DE19822279A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Kapseln mit flächenförmigen Gebilden, insbesondere Beuteln - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Befüllen von Kapseln mit flächenförmigen Gebilden, insbesondere Beuteln, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beutel unter Verwendung einer mechanischen Vorrichtung zu einer Führungs- und Verformstation gefördert und beim Durchlaufen derselben unter Einwirkung von Schwerkraft und/oder Luft- oder Trägergasströmung und/oder eines Schiebestücks und/oder Durchdrückstempels stufenweise oder kontinuierlich in die Form einer Rolle gebracht und beim Austritt aus der Station in bereitgehaltene Kapseln gefüllt werden, die dann verschlossen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schonenden Befül­ len von Kapseln mit flächenförmigen Gebilden, insbesondere Beuteln. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es gibt flächenförmige Gebilde, die nur ihre Zweckbestim­ mung erfüllen können, wenn sie gerollt, definiert zusammen­ gedrückt oder gefaltet sind, so daß sie eine derart ver­ kleinerte Form erhalten, daß sie beispielsweise in einer Kapsel untergebracht werden können.

Beim Stand der Technik ist das Rollen und Falten zur Ver­ bringung derartiger Gebilde in eine Kapsel praktisch nur per Handarbeit möglich, was kostenaufwendig, zeitraubend und darüber hinaus unhygienisch ist und die Gefahr von Verunreinigungen mit sich bringt. Eine Reinraumfertigung ist so kaum möglich.

Flächenförmige Gebilde im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle flachen, von ihrer Dimensionierung her in Be­ tracht kommenden, flexiblen Gebilde, z. B. aus Papier, Kunststoff, Textilmaterial, Metallgewebe, die einlagig oder mehrlagig in Form flacher Beutel, insbesondere Siegelrand­ beutel, vorliegen können.

Der im folgenden verwendete Begriff "Beutel" wird auch als einlagige Gebilde umfassend verstanden.

Der Begriff "rollen" wird im folgenden auch für andere For­ men des definierten Zusammendrückens oder Faltens verwen­ det.

"Rolle" bezeichnet dementsprechend jedes Produkt des erfin­ dungsgemäßen Verformungsvorgangs mit rundem Querschnitt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine hierfür zweck­ mäßige Vorrichtung zu entwickeln, die selbsttätig funktio­ niert, eine Handbefüllung ersetzt und mit wirtschaftlichen Mitteln durchführbar ist.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren zum Be­ füllen von Kapseln mit Beuteln der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß die Beutel unter Verwendung einer mechanischen Vorrichtung zu einer Führungs- und Ver­ formstation (8) gefördert und beim Durchlaufen derselben unter Einwirkung von Schwerkraft und-oder Luftströmung, ei­ nes Stempels oder eines Schiebestücks stufenweise in die Form einer Rolle gebracht, beim Austritt aus der Station (8) in bereitgehaltene Kapseln gefüllt werden, die dann verschlossen werden können.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß

• - in einem ersten Arbeitsschritt jeweils ein vereinzelter Beutel (2) zur Verformstation (8) gefördert und darin über die Aufgabeöffnung (9) eines konisch zulaufenden Einfüllschachtes (20) geführt und in die Aufgabeöffnung (9) eingeführt wird,
• - in einem bevorzugt gleichzeitigen Arbeitsschritt das Mittelteil (16) einer Kapsel auf einem Förderband (15) unter den Auslauf (14) gebracht und dort in gleichachsi­ ger Position mit dem Führungsrohr (13) gehalten,
• - in einem weiteren Arbeitsschritt der Beutel (2) durch Einwirkung sowohl von Schwerkraft als auch eines Förder­ luftstromes (11, 12) unter wenigstens teilweiser Anpas­ sung seiner Form an die Innenwand des im Führungsrohr (13) gebildeten Verformungsschachtes (21) in diesem suk­ zessive weiter gefördert und dabei verformt, sowie
• - in einem folgenden Arbeitsschritt der Beutel (2) unter weiterer Rollverformung in einem als Auslaufschacht (22) angeordneten Endteil des Rohres (13) nach Art einer Rolle aus dem Auslauf (14) in einen Teil (16) einer Kapsel ein­ getragen und dabei auf einem bevorzugt luftdurchlässigen Förderband (15) aufgestellt wird, und
• - in einem abschließenden Arbeitsschritt die mit gerollten Beuteln (2) gefüllten Kapselmittelteile (16) in einer Verschlußstation (17) oben und unten verschlossen werden.

Mit Vorteil ersetzt das Verfahren nach der Erfindung die bisher erforderliche Handarbeit durch einen selbsttätigen Ablauf der Arbeitsschritte. Selbstverständlich umfaßt der Begriff Kapselmittelteile oder Kapselmittelstück auch Kap­ selhälften.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sind entspre­ chend den Unteransprüchen vorgesehen. Dabei kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß der Beutel nach Art ei­ ner Rohrpost mittels Gasdruck und/oder Vakuum von der Auf­ gabeöffnung des Führungsrohres gegen die Austragsöffnung gefördert wird. Auch kann beim Einblasen von Förder- Druckgas die Aufgabeöffnung des Führungsrohres verschlossen werden.

