DE3781532T2

DE3781532T2 - Hochkapazitaetsapparat zum schweissen, trennen und zum brickformen von verpackungen und verfahren.

Info

Publication number: DE3781532T2
Application number: DE8787117727T
Authority: DE
Inventors: Daryl Konzal; Gunars Salnajs
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2007-12-02
Also published as: US4881360A; US4817366A; JPS63218026A; ATE80108T1; KR880007328A; DE3781532D1; EP0271758A2; KR970001575B1; EP0271758B1; DK661887D0; CA1277582C; NO875254L; NO304143B1; DK168372B1; JP2594074B2; DK661887A; EP0271758A3; NO875254D0; ES2037696T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zum Umformen eines mit einem Produkt gefüllten vorrückenden Schlauches mit einer hohen Produktionsrate in Packungen und betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren und einen verbesserten Apparat zum Einklemmen, Versiegeln, Auftrennen und ziegelsteinartigen Umformen eines Polyfolienmaterialschlauches in aseptische Packungen, die ein Produkt enthalten.

Hintergrund der Erfindung

Aspetische Packungen betreffen dichte Behältnisse, die eine im wesentlichen einheitliche vorbestimmte Menge eines Produkts enthalten und gemäß kommerziellen aseptischen Verpackungsstandards hergestellt sind. Kommerzielles aspetisches Verpacken beinhaltet das Einleiten eines sterilen Produktes in einen sterilen Behälter und die darauffolgende hermetische Versiegelung des Behälters in einer Umgebung, die im wesentlichen frei von Mikroorganismen ist, die in einem lagerhaltbaren Produkt bei Temperaturen wachsen, bei denen das gekühlte fertiggestellte Produkt wahrscheinlich während des Vertriebs und der Lagerung vor seinem Verbrauch aufbewahrt wird. Hermetisch abgedichtete oder versiegelte Behälter minimieren den Übergang jedweden Gases oder Fluids durch die Behälterpackung, so daß im wesentlichen kein biologischer Übergang stattfindet. Vorzugsweise ist die Packung auch im wesentlichen frei von Luft, die, falls sie in signifikanten Mengen vorhanden ist, ein unerwünschtes mikrobielles Wachstum fördern könnte oder sogar bei Abwesenheit mikrobiellen Wachstums den Geschmack oder die Farbe eines Produkts negativ beeinträchtigen könnte.
Typische Produkte sind fließfähige Materialien, spezifischerweise flüssige Getränke wie Milch, Fruchtsäfte und dergleichen.
Die sterilen Behältnisse umfassen gewöhnlicherweise ein Verpackungsmaterial in Form eines laminierten Stoffes vorzugsweise zumindest mit einer Lage gebräuchlichen Trägermaterials wie eine Aluminiumfolie, einer äußeren Lage thermoplastischen Materials, die zum Packetinneren in Kontakt mit dem Produkt gerät und eine äußeren Lage eines Materials zum Kontakt mit der Umgebung. Das laminierte Material, hier auch als eine "Polyfolienbahn" bezeichnet, ist typischerweise fest genug, um in einer im wesentlichen starr fertiggestellten Konfiguration aufrecht zu stehen und dabei das Produkt zum Versand und zur Lagerung zu halten, und enthält üblicherweise eine gebräuchliche Pappkartonstrukturlage. Produktetikettier- und -registrationszeichen und dergleichen können auf der Pappkartonschicht oder der äußeren thermoplastischen Schicht oder Lage aufgedruckt werden. Im meist bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das unten erläutert wird, umfaßt die zu verwendende Polyfolienbahn ein Laminat eine Schicht Polyäthylens geringer Dichte, eine Ganz- Papierlage, Surlyn®, eine Aluminiumfolie, Surlyn® und ein lineares Polyäthylen geringer Dichte in Aufeinanderfolge. Die Lage aus Polyäthylen geringer Dichte könnte auch ein Polyäthylen hoher Dichte sein und die lineare Polyäthylenschicht geringer Dichte könnte auch ein Polyäthylen geringer Dichte sein.
Das thermoplastische Material, das das Packungsinnere bildet, muß imstande sein, zur Ausbildung hermetischer Abdichtungen zusammengesiegelt zu werden. Typischerweise werden gegenüberliegende thermoplastische Schichten auf eine Schmelztemperatur erwärmt, so daß sie zusammenschmelzen. Die thermoplastischen und metallischen Folienschichten wirken so zusammen, daß sie die hermetische Barriere für die aseptische Packung liefern. Die metallische Folienschicht liefert eine Barriere gegen Licht und Sauerstoff. Die äußere Schicht besteht gemein aus einem thermoplastischen Material, das erwärmt werden kann, so daß die Packungsnähte und dreieckigen Nasen oder Vorsprünge überstehenden Materials, die während der abschließenden Formung und ziegelsteinartigen Umgestaltung der Packungen entstehen, an die Packungsseitenwandungen angeschmolzen oder angeheftet werden können, um eine ästhetisch ansprechende Packung auszubilden.
Derartige Polyfolienlaminate können beabstandete Zugriffseinrichtungen aufweisen, um den Benutzer zu ermöglichen, das Produkt aus der fertiggestellten Packung einfach zu entnehmen.
Verschiedene Verfahren und Maschinen zum Ausbilden aseptischer und nichtaseptischer Packungen oder Kartons aus Ganz-Papierzeug und laminierten Stoffmaterialien sind bekannt. Dieses Verfahren und Maschinen fallen im allgemeinen in zwei Kategorien, mit Vorlagenspeisung und Bahneinspeisung.
In den Maschinen mit Vorlageneinspeisung oder Zuschnitteileinspeisung wird die zugeführte Bahn zunächst separat in geschnittene und mit Kerblinien versehene Zuschnitte oder Vorlagen gebracht. Die Vorlagen werden dann jeweils eine zu einem Zeitpunkt in den Umformungsabschnitt der Maschine eingespeist und zu Behältnissen aufgebaut. Die Maschine bearbeitet verschiedene Vorlagen in verschiedenen Aufbaustufen gleichzeitig. Für aseptische Packungen werden die Behältnisse sterilisiert, mit einem sterilen Produkt gefüllt und hermetisch dicht verschlossen, während sie sich in einer sterilen Umgebung befinden.
Einige Vorlageneinspeisungsmaschinen formen die Vorlagen intermittierend zu Kartons, wobei die Vorlage oder der Karton an jeder Station einem Bearbeitungsvorgang der Anunordnung unterworfen wird und die Vorlage oder der Karton von Station zu Station vorgerückt wird. Andere Vorlageneinspeisungsmaschinen arbeiten halbkontinuierlich durch kontinuierliches Vorrücken der Vorlage zur Ausbildung des Behältnisses und darauffolgendes intermittierendes Vorrücken des Behälters zum Sterilisieren, Füllen und Versiegeln des Behälters. Eine kommerzielle intermittierend arbeitende aseptische Vorlageneinspeisungsmaschine ist die Combiblok Modell CF 606A.
In Bahneinspeisungsmaschinen wird die Bahn direkt von der Rolle eines Bahnvorrats abgenommen, (wenn nicht auf der Rolle bereits vorab mit Kerblinien versehen) gestanzt und in die Maschine eingespeist. Die Maschine faltet dann die Bahn zur Ausbildung einer Säule, dichtet die Längskanten zur Ausbildung eines Schlauches ab, füllt den Schlauch mit einem Produkt und klemmt, versiegelt und trennt den Schlauch, um Packungen auszubilden. Das Vorrücken der Bahn kann kontinuierlich sein, um die Bahn allmählich zu dichten Packungen umzuarbeiten, oder auch intermittierend, um jeden Bearbeitungsvorgang der Anordnung auszuführen, während die Bahn stationär ist oder während sich die Bahn zwischen Stationen bewegt.
Bei der aseptischen Verpackung wird die Bahn sterilisiert und in einen sterilen Maschinenabschnitt eingespeist, so daß der Schlauch steril ist und die Packung in einer sterilen Umgebung geformt, gefüllt und versiegelt wird. Eine kommerzielle automatische aseptische Maschine mit kontinuierlicher Einspeisung ist die Tetra-Pak, Model AB 9. Andere bekannte aseptische Maschinen umfassen die aseptische Verpackungsmaschine mit Bahneinspeisung, Modell SA der International Paper Company.
In zahlreichen Maschinen werden hin- und hergehende Einrichtungen verwendet, um die Bahn entweder bei stationärer Bahn oder Verpackung zu bearbeiten, wobei sie sich in die Position und Bearbeitung vorbewegen und dann wieder aus der Position und Bearbeitung heraufrücken, wenn die Bahn oder Packung vorgerückt wird, oder wenn die Packung vorgerückt wird, sich mit der Packung hin- und herbewegen und diese bearbeiten, wenn sie sich bewegt, und dann zum Anfang ihres Bewegungshubbereiches zurückkehren, während die Bahn oder Verpackung stationär ist, um die folgende Packung zu bearbeiten.
Die Maschinen mit Bahneinspeisung haben eine oder mehrere hin- und hergehende Einrichtungen, die sich hin- und herbewegen, während die Bahn fortfährt, vorzurücken, oder die einer sich endlos drehende Einrichtung wie Rädern oder verbundenen Endlosbändern gegenüberliegen, die mehrere identische Einrichtungen zur sequenziellen Bearbeitung der Bahn enthalten, wenn die Bahn sich mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit fortbewegt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung in Maschinen oder Apparaten mit Bahneinspeisung und ist dazu ausgelegt, eine wesentlich höhere Produktionsrate als die gegenwärtig bekannten Maschinen aufzuweisen.
Das primäre Problem der zuvor erwähnten Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine besteht darin, daß sie in der Maschinengeschwindigkeit begrenzt sind und daß eine Bahnsteuerung erforderlich ist, um aseptische Packungen mit einer Geschwindigkeitsrate in einer ökonomischen Weise herzustellen, die höher als die gegenwärtig vorhandene Rate ist. Die Produktionsrate bekannter Vorlageneinspeisungsauslegungen und -maschinen ist durch die Zeit begrenzt, die erforderlich ist, eine Vorlage oder Zuschnitt zu einem Karton aufzubauen, den Karton zu füllen und zu versiegeln. Maschinen mit intermittierender und kontinuierlicher Bahneinspeisung sind durch die Rate begrenzt, mit der die Versiegelungsmechanismen den Schlauch klemmen, versiegeln und in Packungen trennen können, oder durch die Geschwindigkeit verbundener Ketten oder Bänder, die endlos vorrücken, oder eines sich drehendes Rades, auf dem die Versiegelungsmechanismen befestigt sind, oder durch die Rate des hin- und hergehenden Vorgangs der Versiegelungseinrichtungen zur Ausbildung jeder Packung.
