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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung,
mit der aus wasserlöslicher
Folie bestehende, tiefgezogene Behältnisse hergestellt werden
können.
Solche Behältnisse
sind mit pulverförmigem,
gelartigem oder flüssigem
Füllgut
gefüllt.
Das Füllgut
kann beispielsweise ein Waschmittel sein.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
WO 00/55044 ist ein Verfahren zur Herstellung
einer wasserlöslichen
Verpackung, das mit einem Waschmittel gefüllt werden kann, bekannt. Der
Behälter
besteht aus zwei wasserlöslichen
Folien. Die durch Wärmebehandlung
zu einem topfartigen, oben offenen Behältnis verformte erste Folienbahn
wird mit dem gewünschten
Füllgut
gefüllt.
Anschließend
wird dieses Behältnis
durch eine zweite Folie verschlossen, indem die erste und die zweite Folie
in dem Bereich des umlaufenden Randes der ersten Folienbahn dicht
miteinander verschweißt werden.
Das Herstellen und das Transportieren der die topfartigen Auswölbungen
enthaltenden ersten Folie erfolgt in einer endlosen Folienbahn.
Dabei erfolgt die Verformung in Einwölbungen hinein, die in einer
Formplatte vorhanden sind. Zu diesem Zweck sind mehrere der Aussenform
der Behältnisse
entsprechende Einwölbungen
in der Formplatte vorhanden. Mittels der Formplatte wird die die
topfartigen Auswölbungen
enthaltende erste Folienbahn verformt. Anschließend werden die noch oben offenen Auswölbungen
gefüllt,
anschließend
durch die zweite Folienbahn verschlossen und dann aus der Folienbahn
durch Ausschneiden vereinzelt. Die Formplatte weist ein relativ
großes
Gewicht auf, so dass für
ihren Weitertransport zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen
entsprechend konstruktiv gewichtige Transport- Abstützeinrichtungen
erforderlich werden. Bei in ihrer Form unterschiedlichen Behältnissen, d.h.
bei einem Formatwechsel, müssen
die Formplatten jeweils als Ganzes ausgewechselt werden.
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Es wird versucht, diese Nachteile
dadurch zu beheben, dass anstatt der Formplatte lediglich in Transportrichtung
der Folienbahnen seitlich feststehende Schienen zwischen den jeweils
geformten topfartigen Auswölbungen
vorgesehen werden. Dadurch ist ein Formatwechsel zwischen unterschiedlich
großen
Behältnissen
relativ einfach zu bewerkstelligen. Allerdings kann die Folienbahn
beim Entlangziehen über
die feststehenden Schienen durch dadurch entstehende Reibungskräfte beschädigt werden.
Um ein falten- und
zwängungsfreies
Durchhängen
der topfartigen Auswölbungen
und damit der Folie zwischen den Schienen bei ihrem Befüllen zu vermeiden,
werden dickere Folien verwendet, als sie an sich erforderlich wären. Trotzdem
lässt sich
ein verformungskonstantes Durchhängen
der topfartigen Auswölbungen
bei ihrem Befüllen
nicht völlig
vermeiden, so dass sie nicht bis zu ihrem oberen Rand vollständig mit
Füllgut
befüllt
werden können;
ein Austreten der Füllgutes
aus den topfartigen Auswölbungen heraus
und eine dadurch bedingte Verunreinigung der oberen, für das Versiegeln
vorgesehenen Folienränder
muss vermieden werden; einmal wegen der durch das Auslaufen bedingtne
Füllgutverschwendung
und zum anderen insbesondere deswegen, weil eine durch Füllgut benetzte
Folie sich nicht mehr, zumindest nicht ohne zusätzlichen Aufwand vollständig dicht
verschweißen
lässt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von diesem vorbekannten
Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung anzugeben, mit der sich wasserlösliche, mit pulverförmigem,
gelartigem oder flüssigem
Füllgut
gefüllte
Behältnisse
wirtschaftlich und technologisch einfach herstellen lassen.
