnfiächen aufweisen und denen an ihren unteren Enden
ein die Stirnflächenfaltung, das Versiegeln und das Abtrennen bewirkendes Backenpaar
zugeordnet ist, wobei die Formhälften mit den Backen, wie bekannt, relativ zueinander
und in Schlauchrichtung derart bewegbar sind, daß sie abwechselnd nach dem Fertigformen
des zugeordneten Schlauchabschnittes zum Formen des mindestens übernächsten Schlauchab
schnittes in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.
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In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung während des Formvorganges; F i g. 2 bis 5 sind schematische,
teilweise geschnittene Darstellungen zur V;eranschaulichung verschiedener aufeinanderfolgender
Stadien eines Formvorganges an einer Packung, F i g. 6 bis 9 sind schematische perspektivische
Darstellungen einer Ausführungsform der Erfindung für kontinuierlichen Betrieb in
verschiedenen aufeinanderfolgenden Stadien eines Formvorganges an mehreren Packungen.
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In Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Verformen eines flüssigkeitsgefüllten
Schlauches 1 aus relativ steifem, jedoch biegsamem Material mit einer heißsiegelbaren
Innenschicht zu quaderförmigen Verpackungen dargestellt.
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Die Vorrichtung weist obere Quetsch- und Querversiegelungsbacken
2 und 3 auf, die um zwei parallele horizontale, auf beiden Seiten der vertikalen
Bewegungsbahn des Schlauches liegende Achsen drehbar gelagert sind, um welche sie
in die in F i g. 1 gezeigten Stellungen schwenkbar sind, in denen ihre zwei miteinander
zusammenwirkenden Quetschflächen 4 und 5 jeweils ihre wirksame Querversiegelungsstellung,
und zwar im wesentlichen in axial gerichteten Ebenen bezüglich des Schlauches 1
einnehmen, während zwei im wesentlidhen ebene Flächen 6 und 7 abwärts weisen und
in diesen Stellungen im wesentlichen in ein und derselben horizontalen Ebene liegen.
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Unterhalb dieser horizontalen Ebene befinden sich zwei ortsfeste
Platten 8 und 9 auf beiden Seiten der vertikalen Bewegungsbahn des Schlauches. Diese
Platten liegen einander mit zwei im wesentlichen ebenen, vertikalen und relativ
parallelen Flächen 10 und 11 gegenüber, die Platten 8 und 9 weisen horizontale,
obere Kanten 12 und 13 auf, die im wesentlichen in der obenerwähnten horizontalen
Ebene liegen.
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An den unteren Enden besitzen die Platten8 und 9 jeweils horizontale
Kanten 14 und 15. Diese Kanten befinden sich ¢ebenfalls im wesentlichen in einer
horizontalen Ebene. Zwei ortsfeste untere Zungen 16 und 17 sind jeweils um eine
horizontale Achse drehbar- gelagert. Diese beiden Achsen befinden sich auf jeder
Seite der vertikalen Bewegungsbahn des Schlauches. Die Zungen sind um diese Achsen
in Stellungen schwenkbar, in denen sie mit zwei im wesentlichen ebenen Oberflächen
18 und 19 nach oben weisen, die in dieser Stellung im wesentlichen in der horizontalen
Ebene der unteren Plattenkanten 14 und 15 liegen. In dieser Stellung erstreckt sich
die aufwärts weisende Oberfläche 19 der einen Zunge über die axiale und parallel
zu den Drehachsen der Zungen 16 und 17 bezüglich des Schlauches 1 aufwärts gerichtete
Ebene hinaus. Zwischen den Oberflächen 10 und 11 der Platten 8 und 9, die einander
gegenüberliegen, sind Kolben 20 und 21 horizontal gegeneinander und voneinander
weg, und zwar von beiden Seiten der vertikalen Bewegungsbahn des Schlauches verschiebbar
angeordnet. Diese Kolben liegen einander mit jeweils einer vertikalen Stirnfläche22
bzw. 23 gegenüber, die jeweils senkrecht zu den PlattenflächenlO und 11 liegen.
Zusätzlich weisen die Kolben jeweils obere horizontale Flächen 24 auf, von denen
nur eine dargestellt ist, und zwar benachbart den Stirnflächen 22 und 23.
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Desgleichen sind untere Flächen 25 benachbart den Stirnflächen 22
und 23 vorgesehen, von denen ebenfalls nur eine Fläche gezeigt ist. Die oberen horizontalen
Kolbenflächen 24 liegen im wesentlichen in ein und derselben horizontalen Ebene,
die sich etwas unterhalb der horizontalen Ebene der oberen Plattenkanten 12 und
13 befindet. Desgleichen liegen die unteren horizontalen Kolbenflächen 25 im wesentlichen
in einer gemeinsamen horizontalen Ebene, die etwas oberhalb der horizontalen Ebene
der unteren Plattenkanten 14 und 15 verläuft.
