DE3433802C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen, Ver­ schweißen und Fördern von Verpackungen, insbesondere mit Flüssigkeit gefüllten Kunststoffbeuteln, bei welcher die Formschalen aus jeweils zwei Halbschalen gebildet sind, die an zwei parallel und gegenüberliegend angeordneten Endlos­ förderern umlaufend vorgesehen sind, wobei zwischen aufein­ anderfolgenden Halbschalen an dem einen Endlosförderer be­ heizbare Schweißbacken und an dem gegenüberliegenden End­ losförderer Gegendruckbacken angeordnet sind.

Bei der Herstellung von Verpackungen sind die verschieden­ sten und unterschiedlichsten Herstellungsmaschinen bekannt. Bei der Herstellung von mit Flüssigkeit gefüllten Kunst­ stoffbeuteln ist es bereits bekannt, einen mit Flüssigkeit gefüllten Kunststoffschlauch vertikal oder schräg mit min­ destens einer vertikalen Komponente in eine Schweißstation einzuführen, in welcher heizbare Schweißbacken auf gegen­ überliegend angeordnete Gegendruckbacken durch den gefüll­ ten Kunststoffbeutel hindurch aufeinanderzu bewegt werden, so daß Quersiegelnähte in dem gefüllten Verpackungsschlauch entstehen. Wenn man diese Quersiegelnähte breit genug aus­ führt, ist ein Durchtrennen im Bereich der Quersiegelnaht in deren Längsrichtung derart möglich, daß die einzelnen, mit Flüssigkeit gefüllten Kunststoffbeutel durch diesen Schnitt separierbar sind und dennoch flüssigkeitsdicht ver­ bleiben.

Bei den bekannten Schweißstationen mußten aber stets aufwen­ dige Konstruktionen vorgenommen werden, um die Bewegung der Schweißbacken auf die Bewegung des gefüllten Verpackungs­ schlauches abzustellen. Bewegt sich letzterer kontinuierlich, dann müssen die Schweißbacken während des Schweißvorganges ebenfalls mit derselben Geschwindigkeit bewegbar sein, vor und nach dem Schweißvorgang müssen die Schweißbacken zusätz­ lich aber mit senkrecht zur Bahnförderrichtung verlaufenden Bewegungsmöglichkeiten versehen werden. Entsprechende Kon­ struktionen sind bisweilen so aufwendig, daß sie nicht nur bei der Herstellung unwirtschaftlich sondern auch im Be­ trieb störanfällig sind.

