DE3031399C2

DE3031399C2 - Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Packungen

Info

Publication number: DE3031399C2
Application number: DE3031399A
Authority: DE
Inventors: Robert C. Sheboygan Wis. James
Original assignee: Hayssen Manufacturing Co
Current assignee: Hayssen Manufacturing Co
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2000-08-21
Also published as: NL186502C; DK358280A; CA1139211A; CH650461A5; SE8005899L; GB2056940A; US4288965B1; IT1132487B; MX153425A; ES8105216A1; US4288965A; FR2464191B1; FR2464191A1; SE445637B; DE3031399A1; BR8005338A; IT8024308A0; BE884883A; SG65984G; AU533096B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Probleme wie die folgenden treten bisweilen im Betrieb von Vorrichtungen dieser Art auf:

A) Der auf den Schlauch ausgeübte Zug, der erforderlich ist, um das Verpackungsmaterial über die Formschulter zu ziehen und nach unten zu fördern, d. h. entweder der sogenannte "Anfahrzug", bei dem es sich um den Zug handelt, der erforderlich ist, um den Vorschub des Verpackungsmaterials und des Schlauches im Anschluß an eine Verweilzeit zu starten, oder der "kontinuierliche Zug" bei dem es sich um den Zug handelt, der erforderlich ist, um das Verpackungsmaterial in Bewegung zu halten, kann bei manchen Verpackungsmaterialien so groß sein, daß er zur Verschlechterung des Verpackungsmaterials führt, da durch ihn starke Spannungen erzeugt werden, insbesondere in dem Bereich der Formschulter, durch die eine Dehnung des Verpackungsmaterials verursacht und das Aussehen des Verpackungsmaterials verschlechtert werden kann.
B) Es kann erforderlich sein, die Vorrichtung mit einer Packungsfertigungsgeschwindigkeit zu betreiben, die kleiner als erwünscht ist.
C) Das Verpackungsmaterial wird nicht richtig über die Formschulter geführt, wodurch die Betriebsleitung verringert wird.

Die DE-OS 15 11 837 beschreibt eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, die so ausgebildet ist, daß die auftretende Reibung beim Passieren des Verpackungsmaterials über die Formschulter herabgesetzt wird. Zu diesem Zweck wird die Verpackungsmaterialbahn unmittelbar vor der Formschulter durch die Bahnvorschubeinrichtung im Gleichlauf mit der Schlauchvorschubeinrichtung transportiert. Die Schlauchvorschubeinrichtung besteht aus einem Saugring, der über ein Hebelgestänge angetrieben wird. Durch den Vorschub des Saugringes werden die Packungslängenabstände festgelegt. Die Bahnvorschubeinrichtung besteht aus zwei Rollen. Der Durchmesser dieser beiden Rollen kann etwas größer gewählt sein als für den Gleichlauf erforderlich ist, was dann zu einer noch größeren Entlastung der Verpackungsmaterialbahn führt, wenn diese über die Formschulter gleitet, so daß die Verpackungsmaterialbahn dabei nicht mehr gedehnt wird. Über einen Kettentrieb nimmt die Schlauchvorschubeinrichtung die Bahnvorschubeinrichtung mit. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit der Bahnvorschubeinrichtung gleich der Vorschubgeschwindigkeit der Schlauchvorschubeinrichtung ist, werden Bahnlängen von dem Vorrat abgezogen, welche der Schlauchlänge entsprechen, die durch die Schlauchvorschubeinrichtung intermittierend nach unten gezogen wird. Da für den Vorschub des Schlauches auf dem Füllrohr lediglich die durch den Saugring erzeugte Saugkraft maßgeblich ist, ist die Bahnvorschubeinrichtung vor der Formschulter erforderlich, um den Vorschub des Schlauches und das Festlegen der Packungslängenabstände durch die Schlauchvorschubeinrichtung überhaupt erst zu ermöglichen, wenn eine annehmbare Produktionsgeschwindigkeit erzielt und die Länge der hergestellten Packungen nicht dem Zufall überlassen werden soll, denn bei dem Vorschub des Schlauches durch den Saugring darf zwischen diesen kein Schlupf auftreten. Die Bahnvorschubeinrichtung muß deshalb so betrieben werden, daß Zugspannungen in der Bahn möglichst weitgehend vermieden werden. Die Länge der herzustellenden Packungen wird also durch die Abwärtsbewegung des Saugringes festgelegt, wobei die von ihm mitgenommene Bahnvorschubeinrichtung lediglich als Zugspannungsregler wirkt und keinen Einfluß auf die Packungslängenabstände hat. Selbst wenn wie erwähnt in der Bahnvorschubeinrichtung Rollen größeren Durchmessers benutzt werden, wird die Bahn der Formschulter zwar schneller zugeführt, der Saugring kann jedoch nicht schneller nach unten bewegt werden Die Bahnvorschubeinrichtung unterstützt also lediglich die Schlauchvorschubeinrichtung bei dem Vorschub des Schlauches und damit dem Festlegen der Packungslängenabstände, um zu starke Beanspruchungen der Bahn, die zu einem unerwünschten Dehnen derselben führen würden, und Schlupf zwischen dem Schlauch und dem Saugring zu vermeiden. Es hat sich auch erwiesen, daß es zu unsauber geformten Packungen kommen kann, wenn die Verpackungsmaterialbahn nicht mit ausreichender Zugspannung über die Formschulter gezogen wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist aber das Einstellen der auf die Bahn und den Schlauch ausgeübten Zugspannung nicht genau möglich oder zumindest zu mühsam, denn die Zugspannung wäre nur durch Ersetzen der Rollen der Bahnvorschubeinrichtung durch Rollen anderen Durchmessers veränderbar. Durch die bei der bekannten Vorrichtung vor der Formschulter vorgesehene Entlastung der Bahn besteht also stets die Gefahr, daß deren Zugspannung auf der Formschulter zu gering ist, so daß sich die oben dargelegten Probleme nicht vermeiden lassen.
Die US-PS 35 30 642 beschreibt eine weitere Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschleißen von Packungen, bei der Verschlußbacken der Querversiegelungseinrichtung eine kreisförmige Bewegung ausführen und außer zum Verschließen des Schlauches auch als Schlauchvorschubeinrichtung dienen, die die Bahn über die Formschulter zieht und die Packungslängenabstände festlegt. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist zwischen dem Vorrat und der Formschulter eine Bahnvorschubeinrichtung vorgesehen, um die Zugspannung in der Verpackungsmaterialbahn herabzusetzen. Bei dieser bekannten Vorrichtung muß ein genaues Verhältnis zwischen Bahn- und Schlauchvorschubgeschwindigkeit eingehalten werden, weil Schlupf zwischen dem Schlauch und den Verschlußbacken der Querversiegelungseinrichtung, die den Schlauchvorschub erzeugen, ausgeschlossen ist. Wenn der Versuch gemacht würde, bei einer solchen Vorrichtung die Querversiegelungseinrichtung nach dem Einspannen des Schlauches schneller nach unten zu bewegen, als die Bahn durch die Bahnvorschubeinrichtung der Formschulter zugeführt wird, käme es unweigerlich zum Zerreißen der Bahn. Die Bahnvorschubeinrichtung muß also notgedrungen die Bahn mindestens so schnell der Formschulter zuführen, wie diese durch die Querversiegelungseinrichtung nach unten gezogen wird. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist also die Zugspannung in der Bahn und im Schlauch nicht genau oder zu mühsam einstellbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß sich auf einfache Weise die zur Schlauchformung an der Formschulter erforderliche Zugspannung in der Bahn erzeugen läßt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Im Gegensatz zu den beiden oben beschriebenen bekannten Vorrichtungen, bei denen die Zugspannung im Schlauch mühsam vor der Formschulter eingestellt werden muß, da zwischen der die Packungslängenabstände festlegenden Schlauchvorschubeinrichtungen und dem Schlauch Schlupf vermieden werden muß bzw. ausgeschlossen ist, legt bei der Vorrichtung nach der Erfindung allein die Bahnvorschubeinrichtung die Packungslängenabstände fest, was ermöglicht, für die Schlauchvorschubeinrichtung einen Antrieb mit Schlupfeinrichtung vorzusehen, der so ausgelegt ist, daß die Schlauchvorschubeinrichtung die Bahn schneller über die Formschulter zu ziehen versucht als diese der Formschulter zugeführt wird. Dadurch bleibt die Verpackungsmaterialbahn ständig straff, und es läßt sich mit Hilfe des Schlupfes auf einfache Weise eine bestimmte, je nach Verpackungsmaterial verschiedene Mindestzugspannung aufrechterhalten. Dadurch ist auch auf einfache Weise das eingangs dargelegte Problem, das durch den Anfahrzug verursacht wird, auf zufriedenstellende Weise gelöst worden. Die erfindungsgemäß vorgesehene Schlupfeinrichtung gestattet ein schnelleres Umlaufen des Antriebs, sobald die gewünschte Mindestzugspannung in der Bahn erreicht ist, wodurch auch weitgehend vermieden wird, daß der Schlupf ausschließlich zwischen der Schlauchvorschubeinrichtung und dem Schlauch selbst auftritt, was leicht zu Beschädigungen des Verpackungsmaterials oder zu einem ungleichförmigen Vorschub führen könnte. Der je nach Verpackungsmaterial leicht einstellbare Schlupf zum Erzielen der gewünschten Mindestzugspannung ergibt auch eine verbesserte Führung der Bahn auf der Formschulter und damit eine größere Betriebsleistung. Durch die Vorrichtung nach der Erfindung können daher Packungen mit relativ hoher Geschwindigkeit hergestellt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Formen, Füllen und Verschließen von Packungen,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung von Fig. 1, die deren Antrieb zeigt,
Fig. 3 eine Seitenansicht des unteren Teils von Fig. 2,
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt nach der Linie 4-4 von Fig. 2,
Fig. 5 einen vergrößerten Längsschnitt nach der Linie 5-5 von Fig. 2,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 von Fig. 5,
Fig. 7 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für die Vorrichtung von Fig. 1, und
Fig. 8 und 9 in gleichen Ansichten wie in den Fig. 2 und 3 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine vertikale Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Packungen insgesamt mit 1 bezeichnet, in der eine Bahn W flexiblen Verpackungsmaterials von einem Vorrat abgezogen und über eine Formschulter 3 bewegt wird, die die Bahn zu einem Schlauch T formt, in den dann das zu verpackende Produkt (auf bekannte Weise) eingebracht wird und der dann in einer insgesamt mit 5 bezeichneten Querversiegelungseinrichtungen verschlossen wird (wieder auf bekannte Weise), um die Packungen P zu bilden. Das Verpackungsmaterial kann, beispielsweise, Polyäthylenfolie niedriger Dichte sein, und der Vorrat kann aus einer Rolle R der Folie bestehen, die so abgestützt ist, wie es an den Stellen 7 gezeigt ist. Die Formschulter 3 kann insgesamt herkömmlichen Typs sein.
Gemäß den Fig. 1, 2 und 4 formt die Formschulter 3 die Bahn W zu dem Schlauch T, wobei die Längsränder 9 und 11 der Bahn W einander überlappen, und leitet den Schlauch nach unten um ein sich vertikal erstreckendes Füllrohr 13 Der Rand 9 befindet sich auf der Innenseite, während sich der Rand 11 auf der Außenseite befindet, wie dargestellt. In Fig. 1 ist schematisch eine Einrichtung 15 zum Verschließen der überlappenden Ränder 9 und 11 der Bahn W zum Bilden einer Längsnaht für den Schlauch T gezeigt. Das zu verpackende Produkt wird in den Schlauch T über das Füllrohr 13 eingefüllt, und der Schlauch wird in Packungslängenabständen durch die Querversiegelungseinrichtung 5 unterhalb des unteren Endes des Füllrohres 13 verschlossen. Die Querversiegelungseinrichtung 5 weist hier ein Paar Verschlußbacken 17 auf, die jeweils in einer festen Horizontalebene unterhalb des unteren Endes des Füllrohres 13 betätigbar sind, um einen oberen Verschluß für die Packung P zu bilden, die dadurch fertiggestellt wird, sowie den unteren Verschluß für die als nächste zu formende Packung. Die Verschlußbacken 17 können (in herkömmlicher Weise) eingebaute Schneideinrichtungen zum Querdurchschneiden zwischen den durch die Querversiegelungseinrichtung 5 gebildeten Verschlüssen haben, um die fertiggestellte Packung P von dem Schlauch T zu trennen. Bei der in den Fig. 1-7 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung wird der Schlauch T intermittierend um einen Packungslängenabstand vorwärts, d. h. abwärts gefördert, wobei die Verschlußbacken 17 offen sind. Der Schlauch T verweilt zwischen aufeinanderfolgenden Förderzyklen, während die Verschlußbacken 17 an dem Schlauch T zum Verschließen desselben während jeder Verweilzeit geschlossen werden. Eine nicht dargestellte Einrichtung, die völlig herkömmlich aufgebaut sein kann, wird benutzt, um die Verschlußbacken 17 aufeinander zu- und voneinander wegzubewegen.
Die Bahn W wird intermittierend von der Vorratsrolle Rabgezogen, abgemessen für jeden Verschließvorgang in der Querversiegelungseinrichtung 5, und der Formschulter 3 mittels einer insgesamt mit F bezeichneten Bahnvorschubeinrichtung zugeführt, die zwischen der Vorratsrolle R und der Formschulter 3 angeordnet ist. Die Bahnvorschubeinrichtung F ist intermittierend betätigbar, um eine Vorwärtskraft auf die Bahn W an einer Stelle zwischen der Vorratsrolle R und der Formschulter 3 auszuüben und die Bahn in einem bestimmten Intervall um ein Packungslängeinkrement vorwärts zu bewegen. Sie dient somit nicht nur als Bahnvorschubeinrichtung, sondern auch als Bahnabmeßeinrichtung. Sie enthält, wie dargestellt, eine untere Rolle 19 und eine obere Rolle 21 sowie eine insgesamt mit 23 bezeichnete Einrichtung zum intermittierenden Antrieben dieser Rollen in einem vorbestimmten Intervall, das der gewünschten Länge der zu bildenden Packungen P entspricht, um von der Bahn ein solches Inkrement zuzuführen. Gemäß Fig. 2 enthält die Einrichtung 23 einen Antrieb 25 aus einem kontinuierlich arbeitenden Elektromotor und einem Drehzahluntersetzer, der den Eingang einer elektrischen Kupplungs-/Bremseinheit 27 über ein Getriebe 29 antreibt, wobei der Ausgang der Kupplungs-/Bremseinheit mit der unteren Rolle 19 an der Stelle 31 verbunden ist. Die Rollen 19 und 21 sind mit kämmenden Zahnrädern 33 versehen. Die Kupplung der Einheit 27 wird intermittierend eingerückt und die Bremse der Einheit 27 gelöst, um die Rollen 19 und 21 anzutreiben, damit sie das erforderliche Packungslängeinkrement der Bahn W bei jedem Zuführzyklus gesteuert durch eine programmierbare Steuereinrichtung 35 zuführen, die ihrerseits unter der Steuerung eines Drehgebers 37 (Fig. 7) steht, wobei dann die Kupplung ausgerückt und die Bremse angezogen wird, um den Zuführzyklus zu beenden, und wobei dieser Zustand für die Verweilzeit der Bahn W und des Schlauches T anhält, woraufhin dann die Kupplung für den nächsten Zuführzyklus eingerückt und die Bremse gelöst wird.
Die Bahn W bewegt sich von den Abmeß- und Zuführrollen 19und 21 unter eine Führungsrolle 38 und von dieser aus aufwärts und um die Formschulter 3. Das Inkrement, um das die Bahn W durch die Abmeß- und Zuführrollen 19 und 21 zugeführt wird, wird unter Zugkraft durch eine Schlauchvorschubeinrichtung, die in den Fig. 1 und 2 insgesamt mit 39 bezeichnet und nach der Formschulter 3 angeordnet ist, aufgenommen und über die Formschulter gezogen. Die Schlauchvorschubeinrichtung 39 übt eine vorwärts (abwärts) gerichtete Kraft auf den Schlauch T getrennt von der Kraft, die auf die Bahn W durch die Rollen 19 und 21 ausgeübt wird, und außen an dem Schlauch T aus, und zwar in derartigem Maß, daß die Bahn unter Zugspannung, um sie straff zu halten, über die Formschulter 3 gezogen wird. Die Schlauchvorschubeinrichtung 39 ist also bestrebt, den Schlauch T auf dem Füllrohr 13 um eine Strecke nach unten (vorwärts) zu ziehen, die größer als das Packungslängeinkrement in dem genannten Betriebsintervall der Rollen 19 und 21 ist. Die nach unten gerichtete Zugkraft, die auf den Schlauch T ausgeübt wird, ist relativ klein. Während die Schlauchvorschubeinrichtung 39 bestrebt ist, den Schlauch T um eine größere Strecke als das Packungslängeinkrement nach unten zu ziehen, wird der Schlauch nur um eine Strecke nach unten gezogen, die dem Packungslängeinkrement entspricht (die Zuigkraft reicht nicht aus, um ihn in nennenswertem Ausmaß zu dehnen), und das Packungslängeinkrement der Bahn W, das durch die Rollen 19 und 21 abgemessen und zugeführt worden ist, wird dadurch aufgenommen und unter Zugspannung über die Formschulter 3 gezogen, wobei die Zugspannung zum richtigen Hinwegführen des Verpackungsmaterials über die Formschulter im wesentlichen gleichmäßig ist.
Die Schlauchvorschubeinrichtung 39 weist wie dargestellt zwei endlose Riemen und insbesondere zwei Unterdruckriemen auf entgegengesetzten Seiten des Füllrohrs 13 auf um den Schlauch T mittels Unterdruck zu ergreifen und nach unten zu bewegen). Jeder Riemen 41 ist ein flacher Riemen, der um eine obere Riemenscheibe 43 und eine untere Riemenscheibe 45 geschert und so angeordnet ist, daß er ein nach unten bewegliches inneres Trum 41 a hat, das mit dem Schlauch T auf der betreffenden Seite des Füllrohres 13 in Berührung bringbar ist. Die beiden Riemenscheiben 43, 45 für jeden Riemen 41 sind an einem Block 47 angebracht, der einen Vakuumkanal 49 (vgl. Fig. 5 und 6) enthält, in welchem über einen Unterdruckschlauch 51 ein Unterdruck aufgebaut wird. Der Riemen 41 hat Löcher 53 in geeigneten Abständen auf seiner gesamten Länge. Das innere Trum 41 a des Riemens 41 bewegt sich in dichter Anlage an einer Fläche 55 des Blockes 47 zu dem Füllrohr 13, d. h. an der Innenseite des Blockes und in Deckung mit einem Ende 57, welches den Einlaß des Vakuumkanals 49 in dem Block bildet. Wenn sich der Riemen 41 an dem Einlaß 57 vorbeibewegt, wird über diejenigen Löcher 53 in dem Riemen, die mit dem Einlaß in Verbindung stehen, ein Unterdruck aufgebaut. Der Schlauch T auf dem Füllrohr 13 wird dadurch mittels Unterdruck gegen das innere Trum 41 a des Riemens 41 gezogen, um durch den Riemen abwärts bewegt zu werden.
Die Unterdruckriemen 41 werden intermittierend betätigt, um den Schlauch T auf dem Füllrohr 13 nach unten zu bewegen, und zwar gleichzeitig mit jeder Betätigung der Bahnzuführrollen 19 und 21. Die Riemen 41 können insgesamt gleichzeitig oder etwas vor dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuzuführen beginnen, in Gang gesetzt werden. Sie werden mit derartiger Geschwindigkeit in bezug auf die Rollen 19 und 21 betrieben, daß der Schlauch T mit einer Geschwindigkeit nach unten bewegt wird, die größer ist als derjenige, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuführen, und sie können insgesamt gleichzeitig oder kurz nach dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 stoppen, angehalten werden. Eine Einrichtung zum derartigen Betätigen der Riemen 41 enthält wie dargestellt einen Zahnradabtrieb 59 an dem Antrieb 25, der zu den Eingängen von zwei luftbetätigten Rutschkupplungen führt, die jeweils mit 61 bezeichnet sind, wobei einzelne Antriebsverbindungen vorgesehen sind, die mit 63 bezeichnet sind und von den Ausgängen der Rutschkupplungen zu den oberen Riemenscheiben 43 der beiden Riemen 41 führen. Die Rutschkupplungen 61 werden über ein Luftventil 65 (Fig. 7) gesteuert, das seinerseits durch die programmierbare Steuereinrichtung 35 gesteuert wird. Letztere bewirkt, daß die Rutschkupplungen 61 betätigt (eingerückt) werden, um den Antrieb der Riemen 41 entweder gleichzeitig oder vor dem Zeitpunkt, in welchem die elektrische Kupplungs-/Bremseinheit 27 betätigt wird, zu starten, und daß die Rutschkupplungen 61 zum Antreiben der Riemen 41 eingerückt gelassen werden, bis die elektrische Kupplungs-/Bremseinheit 27 inaktiviert wird, oder etwas danach, wobei die Rutschkupplungen 61 dann inaktiviert werden, um die Riemen 41 zu stoppen. Im eingerückten Zustand gestatten die Rutschkupplungen 61 einen Schlupf in den Antriebsverbindungen zwischen dem Antrieb 25 und den Riemen 41
Im Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 1-7 wird der Antrieb 25 ständig betrieben. Die Kupplungs-/Bremseinheit 27 wird in zeitgerechter Beziehung zu einer Funktion der Vorrichtung, beispielsweise der Füllfunktion, betätigt (d. h. ihre Kupplung eingerückt und ihre Bremse gelöst), wobei der Drehgeber 37 der programmierbaren Steuereinrichtung 35 meldet, daß die Einheit 27 zu betätigen ist, damit das Antreiben der Rollen 19 und 21 begonnen wird, um die Bahn W von der Vorratsrolle R abzuwickeln und sie zur geeigneten Zeit vorwärts zu bewegen (z. B. dann, wenn eine Waage, die die in eine Packung einzufüllende Produktmenge abgewogen und das Produkt abwärts durch das Füllrohr 13 in den Schlauch T geleert hat). Die Einheit 27 bleibt für ein derartiges Intervall betätigt, daß die Rollen 19 und 21 gedreht und ein Packungslängeinkrement der Bahn W zugeführt wird, und wird dann inaktiviert. Die Festlegung und die Steuerung des Intervalls können über die programmierbare Steuereinrichtung 35 oder mit Hilfe eines optischen Abtastsystems erfolgen, das im Falle einer bedruckten Bahn in Verbindung mit Markierungen in Packungslängenabständen auf der Bahn arbeitet, oder mittels Messung der Drehung der Rollen 19 und 21 in dem Fall einer unbedruckten Bahn.
Die programmierbare Steuereinrichtung 35 betätigt das Ventil 65, damit die Rutschkupplungen 61 eingerückt werden, um das Antreiben der Riemen 41 zu starten, und zwar entweder gleichzeitig oder etwas vor dem Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 die Bahn W zu der Formschulter 3 hin zuzuführen beginnen. Wenn somit die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuführen, sind die Riemen 41 in Betrieb und ziehen den Schlauch T nach unten, der gebildet wird, wenn die Bahn W über die Formschulter 3 hinweggeht. Der Antrieb für die Riemen 41 erfolgt so, daß diese bestrebt sind, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuführen. Sie können beispielsweise bestrebt sein, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die etwa 10% größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuführen (d. h. die Riemen 41 würden sich, wenn sie völlig frei von jedem Zwang wären, um eine Strecke bewegen, die 10% größer ist als der durch die Rollen 19 und 21 freigegebene, d. h. zugeführte Teil der Bahn). Der Schlauch T kann sich jedoch nicht mit höherer Geschwindigkeit vorwärts bewegen als mit der, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn W zuführen, ohne gedehnt zu werden (da die Bahn in dem Spalt zwischen den Rollen 19 und 21 ergriffen ist), und der durch die Riemen 41 auf den Schlauch T ausgeübte Zug ist relativ klein und zu gering, um irgendeine wesentliche Dehnung zu verursachen. Die Riemen 41 bewegen sich also insgesamt mit einer größeren Geschwindigkeit als die Bahn W und bei ihrem Bestreben, sich schneller als die Bahn zu bewegen, üben sie einen nach unten gerichteten Zug auf den Schlauch T aus, um ihn zu spannen und dadurch das Verpackungsmaterial unter Zugspannung, um die Bahn straff zu halten, über die Formschulter 3 zu ziehen. Der Betrieb der Riemen 41 mit einer größeren Geschwindigkeit als der der Bahnvorschubeinrichtung F wird durch Schlupf in den Rutschkupplungen 61 und durch etwas Rutschen der Riemen 41 auf dem Verpackungsmaterial geregelt und gesteuert.
Am Beginn der Abwärtsbewegung des Schlauches T sind die Verschlußbacken 17 offen, und sie bleiben während der gesamten Abwärtsbewegung des Schlauches, während der dieser von dem unteren Ende des Füllrohres 13 herunterbewegt wird, offen. Die Verschlußbacken 17 sind wie oben erwähnt aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar.
Wenn die Rollen 19 und 21 eine Packungslänge der Bahn W abgemessen und zugeführt haben und wenn die Riemen 41 den Schlauch T um eine Packungslänge auf dem Füllrohr 13 nach unten gezogen und eine Packungslänge des Schlauches T von dem unteren Ende des Füllrohres herunterbewegt haben, wird die Kupplungs-/Bremseinheit 27 inaktiviert, um die Rollen 19 und 21 zu stoppen und dadurch die Zuführung der Bahn W für die Verweilzeit des Schlauches T für den Verschließvorgang anzuhalten. Die Rutschkupplungen 61 werden im gleichen Zeitpunkt, in welchem die Rollen 19 und 21 gestoppt werden, oder etwas nach diesem Zeitpunkt, inaktiviert. Wenn die Rutschkupplungen 61 inaktiviert sind, können sie völlig ausgerückt sein, so daß die Antriebsverbindungen 63 der Riemen 41 gestoppt sind, oder sie können etwas eingerückt bleiben, um eine leichte Antriebskraft über die Antriebsverbindungen 63 auf die Riemen 41 auszuüben, so daß die Riemen eine geringe nach unten gerichtete Zugkraft auf den Schlauch T ausüben, um eine Zugspannung in dem Schlauch aufrechtzuerhalten.
Wenn der Schlauch T angehalten ist und sich das Produkt in dem Schlauch oberhalb des Querverschlusses an dem unteren Ende des Schlauches befindet (wobei sich dieser Verschluß um eine Packungslänge unterhalb der Verschlußbacken 17 befindet und den unteren Verschluß für die fertigzustellende Packung P bildet), werden die Verschlußbacken 17 an dem Schlauch T geschlossen, um den oberen Verschluß für die Packung P zu bilden, die fertiggestellt wird, und den unteren Verschluß für die als nächste zu bildende Packung. Die Verschlußbacken 17 werden dann geöffnet, und die Rollen 19 und 21 sowie die Riemen 41 werden für den nächsten Zuführzyklus gestartet.
Die in den Fig. 1-7 gezeigte Vorrichtung, in der die Bahn W intermittierend in Vorwärtsrichtung in Packungslängeinkrementen durch die Rollen 19 und 21 zugemessen und der Schlauch T durch die Riemen 41 vorgeschoben wird, hat schlagend bewiesen, daß sie sowohl den Anfahrzeug als auch den kontinuierlichen Zug, die auf den Schlauch ausgeübt werden, im Vergleich zu bekannten vertikalen Form-Füll- Verschließmaschinen und insbesondere im Vergleich zu der Standardausführung der vertikalen Form-Füll-Verschließmaschine der Fa. Hayssen Manufacturing Company verringert. Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse von Vergleichsversuchen mit unterschiedlichen Verpackungsfolien für den Anfahr- und den kontinuierlichen Zug bei unterschiedlichen Verpackungsfolien auf einer Hayssen-Standardmaschine und einem Prototyp der in den Fig. 1-7 gezeigten Vorrichtung: &udf53;np270&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz26&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Bei den Tests auf der Hayssen-Standardmaschine und dem Prototyp der Vorrichtung nach den Fig. 1-7 wurde dieselbe Formschulter 3 sowohl in der Standardmaschine als auch in dem Prototyp und es handelte sich um eine verchromte Gußbronzeschulter die so bemessen war, daß sie einen Schlauch mit einem Innendurchmesser von etwa 76,2 mm und mit einer Überlappungsnaht mit normaler Überlappung formte. In jedem Fall betrug die Breite der Folie 266,7 mm (was eine Überlappungsnaht mit einer Breite von etwa 25,4 mm ergab). Jede getestete Folie wurde von einer Vorratsrolle gezogen, die in der Maschine angebracht war, und über der Formschulter zu einem Schlauch geformt. Eine kleine Klammer wurde an dem unteren Ende des Schlauches befestigt, und es wurden an der Klammer Gewichte angebracht, um die Gewichtskraft (den Zug) zu bestimmen, die erforderlich war, um (1) die Folienbewegung zu starten, was den "Anfahr"-Zug (oder Losreißzug) darstellte; und (2) die Folienbewegung aufrechtzuerhalten, was den "kontinuierlichen" Zug darstellte. In dem Fall der Standardmaschine wurde der (die Verschlußbacken tragende) Wagen am unteren Ende seines Hubes außer Betrieb gehalten, das Gewicht (die Kraft), das auf das untere Ende des Schlauches ausgeübt wurde, nahm die Stelle des Wagens und der Verschlußbacken zum Herabziehen des Schlauches ein. In dem Fall des Prototyps der Vorrichtung nach den Fig. 1-7 wurden die Riemen 41 inaktiviert, so daß sie keinerlei Zug auf den Schlauch ausübten, während der Anfahr- und der kontinuierliche Zug mit Hilfe der Gewichte bei in Betrieb befindlichen Rollen 19 und 21 zum Zuführen der Folie von der Vorratsrolle R zu der Formschulter bestimmt wurden.
Wie die Tabelle zeigt, war die Größe des Zuges, der erforderlich war, um die ebene Bahn jeder Folie zum Schlauch zu formen, d. h. die Größe der Zugkraft, die erforderlich war, um die Folie über die Formschulter 3zu ziehen, bei der Vorrichtung nach den Fig. 1-7 viel geringer als bei der Standardmaschine. Beispielsweise waren ein Anfahrzug von 28,9 N (2948,3 p) und ein kontinuierlicher Zug von 31,1 N (3175,6 p) bei der Standardmaschine für Nr. 7 erforderlich, wogegen nur ein Anfahrzug von 0,56 N (56,70 p) und ein kontinuierlicher Zug von 0,56 N (56,70 p) bei der Vorrichtung nach den Fig. 1-7 erforderlich waren.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Packungen, bei der die Bahn W kontinuierlich von der Vorratsrolle R zugeführt und kontinuierlich zu dem Schlauch T geformt wird, wobei letzterer kontinuierlich vorgeschoben und verschlossen wird, um während seines kontinuierlichen Vorschubes Packungen zu bilden. Diese zweite Ausführungsform gleicht der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Rollen 19 und 21 statt intermittierend angetrieben zu werden, um ein Packungslängeinkrement der Bahn W vorzuschieben, durch einen Antrieb 67 kontinuierlich angetrieben werden, um eine Packungslänge für jeden Verschlußvorgang vorzuschieben, und daß die Riemen 41 in zeitgerechter Beziehung zu den Rollen 19 und 21 über Antriebsverbindungen 70 angetrieben werden, die so betätigbar sind, daß die Riemen 41 den Schlauch T mit einer Geschwindigkeit vorschieben, die etwas größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Rollen 19 und 21 die Bahn zuführen. Verschlußbacken 69 sind auf herkömmliche Weise kontinuierlich betätigbar (indem sie beispielsweise drehbar sind, wie es in Fig. 9 gezeigt ist), um den Schlauch T quer zu verschließen. In dieser Ausführungsform der Vorrichtung dienen die Rollen 19 und 21 zum Zuführen eines Packungslängeinkrements der Bahn in einem bestimmten Intervall, und die Riemen 41 (die bestrebt sind, mit einer größeren linearen Geschwindigkeit als der Umfang der einen oder anderen Rolle 19 und 21 zu laufen) sind bestrebt, den Schlauch T um eine Strecke vorwärts zu ziehen, die größer ist als das Packungslängeinkrement in diesem Intervall. Wenn die Rollen 19 und 21 ein Packungslängeinkrement X der Bahn in jeder Sekunde zuführen (entsprechend einer Fertigungsgeschwindigkeit von 60 Packungen pro Minute), sind daher die Riemen 41 bestrebt, 110%X (beispielsweise) jede Sekunde vorwärts zu bewegen, wodurch das Inkrement X aufgenommen und unter Zugspannung über die Formschulter 3 gezogen wird. Auch hier können die Antriebsverbindungen 70 wieder eine Schlupfeinrichtung enthalten.
Das Füllen der Packungen P kann in herkömmlicher und bekannter Weise entweder auf intermittierender Basis erfolgen, oder, in dem Fall eines flüssigen Produkts, durch welches hindurch die Querverschlüsse hergestellt werden, durch Halten des flüssigen Produkts in dem Schlauch T über der Höhe, in welcher die Querverschlüsse hergestellt werden.
Die Lehren der Erfindung sind nicht nur auf intermittierend betreibbare vertikale Form-Füll-Verschließvorrichtungen und auf kontinuierlich betreibbare vertikale Form-Füll-Verschließvorrichtungen anwendbar, wie sie oben beschrieben worden sind, sondern auch auf horizontale Form-Füll-Verschließvorrichtungen, die entweder intermittierend oder kontinuierlich betreibbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Packungen, mit einem Füllrohr zum Einfüllen des zu verpackenden Produkts in die aus einer Bahn flexiblen Verpackungsmaterials herzustellenden Packungen, mit einer Formschulter am oberen Ende des Füllrohres, über die die Bahn gezogen wird, um sie zu einem Schlauch zu formen, mit einer Bahnvorschubeinrichtung, die die Bahn von einem Vorrat abzieht und zur Formschulter befördert, mit einer an dem Füllrohr angeordneten Schlauchvorschubeinrichtung, um den Schlauch längs des Füllrohres vorwärts zu ziehen, und mit einer nach dem Füllrohr vorgesehenen Querversiegelungseinrichtung zum Verschließen des Schlauches in durch den Vorschub festgelegten Packungslängenabständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchvorschubeinrichtung (39) einen Antrieb (25) mit Schlupfeinrichtung hat, der so ausgelegt ist, daß die Schlauchvorschubeinrichtung (39) die Bahn (W) schneller über die Formschulter (3) zu ziehen versucht als diese der Formschulter zugeführt wird, wobei die Bahnvorschubeinrichtung (F) die Packungslängenabstände festlegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen Antrieb (67) der Bahnvorschub- (F) und der Schlauchvorschubeinrichtung (39).

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (25, 61) der Schlauchvorschubeinrichtung (39) so einschaltbar ist, daß die Schlauchvorschubeinrichtung (39) gestartet wird, bevor die Bahnvorschubeinrichtung F) startet, und gestoppt wird, nachdem die Bahnvorschubeinrichtung gestoppt worden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchvorschubeinrichtung (39) eine Unterdruckrienmenanordnung (41) aufweist.