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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von jeweils
eine Flüssigkeit und ein Entnahmeröhrchen, z.B. einen Trinkhalm enthaltenden Folienbehältern
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Außerdem bczieht sich die Erfindung auf
eine Vorrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Erzeugnis ist
eine Portion einer Flüssigkeit. welche in einem flexiblen, flachen, gegebenenfalls
opaken Behälter untergebracht ist; dieser läßt sich längs der oberen, an die vorzugsweise
flächenmäßig vcrschweil3-ten Folien anschließenden Querschweißkante aufrcißcn, worauf
das Entnahmeröhrchen in der Flüssigkeit aufschwimmt, so daß dessen oberes Ende erfaßt
werden kann. Während dieses Vorganges wird der Folienbehälter an der flächenmäßigen
Verschweißung erfaßt, welche die Ausübung von Druck auf die Flüssigkeit über die
Folien normalerweise verhindert und dadurch das Auslaufen der Flüssigkeit aus dem
senkrecht gehaltenen Behälter verhindert. Mit Hilfe des Entnahmeröhrchens läßt sich
der Folienbehälter infolge seincr Zusammen drückbarkeit restlos entleeren.
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Diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse
sind in aller Regel Trinkflüssigkeitsportionen, darunter vor allem Fruchtsäfte oder
Fruchtncktare, wobei als Entnahmeröhrchen ein nat licher oder aus Kunststoff bestehender
Trinkhalm dient, welcher in dem mit der Trinkflüssigkeit gefüllten Abteil frei beweglich
festgehalten wird. Solche Flüssigkeitsbchälter haben den Vorteil, daß der Konsument,
vor allem Kinder sich mit austretender Flüssigkeit nicht bcschmutzen können. Sie
sollen jedoch in Folien untere bracht werden, welche einer Oxydation der Trinkfliissigkeit
entgegenwirken bzw. diese ganz verhindern, wenn diese Gefahr besteht.
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Die Erfindung geht von einem vorbekannten Folicnbehälter dieser Art
aus (DE-OS 32 26 002). Dieser Bchälter wird aus zwei Folienbahnen geschweißt und
vor seinem endgültigen Verschluß mit dem Entnahmeröhrchen und der Flüssigkeit gefüllt.
Dazu dienen Verpakkungsmaschinen, welche in der Regel die Folien von Rollen abwickeln
und im Taktverfahren die Folienbehälter abschweißen. Solche Verpackungsmaschinen
wirken mit einer Füllmaschine zusammen, welche die Flüssigkeit abmißt und die so
gewonnenen Portionen über ein Füllrohr im Takt der Verpackungsmaschine in jeweils
einen Folienbehälter einbringt. Solche Maschinen bzw. -kombinationen besitzen die
erforderliche l,eistungsfähigkeit, welche die für derartige Massenfcrtigungen unter
den insbesondere den lebensinittelrechilichen Vorschriften entsprechenden hygienischen
Verhältnissen gewährleisten.
