DE2337449A1

DE2337449A1 - Vorrichtung zum einfalten und ebenflaechigen versiegeln des bodens einer fluessigkeitsdichten packung

Info

Publication number: DE2337449A1
Application number: DE19732337449
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Jagenberg AG; Jagenberg Werke AG
Current assignee: Pkl Verpackungssysteme 4000 Duesseldorf De GmbH
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1975-02-13
Also published as: JPS5812149B2; SE411665B; BE817845A; NL7409478A; SE7409575L; DK139215C; JPS5071482A; AT345741B; NL173835C; IT1016666B; FR2238580A1; GB1481106A; DK358174A; US3943834A; ES428359A1; DE2337449B2; NL173835B; DK139215B; FR2238580B1; ATA562674A

Description

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JAGEISBERG-WERKE AG Düsseldorf, den 19. Juli 1973

* DÜSSELDORF

Vorrichtung zum Einfalten und ebenflächigen Versiegeln des Bodens einer flüssigkeitsdichten Packung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einfalten und ebenflächigen Versiegeln des Bodens einer flüssigkeitsdichten Packung mit dachförmigem Faltverschluß und eingefalteten Giebelwänden, wobei der schlauchförmige Packungsrohling auf ein Dornrad aufgesteckt ist und das Einfalten mittels bewegungsgesteuerter Faltwerkzeuge erfolgt.

Eine derartige Vorrichtung ist einer IFuIl- und !Schließmaschine für Giebeldach-Packungen aus Papier, Karton od„ dgl β vorgeschaltet. Die auf dieser Vorrichtung verarbeitbaren Packungen weisen auf ihren inneren sowie äußeren Mantelflächen einen thermoplastischen Überzug auf, der das Trägermaterial der Packung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit schützt. Gleichzeitig dient die Kunststoffbeschichtung aber auch nach entsprechender Wärmebehandlung und Druckaufwendung zum Versiegeln der Bodenfaltung des schlauchförmigen Paclcungsrohlings. Da die Kunststoff beschichtung in den Verschlußbereichen auch zum Heißsiegeln verwendet wird, müssen zwei Voraussetzungen erfüllt werden, um eine flüssigkeitsdichte Packung zu erzielen« Es handelt sich dabei einmal um die sogenannte offene Zeit, die die erwärmte Kunststoffbeschichtung klebefähig bleiben muß, um zum anderen um die Notwendigkeit, die erwärmte und damit plastische Kunststoffschicht nicht durch Faltwerkzeuge zu zerstören, die während des Faltvorganges auf den Flächen der Faltlaschen gleiten und dadurch Abrieb verursachen.

Es sind bereits Siegelmaschinen zur Herstellung von Packungsböden bekanntgeworden, bei denen schlauchförmige l-'ackungsrohlinge auf die Dorne exnes Dornrades aufgeschoben werden

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und dieses Dornrad schrittweise die aufgeschoDene .Fackung an üen einzelnen orationen mit entsprechenden .ßearbeitungsvorriclitungen vorbeiführt. Dabei werden in den einzelnen Schaltschritten die Bodenteile der jeweiligen schlauchförmigen Packungsrohlinge erwärmt, vorgefaltet, eingefaltet und versiegelt. Diese Arbeitsweise hat den N_achteil, daß auf Grund der vielen notwendigen Schaltschritte eine sehr hohe Anfangs temperatur für das Klebefähigmachen der Kunststoffbeschichtung notwendig ist, wodurch eine die Klebkraft der Beschichtung beeinträchtigende überhitzung eintreten kann. J^ine andere Art der Beschädigung wurde häufig auch durch Relativbewegungen der Faltwerkzeuge auf den Flächen der Faltlaschen festgestellt, da die plastische Beschichtung durch die Faltwerkzeuge abgeschabt worden war. Hinzu kommt noch, daß sich die wirksamen Kanten der Faltwerkzeuge zunehmend verschmutzen und dadurch keine ordnungsgemäße Faltung mehr gewährleisten. Außerdem macht die notwendige Reinigung der Werkzeuge das Stillsetzen der Maschine erforderlich. Alle diese Nachteile sind letztlich die Ursachen für undichte Packungen und müssen auf jeden Fall vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst kurzem Hege bei ausreichender Schachtelerwärmung den Faltvorgang vorzunehmen. 7/eiterhin soll der FaIt- und Siegelvorgang innerhalb eines Arbeitsganges erfolgen, um das nachträgliche Verschieben der Faltlaschen während der Siegelung zu vermeiden. Der wesentlichste Teil der Aufgabe besteht jedoch darin, eine Beschädigung der Überzugsschicht zu vermeiden und die wirksamen Kanten der Faltwerkzeuge vor Verschmutzung durch die klebefähige Beschichtung zu bewahren, um eine gleichmäßige und gute Faltqualität und damit eine flüssigkeitsdichte und eine durch ebenflächige Bodenfaltung standfeste Packung zu erzeugen«