Erhöhung der Geschwindigkeit von Maschinen mit kontinuierlicher Bahneinspeisung kann dazu führen, daß einander gegenüberliegende Räder oder Bänder in Schwingungen geraten oder anschlagen, wenn die Versiegelungsmechanismen beim Klemmen und Versiegeln der Packung in Kontakt miteinander geraten. Dies erhöht die Abnutzung und vermindert die Lebensdauer der Abdicht- oder Versiegelungsmechanismen und würde dazu führen, daß die Räder oder Bänder vibrieren oder einer Fehlausrichtung unterliegen oder aus der Spur gebracht werden, so daß die Versiegelungsmechanismen nicht exakt versiegeln würden. Eine Erhöhung der Maschinengeschwindigkeit ist auch durch die Verweilzeit begrenzt, die erforderlich ist, um die Bahn zur Ausbildung hermetischer Abdichtungen abzuklemmen, zu erwärmen und zu kühlen.
In ähnlicher Weise würde eine Erhöhung der Hin- und Hergehfrequenz der Versiegelungseinrichtungen und anderer Elemente, um die Produktionsrate zu erhöhen, auch den Verschleiß vergrößern und jedwiges Ungleichgewicht verstärken, das dazu führen könnte, daß ein solcher Apparat aus sich selbst heraus Erschütterungen unterliegt. Die Zufügung einer zweiten hin- und hergehenden Einrichtung mit Versiegelungskopf, um die Rate zu erhöhen, ist mit einigem Erfolg angewandt worden, vergleiche beispielsweise das Modell AB 9, hergestellt von Tetra-Pak. Jedoch leidet auch diese Technik daran, daß sie eine begrenzte maximale Rate der hin- und hergehenden Bewegung und Produktionsrate aufweist und eine übermäßige mechanische Komplexität einführt, um zu ermöglichen, daß die mehreren Einrichtungen sich hintereinander ohne gegenseitige Störung hin- und herbewegen.
Die Hinzufügung einer zweiten Produktionslinie oder mehrerer Produktionslinien löst nicht das Problem der Erhöhung der Produktionsrate einer einzigen Maschine. Eine Vielzahl von Produktionslinien, die auf einem einzigen Rahmen montiert sind, erzielt eine gewisse Effizienz bei der gemeinsamen Elementnutzung, gleicht jedoch effektiv zwei oder mehrere Maschinen. Die Produktionsrate wird nicht erhöht, lediglich das Volumen. Derartige Maschinen wie beispielsweise die zuvor erwähnte Combiblok Maschine, die zwei parallele Produktionslinien oder Fertigungsstraßen ausweisen, und andere bekannte Modelle, die vier Produktionslinien aufweisen, sind ungebührlich sperrig, mechanisch kompliziert und benötigen eine beträchtliche Stellfläche. Darüberhinaus werden die Maschinen um so komplizierter und teurer, je mehr gemeinsame Elemente von den multiplen Fertigungsstraßen benutzt werden, insbesondere, falls die gesamte Maschine angehalten werden muß.
Ein Problem bei der Versendung fixierter Räder und gegenüberliegender verbundener Endlosbänder besteht darin, daß die dazu erforderliche Konstruktion, um die Versiegelungsmechanismen voneinander beabstandet zu halten, keine zuverlässige Einrichtung zum Ändern der Beabstandung zwischen den Versiegelungsmechanismen umfaßt, um eine Vorformung der Packung in eine rechtwinklige Konfiguration zu unterstützen. Dies erfordert typischerweise die Verwendung einer zusätzlichen Formungseinrichtung. Ferner treten bei verbundenen Ketten oder Bändern inhärente Zeitsteuer- und Orientierungsprobleme bei der Ausrichtung einander gegenüberliegender Abdicht- und Trenneinrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn auf, gegeben durch die bei Bewegung verbundener Ketten oder Bänder inhärente mechanische Biegung. Die Vibrationen in den Bändern bei deren Vorrücken können zu einer Fehlausrichtung, nicht perfekten Abdichtungen führen und bewirken, daß das Trennmesser den gegenüberliegenden Versiegelungskopf kontaktiert und beschädigt.
Die Erfindung geht von einem Apparat und einem Verfahren aus, das in GB-A-2,162,460 offenbart ist, welche im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 21 gewürdigt ist und in welcher mehrere Trägereinrichtungen um einen sich drehenden Körper angeordnet sind, der dazu ausgelegt ist, kontinuierlich zur Drehung angetrieben zu werden. Jede der Trägereinrichtungen umfaßt ein inneres Formstück und ein äußeres Formstück. Jedes äußere Formstück kann gegenüber dem inneren Formstück geschlossen oder in seine geöffnete Stellung bewegt werden. Ein kontinuierliches schlauchförmiges Teil (flüssigkeitsgefüllt) wird kontinuierlich aufeinanderfolgenden inneren Formstücken zugeführt, wenn sich die dazugehörigen äußeren Formstücke in ihrer geöffneten Stellung befinden. Eine transversale Dichtung oder Versiegelung wird dem schlauchförmigen Teil zugefügt, das zwischen dem inneren und äußeren Formstück gehalten wird. Das schlauchförmige Teil wird dann aus dem inneren Formstück herausbewegt, wenn das äußere Formstück seine geöffnete Stellung einnimmt. Auf diese Weise wird eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, während eine ausreichende Zeitdauer sichergestellt wird, während das schlauchförmige Teil in der Trägereinrichtung gehalten wird, um eine transversale Versiegelung gemäß einem gedruckten Muster auf dem Teil anzubringen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine mit einer einzigen relativ langsamen sich drehenden Struktur anzugeben, die mehrere Versiegelungsmechanismen zum Klemmen, Versiegeln, Trennen und ziegelsteinartigen Formen einer kontinuierlich vorrückenden Bahn aus Polyfolienmaterial, die zu einem Schlauch geformt ist und mit einem fließfähigen Produkt gefüllt ist, in mehreren Packungen aufweist.
Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, eine Volumensteuereinrichtung vorzusehen, um das Volumen des Schlauches bei dessen transversalem Abklemmen derart zu fixieren, daß jede Packung im wesentlichen dieselbe Produktmenge enthält.
Ein weiteres Anliegen besteht darin, die Orientierung der Versiegelungseinrichtungen, wenn diese den Schlauch transversal einklemmen, zur Unterstützung der Steuerung des Produktvolumens in jeder Packung einzustellen.
Ein weiteres Anliegen besteht darin, die Winkellage der Versiegelungsmechanismen auf der Struktur derart selektiv einzustellen, daß aneinandergrenzende Versiegelungsmechanismen sich relativ zueinander zum Formen der Packungen zu etwas, was ihre endgültige ziegelsteinartige Form sein wird, bewegen.
Ein weiteres Anliegen besteht darin, die Bahn für eine ausreichende Zeit zur Ausbildung hermetischer Versiegelungen transversal abgeklemmt zu halten, ohne die mechanischen Grenzen des Geräts bei hohen Produktionsraten überzubeanspruchen.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die Probleme und inhärenten Einschränkungen traditioneller aseptischer Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen zu überwinden, sieht die vorliegende Erfindung verbesserte Verfahren und Apparate zum Klemmen eines kontinuierlich vorrückenden Schlauches aus Polyfolienmaterial, der mit einem Produkt gefüllt ist, vor, wobei das Produktvolumen im Schlauch bei dessen transversaler Abklemmung gesteuert wird, der Schlauch transversal abgedichtet und versiegelt wird, der Schlauch transversal getrennt wird und die getrennten und versiegelten Schlauchabschnitte für eine Zeitdauer etwa in ihre fertige ziegelsteinartige Konfiguration umgeformt werden, ohne der Packung ihre endgültige Form zu verleihen, wodurch die Packung vorgeformt wird.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das Verfahren und die Maschinen dazu ausgelegt, aseptische Packungen, die von einer kontinuierlichen Bahn laminierten Materials hergestellt werden, bei kontinuierlich vorrückendem Betrieb unter Mikroprozessorsteuerung herzustellen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt mehrere Abdicht- bzw. Versiegelungsmechanismen, die auf einer sich drehenden Struktur zum Klemmen, Versiegeln, Trennen und Vorformen von Packungen auf dem vorrückenden produktgefüllten Schlauch angebracht sind und gleichmäßig um diese Struktur herum beabstandet sind. Jeder Versiegelungsmechanismus umfaßt eine Versiegelungsbacke und eine Amboßbacke, die schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei die Backen drehbar in der sich drehenden Struktur angebracht sind. Eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Backen an vorbestimmten Punkten entlang des Bewegungspfades der Struktur bei deren Drehung ist vorgesehen. Das Schließen der Backen bewirkt ein transversales Klemmen des mit Produkt gefüllten Polyfolienschlauches. Ein derartiges Klemmen komprimiert den Schlauch und drängt das Produkt aus der Stelle zwischen den sich gegenüberliegenden Lagen der Polyfolienbahn heraus.
Unmittelbar bevor der Schlauch transversal abgeklemmt wird, wird die Konfiguration des Schlauchs durch eine Volumensteuereinrichtung derart eingestellt, daß das Produktvolumen im abzuklemmenden Schlauch im wesentlichen einheitlich von einem Packet zum Nächsten ist. Bei fortgesetzter Drehung der Struktur wird der abgeklemmte Schlauch segmentweise gebogen, um um die Peripherie der Struktur weiterzulaufen. Die Volumensteuereinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Vorrichtung, die die vorrückende abgeklemmte Kante des Schlauches führt und diese festhält, ferner sich gegenüberliegende Strukturen, die um den Schlauch angeordnet sind und in eine Stellung bewegbar sind, um Grenzen auszubilden, gegen die der produktgefüllte Schlauch sich ausdehnen kann, und Kontaktierungsteile, die den Schlauch komprimieren, um die Steuerung der Schlauchkonfiguration und damit des Produktvolumens Schlauch zu unterstützen.
