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Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von schmelzbarem Material
und gemäss dem Verfahren hergestellte Einzelpackungen.
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sie Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken
von schmel£barem Material, z. B. Bitumen, in flexIblen Behaltern, deren Wand aus
Kunststoff besteht, durch Eingiessen des Materials in geschmolzenem Zustand und
Erstarrenlassen desselben in den Behältern, wobei diese zuvor zumindest teilweise
mit Luft gefüllten Behälter während des Fullvorganges durch ein Wasserbad gestützt
und gekühlt werden sowie i gefüllte Einzelpackungen, die unter Anwendung des Verfahrens
und der Vorrichtung hergestellt norden sind.
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Es ist bekannt und möglich, derartige das Endprodukt des Verpackungsvorganges
darstellende Einzelpackungen in einem hrbeitsanr so herzustellen, aass der Packungsinhalt,
also beispielsweise das vorerwahnte Bitumen, all seits von dem Verpackungsmaterial
umschlosser ist. Dieses bekannte Verfahren ist zwar ohne weiteres anwendbar. Es
setzt jedoch das Vorhandensein einer verhältnismässig komplizierten Vorrichtung
voraus, die zudem einigermassen störanfallig ist. Dies ist inbesondere darauf zurückzuführen,
dass die Einzelpackungen nur so schwer sein sollen, dass sie ohne weiteres
von
einer Person transportiert und gehandhabt werden können. diese Einzelpackungen enthalten
also z. B. 20 bis 30 kg des vorerwähnten Bitumens. Bei unmittelbarer Abfüllung in
derart leine Behälter ist also die Anzahl der Abfüllvorgange ausserordentlich gross.
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Zudem sind die Einzelpackungen sofort nach Beendigung des Füllvorganges
zu schliessen. Weiterhin ist bei der geringen Menge an Füllgut, die bei jedem Packungsvorgang
abzufüllen ist, eine einigemassen genau arbeitende Dosiervorrichtung erforaerlich.
All diese GrLinde sind ursächlich für den vorerwähnten komplizierten Aufbau der
Vorrichtung und deren Störanfälligkeit.
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Ein anderer Nachteil des bekannten Verfahrens und der unter Verwendung
desselben hergestellten Einzelpackungen besteht darin, dass letztere mit verhältnismässig
hohen Verpackungskosten belastet sind. Dies ist einmal auf die Kompliziertheit des
Verfahrens und der dazu benutzten Vorrichtung zurückzuführen. zum anderen kommt
aber noch binzu, dass auch die Behälter, also das eigentliche Verpackungsmaterial,
verhältnismässig teuer sind bzw.
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ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass an das die Behälter bildende
Material bestimmte Mindestanforderungen zu stellen sind, die nur yon verhältnismässig
teuren Kunststoffen erfüllt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile des bekannten
Verfa1'twns zu vermeiden mit dem Ziel, den Verfahrensablauf zu vereinfachen und
die Verwendung von Verpackungsmaterial zu ermöglichen, das jedenfalls nicht aufwendiger
ist als jenes des be-@
kannten Verfahrens.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die etwa
schlauchförmigen Behälters nachdem sie rnit dem geschmolzenen Material gefehlt worden
sind und dieses sich verfestigt hat, durch im wesentlichen quer zur Längsachse des
Behälters verlaufende Trennschnitt in einzelne Packungen unterteilt werden und die
einzelnen Packungen mit einer zumindest die Flächen, an denen die Trennschnitte
geführt worden waren umhüllenden zusätzlichen Kunst stoffolie versehen werden, die
durch Schweissen verschlossen wird.
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Durch Einfüllen des Bitumens oder anderen Materials in schlauch förmige
Behälter, deren Volumen ein Vielfaches des Volumens der resultierenden Einzelpackung
beinhaltet, wird der gesamte Verihrehensablauf wesentlich vereinfacht. Die folgende
Unterteilung des schlauchförmigen Behälters in einzelne Packungen hat jedoch zur
Folge, dass lediglich die Mantelfläche der letzteren von Verpackungsmaterial, nämlich
den jeweiligen Abschnitten des schlauchförmigen Behälters, umhüllt ist. Die Stirnflächen
der einzelnen Packungen, an denen die vorerwähnten Trennschnitt geführt worden waren,
sind hingegen zunächst frei2 also durch keinerlei Verpakkungsmaterial abgedeckt.
