DE19539465A1 - Vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen aus flexiblem, siegelfähigem Material, das als ebene Materialbahn von einer Rolle abgewickelt, doppelt gelegt und durch Längssiegeln zum Schlauch geformt wird, der in etwa vertikaler Richtung intermittierend nach unten gefördert und gefüllt wird und von dem unter Quersiegeln und Trennen Verpackungen erzeugt und vereinzelt werden.

Bekannte Form-Füll- und Siegelverfahren werden seit längerem bei Maschinen angewendet, um Milch, Fruchtsäfte, Soßen und Tunken (Ketchup, Mayonnaise, Senf) abzufüllen und zu verpacken. Die Materialbahn aus synthetischem, thermoplastischem Kunststoff wird von der Rolle abgewickelt und über ein Faltdreieck oder eine Formschulter gezogen und in der eingangs beschriebenen Weise zum Schlauch geformt und verschweißt. Dieser derart geformte Schlauch wird vertikal nach unten zur Füllstation gezogen. Nach dem Füllen erfolgt das Quersiegeln und Trennen, wobei bei den bekannten Maschinen auch Klemmbacken vorgesehen sind, die den gefüllten Schlauch über seinen Querschnitt zusammendrücken und dadurch eine dichte Quersiegelung ermöglichen. Der Vorschub erfolgt auch durch die Klemmbacken, indem mit ihrer Hilfe der gefüllte Schlauch kontinuierlich nach unten gezogen wird. Anschließend fährt die gesamte Quersiegeleinheit wieder nach oben, drückt den gefüllten Schlauch mit den Klemmbacken faltenfrei über seinen Querschnitt zusammen, siegelt den Schlauch und den Beutel am Boden und Kopf und trennt den Beutel nach unten hin vom Schlauch ab. Die Länge des Vorschubs zwischen oberer und unterer Position bestimmt unmittelbar die Länge des Beutels und damit das abgefüllte Volumen. In der Nahrungsmittelindustrie werden mit diesem bekannten Verfahren Volumina von ungefähr 1 Liter pro Beutel abgefüllt. Die Gewichtskraft der abgefüllten Volumina wird von der thermoplastischen Materialbahn gehalten und bewirkt eine geringe Längendehnung der Bahn. Diese Dehnung durch die Gewichtskraft des Füllgutes kann vernachlässigt werden, zumal über den Quersiegeleinrichtungen ein rohrförmiger glatter Schlauch erzeugt und gehalten wird. Aus diesem glatten Schlauch wird der Beutel abgesiegelt.

Wollte man Verpackungen mit wiederverschließbaren Öffnungsvorrichtungen erstellen, welche im Kopfbereich der Packung appliziert sind, könnte das bekannte Verfahren nicht eingesetzt werden, bei welchem lediglich Einreißhilfen oder Sollbruchstellen vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem größere Packungen von zum Beispiel mehr als 1 Liter Inhalt in einfacherer Weise hergestellt werden können, wobei das neue Verfahren unabhängig vom Dehnungsverhalten der eingesetzten Materialbahn durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Materialbahn längs einer Bearbeitungsstrecke etwa vertikal über der Quersiegelstation bearbeitet wird und im wesentlichen über ihre gesamte etwa vertikale Bearbeitungsstrecke in Längsrichtung gespannt wird, wobei eine Fotomarke auf der Materialbahn in exakte Position zu einer Fotozelle gebracht wird. Das Neue bei der Erfindung ist die Anordnung einer etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke über derjenigen Station, in welcher die Quersiegelung erfolgt. Auf diese Weise kann man mit dem neuen Verfahren die Materialbahn auch vor dem Quersiegeln in verschiedener Weise bearbeiten, zum Beispiel mit einer separaten Ausgießeinrichtung versehen, die vorzugsweise sogar mit einer wiederverschließbaren Kappe versehen ist.

Wesentlich für die Erfindung ist es ferner, daß mit dem neuen Verfahren preiswertere, nämlich materialsparende Packungen vorzugsweise mit großer Leistung hergestellt werden können. Verwendet man weniger Material für die zu erstellende Packung, das heißt führt man das erfindungsgemäße Verfahren an einer dünneren Kunststoffbahn durch, dann kann man die Gewichtskraft und die dadurch bewirkte Bahndehnung nicht mehr vernachlässigen. Aber nicht nur durch die dünnere Materialbahn mit größerem Dehnverhalten, sondern auch ein größeres Volumen des in einer Packung abgefüllten Fließmittels wirkt sich derart stark auf die Dehnung aus, daß das bekannte Verfahren vollkommen unbrauchbar würde. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sieht die Erfindung eine Fotomarke auf der Materialbahn vor und bringt diese in eine exakte Position zu einer Fotozelle. Aber erst durch das Spannen der Materialbahn über ungefähr die gesamte Bearbeitungsstrecke in Längsrichtung derselben wird überraschend eine Reproduzierbarkeit bei der Positionierung der Materialbahn eingeführt, so daß jede gewünschte Bearbeitung über der Quersiegelstation zuverlässig und exakt vorgenommen werden kann. Es ist dadurch auch möglich, aus dünnen Materialbahnen hergestellte Packungen mit verhältnis­ mäßig großem Volumen zu erstellen; und dies unter Anwendung sehr einfacher Verfahrens­ schritte, nämlich Verwendung des an sich bekannten Führens der Materialbahn längs einer vertikalen Bahn.

Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Materialbahn dadurch gespannt wird, daß sie am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke nach oben zurückgezogen und dann gehalten wird, während sie unten frei hängt und vom Gewicht des Füllgutes gespannt gehalten wird. Es handelt sich hier um eine erste Alternative des Spannvorganges, bei welcher die Gewichtskraft des Füllgutes zum Spannen verwendet wird. Damit die Bearbeitungen längs der Bearbeitungsstrecke an exakt den richtigen Positionen erfolgen, muß die Fotomarke auf der Materialbahn exakt vor der Fotozelle positioniert werden. Dies gelingt nach dem hier beschriebenen Vorschlag in zweckmäßiger Weise dadurch, daß nach dem Vorziehen der Bahn etwa um die Länge einer Packungshöhe die Bahn an ihrem vertikal oberen Ende in entgegengesetzter Richtung nach oben so weit zurückgezogen wird, bis die Fotomarke exakt positioniert ist. Wiederum können auf diese Weise die bearbeitenden Werkzeuge längs der Bearbeitungsstrecke an der richtigen Stelle mit der Materialbahn in Eingriff treten, auch wenn in der vertikalen Bahntransportrichtung mehrere Arbeitsstationen übereinander liegen. Bei der hier erwähnten ersten Alternative des Spannvorganges kann die Materialbahn zum Beispiel mit oben angeordneten Vorschubwalzen ohne Eingriff von Werkzeugen in der Quersiegelstation zurückgefahren werden, unabhängig davon, wo sich die Quersiegelstation in vertikaler Lage befindet. Bei dieser ersten Alternative mit dem losen Ende des Schlauches unten kann man bei einigen Ausführungsformen auch den Vorteil erreichen, daß die Zykluszeit der Maschine kürzer wird.

Bei einer anderen bevorzugten zweiten Alternative gemäß der Erfindung wird die Materialbahn dadurch gespannt, daß sie in der Quersiegelstation unten ortsfest gehalten und währenddessen am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke nach oben zurückgezogen und dann gehalten wird. Hiermit wird der Nachlauf der Materialbahn unabhängig davon, ob der aus der Materialbahn unten gebildeten Tubus gefüllt oder leer ist, immer richtig zu den verschiedenen Arbeitsstationen positioniert. Gegenüber der ersten Alternative hat das Festhalten der Materialbahn unten durch die Quersiegelstation den Vorteil, daß kein Pendeln oder Schwingen des Materialbahnschlauches zu befürchten ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann man die einzelnen Bearbeitungsstationen relativ zur Quersiegelstation, relativ zueinander und auch relativ zur Trennaht exakt positionieren.

Günstig ist es gemäß der Erfindung weiterhin, wenn die Bearbeitung der ortsfest gehaltenen Materialbahn in deren gespanntem Zustand beginnt und daß dann die unterste Verpackung abgetrennt wird. Das Abtrennen kann neben oder in Verbindung mit dem Quersiegeln erfolgen und geschieht unabhängig vom Augenblick des Beendens der Spannung, denn das Trennen erfolgt nach und vertikal unter dem Quersiegeln des unteren Endes des gefüllten Schlauches, der noch eingeklemmt ist. Wichtig ist, daß die Materialbahn durch die Klemmung unten und die Festhaltekraft vertikal oben ortsfest gehalten ist und daß die Bearbeitung längs der erwähnten Bearbeitungsstrecke während dieses Spannzustandes erfolgt. Dann nämlich greifen die Bearbeitungswerkzeuge exakt an der richtigen Position in die Materialbahn ein.

Auch wenn Verpackungen mit größeren Volumen von zum Beispiel mehr als 1 Liter pro Packung abgefüllt werden, wirkt sich die Bahndehnung durch die Gewichtskraft des abgefüllten Volumens und auch des im Schlauch befindlichen Füllgutes nicht nachteilig aus.

