DE1561950B1

DE1561950B1 - Verpackungsmaschine zum Hertstellen, Füllen und Verschliessen von Folienpackungen

Info

Publication number: DE1561950B1
Application number: DE19671561950
Authority: DE
Inventors: Tuma Alex Loeddekoepinge
Original assignee: Tetra Pak Holdings SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1966-06-30
Filing date: 1967-06-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: JPS4825115B1; SE331448B; NL160211C; CH476600A; NL160211B; NL6708150A; GB1168117A; US3470672A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungs- andererseits für eine bessere Abdichtung zwischen maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen den unteren, am Schlauch anliegenden Hülsen-⁰ von Folienpackungen mit Einrichtungen zum Um- abschnitten und dem Schlauch selbst gesorgt. Demformen einer Folienbahn zur Schlauchform, zum gemäß ist es auch zweckmäßig, diese unteren Hülsen-Längsschweißen des Folienschlauches, zu dessen an- 5 abschnitte dünner als den Hals der Stauhülse auszuschließendem Querschweißen sowie zum Zuführen bilden.

des fließfähigen Füllgutes mit Hilfe eines Füllrohres, Polytetrafluoräthylen hat sich als besonders günsti-

dem eine Reguliereinrichtung zum Regeln der züge- ger Werkstoff für die Stauhülse erwiesen, da dessen führten Füllgutmenge in Abhängigkeit von dem über Reibungskoeffizient für die gebräuchlichen Verder Standhöhe des Füllguts im Schlauch befindlichen io packungsmaterialien besonders gering ist. Gegendruck zugeordnet ist. An Hand der F i g. 1 bis 3 ist im folgenden ein

Eine derartige Verpackungsmaschine ist bereits be- Ausführungsbeispiel für die Erfindung näher erkannt. Bei dieser strömt das Füllgut durch das Füll- läutert.

rohr in den Schlauch und in diesem außerhalb des Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ver-

Füllrohres nach oben. Außerdem befindet sich im 15 packungsmaschine, bei der die Grundsätze der Er-Füllrohr ein weiteres Rohr, in das das Füllgut eben- findung angewendet werden;

falls teilweise eindringt, so daß in Abhängigkeit von F i g. 2 ist eine teilweise geschnittene Darstellung