Dies kann bei Bitumen und änlichen Füllgütern dazu führen, dass bei höheren Temperaturen,
wie sie z. B.
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in gemässigten Klimazonen in Sommer und in den Tropen nahezu während
des gesamten Jahres auftreten, das Material wieder etwas
erweicht.
Das Ausmass einer solchen Erweichung ist zwar praktisch niemals so gross, dass dadurch
der Bestand der einzelnen Packung gefährdet sein würde. Die Packung mag sich zwar
geringfügig verformen, ohne dass jedoch irgendwelche Sch#wierigkeiten oder sonstige
unerwünschten Folgen entstehen könnten. Die geringfügige Brweichun durch die erwähnte
höhere Temperatur kann jedoch zur Folge haben, dass die einzelnen Packungen, die
am Ort der Entstehung, während des Transportes oder auch am Ort der Verwendung übereinander
gestapelt werden, an ihren Trennflachen aneinanderkleben, wodurch die Handhabung
erschwert wird. Diese möglichen Übelstand hilft die Erfindung in der bereits erwähnten
Weise da-Qzrrcrh abs dass sie nach Durchführung der Trennschnitte die daraus resultierenden
Einzelpackungen noch einmal gesondert in einer Kunststoffolie umhüllt, die durch
Schweissen verschlossen wird.
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Zweckmässig wird dabei so vorgegangen, dass die einzelnen Pakkungen
mit einer sie allseits einschliessenden, vorzugsweise schrumpfbaren Folie zusätzlich
eingefüllt werden. Im Ergebnis entsteht also eine Verpackung, die einmal aus einem
schlauchförmigen inneren Teil besteht, das an seinen beiden Enden offen ist und
die Mantelfläche der Einzelpackung umschliesst. Darüber befindet sich eine zweite
Folie, , die die Einzelpackung
gesamt, also auch deren Stirnflächen, umschliesst. Die Umhüllung der einzelnen Packungen
durch diese zweite - vorzugsweise schrumpfbare Folie - erfolgt zweckmassig in anschluß
an ihre Herstelung, wobei gleichzeitig damit auch diese zweite Folie bzw. die dadurch
gebildete Umhüllung durch einen Schweissvorgang verschlossen. wird
Bei
einem Vergleich mit dem eingangs erörterten bekannten Verfahren kann folgendes Ergebnis
festgestellt werden; Beim bekannten Verfahren sind Abfüll- und Verpackungsvorgang
zusammengefasst. Es wird von vornherein ein Behälter verwendet, der der endgültigen
Etzelpackung entspricht, wobei dieser Behälter auch syofort nach Beendigung des
Füllvorganges durch Schweissen zu verschliessen ist. Der Behälter muss dabei eine
Reihe von Funktionen und Bedingungen erfüllen. Er dient einmal der Formgebung des
in flüssigem Zustand eingefüllten Materials. Er muss zudem gegen Wasser und Füllmaterial
widerstandsfähig sein. Weiterhin ist bei der Wahl des diesen Behälter bildenden
Materials zu berücksichtigen, dass es schweissbar sein muss.