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Die Verschiebung wird mittels horizontaler Kolbenstangen 26 und 27
auf die Kolben 20 und 21 übertragen.
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Längs ihrer Oberkanten 12 und 13 weisen die Platten 8 und 9 obere
Eckausnehmungen 28 und längs ihrer unteren Kanten 14 und 15 untere Eckausnehmungen
29 auf. Die oberen und unteren Eckausnehmungen 28 und 29 werden je durch eine horizontale
Kante und eine vertikale Anschlagkante begrenzt. In den oberen und unteren Eckausnehmungen
28 und 29 werden obere und untere seitliche Schultern der Kolben 20 und 21 aufgenommen,
die die inneren Stellungen der Kolben 20 und 21 gemäß Fig. 1 bestimmen, indem sie
gegen die vertikalen Anschlagkanten der oberen und unteren Eckausnehmungen 28 und
29 zur Anlage kommen.
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Die oberen Backen 2 und 3 sind aufwärts und nach außen um ihre Drehachsen
in ihre Ruhestellungen (F i g. 2 und 5) schwenkbar. Desgleichen können die unteren
Zungen 16 und 17 abwärts und nach außen um ihre Drehachsen in ihre Ruhestellungen
(Fig. 2 und 5) geschwenkt werden.
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Die F i g. 2 und 5 zeigen verschiedene Phasen des Paokungs-Formvorganges
in der Formeinrichtung gemäß der Fig. 1. In Fig. 2 sind die aus den Bakken 2, 3
bzw. den Zungen 16 und 17 bestehenden Faltwerkzeuge in ihre Ruhestellungen auseinandergeschwenkt
worden. Die Kolben 20 und 21 sind voll in ihre nicht gezeigten Außenstellungen auseinanderbewegt
worden. Zwischen den ortsfesten Platten 8 und 9 ist der Schlauch 1 abwärts bewegt
worden, so daß es mit seinem aus dem unmittelbar vorangegangenen Packungsformvorgang
stammenden Versiegelungsgrat 32 bis leicht unter die unteren Kanten 14 und 15 der
Platten 8 und 9 reicht.
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Nachdem der Schlauch 1 zwischen den Platten 8 und 9 nach unten vorgeschoben
worden ist, werden die Kolben 20 und 21 gegeneinander in ihre inneren Endstellungen,
die von ihren Schultern bei Anlage in den Ausnehmungen 28 und 29 bestimmt werden,
verschoben. In dieser Lage begrenzen die Stirnflächen 22 und 23 der Kolben 20 und
21 zusammen mit den einander gegenüberliegenden Oberflächen 10 und 11 der Platten
8 und 9 einen quader- oder säulenförmigen Hohlraum mit einem Querschnitt, dessen
Umriß im wesentlichen mit dem äußeren Umfang des Querschnittes des Schlauches 1
zusammenfällt. Der Schlauch 1 schließt eine Spalte oder einen Säulenabschnitt33
der flüssigen Einfüllung ein, um dessen Volumen der Inhalt des Schlauches das Volumen
des Hohlraumes übersteigt, weswegen die Schlauchwandung danach strebt, sich nicht
nur dicht an die Kolbenstirnffächen 22 und 23 und die Plattenoberflächen 10 und
11, sondern auch an die oberen und unteren horizontalen Kolbenflächen 24 und 25
dicht anzulegen, wenn die Kolben 20 und 21 gegeneinandergedrückt werden, und zwar
wird dies durch
den hydraulischen Gegendruck in der Säule des eingefüllten Gutes
unterstützt. Entlang jeder der horizontalen oberen und unteren Kolbenflächen 24
und 25 wird ein doppelwandiger, dreieckförmiger Ansatz 34 bzw. 35 ausgebildet, der
vom Schlauch 1 vorspringt (Fig. 1 und 5).
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In mehr oder weniger direkter Verbindung mit der Verschiebung der
Kolben 20 und 21 in ihre Betriebsstelinng werden die unteren Zungen 16 und 17, wie
in Fig. 2 gezeigt, in ihre Betriebsstellungen geschwenkt. In diesen Stellungen bilden
die Zungen 16 und 17 mit ihren ebenen Oberflächen 18 und 19 eine ebene, im wesentlichen
ununterbrochene Bodenwandung in dem erwähnten Hohlraum und streben danach, unter
Verwendung der Säule des eingefüllten Materials 33 als eine innere Abstützung im
Schlauch 1 jeweils ihr unteres Ende zu stauchen, um eine ebene und horizontale Stirnfläche
zu bilden. Die Zungenflächen l8 und 19 überlappen jedoch auch die entsprechenden
unteren horizontalen Kolbenflächen 25 in der Weise, daß die zwei jeweils doppelwandigen,
dreieckförmigen Ansätze 35 zwischen diesen und den Zungenftächen 18 und 19 flachgepreßt
werden. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Ebene, in der die unteren horizontalen
Kolbenflächen 25 liegen, und der Ebene, die die Zungenoberflächen 18 und 19 in ihren
Betriebsstellungen enthalten, so groß, daß das Flachdrücken der unteren Ansätze
35 mit sich bringt, daß die in diesen Ansätzen enthaltene Füllmenge im wesentlichen
nach innen in den Rest des Rohrinneren hineingepreßt wird.