Jede Versiegelungsbacke umfaßt eine Versiegelungseinrichtung zum transversalen Versiegeln des Polyfolienschlauches. Vorzugsweise ist die Versiegelungseinrichtung eine Induktionsheizspule, die im Klemmbereich transversal zur Bahn angeordnet ist und die für eine Zeitdauer erregt werden kann, um einen Strom geeigneter Dichte in der stromführenden Schicht des transversal abgeklemmten Abschnitts der Bahn nächstgelegen der Spule zu induzieren. Der induzierte Strom bewirkt eine Widerstandsheizung der stromführenden Schichten und der innenliegenden einander gegenüberliegenden thermoplastischen Schichten durch Leitung, um so das thermoplastische Material dazuzubringen, zu schmelzen, zu verschmelzen und zu einer hermetischen Abdichtung abzukühlen, nachdem der Induktionsstrom unterbrochen worden ist, während der Versiegelungsmechanismus unter Druck um die Bahn geklemmt ist.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Induktionsspule eine sekundäre Induktionsspule und die Erregung der sekundären Induktionsspule in der Versiegelungsbacke beinhaltet die Bewegung der Spule in die Nähe einer stationären Arbeitsspule, die direkt mit einem gebräuchlichen Hochfrequenzgenerator verbunden ist, wenn der Versiegelungsmechanismus sich mit der vor sich drehenden Struktur dreht. Wenn die transversale Spule sich im Wirkungsbereich der erregten Arbeitsspule befindet, wird sie induktiv hierangekoppelt sein und für die Zeitperiode in der sie gekoppelt ist, erregt werden, während die Arbeitsspule auf einen vorbestimmten Leistungspegel erregt wird. Die Induktionsspule wiederum induziert einen Strom in Polyfolienmaterial, der ausreicht, die Bahn transversal zu versiegeln. Hochfrequenzstrom gestattet die Verwendung dünner stromtragender Spulenleiter, da das allgemein bekannte Eindringtiefenphänomen bei Hochfrequenzen dazu führt, daß im Leiter fließender Strom sich in einem relativ dünnen Querschnittsbereich an der Leiteroberfläche konzentriert.
Wenn die Struktur fortfährt, sich zu drehen, wird sich die sekundäre Induktionsspule aus dem effektiven Bereich des durch die Arbeitsspule erzeugten Feldes herausbewegen, wobei effektiv die Versiegelungsbackenspule vom HF-Generator abgekoppelt wird. Die Erregungszeiten können von kontinuierlicher Erregung auf einem oder mehrerer Leistungspegel bis zu sehr kurzen Energiebursts oder Energieimpulsen auf demselben oder unterschiedlichen Leistungspegeln, abhängig von der Bahn, der Spulenauslegung und der Kopplung zwischen der Arbeitsspule und der sekundären Versiegelungsbackenspulen, der Geschwindigkeitsrate der Bahn und der Leistungsrate des benutzten HF-Generators reichen.
Andere Versiegelungseinrichtungen könnten vorgesehen sein, wie Ultraschallschweißen, dielektrisches oder thermisches Schweißen und dergleichen.
Einrichtungen zum Steuern und Ändern der Orientierung aneinandergrenzender Versiegelungsmechanismen, während diese an die versiegelte Bahn angeklemmt sind, sind vorgesehen, so daß der voreilende Versiegelungsmechanismus, der normalerweise in Bezug auf eine Stellung senkrecht zur Oberfläche der Struktur in einer vorgerückten Position vorgespannt ist, in eine zurückgezogene Position gedreht wird, während der hintere oder nachlaufende Versiegelungsmechanismus sich in einer vorgerückten Orientierung befindet, so daß sie gegeneinander gezwungen werden, um die zwischen den aneinandergrenzenden Mechanismen geklemmte Packung gegen eine Serie von Flanschen zu drücken, um die Packung in etwas umzuformen oder ziegelsteinartig in etwas umzuformen, welches im wesentlichen der endgültigen, vorzugsweise rechtwinkligen Konfiguration der Packung entspricht. Dann kann der voreilende Versiegelungsmechanismus geöffnet werden und in seine Normalstellung zurückgebracht werden und der hintere Mechanismus zurückgezogen werden, um die folgende Packung zu drücken und ziegelartig umzuformen. In einer alternativen Ausführung kann der voreilende Versiegelungsmechanismus, wenn der hintere Mechanismus vorgerückt wird, relativ zur normalen senkrechten Stellung zurückgezogen werden, um die Packung zu komprimieren und ziegelartig umzuformen. Während dieser ziegelartigen Umformungsbearbeitung werden die Volumensteuergrenzen zurückgezogen oder so bewegt, daß sie nicht störend in die Flansche zu ziegelartigem Umformen eingreifen.
Ein Trenneinrichtung im Versiegelungsmechanismus wird durch den transversalen zusammengeklemmten Bereich betätigt, um die Packung vom Schlauch abzutrennen, und zwar entweder vor, während oder nach dem Vorgang ziegelartiger Umformung. Das Endergebnis ist eine vorgeformte Packung, die weiter in ihre endgültige schließliche Konfiguration bearbeitet werden kann.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die sich drehende Struktur ein zylindrisches Rad. Die Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Backen ist ein erstes Nockenhebelarmsystem, und die Einrichtung zum Einstellen der Stellung unter Orientierung der Versiegelungseinrichtungen ist ein zweites Nockenhebelarmsystem. Für die Volumensteuereinrichtung ist die Führungseinrichtung der voreilende Versiegelungsmechanismus, der um den Schlauch geklemmt ist, und beim Vorrücken des Schlauches um den Umfang des Querversiegelungsrades ist eine Grenzfläche eine ausfahrbare/zurückziehbare Platte, die in der Amboßbacke des folgenden Versiegelungsmechanismus angebracht ist, der dabei ist, geschlossen zu werden, und die andere Grenzfläche oder Grenze besteht aus mehreren Fingern, die von der voreilenden Versiegelungsbacke vorstehen. Die kontaktierenden Teile sind oszillierende Finger, die den Schlauch kontaktieren, wenn der Schlauch hinter einer stationären Arbeitsstation vorrückt. Die transversale Induktionsspule ist vorzugsweise in der Versiegelungsbacke angebracht, und die Trenneinrichtung ist vorzugsweise ein ausfahrbares/einfahrbares Messer, das in der Amboßbacke angebracht ist. Die Bewegung des Messers wird durch vorspannende Federn und einen dritten Nocken gesteuert. Nach den Schritten der ziegelsteinartigen Umformung und Trennung werden die Versiegelungs- und Amboßbacken getrennt und die vorgeformte Packung kann vom rotierenden Rad für weitere Packungsumformungs- und Handhabungsoperationen abgenommen werden. Die mehreren Versiegelungsmechanismen bilden so mehrere vorgeformte Packungen, wenn sich das Rad dreht.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere in Maschinen zum Formen aseptischer Packungen von Nutzen, in denen eine Polyfolienbahn sterilisiert wird, wobei die Bahn in einen kontinuierlich vorrückenden Schlauch umgeformt wird, indem die Bahn gefaltet wird und die einander gegenüberliegenden Bahnkanten in Längsrichtung versiegelt werden, der Schlauch mit einem kühlen sterilen Produkt gefüllt wird und dann transversal geklemmt, versiegelt, getrennt und ziegelartig umgeformt wird, wobei mehrere Versiegelungsmechanismen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die versiegelte Packung in etwas vorab umzuformen, was ihrer endgültigen Form entspricht, und die vorgeformte aseptische Packung in eine rechtwinklige Form durch diesen ziegelartigen Umformungsprozeß umgesetzt wird und das überstehende Polyfolienverpackungsmaterial abgeflacht oder gegen die Packungsseitenwände geheftet wird, um eine fertiggestellte aseptische Packung auszubilden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Polyfolienbahn von einer Speiserolle abgenommen und mit einem Muster von Kerblinien gestanzt oder vorab gestanzt, die den Faltungen entsprechen, die die Bahn machen wird, um eine fertige Packung auszubilden, so daß der ziegelartige Umformungsvorgang dazu führt, daß der Polyfolienschlauch sich für jede Packung an der gewünschten Stelle faltet.
Es versteht sich, daß während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang der Herstellung von aseptischen Viertelliter- Packungen diskutiert wird, ein Fachmann auf dem hier vorliegenden Gebiet Verfahren und Apparate in anderen Bereichen verwenden könnte, die Packungen anderer Ausmessungen und Formen, nicht aseptischer Packungen, Packungen, die gekühlt gehalten werden müssen, und Packungen, die fließfähige Partikel enthalten, umfassen, jedoch nicht hierauf beschränkt sind. Daher ist die vorhergehende und folgende Beschreibung als illustrativ, jedoch nicht in einem einschränkenden Sinn anzusehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Aufrißansicht einer aseptischen Packungsformungs-, -füll, -versiegelungs- und -ziegelpackungsherstellungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht von oben auf eine Polyfolienbahn gemäß einer Packung nach Kerblinienbildung zur Verwendung gemäß der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer konventionellen Kerbbildungseinheit für die Bahn der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht einer primären Arbeitsspule, die zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist.
Fig. 5 ist eine Ansicht von vorn auf eine Versiegelungsbacke gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht von oben entlang einer Linie 6-6 in Fig. 5.
Fig. 7 ist eine seitliche Schnittansicht entlang einer Linie 7-7 in Fig. 5.
Fig. 8 ist eine seitliche Schnittansicht entlang einer Linie 8-8 in Fig. 5.
Fig. 9 ist eine Ansicht von oben auf die transversale Induktionsspule der Versiegelungsbacke aus Fig. 5.
Fig. 10 ist eine Endansicht entlang einer Linie 10-10 in Fig. 9.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht von vorn entlang einer Linie 11-11 in Fig. 10.
Fig. 12 ist eine Stirnschnittansicht entlang einer Linie 12-12 in Fig. 11.
Fig. 13 ist eine Stirnschnittansicht entlang einer Linie 13-13 in Fig. 11.