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Diese Aufgabe wird erfindunysgemäß dadurch gelöst, daß die während des Faltvorganges der sich vorbewegenden Packung vorübergehend folgenden Faltwerkzeuge derart angeordnet und durch Kurven steuerbar sind, daß zwischen den wirksamen Xanten der Faltwerkzeuge und den von diesen beaufschlagten Packungsteilen keine Relativbewegung stattfindet.

Weiterhin ist die Anordnung derart getroffen, daß sowohl die Faltwerkzeuge für die Giebelfaltung als auch die Faltwerkzeuge für die Dachfaltung im Bewegungsbereich eines Dornes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Raststationen angeordnet sind.

Hierbei sind die die seitlichen Giebelwände einfaltenden Faltwerkzeuge paarweise auf einer durch das Dornrad angetriebenen Welle verschwenkbar angeordnet, wobei jedes Faltwerkzeug doppelarmig ausgebildet ist und an seinem dem wirksamen Teil gegenüberliegenden Ende eine mit einer ortsfesten Kurve zusammenarbeitende Kurvenrolle aufweist. Zur weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, das die Dachfaltung durchführende Faltwerkzeug am freien Ende eines kurvengesteuerten Winkelhebels verschwenkbar anzuordnen, wobei dieses Faltwerkzeug in seinem Drehpunkt mit einem Kurvenhebel verbunden ist, der an seinem freien Ende eine Kurvenrolle aufweist, die in einer endlichen Nutenkurve geführt ist. Dabei ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die wirksame Kante des Faltwerkzeuges in der verlängerten Drehachse der Kurvenrolle liegt. Zur Ausbildung des Siegelstempels ist vorgesehen, seine Siegelfläche mit jeweils einer seitlichen wange auszustatten, um die Schmalseiten der Packung abzustützen_o

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit dieser Vorrichtung durch den geringen Zwischenraum zwischen den Faltwerkzeugen für die Giebelfaltung und dem Faltwerkzeug für die Dachfaltung möglich geworden ist, den gesamten Faltvorgang auf kürzestem Wege und somit kürzester Zeit sowie innerhalb eines Arbeitsganges durchzuführen. Dabei

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verändern die wirksamen Kanten der Faltwerkzeuge ihren einmal auf der jeweiligen Faltlasche eingenommenen Berührungspunkt während des gesamten Faltvorganges nicht mehr, so daß eine Beschädigung der noch weichen und klebefähigen Packungsbeschichtung nicht eintreten kann. Weiterhin ist von Vorteil, daß auch die besagten ierkzeugkanten nicht verschmutzen, was sich nicht zuletzt in einem gleichmäßigen Faltergebnis in Form eines ebenflächigen und rechtwinkligen Packungsbodens zeigt_o

Ein Ausführungsbeispiel der -Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben, ^s zeigen Fig. la die Gesamtansicht des Dornrades. mit Anordnung der Faltwerkzeuge,

Fig. Ib die steuerkurve der Giebelfaltwerkzeuge in Draufsicht, Fig. 2 die schematische Darstellung des Faltvorganges für

die Bodenfaltung,
Fig. 3a und b das Ansetzen der Giebelfaltwerkzeuge in zwei

Ansichten,
Figo 4a und b die i^ndstellung der Giebelfaltwerkzeuge in zwei Ansichten,

Figo 5a "bis c das Dachfaltwerkzeug in drei Stellungen und Fig. 6 die oiegelstation im Schnitte