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Diese Erfindung ist durch die Merkmale
des Hauptanspruches gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand von sich an den Hauptanspruch anschließenden weiteren
Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Herstellen derartiger Behältnisse
zeichnet sich aus durch eine erste Bearbeitungsstation zum Herstellen der
topfartigen Auswölbungen
in einer ersten Folienbahn, sie zeichnet sich ferner aus durch eine
zweite Bearbeitungsstation zum Füllen
von Füllgut
in die topfartigen Auswölbungen
hinein, sie zeichnet sich drittens aus durch eine dritte Bearbeitungsstation zum
Verschließen
der mit Füllgut
befüllten
topfartigen Auswölbungen
durch eine einen Deckel für
die topfartigen Auswölbungen
bildende, zweite Folienbahn, sie zeichnet sich ferner aus durch
eine vierte Bearbeitungsstation zum Separieren der einzelnen gefüllten und
verschlossenen Auswölbungen,
sie zeichnet sich darüber
hinaus durch eine Transportvorrichtung zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen
für die
erste Folienbahn mit ihren topfartigen Auswölbungen. Dabei weist die Transportvorrichtung
eine Tragplatte aus, die für
jede der topfartigen Auswölbungen
eine der Größe der entsprechenden
Auswölbung
angepasste Öffnung
besitzt, so dass jede Auswölbung
durch eine Öffnung
verformungs- und zwängungsfrei
hindurchragen kann. Die im Stand der Technik bekannten beiden Schienen oder
die Einwölbungen
besitzende Tragplatte werden erfindungsgemäß ersetzt durch einen Tragrahmen,
in dem der Größe der Auswölbungen
entsprechende Öffnungen
vorhanden sind. Der Transport insbesondere der unteren Folienbahn
in ihrem ungeformten, noch leeren sowie befüllten und durch eine zusätzliche
Folienbahn verschlossenen Zustand ist somit für die Folienbahnen spannungsfrei
möglich.
Zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen hängt die topfartig verformte
Folienbahn unten aus der Traglatte heraus. An ihrem umlaufenden
Rand wird das topfartige Behältnis
dabei durch die Tragplatte unterstützend gehalten.
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In den einzelnen Bearbeitungsstationen kann
die Folienbahn im Bereich der Öffnungen
in der Tragplatte von unten unterstützend gehalten werden. So kann
in der ersten Bearbeitungsstation eine entsprechende Unterstützungsform
für die
erste Folienbahn im Bereich jeder Öffnung angeordnet werden.
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Auch in der zweiten Bearbeitungsstation kann
eine an der verformten ersten Folienbahn unten anliegende zweite
Anlageform vorhanden sein, so dass beim Einfüllen von Füllgut in die topfartigen Auswölbungen
der ersten Folienbahn keine Verformungen der Folienbahn auftreten
können.
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Auch in der dritten Bearbeitungsstation,
in der das Verschließen
der topfartigen Auswölbungen mittels
einer zweiten Folienbahn erfolgt, kann jede topfartige Auswölbung und
damit die erste Folienbahn durch von unten an ihr in Bereichen der Öffnungen
zumindest in deren umlaufenden Randbereichen anliegende Siegelformen
unterstützend
gehalten werden. Jede Siegelform kann dann einerseits die Gegenbacke
für eine
von oben auf der zweiten Folienbahn einwirkenden zweiten Siegelbacke
sein. Die untere Siegelform kann gleichzeitig auch als Unterstützungsform
für die
jeweilige topfartige Auswölbung
dienen.
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Um die verschiedenen von unten an
der ersten Folienbahn anliegenden Formen höhenmäßig zu verstellen, kann eine
entsprechende Kulissenbahn bei und zwischen verschiedenen Bearbeitungsstationen
vorgesehen werden. Die auf der Kulissenbahn sich abstützenden
Formen können
dann an den entsprechenden Bearbeitungsstationen von unten an die
Folienbahn herangeführt
und während
ihres Transports an der Folienbahn anliegend gehalten werden. Der
Transport der Formen längs
dieser Kulissenbahn erfolgt synchron mit der die Öffnungen aufweisenden
Tragplatte, auf der die erste Folienbahn aufruht.