Fig. 14 ist eine seitliche Ansicht der Volumensteueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht von oben entlang einer Linie 15-15 in Fig. 14.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht von oben entlang einer Linie 16-16 in Fig. 14.
Fig. 17 ist eine rückwärtige Ansicht der Volumensteueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 ist eine seitliche Schnittansicht entlang einer Linie 18-18 in Fig. 17.
Fig. 19 ist eine illustrative Teilschnittansicht der Fig. 17.
Fig. 20 ist eine schematische Darstellung der Bewegung der Volumensteueranordnungsfinger aus Fig. 19.
Fig. 21 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Querversiegelungsrades gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 22 ist eine Zeitablauftabelle der Funktion eines Querversiegelungsrades gemäß der Erfindung.
Fig. 23 ist eine Explosionsteilansicht der Fig. 21 im Ausriß und perspektivisch.
Fig. 24 ist eine vordere Querschnittsteilansicht aufgenommen entlang der Längsachse in Fig. 23.
Fig. 25 ist eine vordere Querschnittsteilansicht des Querversiegelungsrad-Führungsmechanismus, der in Fig. 23 gezeigt ist.
Fig. 26 ist eine Querschnittsansicht von oben entlang einer Linie 26-26 in Fig. 21.
Fig. 27a und 27b sind seitliche Querschnittsansichten entlang einer Linie 27-27 in Fig. 26.
Fig. 28 ist eine Vorderansicht entlang einer Linie 28-28 in Fig. 27b.
Fig. 29 ist eine Querschnittsansicht der Amboßanordnung der Fig. 23 von oben.
Fig. 30 ist eine seitliche Querschnittsansicht entlang einer Linie 30-30 in Fig. 29.
Fig. 31 ist eine seitliche Querschnittsansicht entlang einer Linie 31-31 in Fig. 29.
Fig. 32 ist eine seitliche Querschnittsansicht entlang einer Linie 32-32 in Fig. 29.
Fig. 33 ist eine seitliche Querschnittsansicht entlang einer Linie 33-33 in Fig. 29.
Fig. 34 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 34-34 in Fig. 21 von oben.
Fig. 35 ist eine rückwärtige Ansicht der Fig. 29.
Fig. 36 ist eine Stirnansicht der Fig. 35 entlang einer Linie 36-36.
Fig. 37 ist eine seitliche Schnittansicht entlang einer Linie 37-37 in Fig. 23.
Fig. 38 ist eine Querschnittsansicht des Volumensteuernockens, der in Fig. 42 gezeigt ist, von oben.
Fig. 39 ist eine seitliche Querschnittsansicht der segmentierten Nockenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 40 ist eine rückwärtige Querschnittsansicht der Fig. 39 entlang Linien 40-40.
Fig. 41 ist eine schematische Darstellung der Bewegung der aneinandergrenzenden Versiegelungsmechanismen der Fig. 21 während der ziegelartigen Bearbeitung.
Fig. 42 ist eine Ansicht von vorn auf den Volumensteuernocken gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie in den Fig. 1, 21 und 23 gezeigt ist, ist ein illustratives Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einer Form-, Füll-, Versiegelungs- und ziegelartigen Umformungsmaschine 10 von Nutzen, die ein Mikroprozessor gesteuerter Apparat sein kann, der fertige Polyfolienpackungen 31 herstellt, die mit Produkt 32 gefüllt sind, indem eine Polyfolienbahn 20 durch einen Kerbbildungsbereich 51 (falls die Bahn 20 nicht vorgestanzt ist) geführt wird, die mit Kerblinien versehene Bahn 20 in einen gereinigten und vorzugsweise sterilisierten Bereich 100 geleitet wird, um die Bahn 20 zu sterilisieren, die Bahn 20 in einem vertikalen Versiegelungsbereich 130 in einen Polyfolienschlauch 22 umgeformt wird, der Schlauch 22 mit Produkt 32 gefüllt wird, der gefüllte Schlauch 22 in ein sich drehendes Querversiegelungsrad 200 geführt wird, um den Schlauch 22 zu klemmen, zu versiegeln, zu trennen und ziegelartig in vorgeformte Packungen 30 umzuformen, die abschließend in fertige Behälter 31 zum Verpacken und Versenden durch einen Formapparat 300 weiter geformt werden. Der Apparat kann intermittierend oder vorzugsweise in einer gesteuerten Weise angesteuert werden, wie sie den Fachleuten auf dem hier vorliegenden Gebiet bekannt sind.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, druckt die Kerbbildungseinheit 51 in konventioneller Weise ein Muster positiver und negativer und vertikaler, horizontaler und 45º Kerblinien in die Bahn 20, um die Packungsbildung und ziegelartige Umformung in die endgültige Form, zum Beispiel eine rechtwinklige Packung 31 (vergleiche Fig. 1) zu erleichtern. In der bevorzugten Ausführung erleichtern positive Kerblinien P und negative Kerblinien H (oder nach außen bzw. nach innen liegende) relativ zur Folienseitenansicht eine gute und gleichförmige Faltung der Bahn gemäß der Weise, in der die Bahn mit Kerblinien versehen ist. Eine äußere oder vorstehende Kerblinie wird dazu führen, daß zwei aneinandergrenzende Wände einen Winkel mit der Kerblinie an seiner Basis formen. Die Richtungen der Faltung sind in Fig. 3 durch die Pfeile angezeigt. Die außen und innen liegenden Kerblinien schneiden sich nicht. Dies verhindert eine ungebührliche Streckung, ein Reißen oder Delaminieren der Bahn 20, verhindert ein Lecken des Produkts an sich schneidenden Packungswandungen und gestattet die Ausbildung einer im wesentlichen rechtwinkligen Packung mit einem im wesentlichen flachen Boden.
Die Bahn 20 tritt in den Sterilisationsbereich 100 ein, wo sie gereinigt (falls notwendig) wird und zumindest die Produktkontaktierungsseite der Polyfolienbahn sterilisiert wird. Die Bahn wird zumindest so lange, bis die produktenthaltende Packung transversal und hermetisch versiegelt ist, steril gehalten. Das Produkt 32 wird aus einer Speisequelle 402, beispielsweise einem konventionellen Produkt-Prozessor oder Speichertank für ein steriles Produkt entnommen und in den sich kontinuierlich bildenden Schlauch 22 mittels eines Füllschlauchs 400 eingeleitet, der gut unterhalb des Produktpegels endet, um die Luftmenge, die in das Produkt 32 eingeleitet wird, zu minimieren.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist stets genug Produkt im Schlauch für mehrere Packungen. Der augenblickliche Produktpegel kann durch den Mikroprozessor detektiert werden und die Füllrate beispielsweise mittels eines Drosselventils gesteuert werden, um den Produktpegel innerhalb eines definierten Arbeitsbereiches zu halten, wobei ein Zurückströmen des Produktpegels innerhalb des Arbeitsbereichs in Betracht gezogen wird, der auftritt, wenn Packungen gebildet werden und am Ende des vorrückenden Schlauches 22 getrennt werden. Der Mikroprozessor kann die Maschine 10 abschalten, wenn eine vorbestimmte Überströmungs- oder Unterströmungsgrenze überschritten werden.
Sterile Luft wird typischerweise in den Schlauch 22 oberhalb des Produkts injiziert, um eine aseptische Sterilität des Produktes und des produktgefüllten Schlauches aufrecht zu erhalten, bevor der Schlauch transversal versiegelt ist.
Nachdem die Bahn 20 sterilisiert ist, wird sie in den Schlauchformungsabschnitt 130 gespeist, wo sie zur Ausbildung des Schlauches 22 versiegelt wird. Vorzugsweise wird die Bahn 20 in Längsrichtung mit den Bahnkanten aneinander gegenüberliegend, wobei eine inliegende thermoplastische Lage auf der innenliegenden thermoplastischen Lage liegt, und mit Produkt 32 gefüllt gefaltet. Vorzugsweise wird die Längsversiegelung durch Induktionsheizung erzielt wobei die thermoplastischen Lagen zusammen hermetisch verschmolzen werden; jedoch kann eine alternative Verdichtungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise Wärme-, Ultraschall-, dielektrisches oder thermisches Schweißen oder dergleichen. Alternative Konstruktionen des Schlauches 22 könnten die Versiegelung der Bahnkanteninnenseite auf Außenseite in einer überlappenden Weise beinhalten oder die Versiegelung von mehreren Stücken der Bahn oder auch die Verwendung einer spiralartig gewundenen Bahn zur Ausbildung des Schlauches umfassen.
In Fig. 1 und 21 bis 25 wird der transversale Schlauchklemm-, -versiegelungs- und -trennvorgang der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Schlauch 22, gefüllt mit Produkt 32, rückt nach unten vor und nähert sich dem Beginn des Versiegelungsbereiches an der Stelle 201.
Das Querversiegelungsrad 200 innerhalb eines Gehäuses 199 der Maschine 10 umfaßt mehrere Klemm- und Versiegelungsmechanismen, die an Flanschen befestigt sind, die sich vom Rad 200 erstrecken. Das Querversiegelungsrad 200 ist zur Rotation relativ zum Gehäuse 199 vorzugsweise unter der Steuerung des Mikroprozessors von einer (nicht dargestellten) Antriebsquelle ausgelegt, die am Ende einer Spindel 198 fixiert ist. Die Spindel 198 ist bezüglich der Rotationsachse des Querversiegelungsrades 200 ausgerichtet und treibt das Querversiegelungsrad 200 an.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind 15 Versiegelungsmechanismen zum Herstellen von 15 transversalen Versiegelungen für 15 komplette Packungen pro Umdrehung vorgesehen, jedoch kann diese Zahl mit entsprechenden Maschinenauslegungsänderungen zur Aufnahme von mehr oder weniger Versiegelungsmechanismen und Packungen pro Umdrehung des Querversiegelungsrades geändert werden. In gleicher Weise können die Querversiegelungsradund Versiegelungsmechanismusdimensionen modifiziert werden, um einer speziellen Größe einer Packung zu entsprechen.