,Vie die Darstellung in Fig. la zeigt, weist die Siegelvorrichtung, von der nur das Dornrad 1 mit den damit direkt zusammenwirkenden Aggregaten dargestellt ist, sechs Stationen I - VI auf, in die jeder Dorn 2-7 mit je einer aufgeschobenen Packung 8-11 hineinbewegt wird»

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Siegelvorrichtung ist nun wie folgt: In der Station I wird jeweils der vorderste schlauchform.!ge Packungsrohling 12 des Stapels 13 vereinzelt und auf seinen endgültigen Querschnitt geöffnet. Die so gehandhabte Packung 14 wird nun auf den leeren Dorn des Dornrades aufgeschobene Die sich daran anschließende Schaltbewegung des Dornrades 1 führt die Packung 14 sowie 8 und 9 nacheinander

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durch die Stationen II und III, in denen die beiderseitige Kunststoffbeschichtung des Bodenfaltbereiches 15, 16, 17 Packungsbodens mit Hilfe der Heizköpfe 18 und 19 erwärmt und damit klebefähig gemacht wird«, Zwischen den Stationen III und 17 erfolgt bei ununterbrochener Vorbexvegung der Packung zuerst das Einfalten der seitlichen Giebelwände und dann das .oinfalten der Dachflächen. Diesem Faltvorgang schließt sich in der Station IY das eigentliche ganz- und ebenflächige Versiegeln des Packungsbodens mittels Siegelstempel 2o an. In der folgenden Station Y wird die bodenversiegelte Packung 11 von dem Dorn 6 abgestreift und auf eine Fördervorrichtung 21 abgelegt, die die Packung nunmehr einem nicht dargestellten Füller zuführt. Die den ßearbeitungskreis schließende Station YI ist eine Leerstation, die zum Kühlen der Dorne 2-7 verwendet werden kann.

Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Faltvorgang zeigt bei a den geöffneten schlauchformigen Packungsrohling, dessen Giebelwände 22 und 23 bei b und c zunehmend eingefaltet werden. Bei d berühren sich die Dachflächen 24 und 25 gerade an ihren freien Enden. In dieser Stellung berührt das Faltwerkzeug für die Dachfaltung die Dachfläche 24 in der Faltrille 25 und knickt die Dachfläche 24 entlang der Faltrille 26 ein«. Dabei schiebt sich die Dachfläche 24 unter die später obenliegende Dachfläche 25· Dieser Vorgang ist in der Darstellung e zu erkennen. Mit der Packung bei f ist die bereits ganz- und ebenflächig versiegelte Bodenfaltung dargestellt.

Mit den Fig_e 3a - 4b ist die Faltbewegung der Giebelfaltwerkzeuge in zwei Stellungen dargestellt. Dabei zeigen Fig» 3a und b das Ansetzen des Faltwerkzeuges an die Packung und die Fig. 4a und b die größte Eintauchtiefe der Faltwerkzeuge in den Bodenfaltbereich 15, 16, 17 der Packung jeweils in zwei Ansichten. Der Aufbau des Giebelfaltwerkzeuges wird im folgenden beschrieben: Auf einer von dem Dornrad 1 über Zahn-

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räder 27, 28 angetriebenen Vierkantwelle 29 sind zwei .Faltwerkzeuge 3o und 31 schwenkbar gelagert. Der wirksame Teil der Faltwerkzeuge 3o und 31 besteht aus den Faltfingern 32 und 33» wobei deren Berührungsstellen mit dem Knotenpunkt der Faltrillen 34» 35 und 36 kuppenartig ausgebildet sindo An den den jeweiligen Faltfingern 32 bzw» 33 gegenüberliegenden Enden 37 bzw. 38 der doppelarmigen Faltwerkzeuge 3o bzw. sind ballige Kurvenrollen 39 bzw. 4o angeordnet, die mit einer auf einer ortsfesten Traverse 41 angeordneten Kurve 42 zusammenwirken. Eine Zugfeder 43 sorgt dafür, daß die Mirvenrolien 39 und 4-O immer an aer nurve 42 anliegen, so daß die Bewegung der Faltfinger 32 bzw. 33 Ö© .,/ellenumdrehung gieicn verlauf "te