der Standhöhe des Füllgutes in diesem weiteren Rohr einer Stauhülse und ihrer Anordnung gemäß der Erder Gasdruck in diesem variiert. Dieser Gasdruck findung, und beaufschlagt Membranventile, so daß in Abhängig- 20 F i g. 3 ist eine Schnittdarstellung des unteren keit von diesem Gasdruck und damit von der Stand- Schlauchabschnitts im Verein mit einem Standhöhenhöhe des Füllgutes die durch das Füllrohr zugelie- Druck-Schaubild. ä ferte Füllgutmenge gesteuert werden kann. Mit Hilfe I_n F i g. 1 ist ein bahnförmiges Verpackungsdieser Verpackungsmaschine werden beispielsweise material, die Folienbahn 1, dargestellt, von der mintetraederförmige Packungen hergestellt, die mit Milch 25 destens diejenige Seite, die die Innenseite der fergefüllt sind. Das Verpackungsmaterial besteht bei- tigen Verpackungen bilden soll, eine Oberfläche spielsweise aus Papier oder Pappe, das zusätzlich mit aus heißverschweißbarem Kunsstoff aufweist. Die Wachs beschichtet oder mit Kunststoffüberzügen ver- Folienbahn 1 wird von einer Vorratsrolle abgewiksehen ist. Der Ausdruck »Folie« ist daher im wei- kelt, an einer Führungswalze und einer Falteinrichtesten Sinne gebraucht. Der Nachteil der bekannten 30 tung vorbeigeführt und mit Hilfe eines Schlauch-Verpackungsmaschine besteht jedoch in der verhält- formungselementes, das nicht eingehender dargestellt nismäßig geringen Empfindlichkeit, so daß einerseits ist, zu einem Schlauch 3 geformt. Die überlappenden hochviskose Flüssigkeiten nicht genügend schnell ver- Längskanten werden mittels eines Verschweißpackt und andererseits niedrigviskose Flüssigkeiten gliedes 4 derart verschweißt, daß sich eine Längspraktisch überhaupt nicht verpackt werden können. 35 naht 2 bildet. Der Schlauch 3 wird danach an seinem Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Ver- unteren Teil durch nicht dargestellte Querschweißbesserung dieser Verpackungsmaschine derart, daß backen zusammengepreßt. Sind diese Backen besie sich durch größere Empfindlichkeit auszeichnet. heizt, so kleben die gegeneinandergepreßten Kunst-Die Erfindung besteht darin, daß auf das untere stoffflächen aneinander und es entsteht die Quer-Ende des Füllrohres eine Stauhülse straffdichtend 40 naht 5. Werden solche aufeinanderfolgenden Queraufgeschoben ist, die mit ihrem Außenumfang an nähte 5' und 5 unter rechtem Winkel zueinander herder Innenseite des bereits längsverschweißten Folien- gestellt, dann ergeben sich einzelne Verpackungen 6 schlauchs anliegt. von tetraederförmiger Gestalt. | Durch die Erfindung ist es möglich, die Empfind- Für die Zufuhr des Füllgutes 30 in den Schlauch 3 " lichkeit und Ansprechgeschwindigkeit der Regulier- 45 dient ein Füllrohr 8. Das Füllgut 30, das angenomeinrichtung und damit der Regelung bzw. Steuerung menermaßen aus einer viskosen Substanz, beispielsder Füllgutmenge wesentlich zu verbessern. Da die weise dicker Milch, Joghurt od. dgl., besteht, steigt im Stauhülse die obere Begrenzung des Mediums dar- Schlauch 3 bis zu einer bestimmten Standhöhe N₁, stellt, das sich im Schlauch über dem Füllgut be- die auf einem bestimmten konstanten Wert gehalten findet und den erwähnten Gegendruck bewirkt, kann 50 werden soll. Die Mündung eines innerhalb des Fülldas Volumen dieses Mediums auf einen kleinen Raum rohres 8 angeordneten Standrohres 9 befindet sich begrenzt werden. Insbesondere kompressible Medien, im wesentlichen auf gleichem Niveau wie das untere wie Gase, führen daher zu verhältnismäßig großen Ende des Füllrohres 8. Das Standrohr 9 ist an seinem Druckunterschieden auch bei verhältnismäßig wenig unteren Ende offen, so daß es in leitender Verbinvoneinander abweichenden Standhöhen des Füllguts. 55 dung mit dem Schlauch 3 steht. Das Füllgut 30 steigt Es ist daher nicht nur möglich, schneller zu ver- deshalb im Standrohr 9 auf die Standhöhe N₂, die packen, sondern es können auch niedrigviskose Flüs- wegen eines gewissen im Standrohr 9 oberhalb der sigkeiten, wie Dickmilch, Joghurt, Fruchtsaftgelee Standhöhe iV₂ aufrechterhaltenen Überdrucks um ein od. dgl. nach diesem Verfahren abgepackt werden. geringfügiges Maß niedriger liegt als die Standhöhe Das oben erwähnte weitere Rohr kann auch entfal- 60 N₁ im Schlauch 3. In Abhängigkeit vom Druck im len, so daß der Druck direkt im Füllrohr festgestellt Standrohr 9 steuert ein Relais 10 ein Drosselventil 11, wird, an dem die Stauhülse straffdichtend anhegt. das im Füllrohr 8 oder in dessen Zufuhrleitung an-Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Stauhülse geordnet ist.

glockenförmig ausgebildet ist und der Hals derselben Das Standrohr 9 kann auch weggelassen werden,

am Füllrohr anliegt und dabei den oberen Teil der 65 wenn der Druck im Füllrohr 8 über ein Druckfühl-Stauhülse bildet. Dadurch wird einerseits ein gerin- glied direkt ein Drosselelement, beispielsweise eine gerer Widerstand zwischen Stauhülse und Schlauch Drosselmembrane, steuert. Das Druckfühlglied kann bei dessen Vorwärtsbewegen verursacht, und wird in diesem Fall eine Impulsmembrane sein.