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Da im vorliegenden Fall die beiden unteren Zungen 16 und 17 voraussetzungsgemäß
um Drehachsen schwenkbar sind, die parallel zur Richtung des Versiegelungsgrates
32 liegen, und da die Betätigungsflächel9 einer Zunge 17 sich außerdem in ihrer
Betriebsstellung über die axiale Ebene des Schlauches 1, die parallel zu diesen
Drehachsen verläuft, hinaus erstreckt, bringt das Verschwenken der Zunge 17 einwärts
und aufwärts in ihre Betriebsstellung mit sich, daß der Querversiegelungsgrat 32
um seine inneren Begrenzungskanten gefaltet wird, und zwar so, daß er gegen die
Stirnfläche der Pakkung, die gegen die Zungeuflächen 18 und 19 geformt wird und
die ebenen Unterseiten der Ansätze 35 anstößt, die ebenfalls durch die Zungenflächen
18 und 19, die mit der Stirnfläche verschmelzen, geformt werden.
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Schon während der in Fig. 3 gezeigten Phase des Formvorganges beginnt
das Ein- und Abwärts schwenken der oberen Backen 2 und 3, durch welche diese in
ihre Betriebsstellung gebracht werden. Bei dieser Schwenkbewegung bewirken die Backen
2 und 3 zusammen mit ihren Formoberflächen 6 und 7 und zusammen mit den oberen horizontalen
Flächen 24 der Kolben 20 und 21 bezüglich der oberen Ansätze 34 und dem benachbarten
Schlauchwandabschnitt ein Flachdrücken und ein Stauchen entsprechend den Vorgängen,
die mittels der horizontalen Kolbenflächen 25 und der Zungenflächen 18 und 19 erzeugt
werden. Die Backenflächen 6 und 7 können zu diesem Zweck die Kolbenflächen 24 bis
zu einem gewissen Grad überlappen. Gleichzeitig drücken die Quetschflächen 4 und
5 der Backen 2 und 3 den Schlauch 1 zwischen sich entlang einer entsprechenden Querzone
flach, in welcher die entsprechenden Abschnitte des Schlauches landen Innenseiten
gegeneinandergedrückt
werden, während die Säule der flüssigen Füllung gleichzeitig abgeteilt wird.
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Die Backen 2 und 3 können Versiegelungswärme an die Kunststoffinnenseite
der entgegengesetzten Schlauchwandabschnitte im Bereich der Querzone liefern, so
daß der Schlauchl in dieser Querzone unter Wirkung von Druck und Wärme wirksam versiegelt
wird. Die Wärme kann von einer oder von beiden Quetschflächen 4 und 5 durch Wärmeleitung
von der Außenseite des Schlauches 1 geliefert werden. Zum klareren Verständnis ist
die Wärmeversorgungseinrichtung nicht gezeigt worden, da sie auf dem Fachgebiet
bekannt ist.
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Da die Säule des eingefüllten Materials 33 nur bei der wirksamen
Versiegelungsstellung der Backen 2 und 3 (F i g. 4) abgetrennt wird, steht das Innere
des Schlauchabschnittes, der sich zwischen den Platten 8 und 9 und den Kolben 20
und 21 befindet, mit dem Inneren des übrigen Schlauches in Verbindung.
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Wenn deshalb ein höherer statischer innerer Gegendruck im Volumen
des Füllmaterials in dem eingeschlossenen Schlauchteil gewünscht wird, kann dies
mittels einer größeren Säule des Füllmaterials 33 im Schlauch 1 oder durch einen
auf dessen freie Oberfläche wirkenden Hilfsdruck verwirklicht werden.
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Durch geeignetes Aufeinanderabstimmen der Backen-und Kolbenbewegungen
kann der auch im Füllmaterial erzeugte dynamische Druck als innerer Stütz druck
während des Verformungsvorganges ausgenutzt werden.
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Wenn die Backen2 und 3 in ihre in Fig.4 gezeigten Endstellungen geschwenkt
sind, ist der Formvorgang beendet. In dieser Stellung begrenzen die Backenflächen
6, 7, 18 und 19, die Plattenflächen 10, 11 und die Kolbenstirnflächen 22 und 23
einen quaderförmigen Hohlraum, von dem der zugehörige Schlauch abschnitt nur mit
fiachgedrückten Teilen, nämlich den vier Abschnitten34 und 35 und der oberen Versiegelungszone
vorspringt, während er mit seinem übrigen Teil an der Innenseite des Hohlraums an
jedem Punkt anliegt. Die Ansätze 34 und 35 ruhen in jedem Punkt entlang ihrer flachen
Teile an den entsprechenden flachen Oberflächen6,7,18 und 19 und den jeweiligen
Kolbenflächen 24 und 25, während derselbe sich bezüglich der Quetschflächen4 und
5 der Backen 2 und 3 an die obere Querversiegelungszone anlegt.
