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"Verfahren zum Herstellen und Füllen einer Becherpackung
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und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens" Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen und Füllen einer Becherpackung mit Flüssigkeiten oder
Pasten, bei dem aus einer von einer Rolle abgezogenen Folie fortlaufend Becher mit
einem umlaufenden Siegelrand geformt, diese gefüllt und anschließend mit einer heißsiegelfähigen
Deckelfolie geschlossen werden. Die Erfindung bEtrifft auch eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Beim Verpacken von niedrigviskosen Flüssigkeiten bis hochviskosen
Pasten werden bisher die Flüssigkeiten oder Pasten unmittelbar nach Formung der
Becher in diese eingefüllt und wird dann die heißsiegelfähige Deckelfolie auf die
Becher aufgelegt und mit deren Siegelrand versiegelt. Gegebenenfalls werden anschließend
die Becher einzeln oder in Gruppen voneinander getrennt. Die Eigenschaften der zum
Verpacken verwendeten Folie richten sich nicht nur nach den Beanspruchungen, die
die gefüllten Becher später unterworfen sind, sie müssen auch so gewählt sein, daß
die gerade geformten Becher beim Füllen und beim Schließen ine hinreichende Stabilität
haben. Das führt in der Regel dazu, daß z.B. die Folienstärke
größer
gewählt wird als zur Aufnahme der späteren Beanspruchungen der gefüllten Becher
erforderlich. Ein anderer Nachteil wird darin gesehen, daß die Leistungsfähigkeit
einer Vorrichtung, die nach dem eingangs beschriebenen Verfahren arbeitet, begrenzt
ist. Im allgemeinen werden nämlich die noch zusammenhängenden aus der Folie geformten
Becher taktweise weiterbewegt. Die Taktzeiten und insbesondere die bei der Weiterbewegung
auftretenden Beschleunigungen müssen deswegen kleingehalten werden, weil sonst die
Gefahr besteht, daß die in die offenen Becher eingefüllten Flüssigkeiten oder Pasten
Uberschwappen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, das Verfahren der eingangs beschriebenen
Gattung so weiterzubilden, daß höhere Verpackungsleistungen erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Folie wenigstens an einem
ihrer Längsränder eingespannt wird, daß nach dem Formen der Becher die Deckelfolie
auf den Siegelrand aufgelegt und an diesem mit Ausnahme der der Einspannung gegenüberliegenden
Seite versiegelt wird, daß die Becher quer zur Förderrichtung der Folie voneinander
getrennt werden und daß schließlich die Becher gefüllt und die Deckelfolie mit der
noch freien Seite des Siegelrandes versiegelt wird.
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Anders ausgedrückt arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren so, daß
im Anschluß an die Formung der Becher, z.B. durch einen Tiefziehvorgang, die Deckelfolie
auf den Siegelrand aufgelegt und mit diesem z.B. an drei Seiten versiegelt wird.
Die der Einspannseite der Folie zugeordnete Seite bleibt dabei offen.
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Dementsprechend ist das Siegelwerkzeug z.B. als eine Siegelplatte
ausgebildet. Nachdem der zuletzt gesiegelte Becher oder die zuletzt gesiegelten
Becher die Siegelstation verlassen haben, werden sie quer zur Förderrichtung von
den jeweils nachfolgenden Bechern getrennt, so daß, wenn in Förderrichtung nur eine
Becherreihe gebildet wird, die an einem Längsrand der Folie eingespannt ist, die
einzelnen Becher unter der
Wirkung ihres Eigengewichtes nach unten
fallen und dann an der Einspannung hängen.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die Folie an beiden Längsrändern
einzuspannen, wobei quer zur Förderrichtung jeweils zwei Becher nebeneinander geformt
werden, die, nachdem sie von dem nachfolgenden Becherpaar getrennt werden, zusätzlich
auch voneinander getrennt werden. Dann hängt auf jeder Einspannseite ein Becher.
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Die nur teilweise geschlossenen Becher können nun gefüllt werden.
Dabei kann vor dem Füllen die zwischen dem Siegelrand und der Deckelfolie vorhandene
Füllöffnung auch zwangsweise vergrößert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit,
die Becher vor dem Füllen zu evakuieren oder mit einem Schutzgas zu füllen.
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Auf jeden Fall können die Becher nahezu vollständig gefüllt werden,
ohne daß die Gefahr besteht, daß die eingefüllten Flüssigkeiten oder Pasten bei
der taktweisen Bewegung und den dabei auftretenden Beschleunigungen Uberschwappen.
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Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich dann, wenn aus der Folie
jeweils zwei nebeneinander angeordnete und durch einen Siegelsteg verbundene Becher
mit dreieck- bis trapezförmigem Querschnitt geformt werden, wobei die Bechertiefe
zur Einspannung hin abnimmt. Bei derart geformten Bechern ist die freie Flüssigkeitsoberfläche
im Bereich der Füllöffnung so gering, daß auch bei starken Beschleunigungen kaum
Flüssigkeit aus dem gefüllten Becher austreten kann. Außerdem haben diese Becher
den Vorteil, daß sie in der Lage, in der sie gefüllt werden, später auch auf Regalen
oder dergleichen aufgestellt werden können, so daß die bedruckte Deckelfolie in
vollem Umfang als Werbefläche sichtbar ist und dementsprechend genutzt werden kann.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Folien verwendet
werden, deren Eigenschaften ausschließlich auf die speziellen Bedingungen des Füllgutes
abgestimmt sind und die darüber hinaus dem späteren Verwendungszweck und den späteren
Beanspruchungen des Bechers angepaßt sind. Dementsprechend können Folien verwendet
werden, aus denen sich standfähige Becher, kollabierende Beutel und dergleichen
herstellen lassen. Auf die Beanspruchungen der Folie und der Becher in einer Vorrichtung
braucht dabei keine Rücksicht genommen zu werden, weil Folie bzw. Becher während
der Behandlung eingespannt sind. Infolgedessen läßt sich das zur Verfügung stehende
Verpackungsmaterial optimal ausnutzen.
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Die Leistungsfähigkeit kann auch durch den Einsatz von Mehrfach-Werkzeugen
gesteigert werden, so daß bei jedem Takt mehrere zu einer Gruppe zusammengefaßte
Becher mit Deckelfolie abgedeckt, teilweise versiegelt, gefüllt und verschlossen
werden. Gegebenenfalls können auch verschiedene Flüssigkeiten in verschiedene Becher
gleichzeitig eingefüllt werden.
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Im übrigen besteht auch die Möglichkeit, beim Schließen der Becher
Öffnungen oder Trageeinrichtungen an der der Einspannung zuge-ordneten Seite des
Siegelrandes anzubringen.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Abzugeinrichtung
für die Folie, einer Zuführeinrichtung für die Deckelfolie, Formwerkzeugen und Siegelwerkzeugen
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung wenigstens einen umlaufenden
Förderer mit Klammern zum Erfassen eines Längsrandes der Folie aufweist und daß
längs des Förderers in Förderrichtung nacheinander wenigstens ein Formwerkzeug,
die Zuführeinrichtung für die Deckelfolie, ein den Siegelrand mit Ausnahme der den
Klammern zugeordneten Seite erfassendes Siegelwerkzeug, wenigstens eine quer zur
Förderrichtung arbeitende Trenneinrichtung, wenigstens eine Fülleinrichtung
und
ein die den Klammern zugeordnete Seite des Siegelrandes erfassendes Siegelwerkzeug
angeordnet sind.
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Insbesondere können zwei Förderer mit Klammern vorgesehen sein, zwischen
denen in Förderrichtung hinter der Quer-Trenneinrichtung eine Längs-Trenneinrichtung
angeordnet ist. Wird aus einer Folie lediglich eine Becherreihe geformt und ist
gleichwohl die Folie an beiden Längsrändern eingespannt, dann dient die Längs-Trenneinrichtung
dazu, den Becher auf einer Seite von der dort befindlichen Einspannung zu trennen.
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Werden aus der Folie zwei nebeneinander angeordnete Becherreihen geformt,
dann wird die Längs-Trenneinrichtung mittig zwischen den Förderern angeordnet und
wird darüber hinaus Jedem Förderer eine Fülleinrichtung mit nachgeschaltetem Siegelwerkzeug
zugeordnet.
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Die Quer-Trenneinrichtung ist zweckmäßig ein Stanzmesser, während
die Längs-Trenneinrichtung ein Rollmesser sein kann.
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Im übrigen kann es zweckmäßig sein, jedem Förderer ein Messer zum
Abtrennen des gefüllten und geschlossenen Bechers von dem in die Klammern eingespannten
Abschnitt des Siegelrandes zuzuordnen. Mit diesen Messern werden die gefüllten und
verschlossenen Behälter hinter der letzten Bearbeitungsstation von dem in die Klammern
eingespannten Abschnitt des Siegelrandes abgetrennt, so daß sie dann einer weiteren
Bearbeitung zugeführt oder gesammelt und verpackt werden können.
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Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes AusfUhrungsbeispiel
der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine
Vorrichtung zum Herstellen und Füllen einer Becherpackung,
Fig.
2 schematisch einen Schnitt in Richtung II - II durch den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 schematisch einen Schnitt durch eine fertige Becherpackung.
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Die Vorrichtung besitzt ein nicht dargestelltes Maschinengestell,
in dem mit Abstand voneinander zwei Förderer 1, 2 geführt sind. Die Förderer weisen
auf ihren zueinander gerichteten Seiten Klammern 3 auf. Es kann sich dabei um Förderer
mit seitlicher Kluppenkettenhalterung handeln.