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Giebelfaltvorrichtung beschrieben. Die mit Fig. 3a dargestellte erste Berührung zwischen den Faltfingern 32 bzw. 33 und den Giebelwände 22 und 23 wird mit fortschreitender Rechtsdrehung der Welle 29 durch die ortsfeste Kurve 42 (s. auch Fig. 1 b) verstärkt, indem die Faltfinger 32 und 33 um die Drehpunkte 44 und 45 aufeinanderzti bewegt werden. Dabei werden die Giebelwände und 23 um die späteren Packungskanten 46 und 47 einwärtsgefaltet. In der Darstellung in Fig. 4a und b liegen die Kurvenrollen 39 und 4o an den höchsten Kurvenstellen an, wodurch die Faltfinger 32 und 53 ihre größte Eintauchtiefe erreicht haben und damit das Einfalten der Giebelwände 22 und 23 beendet ist. Durch die Drehbewegung des Dornrades 1, dargestellt durch den Pfeil 48 und durch die Drehung der ,/eile 29, dargestellt durch den Pfeil 50,,sowie durch die kurvenbedingte Einwärtsbewegung der Faltwerkzeuge 3o und dargestellt durch die Pfeile 5I und 52, ist es möglich geworden, daß die Faltfinger 32 und 33 tatsächlich während ihres gesamten Faltweges nur in jeweils einem einzigen Punkt die Packung 9 berühren und damit die nunmehr klebefähige Kunststoffbeschichtung nicht beschädigeno

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Nachdem die Giebelfaltung abgeschlossen ist, wird das faltwerkzeug 53 (Figo 5a-c) für die Dachfaltung, bestehend aus Kurve 54·, Winkelhebel 55» Schwenkhebel 56 sowie ,Faltmesser 57 > Kurvennut 58 und Kurvenrolle 59 in Bewegung versetzt. Da die Packung 9 während des Faltvorganges nahezu kontinuierlich vorbewegt wird, erfährt die Dachfläche 24- bei ihrer Einwärtsfaltung eine Voreilung, die durch das von der Kurve 54· gesteuerte Faltmesser 57 erzeugt wird. Damit auch das Faltmesser ^7 während des gesamten Faltvorganges die Dachfläche 24- ohne Relativbewegung nur in einer Linie, und zwar entlang der Faltrille 26 berührt, muß die wirksame Kante 61 des Faltmessers 57 einer Kurvenbahn, dargestellt durch die strichpunktierte Linie 62, folgen. Diese zusätzliche Bewegung des Faltmessers 57» die von der allgemeinen bogenförmigen Schwenkbewegung entsprechend dem Radius des //inkelhebels 55 um den Drehpunkt 63 abweicht, wird durch die Kurvenrolle 59 erzeugt, wobei die Kurvenrolle 59 in der Kurve 58 geführt ist. Zur übertragung der Kurvenbewegung der Kurvenrolle 59 ist diese über einen parallel zum Schwenkhebel 56 liegenden und von diesem verdeckten Hebel im Drehpunkt 64- mit dem Schwenkhebel 56 verbunden. Da die Kante 61 des Faltmesserg 57 genau in die verlängerte Drehachse der Kurvenrolle 59 fällt und Linie 62 gleichzeitig Kurvenmittellinie und Bewegungslinie der Kante 61 ist, wird die Bewegung der Kurvenrolle 59 im Verhältnis 1:1 auf das Faltmesser übertragen.

Der in den Fig. 5a - c dargestellte Faltvorgang für die Dachfaltung wird nun durch die zweifache Kurvensteuerung des Faltmessers 57 derart eingeleitet, daß zunächst nur die später einzuknickende Dachfläche 24- von der Kante 61 in der Faltrille 26- berührt wird. Bei weiterer Vorbewegung der Packung 9, dargestellt durch den Pfeil 4-8, trifft die gegenüberliegende Dachfläche 25 mit ihrem freien Ende auf einen während des Faltvorganges ortsfesten Gegenhalter 65β

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Durch dieses Aufsetzen der Dachfläche 25 wird diese zunächst im gleichen Maße verzögert, so wie die Dachflä-he 24 beschleunigt wird. Jedoch bei fortschreitender Dachfaltung verändern sich die Geschwindigkeitsverhältnisse, da nunmehr die Dachfläche 24 entlang der Faltrille 26 einknickt, während die Dachfläche 25 keine Formänderung erfährt (Fig. 5"b).

