DE3622868A1 - Verfahren und vorrichtung zum oeffnen bzw. abheben der verschlusskappen an stutzen oder tuellen von flexiblen beuteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen bzw. Ab­ heben der Verschlußkappen an Stutzen oder Tüllen von flexiblen Beuteln nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Durch­ führen des Verfahrens.

Bekannte automatische Abfüllmaschinen zum Befüllen von Beu­ teln aus flexiblem Kunststoffmaterial mit normalerweise durch eine Kappe verschlossenem Füll- und Ausgabestutzen haben im Bereich der Kappenentnahme und der Wiederver­ schließeinrichtung sehr kostenintensive und technisch aufwendige Einrichtungen, in denen insbesondere die Abdichungen für einen dichten Verschluß des Stutzens einem extremen Verschleiß unterliegen, so daß spätere Flüssig­ keitsverluste und das Eindringen von Fremdkörpern, wie die Haltbarkeit des Beutelinhaltes beeinträchtigenden Bakterien und dergleichen, nicht mit der erforderlichen Sicherheit vermieden werden können.

Bei den bekannten automatischen Abfüllmaschinen werden die in ihrer Abdichtungslage am Stutzen verkrallten Stülpkap­ pen mit einem überhöhten mechanischen Kraftaufwand von dem Stutzen axial abgezogen und zur Seite geschwenkt. Hierbei werden die Dichtungslippen am Stutzen und an der Stülpkap­ pe gegen ihre Verkrallungsrichtung gegeneinander verscho­ ben und überbeansprucht. Es kommt zu einer Bildung von Kapillarriefen und zu Abrissen der Dichtungslippen. Beim Wiederverschließen stehen die beschädigten Abschnitte an Stutzen und Kappe bzw. Spund und Deckel einander unverän­ dert gegenüber und bilden feine Kanäle, durch die das mehr oder weniger flüssige Füllgut austreten und Luft von außen in den Behälter eindringen kann. Derart gefüllte Behälter stellen daher im Verschlußbereich bei dynamischer Bela­ stung eine potentielle Gefahr für den Behälterinhalt dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Öffnen bzw. Abheben der Verschlußkappen beim automatischen Befüllen von flexiblen Beuteln nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu verbessern und so zu gestalten, daß die zum Abziehen der Verschlußkappe von dem Behälterstutzen erforderlichen Kräfte ganz beträchtlich vermindert werden um, auf diese Weise Beschädigungen an den miteinander zusammenwirkenden Rändern und Dichtlippen und -kanten von Verschlußkappe und Behälterstutzen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Besonders vorteil­ hafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet, während eine Vor­ richtung zum Durchführen des Verfahrens im Anspruch 5 und den sich daran anschließenden Ansprüchen 6 bis 13 im einzel­ nen gekennzeichnet ist.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die Ver­ schlußkappe beim Öffnen bzw. Abheben nicht axial zum Behälterstutzen bewegt wird, sondern zunächst um einen Winkel von etwa 35° aus der Dichteposition zur Seite gekippt und anschließend quer zur Vorschubrichtung der zu befüllenden flexiblen Beutel geradlinig zur Seite weg­ geführt wird.

Die hierbei auftretenden Abzugskräfte betragen nur einen geringen Teil der beim herkömmlichen Verfahren mit axialer Abzugsbewegung auftretenden Beanspruchungen und bewegen sich in der Regel bei etwa einem Fünftel dieser Kräfte. Die dabei auftretenden Kräfte setzen an einer der Kipprich­ tung gegenüberliegenden Seite der Verschlußkappe ein und laufen dann linienförmig entlang den Abdichtleisten oder Dichtlippen weiter bis zum gegenüberliegenden Randbereich zwischen Verschlußkappe und Stutzen. Beim Wiederver­ schließen der Kappe ist der Kraftablauf entsprechend dem Ablauf beim Öffnen der Kappe, jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Verschlußkappen an Stutzen oder Tüllen von flexiblen Beuteln näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Abschnitt eines Folienbeutel-Bandes mit Füll- und Ausgabestutzen an jedem zu befüllenden Beutelteil,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung des Füll- und Ausgabestutzens mit Verschlußkappe vor dem Erreichen der Füllstellung, in der die Ver­ schlußkappe von dem Stutzen abgezogen und an­ schließend wieder aufgesetzt wird,