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In F i g. 4 ist eine der beiden oberen Backen, beispielsweise die
Backe 3, in bekannter Weise mit einer Schneideinrichtung versehen, die ein Messer
36 umfaßt, das in der Backe 3 verschiebbar ist. Das Messer kann von der Quetschfläche5
der Backe 3 vorgestoßen werden, wenn die Backen 2 und 3 sich in ihrer Versiegelungsstellung
befinden, wobei die Quetschfläche 4 der Backe 2 als Widerlager verwendet wird um
den Schlauch 1 in der Versiegelungszone, die von den Quetschflächen 4 und 5 bestimmt
wird, zu zerschneiden.
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Wenn der Schlauch 1 nach Vervollständigung seines Formvorganges mit
dem Messer 36 zerschnitten worden ist, werden die Faltwerkzeuge 2, 3, 16 und 17
beiseite geschwenkt und die Kolben 20 und 21 in ihre jeweiligen Ruhestellungen,
wie in F i g 5 gezeigt, zurückbewegt. Danach wird die vollständig gefüllte und versiegelte,
vom Schlauch 1 abgetrennte Einheit in einem geformten Zustand aus der Formeinrichtung
ausgestoßen, worauf diese für eine Wiederholung des gerade beschriebenen Form-
vorganges
mit einer neuen Schlauchlänge, die zwischen die Platten 8 und 9 in die in F i g.
2 gezeigte Stellung eingebracht worden ist, bereit ist.
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Die aus der Formeinrichtung ausgestoßene Einheit besitzt in diesem
Fall eine quaderförmige Gestalt mit zwei Paaren einander gegenüberliegender und
paralleler Seitenwände, die durch die Stirnflächen 22 und 23 der Kolben 20 und 21
und durch die Flächen 1111 und 11, die einander gegenüberliegen, der Platten 8 und
9 geformt worden sind. An jedem Ende weist die Einheit einen Versiegelungsgrat 32
bzw. 37 auf. Der untere Grat 32 ist um seine innere Begrenzungslinie herumgebogen
und ruht so an dei entsprechenden ebenen Stirniläche, die von den Oberflächen 18
und 19 der Zungen 16 und 17 gebildet wird. Der obere Versiegelungsgrat steht im
rechten Winkel von der entsprechenden oberen Stirnfläche vor, die wiederum durch
die Flächen 6 und 7 der oberen Backen 2 und 3 geformt worden ist. In derselben Ebene
wie die benachbarte Stirn fläche der Einheit ragen die doppelwandigen flachgedrückten
und dreieckförmigen Ansätze 34 und 35 von der Einheit vor.
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Im ausgeworfenen Zustand kann die Einheit die endgültige Packung
darstellen, doch können anschließend in bekannter Weise der obere Versiegelungsgrat
37 genauso wie der untere Grat um ihre inneren Begrenzungslinien herumgebogen und
in Berührung mit der benachbarten jeweiligen Stirnfläche der Einheit gebracht sowie
die vier Ansätze 34 und 35 um ihre inneren Begrenzungslinien in Berührung mit entweder
der- benachbarten Seitenfläche oder der benachbarten Stirniläche umgebogen und in
dieser umgebogenen Lage befestigt werden. Dabei wird eine quaderförmige Packung
ohne Versiegelungsgrate oder Ansätze bzw. Vorsprünge erhalten.
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Sogar ohne irgendwelches Umbiegen von Versiegelungsgraten 37 und
32 und Ansätzen 34 und 35 sowie anschließendes geeignetes Befestigen dieser Teile
am Körper der Packung ist die durch die Formeinrichtung der versiegelten Einheit
gegebene Form dauerhaft, in dem Sinn, daß die Einheit ihre Form sogar beibehält,
nachdem sie aus der Preßformeinrichtung ausgestoßen worden ist. Ein zusätzlicher
Faktor, der hier beiträgt, ist natürlich die verhältnismäßige Steifigkeit des Verpackungsmaterials,
aber vor allem die abrupten Übergänge zwischen benachbarten Plattenflächen in der
Einheit tragen zur Formhaltigkeit bei.
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Die Formeinrichtung begrenzt in ihrer Betriebsstellung einen Formhohlraum
mit den Teilen ihrer Formflächen 4, 5, 6, 7, 24, 10, 11, 22, 23, 25, 16 und 17.