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Demgegenüber sind bei der Erfindung die mit dem Abfüllen und Verpacken
verbundenen Massnahmen auseinandergezogen. Auf den essten Blick scheint dadurch
gegenüber dem bekannten Verfahren eine Komplizierung einzutreten. Tatsächlich ist
dies jedoch nicht der Fall. Beim Verfahren gemäss der Erfindung wird durch das Abfüllen
des schmelzbaren Materials in einen Behälter, dessen Volumen ein Vielfaches der
resultierenden Einzelpackungen beträgt, von vornherein eine derartige Vereinfachung
erzielt, dass die zus,tzliche Anbringung einer Verpackungsfolie nicht ins Gewicht
fällt. Hinzu kommt noch, dass bei den einezelnen Verpackungen -also beim schlauchförmigen
Behälter und der nachträglich an den Einzelpackungen ahzubringenden Folie - in Bezug
auf die Eigenschaften der diese einzelnen Verpackungen bildenden Materialien
keine
besonderen Anforderungen zu stellen sind. Der schlauchförmige Behälter dient im
wesentlichen der Formgebung des in flüssigem Zustand angefüllten Materials. Der
diesen schlauchförmigen Behälter bildende Werkstoff muss zwar gegen Wasser und das
Füllgut widerstandsfähig sein. Es ist Jedoch nicht erforderlich, dass dieser Werkstoff
zugleich auch schweissbar ist, da an dem schlaucnförmigen Behalter keinerlei Schweissvorgange
durchgeführt zu werden brauchen. Bei der zweiten, aussehen Folie hingegen kommt
es auf die Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und das Füllgut nicht an, da die Anbringung
dieser äusseren Umhüllung unabhängig von Wasserbad und erst zu einem Zeitpunkt erfolgt,
da das Füllgut abgefehlt und verfestigt st. Die äussere Folie kann also ausserordentlich
sein, da sie lediglich die Aufgabe hat, eine aus festem Material bestehende Einheit
nach aussen abzuschirmen. Das einzige an diese Folie zu stellende Erfordernis besteht
darin, dass sie schweissabar sein muss, um den Verschluss durchführen zu können.
-Diese Bedingung ist jedoch bei Fehlen aller anderen Bedingungen erfüllbar, ohne
dass dadurch die Verwendung eines aufwendigeren Werkstoffes notwendig würde.
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Aus den vorstehendes Ausfhhrungen ergibt sich, dass beim Verfahren
gemGss der Erfindung in jedem Falle billigere Verpackungsmittel - die im wesentlichen
aus Kunststoffolien bestehen - verwendet werden körben als bei den bekannten Verfahren.
Zudem ist beirii Verfahren gemäß der Erfindung der Verfahrensablauf wesentlich übersichtlicher,
da - um nur ein Beispiel zu erwähnen - das Zuschweissen der Einzelpackungen nicht
unmittelbar an der Füll-8 A
station erfolgt, wenn das Füllgut noch
heiss und flüssig ist, sondern in einer nachgeordneten Station, in welcher die Handhabung
des mittlerweile abgekühlten und verfestigten Füllgutes keinerlei Schwierigkeiten
bietet.
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Die Vorrichtung zur Durchführund des vorstehend beschriebenen Verfahrens
gemGss der Erfindung ist in ihre Aufbau ebenfalls einfach und übersichtlich. Einer
Fülleinrichtung für die schlauchförmigen Behälter und einem zugeordneten Wasserbad
sind eine Schnedeinrichtung sowie eine Folien-Verpackungsmaschine nachgeschaltet,
so dass sämtliche Arbeitsvorgänge zwar in räumlich unmittelbar aufeinanderfolgenden
oder miteinander verbundenen Stationen durchführbar sind, ohne dass jedoch die einzelnen
Vorgänge einander überlagern. Auf diese Weise ist ein optimaler Arbeitsablauf erzielbar,
wobei die dazu notwendigen Einrichtungen einander nicht behindern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum
Verpacken von Bitumen, Fig. 2 eine Teilansicht des Bereiches II der Fig.1k, Fig.
3 die persptkvische Ansicht einer einzelnen Packung gemäss Packung III der Fig 1
nach Durchführung des Trennschiiittes Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht
einer Einzelpackung
mit zusätzlicher Folie, die jedpch nur mit
einer Längs-Schweissnaht versehen ist, entsprechen der Behandlung der Einzelpackung
in Station IV der Fig. 1, Fig. 5 die fertige, auch an ihren Stirnenden durch Schweissnähte
verschlossene Einzelpackung gemäss Packung R V der Fig. 1, Fig. 6 einen laängsschnitt
durch eine Packung gemäss Fig. 5, Fig. 7 den dazugehörigen Querschnitt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus
einem mit Wasser 10 gefüllten Bassin 11, einem Vorratsbehälter 12 für das abzufüllende
Material, einer Schneideinrichtung 13, einer Verpackungsatation 14 sowie einem Schrumpfkanal
15.