Verwendet man an sich bekannte Endlosförderer zur Bildung von Formschalen, in welchen die Kunststoffbeutel einlegbar sind und verschweißt werden können, dann scheitert der Ein­ satz genau geformter Schalen daran, daß bei exakter Form­ stabilität zur Schaffung von Räumen, die beispielsweise die Dosierung vorgeben können, die Formschalen nicht ohne großen Aufwand über den Umfang eines Endlosförderers bewegt werden können. Verzichtet man aber andererseits auf die exakte Form­ gebung der Formschalen, dann ist jedenfalls eine Dosierung von mit Flüssigkeit oder anderen Fließmitteln gefüllten Packungen nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Formen, Verschweißen und Fördern von Verpackungen der eingangs bezeichneten Art so zu verbessern, daß Formschalen genau bestimmten Volumens zwischen gegenüberliegend laufen­ den Endlosförderern ohne großen Bauaufwand und betriebssi­ cher mit minimaler Störanfälligkeit geschaffen werden kön­ nen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Halbschale durch ein Muldenblech gebildet ist, welches verformbar zwischen zwei benachbarten Schweißbacken verschieb­ lich gehaltert ist. Auf diese Weise hängt die genaue Form jeder Halbschale und damit der letztlich das Volumen dosie­ rend bestimmenden Gesamt-Formschale von der Form der beiden Muldenbleche und diese wiederum vom Abstand zweier be­ nachbarter Schweißbacken ab. Eine besonders gute Anpassung der Bewegung der Schweißbacken an die kontinuierliche Be­ wegung des gefüllten Schlauches ist dann möglich, wenn man die Schweißbacken in der eingangs beschriebenen Weise an gegenüberliegend umlaufenden Endlosförderern anordnet. Diese weisen in der Regel ein gerades Trum auf der einen Seite und ein ebenfalls gerades Trum auf der gegenüberliegenden anderen Seite auf, während gekrümmte Bereiche zum Übergang vom einen Trum zum anderen die Verbindung schaffen. Die tatsächliche Schweißarbeit wird man vorzugsweise im Bereich der geraden Trums durchführen, und auf den gebogenen Berei­ chen zwischen zwei geraden Trums muß sich dann zwangsläufig der Abstand benachbarter Schweißbacken zueinander ändern.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht man sowohl die zweckmäßige Anpassung der Schweißbacken an die kontinu­ ierliche Geschwindigkeit des Verpackungsschlauches als auch die Formpaßgenauigkeit trotz des Spreizeffektes des End­ losförderers an seinen runden Übergangsbereichen, wie vor­ stehend beschrieben.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn erfindungsgemäß das Muldenblech die Form eines einseitig mindestens halb­ offenen Zylindermantels hat und seine Krümmung bei Änderung des Abstandes benachbarter Halterungen veränderbar ist. Aus dem vorzugsweise mit Fließmittel gefüllten Kunststoffschlauch sollen Verpackungen geformt, diese gegeneinander dichtend verschweißt und abgefördert werden. Verwendet man zum Ver­ schweißen einen Endlosförderer in der beschriebenen Weise und haben die Muldenbleche längliche Form, z. B. eines ein­ seitig mindestens halboffenen Zylindermantels, dann kann man auf diese Weise zylinderförmige Verpackungen formen, verschweißen und fördern. Da die Halterungen für die Mulden­ bleche an den Schweißbacken vorgesehen sind, im Bereich des Übergangs von einem geraden Trum zum anderen am Endlosför­ derer der Abstand benachbarter Halterungen aber größer als im jeweiligen geraden Trum ist, bestand die Schwierigkeit, die Verformung des Muldenbleches zu erlauben und dennoch Formschalen mit diesem zu bilden. Durch die Verformbarkeit der Muldenbleche selbst und die verschiebliche Halterung derselben an den Schweißbacken sind diese Schwierigkeiten überraschend einfach und zweckmäßig überwunden.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Muldenblech an seinen gegenüberliegenden Enden über eine Kette oder einen Riemen mittels jeweils mindestens zweier benachbarter, an den Schweißbacken oder den Backen­ trägern angeordneter Zapfen gehaltert. Die Zapfen können an den Schweißbacken oder Backenträgern fest angebracht oder beweglich gehaltert sein. In jedem Falle erreicht man damit eine nachgiebige Halterung der Muldenbleche. Die Nachgiebig­ keit der Halterung der Muldenbleche allein kann bei speziel­ len Ausführungsformen bereits ausreichen, um die Abstands­ änderung benachbarter Schweißbacken bzw. Gegendruckbacken voneinander auszugleichen. Bei den meisten Ausführungsformen und in der Regel bei der Ausgestaltung der Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art genügt aber die bewegliche Anord­ nung der Haltezapfen nicht, sondern vielmehr ist die Ver­ formung der Muldenbleche selbst notwendig, die hier erfin­ dungsgemäß bewußt zugelassen und dennoch einwandfrei funk­ tionstüchtig ist. Das Aufspreizen des Endlosförderers, bei­ spielsweise der an der Kette oder dem Riemen befestigten Schweißbacken bzw. Gegendruckbacken kann vollständig und zufriedenstellend aufgefangen und ausgeglichen werden durch die Verformung der Muldenbleche selbst in Verbindung mit der verschieblichen Halterung der Zapfen an den Schweißbacken.

Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn die Halte­ rungen für das Muldenblech in dessen Endbereichen angebrach­ te Langlöcher und an den Schweißbacken oder Backenträgern befestigte, in die Langlöcher ragende Haltezapfpaare aufwei­ sen. Die Anordnung der Haltezapfen an den Schweißbacken oder Backenträgern in beweglicher Weise kann konstruktive Schwie­ rigkeiten erbringen, und es ist für den Fachmann sicherlich einfacher, wenn die Haltezapfen an den Backen fest angebracht werden können. Auch diese Bedingung ist durch die vorstehende Maßnahme gemäß der Erfindung dadurch erfüllt, daß die an den Backen festen Zapfen die Muldenbleche über Langlöcher hal­ tern und in diesen Langlöchern hin- und hergleiten können. Eine besonders zuverlässige Halterung ergibt sich bei paar­ weisem Einsatz der Haltezapfen an den Endbereichen der Mul­ denbleche.