Die Fig. 21, 22, 23 und 25 zeigen jeweils, wie jeder Versiegelungsmechanismus eine Versiegelungsbacke 220 umfaßt, die drehbar bezüglich der zentralen Achse des Querversiegelungsrades 200 ausgerichtet ist, und eine Amboßbacke 210 umfaßt, die an einem Ende schwenkbar mit dem Querversiegelungsrad 200 und der Versiegelungsbacke 220 über einen Kompressionsfedergelenkapparat 240 verbunden ist. Die Winkelorientierung des Versiegelungsmechanismus kann wie weiter unten beschrieben durch Einstellen der relativen Drehung jeder Versiegelungsbacke um ihre Achse eingestellt werden.
Der Apparat 240 steuert die Bewegung des Amboßarms 210 zwischen seiner voll geöffneten Stellung und voll geschlossenen Stellung relativ zur Versiegelungsbacke 220. In der geöffneten Stellung erstreckt sich die Amboßbacke 210 vom Querversiegelungsrad 200 unter einem Winkel von etwa 70º, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Winkel muß ausreichend für den Arm sein, daß er die Maschine 10 frei macht, wenn der Arm um deren Pfad schwingt. In dieser geschlossenen Position wird die Amboßbacke 210 parallel zur Versiegelungsbacke 220 gehalten und entweder durch den Kompressionsfedergelenkapparat 240 allein oder vorzugsweise in Kombination mit einer weiteren Einrichtung, beispielsweise einer Hochdrucknockenspur 202, die am Rahmen 11 angebracht ist, an Ort und Stelle gehalten. Die Nockenspur der Nockenlaufbahn 202 ist dazu ausgelegt, einen Nockenstößel 222 zur Versiegelungsbacke 220 zu drücken, um eine zusätzliche Hochdruck-Klemmkraft vorzusehen (vergleiche Fig. 22, 27a).
Ein Nockenstößel 222 ist zur Drehung auf dem nicht angelenkten Ende der Amboßbacke 210 angebracht und dazu ausgelegt, entlang und innerhalb der Oberfläche der Laufbahn 202 zu laufen. Die Hochdruck-Nockenlaufbahn 202 erstreckt sich über eine Distanz entlang einer Bogenlänge von etwa 58 Grad um und im Abstand von der Achse des Querversiegelungsrades 200 entlang des transversalen Klemm-, Versiegelungs- und Trennbereichs.
Während des Betriebs wird eine Stelle auf dem Schlauch 22 quer bzw. transversal zwischen der Amboßbacke 210 und der Versiegelungsbacke 220 für die Operation des Abklemmens, Versiegelns und Trennens, eingeklemmt, wenn die Amboßbacke 210 geschlossen wird. Der transversale Versiegelungsbereich ist unter Bezug auf Fig. 2 definiert und weist zwei Wandungen 40a bzw. 42a oberhalb und unterhalb von Kerblinien 41 bzw. 43 auf, sowie die sich gegenüberliegenden Bereiche, wenn die Bahn 20 um Kerblinien 39 (jedoch vorzugsweise nicht unter Faltung einer Wandung 39a) während der transversalen Einklemmung gefaltet wird. Die auf den Schlauch 22 durch den Versiegelungsmechanismus ausgeübte Kraft muß ausreichend sein, um den Schlauch 22 derart abzuflachen, daß das ganze Produkt aus dem transversalen zu versiegelnden Bereich entfernt wird, und die inneren thermoplastischen Lagen des Schlauchs 22 sind zum Verschmelzen bei Erwärmung, wie weiter unten erläutert, in Kontakt. Der Druck beträgt typischerweise etwa einige hundert psi (1 psi = 6,9·10³ Pa) und wird durch Kompressionsfedern und enge mechanische Toleranzen gesteuert, die an den Klemmvorgang und die weitere Bewegung bei der Rotation des Querversiegelungsrades 200 angepaßt sind. Dies stellt eine adequate Versiegelung sicher und hält auch einen ausreichenden Druck aufrecht, um zu ermöglichen, ein Trennmesser durch die Bahn zu führen, ohne irgendeine Polyfolie durchzuziehen. Der Federdruck wird ein moderates Maß an Verschleiß dulden und eine zufriedenstellende Funktion gestatten, bis eine visuelle Inspektion ergibt, daß ein Ersatz oder eine Einstellung erforderlich ist.
In den Fig. 23, 29 und 32 umfaßt der Kompressionsfedergelenkapparat 240 ein Gelenk 242, einen Drehpunkt 244, einen Kolben 246 und eine Kompressionsfeder 248. Das Gelenk ist schwenkbar im Drehpunkt 221 auf einem Teil 500 am Querversiegelungsrad 200 angebracht und umfaßt einen Befestigungsarm 502 zum Verbinden des Gelenks 242 mit der Amboßbacke 210. Ein Hebel 504 ist schwenkbar am Gelenk 242 im Drehpunkt 508 angebracht, der an einer Stelle angeordnet ist, die entlang eines Radiuses, der sich vom Mittelpunkt eines Drehpunktes 221 erstreckt, verschoben werden kann. Der Hebel 504 umfaßt einen Vorsprung 219 und einen Arm 510. Der Arm 510 ist derart befestigt, daß er sich in ein Joch 540 (vergleiche Fig. 32) erstreckt, und weist Kontaktstifte 511 und 512 auf. Das Joch 540 kann mittels zweier Bolzen am Befestigungsarm 502 angebracht werden. Der Kolben 246 ist zwischen dem Befestigungsarm 502 auf der Kompressionsfeder 248 im Zylinder 550 angebracht. Der Kontaktstift 512 ist zum Kolben 246 hin angeordnet. Im Querteil 541 des Jochs 540 befindet sich eine einstellbare Kopfschraube 542. Ein Kontaktstift 511 ist zur Kopfschraube 542 hin angeordnet.
Das andere Ende des Hebels 504 enthält den Vorsprung 219, der den Drehpunkt 244 umfaßt, und ist schwenkbar an einer Schubstange 218 angebracht, die an ihrem anderen Ende mit einem nockengesteuerten zweiarmigen Hebelsystem verbunden ist.
In den Fig. 23, 25 und 29 ist das nockengesteuerte zweiarmige Hebelsystem gezeigt, das Hebelarme 214 und 217 umfaßt, die an einem Lager 215 miteinander verbunden sind, das drehbar in einem Flansch 216 angebracht ist, der sich von und um das Querversiegelungsrad 200 erstreckt. Ein Nockenstößel 211 ist an einem der Hebelarme, beispielsweise dem Hebelarm 214 befestigt und ist dazu ausgelegt, in einem gefurchten Nocken 212 zu laufen, der am Gehäuse 199 angebracht, bezüglich des sich drehenden Querversiegelungsrades stationär ist. Der Flansch 216 ist dazu ausgelegt, mehrere Lager 215 aufzunehmen, die den mehreren Versiegelungsmechanismen entsprechen.
Die Hebelarme übertragen die Drehbewegung vom Lager 215 in eine Translationsbewegung der Schubstange 218, um die Amboßbacke 210 um deren Schwenkpunkt 221 zu öffnen und zu schließen. Wenn der Nockenstößel 211 sich entlang des gefurchten Weges bewegt, wird jedwede Änderung in der Stellung des Nockenstößels 211 bezüglich der Achse vom Lager 215 eine geeignete Rotationsänderung in der Stellung vom Hebelarm 217 um den Verbindungspunkt an der Schubstange 218 hervorrufen. Infolgedessen bewirkt der nichtkreisförmige Bewegungspfad der Nut oder Furche im Nocken 212, daß der Hebelarm 217 sich dreht und folglich die Schubstange 218 dazu veranlaßt, eine Translationsbewegung ein- oder auswärts auszuführen. Da die Schubstange 218 mit dem Vorsprung 219 des Hebels 504 verbunden ist, welcher mit der Amboßbacke 210 verbunden ist, die gelenkig mit dem Querversiegelungsrad 200 im Drehpunkt 221 verbunden ist, bewirkt die Bewegung der Schubstange 218, daß die Amboßbacke 210 sich, wenn der Nockenstößel 211 sich relativ zum Lager 215 bewegt, öffnet und schließt.
Im Betrieb dreht sich der Amboßarm 210 um den Drehpunkt 221, bis ein Kontakt mit der Versiegelungsbacke 220 zustande kommt. Der Nockenstößel 211 fährt fort, das Hebelarm-Verbindungssystem in derselben Richtung über einige Grad mehr zu bewegen, da jedoch der Arm 210 in Kontakt mit der Backe 220 ist, ändert sich der Punkt der Drehung von 221 auf 508. Der Arm 510 verschwenkt daher um den Drehpunkt 508, wobei er die Niederdruckfeder 248 komprimiert und sicherstellt, daß der Arm 210 vollständig geschlossen wird und auf dem Schlauch 22 mit ausreichendem Druck klemmt, um eine Flüssigkeitsströmung abzuschneiden. Es entwickelt sich ein Spalt zwischen dem Stift 511 und der Kopfschraube 542, wodurch eine geringfügige Bewegung vom Arm 210 ermöglicht wird, wenn die Hochdruckfedern 596 (Fig. 6) komprimiert werden, ohne hierbei eine große Kraft auf den Nockenstößel 211 auszuüben. Durch Einstellen der Kopfschraube 542 kann die Relativstellung vom Arm 210 bezüglich des Nockenstößels 211 um ein geringes Ausmaß modifiziert werden. Diese Einstellung wird gemacht, so daß sämtliche 15 Amboßarme sich exakt bei derselben nominellen Winkelstellung des Querversiegelungsrades schließen. Diese Einstellung wird auch in Kombination mit der Einstellung der Winkellage der Backe 220 zum Zeitpunkt des Schließens in der nominellen Schließposition gemacht, um sicherzustellen, daß sämtliche 15 Köpfe um gleiche Abschnitte vom Band 22 falten. Andere Kopfschrauben stellen die nominelle Winkellage des Versiegelungsmechanismus (Backen 210 und 220) ein, so daß sie alle übereinstimmen. Infolgedessen befinden sich die 15 Versiegelungsmechanismen unter demselben Winkel und schließen zum selben Zeitpunkt, um dieselbe Menge an Band anzunehmen, es sei denn, der sich bewegende Nocken 534 (Fig. 37, 40) wird aus der nominellen Position, wie weiter unten erläutert, herausbewegt.