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Der nah. einem Ende des Bassins 11 angeordnete Vorratsbehälter 12
ist mit einem Abfüllstation 16 versehen, dem ein Rohr 17 zugeordnet ist, durch welches
Druckluft zugeführt werden kann. Auf dem Wasser 10 befindet sich ein Schwimmer 18,
der eine Achse 19 aufnimmt. Letztere dient als Halterung eines zu einer Rolle 20
a aufgerollten schlauchförmigen Behälters 20, der aus einer Kunststofffolie besteht.
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Der Abfüllvorgang wird in der Weise durchgeführt, dass zunächst die
lle 20a an Schwester 18 befestigt und alsdann ein Stück des
schlauchförmigen
Behälters 20 von der Rolle abgezogen wird. Das freie Ende 21 des abgewickelten Behälterteiles
wird über den Füllstutzen 16 und das Zuführuiigsrohr 17 für die Druckluft gezogen
und dort in geeigneter Weise befestigt. Alsdann wird Druckluft in den schlauchförmigen
Behälter 20 gegeben, s#o dass der bereits von der Rolle 20a abgezogene kurze Abschnitt
des Behälters sich aufweitet. Dabei stellt sich die Gesamtanordnung so ein, dass
der Schwimmer 18 sich etwa in einer Entfernung vom Füllstutzen 16 befindet, die
gleich der Länge des von der Rolle 20a abgewickelten Bereiches des Behälters 20
ist.
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Alsdann wird das geschmolzene Material, also beispielsweise Bitumen,
durch den Füllstutzen 16 in den schlauchartigen Behälter 20 gegeben. Dabei drückt
die Schmelze, die zuvor eingeblasene Luft in Form eines Luftkissens in Richtung
auf die Rolle 20a.
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Dies hat zur Folge, dass die innerhalb des schlauchförmigen'Behalters
20 befindliche Schmelze immer einen aufgeweiteten "Schlauch" vorfindet, so dass
sich die Schmelze über den gesamten quert schnitt dieses "Schlauchean verteilen
kann. Gleichzeitig mit dem Einfüllen der Schmel2e und der Verschiebung des Luftkissens
in Richtung auf die Rolle 20a wird der den Behälter 20 darstellenda Schlauch weiter
von der Rolle 20a abgewickelt. Dies hat eine entsprechende Verschiebung des die
Rolle 20a tragenden Schwimmers 18 in Richtung auf das den Vorratsbehälter 12 abgekehrte
Ende 22 des Bassins 11 zur Folge.
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Wach Beendigung des Füllvorganges ist der schlauchförmige Behälter
vollständig gefüllt, wie das bei 23 dargestellt ist. Das zuvor innerhalb des Behälters
vorhanden geesene Luftkissen ist in jenem Augenblick, in welchem das aufgewickelte
Ende von der Achse 19 des Schwimmers frei würde, entwichen. Dieses Ende ist erst
nachträglich durch geeignete Mittel, z. B. eine Klemme oder dgl. verschlossen worden.
Dasgleiche gilt für das andere, dem Vorratsbehälter 12 zugekehrte Ende. Aufgrund
der Tatsache, dass die Schmelze oder jedenfalls der grosse Teil derselben während
des gesamten Füllvorganges ihre Fliessfähigkeit bewahrt, ist in jedem Fall eine
Gewähr dafür gegeben, dass der etwa schlauchförmige Behälter vollkommen ausgefüllt
ist. Selbstverständlich wird die äussere, unmittelbar mit der Wandung der Schlauchfolie
in Berührung kommende Schicht der Schmelze verhältnismässig schnell abkühlen und
verfestigen. Dies gilt jedoch nur für die ausseren Randzonen, die jedoch in Bezug
auf ihre radiale Ausdehnung zu-.
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nächst so dünn sind, dass sie die Fliessfähigkeit der Schmelze im
Inneren des schlauchförmigen Behälters keinesfalls beeinträchtigen. Es ist möglich,
auf die sorbeschriabene Weise Behälter von 40 und mehr Metern zu füllen, wobei jeder
schlauchförmige Behälter eine Tonne und mehr Material, insbesondere Bitumen aufnehmen
kann.