In jedem Punkt entlang der Innenseite des Hohlraums wird die eingeschlossene Schlauchlänge
gezwungen, sich ohne irgendwelche wesentlichen plastischen Dimensionsänderungen
des Schlauchwandungsmaterials, die in irgendeiner Weise auftreten können, an der
inneren Abstützung des eingeschlossenen Füllgutvolumens abzustützen. Der Stützdruck
des Füllgutvolumens kann in diesem Fall im wesentlichen aus dem dynamischen Druck
der Säule des Füllgutes bestehen, der bei Verformung der Schlauchlänge erzeugt wird,
kann aber auch andererseits im wesentlichen aus seinem statischen Druck bestehen.
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Es würde natürlich möglich sein, die unteren Zungen 16 und 17 der
Preßformeinrichtung in der Weise zu gestalten, daß sie wie die oberen Backen 2
und
3 den benachbarten Versiegelungsgrat 32 in einem Quetschspalt zwischen sich aufnehmen.
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Bei der bisherigen Beschreibung ist vorausgesetzt worden, daß der
Schlauch eine Füllgutsäule einschließt, die sich bis über die Querversiegelungszone
hinaus erstreckt und die die innere, für die Verformung der Schlauchlänge, die einer
versiegelten Einheit entspricht, notwendige Abstützung gewährleistet.
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Es ist jedoch auch möglich, das Füllmaterial in das Innere des Schlauches
in der Weise einzugeben, daß dieser während mindestens eines Teils des Verformungsvorganges
nicht vollständig mit dem Füllgut angefüllt ist oder daß Füllgut vollständig fehlt.
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Das Füllgut kann in diesem Fall aus einer Flüssigkeit bestehen, doch
kann es auch in Form von festen Stücken, Körnern oder Pulver vorkommen. In diesem
Fall ist es notwendig, mindestens beim Eingangszustand des Verformungsvorganges,
den inneren Hohlraum der Schlauchlänge, welcher nicht mit Füllmaterial gefüllt ist,
mit einem unter einem geeigneten statischen Druck stehenden Gas zu füllen.
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Dieses Gas muß allein oder zusammen mit dem Füllmaterial die notwendige
Abstützung bewirken.
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Falls das Füllmaterial fest ist, ist der Fall derselbe, mit Ausnahme,
daß das Stützmedium ein Gas, eine Flüssigkeit oder beides sein kann.
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An Hand der F i g. 6 bis 10 soll das Verfahren gemäß der Erfindung
bezüglich einer Formvorrichtung beschrieben werden, welche als Unterschied zur bis
hierher beschriebenen Formvorrichtung mit einer kontinuierlichen Schlauchvorschubbewegung
betrieben wird.
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Die kontinuierlich betriebene Formvorrichtung umfaßt zwei oder mehrere
Paare miteinander zusammenwirkender Querversiegelungsbacken 38 und 39, welche jede
für sich in nicht dargestellter Weise mit im Querschnitt U-förmigen symmetrischen
Formhälften 44, 45 gelenkig verbunden sind.
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Die Backen 38 und 39 weisen Quetschflächen 40 und 41 auf, die den
Schlauch in bekannter Weise in zur Schlauchachse parallelen Ebenen flachdrücken
und heiß zu versiegeln. Die Paare der Backen 38 und 39 werden gemeinsam mit ihren
Formhälften 44, 45 aufeinanderfolgend in Eingriff mit dem Schlauch 1 gebracht. Die
Backen geben den Griff auf einer niedrigeren Höhe wieder frei, die in einer Entfernung
unterhalb der oberen Höhe liegt, welche mindestens dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Versiegelungszonen entspricht. Nach Freigabe des Schlauches 1 werden die Paare der
Backen 38 und 39 zurückgeführt und erneut in Eingriff mit dem Schlauch auf der oberen
Höhe gebracht. Die Paare der Backen 38 und 39 führen also in bekannter Weise in
der Greifstellung eine Vorschubbewegung unter Mitnahme des Schlauchs nach abwärts
aus.
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Bezüglich der Form und Größenverhältnisse sind die Backen 38 und
39 gleich, und jede besteht aus einer im wesentlichen ebenen horizontalen Platte
mit einer ebenen Kantenfläche, die jeweils die Quetschflächen 40 und 41 darstellen.
Wenn sich das Backenpaar in der geschlossenen Stellung befindet, liegen die oberen
Seiten 42 und 43 der Backen 38 und 39 im wesentlichen in ein und derselben horizontalen
Ebene.
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Die mit den Backen 38, 39 verbundenen Formhälften 44 und 45 liegen
beim Abwärtsbewegen der Backen 38 und 39 einander mit den im Querschnitt U-förmigen
Innenwänden geschlossen gegenüber und bilden einen Formraum mit viereckigem Querschnitt.
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Die Längsachse dieses Formhohlraums ist parallel zur Rohrachse. Der
Hohlraum selbst ist an seinen beiden Enden, d. h. an der Decke und am Boden offen.