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Für die Gebrauchsfähigkeit derartiger l'olienbeh.iltcr
ist
es jedoch von entscheidender Bedeutung, daß das Entahmeröhrchen nicht nur frci in
der Flüssigkeit beweglich ist. bevor der Folienbehälter geöffnet wird. Das Entnahmerörchen
muß auch in der Flüssigkeit einen gewissen Auftrieb aufweisen, um nach dem Aufreißen
der oberen Quernaht in der beschriebenen Weise aus der Flüssigkeit aufzutauchen,
so daß das obere Ende des Entnahmeröhrchens über den Flüssigkeitsspiegel nach oben
hinaussteht und z.B. mit den Lippen erfaßt werden kann. Dabei ist es allerdings
unerwünscht, daß ein nennenswerter Teil der Verpackung nach Füllung mit der Flüssigkeit
leer bleibt. Füllt man andererseits die Verpackung, so besteht die Gefahr, daß der
Auftrieb des Entnahmeröhrchens in der Flüssigkeit nach der Füllung des Folienbehälters
während des Verschweißens der oberen Quernaht zwischen die Folienbereiche gerät,
welche miteinander verschweißt werden. Dann kann das obere Ende des Entnahmeröhrchens
eingeklemmt werden, was das Entnahmeröhrchen unbrauchbar macht und dadurch die Gebrauchsvorteile
einer solchen Folienverpackung beseitigt, sowie außerdem den Verschluß der Folienverpackung
gefährdet, was im Ergebnis die Produktion von Ausschuß bedeutet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Folicnbehälter der
als bekannt vorausgesetzten Art nach einem Verfahren herzustellen, welches eine
zweckmäßige Verpackung gewährleistet und ihren Inhalt auf einfachc Weise sowie derart
zusammenbringt, daß die beschriebenen Gcbrauchsvorteile des Folienbehälters im vollen
Umfang erhalten bleiben.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1. Zweckmäßige Ausffihrungsformen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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gemäß der Erfindung nützt man die materialbedingte Elastizität der
Folie. aus der der Folienbehälter besteht ull(l des Entnahmeröhrchens, sowie deren
Reibungswidelstiinde unter Berücksichtigung des Einflusses der von der verpackten
Flüssigkeit herrührenden Feuchtigkeit. um für den Vorgang der oberen Querverschweißung
des l:olienbehälters das Entnahmeröhrchen mit seinem unteren Ende gegen den Auftrieb
in der Flüssigkcn in der Packung festzuhalten, so daß die zu verschweißende obere
Querkante der Folien von dem oberen Ende des Entnahmeröhrchens nicht gestörl werden
kann. Nach der Querverschweißung wird dieser Kraftschluß am unteren Ende des Entnahmeröhrchens
jedoch aufgehoben, so daß das Entnahmeröhrchen in der Flüssigkeit schwimmt und nach
dem Öffnen der Verpackung mit seinem oberen Ende über den Flüssigkeitsspiegel und
den oberen Rand der Verpackung nach außen vorsteht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es ohne zusätzliche
Maßnahmcn an den Entnahmeröhrehen und/oder den Folien auskommt, aus denen der Folienbehälter
besteht. dieses Verfahren wirkt nach den l:.rfahrLlngen der Praxis unbedingt ztiverlässig
auch tloulxl, wenn hohe Verpacktingsgeschwindigkeiten errci<ht werden.
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Vorzgsweise Ull(l mit dcii zweckmäßigen Mcrkmaten des Anspi.tichcs
2 wird das Erfindungsgemäße Verfahren en so geführt. daß fertige I in tna hnieiOhrchcn,
insbesondere Trinkhalme in der Verpackungsmaschine magiiiniert bereitgehalten werden
können. Außerdem niitLi man bei dieser Verfahrensvariante die Schwerkraft, um die
Folien der Verpackung und die verpackten Teile zusammenzubringen.
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Mit den Merkmalen des Anspruches 3 gelingt eine
absolut zuverlässige
Vereinzelung der Entnahmeröhrehen, insbesondere wenn es sich um Trinkhalme aus natürlichen
oder aus Kunststoffen handelt. Das beruht danitif, daß eine Mehrzahl einzelner Trinkröhrchen
dieser Art in einem Behälter untergebracht werden kann und dabei im wesentlichen
horizontal liegt, während andererseits die senkrechte Fertigung in der Verpakkungsmaschine
beibehalten werden kann.
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Auf besonders einfache Weise gelingt es mit den Merkmalen des Anspruches
4, das Entnahmeröhrchen mit seinem unteren Ende wie beschrieben festzuhalten, bis
die Flüssigkeitsfüllung und die obere Querverschweißung vollendet sind und danach
dieses Ende des Entnahmeröhrchens freizugeben.