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Das Vereinzeln der gefüllten und
verschlossenen, Behältnisse
bildenden Auswölbungen
kann in einer vierten Bearbeitungsstation mittels einer endlos umlaufenden
Trenneinrichtung erfolgen. Die Trenneinrichtung kann ein Messer
oder einen Laserschneider aufweisen. Bei einem im Grundriss kreisförmigen Behältnis wird
beim Separieren der einzelnen Behältnisse aus der Folienbahn
ein solches Messer oder ein solcher Schneidlaser um eine Rotationsachse
rotierbar umlaufen. Zusätzlich
ist das Messer oder der Schneidlaser längs ihrer Rotationsachse, und
damit in der Höhe
verstellbar, damit nur bei entsprechend dicht an der Trenneinrichtung
positionierten Auswölbungen
der Trennvorgang für
jede einzelne Auswölbung
durchgeführt
werden kann.
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Um die erste Folienbahn in den von
unten an ihr anliegenden Formen zu halten, ist es vorteilhaft in diesen
Formen einen Unterdruck erzeugen zu können. Ein solcher Unterdruck
kann mittels in den Formen vorhandender Durchbohrungen erfolgen, die
jeweils an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen werden können. Auf
diese Weise kann die erste Folienbahn von innen an den Formen nicht
nur angesaugt, sonder dort während
ihres Transportes auch angesaugt gehalten werden.
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Die von unten an der ersten Folienbahn
anliegenden Formen können
mit ihrem oberen Rand in die Öffnungen
der Tragplatte hineintauchen und damit mit ihrem oberen Rand gleichsam
Teil der Tragplatte werden. Es ist allerdings auch möglich, diese Formen
von unten gegen die Unterseite der Tragplatte zu führen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung sind den in den Ansprüchen
ferner angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen
zu entnehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung wird im folgenden an
Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Bearbeitungsstation einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Herstellen von wasserlöslichen Behältnissen,
in der in einer ersten Folienbahn topfartige Auswölbungen
hergestellt werden,
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2 ein
schematisierte Darstellung einer zweiten Bearbeitungsstation der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der die Auswölbungen
mit Füllgut
befüllt
werden,
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3 den
Transportzustand der ersten Folienbahn mit ihren topfartigen Auswölbungen
von der zweiten Bearbeitungsstation zu einer dritten Bearbeitungsstation,
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4 ein
schematisierte Darstellung der dritten Bearbeitungsstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der die topfartigen Auswölbungen
mittels einer zweiten Folienbahn oben verschlossen werden,
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5 eine
schematisierte Darstellung einer vierten Bearbeitungsstation der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in der die Auswölbungen
aus den beiden Folienbahnen ausgeschnitten und zu einzelnen Behältnissen
separiert werden,
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6 eine
gegenüber 2 und 3 andersartige, von unten an der Folienbahn
anliegende Form,
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7 eine
gegenüber 6 noch einmal abgewandelte,
vergleichbare Form,
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8 eine
schematisierte Darstellung der nacheinander angeordneten vier Bearbeitungsstationen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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9 eine
schematisierte Darstellung einer zwischen der zweiten und dritten
Arbeitsstation angeordneten Kulissenbahn zum höhenmäßigen Versetzen der unten an
der Folienbahn anliegenden entsprechenden Formen,
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10 eine
vergrößerte Darstellung,
der 9.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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Eine Vorrichtung 10 zum
Herstellen von aus wasserlöslicher
Folie bestehenden Behältnissen,
die mit pulverförmigem,
gelartigem oder flüssigem
Füllgut
gefüllt
werden, besitzt eine erste Bearbeitungsstation 11, eine
zweite Bearbeitungsstation 12, eine dritte Bearbeitungsstation 13 und
eine vierte Bearbeitungsstation 14, die in Bearbeitungsvortschritt 15 nacheinander
angeordnet sind (8, 9).
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In der ersten Bearbeitungsstation 11 (1) werden mittels Wärme in einer
ersten wasserlöslichen
Folienbahn 16 topfartige Auswölbungen 18 hergestellt.
Die Folienbahn 16 liegt dabei auf einer Tragplatte 20 auf,
in der mehrere Öffnungen 22 vorhanden
sind. Diese Öffnungen 22 stellen
Ausbrüche
aus der Tragplatte 20 dar.
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Innerhalb jeder dieser Öffnungen 22 ,
von denen in 1 eine Öffnung dargestellt
ist, wird zwischen einer unteren Unterstützungform 24 und einer oberen
Heizform 26 die erste Folienbahn 16 entsprechend
verformt. Dazu liegt die Heizform mit einer umlaufenden, ringförmigen Stirnwand 28 von
oben in einem umlaufenden Ringbereich 30 der ersten Folienbahn 16 im
Randbereich einer Öffnung 22 an.