Die Trennebene des Formhohlraums liegt im wesentlichen in der axialen Ebene des
Schlauches 1, die parallel zu den Quetschflächen 40 und 41 in der Querversiegelungsstellung
angeordnet ist.
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An der Decke und am Boden weisen die Formhälften 44 und 45 ebene
Stirnflächen auf, die senkrecht zu der Innenwand liegen. Die freien Schenkel der
U-förmigen Formhälften 44 und 45 besitzen außerdem an der Decke und am Boden vorspringende
Laschen 46 und 47, deren ebene Ober- und Unterseiten sich in derselben Ebene wie
die oberen und unteren Stirnflächen der Formhälften erstrecken.
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In ihrer geschlossenen Stellung bilden die zwei zusammenwirkenden
Formhälften 44 und 45 an jedem Ende des Formhohlraumes zusammen mit ihren entsprechenden
Stirnflächen und mit den Oberseiten und den Unterseiten ihrer Laschen 46 und 47
eine ebene Fläche, die um die Schlauchzuführungsbahn herum geschlossen ist.
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Die Formhälften 44 und 45 können an ihrer unteren Stirnfläche an
den ebenen Oberseiten 42 und 43 der zugehörigen Backen 38 und 39 ruhen und auch
einen entsprechenden Teil der Oberseiten 42 und 43 der Backen mit der Unterseite
ihrer unteren Flansche 47 überlappen. Sie können weiterhin mit ihren oberen Stirnflächen
an den ebenen Unterseiten 48 a und 49 a der Backen 38 a und 39 a ruhen, die auf
derselben Seite der Schlauchzuführungsbahn im folgenden Backenpaar wirksam werden,
und können schließlich entsprechende Teile der Backenunterseiten 48 a und 49 a mit
den Oberseiten ihrer oberen Laschen 46 überlappen.
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In F i g. 6 ist vorausgesetzt, daß die unteren Backen 38 und 39 den
Schlauch 1 schließen und diesen an einer horizontalen Querversiegelungszone versiegeln.
In dieser Stellung haben die Backen 38 und 39 ihre zugehörigen Formhälften 44 und
45 nach innen gegen das Rohr 1 bewegt. Die Formhälften 44 und 45 sind gegeneinander
in ihre geschlossenen Stellungen um horizontale, zu den Quetschflächen 40 und 41
der Backen 38 und 39 parallele Achsen gedreht worden. Da der von den Formhälften
44, 45 begrenzte Formhohlraum mit viereckigem Querschnitt ein inneres Profil aufweist,
dessen Umfang im wesentlichen mit dem äußeren Umriß des Schlauches 1 in derselben
Ebene zusammenfällt, haben die Formhälften 44 und 45 an dem eingeschlossenen Schlauchstück
angefangen, das entsprechende Schlauchstück zu der Querschnittsform des Hohlraums
zu verformen.
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Bei dieser Verformung bildet das »überschüssige« Schlauchwandmaterial
längs der Oberseiten der Backen 38 und 39, und zwar zwischen diesen Backen und den
Unterseiten der benachbarten Formhälftenlaschen 47 zwei dreieckförmige, doppelwandige
Lappen 50. Diese Lappen 50 sind zwischen der entsprechenden Lasche 47 und den Backen
38 und 39 bei der Schließbewegung der Formhälften 44 und 45 flachgedrückt, wobei
ein axiales Stauchen des besagten Schlauchstückes gegen den Teil der Oberseiten
42 und 43 der Backen mindestens eingeleitet wird, welcher innerhalb des Querschnittes
des Formhohlraumes liegt. Natürlich bedecken die Oberseiten 42 und 43 der Backen
zusammen diesen Querschnitt und außerdem die Unterseiten der Lappen 50 im
wesentlichen
vollständig, während die Paare benachbarter Laschen 47 die Oberseite der entsprechenden
Lappen 50 mit ihren Unterseiten bedecken.
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Fig. 7 zeigt, daß das folgende Paar der Backen 38a, 39 a um den Schlauch
1 geschlossen ist und diesen durch Flachpressen oberhalb der Formhälften 44 und
45 querversiegelt hat. Hierbei ist jede der Backen 38 a und 39 a auf einer einwärts
und nach unten gekrümmten Bahn im Eingriff mit der Schlauchwand bewegt worden, um
so ihre erste Berührung mit dem Schlauch 1 ein kurzes Stück oberhalb der oberen
Stirnflächen der Formhälften 44 und 45 einzuleiten und mit ihren Unterseiten 48
a und 49 a in ihrer voll geschlossenen Stellung an diesen zu ruhen.