Die Stauhülse 12 ist glockenförmig ausgebildet und wirkt als Dichtungshülse. Sie hat drei Hauptteile: einen Hals 20 von erheblicher Wandstärke, einen Übergangsteil 21 mit anfangs ziemlich großer, dann jedoch abnehmender Wandstärke und einen flexiblen zylindrischen, unteren Hülsenabschnitt 22 geringer Wandstärke. Dieser liegt dichtend an der Innenseite des beweglichen Schlauches 3 an. Der Hals 20 ist mittels einer Schlauchklemme 23 fest gegen das Füllrohr 8 angedrückt, so daß auch hier eine Dichtwirkung erzielt wird. Die Stauhülse 12 ist aus ziemlich elastischem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten, hier aus Polytetrafluoräthylen, hergestellt, so daß an der dünnen Kunststoffoberfläche des Schlauches 3 keine schädliche Reibung auftreten kann. Natürlich kann die Stauhülse 12 auch anders ausgebildet sein. Der untere Hülsenabschnitt 22 kann statt voll zylindrisch auch konisch, d. h. sich nach unten erweitend ausgebildet sein, so daß er sich unter Druck gegen die Wand des Schlauches 3 legt, wodurch eine gute einleitende Dichtwirkung erzielfc bar ist.

^ψ Würde der untere, mit Füllgut 30 gefüllte Schlauchabschnitt gemäß F i g. 3 nicht mit einer Dichtung, der Stauhülse 12, ausgestattet sein, stiege das Füllgut 30 bis zu einer erheblichen Höhe, bevor der Druck im Standrohr 9 ausreichend groß wird, um anzusprechen und über ein Drosselelement die Füllgutzufuhr durch das Füllrohr 8 zu vermindern. Außerdem wurde dickflüssiges, niedrigviskoses Füllgut 30 in den radial äußeren Randteilen des Schlauches 3 durch das sich nach unten bewegende Verpackungsmaterial abwärts bewegt, während es im mittleren Bereich des Schlauches 3 nach einem erheblichen Anstieg des Füllgutspiegels an der Wand des Füllrohres 8 anhaftete. Die Abhängigkeit des Druckes (p) im Standrohr 9 von der Standhöhe Qi) des Füllgutes 30 bei Fehlen der Stauhülse 12 ist hierfür durch die obere Diagrammkurve veranschaulicht.

Wird hingegen gemäß der Erfindung im Schlauch 3 die Stauhülse 12 angeordnet, die einen geschlossenen Stauraum 31 begrenzt, dann wird die Standhöhe des k Füllgutes 30 innerhalb erheblich engerer Grenzen " geregelt. Steigt das Füllgut 30 im Schlauch 3, dann vermindert sich das Volumen des Stauraumes 31 und der Druck im Stauraum 31 wird wesentlich größer. Infolgedessen wird das Füllgut 30 im Standrohr 9 nach oben gedrückt, so daß der Druck in diesem ansteigt. Ist das Füllgut 30 niedrigviskos, dann ist dieser Faktor für die Druckerzeugung im Standrohr 9 vorherrschend, da sich der Druckfaktor, der von der Standhöhendifferenz zwischen dem Schlauch 3 und dem Standrohr 9, die als »Flüssigkeitssäule« zu definieren ist, abhängt, in nennenswertem Maß durch die Viskosität des Füllgutes 30 vermindert. Die erhöhte Abhängigkeit des Druckes (p) auf die Standhöhe des Füllgutes 30 bei Schaffung eines geschlossenen Stauraumes 31 oberhalb des Füllgutspiegels mit Hilfe der Stauhülse 12 wird durch die untere Diagrammkurve veranschaulicht, d. h. daß durch geringe Füllgutzufuhr ein großer Druckanstieg erzielbar ist.