Sehr zweckmäßig kann weiter der Beutel mittels pulsierendem Fördergasstrom unter bevorzugt ruckartigen Verformungsstö­ ßen in konisch verjüngten Bereichen (20-22) des Führungs­ rohres (13) sukzessive gegen den Auslaß (14) bewegt werden. Schließlich wird zweckmäßig die richtige Form und Lage des gerollten Beutels (2) bei seinem Austritt aus dem Auslass (14) des Führungsrohres (13) optisch überwacht.

Dabei kann dann, beispielsweise bei teilweise oder weitge­ hend schräglagig gerolltem Beutel, dieser durch eine Serie von Druck- oder Saugstößen - vorzugsweise gekoppelt mit leichten Druckstößen in Gegenrichtung - derart gerüttelt werden, daß er zuletzt mit einer Rundkante auf dem Trans­ portband aufliegt.

Eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß

• - in einem ersten Arbeitsschritt jeweils ein Beutel (2) in gleichmäßiger Ausrichtung auf einer horizontalen Trans­ portebene (6) zur Beladestation (8) transportiert und am Ende der Transportebene (6) in eine Abwurfebene abkippend in einen vertikalen Einfüllschacht (20) der Beladestation (8) eingeführt und darin in einen Verformungsbereich (10) absinken gelassen wird,
• - in einem anschließenden Arbeitsschritt der bis dahin noch ebenflächige Beutel (2) von schräg-abwärts und seitlich gerichteten Luftstrahlen oder Gasstrahlen (11, 12) an vorgegebenen Beaufschlagungsstellen erfaßt und dabei mittels Strömungsdruck bevorzugt die Randbereiche des Beutels (2) an- bzw. ein­ gerollt werden und der Beutel (2) zugleich zu weiterem Absinken im konischen Bereich (13) des Verformungsschach­ tes (21) gebracht wird, wonach
• - in einem weiteren Arbeitsschritt der angerollte Beutel (2) durch weitere Beaufschlagung mit einem Fördergas­ strom durch den sich konisch verjüngenden Auslaufschacht (22) unter weiterer Verdichtung seiner angerollten Form gezwungen und schließlich in das Kapselteil (16) ausge­ tragen wird, und
• - in einem abschließenden Arbeitsschritt die mit angeroll­ ten Beuteln (2) gefüllten Kapselmittelteile (16) in einer Verschlußstation oben und unten verschlossen werden.

Unter dem Auslaß des Führungs- und Verformrohres (8) befin­ det sich das auf ein Transportband verbrachte röhrenförmige Mittelteil der Kapsel, oder aber Mittel- mit Unterteil, das beispielsweise in Halteeinrichtungen auf dem Transport­ band mitgeführt wird.

Bei Optimierung des Verfahrens kann erreicht werden, daß der Beutel (2) durch Schwerkraft herabfällt und zunächst an einer Stelle liegenbleibt, die enger ist als der Beutel­ durchmesser. Dort angekommen, wird der Beutel (2) infolge der Formgebung des Führungs- und Verformrohres (8) bereits etwas angerollt, weil er sich der gewölbten Wandung anpas­ sen muß. Diese sollte mit glatten Innenwänden ausgebildet sein, was beispielsweise durch Beschichtung mit Teflon oder durch Verwendung von geeigneten Keramikwerkstoffen erreicht wird.

Die Wände können auch durch ein Luftpolster auf der Innen­ seite des Rohres noch gleitfähiger gestaltet werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Wände mit Öffnungen, z. B. siebartigen Löchern versehen werden, durch die ein Luftstrom in das Innere geführt wird, so daß sich zwischen Beutel (2) und Rohrwand ein Luftpolster bildet.

Das Führungsrohr (8) ist bevorzugt mit Konizität gestaltet und derart ausgebildet, daß ein genügend langer Weg zur allmählichen Verformung, das heißt zum Anrollen des Beutels (2) in eine annähernd zylindrische Form zur Verfügung steht.

An Stellen, an welchen der Beutel (2) üblicherweise im Zuge seiner Verformung zunächst steckenbleibt, kann er durch ei­ nen kräftigen Luft- oder Gasdruckstoß weitergefördert wer­ den, so daß er sich der engerwerdenden Wandung anpaßt, wei­ ter gerollt, zusammengedrückt oder gefaltet wird und dabei eine nahezu zylinderförmige Gestaltung annimmt, bis er schließlich durch den Auslauf (14) des Führungsrohres (8) in die unter dessen Auslauf verbrachte Röhre der Kapsel (16) eingeführt wird und auf dem Förderband (15) aufliegt. Anstelle von Druckstößen kann zusätzlich der Beutel (2) auch von unterhalb des Schachtes (20-22) durch Unterdruck beziehungsweise Vakuum angesaugt werden, wobei in einer be­ vorzugten Ausführungsform sowohl das Einblasen wie das An­ saugen kontinuierlich erfolgen kann, sobald ein Beutel (2) der Aufgabeöffnung des Führungsrohres zugeführt wird, so daß der Druckstoß oder das Ansaugen nicht erst erfolgt, wenn der Beutel (2) an einer Engstelle liegenbleibt, son­ dern er von Anfang an beschleunigt und mit erhöhter Ge­ schwindigkeit zum Auslauf gefördert wird, wobei mehr Ener­ gie zur Verformung bzw. zum Falten und/oder Rollen einge­ setzt werden kann.

Bei dem Verfahren kann es zunächst vorkommen, daß der Beu­ tel nicht parallel zu den Kanten, sondern zur Diagonalen gerollt oder gefaltet wird.

Um dies zu vermeiden, sieht eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß

• - in einem ersten Arbeitsschritt der Beutel in gleichmäßi­ ger Ausrichtung auf einer horizontalen Transportebene zur Beladestation transportiert und am Ende der Transportebene in eine Abwurfebene abkippend in einen vertikalen Aufgabe­ schacht der Beladestation eingeführt und darin in einen Um­ formungsbereich absinken gelassen wird.

Dabei behält der Beutel in jedem Stadium des alternativen Verfahrens eine definierte Position bei und bleibt solange ebenflächig, bis er den Einfüllschacht der Beladestation passiert hat.

Fallweise kann hierbei der Beutel durch gezielte energie­ reiche Gasstrahlen im Durchrutschen unterstützt werden. Danach gelangt der Beutel in einen Verformungsbereich des Führungsrohres und wird dort durch Einsatz von mit hoher Energie auftreffenden seitlichen Luft- oder Gasstrahlen er­ faßt und an den vertikalen Seitenbereichen zwangsweise an- bzw. eingerollt.

Der Einsatz der Gas- oder Luftströmung kann z. B. seitlich gerichtet sein, so daß die gerollte Formgebung mit Sicher­ heit erreicht wird.

Danach kann der Beutel mit angerollten Seitenkanten durch weitere Beaufschlagung mit Förderluft durch das sich ver­ jüngende Führungsrohr unter fortgesetzter Verdichtung gegen das Rohrende gefördert und dabei in jeweils ein Kapsel­ mittelteil eingeblasen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch den Ein­ füllschacht, den Verformungsschacht und den Auslaufschacht mittig eine Führungsstange (Mittendorn) angebracht. Diese Führungsstange verjüngt sich nach unten, so daß sie eine kurze Strecke vor dem Auslaufrohr endet. Diese Führungs­ stange befindet sich in der Achse der gesamten Einrichtung, Einfüllschacht, Verformungsschacht und Auslaufschacht.

Dadurch wird erreicht, daß die in den Einfüllschacht aufge­ brachten flächenförmigen Gebilde bei Beginn des Eintritts in den Verformungsschacht bereits so zu liegen kommen, daß sich eine Krümmung entsprechend den Wandungen des Verfor­ mungsschachts ergibt. Um zu erreichen, daß bei der Zufüh­ rung von Druckluft beziehungsweise Abführung von Unterdruck nicht zuviel Luft verloren geht, ist der Abstand zwischen den Außenwänden des Rohrs und den Innenwänden so zu gestal­ ten, daß das flächenförmige Gebilde den Schacht fast aus­ füllt. In einem unteren Teil des Verformungsschachtes wird dieser so gestaltet, daß an einer definierten Stelle die Wandung näher an der Innenachse liegt als dem stufenförmig abgehobenen angrenzenden Teil der Wandung. Das Verformungs­ rohr verjüngt sich nach unten hin, so daß das eingebrachte Gebilde veranlaßt wird, sich um die Führungsstange herum praktisch zu "rollen". Im untersten Teil des Verformungs­ rohrs endet die Stange in einer Spitze. Die stufenförmige Gestaltung des Querschnitts des Führungsrohres bleibt be­ stehen und führt bei weiterer Verjüngung des Verformungs­ schachtes dazu, daß sich das System immer mehr "rollt". Schließlich gerät es in gerolltem Zustand in den Auslauf­ schacht und wird von da aus in die bereit stehende Kapsel­ hälfte geschleudert.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Gestal­ tung wie oben der Vortrieb des Systems durch das sich ver­ jüngende Verformungsrohr nicht durch Luftdruck beziehungs­ weise Unterdruck hervorgerufen, sondern durch eine Art Stempel, welcher sich in Form eines Rohres um die Führungs­ stange befindet. An der vorderen Seite ist dieser Stempel mit einem verformbaren Dichtungselement (Schaumstoff oder ähnliche) angepaßt, wodurch erreicht wird, daß der Hohlraum des Verformungsrohres völlig ausgefüllt und das eingebrach­ te Gebilde nach unten geschoben wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ende des Aus­ laufschachtes teleskopartig beweglich gelagert und wird im Normalzustand durch einen leichten Federdruck in der oberen Position gehalten. Erreicht der Durchdrückstempel mit dem Gebilde diese Position, wird das Teleskopstück des Aus­ laufrohres in die Kapsel geführt, worin es verbleibt, bis der Stempel das eingebrachte Gebilde ganz in die Kapsel ge­ schoben hat. Dann wird das Eintrittsrohr zurückgezogen, so daß das Gebilde in der Kapsel verbleibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird er­ reicht, daß das eingebrachte Gebilde bereits am Einfüll­ schacht dadurch befördert wird, daß sich ein großer Stempel wie der beschriebene Ausdruckstempel teleskopartig um den inneren Stempel angeordnet ist. Daher ist auch der Außen­ stempel mit einer verformbaren Dichtung (aus Schaumstoff oder ähnlichem) versehen. Diese Außenwulst ergreift beim Niederdrücken beider Stempel das am Rand des Außenschachtes liegende System und drückt es in den Verformungsschacht. Dort bleibt das Außenteil des Stempels stehen, während der Innenteil des Stempels das Gebilde weiter ergreift und durch den Verformungsschacht drückt. Die Außenwulst ist be­ sonders vorteilhaft bei dem Verformstück ohne sägezahnför­ mige Vorsprünge.

Es läßt sich auch eine beliebig große Zahl solcher telesko­ partiger Stempelkombinationen zusammensetzen, um sicherzu­ stellen, daß aus dem Einfüllschacht beziehungsweise Trich­ ter das eingebrachte Gebilde zuverlässig nach unten geführt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht nicht nur ein stufenförmiger Abschnitt am unteren Teil des Aus­ laufrohres, sondern mehrere stufenförmige Abschnitte, so daß gewährleistet ist, daß eine Kante an einem dieser Ab­ schnitte anliegt und das andere Ende im weiteren Verlauf nach unten gedrückt wird.

Alternativ können Greiffühler verwendet werden, die aus ei­ nem federnden Material bestehen und beispielsweise zweimal hakenförmig gebogen sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann anstelle einer Förderung des Verformteils durch Schwerkraft, unterstützt von einem Luftstrom oder durch einen Stempel die Beförde­ rung auch durch ein Schiebestück erfolgen.

Dieses Schiebestück wird durch die Führungsstange bezie­ hungsweise den -dorn geführt; dies ist möglich, da das Schiebestück ring- beziehungsweise rohrförmig gestaltet ist. An der Vorderseite des Schiebestücks sind zwei oder mehr Greiffühler aus einem federnden Material wie Edelstahl angebracht. Diese sind zweimal hakenförmig gebogen. Der Außenhaken-Teil greift in die Züge des Verformrohres und geht in einen Innenhaken-Teil über. Wird das Schiebe­ stück nach unten geführt, ergreift der Innenhaken-Teil des Greiffühlers das Verformteil am Rand und schiebt es eben­ falls nach unten, so daß es nach unten befördert und be­ stimmungsgemäß weiter gerollt oder verformt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann die Führung allein oder in Kombination durch Führungsfedern aus Federstahl­ draht oder einem anderen geeigneten Material erfolgen, die an der Oberseite des Schiebestücks angebracht sind und an der Innenwand des Verformrohres entlanggleiten. Die Füh­ rungsstange ist dann entbehrlich.

Das Schiebestück kann - wenn es aus einem magnetisierbaren Material ist oder mit einer Spule versehen ist - elektroma­ gnetisch oder magnetisch oder als Teil eines Linearmotors angetrieben werden.

Die Wirkung des Schiebestücks kann durch einen Luftstrom unterstützt werden.

Das Schiebestück kann auch pneumatisch angetrieben werden; dazu wird ein geeignetes flexibles Material in Art eines Schirmes zwischen den Führungsfedern und/oder den Greiffüh­ lern angebracht, wobei diese als Speichen dienen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeich­ nungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Verfahrensdiagramm der Erfindung;

Fig. 1a in Seitenansicht eine Vorrichtung zum Einrollen von flächenförmigen Gebilden mit einer Folge von Einführschacht, Verformungsschacht und Auslaufschacht;

Fig. 2 und 3: Querschnittsformen von Einfüllschacht und Verformungsschacht;

Fig. 4a bis 4e: Verformungszustände des Siegelrandbeu­ tels in unterschiedlichen Verformungs­ bereichen der Vorrichtung;

Fig. 5a bis 5d: Verschiedene Ausführungsformen des Füh­ rungsrohres (8) im Querschnitt

Fig. 6 und 6a: Seitenansicht (Fig. 6) und Querschnitt (Fig. 6a) einer Vorrichtung zum Einrol­ len flächenförmiger Gebilde mit Schie­ bestück.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Befüllen von Kapseln (16) mit Beuteln (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, gekennzeichnet durch:

• - eine Zuführungseinrichtung (1) für Beutel (2) von einer diese in einem endlosen Laminat (3) enthaltenden Vorrats­ rolle (4) sowie eine Vereinzelungsstanze (5) mit einem Transportband (6),
• - eine Abwurfstation (7) mit einem Führungs- und Verfor­ mungsrohr (8), umfassend einen flachen Aufgabeschacht (9) mit einem daran nach unten zu anschließenden Verformungs­ bereich (10), sowie mit in diesen einmündenden Blasdüsen (11, 12) und mit einem weiter unten anschließenden koni­ schen Verdichtungsbereich (13),
• - eine darunter befindliche Austragsstation (14) mit einer Fördervorrichtung (15) für Kapselmittelteile (16), und, der Austragsstation nachgeordnet,
• - eine Verschlußstation (17) für die damit fertigen Kap­ seln (18) mit einem Spender (19) für Kapselmittelteile und/oder Kapselunterteile.