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Die Merkmale des Anspruches 5 betreffen eine Folie, welche sich besonders
für die Zwecke der Verpackung von Trinkflüssigkeiten eignet, die ähnlich wie Fruchtsäfte
oder Fruchtnektare empfindlich gegen Oxydationen sind. Hierbei wirkt nämlich die
außen angeordnete Polyester- und Polyamidfolie als Verbundwerkstoff, der die notwendige
Festigkeit der Folienverpackung gewährleistet, während die innere Polyamidfolie
als Sauerstoffsperre dient. Schließlich ist die innerste Polyäthylenfolie der verschweißbare
Teil, der die Verpackung zusammenhält. Diese Mehrschichtfolie wird gegebenenfalls
von Haftvermittlern zusammengehalten, die auch einen Schutz des Packungsinhaltes
gegen ultraviolette Strahlen und deren Folgen herbeiführen.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Figuren in der Zeichnung;
es zeigen Fig, 1 schematisch und unter Fortlassung aller für das Verständnis der
Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten eine Verpackungsmaschine gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1, welche sich auf das Entnahmeröhrchenmagazin
beschränkt und teilweise abgebrochen wiedergegeben ist und Fig. 3 den Folienbehälter
in Ansicht.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Folienbehälter hergestellt,
welcher aus zwei Folienbahnen 16, 17 abgeschweißt wird, die in einer Verpackungsmaschine
von zwei Wickeln 18, 19 (Fig. 1) abgewickelt werden. Der Folienbehälter weist Längsnähte
1, 2 auf, die in der Verpackungsmaschine senkrecht verlaufen.
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Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Folie vcrdoppelt
werden, was den Vorteil hat, daß die Längsnaht 2 entfällt, weil sie durch eine Falzkante
ersetzt ist.
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Der Folienbehälter weist ein größeres Abteil 3 auf, welches eine
Flüssigkeit aufnimmt. Das Abteil 3 wird von einer Längsnaht 1 und von einer zu dieser
parallelen, jedoch kürzeren Längsnaht 8 gebildet. Da die Längsnaht 8 vor einer Quernaht
7 endet, steht das Abteil 3 mit einem Abteil 4 über einen Bereich 5 in Verbindung,
welcher keine l.ängsabschweißung der Folien aufweist und dadurch von der Flüssigkeit
ausgefüllt werden kann.
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Das Abteil 4 nimmt ein Entnahmeröhrchen 6 auf, das beispielsweise
aus einem Trinkhalm besteht, der scinerseits von einem dünnen Kunststoffrohr gebildet
wird.
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Die Quernaht 7 verschweißt die beiden Folien auf ihrer gesamten Breite.
Sie verläuft parallel zu einer oberen Behälterkante 8a. Dort ist der Behälter mit
einer Quernaht 9 verschweißt, welche das Abteil 4 oben verschließt. Das Abteil 4
ist jedoch länger als das Abteil 3
ausgebildet Der Längenunterschied
ergibt sich aus der vollflächigen Verschweißung der beiden Folien in dem mit 11
bezeichneten Bereich. Die beschriebenen Nähte 1, 2 sowie 7 und 9, jedoch auch die
flächenmäßige Verschweißung 11 können mit entsprechenden Schweißbacken in der Verpackungsmaschine
hergestellt werden.
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In dem flächenmäßig verschweißten Bereich 11 befindet sich ein Durchbruch
12. Dieser dient dazu, mehrere Folienbehälter der beschriebenen Art nebeneinander
aufzuhängen, um sie für den Verkauf bereitzuhalten.
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Außerdem wird der Folienbehälter bei der Flüssigkeitsentnahme und
der Vorbereitung dazu zweckmäßig an diesem Bereich angefaßt und senkrecht gehalten.
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Wenn der Behälter gefüllt ist, steht der Flüssigkeitsspiegel 13 kurz
unterhalb der flächenmäßigen Verschweißung 11, setzt sich aber, wie bei 14 dargestellt,
auch im Abteil 4 fort. Eine Kerbe 15 an der oberen Querverschweißung 8a des Folienbehälters
dient dazu, den mit 9 bezeichneten Bereich abzureißen. Dadurch wird das Abteil 4
nach oben geöffnet. Wird der Behälter, wie beschrieben, senkrecht gehalten, so kann
keine Flüssigkeit aus der geschaffenen oberen Öffnung austreten. Jedoch schwimmt
das Trinkröhrchen 6 infolge seines Auftriebs in der Flüssigkeit auf, so daß es um
ein Stück nach oben heraussteht. Ergibt sich nach Öffnung des Behälters diese Erscheinung
nicht von selbst, so kann durch leichten Druck auf das untere Ende des Folienbehälters
der Flüssigkeitsspiegel 14 im Abteil 4 angehoben werden, bis der gewünschte Effekt
eingetreten ist. Der Konsument kann das obere Ende des Entnahmeröhrchens 6 mit den
Lippen erfassen und den Folienbehälter leersaugen.