Die Verformbarkeit der Muldenbleche kann man besonders günstig und zuverlässig dann beherrschen, wenn das Mulden­ blech erfindungsgemäß aus Federstahlblech besteht.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be­ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Ver­ bindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Schnittansicht durch eine erfindungs­ gemäße Formschweißkette, mit deren Hilfe mit Flüssig­ keit gefüllte Kunststoffbeutel herstellbar sind,

Fig. 2 eine teilweise abgebrochene Ansicht eines der beiden gegenüberliegenden, in Fig. 1 gezeigten Endlosför­ derers mit einigen Einzelheiten, im allgemeinen ent­ lang der Linie II-II in Fig. 4,

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 4, wie dort mit III mar­ kiert ist, wobei ein Haltezapfen in einem Langloch gezeigt ist,

Fig. 4 eine teilweise abgebrochene Seitenansicht des End­ losförderers der Fig. 2, wenn man diesen vertikal mittig schneidet,

Fig. 5 den anderen, dem Endlosförderer der Fig. 2 gegen­ überliegenden Endlosförderer in ähnlicher Darstel­ lung wie bei Fig. 2 und

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, hier jedoch unter Darstellung des Endlosförderers mit den Gegendruck­ backen.

Zum besseren Verständnis der Gesamtvorrichtung ist in Fig. 1 die Verbindung mit einer speziellen Verpackungsherstel­ lungsmaschine gezeigt. Man erkennt im mittleren Bereich den rechten, allgemein mit 1 bezeichneten Endlosförderer mit den heizbaren Schweißbacken 2, die in Fig. 1 nur als Ver­ bindungsstrich dargestellt sind, und den gegenüberliegenden, allgemein mit 3 bezeichneten Endlosförderer mit den Gegen­ druckbacken 4, die ebenso schematisch wie die heizbaren Schweißbacken 2 nur als Verbindungsstriche dargestellt sind. Die beiden Endlosförderer 1 und 3 stehen einander so gegen­ über, daß sich zwei gerade Trums in der mittleren Ebene be­ rühren und die äußeren geraden Trums einander abgewandt sind. Auch die Wellen 5 der Endlosförderer 1 und 3 sind in Fig. 1 angedeutet, während andere Einzelheiten bis auf die schema­ tisch angedeuteten, durch Muldenbleche 6 gebildeten Halb­ schalen deutlicher aus den Fig. 2 bis 6 hervorgehen.

Die Muldenbleche 6 sind die beiden Endlosförderer 1 und 3 gleich ausgebildet und haben gleiche Gestalt und Halterung. Anhand Fig. 1 läßt sich die Verformbarkeit der Muldenbleche 6 erläutern, wie nachfolgend beschrieben wird.

Über den Endlosförderern 1 und 3 ist ein am Maschinenrahmen 7 in nicht gezeigter Weise gehaltertes Füllrohr 8 dargestellt, welches sich vertikal in Flucht über die Verbindungsebene zwischen den beiden geraden Trums der Endlosförderer 1 und 3 erstreckt. Oben erkennt man über eine Welle 9 angetriebene Walzenpaare 10 zur Förderung eines Kunststoffschlauches 11, der über einen Stützring 12, welcher das Füllrohr 8 im Ab­ stand konzentrisch umgibt, herübergezogen ist und mittels zweier Stützriemen 13 ohne Berührung des unteren Düsenendes des Füllrohres 8 zu einer flachen Gestalt zusammengeführt wird.

Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform trägt der Kunststoffschlauch 11 auf diametral gegenüberliegenden Sei­ ten in Bereichen 14 angeschweißte kreisrunde Bögen 15, die bei der Bewegung des Schlauches 11 nach unten in Richtung des Pfeiles 16 so in die oberste noch offene Formschale 17 zu liegen kommen, daß sie einander gegenüberliegen und später etwa quer zu der sich ergebenen Längsachse 18 der Flüssigkeitspackung angeordnet sind. Da die Ebene der Böden 15 etwas zur Papierebene der Fig. 1 geneigt ist, erscheinen die kreisrunden Bögen 15 teilweise in Ellipsenform.

Nachdem sich die Formschale 17, welche durch die beiden Muldenbleche 6 unter Bildung von zwei Halbschalen gestaltet wird, aus der obersten ersten Lage I herunterbewegt hat in die zweite Lage II und sich dabei geschlossen hat, ist das exakte Volumen einer vollständigen Formschale erreicht, und die Schweißbacken 2 und 4 bzw. die beheizbaren Schweißbacken 2 und die nicht beheizbaren Gegendruckbacken 4 liegen sich in dem geraden Trum in der Berührungsebene unter der Achse des Füllrohres 8 genau gegenüber. Da sich die Trums der Endlosförderer 1 und 3 entlang der gebogenen Pfeile 18′ und 19 mit gleicher Geschwindigkeit nach unten bewegen wie die Folienbahn 11 gemäß Pfeil 16, kann das Querverschweißen des längs bereits dicht verschweißten und mit den Böden 15 ver­ sehenen Schlauches vervollständigt werden. In der untersten Position III öffnet sich die Formschale 17 wieder, wodurch die Wandung des Kunststoffschlauches 11 von dem jeweiligen Muldenblech 6, beginnend im oberen Bereich, abgehoben wird, weshalb man unterschiedliche Linien für die Muldenbleche 6 und den Folienschlauch 11 mindestens in der oberen Hälfte der Station III in Fig. 1 erkennt. Nach unten hin sieht man ferner unter den sich öffnenden Backen 2 und 4 die Quer­ schweißnaht 20, welche nun zwei vollständig dichtend ver­ siegelte Kunststoffbeutel 21 voneinander trennt.