Fig. 1a zeigt in vergrößerter Darstellung das Verformrohr (8), gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus den drei Bereichen Einführschacht (20), Verformungsschacht (21) und Auslaufschacht (22).

Am unteren Ende befindet sich der Auslauf (14) des Auslauf­ schachtes (22) mit einem diesen umgebenden Teleskop- Einfüllrohr (24) und darunter eine aufnahmebereite Kapsel bzw. ein Kapselmittelteil (16).

Die drei Bereiche (20 bis 22) gehen unter Durchmesserver­ jüngung von oben nach unten ineinander über, bzw. sie sind aneinander anschliessend miteinander integriert.

Die Innenwandung des Verformungsschachtes (21) kann bevor­ zugt in einer Drehrichtung (30) spiralförmig von aussen nach innen verlaufende Vorsprünge (23) aufweisen, die im Verhältnis der Durchmesserverjüngung des Rohrquerschnittes ebenfalls mit sich stetig verkleinernden Proportionen aus­ gebildet sind.

Wie hierzu aus der Fig. 3 ersichtlich ist, verhaken sich diese Vorsprünge (23) mit einem Ende des durchrutschenden Beutels (2) und zwingen diesen in eine Spiralform, wie dies in Fig. 3 rein schematisch dargestellt ist. Weiterhin zeigt die Fig. 1a, daß in den Bereichen von Einfüllschacht (20) und Verformungsschacht (21) des Verformrohres (8) in dessen Längsachse (x-x) eine dornförmige Führungsstange (26) unter Durchdringung eines einfüllseitig angeordneten Durchdrück­ stempels (25) befestigt ist. Diese Führungsstange (26) un­ terstützt sehr vorteilhaft die stufenweise Anroll- Verformung des Beutels (2) bei dessen Verformungsweg durch das Verformrohr (8). Der Durchdrückstempel (25) kommt hauptsächlich dann zum Einsatz, wenn der Beutel zwischen Einführschacht (20) und Verformungsschacht (21) an einer Stelle steckenbleiben sollte. Er kann somit ebenso ein zu­ sätzliches Hilfsmittel wie auch eine alternative Methode des Förderns darstellen.

Die Fig. 4a bis 4e zeigen einander folgende Verformungs­ zustände des eingebrachten flächenförmigen Gebildes beim Durchlaufen der einzelnen Bereiche (20 bis 22) des Verform­ rohres (8), und zwar von der noch-Beutelform (Fig. 4a) bis zur schneckenartig gerollten Form gemäß Fig. 4d/4e. Sehr hilfreich ist hierbei, daß bereits der Einführschacht gemäß Fig. 2 die Querschnittsform einer gequetschten Röhre auf­ weist, durch die der Beutel (2) auch unter dem Zusammenwir­ ken mit der mittigen Führungsstange (26) die Ausgangsform gemäß Fig. 4b annimmt.

Die Fig. 5a-5d zeigen verschiedene Ausführungsformen des Führungsrohres (8) im Querschnitt.

Der Formgebung des Führungsrohres (8) kommt eine besondere Bedeutung zu. Das Führungsrohr besitzt eine Eintrittsöff­ nung (9), die vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt besitzt und eine Austrittsöffnung (14), die vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Die Form des Mit­ telteils dieses Führungsrohrs ist variabel.

In einer Ausführungsform (Fig. 5a) besitzt der Mittelteil einen runden Querschnitt, der sich vom oberen Segment zum unteren Segment verkleinert.

In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 5b) besitzt der Mittelteil einen runden Querschnitt mit einer nach innen weisenden, im wesentlichen kreisförmigen Ausbuchtung. Diese Ausbuchtung verursacht vom oberen Segment zum unteren Seg­ ment hin eine - gegenüber der in Fig. 5a dargestellten Ausführungsform - besonders starke Verkleinerung der für die Passage des Beutels zur Verfügung stehenden Quer­ schnittsfläche und eine Aufrollwirkung auf den passierenden Beutel.

In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 5c) besitzt der Mittelteil einen runden Querschnitt mit einer nach innen weisenden, spiralförmigen Ausbuchtung. Diese Ausbuchtung verursacht vom oberen Segment zum unteren Segment hin eine - gegenüber der in Fig. 5a dargestellten Ausführungsform - Verkleinerung der für die Passage des Beutels zur Verfügung stehenden Querschnittsfläche und eine besonders starke Auf­ rollwirkung auf den passierenden Beutel.