Fig. 3 eine Darstellung von Füll- und Ausgabestutzen nach seitlichem Abheben der Verschlußkappe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die Füllstation an einer Vorrichtung zum automatischen Befül­ len von Beuteln aus flexiblem Kunststoffmaterial,

Fig. 5 eine Endansicht der Vorrichtung von Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4,

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 2 und 3 vergrößerte Schnitt­ darstellung des Stutzens und der Verschlußkappe an Beuteln aus einer flexiblen Kunststoffolie, wobei die Verschlußkappe in einer gegenüber dem Stutzen angekippten Lage strichpunktiert darge­ stellt ist,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Verschlußkappen an Stutzen oder Tüllen von flexiblen Beuteln nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 8 eine Unteransicht dieser Vorrichtung in Richtung des Pfeiles VIII von Fig. 7,

Fig. 9 die Vorrichtung von Fig. 7 und 8 in einer Stellung,

in der die Verschlußkappe von dem Stutzen nach oben und zur Seite hin abgehoben ist, und

Fig. 10 eine weitere Ansicht dieser Vorrichtung nach Errei­ chen der Endstellung beim seitlichen Verfahren der Verschlußkappe, um diese nach Beendigung des Füll­ vorganges in der erfindungsgemäßen Weise auf den Stutzen des Beutels aus flexiblem Material von der Seite her in umgekehrter Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte wieder aufzusetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Öffnen und Schließen der Verschlußkappen 1 an Stutzen oder Tüllen 2 von flexiblen Beuteln 3, die einen normalerweise durch eine Kappe 1 verschlossenen Füll- und Ausgabestutzen 2 besitzen, wobei der Stutzen 2 und die Kappe 1 einander unter Spannung hintergreifende ringförmige Umfangskanten 2 a, 1 a und für einen dichten Verschluß sorgende Dicht­ lippen 4 aufweisen (Fig. 6).

Wie in den Darstellungen von Fig. 1 bis 3 und 6 im einzel­ nen zu erkennen ist, wird die Verschlußkappe 1 beim Öffnen des Behälterstutzens 2 an ihrem Rand 1 b einseitig angehoben und gegenüber dem Stutzen 2 in Richtung des Pfeiles 5 von Fig. 2 nach einer Seite derart angekippt und von dem Stutzen 2 abgehoben, daß sie anschließend in dieser Schräglage in Richtung des Pfeiles 6 quer zur Vorschub­ richtung 3 a der zu befüllenden flexiblen Beutel 3 von dem Stutzen 2 zur Seite weggeführt und nach Beendigung des Füllvorganges in umgekehrter Reihenfolge von der Seite an den Stutzen 2 wieder herangeführt, auf den Rand 7 des Stutzens 2 seitlich schräg aufgesetzt und anschließend bis in eine satte ebene Auflage auf dem oberen Rand 7 des Stutzens 2 wieder nach unten gekippt und absolut dicht schließend angedrückt werden kann.

Sowohl beim Öffnen als auch beim Verschließen der Ver­ schlußkappe 1, das heißt also sowohl beim Abheben als auch beim Aufsetzen auf den Stutzen 2, dient ein kurzer Rand­ bereich des Stutzens 2 zumindest in den Anfangs- bzw. Endphasen der Bewegung als Abrollkante für einen dem an­ gehobenen Rand 1 b der Verschlußkappe 1 diametral gegenüber­ liegenden Randbereich 1 c. Vorteilhafterweise wird die Verschlußkappe 1 beim Abheben bis zu einer Neigung 8 von etwa 25 bis maximal 45° angekippt, wobei sich eine Neigung von vorzugsweise etwa 35° gegenüber der horizontalen Ver­ schlußlage auf dem Stutzen 2 (Fig. 6) als besonders vorteilhaft erwiesen hat.