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Wenn sich die Backen 38 a und 39 a in der geschlossenen Stellung
befinden, bedecken die Unterseiten 48 a und 49 a zusammen vollständig den Querschnitt,
der bei geschlossenem Formhohlraum durch die Formhälften 44 und 45 der unteren Backen
38 und 39 sowie die Oberseiten der oberen Laschen 46 der Formwände 44 und 45 begrenzt
wird.
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Bei der Schließbewegung der oberen Backen 38a und 39 a ist das in
dem Formhohlraum, der durch die unteren Formhälften 44 und 45 gebildet ist, eingeschlossene
Schlauchstück axial gegen die Backenunterseiten 48 a und 49 a gestaucht worden,
wodurch zwei dreieckförmige, doppelwandige Lappen 51 ähnlich den beschriebenen Lappen
50 gebildet und zwischen den genannten Unterseiten und den Oberseiten der Laschen
46 flachgedrückt worden sind. Wenn sie sich in ihrer Betriebsstellung befinden,
bedecken die Backenunterseiten 48 a und 49 a die Oberseiten der Lappen vollständig,
genauso wie die Paare benachbarter Laschen 46 der Formwände 44 und 45 der unteren
Backen 38 und 39 jeweils die Oberseite der entsprechenden Lappen 51 mit ihren Oberseiten
überdecken.
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Wie bei der Ausführung mit intermittierendem Betrieb wird vorausgesetzt,
daß der Schlauch 1 eine Säule eines Füllgutes in Form von Flüssigkeit einschließt,
wobei die Säule eine solche Länge aufweist, daß sie bei jeder Querversiegelung des
Schlauches 1 an dem Querversiegelungspunkt abgetrennt wird. Das Ergebnis ist, daß
das Füllgut in diesem Fall ebenfalls als hydraulische innere Stütze wirken wird,
wenn der Schlauch im Formhohlraum verformt wird, wobei diese Stütze den beabsichtigten
Verformungsvorgang möglich macht. Dabei kann der in der Füllgutsäule vorhandene
statische Druck wirksam zur Verformung beitragen, solange das obere Paar der Backen
38 a und 39 a den Schlauch 1 noch nicht vollständig flachgedrückt hat.
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Wenn sich die unteren Backen 38 und 39, ihre Formhälften 44 und 45
und die oberen Quetschbacken 38 a und 39 a in der in Fig. 7 gezeigten Stellung befinden,
wird das besagte Schlauchstück gezwungen, sich eng an die Innenseite des Formhohlraumes
anzulegen, der durch die Formhälften 44 und 45 an jedem Punkt an der Innenseite
begrenzt wird. Außerdem wird die Schlauchwand veranlaßt, sich flach an den Oberseiten
42 und 43 der unteren Backen 38 und 39, den Unterseiten der unteren Formwandlaschen
47, den Unterseiten 48 a und 49a der oberen Quetschbacken 38 a und 39 a, den Oberseiten
der oberen Formwandlaschen und den Quetschflächen 40, 40a, 41 und 41 a der beiden
Paare der Backen 38, 39 und 38 a, 39a anzulegen.
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Daraus ergibt sich eine quaderförmige Gestalt des Schlauchstückes,
an der zwei Grate ausgebildet sind, die rechtwinklig in einer mittleren Symmetrieebene
vorspringen, und zwar ein Grat entlang jeder Stirnfläche, wobei sich die Grate je
entlang den Stirnflächen und entlang zweier dreieckförmiger Lappen 50 und 51 erstrecken,
die mit einer Seite in der Ebene der Stirnfläche von dem Quader in entgegengesetzten
Richtungen vorspringen.
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Im Zusammenhang mit der Schließbewegung der oberen Backen 38 a und
39 a werden Formhälften 44 a und 45a, die von diesen Backen schwenkbar abgestützt
sind in derselben Weise wie die unteren Formhälften 44 und 45, zusammenbewegt und
leiten die Verformung des nächsten Schlauchstückes ein.
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In jedem Paar der Backen besitzt eine Backe 39, 39 a usw. ein Messer
52, 52 a usw., mit welchem eine fertige Verpackung von dem übrigen Teil des Schlauches
1 abgetrennt werden kann. Dies geschieht in üblicher Weise durch ein Querschneiden
in der entsprechenden Querversiegelungszone. In F i g. 7 ist vorausgesetzt, daß
das Messer 52 des unteren Paares der Backen 38, 39 eine vorher fertiggestellte Verpackung
von dem Schlauch 1 abgetrennt hat, jedoch bleibt diese Verpackung in der von dem
Paar der Backen 38, 39 herabhängenden Stellung so lange, wie die Backen geschlossen
sind.
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In der nächsten Phase des Betriebes, die in F i g. 8 gezeigt ist,
werden die unteren Backen 38 und 39 und folglich ihre Formhälften 44 und 45 auseinander
und damit außer Eingriff mit dem Schlauch 1 bewegt, wobei die fertiggestellte und
abgetrennte Verpackung, die unterhalb der Backen 38 und 39 herabhängt, ausgestoßen
wird.