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Die zur Herstellung des in Fig. 3 wiedergegebenen und vorstehend
beschriebenen Behälters geeignete Verpackungsmaschine weist nach Fig. 1 ein Entnahmeröhrchenmagazin
20 auf. Es handelt sich hierbei um einen oben offenen Kasten mit einer Breite, die
etwa der Länge der Entnahmeröhrchen 6 entspricht. Wic die Darslellung der Fig. 2
erkennen läßt, hat der Kasten 20 einen schräggeneigten Boden 21, der eine Schurre
für die bei 22 dargestellten Trinkhalme aufweist. Die Schurre vereinzelt die Trinkhalme
im Zusammenwirken mit je einem Rad 23, 24. Jedes dieser Räder weist auf seinem Umfang
mehrere, gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Kerben 25 auf, die halbrund
ausgebildet sind und eine Tiefe aufweisen, die etwa dem Halbmesser der Trinkhalme
6 entspricht. Die beiden Räder 23, 24 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 25, welche
über einen Zahntrieb 26 jeweils um eine Vierteldrehung weiterbewegt wird. Der Zahl
trieb besteht aus einem auf der Welle drehfesten Zahnrad 27, einem Zahnriemen 28
und einem Ritzel 29, das auf der Welle eines Getriebemotors 30 drehfest angeordnet
ist.
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Die halbrunden Aussparungen 25 des Rades 24 sind gegenüber den halbrunden
Aussparungen 25 des Rades 23 in Drehrichtung (vgl. den Pfeil der Fig. 2) um einen
Achtelkreis versetzt angeordnet. Dadurch wird das Ende 31 des Entnahmeröhrchens
6 früher freigegeben als das gegenüberliegende Ende 32 des gestrichelt wiedergegebenen
Entnahmeröhrchens. l Unter der Welle 25a ist ein ortsfester Anschlag 33 angeordnet,
auf den das von den Rädern 23, 24 freigegebene Entnahmeröhrchen 6 außermittig auftrifft,
wenn es im freien Fall die Räder 23, 24 verlassen hat. Dadurch schwenkt das Ende
31 längs des Pfeiles etwa in die Senkrechte, während das Entnahmeröhrchen 6 weiter
nach unten fällt. Es gelangt auf diese Weise in eine Führung 34 mit einem oberen,
trichterförmigen Abschnitt 35 und einem unteren, hohlzylindrischen Abschnitt 36.
Die Führung 34 zentriert das freigegebene Entnahmeröhrchen 6. leine Kolbenstange
37 eines druckmitlelbetätigten Arbeitszylindens 38 hat ein vorderes Arbcitswerkzciig
39. welches hit dein l:'n dc 32 des Entnahnieröhrchcns 6 zusainmenwirkt. so(,alrl
das Entnahmeröhrchcn in elic holilzylindrische Führuilg 36 gelangt ist. In der Darstellung
der Fig. list die Kolbenstange 37 in ihrer teilsweise zurückgezogenen Stcllung wiedergegeben.
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Die von den Wickeln 18, 19 ablaufenden Folien 16, 17 passieren Leitwalzen
40, 41, die sich bei Drehung der Wickel 18,19 in den angegebenen Pfeilrichtungen
ihrerseits drehen, so daß die Folien 16, 17 parallel geführt sind. Die obere Quernaht
9, sowie die flächenmäßige Verschweißung 11 wird mit einem Backenpaar 42, 43 hergestellt,
das sich in der durch die Doppelpfeile angegebenen Richtung taktweise bewegen läßt.
Die Längsverschweißungen 1, 2 sowie 8 werden dagegen von einem Backenpaar 44, 45
hergestellt, das sich in Richtung der Doppelpfeile bewegt. Die untere Querverschweißung
7 stellt ein Backenpaar 46, 47 her, das in Richtung der Doppelpfeile beweglich ist.