Wie insbesondere in den Darstellungen von Fig. 4 bis 10 im einzelnen zu erkennen ist, dient die erfindungsgemäße Vor­ richtung insbesondere zum Öffnen und Schließen der Ver­ schlußkappen 1 an den Stutzen 2 von flexiblen Beuteln 3 aus Kunststoff, die entsprechend der Darstellung von Fig. 1 als Beutelband zugeführt werden und an jedem abtrennbaren Beutelteil einen normalerweise durch eine Kappe 1 verschlossenen Füll- und Ausgabestutzen 2 besitzen.

Wie schon weiter oben erwähnt worden ist, haben der Stutzen 2 und die Kappe 1 einander unter Spannung hinter­ greifende ringförmige Umfangskanten 2 a, 1 a, und es sind außerdem an der Verschlußkappe 1 Dichtlippen 3 vorgesehen, die für einen absolut dichten Verschluß zwischen Kappe 1 und Stutzen 2 sorgen.

Wie anhand der Zeichnung weiterhin zu erkennen ist, wird der Stutzen 2 bei der Zufuhr zu der Füllvorrichtung 9 unterhalb des Füllrohres 10 (Fig. 5) zwischen parallelen seitlichen Führungsschienen 11, 12 geführt, die auch in Fig. 2 und 3 strichpunktiert angedeutet sind und in eine Umfangsnut 13 an dem Stutzen 2 von gegenüberliegenden Seiten quer zur Abzugsrichtung (Pfeile 5, 6 in Fig. 3) eingreifen.

Die Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen der Kappen hat einen quer zur Längserstreckung der Führungsschienen 11, 12 bewegbaren und um eine neben dem Stutzen 2 etwa in Höhe der Verschlußkappe 1 liegende, zu den Führungs­ schienen 11, 12 parallele Achse 14 klappbaren Kappenheber 15, der die Verschlußkappe 1 mit oberhalb der Führungs­ schienen 11, 12 nur an einem Teil des Umfangsrandes der Verschlußkappe 1 angreifenden lösbaren Kappenklemmen 16, 17 hintergreift.

Der Kappenheber 15 hat außerdem einen im Bereich seiner Schwenkachse 14 senkrecht aufragenden Hebelarm 18 für den Angriff eines in beiden Richtungen wirkenden Zugstangenan­ triebes 19. Dieser Zugstangenantrieb 19 für den Kappenheber 15 besteht aus einer Dreipunktansteuerung mit einer durch einen Druckmittelzylinder betätigten Zugstange 20 und zwei damit antriebslos mitbewegten, jedoch entgegen der Zugrich­ tung 20 a der Zugstange 20 federbelasteten Folgestangen 21, 22.

Die Schwenkachse 14 für den Kappenheber 15 ist an einer mit den beiden Folgestangen 21, 22 verbundenen Gabel 23 angeordnet, während die Zugstange 20 mit dem von dem Kappenheber 15 aufragenden Hebelarm 18 durch eine Zwischen­ gelenkstange 24 verbunden ist.

Zur Begrenzung der Kippbewegung des Kappenhebers 15 ist an der Gabel 23 mit der Schwenkachse 14 ein Anschlagbock 25 für den von dem Kappenheber 15 aufragenden Hebelarm 18 angeordnet. Der Kappenheber 15 hat einen in Richtung der Führungsschienen 11, 12 verlaufenden freien Durchlaßquer­ schnitt 15 a für die Füll- und Ablaßstutzen 2 mit aufge­ setzter Verschlußkappe 1, in dem zwei entgegen Federdruck seitlich verschiebbare Kappenklemmen 16, 17 angeordnet sind, deren Klemmkanten 16 a, 17 a an den Umfang des Stutzens 2 angepaßt sind und die im übrigen so geformt sind, daß sie durch den einlaufenden Stutzen 2 mit Verschlußkappe 1 zur Seite gedrückt werden und sich nach Erreichen der Füllstellung des Stutzens unter Federdruck um den Stutzen 2 unterhalb der Verschlußkappe 1 satt anliegend schließen. Die Kappenklemmen haben daher trichterförmig gegeneinander gerichtete schräge Einlaufkanten 16 b, 17 b für den Füll­ stutzen 2.