In Fig. 5c ist die Dachfaltung soweit abgeschlossen, daß das Faltmesser 57 wieder zurückgezogen werden kann und nun der Siegelstempel 2o aufwärts gegen den Dorn 4 bewegt werden kann. Dadurch, daß nun die innen- und außenseitige Kunststoff be schichtung der Packung 9 noch klebefähig ist, werden alle doppeltliegenden Packungsteile miteinander ganz- und ebenflächig verklebt. Nachdem der Siegelvorgang beendet ist, schaltet das Dornrad 1 um jeweils eine Station weiter, wodurch sich der ganze vorbeschriebene Vorgang wiederholte

In Fig. 6 ist ein Schnitt durch einen Dorn 2-7 und den. Siegelstempel 2o mit Packung 9 i*¹ Siegelstellung dargestellt. Hierbei ist die seitliche Ausbildung des Siegelstempels 2o in Form von Stempelwangen 66 und 67 zu erkennen. Diese Seitenwangen 66 und 67 bewirken, daß im Moment des größten Siegeldruckes ein seitliches Ausbeulen der Packung 9 auf Grund des mehrlagigen FaItverSchlusses im Übergang mit der einlagigen Packungswand vermieden wirdo

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Claims

-9-P'atentansprüche;

1.!Vorrichtung zum Einfalten und ebenflächigen Versiegeln des Bodens einer flüssigkeitsdichten Packung mit dachförmigem Faltverschluß und eingefalteten Giebelwänden, wobei der schlauchförmige Fackungsrohling auf ein Dornrad aufgesteckt ist und das Einfalten mittels bewegungsgesteuerter Faltwerkzeuge erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltwerkzeuge (3o, 31) für die Giebelfaltung und das Faltwerkzeug (57) für die Dachfaltung gemeinsam im Bewegungsbereich eines Dornes (2-7) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Haststationen (III, IV) angeordnet sindo

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Faltvorganges der sich vorbewegenden Packung (9) vorübergehend folgenden Faltwerkzeuge (3o, 31» 57) der_art angeordnet und durch Kurven (42, 54, 58) steuerbar sind, daß zwischen den wirksamen Kanten (32, 33» 61) der Faltwerkzeuge (3o, 31» 57) und den von diesen beaufschlagten Packungsteilen (26 bzw. 34-, 35» 36) keine oder nur eine geringe Relativbewegung stattfindet«

3. Vorrichtung nach den-Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die seitlichen Giebelwände (22, 23) einfaltenden Faltwerkzeuge (3o, 31) paarweise auf einer durch das Dornrad (l) angetriebenen JeIIe (29) verschwenkbar angeordnet sindo

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß jedes Faltwerkzeug (3o, 31) doppelarmig ausgebildet ist und an seinem dem wirksamen Teil (32, 33) gegenüberliegenden Ende (37» 38) eine mit einer ortsfesten Kurve (42) zusammenarbeitende Kurvenrolle (39» 4o) aufweist.

5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dachfaltung durchführende Faltwerkzeug (57) s™ freien Ende eines kurvengesteuerten Winkelhebels (55) versohwenkbar angeordnet ist«,

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6. "Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das am freien Ende des w'inkelhebels (55) schwenkbar gelagerte Faltwerkzeug (57) i*i seinem Drehpunkt (64·) mit einem Kurvenhebel verbunden ist, der an seinem freien Ende eine Kurvenrolle (59) aufweist, die in einer endlichen Butenkurve (58) geführt isto

ο Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 4- und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Kante (61) des Faltwerkzeuges (57) in der verlängerten Drehachse der Kurvenrolle (59) liegt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siegelstempel (65) derart ausgebildet ist, daß seine Siegelfläche eine U-förmige Gestalt aufweist, wobei die seitlichen Stempelwangen (66, 67) die Schmalseiten im Bodenbereich der Packung (9) berühren₀

Bö/Ls,

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