In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 5d) besitzt das obere Segment des Mittelteils einen runden Querschnitt mit einer nach innen weisenden, kreisförmigen Ausbuchtung, die im unteren Segment des Mittelteils in eine nach innen wei­ sende, spiralförmige Ausbuchtung übergeht. Die Kombination der zuvor beschriebenen Ausbuchtungsvarianten verursacht in dieser Ausführungsform vom oberen Segment zum unteren Seg­ ment hin eine - gegenüber der in Fig. 5a dargestellten Ausführungsform - besonders starke Verkleinerung der für die Passage des Beutels zur Verfügung stehenden Quer­ schnittsfläche und eine besonders starke Aufrollwirkung auf den passierenden Beutel.

Die Erfindung läßt sich für alle Anwendungsfälle nutzen, in denen Kapseln mit Beuteln gefüllt werden müssen, zum Bei­ spiel auch Kapseln mit Schrotbeuteln für nicht tödliche Mu­ nition mit hoher Mannstopwirkung für Schusswaffen, etc.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Einführungs­ schacht (20) - anstelle in Trichterform - so gestaltet, daß er dem Beutel (2) beim Hinuntergleiten eine elliptoidische bzw. "gewickelte" Form gibt.

Am oberen Ende hat dieser Schacht (20) etwa die Form einer gequetschten Röhre mit einer Zunge (27), auf die der Beutel (2) herabfällt. Diese Röhre kann zunächst einen nahezu rechteckigen Querschnitt, allerdings mit abgerundeten Ec­ ken, aufweisen.

Dabei wird bevorzugt die Kantenlänge der längeren Seite dieses Rechtecks nach einem gewissen Fallweg auf die Kan­ tenlänge des Beutels (2) gebracht, so daß diese parallel zur Gleit-/Fallrichtung ausgerichtet wird.

Im weiteren Verlauf wird der rechteckige Querschnitt bana­ nenförmig und später sichelförmig gebogen, bis er eine etwa schneckenförmige Gestaltung erreicht und der darin gleiten­ de Beutel (2) gerollt ist, bis er in den röhrenförmigen Auslaß mit kreisförmigem Querschnitt beschleunigt in die Kapsel (16) geführt wird.

Diese Ausgestaltung begünstigt auch eine Anlegung von Un­ terdruck im unteren Bereich des Auslaufschachtes (22), da durch den relativ engen Querschnitt der Druckverlust ver­ hältsnismäßig gering ist, so daß es besonderer Ventile nicht bedarf.

Ist die Ansaugwirkung zum Durchpressen oder -ziehen des Beutels (2) an einer engen Stelle des Auslaufschachtes (22) wegen zu geringen Querschnitts nicht ausreichend, kann ein Nebenluftventil geöffnet werden, damit ein kräftiger Luftsog entsteht, der den angerollten Beutel durch die Eng­ stelle zieht.

Zusätzlich kann beim Einfüllschacht (22) ein Druckstoß er­ zeugt werden, der das Hinabgleiten zusätzlich verstärkt. Ist es erwünscht, statt einer Kapselröhre (16) eine Kapsel­ unterhälfte zu befüllen, kann dies dadurch erreicht werden, daß im Bereich unterhalb des Auslaufschachts (22) ein star­ ker Unterdruck - gegebenenfalls annähernd Vakuum - angelegt wird.

Bei normalen Luftdruckverhältnissen besteht nämlich die Ge­ fahr, daß sich im Augenblick der Befüllung der Kapsel (16) durch den Beutel (2) im unteren geschlossenen Teil der Kap­ sel ein Luftpolster bildet, welches die Befüllung erschwert und den Beutel teilweise herausdrückt. Bei Vakuum hingegen kann kein Luftpolster entstehen. Bei dieser Ausgestaltung muß allerdings sichergestellt werden, daß zwischen Kapsel (16) und Unterrand der Auslauföffnung (14) genügend Zwi­ schenraum besteht, so daß der Unterdruck wirken kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich alterna­ tiv dazu kurz vor dem Ende des Auslaufschachtes (22) seit­ lich ein oder mehrere Ventile, durch welche Luft des Um­ formrohres (8) angesaugt wird, so daß der erfindungsgemäß im Befüllungsschacht (20) beschleunigte Beutel in die Kapsel (16) geführt wird.

In einer Ausführungsform kann zur Vermeidung des Problems, daß durch zu engen Querschnitt des Schachtes (21 bzw. 22) der auf den Beutel (2) einwirkende Unterdruck nicht aus­ reicht und der Beutel (2) im Schacht hängenbleibt, an der Stelle des höchsten Reibwiderstandes ein zusätzliches Ne­ benluftventil eingerichtet werden, durch welches ein kräf­ tiger Luftstrom im Auslaufschacht (22) erzeugt, und durch den der Beutel - der inzwischen weitgehend gewickelt bezie­ hungsweise gerollt ist - mitgerissen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der un­ tere Teil des Auslaufschachtes (22) mit Zügen versehen wer­ den, die einen polygonen Querschnitt haben. Auf diese Weise erhält der gerollte Beutel eine entsprechende Außenform. Wird der Beutel dann durch Unter- oder Überdruck in die Kapsel (16) hineingeschossen, kann in der Kapsel (16) be­ findliche Luft oder Reste davon in den Zwischenraum entwei­ chen, der sich zwischen dem Außenrand der Kapsel (16) und den "Zügen" des Beutels (2) befindet.