Im Verlaufe der Konzipierung der Erfindung ist erkannt worden, daß die Bahndehnung im wesentlichen insbesondere von dem Zugkraftverlauf des Bahnvorschubes, der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens und den mechanischen Eigenschaften der Materialbahn beeinflußt wird. Der Einfluß der Gewichtskraft fällt um so mehr ins Gewicht, je größer die abgefüllten Volumina sind. Die unterschiedlichen Bearbeitungen der Materialbahn längs der erwähnten Bearbeitungsstrecke verändern ebenfalls das Dehnungsverhalten der Materialbahn, zum Beispiel das Einsiegeln einer Ausgießöffnung. Die Verwendung unterschiedlicher Materialstärken für die Materialbahn beeinflußt das Dehnungsverhalten nicht unerheblich. Aber auch bereits Toleranzabweichungen in der Materialstärke ein und derselben verwendeten Materialbahn können zu unterschiedlichen Dehnungslängen führen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt ein einwandfreier Betrieb exakt dosierter Füllmengen unabhängig von dem Dehnungsverhalten der eingesetzten Materialbahn.

Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Materialbahn vor dem Füllen in einer vertikalen Zwischenlage von der Quersiegelstation eingeklemmt und nach diesem Einklemmen in eine obere Endlage etwa vertikal nach oben gefördert. Die Quersiegelstation ist also vorzugsweise vertikal auf- und abbewegbar, nämlich von einer sogenannten unteren Endlage, die nach Vorziehen (Hinabziehen) der Materialbahn erreicht ist, nach oben in eine Zwischenlage und nach zeitweisem Verbleiben in dieser weiter nach oben in die genannte obere Endlage. Durch diese Auf- und Abbewegung der Quersiegelstation erfolgt einerseits das vertikale Transportieren der Materialbahn in Bahnrichtung nach unten um etwa eine Packungshöhe, und es erfolgt ein Anheben des unteren, in der Quersiegelstation befindlichen Endes der Materialbahn aus der Zwischenlage in die obere Endlage, und andererseits erfolgt auch die relative Bewegung zwischen Materialbahn und Quersiegelstation bei aufgehobener Klemmung von der unteren Endlage in die Zwischenlage. Das Füllen geschieht in der vertikalen Zwischenlage. Vor diesem Füllen wird erfindungsgemäß die Bahn von der Quersiegelstation eingeklemmt. Durch die nun folgende vertikale Anhebung des unteren, in der Quersiegelstation befindlichen Endes der Materialbahn nach dem Einklemmen erreicht man eine Entlastung und Abstützung bis zur oberen Endlage und auch in dieser so lange, bis Stützteile in der Quersiegelstation wieder von der Bahn außer Eingriff gebracht werden. Während des Füllvorganges fährt also die Quersiegelstation von der Zwischenlage mit eingeklemmter Materialbahn in die obere Endlage nach oben und wirkt mit Vorteil somit der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens entgegen. Dadurch wird ein Ausbauchen des Materialschlauches erlaubt, und Belastungen der darüberliegenden Arbeitsstationen in der Bearbeitungsstrecke werden reduziert.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn erfindungsgemäß während des Füllens und vor dem Siegeln der Längssiegelnaht und/oder des Verschlusses die Materialbahn zu ihrer Entlastung wenigstens teilweise von unten abgestützt wird. Solche Stützteile können zum Beispiel als Packungsstützen ausgestaltet sein, die sich unterhalb der Quersiegelstation befinden. Damit nimmt die Quersiegelstation die durch das Füllgut hervorgerufene zusätzliche Gewichtskraft auf. Durch beispielsweise oberhalb der Quersiegelstation angeordnete Formbleche als weitere Stützteile gelingt es ferner mit Vorteil, das Ausbauchen des Schlauches beim Füllen zu unterstützen. Dadurch wird wiederum die Füllhöhe im Schlauch reduziert. Die Aufwärts­ bewegung der Quersiegelstation in die obere Endlage, während gefüllt wird, verhindert eine unerwünschte Dehnung der Materialbahn im Bereich der Bearbeitungsstrecke. Insbesondere wird auf diese Weise verhindert, daß durch die Gewichtskraft des abgefüllten Volumens die Materialbahn aus den oberen Arbeitsstationen, die sich an der Bearbeitungsstrecke befinden, herausgezogen wird oder etwa die Funktionsweise der Bearbeitung durch unkontrollierte Bahndehnung beeinträchtigt würde.

Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Materialbahn im Bereich des unteren Endes der Bearbeitungsstrecke gefüllt und verformt wird. Man kann erfindungsgemäß der Positionierung der Materialbahn Vorrang einräumen und danach folgen das Formen und Befüllen der Verpackung.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung die Materialbahn nach dem Verformen quergesiegelt und um eine Packungshöhe etwa vertikal nach unten in die untere Endlage der Quersiegelstation transportiert wird. Das Verformen der Materialbahn erfolgt vorzugsweise auf der Bearbeitungsstrecke. Beispielsweise kann ein Einfalten für die Anbringung eines Verschlusses erfolgen, wobei das Klemmen beginnt, das heißt Klemmteile der Quersiegelstation mit der Materialbahn in Eingriff treten. Dies erfolgt, wenn die Quersiegelstation in der Zwischenlage angekommen ist. Danach erfolgt die Gegenbewegung der Quersiegelstation in die obere Endlage entgegengesetzt zur Gewichtskraft, welche wenigstens teilweise kompensiert wird. Dann wird die Materialbahn mit der Bewegung der Quersiegelstation unabhängig von der Bahnspannung vertikal in die untere Endlage transportiert. In vorteilhafter Weise erfolgt dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Materialbahn auf der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke konstant auf die gleiche Länge gezogen wird. Mit diesem Zug erfolgt der Transport der Materialbahn durch die Quersiegelstation. Dadurch, daß die Materialbahn immer auf die gleiche Länge gezogen und auch gedehnt wird, ist das Verfahren von der Bahnspannung unabhängig. An der Materialbahn kann das Verfahren sowohl mit Füllgut als auch leer ohne abgefülltes Produkt durchgeführt werden. Dies wirkt sich insbesondere beim Anfahren einer Maschine oder nach dem Anfahren nach einem Nothalt günstig aus.