Wenn das Füllgut 30 im Schlauch 3 über die Unterkante 32 der Stauhülse 12 ansteigt, wird einerseits eine Selbstabdichtung des Stauraumes 31 geschaffen und andererseits verhindert, daß die gerade zuvor erst gebildete Längsnaht 2 dem Druck im Stauraum ausgesetzt wird. Statt dessen wird die Längsnaht 2 mit dem Füllgut 30 in Berührung gebracht, das wegen seiner kühlenden Wirkung das Aushärten der Schweißnaht begünstigt.

Falls sich im Füllgut 30 Luftblasen befinden, besteht nun die Gefahr, daß sich diese Luft zu einem immer größer werdenden Luftkissen oberhalb des Füllgutniveaus ansammelt, so daß sich der Stauraum nach und nach vergrößert. Diese Gefahr kann jedoch ausgeschaltet werden, indem die Stauhülse 12 im Cbergangsbereich zwischen dem Teil 21 und dem unteren Hülsenabschnitt 22 von einem Ring kleiner öffnungen durchbrochen ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Regelleistung des Stauraumes 31 in verschiedenen Weisen zu variieren. So könnten die Drosselglieder im Füllrohr 8, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vom Stauraum 31 gesteuert sind, gegebenenfalls ganz entfallen. Statt dessen könnte der Druck im Stauraum 31 der Pumpeinrichtung entgegenwirken, die das Füllgut 30 durch das Füllrohr 8 nach unten drückt, d. h., daß das System ohne äußere Regelglieder selbsttätig regelnd ausgebildet ist. Hinsichtlich der Fähigkeit der Stauhülse 12, die Längsnaht 2 zu unterstützen, ist es auch möglich, daß diese Stauhülse mit einer äußeren Hülse oder mit speziell ausgebildeten Querschweißbacken oder mit anderen Gliedern zusammenwirkt, die den unter Druck stehenden Schlauch 3 zusätzlich abstützen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verpackungsmaschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Folienpackungen mit Einrichtungen zum Umformen einer Folienbahn zur Schlauchform, zum Längsschweißen des Folienschlauches, zu dessen anschließendem Querschweißen sowie zum Zuführen des fließfähigen Füllgutes mit Hilfe eines Füllrohrs, dem eine Reguliereinrichtung zum Regeln der zugeführten Füllgutmenge in Abhängigkeit von dem über der Standhöhe des Füllgutes im Schlauch befindlichen Gegendruck zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf das untere Ende des Füllrohrs (8) eine Stauhülse (12) straffdichtend aufgeschoben ist, die mit ihrem Außenumfang an der Innenseite des bereits längsverschweißten Folienschlauchs (3) anliegt.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Füllgut (30) ein Fühlrohr (9) zum Feststellen der Standhöhe des Füllgutes (30) eingetaucht und mit bis zu einer gewissen Höhe nach oben gedrücktem Füllgut (30) und oberhalb dieser Höhe mit Gas gefüllt ist, dessen Druck (P₂) ein Maß für die jeweilige Standhöhe des Füllgutes im Schlauch (3) ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauhülse (12) glockenförmig ausgebildet ist, so daß deren Hals (20) am Füllrohr (8) anliegt und sich die übrigen Teile nach unten erstrecken.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (20) der Stauhülse (12) dicker als der am Schlauch (3) anliegende Hülsenabschnitt (22) ausgebildet ist.

5. Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauhülse über dem am Schlauch (3)

anliegendem Hülsenabschnitt (22) Durchbrechungen aufweist.

6. Verpackungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauhülse (12) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen