DE2817621A1

DE2817621A1 - Fuellrohr fuer verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE2817621A1
Application number: DE19782817621
Authority: DE
Inventors: Paer Magnus Andersson; Bengt Allan Rosberg
Original assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak International AB
Current assignee: TETRA PAK INT; Tetra Pak AB
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: SE7704706L; SE409836B; DE2817621C3; FR2388720B1; GB1585354A; US4222417A; DE2817621B2; FR2388720A1

Description

Patentanwälte

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllrohr zum Füllen einer Reihe von miteinander zusammenhängenden Verpackungsbehältern, die das Füllrohr umgibt, das aus einem Lieferrohr und einem Düsenteil besteht, mit flüssigem Füllgut.

Verpackungsmaschinen der Gattung zum Herstellen von Verpackungsbehältern aus einem bahnförmigen Material, die dann mit einem flüssigen Füllgut gefüllt und verschlossen werden, arbeiten häufig nach einem Prinzip, bei dem, kurz gesagt, die Verpackungsmaterialbahn oder -bahnen im wesentlichen abwärts durch die Verpackungsmaschine geführt und dabei zunächst zu einer Reihe oder einem Rohr aus miteinander verbundenen Verpackungsbehältern verarbeitet werden, die miteinander in leitender Verbindung stehen. Diese Reihe von Verpackungsbehältern wird derart geformt, daß sie ein längliches Füllrohr umgibt, und wird kontinuierlich mit dem gewünschten Füllgut gefüllt. Am unteren Ende der Reihe erfolgt ein schrittweises Verschließen und Abtrennen der gefüllten Verpackungsbehälter von dem Rest der Behälterreihe mit Hilfe von Versiegelungsbacken und einer Schneidvorrichtung. Während der Herstellung wird dabei häufig die Reihe der miteinander zusammenhängenden Verpackungsbehälter zur Erzielung einer gewünschten Form der einzelnen Verpackungsbehälter mit Hilfe von Formungswalzen o.dgl. bearbeitet.

Was nun das Füllen der Reihe von zusammenhängenden Verpackungsbehältern mit dem gewünschten Füllgut betrifft, sind zwei grundsätzliche Verfahren zu unterscheiden. Bei dem einen Verfahren wird das Füllgut kontinuierlich in solchen Mengen zugeführt, daß der Flüssigkeitsspiegel in der durch die Verpackungsmaschine abwärtslaufenden Reihe halbfertiger Verpackungsbehälter im

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wesentlichen konstantgehalten wird. Dieses Abfüllverfahren eignet sich insbesondere beim vollständigen Füllen der einzelnen Verpackungsbehälter in solcher Weise, daß die fertigen Verpak— kungsbehälter keine Luftblase enthalten. Bei einem anderen häufig angewendeten Verfahren für die Zufuhr des gewünschten Füllgutes wird dieses intermittierend in solchen Raummengen zugeliefert, daß normalerweise nur der unterste der in einer Reihe zusammenhängender Verpackungsbehälter (d.h. derjenige Behälter, der den Versiegelungsbacken zunächstliegt) mit dem Füllgut gefüllt wird. Dieses Abfüllverfahren ist insbesondere dann geeignet, wenn die fertiggestellten Verpackungsbehälter ein gewisses Luftvolumen enthalten sollen.

In den Maschinen zur Durchführung dieser Verfahren besteht das Füllrohr aus einem herkömmlichen Rohr, das an seinem unteren Ende derart abgeschnitten ist, daß das Füllgut frei in die Reihe zusammenhängender Verpackungsbehälterrohlinge ausfließen kann. Ein solches Füllrohr eignet sich gut zum Abfüllen von Erzeugnissen verhältnismäßig hoher Viskosität sowie solcher, die nicht zu heftiger Schaumbildung neigen. Wo es sich um Erzeugnisse handeltjdie zu heftiger Schaumbildung neigen, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, da die bei der Schaumbildung mit dem Füllgut gemischten Luftblaschen die vollständige Füllung der Verpackungsbehälter verhindern und mitunter auch zu unerwünschten Ungenauigkeiten des Füllvolumens führen kömieri. Diese Schwierigkeiten sind besonders ausgeprägt, wenn Verpak— kungsmaschinen mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und folglich das Füllgut mit hoher Geschwindigkeit durch das Fiilrohr zugeliefert wird.

Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn verhältnismäßig enge Füllrohre verwendet werden, wie dies beispielsweise in solchen Fällen erforderlich ist, in denen die Verpackungsmaterialbahnen und/oder Reihen von Verpackungsbehälterrohlingen während der

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Abwärtsbewegung durch die Verpackungsmaschine mit Hilfe von Formungswerkzeugen o.dgl. bearbeitet werden sollen, die die miteinander verbundenen Verpackungsbehälter teilweise zusammendrücken und dabei den für das Füllrohr verfügbaren Raum einengen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese genannten Nachteile auszuschalten und ein Füllrohr für eine Verpackungsmaschine zu schaffen, das leicht herzustellen ist und weder unnötigerweise enge Durchtrittskanäle noch solche von unregelmäßiger Form enthält, die das Reinigen erschweren.

Die Erfindung schafft ferner ein Füllrohr mit einem Lieferkanal von im wesentlichen konstanter Querschnittsfläche, die allmählich zu einem Düsenteil erweitert ist, wodurch gewährleistet ist, daß das Füllgut keinen plötzlichen Geschwindigkeits- oder Druckänderungen unterworfen wird, die die Qualität desselben beeinträchtigen könnten, was besonders für gewisse empfindliche Produkte, z.B. für Schlagsahne, wichtig ist.

Zur Lösung der Aufgabe sowie zur Erzielung weiterer Vorteile ist ein Füllrohr zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in eine Reihe von miteinander zusammenhängenden Verpackungsbehältern, die das Füllrohr umgibt, welch letzteres aus einem Lieferrohr und einem Düsenteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende des Lieferrohres in eine Anzahl von in dem Düsenteil angeordneten Kanälen mündet, die unter einem Winkel zur Längsrichtung des Füllrohres geneigt angeordnet sind. Dies hat zur Folge, daß das ausströmende Füllgut über eine größere Fläche verteilt und gleichzeitig seitlich abgelenkt wird, wodurch die Schaumbildung vermindert wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Füllrohres gemäß der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil aus einer im Verhältnis zur Breite langen Grundplatte besteht, deren

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eine Seite mit einer Anzahl von FührungsflugeIn ausgestattet ist, die derart eingerichtet sind, daß sie mit dem die Verpackungsbehälter bildenden Material zusammenwirken. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß während des Betriebes die Grundplatte mit den FührungsflugeIn und das die Verpackungsbehälter formende Material im Verein miteinander die oben erwähnten Kanäle bilden, wodurch die Konstruktion leicht zugänglich und einfach zu reinigen ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende des Lieferrohres die Form einer unterhalb der Grundplatte liegenden Verteilungskammer hat, deren mit der Grundplatte zusammenfallende ¥and derart mit Löchern versehen ist, daß sie einen Füllgutstrom aus dem Innenraum der Verteilungskammer zu den von den FührungsflugeIn gebildeten Kanälen gestattet. Durch dieses Merkmal eines Füll— rohres wird beim Füllen vollständig zu füllender Verpackungsbehälter, insbesondere mit leicht fließfähigem Füllgut, das keine Neigung zum Eindicken oder zur Klumpenbildung bei mechanischer Bearbeitung zeigt, eine größere Rauminhaltsgenauigkeit erzielt.

Bei dieser soeben beschriebenen Ausführungsform des Füllrohres gemäß der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Führungsflügel als Querwände zwischen den seitlichen Längskanten der Grundplatte auszubilden. Diese Konstruktion ist in einfacher ¥eise mechanisch herstellbar.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Füllrohres gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferrohr am einen Ende der Oberseite der Grundplatte mündet.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung kann ein Füllrohr dadurch gekennzeichnet sein, daß die Führungsflügel die Form von der Oberfläche der Grundplatte vorspringender Zwischenwände haben, die sich von den Längskanten der Grundplatte in Richtung gegen die längsgerichtete Mittellinie der Platte

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erstrecken.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung kann die Grundplatte einen von FührungsflugeIn freien, im wesentlichen dreieckigen mittleren Teil aufweisen und der dreieckige Teil von den der Mittellinie der Grundplatte zugewendeten Endteilen der Führungsflügel und von der Mündung des Lieferrohres begrenzt sein. Diese Ausbildung des Düsenteiles bedeutet eine direkte Unterteilung des aus der Mündung des Lieferrohres austretenden FüllgutStrahles in eine Anzahl von Teilströmen, die seitwärts gerichtet sind und über einen verhältnismäßig langen Abschnitt der Zentralachse des Füllrohres verteilt sind.

Vorzugsweise kann eine weitere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die von dem Düsenteil seitwärtsgerichteten Ausströmöffnungen entlang einer Strecke angeordnet sind, die der Länge von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Verpackungsbehälterrohlingen entspricht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß die der Mittellinie der Grundplatte zugewendeten Endteile der Führungsflügel in Richtung gegen die Mündung des Lieferrohres hin gekrümmt sind, was zur Verminderung der Turbulenz bei der Ablenkung des aus der Mündung des Lieferrohres austretenden FüllgutStrahles beiträgt.

Schließlich kann eine weitere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Höhe der Führungsflügel von einer Höhe entsprechend der Dicke des Lieferrohres an dem .an das Lieferrohr anschließenden Ende des Düsenteiles allmählich bis zu einer Höhe entsprechend der Dicke der Grundplatte am gegenüberliegenden Ende der Grundplatte abnimmt.

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Xn der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Verpackungsmasehine, die mit einem Füllrohr gemäß der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab im Schnitt einen Abschnitt des Füllrohres gemäß der Erfindung an der Verpackungsmaschine gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 zeigt das untere Ende eines Füllrohres mit einem Düsenteil gemäß der Erfindung, entsprechend dem Düsenteil gemäß Fig. 2;

Fig. k zeigt eine weitere Ausführungsform eines Füllrohres mit einem Düsenteil gemäß der Erfindung} und

Fig. 5 und 6 zeigen einen Schnitt bzw. eine Ansicht des unteren Endes eines Füllrohres gemäß der Erfindung mit einer weiteren Ausführungsform eines Düsenteiles.

In Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer bekannten Verpackungsmaschine mit einem Füllrohr gemäß der Erfindung dargestellt. Der Rahmen der eigentlichen Verpackungsmaschine ist mit 1 und ein Verpackungsmaterialteil mit 2 bezeichnet.

Der Verpackungsmaterialteil 2 der Maschine enthält eine Anzahl sogenannter Walzenstühle mit Vorratsrollen des Verpackungsmaterials. Die Rollen 3 und h enthalten bahnförmiges Verpackungsmaterial, das beispielsweise aus einer stranggepreßten Schaumkunststoffbahn aus Polystyrolmaterial mit beiderseitiger homogener Polystyrolbeschichtung bestehen kann. Die Verpackungsmaterialbahnen 5 und 6 werden von den Vorratsrollen 3 und k abgezogen und über die Führungswalzen J geführt. Die Vorratsrolle 8 trägt ein Bandmaterial 9 aus homogenem Kunststoff, das zur

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Verwendung als abnehmbares Deckmaterial über der Öffnung der fertigen Verpackungsbehälter bestimmt ist.

Die eigentliche Verpackungsmaschine besteht, wie oben erwähnt, aus einem Rahmen 1, der eine umlaufende Trommel 10 trägt, über die die Verpackungsmaterialbahn/geführt ist, an der in einzelnen Stationen entlang des Trommelumfanges Arbeitsgänge ausgeführt werden. Die Verpackungsmaschine weist außerdem eine Anordnung 11 zum Formen der Bahn 6 auf. Die Anordnung 11 enthält bewegbare⁺12, die an einer endlosen Kette angebracht sind, die, wie in der Figur dargestellt, im Uhrzeigersinn umläuft. Fig. zeigt ferner eine Zuleitung 13 für das in die Behälter abzufüllende Material, ein Steuerventil 14 zum Steuern der Füllgutabgabemenge sowie ein im folgenden noch näher zu beschreibendes Füllrohr 15. Mit 16 ist eine Heizvorrichtung und mit 17 eine Luftzuleitung bezeichnet. Eine hin- und herbewegliche Stange oder Säule 18 ist in Lagern 19 geführt, die fest im Maschinenrahmen 1 angebracht sind. Die Stange trägt eine Faltvorrichtung 20, eine Versiegelungsvorrichtung 21 und eine Schneidvorrichtung 22, von denen die beiden ersteren zusammen mit der Stange 18 hin- und herbeweglich sind, die derart eingerichtet ist, daß die Stange 18 synchron mit den Formen 12 abwärtsbewegt wird, den Rückhub nach oben jedoch schneller ausführt. Unmittelbar vor der Versiegelungseinrichtung 21 befindet sich außerdem eine Verdrängungs- und Formungsvorrichtung 36.

Die Verpackungsmaschine arbeitet wie folgt:

Eine erste Verpackungsmaterialbahn 6 mit Faltrillen wird von der Vorratsrolle k abgezogen und über eine Führungswalze 7 geführt. Die Verpackungsmaterialbahn 6 wird mit Hilfe einer Antriebswalze 23 abgezogen, die von einer Photozelleneinheit mit zwei Photozellen 2k gesteuert ist. Wenn die Antriebswalze zu viel von dem bahnförmigen Verpackungsmaterial 6 abzieht, verdeckt die niederhängende Schleife der Verpackungsmaterialbahn

Formen

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dle untere der Photozellen. 2k, die Steuereinrichtung erhält einen Impuls, und die Antriebsvorrichtung für die Antriebswalze 23 wird stillgesetzt (Fig.1). Dies bedeutet daß die Zulieferung des Verpackungsmaterials unterbrochen wird und die Schleife des Verpackungsmaterials an Länge abnimmt. Wenn die Schleife so kurz geworden ist, daß sie auch die obere Photozelle 2k nicht mehr verdeckt, wird die Verpackungsmaterialzufuhr durch die Antriebswalze 23 wieder aufgenommen. Die Verpackungsmaterialbahn 6 wird mit den Formen 12 an der Formungsanordnung 11 zur Berührung, gebracht, in der die Formen 12 an einer endlosen Kette angebracht sind, die mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit in einer geschlossenen Bahn umläuft. Mit Hilfe eines Formungswerkzeuges 33 wird die Verpackun-gsmaterialbahn 6 (ggf. nach Erhitzen mittels einer Heizeinheit 3k, 35» die die vorbeigeführte Materialbahn mit Heißluft erhitzt und erweicht) an den

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Formen/zur Anlage gebracht, wobei die Bahn 6 zur Formung einer endlosen Reihe U-förmiger Teile gefaltet wird, die mit Hilfe der Formungsanordnung 11 mit im wesentlichen icons tant er Geschwindigkeit abwärtsbewegt werden.

Die zweite Verpackungsmaterialbahn 5 wird von ihrer Vorratswalze 3 abgezogen und über eine Führungswalze 25 geführt und dann zur Anlage an der Antriebswalze 10 gebracht. Die letztere ist mit einer Anzahl von Abschnitten oder Formungsflächen ausgestattet, deren jede eine Breite hat, die im wesentlichen dem

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Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgen Formen 12 an der Formungsanordnung 11 entspricht. Die Antriebswalze 10 läuft mit konstanter Geschwindigkeit um, während eine Außenrand- oder Schwingplatte 26 eine hin- und hergehende Antriebsbewegung um die Trommel 10 ausführt. Die Platte 26 trägt Bearbeitungsvorrichtungen, wie eine Lochstanze und eine Deckstreifenanbringungseinrichtung 27, Formungs- und Schneidelemente 28 und ein Heizelement 29. Wenn die Bahn 5 mit Hilfe der Antriebstrommel 10 an den Bearbeitungsstationen 27 bis 29 vorbeigeführt wird, werden aus der Bahn Entnahmeöffnungen ausgestanzt und mit

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einem Deckstreifen überdeckt, und es erfolgt ein Erhitzen und ggf. ein Warmverformen der Bahn sowie ein Einschneiden der Randzonen der Bahn im wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung der Bahn. Von der Vorratsrolle 8 wird ein Band 9 aus homogenem Kunststoff abgezogen, das mit Hilfe der Deckstreifenanbringungseinrichtung 27 über die in der Bahn 5 hergestellten Entnahmeöffnungen gelegt und an der Bahn 5 zum Schließen der Entnahmeöffnungen befestigt wird. Außerdem wird der Vorderteil des Bandes 9 mit Hilfe der Deckstreifenanbringungseinrichtung 27 abgeschnitten, so daß der über der Entnahmeöffnung angebrachte Deckstreifenabschnitt von dem Band 9 getrennt wird. Die mit den Entnahmelöchern und den Öffnungseinrichtungen versehenen Randzonen der Bahn 5 sind durch den Schneidvorgang zu einer Reihe+vorspringender Lappen (5a in Fig. 2) verarbeitet worden, deren Länge praktisch der Höhe der Formen 12 entspricht. Die Bahn wird mit Hilfe der Antriebstrommel 10 mit einer Geschwindigkeit herangeführt, die mit der der Formen 12 übereinstimmt, und die Bahn 5 wird an die Formen 12 herangeführt und mit ihrem mittleren Teil über deren Oberseiten angelegt, während die zu den Lappen oder Zungen verarbeiteten Randzonen der Bahn von den Formen 12 a_Us vorspringen. Mit Hilfe einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Steuereinrichtung wird die Bahn 5 derart transportiert, daß die Einschnitte oder Schlitze in der Bahn den quergerichteten Flanschen oder Zwischenwänden der Formen 12 gegenüber zu liegen kommen.

Während die Bahn 5 mit Hilfe der Liefertrommel 1o synchron zur Bewegung der Formen 12 zugeführt wird, nimmt die Stange 18 eine obere Grenzstellung ein und beginnt ihre Abwärtsbewegung, die dann ebenfalls mit der Bewegung der Formen 12 synchron abläuft. Die Stange 18 trägt eine Heizvorrichtung 16, die über ein Rohr 17 mit einer Luftquelle verbunden sein kann und mit deren Hilfe gegen die Unterseite der Randzonen oder Lappen der Bahn 5 Heißluft geblasen werden kann, wobei das Kunststoffmaterial erweicht und für das Versiegeln aktiviert wird, während gleich-

seitwärts

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zeitig die Kanten der Bahn 6 erhitzt werden, indem gegen die an den Seitenkanten der Formen freiliegenden Kantenzonen der Bahn Heißluft geblasen wird.

Zur gleichen Zeit, zu der die miteinander zu versiegelnden Zonen der Bahnen 5 und 6 mittels der Heizvorrichtung 16 erhitzt werden, werden die beim vorangegangenen Arbeitshub der Stange 18 erhitzten Lappen oder Zungen an der Bahn 5 niedergefaltet,

1 2 so daß sie mit den außerhalb der Formen/gelegenen Randzönen der Bahn 6 zur Berührung gelangen, die ebenfalls vorher erhitzt worden sind, und dies hat die Folge, daß die zusammengeführten Bahnteile zu einer mechanisch dauerhaften und brauchbaren Versiege lungsnaht verschmolzen werden, die stabilisiert wird, indem das Faltwerkzeug 20 den versiegelten Bereich während der Zeitspanne abkühlt, in der es sich mit den niedergefalteten Teilen der Bahn 5 in. Berührung befindet. Wenn die Bahnen 5 und 6 durch die seitliche Versiegelung in der beschriebenen Weise miteinander verbunden sind, wird das in die Bahälter abzufüllende Material durch das Füllrohr 15 eingeführt, das sich unterhalb der Bahn 5» jedoch oberhalb der Oberkanten der Formen 12 befindet, und der unterhalb der Bahn 5 gebildete kammerartige Raum wird mit dem gewünschten Füllgut gefüllt. Nach dem Verdrängen eines etwaigen Überschusses an Füllgut und nach Gegeneinander— drücken der Bahnen mittels der Vorrichtung 36 wird der Hohlraum mittels der Versiegelungsvorrichtung 21 zu geschlossenen Einheiten versiegelt, indem die Bahn 5 mit den über den oberen Enden der aufrechten Teile der Formen/liegenden Teilen der Bahn 6 versiegelt wird. Die Versiegelungsvorrichtung 21 ist ihrerseits ebenfalls an der Stange 18 befestigt und folgt dieser bei ihrer hin- und hergehenden Bewegung, was bedeutet, daß das Versiegeln bei der zu der Bewegung der Formen synchronen Abwärtsbewegung der Stange erfolgt. Die gebildeten verschlossenen Einheiten werden schließlich mit Hilfe des Schneidelementes 22 durch Schnitte durch die mittels der Versiegelungseinrichtung 21 erzeugten Versiegelungszonen getrennt.

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Die gefüllten und verschlossenen Verpackungseinheiten 30 werden dann am unteren Ende der Formenkette einem Förderer 31 zugeführt, der sie der Verpackung in Kisten o.dgl. zuführt.

Die Verpackungsmaschine kann mittels einer Schalt- oder Instrumententafel 32 betrieben werden, die die erforderlichen Steuereinrichtungen und Instrumente zur Angabe der Temperatur in den verschiedenen Heizzonen usw. enthält.

Nach dieser Beschreibung einer Verpackungsmaschine mit einem Füllrohr gemäß der Erfindung werden im folgenden verschiedene Ausführungsformen des Füllrohres eingehend an Hand der Fig. 2 bis 6 beschrieben.

Fig. 2 zeigt im Schnitt einen Teil der an der Formenkette angeordneten Formen 12, das untere Ende des Füllrohres 15 mit einem Düsenteil 37» die teilweise zu Verpackungsbehältern umgeformten Materialbahnen 5 und 6, die Verdrängungs- und Formungsvorrichtung 36 sowie eine Versiegelungseinrichtung 21 .

Das untere Ende des Füllrohres gemäß Fig. 2 ist auch in Fig. 3 gezeigt, die noch deutlicher erkennen läßt, daß das Füllrohr aus einem Lieferrohr 38 von abgeflachtem Querschnitt und einem an dessen unterem Ende befestigten Düsenteil 37 besteht. Der Düsenteil 37 besteht aus einer länglichen Grundplatte 39» an deren einer kurzer Seite das Lieferrohr 38 mündet. Diese Grundplatte 39 ist vom Lieferrohr 38 fort dreieckförmig verjüngt und an seiner Oberseite mit einer Anzahl von Führungsflügeln kO versehen. Diese Führungsflügel 40 erstrecken sich quer zur Mit— te-lachse des Füllrohres und sind in Reihen entlang der beiden Längsseitenkanten der Grundplatte angeordnet. Die Führungsflügel sind einander paarweise gegenüberliegend angeordnet, und der Abstand zwischen den zwei FührungsflugeIn eines jeden Führungsflügelpaares ist am größten an demjenigen Ende der Grundplatte, an dem das Lieferrohr 38 angeschlossen ist und am kleinsten am

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gegenüberliegenden schmalen Ende der Grundplatte. An dem dem Lieferrohr abgewendeten Ende der Grundplatte 39 befindet sich ein zusätzlicher Führungsflügel kl von abweichender, im wesentlichen dreieckiger Form.

Die Grundplatte 39 ist am unteren Ende des Füllrohres 38 derart befestigt, daß die Unterseite der Grundplatte eine direkte Fortsetzung der Unterseite des abgeflachten Lieferrohres 38 bildet, wie dies deutlich aus Fig. 2 hervorgeht. Fig. 2 läßt außerdem erkennen, daß das erste Paar Führungsflügel ^O (d.h. dasjenige, das dem Lieferrohr 38 zunächst-liegt) mit einer Höhe ausgebildet ist, die der zugeordneten Höhe des Lieferrohres 38 entspricht, während die übrigen Führungsflügelpaare von allmählich verminderter Höhe sind, so daß der Düsenteil im Profil (Fig. 2) gegen das spitze Ende hin im wesentlichen linear verjüngt ist, und an diesem Ende der zentral angeordnete dreieckige Führungsflügel 41 eine Höhe hat, die die Dicke der Grundplatte 39 nur geringfügig überschreitet.

Das Düsenstück 37 ist in bezug auf die Mittellinie des Füllrohres symmetrisch, und die Abstände zwischen den der Mittellinie zugewendeten Führungsflugelenden und der Mittellinie sind daher in jedem Paar gleich kurz. Das oberste Paar Führungsflügel (d.h. das dem Lieferohr 38 zunächstliegende Führungsflügelpaar) hat einen Abstand zwischen den einander zugewendeten Endflächen, der der Breite des benachbarten Mündungsendes des Lieferrohres 38 im wesentlichen entspricht oder in geringfügigem Maß kleiner ist als dieses. Der Abstand zwischen einander zugewendeten Führungsflügelendflachen nimmt dann in Richtung zum unteren Ende des Düsenteiles hin allmählich linear ab₉ so daß die untersten beiden Führungsflügel kO einen sehr kleinen Abstand voneinander haben.

Wenn das Füllrohr gemäß der Erfindung bei einer Verpackungsmaschine der weiter oben beschriebenen Gattung verwendet wird, befindet sich der Düsanteil des Füllrohres in der in Fig. 2

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dargestellten Stellung, d.h.. , er befindet sich am unteren Ende der Reihe von miteinander verbundenen Verpackungsbehältern und ist von zwei Verpackungsmaterialbahnen 5 und 6 umgeben. Die
Verpackungsmaterialbahn 6 hat, wie weiter oben beschrieben,
eine Form erhalten, die den U-förmigen Hohlräumen der Formen entspricht, und wird zugleich mit der Kette der Formen 12 allmählich durch die Verpackungsmaschine abwärtsbewegt. Die Verpakungsmaterialbahn 5 ist mittels der Lappen 5a mit den Kantenzonen der Verpackungsmaterialbahn 6 verbunden, während die
Rückseite der Materialbahn 5 sich über das Lieferrohr und die
Oberseite des Düsenteiles erstreckt. Der Düsenteil 37 ist insbesondere derart in der Reihe zusammenhängender Verpackungsbehälter angeordnet, daß seine ebene Unterseite sich mit den
Teilen der vorbeigleitenden Verpackungsmaterialbahn 6, die
sich über die oberen Flächen der Formen 12 erstrecken, in Berührung befindet, während gleichzeitig die mittleren oder Hinteren Teile der Materialbahn 5 sich mit den oberen KantenfLachen der Führungsflügel ^O und hl in Berührung befinden und über diese
gleiten. Dabei erfolgt eine allmähliche Verschiebung des mittleren Teiles der MateriaLbahn 5 in Richtung auf die Materialbahn 6 durch das Formurigswerkzeug 36, so daß dieser mittlere Teil
der Materialbahn 5 mit den über der oberen Fläche tier Formen liegenden Teilen der Materialbahn 6 am xmteren Ende des Düsenteiles zusammengeführt wird, wo sie mit Hilfe der hin— und herbewegten Vers Legelungsbac-ken 21 zur Bildung eine.^ geschlossenen Verpackung.^ behal fcers miteinander heißversiegelt werden.

Während der Abwärtsbewegung der beiden Materialbahnen 5 und 6 ^f wird durch das Füllrohr kontinuierlich Füllgut in die Behälter eingeführt. Dieses Füllgut tritt durch die Mündung des Füllrohres oberhalb der freien Dreieckflachen an der Überseite der Grundplatte 39 aus und kommt dann mit den inneren Enden der
Führungsflügel kO zur Berührung. Da der Abstand zwischen den
einander zugewendeten Endflächen der Fiihrungsflügel 'KJ jedes
Paares allmählich abnimmt, wird die von der Mündung des

durch die Maschine

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Lieferrohres austretende Füllgutmenge von den FührungsflugeIn 40 aufgenommen und allmählich derart abgelenkt, daß sie durch die Kanäle ausfließt, die im wesentlichen rechtwinklig zur Mittellinie des Lieferrohres gerichtet sind und von der Grundplatte 39, den FührungsflugeIn 40 und dem mittleren Teil der an den oberen Kantenflächen der Führungsflügel/anliegenden Verpakkungsmaterialbahn 5 gebildet sind.. Der Düsenteil 37 hat eine kleinere Breite als der mittlere Teil der Verpackungsmaterialbahn 5» und der durch die Auslaßkanäle ausfließende Strom fließt daher entlang des mittleren Teiles der Materialbahn 5 auswärts, bis die Strahlen die niedergefalteten seitlichen Lappen 5a treffen, die diese Strahlen brechen und das Füllgut veranlassen, die U-förmigen Teile der Verpackungsmaterialbahn 6 zu füllen. Da der Düsenteil 37 eine Länge hat, die größer ist als die zweier aufeinanderfolgender Packungen und im wesentlichen der Lange von drei aufeinanderfolgenden Packungen entspricht, werden die an der Düse vorbeitretenden Verpackungsbehälter mit dem Füllgut aLlmählich gefüllt. Der Füllungsgrad von vier aufeinanderfoLgenden Behältern ist in Fig. 2 durch die eingezeichneten Flüssigkeitsspiegel 44 angedeutet. Dank der Maßnahme der gleichzeitigen Füllung mehrerer Verpackungsbehälter kann die Strömungsgeschwindigkeit in dem Düsenteil 37 niedrig gehalten werden, und dies ermöglicht e.-s unter sanfterer Behandlung des Füllgutes und genauerer Füllung der Verpackungsbehälter, die Gefahr der Schaum— und Klumpenbildung, insbesondere bei Schlagsahne, auszuschalten.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform (in der Zeichnung nicht dargestellt) ist die Grundplatte 39 in solcher Weise geringfügig gekrümmt, daß ihre beiden mit Flügeln versehenen Läng3-kanten sich in einem geringeren Abstand vom Mittelteil der Verpackungsmateria lbatm 5 befinden als der mittlere Teil der Grundplatte 39· Folglich werden die durch die Austrittskanäle hindurchströmenden Füllgutstrahlen in solcher Weise etwas aufwärts gegen den mittleren Teil der Verpackungsmaterialbahn 5

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gerichtet, daß der Strom möglichst lange entlang des Verpackungsmaterial s (d.h. des mittleren Teiles der Verpackungsmaterialbahn 5 und der niedergefalteten Lappen 5a) strömt, denn es hat sich gezeigt, daß dies zu einer gewissen Entlüftung oder Entgasung des Füllgutes und einem Freisetzen der möglicherweise in das Füllgut gelangten Luftbläschen führt.

Eine etwas abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 3 gezeigten Düsenteiles ist in Fig. h dargestellt. Die beiden Düsen haben die gleichen Hauptmerkmale und arbeiten grundsätzlich in der gleichen Weise, und der Unterschied besteht hauptsächlich darin, daß der in Fig. h gezeigte Düsenteil eine βtrömungsgünstigere Form erhalten hat. Dies wurde u.a. dadurch erzielt, daß die der Mittellinie zugewendeten Endabschnitte der Führungsflügel hO in Richtung auf die Mündung des Lieferrohres 38 gekrümmt sind, so daß eine glattere Umlenkung des Füllgutstromes ohne gleichzeitige Verwirbelung erzielt wird. Außerdem haben hier die Flügel eine genauere Stromlinienform, und der Flügelquerschnitt entspricht im wesentlichen dem bekannten Führungsschaufelquerschnitt, wie er sich beispielsweise bei Wasserturbinen findet. Die übrigen Teile des Düsenteiles, beispielsweise der Flügel ^1 und der Übergangsbereich 43 zwischen dem Lieferrohr und dem Düsenteil,sind ebenfalls mit Rundungen ausgeführt, wodurch ein laminarer Strömungsverlauf in größtmöglichem Maß gesichert ist.

Die Form, Anordnung und Verteilung der Führungsflügel muß natürlich dem Füllgut angepaßt sein, für das der Düsenteil verwendet werden soll, d.h., ein empfindlicheres Material, das z.B. zur Klumpenbildung oder zu sonstigen Änderungen der Viskosität bei der mechanischen Bearbeitung neigt, wie Schlagsahne, einen Düsenteil von genauerer (und folglich auch teuerer) Ausführung hinsichtlich der Strömungseigenschaften erfordert, während für problemlosere Füllgüter die billigere Ausführungsform gemäß Fig.3 durchaus ausreichen kann. Es ist natürlich auch

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möglich, Düsenteile in anderer Weise als in den beiden Figuren dargestellt auszuführexi, und es ist einleuchtend, daß z.B. in gewissen Fällen eine Neigung gerader Führungsflügel gemäß Fig. 3 unter einem gewissen Winkel vorteilhaft sein kann, der auch entlang der Länge des Düsenteiles ggf. veränderlich sein kann.

Die allmählich abnehmende Höhe der Führungsflügel ^O entlang der Länge des Düsenteiles und die dadurch bedingte Verminderung der Querschnittsflächen der Austrittskanäle ergeben, wie sich gezeigt hat, ein gleichmäßiges Ausströmen des Füllgutes entlang

der gesamten Länge der Düse, wenn die Höhenabnahme linear ist. Im Falle gewisser sehr fließfähiger Erzeugnisse kann es jedoch zweckmäßig sein, eine steilere Verminderung der Führungsflügelhöhe in Richtung zum unteren Ende der Düse vorzusehen, um zu verhindern, daß ein übermäßiger Teil des Füllgutes erst am unteren Ende der Düse ausströmt. Auch hier ist natürlich eine Anpassung der Düsenform an das jeweilige Füllgut erforderlich.

Die beschriebenen Düsenformen sind insbesondere für hochviskose Füllgüter geeignet, die zur Klumpenbildung neigen oder deren Viskosität mit der mechanischen Bearbeitung zunimmt. Das Füllrohr ist außerdem insbesondere für das unvollständige Füllen von Verpackungsbehältern geeignet, da das genau gesteuerte Füllen der nacheinander vorbeiwandernden Verpackungsbehälter gemäß Fig. 2 zu einer sehr hohen Genauigkeit des Füllvolumens in den fertigen Verpackungsbehältern führt. Besondere Schwierigkeiten stellen sich beim vollständigen Füllen von Verpackungsbehältern mit schäumendem Füllgut niedriger Viskosität. Um ein vollständiges Füllen der Verpackungsbehälter zu gewähr 1 ei st en., ist es von äußerster Wichtigkeit dafür zu sorgen, daß die Luftbläschen, die während des Füllens unvermeidlich in das Füllgut eingemischt werden, Gelegenheit erhalten, vor dem endgültigen Versiegeln der Verpackungsbehälter aus diesen zu entweichen, da sie sich sonst zu einer Luftblase im Behälter sammeln würden.

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Die in Fig. 5 und 6 veranschaulichte Ausführungsform des Füll— rohres gemäß der Erfindung ist speziell in solcher Weise konstruiert, daß es ein vollständiges Füllen von Verpackungsbehältern mit Füllgütern niedriger Viskosität ermöglicht. Zur Erleichterung des Entweichens der unter Bläschenbildung während des
Füllens in das Füllgut gelangten Luft, die durch die Reihe der miteinander verbundenen Verpackungsbehälter zwischen den Materialbahnen 5 und 6 nach oben entweichen muii, wo auch das Füllrohr liegt, ist der Düsenteil in besonderer Weise ausgebildet, während gleichzeitig die Gesamtlänge des Füllrohres vermindert ist. Dies bedeutet, daß, wenn das Füllrohr in der Maschine eingebaut ist, das untere Ende der Düse sich anstatt knapp unterhalb des Druckformungswerkzeuges 36 gemäß Fig. 2 in einem Abstand vor diesem befindet, der der Länge von zwei aufeinanderfolgenden Verpackungsbehältern entspricht. Auf diese Weise
w ird ein größerer Hohlraum für das Entweichen von Luftbläschen aus den Verpackungsbehältern geschaffen, die sich in einem gewissen Augenblick unterhalb des Druckformungswerkzeuges befinden.

Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, weist diese Ausführungsform
des Füllrohres gemäß der Erfindung ein Lieferrohr 38 und einen Düsenteil 37 auf. Der Düsenteil 37 besteht aus einer Grundplatte 39 und Trennwänden oder Führungsflügeln 40, die an deren Oberseite querliegend angeordnet sind. Die Grundplatte 39 ist mit
einer großen Anzahl von durchgehenden Löchern 41 versehen, die von länglich rechteckiger Form sind und deren Längsachsen unter rechtem Winkel zur Mittelachse des Füllrohres liegen. Das Lie— ferrohr 38 mündet in eine längliche Verteilungskammer k2, die
unter der Grundplatte 39 liegt und über die Löcher kl in der
Grundplatte mit dem zwischen den Trennwänden oder Führungsflügeln kO gebildeten Hohlräumen in leitender Verbindung steht.
Die Verteilungskammer k2 hat einen im wesentlichen länglichen
oder rechteckigen Querschnitt, der an dem mit dem Lieferrohr

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verbundenen Ende im wesentlichen dem Querschnitt des Lieferrohres entspricht. Die Höhe der Verteilun^skaramer k2 nimmt in Richtung gegen deren dem Lieferrohr angewendetes Ende allmählich linear ab (Fig. 5) und dies wird dadurch erreicht, daß die der Grundplatte gegenüberliegende hintere Wand der Verteilungskammer unter einem Winkel zur Mittelachse des Fallrohres geneigt ist, während die Grundplatte 39 sich zur Mittelachse des Füllrohres parallel erstreckt. Wenn das Füllgutrohr in der Verpackungsmaschine in seiner Stellung eingebaut ist, befindet sich die Düse 37t wie weiter oben erwähnt, in einem gewissen Abstand, etwa entsprechend der Länge zweier Verpackungsbehälter, oberhalb oder vor dem Druckformungswerkzeug 36. Der mittlere Teil der Materialbahn 5 und die oberhalb der oberen Fläche der Formen 12 liegenden Teile der Materialbahn 6 laufen also beim Vorbeitritt entlang des ganzen Düsenteiles 37 zueinander parallel, da sie erst dann beginnen, sich unt-er dem Einfluß des Formungswerkzeuges 36 einander zu nähern, das den mittleren Teil der Materialbahn 5 allmählich mit den oberhalb der oberen Flächen liegenden Teilen der Materialbahn 6 zur Berührung bringt. Dies hat zur Folge, daß etwaige zurückgebliebene Luftblasen frei durch die freien Kanäle zwischen den Verpackungsbehältern entweichen können, bevor diese versiegelt werden. Die Luft strömt dann durch die Reihe von Verpackurigseirineiten nach oben, wo der Raum zwischen den beiden Materialbahnen 5 und 6 etwas größer ist, jedoch andererseits teilweise von dem Lieferrohr und dem Düsenteil eingenommen wird. Dank der Ausbildung der Düse gemäß Fig. 5 und 6 erhält jedoch die Luft ausreichende Gelegenheit, an dem Düsenteil vorbeizutreten,ohne von dem aus der Düse seitlich austretenden Füllgut behindert zu werden, denn dieses strömt zuerst in den schmalen Spalt zwischen der Grundplatte 39 und der an der oberen Seite der Führungsflügel 40 anliegenden Materialbahn 5 und strömt anschließend seitlich entlang des mittleren Teiles der Materialbahn 5 und abwärts entlang der Innenseite der Lappen 5a. So kann die Luft ziemlich frei in den Raum zwischen der unter einem Winkel liegenden Rückseite des Düsenteiles 37 und den oberen Flächen der

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Formen 12 strömen* Oberhalb des Düsenteiles 37 kann die Luft weiter in ⁺ zwischen den Verpackungsmaterialbahnen beiderseits des Lieferrohres 38 strömen und schließlich aus der Verpackungsbehälterreihe an deren oberem offenem Ende austreten.

Der mittlere Teil der Verpackungsmaterialbahn, der zwischen den mit den Kantenzonen der Materialbahn 6 verbundenen Lappen 5a liegt, ist wegen des zwischen den beiden Materialbahnen liegenden Füllrohres etwas gekrümmt,und um die Wirkung der Trennwände oder Führungsflügel ^tO aufs äußerste zu verbessern, ist es daher zweckmäßig, auch diesen eine entsprechend gekrümmte Form zu geben, was im Falle der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform auch für die gelochte Grundplatte 39 gilt. Indem auf diese Weise die Berührung zwischen dem mittleren Teil der Verpackungsmaterialbahn 5 und den Führungsflügeln gewährleistet ist, verläuft der Füllgutstrom von dem Düsenteil ausschließlich in der Querrichtung und dies schafft die optimale Möglichkeit des Entweichens der Luft entlang des Füllrohres nach oben.

die Kanäle

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Leerseite

Claims

TP 473 As/F

Pat entan Sprüche

1. Füllrohr zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in eine Reihe von miteinander zusammen!)ängenden Verpackungsbehältern, die das Füllrohr umgibt, welch letzteres aus einem Lieferrohr und einem Düsenteil besteht, dadurch gekennzeichnet , daß das Auslaßende des Lieferrohres (38) in eine Anzahl von in dem Düsenteil (37) angeordneten Kanälen mündet, die unter einem Winkel zur Längsrichtung des Füllrohres geneigt ausgerichtet sind.

2. Füllrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenteil (37) aus einer im Verhältnis zur Breite langen Grundplatte (39) besteht, deren eine Seite mit einer Anzahl von FührungsflugeIn (4o) ausgestattet ist, die derart eingerichtet sind, daß sie mit dem die Verpackungsbehälter bildenden Material zusammenwirken.

3. Füllrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende des Lieferrohres (38) die Form einer unterhalb der Grundplatte (39) liegenden Verteilungskammer (42) hat, deren mit der Grundplatte (39) zusammenfallende Wand derart mit Löchern versehen ist, daß sie einen Füllgutstrom aus dem Innenraum der Verteilungskammer (42) zu den von den Führungsflügeln (4o) gebildeten Kanälen gestattet.

h. Füllrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennz eich-

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riet, daß die Führungsflügel von quergerichteten Trennwänden gebildet sind, die sich zwischen den seitlichen Längskanten der Grundplatte (39) erstrecken.

5. Fiillrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferrohr (3$) am einen Ende der Oberseite der Grundplatte (39) mündet.

6. Füllrohr nach Anspruch 5» dadurch gekennze ich— net, daß die Führungsflügel (^0) die Form von der Oberfläche der Grundplatte vorspringender Zwischenwände haben, die sich von den Längskanten der Grundplatte (39) in Richtung gegen die längsgerichtete Mittellinie der Platte erstrecken.

7. Füllrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundplatte (39) einen von Führungsflügeln freien, im wesentlichen dreieckigen mittleren Teil aufweist.

8. Füllrohr nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der dreieckige Teil von den der Mittellinie der Grundplatte (39) zugewendeten Endteilen der Führungsflügel (^o) und von der Mündung des Lieferrohres (3^) begrenzt ist.

9. Füllrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die von dem Düsenteil (37) seitwärtsgerichteten Ausströmöffnungen entlang einer Strecke angeordnet sind, die der Länge von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Verpackungsbehälterrohlingen entspricht.

10. Füllrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 9> dadurch gekennzeichnet , daß die der Mittellinie der

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Grundplatte (39) zugewendeten Endteile der Führungsflügel ('4Ü) in Richtung gegen die Mündung des Lieferrohres (38) hin gekr-ümmt sind.

11, Füllrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhe der Führungsflügel (hü) von einer Höhe entsprechend der Dicke des Lieferrohres (38) an dem an das Lieferrohr anschließenden Ende des Düsenteiles (37) allmählich bis zu einer Höhe entsprechend der Dicke der Grundplatte (39) am gegenüberliegenden Ende der Grundplatte abnimmt.

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