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Nach Beendigung des Füllvoranges ist es erforderlich, die gefüllten
Behälter 23 zunächst einmal für eine bestimmte Zeit zur Er-Wzielung einer ausreichenden
Abkühlung und Verfestigung im Wasserbad 10 zu lassen, Danach werden die gefüllten
Behälter 23 der Schneidvorrichtung 13 zugeführt und durch ein Messer 24 in die
einzelnen
Packungen III unterteilt. Das Messer 24 ist ab- und aufbewegbar. Die Rollen 25 dienen
der Zuführung des schlauchförmigen gefüllten Behälters 23 zur Schneidvorrichtung
13 diean dem dem Vorratsbehälter 12 abgekehrten Ende 22 des Bassins 10 angeordnet
ist.
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Die einzelnen Packungen 26 werden über ein Förderband 27 dem Tisch
28 zugeführt. Letzterem ist ein Querschieber 29 zugeordnet, der die einzelnen Packungen
26 vom Tisch 28 auf eine Rollenbahn 30 schiebt. Während dieser Quer#bewegung fn
Richtung des Pfeiles 31 wird eine Folie 32 inder in Fig. 1 und 2 dargestellten Weise
um die Packung 26 gelegt. Diese Folie 32 wird von zwei Vorratsrollen 33 abgezogen.
Durch zwei Werkzeuge 34 wird die
Folie 32 um die Packung' 26 gelegt und gleichzeitig eine langsverlaufende Schweissnaht
35 hergestellt. Zugleich werden die beiden Enden der tn de#n Vorratsrollen 33 kommenden
Folien 32 filr den sechsten Arbeitsvorgang miteinander verschweisst.
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Nach Beendigung dieses Umhüllungsvorganges wird die Packung 26 parallel
zur ursprünglichen Transportrichtung über die Rollenbahn 30 in den Bereich einer
weiteren Verschweißstation 36 vortransportiert, wo die Schweissnähte 37 an den Stirnflächen
3 der einzelnen Packungen 26 hergestellt werden. Die abschliessende Behandlung erfolgt
im Schrumpfkanal 15, in welchem die völlig verschlossene äussere Folie 32a einem
Schrumpfungsvorgang unterzogen wird.
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Die Figuren 3 - 7 lassen ebenfalls die einzelnen Behandlungs-Vorgänge
und das Ergebnis erkennen. Nach Passieren der Schneideinrichtung 13 ist lediglich
die Mantelfläche 39 der Einzelpackung 26 von einem schlauchförmigen Folienabschnitt
2ub unhüllt, welcher Teil desursprünglichen behälters 20 ist. Die beiden Stirnflächen
38, an welchem durch das Messer 24 Trennschnitte durchgeführt worden war, sind frei.
D. h., dass- an diesen Stirnflächen die eIngangs erwähnte Gefahr des Aneinanderklebens
besteht.-In der Station 14 wird die Einzelpackung 26 x zunächst einem Zuschnitt32a
der Folie 32 versehen. Dieser Zuschnitt wird an der Längsnaht 35 verschweisst, wobei
an den Enden überstehende Bereiche dieser Folie 32a zunchst offen bleiben. Diese
offenen Endbereiche 40 des äusseren Folienzuschnittes 32a werden in der Verschließstation
36 zusammengedrückt und durch die Schweissnähte 37 verschlossen, so dass im Ergebnis
eineEinzelpackung entsteht, die all seitsy- vom Folienzuschnitt 32a umhüllt und
abgedeckt ist. An die Stärke und Festigkeit der äusseren Folie 32 bzw. 32a brauchen
dabei keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden, da das Füllgut, also das
innerhalb des Schlauchabschnittes 20 b befindliche Material, z. B. Bitumen, zum
Zeitpunkt des Anbringens des Folienuschnittes 32a beraits erkaltetist.
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Es besteht abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Ausführung
auch die Möglichkeit, deri schlauchförmigen Behalter 20 von vcrnherein, also in
noch leerem Zustand, in seiner gesamten Länge auf das Wasserbad zu legen, so dass
das Abwickeln des Behälters von einer Vorratsrolle während des Füllvorganges entfällt.