DE1561950C - Verpackungsmaschine zum Hers'tellen, Füllen und Verschließen von Folienpackun gen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 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 Füllrohres, dem eine Reguliereinrichtung zum Regeln der zugeführten Füllgutmenge in Abhängigkeit von dem über der Standhöhe des Füllguts im Schlauch befindlichen Gegendruck zugeordnet ist.

Eine derartige Verpackungsmaschine ist bereits bekannt. Bei dieser strömt das Füllgut durch das Füllrohr in den Schlauch und in diesem außerhalb des Füllrohres nach oben. Außerdem befindet sich im Füllrohr ein weiteres Rohr, in das das Füllgut ebenfalls teilweise eindringt, so daß in Abhängigkeit von der Standhöhe des Füllgutes in diesem weiteren Rohr der Gasdruck in diesem variiert. Dieser Gasdruck beaufschlagt Membranventile, so daß in Abhängigkeit von diesem Gasdruck und damit von der Standhöhe des Füllgutes die durch das Füllrohr zugelieferte Füllgutmenge gesteuert werden kann. Mit Hilfe dieser Verpackungsmaschine werden .beispielsweise tetraederförmige Packungen hergestellt, die mit Milch gefüllt sind. Das Verpackungsmaterial besteht beispielsweise aus Papier oder Pappe, das zusätzlich mit Wachs beschichtet oder mit Kunststoffüberzügen versehen ist. Der Ausdruck »Folie« ist daher im weitesten Sinne gebraucht. Der Nachteil der bekannten Verpackungsmaschine besteht jedoch in der verhältnismäßig geringen Empfindlichkeit, so daß einerseits hochviskose Flüssigkeiten nicht genügend schnell verpackt und andererseits niedrigviskose Flüssigkeiten praktisch überhaupt nicht verpackt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung dieser Verpackungsmaschine derart, daß sie sich durch größere Empfindlichkeit auszeichnet.

Die Erfindung besteht darin, daß auf das untere Ende des Füllrohres eirie Stauhülse straffdichtend aufgeschoben ist, die mit ihrem Außenumfang an der Innenseite des bereits längsverschweißten Folienschlauchs anliegt.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Empfindlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit der Reguliereinrichtung und damit der Regelung bzw. Steuerung der Füllgutmenge wesentlich zu verbessern. Da die Stauhülse die obere Begrenzung des Mediums darstellt, das sich im Schlauch über dem Füllgut befindet und den erwähnten Gegendruck bewirkt, kann das Volumen dieses Mediums auf einen kleinen Raum begrenzt werden. Insbesondere kompressible Medien, wie Gase, führen daher zu verhältnismäßig großen Druckunterschieden auch bei verhältnismäßig wenig voneinander abweichenden Standhöhen des Füllguts. Es ist daher nicht nur möglich, schneller zu verpacken, sondern es können auch niedrigviskose Flüssigkeiten, wie Dickmilch, Joghurt, Fruchtsaftgelee od. dgl. nach diesem Verfahren abgepackt werden. Das oben erwähnte weitere Rohr kann auch entfallen, so daß der Druck direkt im Füllrohr festgestellt wird, an dem die Stauhülse straffdichtend anliegt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Stauhülse glockenförmig ausgebildet ist und der Hals derselben am Füllrohr anliegt und dabei den oberen Teil der Stauhülse bildet. Dadurch wird einerseits ein geringerer Widerstand zwischen Sfauhülse und Schlauch bei dessen Vorwärtsbewegen verursacht, und wird andererseits für eine bessere Abdichtung zwischen den unteren, am Schlauch anliegenden Hülsenabschnitten und dem Schlauch selbst gesorgt. Demgemäß ist es auch zweckmäßig, diese unteren Hülsen·¹ abschnitte dünner als den Hals der Stauhülse auszubilden. "'

Polytetrafluorethylen hat sich als besonders günstiger Werkstoff für die Stauhülse erwiesen, da dessen Reibungskoeffizient für die gebräuchlichen Ver¹

ίο packungsmaterialien besonders gering ist.

An Hand der F i g. 1 bis 3 ist im folgenden ein-Ausführungsbeispiel für die Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Verpackungsmaschine, bei der die Grundsätze der Erfindung angewendet werden;

F i g. 2 ist eine teilweise geschnittene Darstellung · einer Stauhülse und ihrer Anordnung gemäß der Erfindung, und . .

F i g. 3 ist eine Schnittdarstellung des unteren Schlauchabschnitts im Verein mit einem Standhöhen-Druck-Schaubild. ^v /

In Fig. 1 ist ein bahnförmiges Verpackungsmaterial, die Folienbahn 1, dargestellt, von der mindestens diejenige Seite, die die Innenseite der fertigen Verpackungen bilden soll, eine Oberfläche aus heißverschweißbarem Kunsstoff aufweist. Die Folienbahn 1 wird von einer Vorratsrolle abgewikkelt, an einer Führungswalze und einer Falteinrichtung vorbeigeführt und mit Hilfe eines Schlauchformungselementes, das nicht eingehender dargestellt ist, zu einem Schlauch 3 geformt. Die überlappenden Längskanten werden mittels eines Verschweißgliedes 4 derart verschweißt, daß sich eine Längsnaht 2 bildet. Der Schlauch 3 wird danach an seinem unteren Teil durch nicht dargestellte Querschweißbacken zusammengepreßt. Sind diese Backen beheizt, so kleben die gegeneinandergepreßten Kunststoffflächen aneinander und es entsteht die Quernaht 5. Werden solche aufeinanderfolgenden Quernähte 5' und 5 unter rechtem Winkel zueinander hergestellt, dann ergeben sich einzelne Verpackungen 6 von tetraederförmiger Gestalt.

Für die Zufuhr des Füllgutes 30 in den Schlauch 3 dient ein Füllrohr 8. Das Füllgut 30, das angenommenermaßen aus einer viskosen Substanz, beispielsweise dicker Milch, Joghurt od. dgl., besteht, steigt im Schlauch 3 bis zu einer bestimmten Standhöhe N₁, die auf einem bestimmten konstanten Wert gehalten werden soll. Die Mündung eines innerhalb des Füllrohres 8 angeordneten Standrohres 9 befindet sich im wesentlichen auf gleichem Niveau wie das untere Ende des Füllrohres 8. Das Standrohr 9 ist an seinem unteren Ende offen, so daß es in leitender Verbindung mit dem Schlauch 3 steht. Das Füllgut 30 steigt deshalb im Standrohr 9 auf die Standhöhe M₂, die wegen eines gewissen im Standrohr 9 oberhalb, der Standhöhe N₂ aufrechterhaltenen Überdrucks um ein geringfügiges" Maß niedriger liegt als die Standhöhe N₁ im Schlauch 3. In Abhängigkeit vom Druck im Standrohr 9 steuert ein Relais 10 ein Drosselventil 11, das im Füllrohr 8 oder in dessen Zufuhrleitung angeordnet ist. ♦
Das Standrohr 9 kann auch weggelassen werden, · wenn der Druck im Füllrohr 8 über ein Druckfühlglied direkt ein Drosselelement, beispielsweise eine Drosselmembrane, steuert. Das Druckfühlglied kann 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 Polytetrafluorethylen, her- ' gestellt, 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 erzielbar ist.

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 (/ι) 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 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 31 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 Übergängsbereich 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 Regelgliedcp 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 (6)

. 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