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Die dargestellte Maschine wirkt mit einer Fülleinrichtung zusammen,
die nicht wiedergegeben ist. Sie besteht im wesentlichen aus einem l'ortionierautomaten
und einem Füllrohr, das zwischen die Folienabschnitte 49. 50 eingeführt werden kann,
die zwischen den beschlicbenen Schweißbacken 42 bis 47 liegt.
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Dic dargestellte Verpackungsmaschine arbeitet in Taktverfahren. Zunächst
wird von den beiden Wickeln 18, 19 die Länge der Folien 49, 50 abgezogen. Das kann
mit der Kraft des hängenden, im vorausgehenden Takt gefüllten Folienbehälters geschehen,
der sich an die Quernaht 7 anschließt, aber in der Darstellung der Fig. 1 nicht
wiedergegeben ist. Die Wickel 18, 19 werden von einem Schrittschaltwerk um die benötigte
länge weitergedreht. Zunächst wird dann die untere Querverschweißung 7 angebracht.
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Hierauf wird mit Hilfe der Räder 23, 24 ein Entnahmeröhrchen aus
dem Kasten 2 entnommen, das über den Anschlag 33 in die Führung 34 fällt und über
deren zylindrischen Abschnitt 36 zwischen die Folien 49 und 50 gelangt. Sobald das
Entnahmeröhrchen 6 seine Endposition erreicht hat, wird über den Arbeitszylinder
38 die Kolbenstange 37 ausgcfahren, die mit ihrem Werkzeug 39 auf das Ende 32 des
Entnahmeröhrchens 6 wirkt und dadurch das Entnahnieröhrchcn 6 zwischen die konvergierenden
Folienbereiche 51 und 52 stößt. die sich oberhalb der Querschweißung 7 ausbilden.
Das Ende 31 wird dadurch kraftschlüssig zwischen den Folien 49, 50 bzw. den konvergierenden
Folienkanten 51. 52 festgehalten.
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Hierauf werden die Längsverschweißungen 1, 2 sowie 8 mit I Hilfe
der sich schließenden Backen 44, 45 hergestellt. Der Folienbehälter ist dann oben
offen, wobei das Entnahmeröhrchen 6 an der unteren Querverschweißung 7 festgelegt
ist.
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Im folgenden Takt wird die vorher abgemessene Fliissigkeitsmenge
eingefüllt. Sie erreicht dabei etwa den Spiegel, der mit 13, 14 in Fig. 3 wiedergegeben
ist. Im darauffolgenden Takt werden die Backen 42, 43 geschlossen. worauf die Querschweißungen
9, 11 vollendet werden. Der damit fertig gefüllte Folienbehälter wird nunmehr durch
eine entsprechende Drehung der Wickel 18, 19 nach Zurückziehen aller Schweißbacken
infolge seines Gewichtes nach unten befördert, um den folgcnden Folienbehälter in
der beschriebenen Weise zu ftilleri
ull(l lertigzuslellen. Beim
Öffnen der unteren Schweißbacken 46, 47 werden durch das Gewicht der Flüssigkeitsfüllung
die beiden Folienbahnen 49, 50 auseinandergetrieben, wodurch der Formschluß des
Endes 31 des Entnahmeröhrchens 6 mit den konvergierenden Folienteilen 51, 52 verlorengeht.
Infolge des Auftriebes, den das Entnahmeröhrchen 6 in der Flüssigkeit des Folienbehälters
aufweist, schwimmt das Ende 32 auf, wobei sich das Ende 31 des Entnahmeröhrchens
6 von der Querverschweißung 7 entfernt.
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Auf den Wickeln 18, 19 befinden sich identische Schichtfolien. jede
dieser Folien besteht aus einzelnen Folienbahnen, die untereinander durch einen
Haftvermittler verbunden sind. Auf der Außenseite 53 befindet sich eine Polyesterfolie,
die als Trägerfolie dient und mit einer Polyamidfolie, die ebenfalls Trägerfunktionen
ausübt, verbunden ist. Nach innen folgt auf die Polyamidfolic eine Polyäthylentypfolie,
an die sich eine Polyamidfolie anschließt, die als Sauerstoffsperre dient. Auf der
Innenseite 54 befindet sich schließich eine Polyäthylenfolie, die den verschweißbaren
Teil der Folie darstellt, der von den Schweißbacken bearbeitet wird.
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