Zur Anpassung an die Bewegung der Schubstange 218 von einer Seite zur anderen, wenn diese sich zur Betätigung des Hebels 504 vor und zurück bewegt, kann die Schubstange 218 mit einem gebräuchlichen selbstausrichtendem Kugellager 642 versehen sein, das einen ausreichenden Bewegungsbereich aufweist, um eine stoßfreie weiche Wirkung vom Hebel 504 zu ermöglichen, wenn die Schubstange 218 sich von einer Seite zur anderen und zurück und vor bewegt.
Gebräuchliche selbstausrichtende Kugellager 648 sind vorgesehen, um den Vorsprung 219 vom Hebel 504 so zu betätigen, daß dieser an die Seite/Seite-Bewegung der Schubstange 218 am Vorsprung 219 angepaßt ist.
Die Gelenkanordnung für die Drehpunkte 221 und 508 ist in den Fig. 29 und 33 gezeigt. Der Hebelarm 504 ist mittels einer Einstell- oder Kopfschraube 629 an einer Schwenkwelle 630 befestigt. Das Gelenk 242 umfaßt zwei Flansche 632 und 633, die den Hebel 504 überspannen und um die Welle 630 freizuschwenken. Ein Teil 500 umfaßt einen Ring aus einem Material, der sich um die Welle 636 erstreckt und zwei abgeschrägte Ringe 634 und 635 auf deren Innendurchmesser im wesentlichen parallel zu Schrägkanten 637 und 638 und hiervon beabstandet enthält. Zwischen den Schrägkanten 634, 635 und 637, 638 sind mehrere Lager 639 dazu ausgelegt, simultan entlang der abgeschrägten Fläche 637 und 634 oder 638 und 635 abzurollen, so daß das Teil 500 um das Gelenk 242 zentriert ist, wenn es um die Welle 636 verschwenkt. Die Lager 639 weisen vorzugsweise einen zylindrischen und konischen Querschnitt auf. Einrichtungen zum Halten der Lager 639 in ihrer Position können beispielsweise Lippen oder Vorsprünge an den äußersten Kanten der Schrägkanten 637 und 638 oder Haltedrähte 631, wie in Fig. 33 gezeigt ist. Das Gelenk 242 kann zur Bildung vom Drehpunkt 221 über Bolzen 629 an der Welle 636 angebolzt sein.
In den Fig. 21, 22, 23, 29, 31, 35 und 36 ist gezeigt, daß die Amboßbacke 210 einen Arm 230, den Vorsprung 238, den Kopf 232, die Schneideinrichtung 234 und eine Schneidantriebseinrichtung 236 umfaßt. Der Arm 230 ist ein längliches strukturelles Halterungsteil und kann aus jedwedem Material hergestellt sein, das imstande ist, den Kraftanforderungen beim Anpressen und Schneiden standzuhalten, und besteht beispielsweise aus verstärkten Phenolen, Nylons, Epoxy-Fiberglaskompositmaterialien, rostfreiem Stahl, Graphit und dergleichen. Der Vorsprung 238 erstreckt sich vom Mittelpunkt des Arms 230 und beherbergt die Schneideinrichtung 234 und die Schneidantriebseinrichtung 236.
Der Kopf 232 erstreckt sich von der Vorderfläche des Arms 230 und umfaßt parallele Amboßoberflächen 600 und 601, einen Flansch 603 und Bolzen 604 zum Befestigen des Kopfes 232 am Vorsprung 238 vom Arm 230. Die Amboßflächen 600 und 601 sind über eine Distanz voneinander beabstandet, die ausreicht, um zwischen ihnen die Durchführung der Schneideinrichtung 234 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Schneideinrichtung 234 ein Messer mit einer scharfen Schnittklingenfläche (zum Beispiel gezahnt oder gesägt), die imstande ist, den abgeflachten Schlauch 22 zu trennen, wobei die Klingenschnittkante länger als der abgeflachte Schlauch 22 breit ist, um so während des Trennvorgangs vollständig durch den Schlauch 22 zu schneiden. Die Amboßflächen 600 und 601 umfassen vorzugsweise ein starres nicht leitendes verstärktes Material und werden während des transversalen Klemmvorgangs in Kontakt mit dem Schlauch 22 gegenüberliegend der Versiegelungsbacke 220 gedrückt, wenn die Amboßbacke 210 durch die Passage vom Nockenstößel 222 entlang des Nockens 212 geschlossen wird. Die Amboßflächen 600 und 601 können mit einem abriebfesten Material beschichtet sein, um den Verschleiß zu reduzieren, einem Freisetzungsmaterial, das die Abtrennung der versiegelten Packete 30, nachdem diese vom Schlauch 22 abgetrennt worden sind, fördert, wenn der Versiegelungsmechanismus sich öffnet und die Amboßbacke 210 sich von der Packung 30 löst, oder beides.
Der Flansch 603 dient als Packungsvorformungsfläche, wie unten erläutert wird. Bündig im Flansch 603 eingebaut ist eine Stoßplatte 1000, die über Bolzen 1004 mit Wellen 1002 verbunden ist. Die Wellen 1002 sind dazu ausgelegt, axial unter der Steuerung eines Luftsteuerzylinders 1006 und einer Luftdruckquelle 1008 in Laufbuchsen 1010 zu laufen. Die Stoßplatte 1000 kann aus dem Flansch 603 heraus verlängert sein, um die Steuerung des Produktvolumens im Schlauch zu unterstützen, wenn der Schlauch 22 durch den Versiegelungsmechanismus, wie weiter unten erläutert, abgeklemmt wird. Der Luftdruck wird typischerweise dazu verwendet, die Platte 1000 unter der Steuerung einer gebräuchlichen Absperrschieberplatte (nicht dargestellt) auszufahren. Wenn eine der Laufbuchsen 1010 an die Absperrplatte angrenzt, strömt vom Ende der Leitung 1008 Luft hierdurch, um die Platte dieses Versiegelungsmechanismus auszufahren. Dieses Ausfahren tritt auf, bevor der Versiegelungsmechanismus sich schließt, und die Platte 1000 bleibt starr ausgefahren, bis der Mechanismus sich geschlossen hat. Nach dem Schließen ist der Versiegelungsmechanismus mit dem Querversiegelungsrad 200 derart vorgerückt, daß die Laufbuchse 1010 nicht mehr länger an die Absperrschieberplatte angrenzt, und die Platte 1000 hierdurch von der Leitung 1008 und deren Luftquelle abgetrennt. Folglich bewirkt während der ziegelartigen Formung oder dem Vorformungsvorgang, der hier beschrieben wird, die Kompression der Packung 30 zwischen aneinandergrenzenden Versiegelungsmechanismen, daß die Platte 1000 sich so zurückzieht, daß sie mit dem Flansch 603 fluchtet. Der Zeitpunkt des Ausfahrens der Stoßplatte 1000 ist in Fig. 22 gezeigt.
Die Amboßflächen 600 und 601 umfassen einen auffälligen Oberflächenbereich bei 602, der der Konfiguration der Endfläche der Versiegelungsbacke 220 entspricht. Der Zweck dieses hervorgehobenen Bereiches 602 besteht darin, eine Zwischenpassung mit dem Ende 582 der Sekundärspule 226 vorzusehen, die von den Amboßbackenflächen 600 und 601 schräg weg verläuft, um die Längsversiegelung in eine Faltstellung zur Vorformung zu drücken. Durch Falten der Längsversiegelung zur Verpackungswand hin wird die durch die Vorformungsoperation auf die Versiegelung ausgeübte Spannung entspannt, und es wird verhindert, daß die Bahn an dem Punkt reißt, wo die Kante der Versiegelung bei der Vorformung der Packung dicht zwischen der Versiegelungsund Amboßbacke gehalten wird.
Die hintere Fläche der Schneideinrichtung 234 enthält Ausdehnungen 605 und 606, die in den Vorsprung 238 führen und mit den Wellen 607 bzw. 608 verbunden sind. Die Wellen 607 und 608 sind für eine Bewegung senkrecht zu den Amboßflächen 600 und 601 ausgelegt, gleiten innerhalb Ausnehmungen 609 und 610, die sich durch den Vorsprung 238 erstrecken, um die Schneideinrichtung 234 auszurücken und zurückzuziehen. Die Wellen 607 und 608 sind an ihren nicht mit Schneidkanten versehenen Enden mit der Schneidantriebseinrichtung 236 mittels mit Gewinde versehener Enden 611 bzw. 612 verbunden. Kompressionsfedern 613 und 614 sind jeweils zwischen der hinteren Fläche 618 des Vorsprungs 238 und der Schneidantriebseinrichtung 236 um die Welle 607 bzw. 608 angebracht, so daß ein Teil der Federn 613 und 614 und Wellen 607 und 608 innerhalb einer Ausnehmung oder Öffnung 615 bzw. 616 der Schneidantriebseinrichtung 636 liegt.
In den Fig. 26 bis 29 ist dargestellt, wie die Kompressionsfedern 613 und 614 die Schneidantriebseinrichtung 636 von der rückwärtigen Fläche 618 des Vorsprungs 238 wegdrückt, so daß die Schneideinrichtung 234 normalerweise zurückgezogen ist. Am rückwärtigen Ende der Schneidantriebseinrichtung 236 ist der Kontaktstift 620 fixiert. Der Kontaktstift 620 ist mit dem freien Rad 622 verknüpft, das bei Kontakt mit dem Stift 623 so wirkt, daß es den Kontaktstift 620 zur Amboßbacke 210 hin ansteuert, um die Kompressionsfedern 613 und 614 zur komprimieren und die Schneideinrichtung 234 aus der Lage zwischen den Amboßflächen 600 und 601 heraus durch den Schlauch 22 vorzuschieben sowie in eine entsprechende Ausnehmung oder Nut in der Versiegelungsbacke 220, um den Schlauch 22 durchzutrennen. Die Amboßbacke dieser Anordnung ist über eine Stütze 231 mit dem Arm 232 und dem Flansch 238 verbunden. Dies gestattet die schließliche Ausrichtung zwischen den Amboß- und Versiegelungsbacken, wenn sie sich um den Schlauch 22 schließen.