Im unteren Bereich der Fig. 1 sieht man die Kette von Kunststoffbeuteln 21, die nun in eine weitere Förderkette 22 mit offenen ovalen Mulden 23, welche sich in Richtung des Pfeiles 24 bewegen, eingelegt und abgefördert wird. Die fol­ gende Vereinzelung versteht sich für den Fachmann, ist hier aber nicht gezeigt. Das Flüssigkeitsniveau ist bei 25 im unteren Bereich des Füllrohres 8 gezeigt.

Wenn sich die Endlosförderer 1 und 3 in Richtung der Pfeile 18′ und 19 bewegen, erkennt man, daß sich die Abstände a zwei­ er benachbarter Backenpaare 2, 4 ändern, wenn sich die Bac­ ken öffnen. Beispielsweise ist der Abstand a kleiner als der nachfolgende Abstand zwischen der oberen Backe 2, 4 in der Position III und deren unterer Backe 2, 4. In dem unteren (und selbstverständlich auch im oberen) Übergangsbereich von einem geraden Trum zum anderen erweitert sich der Abstand zweier benachbarter Backen 2 bzw. 4, der in Fig. 1 rechts unten mit "A" bezeichnet ist, nicht unerheblich und größer gegenüber dem Abstand a im Bereich des geraden Trums ist. Bei der Form­ schweißketteneinrichtung der hier gezeigten Ausführungsform, ist das sich Erweitern der Muldenbleche 6 durch das Ver­ größern des Abstandes A im unteren Bereich und in Drehrich­ tung das sich Verengen bzw. Verkleinern des Abstandes benach­ barter Backen 2, 4 im oberen Bereich erwünscht. Auf diese Weise kann in der Stellung I in Fig. 1 oben der Kunststoff­ schlauch 11 in eine noch erweiterte offene Formschale 17 mit sanften Bewegungen eingelegt werden, und die Formschale 17 schließt sich dann erst beim Übergang von der Position I in die in Fig. 1 darunter angeordnete Position II, wie dargestellt ist.

Es versteht sich, daß im Bereich der geraden, einander gegen­ überliegenden Trums der Endlosförderer 1, 3 die Formschalen 17 die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels vorgeben. In diesem Zustand sind die Muldenbleche 6 einseitig halb offen und haben ersichtlich eine größere Krümmung beim Abstand a als nach dem Öffnen gemäß der Darstellung in Fig. 1 unten rechts mit dem Abstand A.

Um dieses Spreizen der Muldenbleche 6 aus dem Bereich des geraden Trums des Endlosförderers 1 bzw. 3 in den gebogenen Übergangsbereich (Abstand A) und umgekehrt zu ermöglichen, sind die Muldenbleche aus Federstahlblech hergestellt und verformbar, wobei insbesondere die Krümmung der Fläche des Zylinderhalbmantels veränderbar in der Richtung vorgesehen ist, daß sich der Zylinderhalbmantel im Verlaufe des Herum­ wanderns um den Endlosförderer 1, 3 abwechselnd weiter öff­ net und sich wieder verengt. Wenn der Endlosförderer 1, 3 wie bei der Darstellung der Fig. 4 und 6 so aufgebaut ist, daß über jedes Riemenzahnrad 26, welche pro Welle 5 im Abstand zueinander angeordnet sind, Kunststoffzahnriemen 27 im Abstand B angeordnet herumgeführt sind, dann erkennt man, daß die Mittelachsen 18 der querversiegelten Packungen parallel zu den Wellen 5 verlaufen und eine Verformung oder Krümmungsänderung der Muldenschalen 6 in Richtung der Achsen 18 nicht vorgesehen ist.