Außerdem ist eine quer zu den Führungsschienen 11, 12 verschiebbare Justiervorrichtung 26 mit einer Justiergabel 27 vorgesehen, die den Zwischenraum zwischen den beiden Führungsschienen 11, 12 beiderseits des Füllstutzens 2 überbrückt und den Füllstutzen 2 nach Erreichen der Füllstellung von Fig. 4 zwischen ihren Gabelschenkeln erfaßt und genau unter der Füllvorrichtung 9 positioniert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit die Kap­ penklemmen 16, 17 am Kappenheber 15 quer zur Längsmittel­ ebene des Kappenhebers 15 und parallel oberhalb der Füh­ rungsschienen 11, 12 für den Stutzen 2 derart angeordnet, daß der Stutzen 2 sowohl im Moment des Abhebens als auch im Moment des Wiederaufsetzens der Verschlußkappe 1 von den Führungsschienen 11, 12 unterhalb des Angriffsberei­ ches der Kappenklemmen 16, 17 an der Verschlußkappe 1 ge­ halten ist.

Hierdurch wird einerseits sichergestellt, daß die Kappen­ klemmen 16, 17 des Kappenhebers 15 die Verschlußkappe beim Abheben von dem Stutzen 2 nur in einem Bereich er­ fassen, an dem der Stutzen 2 durch die Führungsschienen 11, 12 sicher festgehalten wird. Die Verschlußkappe 1, die aus einem flexiblen Kunststoff besteht, wird durch das Anheben des einen äußeren Randbereiches durch die Kappenklemme 17 in der Längsmittelebene des Kappenhebers 15 bogenförmig nach unten durchgewölbt und gleichzeitig an ihren nach unten gerichteten Umfangsrändern derart ellipsenförmig gestreckt, daß der außenliegende Randbe­ reich 1 b der Verschlußkappe 1 durch die Kappenklemme 17 von seinem Eingriff mit dem Stutzen 2 geringfügig radial nach außen bewegt wird, so daß er an dieser Stelle aus seiner Verklammerung mit dem Stutzen 2 freikommt und über den außenliegenden Stutzenrand nach oben abgleiten kann.

Dieses einseitige Abheben der Verschlußkappe 1 von dem Stutzen 2 hat zur Folge, daß sich die in Richtung auf die Schwenkachse 14 des Kappenhebers 15 anschließenden Rand­ bereiche von Verschlußkappe 1 und Stutzen 2 allmählich fortschreitend ebenfalls aus ihrer gegenseitigen Ver­ klammerung lösen, ohne daß Beschädigungen an den Dicht­ lippen 4 oder an den ineinandergreifenden Randbereichen von Verschlußkappe 1 und Stutzen 2 eintreten.

Claims (14)