In einer weiteren Ausführungsform können im Auslaßschacht (22) befindliche polygone Züge auch schraubenförmig ausge­ bildet werden, so daß der Beutel (2) einen "Drall" erhält.

Der so herab-"geschossene" Beutel (2) kann sich in die Kap­ sel (16) regelrecht "hineinschrauben". Dabei wird also nicht nur die durch die beschleunigte Masse bewirkte senk­ rechte Bewegung, sondern auch noch durch die aufgrund der Massenträgheit erzeugte Drehbewegung genutzt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Befüllung ist dar­ auf zu achten, daß die einzelnen Schritte in einer dem Fachmann geläufigen Weise synchronisiert werden. Dies gilt sowohl für den Vortrieb der Leerkapseln unter die Befüll­ station" (8) als auch für das Einführen der Beutel (2) in den Einfüllschacht (20) mit dem Ziel, daß das Einführen und Vorantreiben der Beutel (2) in der Befüllstation (8) dann erfolgt, wenn sich eine Kapsel unterhalb des Auslaßschach­ tes (22) befindet.

Dies kann zum Beispiel in einer dem Fachmann geläufigen Art erreicht werden durch geeignete Meßstationen, welche die Befüllung erst freigeben, wenn die zu befüllende Kapsel oder Kapselröhre die Befüllstation erreicht hat, und die den Transportvorgang der Kapsel erst dann zuläßt, wenn die Befüllung abgeschlossen ist.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind vergleichsweise unkompliziert, ersetzen in vorteilhafter Weise die bisherige aufwendige und unhygienische Handarbeit durch ein selbsttätiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung und lösen somit in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims (22)

1. Verfahren zum Befüllen von Kapseln mit flächenförmigen Gebilden, insbesondere Beuteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutel (2) unter Verwendung einer mechanischen Vorrich­ tung zu einer Führungs- und Verformstation gefördert und beim Durchlaufen derselben unter Einwirkung von Schwerkraft und/oder Luft- oder Trägergasströmung und/oder eines Schie­ bestücks und/oder Durchdrückstempels stufenweise oder kon­ tinuierlich in die Form einer Rolle gebracht und beim Aus­ tritt aus der Station in bereitgehaltene Kapseln gefüllt werden, die dann verschlossen werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in einem ersten Arbeitsschritt jeweils ein vereinzelter Beutel (2) zu einer Verformstation (8) gefördert und dar­ in über die Aufgabeöffnung (9) eines konisch zulaufenden Einfüllschachtes (20) geführt und in die Aufgabeöffnung (9) eingeführt wird,
• - in einem bevorzugt gleichzeitigen Arbeitsschritt das Mittelteil (16) einer Kapsel unter den Auslauf (14) auf ein bevorzugt gasdurchlässiges Förderband (15) gebracht und dort in gleichachsiger Position mit dem Führungsrohr (13) gehalten,
• - in einem weiteren Arbeitsschritt der Beutel (2) durch Einwirkung sowohl von Schwerkraft, als auch eines Förder­ gasstromes (11, 12) unter wenigstens teilweiser Anpassung seiner Form an die Innenwand des im Führungsrohr (13) ge­ bildeten Verformungsschachtes (21) in diesem sukzessive weiter gefördert,
• - der Beutel (2) unter weiterer Verformung nach Art einer Rolle in einem als Auslaufschacht (22) ausgebildeten End­ teil des Führungsrohres (13) in das Mittelteil (16) der Kapsel ausgetragen wird, wobei er auf einem Förderband (15) aufgestellt wird, und
• - in einem abschließenden Arbeitsschritt die mit angeroll­ ten Beuteln (2) gefüllten Kapselmittelteile (16) oben und unten verschlossen werden können.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Beutel (2) mittels Druckgas und/oder Unter­ druck von der Aufgabeöffnung (9) des Führungsrohres (13) gegen die Austragsöffnung (14) gefördert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einblasen von Förderdruckgas (11, 12) die Aufgabeöffnung (9) des Führungsrohres (13) ver­ schlossen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel (2) mittels pul­ sierendem Fördergasstrom (11, 12) unter bevorzugt ruckarti­ gen Verformungsstößen im konisch verjüngten Bereich des Führungsrohres (13) sukzessive gegen den Auslaß (14) bewegt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die richtige Form und Lage des gerollten Beutels (2) bei seinem Austritt aus dem Aus­ lauf (14) des Führungsrohres (13) optisch überwacht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei teilweise oder weitgehend in Schräglage gerolltem Beu­ tel (2) dieser durch eine Serie von Druck- oder Saugstößen - vorzugsweise gekoppelt mit leichten Druckstößen in Gegen­ richtung - derart gerüttelt wird, daß er zuletzt mit einer Rundkante auf dem Transportband (15) aufliegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jeweils ein Beutel (2) in gleichmäßiger Ausrichtung auf einer horizontalen Transportebene (6) zur Beladestation (8) transportiert und am Ende der Transportebene (6) in eine Abwurfebene abkippend in einen vertikalen Aufgabe­ schacht (9) der Beladestation (8) eingeführt und darin in einem Verformungsschacht (21) absinken gelassen wird,
• - der bis dahin noch ebenflächige Beutel (2) von schräg­ abwärts gerichteten, seitlichen energiereichen Gas- oder Luftstrahlen (11, 12) an vorgegebenen Beaufschlagungs­ stellen erfaßt und dabei mittels Strömungsdruck bevorzugt Randbereiche des Beutels (2) an- bzw. eingerollt werden und der Beutel (2) zugleich zu weiterem Absinken in den konischen Bereich des Verformungsschachtes (21) gebracht wird,
• - der angerollte Beutel (2) durch weitere Beaufschlagung mit einem energischen Fördergasstrom weiter durch den sich konisch verjüngenden Verformungsschacht (21) des Führungsrohres (13) unter weiterer Verdichtung seiner an­ gerollten Form gezwungen und schließlich aus dem Auslauf­ schacht (22) in das Kapselmittelteil (16) ausgetragen wird, und
• - die mit angerollten Beuteln (2) gefüllten Kapsel- (mittel)teile (16) in einer Verschlußstation oben und ge­ gebenenfalls unten verschlossen werden können.