Gemäß der Erfindung ist es auch zweckmäßig, wenn die Oberseite der Verpackung durch das Quersiegeln im wesentlichen fertiggestellt wird und unter der Bodenseite der Verpackung zu liegen kommt. Am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Verpackung also kopfüber in einer Aufnahme. Wenn eine Beutelpackung mit einer Oberseite nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden soll, die vorn im Bereich der Ausgießöffnung eine größere Höhe als hinten am entgegengesetzten Ende der Oberseite hat, ist es zweckmäßig, die Aufnahme gegen die Horizontale geneigt anzuordnen. Wenn mit dem Verfahren nach der Erfindung die Packung dann mit der Oberseite nach unten fertiggestellt wird, kann sich mit Vorteil der Füllgutspiegel parallel zur Bodennaht einstellen. Die Bodennaht ist dann in der Horizontalen liegend anzunehmen. Der Pegel des Füllgutes, zum Beispiel der Flüssigkeitsspiegel, läßt sich dann höher einstellen mit der Folge eines größeren Füllgrades bzw. geringeren Kopfraumes, wenn man später die Packung mit der Oberseite wieder nach oben gestellt annimmt.

Bearbeitungen einer Materialbahn sind häufig mit Eingriffen, mit Klemmen und Festhalten der Materialbahn verbunden. Wenn also wenigstens einige Arbeitsstationen mit der Bahn in Eingriff getreten sind, ist die Materialbahn schon von diesen fixiert. Nach dem Schließen wenigstens einer Arbeitsstation dieser Art in der Bearbeitungsstrecke kann der Eingriff und die Klemmung der Materialbahn durch die Quersiegelstation aufgehoben werden. Dann wird auch zweckmäßig die gefüllte Packung nach unten hin abgetrennt, und danach fährt die Quersiegelstation wieder um die Höhe einer Verpackung nach oben in die Zwischenlage, in welcher wiederum die Klemmung erfolgt usw. Erst unmittelbar nach dieser Klemmung beginnt das Füllen, und während des Füllvorganges fährt die Quersiegelstation in der oben beschriebenen Weise von der Zwischenlage aus weiter nach oben in die obere Endlage und wirkt somit der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens in der Materialbahn entgegen. Die gesamte Steuerung folgt einem bestimmten Takt, den man als abgeschlossen ansehen kann, wenn die Quersiegelstation ihre untere Endlage erreicht und die Materialbahn so nach unten gezogen hat, daß auf der Bearbeitungsstrecke neue Verfahrensmaßnahmen durchgeführt werden können.

Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß die Positionierung der Materialbahn für alle Bearbeitungseinheiten gleichzeitig und parallel erfolgt. Ferner können mit Vorteil die Bearbeitungseinheiten ortsfest installiert werden und brauchen zur Positionierung nicht über einen eigenen Antrieb zu verfügen. Dadurch läßt sich nicht nur das Verfahren sehr viel einfacher durchführen, sondern es können auch technisch einfachere Maschinen gebaut werden. Man könnte auch vorsehen, die Materialbahn kontrolliert einer Längsdehnung zu unterwerfen, die vorzugsweise größer als die Bahndehnung durch das Gewicht des abgefüllten Volumens ist, so daß damit das Verfahren von der Bahndehnung durch das Gewicht des Füllvolumens unabhängig wird.

Wenn man fakultativ oberhalb der Quersiegelstation auf beiden Seiten der Materialbahn Formbleche vorsieht, die mit der Quersiegelstation verbunden und dadurch mit dieser mitbewegbar sind, kann man das Ausbauchen des unteren Teiles der schlauchförmigen Materialbahn bei und nach dem Befüllen kontrolliert unterstützen. Durch das Ausbauchen ergibt sich eine Volumenvergrößerung des Schlauchendes der Materialbahn. Dies führt zu einer Absenkung des Füllstandes in der schlauchförmigen Materialbahn und ermöglicht auf diese Weise mit Vorteil eine kompaktere, weil kürzere Bauweise einer Form-Füll- und Siegelmaschine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen zeigen:

Fig. 1 schematisch die Vertikalschnittansicht quer durch den doppelt gelegten Materialbahnschlauch, wobei Bearbeitungsstationen und andere Teile einer Maschine schematisch angedeutet sind,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1, wobei jedoch seitlich auf die Fläche der Materialbahn geblickt wird,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm mit verschiedenen Bearbeitungsschritten und Verfahrens­ schritten in zeitlichen Relationen zueinander und

Fig. 4 ein Beispiel einer Beutelpackung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der in den Fig. 1 und 2 angedeuteten Maschine herstellbar ist.

Eine beispielsweise mit dem hier beschriebenen Form-Füll- und Siegelverfahren hergestellte Fließmittelpackung ist in Fig. 4 dargestellt und allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Verpackung 1 ist auch an dem vertikal unteren Ende der Maschine nach den Fig. 1 und 2 abgetrennt in einer Aufnahme 2 dargestellt. Die Verpackung 1 ist mit ihrer Oberseite 3 nach unten hergestellt und in den Figuren gezeigt. Der oben liegende Bodenbereich ist zwar geschlossen aber noch ungeformt. Eine nicht ausdrücklich bezeichnete Quersiegelnaht läuft in der Mitte über den Boden von der Vorderseite der Packung zu ihrer Rückseite. Die Oberseite 3 der Verpackung 1 weist bei dieser Ausführungsform hier eine Greiflasche 4 auf mit Fingergreiföffnungen 5. An der Vorderseite der Verpackung befindet sich oben eine Verschließeinrichtung 6, die aus Kunststoff hergestellt und von außen an der Materialbahn 7 appliziert ist. Die Verschließ­ einrichtung 6 ist wiederverschließbar durch eine Schraubkappe 6′.

Für die Herstellung einer solchen Verpackung 1 wird eine Maschine verwendet, die schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Über Zuführwalzen 8 wird die Materialbahn 7 aus flexiblem, siegelfähigem Material, zum Beispiel einem thermoplastischen Kunststoff, intermittierend in Richtung des Pfeiles 9 von einer nicht dargestellten Vorratsrolle zugeführt (Zuführrichtung 9). Eine Tänzerrolle 10 gleicht Längenänderungen und -schwankungen durch den intermittierenden Betrieb aus. Die Materialbahn 7 wird dann durch die Vorschubwalze 11 in eine vertikale Bearbeitungsstrecke 2 umgelenkt, deren Länge L von der Vorschubwalze 11 an ihrem oberen Ende bis zur Quersiegelstation 13 an ihrem unteren Ende gemessen wird.

Die Quersiegelstation 13 ist zweiteilig, nämlich auf beiden Seiten der Materialbahn 7 aufgebaut. Die Quersiegelstation 13 weist unten Packungsstützen 14 und oben Formbleche 15 auf, die jeweils an der Quersiegelstation 13 befestigt sind. Deshalb bewegen sich die Packungsstützen 14 und die Formbleche 15 gemeinsam mit der Quersiegelstation 13 in vertikaler Richtung nach oben und unten, wie in Fig. 1 links unten dargestellt ist: Nämlich von einer unteren Endlage 16 gemäß Pfeil 17 vertikal nach oben bis zu der Zwischenlage 18; von dieser gemäß Pfeil 19 in die obere Endlage 20 und von dort gemäß Pfeil 21 vertikal nach unten zurück wieder in die untere Endlage 16.

In Fig. 2 bedeuten die horizontalen Pfeile 22 an den Packungsstützen 14, daß sich letztere längs einer Führungsstange 23 horizontal zur Abstützung der Verpackung 1 in deren Bereich zusammengeschoben werden können. Selbstverständlich lassen sich die Packungsstützen 14 in Richtung nach außen entgegen der Pfeilrichtung 22 auch wieder auseinanderziehen, um die jeweils untere Packung in der in Fig. 2 dargestellten Position freizugeben, damit sie durch die Station 13 abgetrennt werden und in die Aufnahme 2 nach unten fallen kann.

Andererseits bedeuten die horizontalen Pfeile 24 in Fig. 1, daß sich die beiden Teile der Quersiegelstation 13 horizontal auf die Materialbahn 1 zu- und nach Bewegungsumkehr auch wieder fortbewegen können, um nämlich die Materialbahn 1 einzuklemmen, mit Quersiegelnäh­ ten zu versehen, abzutrennen und wieder freizugeben.

Die Vorschubwalze 11 hat einen besonderen Antrieb, durch welchen sie in Richtung des gebogenen Pfeiles 25 ein Stück weit entgegen der allgemeinen vertikalen Transportrichtung nach unten, die Materialbahn 7 nämlich nach oben zurückziehen kann.

Im vertikalen Abstand unter der Vorschubwalze 11 befindet sich eine Klemm- und Stanzeinheit 26, mit deren Hilfe die Materialbahn 7 im oberen Bereich der Bearbeitungsstrecke 12 festgeklemmt und halbkreisförmig zur Bildung des Schnittes 27 ausgestanzt wird, in welches Loch später die Verschließeinrichtung 6 befestigt wird. Unter dem halbrunden Schnitt 27 kann zum Einfalten ein zusätzlicher Schnitt 27′ durch diese Einheit vorgesehen werden. In Fig. 2 sind diese Schnitte 27 und 27′ an der linken Kante der Materialbahn 7 dargestellt. An ihrer rechten Kante befindet sich eine Fotomarke 28. Diese befindet sich zwar auf jedem Abschnitt der Materialbahn 7, aus der später eine Verpackung geformt wird, es sind in Fig. 2 aber nur zwei Fotomarken 28 auf der Bearbeitungsstrecke 12 dargestellt.

In Fig. 1 ist unter der Klemm- und Stanzeinheit 26 eine Fotozelle 29 angedeutet, welche von der Fotomarke 28 Signale empfängt und zur Steuerung beiträgt. Eine zweite Fotozelle 30 ist in vertikalem Abstand unter der ersten Fotozelle 29 und unter der allgemein mit 31 bezeichneten Einheit zum Einschweißen der Verschließeinrichtung 6 angeordnet.

Diese Einheit 31 zum Einschweißen der Verschließeinrichtung 6 weist eine Schweißeinrichtung 32 und einen Amboß 33 auf, die beim Zusammenfahren die Verschließeinrichtung 6 mit der Materialbahn in einer Weise verbinden, wie in Fig. 2 an der linken Kante der Materialbahn 7 neben der Schweißeinrichtung 32 dargestellt ist.

Die obere Fotozelle 29 ist für die Rückpositionierung, die untere Fotozelle 30 für die Vorschubsteuerung vorgesehen. Der Vorschub erfolgt vertikal nach unten in Richtung der Bearbeitungsstrecke. Vertikal etwas über der Einheit 31 zum Einschweißen der Verschließ­ einrichtung 6 befindet sich eine Bahnkantensteuerung 34, welche dafür sorgt, daß die in Fig. 2 rechts befindliche Kante der Materialbahn richtig ausgebildet wird. Die Materialbahn 7 wird nämlich durch Umfalten längs einer Längsfaltlinie doppelt gelegt. Diese Längsfaltlinie befindet sich in Fig. 2 in der linken Kante der Materialbahn 7, während die rechte Kante mithin offen ist, das heißt zwei Bahnkanten übereinander aufweist. Es ist nicht immer selbstverständlich, daß diese Kanten der Materialbahn 7 exakt aufeinander liegen, zumal die Einheit 31 beim Einschweißen der Verschließeinrichtung 6 Zugspannungen auf die Materialbahn 7 ausübt. Mit Hilfe der Bahnkantensteuerung 34 wird jedenfalls ein etwaiger Fehler korrigiert und dafür gesorgt, daß beide Materialkanten wieder weitgehend exakt aufeinander zu liegen kommen, wenn die Materialbahn 7 intermittierend durch die vertikale Bearbeitungsstrecke 12 unten geführt wird.

Mit 35 ist die Einfalteinheit für die Verschließeinrichtung 6 dargestellt, zusammen mit Einrichtungen zum Fixieren durch eine Siegel naht. Auf diese Weise erhält die linke Kante der Materialbahn 7 die in Fig. 2 dargestellte Form, zum Beispiel durch den Pfeil 36 angedeutet. Dieser Pfeil 36 zeigt nur auf die Verschließeinrichtung 6 mit der fixierten Einfaltung.

Durch die offene rechte Kante der doppelt gelegten Materialbahn 7 ragt in der unteren Hälfte der Bearbeitungsstrecke 12 das Füllrohr 37 in die Materialbahn 7 und zwischen die zwei Lagen der Bahn 7. Dieses Füllrohr reicht bis kurz oberhalb der Quersiegelstation 13 und unterhalb der Einrichtung 38 für die Längssiegelung, durch welche das untere Schlauchende der Materialbahn 7 derart hergestellt wird, daß eingefülltes Füllgut, zum Beispiel eine Flüssigkeit (Milch, Fruchtsaft oder dergleichen) nicht mehr ausläuft.