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Die Förderer 1,2 erfassen mit ihren Klammern 3 die Längsränder 5,
6 einer Tiefziehfolie 4 und ziehen diese von einer nicht dargestellten Rolle ab.
Mit Hilfe der Förderer 1, 2 wird die Tiefziehfolie 4 bzw. werden die später daraus
gebildeten Becher nacheinander einer Formstation 7, einer Siegelstation 8, einer
Trennstation 9, einer Füll- und Dosierstation 10 sowie einer weiteren Siegelstation
11 zugeführt.
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Die Förderer 1, 2 werden taktweise weiterbewegt. Zur Steuerung der
Förderer und der Funktionen der verschiedenen Stationen dient ein Schaltkasten 12.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im Bereich der Formstation 7 werden
aus der Tiefziehfolie mit im einzelnen nicht dargestellten Tiefziehwerkzeugen zwei
Reihen von nebeneinander angeordneten Bechern 13, 14 geformt, die an ihrer offenen
Seite jeweils einen umlaufenden Siegelrand besitzen und über diesen Siegelrand miteinander
zusammenhängen. Auf den Einspannseiten bilden die Längsränder 5, 6 der Tiefziehfolie
Abschnitte des Siegelrandes, während in der Mitte jeweils zwei nebeneinander angeordnete
Becher 13, 14 über einen gemeinsamen Siegelsteg 15 verbunden sind.
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Im übrigen weisen die Becher 13, 14 einen im wesentlichen dreieckförmigen
Querschnitt auf, wobei die Bechertiefe zur Einspannung hin abnimmt. a 1 1
Zwischen
der Formstation 7 und der nachgeschalteten Siegelstation 8 wird mit einer im einzelnen
nicht dargestellten Einrichtung eine Deckelfolie 16 zugeführt und auf die Siegelränder
5, 6, 15 aufgelegt. Diese Deckelfolie 16 wird im Bereich der Siegelstation 8 mit
einem im einzelnen nicht dargestellten Siegelwerkzeug, das eine Siegelplatte sein
kann, so mit den Siegelrändern versiegelt, daß sich die Verbindung lediglich über
den Bereich des Siegelsteges und der daran anschließenden, in den Figuren nicht
sichtbaren Querstegen erstreckt, während die Siegelränder im Bereich der Längsränder
5, 6 bzw. auf den den Klammern 3 zugeordneten Seiten nicht mit der Deckelfolie 16
verbunden werden. Dadurch bleiben in diesen Bereichen Öffnungen.
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Die so gebildeten und noch zusammenhängenden Becher 13, 14 gelangen
dann in die Trennstation 9, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei
sich zwischen den Förderern 1, 2 erstreckende Stanzmesser 17, 18 aufweist, mit denen
jeweils zwei nebeneinander angeordnete Becher 13, 14 von den nachfolgenden getrennt
werden. Den Stanzmessern 17, 18 nachgeschaltet ist ein auf einer gegebenenfalls
angetriebenen Welle 19 befestigtes Rollmesser 20, das etwa mittig zwischen den beiden
Förderern 1, 2 angeordnet ist und die beiden nebeneinander angeordneten Becher 13,
14 im Bereich des Siegelsteges 15 voneinander trennt.
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Die nicht mehr zusammenhängenden Becher 13, 14 werden jetzt nur noch
von ihren zugeordneten Klammern 3 gehalten und schwenken deshalb in eine gegenüber
der Fig. 2 um 900 versetzte Lage. In dieser Lage gelangen sie in den Bereich der
FUll- und Dosierstation 10, wo gegebenenfalls die Füllöffnung zwischen der Deckelfolie
16 und dem von den Längsrändern 5 bzw. 6 gebildeten Siegelrand zwangsweise vergrößert
wird, so daß mit Hilfe einer oder mehrerer Dosierpumpen gleichzeitig ein oder mehrere
Beutel 13 bzw. 14 mit gleichen oder verschiedenen Flüssigkeiten oder Pasten gefüllt
werden können.
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Die gefüllten Beutel 13 bzw. 14 werden dann zu einer weiteren Siegelstation
11 transportiert, in der die Füllöffnung mit einer einfachen Kopfnaht zwischen Deckelfolie
16 und Längsrand 5 bzw. 6 geschlossen wird. Beim Anbringen der Kopfnaht können spezielle
Verschlußsysteme eingeschweißt werden oder können Löcher zum Aufhängen oder Trageeinrichtungen
angebracht werden.
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Die von den Förderern 1, 2 aus der Siegelstation 11 heraustransportierten
Becher 13, 14 werden dann an Rollmessern 21 bzw. 22 vorbeigeführt, die die fertigen
Becher von den eingespannten Abschnitten der Längsränder 5 bzw. 6 abtrennen, so
daß die Becher weiterbehandelt oder gesammelt und verpackt werden können.