9. Vorrichtung zum Befüllen von Kapseln mit flächenförmi­ gen Gebilden, insbesondere Beuteln, insbesondere zur Durch­ führung des Verfahrens nach der Erfindung, gekennzeichnet durch

• - eine Zuführungseinrichtung (1) für Beutel (2) gegebenen­ falls von einer diese enthaltenden Vorratsrolle (4) sowie eine Vereinzelungsstanze (5) mit einem Transportband (6),
• - eine Abwurfstation (7) mit einem Führungs- und Verfor­ mungsrohr (8), umfassend einen Aufgabeschacht (9) mit ei­ nem daran nach unten zu anschließenden Verformungsbereich (10), gegebenenfalls mit in diesen einmündenden Blasdüsen (11, 12), und mit einem weiter unten anschließenden koni­ schen Verdichtungsbereich (13),
• - eine darunter befindliche Austragsstation (14) mit einer Fördervorrichtung (15) für Kapsel(mittel)teile (16), und, der Austragsstation nachgeordnet,
• - eine Verschlußstation (17) für die damit fertigen Kapseln (18) mit einem Spender (19) für Kapsel(mittel)teile.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Führungs- und Verformrohr (8) aus einem Ein­ füllschacht (20), einem sich nach unten zu daran anschlie­ ßenden Verformungsschacht (21) und einem endständigen Aus­ laufschacht (22) zusammensetzt, die unter Durchmesserver­ jüngung von oben nach unten ineinander übergehen bzw. an­ einander anschließend miteinander integriert sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die Innenwandung des Verformungs­ schachtes (21) im Querschnitt sägezahnähnliche, in einer Drehrichtung (30) spiralförmig von außen nach innen verlau­ fende Vorsprünge (23) aufweist, die im Verhältnis der Durchmesserverjüngung des Rohrquerschnittes ebenfalls mit sich stetig verkleinernden Proportionen ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslauf­ schachtes (22) ein diesen umgebendes Teleskopeinfüllrohr (24) vorhanden ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereichen von Einfüllschacht (20) und Verformungsschacht (21) des Umform­ rohres (8) in dessen Längsachse (x-x) eine dornförmige bzw. nadelförmige Umform-Führungsstange (26) befestigt ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- bzw. Ver­ formrohr (8) zumindest stellenweise mit einer Vielzahl von Bohrungen zwischen 0,1 und 4 mm Durchmesser ausgebildet ist die an Blas- oder Saugeinrichtungen anschliessbar sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllschacht am oberen Bereich im Querschnitt die Form einer gequetschten Röhre mit einer randständigen Zunge (27) aufweist, woran sich ein tiefer gelegener Bereich mit annähernd rechtecki­ gem Querschnitt anschließt.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Einfüllschachtes (20) unterhalb der Rechteckform in eine sichelartige Querschnittsform und darunter im Bereich des Umformschachts (21) in eine Querschnittsform mit Säge­ zahnähnlichen Vorsprüngen (23) übergeht.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beförderung des zu verformenden flächenförmigen Gebildes durch einen Durch­ drückstempel erfolgt oder unterstützt wird, welcher vor­ zugsweise mit einer Außenwulst versehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchdrückstempel Greiffühler aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beförderung des zu verformenden flächenförmigen Gebildes durch ein gegebenenfalls mit einer Außenwulst versehenes Schiebestück erfolgt, welches zwei oder mehrere Greiffühler trägt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebestück besteht aus einem im Verhältnis zum Verformungsrohr unterkalibrigen Mittelteil, an dessen in Beförderungsrichtung unterem Teil zwei oder mehrere Greif­ fühler aus federndem Material angebracht sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb des Schiebestücks elektromagne­ tisch, pneumatisch oder durch Linearmotor erfolgt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stempel mittels eines Elek­ tromagneten angetrieben wird.