Von unten liegt die Unterstützungsform 24 mit
ihrer Stirnwand 32 an der ersten Folienbahn 16 an.
Durch Aufheizen der Heizform 26 wird im Bereich der Stirnwand 28 die
erste Folienbahn 16 erwärmt,
so dass die topfartigen Auswölbungen 18 in
der Unterstützungsform 24 hergestellt
werden können.
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Anschließend werden die Unterstützungsformen 24 nach
unten (Pfeil 34) von den topfartigen Auswölbungen 18 wegbewegt.
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Anschließend wird die Tragplatte 20 in
dem in 1 dargestelltem
Zustand zusammen mit der ersten Folienbahn 16 von der ersten
Bearbeitungsstation 11 zur zweiten Bearbeitungsstation 12 (2) hintransportiert. Die
topfartigen Auswölbungen 18 liegen
dabei in den Öffnungen 22 der
Tragplatte 20. Während
dieses Transportes brauchen die topfartigen Auswölbungen 18 nicht unterstützt zu werden.
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In der zweiten Bearbeitungsstation 12 wird eine
Anlageform 36 im Bereich der topfartigen Auswölbungen 18 von
unten an der ersten Folienbahn 16 angelegt. Die Anlageform
weist an ihrem oberen freien Rand eine innere Ausrundung 44 auf
. In der Anlageform 36 ist -im vorliegenden Beispielsfall-
eine mittige Durchbohrung 38 vorhanden, die an eine in der
Zeichnung nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossen ist.
Durch Erzeugen eines Unterdruckes durch die Durchbohrung 38 hindurch
kann die Folienbahn 16 dicht anliegend in der Anlageform 36 gehalten
werden.
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In der zweiten Bearbeitungsstation 12 werden
die topfartigen Auswölbungen 18 mittels
einerFülleinrichtung 40 mit
Füllgut 42 gefüllt.
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In ihrem in 2 dargestellten Zustand wird die in ihren
Auswölbungen
mit Füllgut 42 gefüllte Folienbahn
mittels der Tragplatte 20 und den Anlageformen 36 für jede topfartige
Auswölbunge 18 zu
der nachfolgenden dritten Bearbeitungsstation 13 hintransportiert
(3). Die Anlageformen 36 hängen dabei
nicht gewichtsmäßig an der
Tragplatte 20. Auch während
des Transportes können
die topfartigen Behältnisse 18 in
den Anlageformen 36 mittels Unterdruck in den Anlageformen 36 anschmiegsam gehalten
werden.
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In der dritten Bearbeitungsstation 13 (4) wird die erste Folienbahn 16 von
einer zweiten Folienbahn 46 bedeckt. Von unten wird jede
topfartige Auswölbung 18 durch
eine untere Siegelbacke 48 im Bereich des Ringbereiches 30 (1) unterstützend gehalten.
Von oben liegt im Bereich jeder Öffnung 22 eine
obere Sigelbacke 50 auf der oberen, zweiten Folienbahn 46.
Durch Einbringen von Wärme
werden die beiden Folienbahnen 16,46 im Bereich
des Ringbereiches 30 miteinander versiegelt und damit dicht verschlossen.
Eine durch eine umlaufende Siegelnaht 52 verschlossene
topfartige Auswölbung 18 ist in
der 4, rechtes Bild,
ohne unter und obere Siegelbacken 48, 50, dargestellt.
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Anschließend werden die gefüllten und
verschlossenen topfartigen Auswölbung 18 zu
der vierten Bearbeitungsstation 14 transportiert. In dieser vierten
Bearbeitungsstation 14 werden die im vorliegenden Beispielsfall
im Grundriss kreisförmigen, topfartigen
Auswölbung 18 durch
eine Trenneinrichtung 56, die im vorliegendem Fall zwei
umlaufende Messerschneiden 58, 60 aufweist, die
um eine zentrale, vertikale Rotationsachse 62 umlaufend
angetrieben werden können,
separiert. Zu diesem Trennvorgang kann die Trenneinrichtung 56 zum
Durchführen
des Trennvorganges nach unten auf die beiden Folienbahnen 16, 20 abgesenkt
und nach Beenden des Trennvorganges wieder nach oben angehoben werden
(Doppelpfeil 64). Währen
des Separierens wird der jede Siegelnaht 52 enthaltende
Folienrandbereich durch eine untere Widerlagerform 66 unterstützt. Die
Messer 58 können
dann in einen zwischen der jeweiligen Widerlagerform 66 und
dem jeweiligen Öffnungsrand
vorhandenen Ringspalt 68 während des Trennvorganges eintauchen.