Das Freilaufrad 622 umfaßt einen kreisförmigen Nocken 624, der fest am Zylinder 625 angebracht ist, der drehbar am Stift 626 mittels Einrichtungen wie einem Kugellager, das bei 628 dargestellt ist, angebracht ist. Der Stift 626 ist starr am Rahmen 11 mit ausreichender Abstützung angebracht, um im wesentlichen parallel zur Amboßbacke 210 zu bleiben. Im Betrieb ist das Freilaufrad 622 in dem Bereich angeordnet, in dem die Versiegelung aufzutrennen ist, und ist mit dem Kontaktstift 620 so ausgerichtet, daß, wenn sich der Versiegelungsmechanismus entlang seinem Bewegungspfad bewegt und der Nockenstößel 222 der Spur 202 folgt, nachdem die transversale Versiegelung gemacht worden ist, der Kontaktstift 620 in Kontakt mit dem Freilaufrad 622 gerät. Wenn der Versiegelungsmechanismus fortfährt, vorzurücken, beginnt der Kontaktstift 620 entlang des Freilaufrads 622 zu laufen, welches beginnt, zu drehen, und verursacht so, daß die Kompressionsfedern 613 und 614 komprimieren, wenn die Schneideinrichtung 234 ausfährt. Die Hublänge und die Periode der Schneideinrichtung 234 werden daher durch den Radius der Krümmung des Nockens 624 und das Zusammenwirken zwischen dem Nocken 624 und dem Kontaktstift 620 bestimmt. Die Position des Freilaufrades 622 wird daher so selektiert, daß der Schlauch 22 an der geeigneten Stelle und zum geeigneten Zeitpunkt durchtrennt wird, wenn die mehreren Versiegelungsmechanismen und Schneideinrichtungen 234 über den Querversiegelungsradumfang laufen und aufeinanderfolgend das Rad 622 kontaktieren. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel tritt der Durchtrennungsschritt auf, nachdem der Schlauch transversal versiegelt worden ist und bevor der Amboßarm 210 geöffnet ist. Der Durchtrennungsschritt tritt auf, während der Schlauch 22 zwischen dem Amboßarm 20 und der Versiegelungsbacke 220 unter hohem Druck eingeklemmt ist, um den Betrag der Bahn, der in die Schneidnut 223 während des Schneidvorgangs eingezogen wird, zu minimieren. Der Zeitpunkt und der Ort des Schneidschritts wird vorzugsweise so weit stromabwärtig des Versiegelungsabschnitts wie möglich vorgesehen, bevor der Nockenstößel 222 beginnt, aus dem Hochdrucknocken 202 auszutreten. Dies ermöglicht eine maximale Versiegelungskühlung vorab und verhindert eine Beschichtung des Messers während des Schneidvorgangs mit heißem thermoplastischen Material.
In den Fig. 4 bis 12, 21, 24 und 26 bis 29 umfaßt die Amboßbacke 220 ein Halterungsteil 570, eine sekundäre Induktionsspule 224 und einen Halterungsteil- Befestigungsarm 572, der mit der Induktionsspule 224 und dem Teil 570 verbunden ist.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die sekundäre Induktionsspule 224 zwei stromführende Flächen, eine kreisförmige Empfangsspule 225 und eine längliche Heizspule 226, elektrisch in Serie geschaltet, so daß der Strom, der in der Empfangsspule 225 induziert wird, auch durch die längliche Heizspule 626 tritt. Die Empfangsspule 225 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß der induzierte Strom maximiert wird, wenn die Spule durch ein festes elektromagnetisches Feld geführt wird, das von einer dazwischenliegenden Arbeitsinduktionsspule 761 ausgestrahlt wird, die an einen HF-Generator 650 angeschlossen ist. Die Spule 225 ist typischerweise auf einer Distanz von etwa 0,20 bis 0,30 inches (1 inch = 25,40 mm) mit der Spule 761 verbunden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Empfangsspule 225 eine einzige Windung, eine im wesentlichen kreisförmige Kupferschleife, die in einem Gehäuse untergebracht ist, um die elektromagnetische Energie zu konzentrieren. Jeder gebräuchliche Hochfrequenzgenerator kann benutzt werden, solange er imstande ist, den Energiepegel für den Versiegelungsvorgang vorzugsweise im Bereich von etwa 3 bis 5 kw bei 650 KHz zu liefern.
Gemäß Fig. 4 ist die Spule 761 vorzugsweise eine mehrschleifige Spule oval-zylindrischer Form mit einer langen Achse, die lang genug ist, um die Induktion eines Stroms in der Spule 225 der sekundären Spule 224 über eine Zeitdauer zu ermöglichen, die adequat ist, um die Metallage der Bahn 20 während der Zeit aufzuheizen, in der die Spule 225 sich über die Fläche der Spule 761 bewegt. Die Spule 761 ist in einem Gehäuse 762 angebracht und kann in einem nichtleitendem Medium 767, beispielsweise Epoxid, eingebettet sein, um dafür zu sorgen, daß die Spulenkonfiguration starr gehalten wird. Die Spule 761 kann hohl sein und kann einen sie durchsetzenden Kühlmittelkreislauf aufweisen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Spule 761 eine scheibenartige Spule (Flachspule) geeigneten Durchmessers sein.
Die mehreren transversalen Versiegelungsmechanismen auf dem Querversiegelungsrad 200 sind so angeordnet, daß die Spule 225 jeder sekundären Induktionsspule 224 dem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, das durch die Spule 760 für die erforderliche Zeitdauer zur Ausbildung jeder transversalen Versiegelung erzeugt wird.
Ein Vorteil dieser in den Figuren gezeigten Konfiguration besteht darin, daß keine Einrichtungen zum Kühlen der Spule erforderlich sind. Jedoch können andere Konfigurationen, die eine Kühlung erfordern, benutzt werden, wobei diese Kühlmittel beispielsweise Wärmeableitbleche oder ein Kühl- Fluid umfassen, das durch Durchtrittskanäle im inneren der Spule strömt.
Eine leitende Schleife 228a (Fig. 10) kann in einem dielektrischen oder isolierenden Material 575 innerhalb eines Kanals in einem starren Halterungsteil 576 eingebettet sein, um zu verhindern, daß der Spulenabschnitt 225 kurzschließt, Überschlägen ausgesetzt wird oder sich physisch unter den elektromagnetischen Kräften, denen er ausgesetzt ist, verschiebt. Das starre Halterungsteil 576 kann aus Ferrit oder einem anderen magnetischen Material bestehen, das die elektromagnetische Strahlung konzentriert, um den Strom, der in der Spule 225 induziert wird, zu maximieren, und das Feld von der primären Spule 760 zur leitenden Schleife 228a der Spule 225 elektrisch anzukoppeln.
Die längliche Spule 226 ist mit einer dünnen und relativ breiten stromtragenden Fläche 227 ausgelegt, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, das Ströme in der Metallfolienlage des Polyfolienbahnschlauches 22 in dem Bereich unmittelbar angrenzend an die Fläche 227 der länglichen Spule 226 erzeugen wird. Der Schlauch 22 wird hohem Druck eingeklemmt, so daß das Produkt 32 aus dem Innenraum zwischen den eingeklemmten Bahnteilen herausgepreßt wird, und daß, wenn die thermoplastischen Lagen durch die Ströme leitend, die in den Metallfolienlagen induziert werden, erhitzt werden, homogen zusammenschmelzen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die längliche Spule 226 auch einen Leiter 228b mit einer Kupferschleife halber Wicklung, wobei der Leiter 228b auf Flanschen 229 befestigt ist und im wesentlichen die ganze Fläche 227 der länglichen Spule 226 abdeckt. Weitere stromtragende Leiter können eingesetzt werden, insbesondere solche mit größerer Beständigkeit gegen Verschleiß oder Deformation wie Leiter aus Molybdän, Kupferlegierungen und dergleichen. Der stromführende Leiter 228b bildet eine längliche Schleife um eine Nut 223, die dazu ausgelegt ist, die Schneidkante der Schneideinrichtung 234 aufzunehmen, nachdem diese den Schlauch 22 durchtrennt hat.
Wegen des allgemeinen bekannten Eindringtiefenphänomens kann eine relativ dünne Schicht eines Stromleiters 228b dazu verwendet werden, den Strom, der in der sekundären Induktionsspule strömt, über die Breite und Länge des abgeflachten Schlauchs 22 zu verteilen, um den gewünschten Versiegelungsbereich entsprechend der Fläche 227 auszubilden. Ein Leitermaterial, beispielsweise sauerstoffreies Kupfer, das auf das starre Halterungsteil 572 (Fig. 8) gelegt ist, zum Beispiel aus verstärkten Phenolen, Epoxid, Fiberglas, Keramiken oder ähnlichen im wesentlichen nichtleitenden Zusammensetzungen, kann eingesetzt werden. Der Leiter muß dick genug sein, um die erforderliche Stromdichte zum Schmelzen der Polyfolie zu leiten, ohne selbst zu schmelzen oder sich zu verkrümmen. Abriebfestes Material 573 kann den Leiter 228b in Form einer relativ dünnen Beschichtung bedecken, um einen Verschleiß zu vermeiden. Das Material 573 kann auch eine Ablösung fördernde Materialien umfassen, die die Ablösung einer äußeren thermoplastischen Beschichtung des Schlauchs 22 von der Fläche 227, nachdem die Versiegelung hergestellt worden ist, fördern. Das Material 573 kann auch ein dielektrisches oder isolierendes Material einschließen, um zu verhindern, daß die sekundäre Induktionsspule 224 im Einsatz kurzschließt oder Überschlägen unterliegt, wodurch punktartige Brandstellen auf dem Schlauch 22 verhindert werden. Das Material 573 kann darüberhinaus eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, so daß es Wärme von der länglichen Spule 226, wenn diese nicht erregt ist, ableitet, wodurch die sekundäre Spule 224 durch Leitung kalt gehalten wird. Alternativ kann das Material 573 eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen, um zu verhindern, daß die durch im Leiter 228b fließenden Strom erzeugte Wärme durch das Material hindurch leitet, und so die äußere thermoplastische Lage des Schlauchs 22 erweicht, jedoch ausreichend ist, um zu ermöglichen, daß der Leiter 228b und die Spule 226 sich abkühlen, bevor sie während des nächsten Zyklus erneut erregt werden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Empfangsspule 225 unter rechten Winkeln zur länglichen Spule 226 ausgerichtet und durch einen Arm 577 und Bolzen 580 starr in Position verschraubt, bzw. verbolzt. Eine leitende Stange 578 (buss bar) verbindet ein Ende des Leiters 228a der Spule 225 mit einem Ende des Leiters 228b der Spule 226, und eine entsprechende leitende Stange 579 verbindet die anderen Enden der Leiter 228a und 228b der Spulen 225 und 226 miteinander, wodurch die sekundäre Spule einer einzigen Windung des bevorzugten Ausführungsbeispiels gebildet wird.