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Die nächste Betriebsphase, die in Fig. 9 dargestellt ist, ist eine
Wiederholung derjenigen nach Fig. 7, mit Ausnahme, daß das Backenpaar 38 a, 39 a,
das vorher das obere Paar war, nun das untere Paar ist und entsprechend auch die
Formhälften 44 a und 45 a nunmehr die Lage der Formhälften 44 und und 45 einnehmen.
Das vorher untere Backenpaar 38, 39 und die Formhälften 44 und 45 dienen als oberes
Backenpaar mit ihren zugehörigen Formhälften. Die Verpackungsvorrichtung kann nur
mit zwei oder auch mit mehr als zwei Sätzen von Backenpaaren und Fonnhälftenpaaren
betrieben werden.
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Wenn sich die Versiegelungsbacken in ihrer wirksamen Versiegelungsstellung
befinden, nehmen sie an der Abwärtszufuhrbewegung des Schlauches 1 teil, und deswegen
können sie diese Vorschubbewegung durchführen. Weil die Verformung des Schlauches
1 zur beabsichtigten Gestalt tatsächlich eine Kürzung des verformten Rohrstückes
mit sich bringt, ist die Schlauchvorschubbewegung nicht gleichmäßig, sondern weist
zeitweise Beschleunigungen auf, die schwierig zu verwirklichen wäre, mit Ausnahme
durch die Backen, und zwar ohne Risiko eines Schlupfes zwischen den Backen und der
Außenseite der Rohrwandung. Aus diesem Grund kann es ratsam sein, die Verpackungsmaschine
mit einer getrennten Schlauchzufuhr oder mit einer sowohl getrennt als auch durch
die Backen bewirkten Schlauchzufuhr zu betreiben.
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Im Voranstehenden ist aufgezeigt worden, daß die oberen oder Decken-
und die unteren oderBodenstirnflächen derFormhälftenin derselbenEbene liegen wie
die Oberseite der oberen Formhälftenlaschen und die Unterseite der unteren Formhälftenlaschen.
In
Anbetracht der Dicke der dreieckförmigen Lappen 50 und 51, die
der doppelten Rohrwanddicke entspricht, sollte jede Stirnfläche jeder Formhälfte
entlang dem Flächenteil der Formhälfte axial über den Rest der Stirnfläche bis zu
einem der Dicke der Rohrwandung entsprechenden Ausmaß vorspringen.
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Da die Verformung des gefüllten Schlauches gemäß der Erfindung ein
Preßformvorgang in einem geschlossenen Formhohlraum ist, wobei der Hohlraum dem
entsprechenden Schlauchstück eine Form verleiht, die durch die Gestalt und den Aufbau
der Innenseite des Formhohlraums bestimmt wird, kann das verformte Schlauchstück
beispielsweise mit Prägungen versehen werden, um die fertiggestellte Verpackung
steifer zu machen. Zu diesem Zweck werden der entsprechende Teil oder die Teile
der wirksamen Formflächen der Formvorrichtung mit geprägten Mustern versehen.
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Obgleich bei der Beschreibung der Ausführungsform nach den F i g.
6 bis 9 vorausgesetzt worden ist, daß das Einfüllgut flüssig war und allein die
erforderliche innere Stütze bildete, kann die kontinuierliche Ausführung des Verfahrens
auch in der Weise abgeändert werden, daß die innere Stütze während irgendeiner Phase
des Verformungsvorganges mindestens teilweise aus einem vom Füllgut verschiedenen
Medium in dem hier gebrauchten Sinne besteht, das eine statische und/oder dynamische
Gegendruckwirkung besitzt. Falls das Füllmaterial eine Flüssigkeit ist, ist das
davon getrennte Stützmedium ein Gas, während es ein Gas, eine Flüssigkeit oder beides
sein kann, wenn das Füllmaterial fest ist.
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In der Ausführungsform, bei der das Füllgut die alleinige innere
Stütze darstellt, kann die statische Gegendruckwirkung dieses Gutes natürlich erhöht
werden, indem ein Extradruck entweder mechanisch oder pneumatisch erzeugt wird,
der auf die freie Oberfläche der Säule des Füllgutes wirkt.
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Um in dem Schlauch einen Überdruck des Gases zu einem der obenerwähnten
Zwecke aufrechtzuerhalten, werden keine unüberwindlichen Probleme technischer Natur
hervorgerufen, und zwar weder gemäß dem intermittierenden Verfahren oder der kontinuierlichen
Ausführungsform. Durch geeignete Mittel kann der freie Durchgang in entgegengesetzter
Richtung zur Schlauchzufuhrrichtung verhindert werden, wodurch Gas unter Druck,
das die beabsichtigte Gegendruckwirkung besitzt, in den Teil des Rohres, der auf
diese Weise wirksam versiegelt ist, eingeführt werden kann.