Ein solcher Ringspalt wäre
beim Einsatz eines Schneidlasers nicht erforderlich.
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In 5,
rechtes Bild, ist eine einzelne Auswölbung, die zu einem geschlossenen
Behältnis 18.5 separiert
ist, dargestellt.
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Die in 4 dargestellte
untere Siegelbacke 48 kann die in den 2 und 3 dargestellte
Anlageform 36 sein.
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In 6 ist
eine Anlageform 36.6 dargestellt, die statt einer zwei
Durchbohrungen 38.6 aufweist, im übrigen aber der Anlageform 36 entspricht.
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In 7 ist
eine Anlageform 36.7 dargestellt, die zwar auch zwei Durchbohrungen 38.6 besitzt,
die aber mit ihrer oberen Stirnwand 32.7 an dem unteren Randbereich 20.7 der
Tragplatte 20 anlegbar ist. Im Gegensatz dazu können die
Anlageformen 36 und 36.6 in die jeweilige Öffnung 22 hineinbewegt
werden, so dass die obere Stirnwand 32 der betreffenden
Anlageform 36, 36.6 unmittelbar an der Unterseite
der ersten Folienbahn 16 anliegen kann. Die umlaufenden
Ränder
jeder Öffnung 22 weisen
eine obere Ausrundung 45 auf.
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In 9 ist
zwischen den zweiten und dritten Bearbeitungsstationen 12, 13 eine
Kulissenbahn 70 vorhanden, die in ihrem linken Bereich
eine ansteigende und in ihrem rechten Endbereich einen abfallenden
Rampenabschnitt 72 bzw. 74 besitzt. Die an den
zweiten und dritten Bearbeitungsstationen und zum Transport der
Folienbahn 16 zwischen den beiden Stationen 12, 13 vorhandene,
identische Anlageform 36 stützt sich jeweils in einem hülsenförmigen Lager 76 mittels
einer Stützrolle
auf der Kulissenbahn 70 mit ihren Abschnitten 72, 74 ab.
An einem umlaufenden Fördermittel 78 sind
mehrere der Lager 78 befestigt. In jedem Lager 78 ist
jeweils eine Anlageform 38 befestigt, die, sobald sie in
den Bereich der Kulissenbahn 70 und ihrer Abschnitte 72, 74 gelangt, sich
mit ihrer jeweiligen Stützrolle 78 auf
der Kulissenbahn 70 abstützt. Sobald die Lager 78 in
den Bereich der zweiten Bearbeitungsstation 12 gelangt sind,
wird über den
ansteigenden Rampenabschnitt 72 die entsprechende Anlageform 36 von
unten an die erste Folienbahn 16 angelegt, so wie das aus 8,9 ersichtlich ist.
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Nach Befüllen der topfartigen Auswölbungen 18 in
der zweiten Bearbeitungsstation 12 werden die Stützrollen 78 und
damit die Anlageformen 36 mittels des angetriebenen Fördermittels 78 weiter
zur dritten Bearbeitungsstation 13 transportiert. Bei diesem Weitertransport
wird die die Fohlienbahn 16 mit ihren topfartigen Auswölbungen
tragende Tragplatte 20 synchron mitbewegt.
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Nach Beendigung des in der dritten
Bearbeitungsstation 13 erfolgenden Verschließens der
einzelnen topfartigen Auswölbungen 18 wird
das Fördermittel 78 entsprechend
weiterbewegt und dabei die Anlageformen 36 aus dem Bereich
der topfartigen Auswölbungen
nach unten wegbewegt.
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Das in der anschließend vierten
Bearbeitungsstation erfolgende Separieren der einzelnen topfartigen
Auswölbungen
kann dann ohne gleichzeitige Unterstützung erfolgen. Die jeweils
aus der Folienbahn herausgetrennten Behältnisse 18.5 können dann
beispielsweise nach unten aus der Bearbeitungsstation herausfallen.