Jedes Muldenblech 6 ist an seinen gegenüberliegenden Enden 28 an den beiden im Abstand B voneinander angeordneten Kunst­ stoffzahnriemen 27 mittels Paaren von Haltezapfen 29 befestigt, die an den Schweißbacken 2 (ebenso auch an den Gegendruck­ backen 4) oder alternativ auch an den Backenträgern 30 be­ festigt sind. Zwar könnten die Zapfen 29 auch in Richtung ihrer Längsachse kippbar an den Schweißbacken 2, 4 ange­ bracht sein, einfacher ist der Aufbau aber, wenn zu den Hal­ terungen an den Schweißbacken 2, 4 fest angebrachte Zapfen 29 einerseits und Langlöcher 31 andererseits in den Endbereichen der Muldenbleche 6 gehören. Die Haltezapfen 29 ragen dann in der in Fig. 3 deutlicher herausgezeichneten Weise in die Langlöcher 31 und können sich in diesen verschieben, bzw. das Muldenblech kann sich über die Zapfen 29 verschieben, z. B. in Richtung des Doppelpfeiles 32. In Fig. 3 ist der­ jenige Zustand gezeigt, in welchem sich das Muldenblech 6 in dem am weitesten gekrümmten Zustand befindet. Beim Ver­ größern des Abstandes zweier benachbarter Schweißbacken 2, 4 kann das Muldenblech 6 so gemäß Fig. 3 nach unten gleiten, daß der Haltezapfen 29 bei der am weitesten gespreizten Position oben erscheinen würde.

In den Fig. 2 und 4 ist der Endlosförderer 1 mit den beheizbaren Schweißbacken 2 gezeigt. Die Heizung erfolgt in bekannter Weise über die Zuführung von elektrischem Strom durch Leitungen 33 mit den in Fig. 4 gezeigten Anschlüssen bzw. über die Kupferschienen 34. Auf diese Weise werden die heizbaren Schweißbacken 2 im Bereich der Stützeinrichtung 35, wo sie über die Rollenkette 36 geführt und abgestützt werden, beheizt. Die Lagerhalterung für die Wellen 5 sind in Fig. 4 allgemein mit 37 bezeichnet.

In ähnlicher Weise und gleichem Aufbau werden auch bei dem Endlosförderer 3 nach den Fig. 5 und 6 die Wellen 5 über Halterungen 37′ gehaltert. Man erkennt wieder die Riemen­ zahnräder 26, die längs zu den Wellen 5 im Abstand vonein­ ander angeordnet sind und über welche der Kunststoffzahn­ riemen 27 gelegt ist. Dieser trägt die Backenträger 30 und die Gegendruckbacken 4, in deren Endbereichen auch die Enden 28 der in Fig. 6 nicht gezeigten Muldenbleche 6 angeordnet sind. Auch hier sieht man die Haltezapfen 29 und in Fig. 5 die unterschiedliche Krümmung der Muldenbleche in den ge­ raden Trums einerseits und den runden Übergangsbereichen dazwischen andererseits. Auch der Endlosförderer 3 hat ge­ mäß Darstellung in Fig. 5 eine Stützeinrichtung 35′, in welcher eine Rollenkette 36′ für die Abstützung der Gegen­ druckbacken 4 mit den Gummieinlagen 38 sorgt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Formen, Verschweißen und Fördern von Verpac­ kungen, insbesondere mit Flüssigkeit gefüllten Kunststoff­ beuteln (21), bei welcher die Formschalen (17) aus jeweils zwei Halbschalen gebildet sind, die an zwei parallel und gegenüberliegend angeordneten Endlosförderern (1, 3) umlau­ fend vorgesehen sind, wobei zwischen aufeinanderfolgenden Halbschalen an dem einen Endlosförderer (1) beheizbare Schweiß­ backen (2) und an dem gegenüberliegenden Endlosförderer (3) Gegendruckbacken (4) angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Halbschale durch ein Muldenblech (6) gebildet ist, welches verformbar zwischen zwei benachbarten Schweißbacken (2, 4) verschieblich ge­ haltert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muldenblech (6) die Form eines einseitig mindestens halb offenen Zylindermantels hat und seine Krümmung bei Änderung des Abstandes (a, A) benachbarter Halterungen (29, 31) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Muldenblech (6) an seinen gegenüberliegenden Enden (28) über eine Kette oder einen Riemen (27) mittels jeweils mindestens zweier benachbarter, an den Schweiß­ backen (2, 4) oder den Backenträgern (30) angeordneter Zapfen (29) gehaltert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterungen für das Muldenblech (6) in dessen Endbereichen (28) angebrachte Langlöcher (31) und an den Schweißbacken (2, 4) oder Backenträgern (30) befestigte, in die Langlöcher (31) ragende Haltezapfpaare (29) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Muldenblech (6) aus Federstahlblech besteht.