1. Verfahren zum Öffnen bzw. Abheben der Verschlußkap­ pen an Stutzen oder Tüllen von flexiblen Beuteln, die einen normalerweise durch eine Kappe verschlossenen Füll- und Ausgabestutzen besitzen, wobei der Stutzen und die Kappe einander unter Spannung hintergreifende ringförmige Umfangskanten und für einen dichten Verschluß sorgende Dichtlippen aufweisen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (1) an ihrem Rand (1 b) einseitig an­ gehoben und gegenüber dem Stutzen (2) nach einer Seite derart angekippt und von dem Stutzen (2) abge­ hoben wird, daß sie in dieser Schräglage quer zur Vorschubrichtung (3 a) der zu befüllenden flexiblen Beutel (3) von dem Stutzen (2) zur Seite weggeführt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der obere Rand (7) des Stutzens (2) als Abrollkante für einen dem angehobenen Rand (1 b) der Verschlußkappe (1) diametral gegenüber­ liegenden Randbereich (1 c) dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkap­ pe (1) bis zu einer Neigung (8) von etwa 25 bis 45°, vorzugsweise etwa 35°, gegenüber der horizontalen Verschlußlage auf dem Stutzen (2) angekippt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (1) nach Beendigung des Füll­ vorganges von der Seite an den Stutzen (2) wieder herangeführt, auf den Rand (7) des Stutzens (2) seitlich schräg aufgesetzt und anschließend bis in eine satte ebene Auflage auf dem oberen Rand (7) des Stutzens (2) wieder nach unten gekippt und angedrückt wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 beim Öffnen bzw. Abheben der Verschlußkappen an den Stutzen von flexiblen Beuteln, die einen normalerweise durch eine Kappe verschlossenen Füll- und Ausgabestutzen besit­ zen, wobei der Stutzen und die Kappe einander unter Spannung hintergreifende ringförmige Umfangskanten und für einen dichten Verschluß sorgende Dichtlippen aufweisen, und wobei der Stutzen bei der Zufuhr zu der Vorrichtung unterhalb des Füllrohres einer Füllvorrichtung zwischen parallelen seitlichen Führungsschienen geführt ist, die in Umfangsnuten an dem Stutzen seitlich eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen der Kappen (1) einen quer zur Längserstreckung der Führungsschienen (11, 12) bewegbaren und um eine neben dem Stutzen (2) etwa in Höhe der Verschlußkappe (1) liegende, zu den Führungs­ schienen parallele Achse (14) klappbaren Kappenheber (15) aufweist, der die Verschlußkappe (1) mit ober­ halb der Führungsschienen (11, 12) nur an einem Teil des Umfangsrandes der Verschlußkappe (1) angreifenden lösbaren Kappenklemmen (16, 17) hintergreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kappenheber (15) einen im Bereich seiner Schwenkachse (14) aufragenden Hebelarm (18) für den Angriff eines in beiden Rich­ tungen wirkenden Zugstangenantriebes (19) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugstangenan­ trieb (19) für den Kappenheber (15) aus einer Drei­ punktansteuerung mit einer durch einen Druckmit­ telzylinder betätigten Zugstange (20) und zwei damit antriebslos mitbewegten, jedoch entgegen der Zugrich­ tung (20 a) der Zugstange (20) federbelasteten Folge­ stangen (21, 22) besteht.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (14) für den Kappenheber (15) an einer mit den beiden Folgestangen (21, 22) verbunde­ nen Gabel (23) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (20) mit dem von dem Kappenheber (15) aufragenden Hebelarm (18) durch eine Zwischenge­ lenkstange (24) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gabel (23) mit der Schwenkachse (14) des Kappenhebers (15) ein Anschlagbock (25) für den von dem Kappenheber (15) aufragenden Hebelarm (18) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenheber (15) einen in Richtung der Füh­ rungsschienen (11, 12) verlaufenden freien Durchlaß­ querschnitt (15 a) für die Füll- und Ablaßstutzen (2) mit aufgesetzter Verschlußkappe (1) aufweist, in dem zwei entgegen Federdruck seitlich verschiebbare Kap­ penklemmen (16, 17) mit an den Umfang des Stutzens angepaßten Klemmkanten (16 a, 17 a) angeordnet sind, die durch den einlaufenden Stutzen (2) mit Verschluß­ kappe (1) zur Seite gedrückt werden und sich nach Erreichen der Füllstellung des Stutzens (2) unter Federdruck um den Stutzen (2) unterhalb der Verschluß­ kappe (1) schließen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kappenklemmen (16, 17) trichterförmig gegeneinander gerichtete schräge Einlaufkanten (16 b, 17 b) für den Füllstutzen (2) aufweisen.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine quer zu den Führungsschienen (11, 12) ver­ schiebbare Justiervorrichtung (26) mit einer Justier­ gabel (27) vorgesehen ist, die den Zwischenraum zwischen den beiden Führungsschienen (11, 12) beider­ seits des Füllstutzens (2) überbrückt und den Füll­ stutzen (2) nach Erreichen der Füllstellung zwischen ihren Gabelschenkeln erfaßt und genau unter der Füllvorrichtung (9) positioniert.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappenklemmen (16, 17) am Kappenheber (15) quer zur Längsmittelebene des Kappenhebers (15) und parallel oberhalb der Führungsschienen (11, 12) für den Stutzen (2) derart angeordnet sind, daß der Stutzen (2) sowohl im Moment des Abhebens als auch im Moment des Wiederaufsetzens der Verschlußkappe (1) von den Führungsschienen (11, 12) unterhalb des An­ griffsbereiches der Kappenklemmen (16, 17) an der Verschlußkappe (1) gehalten ist.