Durch die schon erwähnte Quersiegelstation 13 wird beim Befüllen eine Ausbauchung entsprechend der strichpunktierten Linie 39 in Fig. 1 des unteren Schlauchabschnittes der Materialbahn 7 mit Hilfe der Formbleche 15 unterstützt. Die Klemm- und Siegelwerkzeuge der Quersiegelstation 13 sind nicht dargestellt. Es werden mindestens zwei in vertikalem Abstand voneinander angeordnete und quer über die Materialbahn 7 verlaufende Siegelnähte 40, 40′ erstellt. Bevorzugt sind bei der hier dargestellten Ausführungsform drei Quersiegelnähte 40, 40′, von denen nur zwei, nämlich die Quersiegelnaht 40 und die Naht 40′ in Fig. 2 dargestellt sind. Die oberste Quersiegelnaht 40′ trennt das Füllgut von der Greiflasche 4. Die untere Quersiegelnaht 40 schließt das obere Ende der Greiflasche 4 ab. Darunter erfolgt der nicht dargestellte Trennschnitt, der auch durch Trennschweißen hergestellt werden kann. Darunter wiederum in geringem Abstand befindet sich eine weitere und hier nicht besonders herausgestellte Quersiegelnaht, welche den Boden der darunter befindlichen Packung 1 bildet und diese damit abdichtet.

Mit Hilfe einer an einem vertikalen Träger 41 gemäß Doppelpfeil 42 auf und ab bewegbaren Vertikalführung 43 werden bei der Längssiegelung in der Einrichtung 38 die überlappenden rechten Kanten der Materialbahn 7 gehalten, damit die Längssiegelnaht an der richtigen Stelle der Materialbahn 7 zu liegen kommt.

In Fig. 3 ist die zeitliche Abfolge der einzelnen Verfahrens- und Bearbeitungsschritte im Verhältnis zueinander dargestellt. Auf der Abszisse wird die Zeit in fünf Teilabschnitte unterteilt, und auf der Ordinate sind neun verschiedene Bearbeitungen angedeutet. Von oben nach unten handelt es sich hier zunächst um den Betrieb der Vorschubwalzen, der bei 4/5 T eingeschaltet und noch vor Erreichen von T abgeschaltet, dann aber klemmend gehalten wird.

Die nächste Funktion ist die Tätigkeit des Antriebes der Quersiegelstation 13 in vertikaler Richtung. Zunächst befindet sich im Vergleich mit Fig. 1 links die Quersiegelstation 13 in der unteren Endlage 16. Nach einiger Zeit wird dieser Antrieb eingeschaltet und bewegt die Quersiegelstation 13 in die Zwischenlage 18, bis ein 1/5 T erreicht ist. Dort bleibt die Quersiegelstation 13 stehen bis etwa zur Mitte der Zeiteinheit zwischen 1/5 T und 2/5 T. Dort wird der Antrieb wieder eingeschaltet und bewegt die Quersiegelstation gemäß Pfeil 19 nach oben in die obere Endlage 20. Dies ist im Zeitpunkt 2/5 T erfolgt. Nun bleibt die Quersiegel­ station 13 eine Zeiteinheit zwischen 2/5 T und 3/5 T in dieser oberen Endlage 20 stehen. Bei Erreichen von 3/5 T fährt der Antrieb gemäß Pfeil 21 die Quersiegelstation 13 wieder nach unten in die untere Endlage 16. Dann ist die Zeit 4/5 T erreicht. In der nächsten Zeiteinheit bewegt sich die Quersiegelstation nicht in vertikaler Richtung, bis der Takt T fertig durchlaufen st.

Die nächste, von oben die dritte Funktion in Fig. 3 ist das Klemmen der Quersiegelstation 13 in horizontaler Richtung. In der ersten Zeiteinheit von 0 bis 1/5 T ist die Klemmung gelöst bzw. offen. Bei 1/5 T wird die Klemmung eingeschaltet und bleibt eingeschaltet bis T, das heißt über vier Zeiteinheiten des Taktes hinweg.

Die nächste Funktion zeigt den Thermoschnitt. In der Quersiegelstation 13 erfolgt nämlich ein Thermoschnitt zwischen zwei in vertikalem Abstand zueinander angeordneten, parallelen Quersiegelnähten derart, daß der Thermoschnitt dazwischen angeordnet ist. Wenn die Zeit 3/5 T vorüber ist, wird die Heizung eingeschaltet, so daß der Thermoschnitt fertiggestellt ist, bevor der halbe letzte Zeitabschnitt zwischen 4/5 T und T durchlaufen ist. Dann wird die Heizung abgeschaltet, und die Funktion steht auf 0.

Die nächste Funktion darunter betrifft das Einsiegeln der Verschließeinrichtung 6. Die Siegelfunktion wird etwa nach Durchlaufen des halben letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T eingeschaltet und bleibt eingeschaltet bis T. Dann wird sie wieder ausgeschaltet.

Die nächste Funktion betrifft das Einfalten. Diese Tätigkeit ist bei T gleich 0 eingeschaltet und wird bei 3/5 T abgeschaltet. Nach Durchlaufen der Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T wird die Einfaltfunktion wieder eingeschaltet und bleibt bis zum Ende des Taktes T eingeschaltet.

Die nächste Funktion der Längssiegelung (Einrichtung 38) zeigt, daß diese Einrichtung 38 im ersten Zeitabschnitt zwischen 0 und 1/5 und auf der letzten Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T eingeschaltet ist.

Ähnlich erkennt man sogleich bei der vorletzten Funktion, daß das Klemmen und Stanzen zur Schaffung der Schnitte 27, 27′ zwischen 0 und 3/5 eingeschaltet ist, zwischen 3/5 T und der Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T ausgeschaltet ist, dann wieder eingeschaltet wird bis zum Ende, nämlich bis T. Schließlich erkennt man auch aus der Darstellung der Funktion des Füllventiles, daß dieses nur in der Zeit zwischen 1/5 T und 3/5 T eingeschaltet ist, im übrigen keine Füllung erfolgt.

Bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann man am Kopfende 3 der Verpackung 1 eine wiederverschließbare Ausgießöffnung 6 einsiegeln. Die Einbringung dieser Verschließeinrichtung 6 erfolgt im oberen Teil der Bearbeitungsstrecke 12 und bestimmt eine Position in der vertikalen Längsrichtung der Materialbahn 7, auf welche sich die nächsten Bearbeitungsschritte beziehen.

Unter kurzer Wiederholung fährt die Quersiegeleinheit 13 von ihrer Startposition in ihre untere Endlage 16 und zieht die Materialbahn 7 um die Höhe einer Packung 1 nach unten. Die Quersiegelstation 13 verharrt zunächst in dieser unteren Endlage 16. Die Vorschubwalze 11 zieht im zeitlichen Anschluß den Nachlauf der Materialbahn 7 wieder zurück und spannt die Materialbahn zwischen der unteren Endlage 16 der Quersiegelstation 13 und der Vor­ schubwalze 11. Letztere fährt dabei so lange in Richtung des gebogenen Pfeiles 25 zurück, bis die Fotozelle 29 die aufgedrückte Fotomarke 28 korrekt erfaßt. Daraufhin schließen die dazwischenliegenden Arbeitsstationen auf der Bearbeitungsstrecke 12 und führen ihre Funktionen entsprechend dem oben beschriebenen Funktionsablaufplan aus.

Das Zurückfahren der Materialbahnen 7 mit den Vorschubwalzen 11 erfolgt bei geschlossener Quersiegelstation in der unteren Endlage 16.

Wenn die zeitlich letzte, örtlich über der Quersiegelstation 13 befindliche Arbeitsstation bei 3/5 T ihre Funktion abgeschlossen hat, fährt die Quersiegelstation geschlossen in ihre untere Endlage 16 und zieht die Materialbahn 7 über die Vorschubwalze 11 nach unten. Ein neuer Takt wird eingeleitet, und das Verfahren wiederholt sich.

Claims (10)

1. . Vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen (1) aus flexiblem, siegelfähigem Material, das als ebene Materialbahn (7) von einer Rolle abgewickelt, doppelt gelegt und durch Längssiegeln (38) zum Schlauch geformt wird, der in etwa vertikaler Richtung intermittierend nach unten gefördert und gefüllt wird und von dem unter Quersiegeln (13) und Trennen Verpackungen (1) erzeugt und vereinzelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) längs einer Bearbeitungsstrecke (12) etwa vertikal über der Quersiegelstation (13) bearbeitet wird und im wesentlichen über ihre gesamte etwa vertikale Bearbeitungsstrecke (12) in Längsrichtung gespannt wird, wobei eine Fotomarke (28) auf der Materialbahn (7) in exakte Position zu einer Fotozelle (29, 30) gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) dadurch gespannt wird, daß sie am oberen Ende (bei 11) der etwa vertikalen Bearbeitungs­ strecke (12) bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke (28) nach oben zurückgezo­ gen (25) und dann gehalten wird, während sie unten frei hängt und vom Gewicht des Füllgutes gespannt gehalten wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) dadurch gespannt wird, daß sie in der Quersiegelstation (13) unten ortsfest gehalten und währenddessen am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke (12) bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke (28) nach oben zurückgezogen (25) und dann gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung der ortsfest gehaltenen Materialbahn (7) in deren gespanntem Zustand beginnt und daß dann die unterste Verpackung (1) abgetrennt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn vor dem Füllen in einer vertikalen Zwischenlage (18) von der Quersiegel­ station (13) eingeklemmt und nach diesem Einklemmen in eine obere Endlage (20) etwa vertikal nach oben gefördert wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Füllens und vor dem Siegeln (38) der Längssiegelnaht und/oder des Verschlusses (6) die Materialbahn (7) zur Entlastung wenigstens teilweise von unten abgestützt (14, 15) wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) im Bereich des unteren Endes der Bearbeitungsstrecke (12) gefüllt und verformt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) nach dem Verformen quergesiegelt und um eine Packungshöhe etwa vertikal nach unten in die untere Endlage der Quersiegelstation (13) transportiert wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) auf der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke (12) konstant auf die gleiche Länge gezogen wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (3) der Verpackung (1) durch das Quersiegeln im wesentlichen fertiggestellt wird und unter der Bodenseite der Verpackung (1) zu liegen kommt.