Der Leiter 228b erstreckt sich vorbei am Ende 582 der länglichen Spule 226 und um die Rückseite der Spule 226. Der Klemmdruck von Bolzen, die in Löcher 571 geschraubt sind, erzielt eine elektrische Verbindung des Mittelabgriffs der Spule 226 zum Maschinenrahmen, der elektrisch geerdet ist. Dies verhindert Stromüberschläge zum Band während des Betriebs. Ein Ende 582 der länglichen Spule 226 ist von der Fläche 227 weg abgeschrägt, um der Kontur der gegenüberliegenden Fläche 602 (vergleiche Fig. 29) so zu folgen, daß der Schlauch vollständig an die Kante versiegelt wird. Das abgeschrägte Ende 582 ist dazu ausgelegt, sich innerhalb eines Vorsprungsbereichs 602 der Amboßbackenflansche 600 und 601 einzupassen, um Spannungen im vertikalen Versiegelungsbereich abzubauen und eine gute mechanische Grenzfläche zum Falten der Längsversiegelung sowie eine gleichmäßige Verteilung von Kräften entlang des Versiegelungs- und Klemmbereichs auszubilden.
Die sekundäre Induktionsspule 224 ist an einem starren Halterungsteil oder Halterungsarm 572 über mehrere Bolzen befestigt. Der Befestigungsarm 572 umfaßt einen unteren Flansch 584 mit mehreren Fingern 583 und einen oberen Flansch 585 mit mehreren Fingern 581, die beim Vorformen der Packung 30 in eine im wesentlichen rechtwinklige Konfiguration verwendet werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält einer der Finger 581 eine Ausstoßeinrichtung 586 zum Ausstoßen eines Luftimpulses aus einer Öffnung 587 gegen eine Seitenwandung der Packung 30, nachdem diese vom Schlauch 22 getrennt worden ist, um die Packung aus dem Querversiegelungsrad 200 auszuwerfen. Die Finger 583 und 581 sind so ausgelegt, daß die Finger 581 des voreilenden Versiegelungsmechanismus und die Finger 583 des folgenden Versiegelungsmechanismus ineinander greifen und durch ihre jeweiligen Ebenen entsprechend den Flanschen 585 und 583 ohne Kontaktierung treten können, wenn die Versiegelungsmechanismen beim Drehen des Querversiegelungsrades 200 vorrücken. (Vergleiche Fig. 34). Eine zweite stationäre Gleitschieberplatte (nicht dargestellt), die an das Querversiegelungsrad 200 angrenzt, kann dazu verwendet werden, das Ausblasen eines Luftimpulses aus der Öffnung 587 in der Ausstoßeinrichtung 586 gegen die Wand der Packung 30 zu deren Auswurf hervorzurufen.
In den Fig. 5, 6, und 26 ist gezeigt, daß der Arm 572 auf dem Halterungsteil 570 mittels einer Aufhängeeinrichtung, die Führungswellen 592 und eine federnde Einrichtung 593 enthält, angebracht ist. Die Führungswellen oder -schäfte 592 treten durch Lagerbuchsen 592a, sind am Halterungsteil 570 über Muttern 591 befestigt und treten durch das Halterungsteil 570 in entsprechende Zylinder im Arm 572. Jede federnde Einrichtung 593 ist im Halterungsteil 570 angebracht und umfaßt einen Kolben 594, der im Zylinder 595 auf einer Kompressionsfeder 596 angebracht ist. Diese Einrichtung liefert eine Hochdruckablenkeinrichtung zum Steuern des Drucks derart, daß, wenn die Amboßbacke 210 und die Versiegelungsbacke 220 geschlossen werden, um den Schlauch 22 flach zu komprimieren, die sekundäre Spule 224 und deren Befestigungsarm 572 die federnden Einrichtung 593 kontaktieren und die von der Feder 596 vorgegebene Kraft überwinden müssen, bevor der Arm 572 sich über die geringe Distanz zur starren Halterung 570 hin bewegt. Ein schmaler Spalt, beispielsweise etwa 1/8 inch (1 inch = 25,4 mm) zum Durchtritt, beispielsweise einer doppelten Dicke der Bahn 20 oder eines Bahndoppeleinschlags, liegt vor, ohne daß so ein Festklemmen im Apparat auftreten kann. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei federnde Einrichtungen 593 gezeigt, die um die erwartete Höhe einer fertigen Packung 31 beabstandet sind. Dadurch, daß man mehr als eine federnde Einrichtung vorsieht, gewinnt man eine relativ gleichmäßige Verteilung und Absorption der Kräfte, die beim Schließen der Amboßbacke 210 und Versiegelungsbacke 220 auftreten. Der Abstand liefert auch eine bessere Steuerung der transversalen Versiegelungs- und Trennoperation und reduziert den Verschleiß auf dem Versiegelungsmechanismus. Die federnden Einrichtungen 593 wirken zusammen mit dem Drehpunkt 231, der ermöglicht, daß beide Flächen der Amboßbacke 210 und Versiegelungsbacke 220 parallel verbleiben, während die Hochdruckklemmkräfte gleichförmig entlang der Bahn verteilt sind. Die Kombination trägt auch zur Drehung des Versiegelungsmechanismus bei. Wenn die Hochdruckfeder eingestellt wird, wird darüberhinaus der Winkel der Amboßbacke 210 um den Drehpunkt 231 sich ändern, um die Backen parallel zu halten und einen gleichen Druck entlang der Bahn aufrecht zu erhalten.
Die starre Halterung 570 ist am Querversiegelungsrad 200 an dessen jeweiligen Enden mittels gebräuchlicher drehbar angebrachter Kugellager 597 und 598 in Flanschen 567 und 568 des Querversiegelungsrades 200 befestigt. Die Flansche 567 und 568 gleichen dem Flansch 216 (Fig. 23) insofern, als daß sie mehrere Öffnungen aufweisen, die um das Querversiegelungsrad 200 beabstandet sind und dazu ausgelegt sind, mehrere Versiegelungsbacken 220 identischer Konstruktion zu der oben beschriebenen Backe aufnehmen können.
Ebenfalls am Halterungsteil 570 und unterhalb einer Gehäusekappe 560 angebracht, ist ein Paar von seitlichen Teilen 562, die gegenüberliegend angeordnet sind und imstande sind, um ihre jeweiligen Wellen 564 zu drehen, die zwischen der Gehäusekappe 560 und dem Teil 570 befestigt sind. Die seitlichen Teile 562 sind dazu ausgelegt, in gegenüberliegenderweise Oberseite und Boden der Packung 30 während der ziegelsteinartigen Bearbeitung anzudrücken. Die Wellen 564 sind drehbar mittels Kugellager 565 angebracht.
Die seitlichen Teile 562 umfassen eine L-förmige Struktur 561, die an einem Ende der Welle 564 mit einer im wesentlichen flachen Andruckfläche 563 eines Oberflächenbereichs befestigt ist, der etwas geringer als der Oberflächenbereich der Oberseite oder Bodenwandung einer fertigen ziegelsteinartigen Packung 31 ist. Am unteren Schenkel der L-förmigen Struktur 561 ist ein Nockenstößel 566 angebracht, der dazu ausgelegt ist, jeweiligen sich gegenüberliegenden fixierten Nocken zu folgen, um zu bewirken, daß die Druckfläche 563 sich um die Welle 564 in Kontakt mit der Packung 30 dreht, um die Packung 30 in die Ziegelform zu bringen. Die Feder 557, die an einem Ende an der Stütze oder Stange 558 am starren Teil 570 und am anderen Ende an der Stütze oder an der Stange 556 angebracht ist, die an dem Boden der L-förmigen Struktur 561 befestigt ist, drückt die L-förmige Struktur 561 in die geöffnete Stellung, wobei die Druckfläche 563 vom Schlauch 22 weggedrückt wird und nicht in Kontakt mit diesem ist.
Der vom Nockenstößel 566 abgefahrene Nocken weist ein gesteuertes Nockenprofil auf, um simultan die seitlichen Teile in zeitlicher Beziehung mit dem Rest der ziegelsteinartigen Bearbeitung derart zu schließen, daß die Packung gleichzeitig in die gewünschte ziegelartige Form gebracht wird. Gemäß Fig. 22 wird der die Seiten formende Nocken in die Position für die ziegelartige Bearbeitung bewegt, wenn die aneinandergrenzenden Versiegelungsmechanismen sich in dieser vollen Bearbeitungsposition für die ziegelartige Formung befinden. Der ziegelartige Bearbeitungsvorgang findet vorzugsweise statt, nachdem die transversale Versiegelung gemacht worden ist und nachdem die Packung abgeschnitten worden ist. Die Aktionswirkung der Nockenstößel 566 und Nocken überwindet die Kräfte der Federn 557 zur Schließung der seitlichen Teile 562. Anschläge 555 in Verbindung mit den Federn 557 dienen dazu, die extreme geöffnete Stellung der seitlichen Teile 562 zu begrenzen und zu verhindern, daß die seitlichen Teile 562 sich bewegen, wenn sie nicht benutzt werden. (Vergleiche Fig. 5). In anderen Ausführungsbeispielen könnte der ziegelartige Umformungsvorgang vor dem Schneidvorgang und sogar auch vor dem Versiegelungsvorgang durchgeführt werden, wenn einmal der vorrückende Schlauch 22 fest und sicher eingeklemmt worden ist.
Gemäß den Fig. 5, 6, 23 und 26 ist die Amboßbacke 210 fest mit der Versiegelungsbacke 220 verbunden, um einen einzigen Versiegelungsmechanismus zu bilden. Bolzen 499, die sich durch das starre Teil 570 erstrecken, erstrecken sich in das Teil 500, um dessen Teile aneinander zu befestigen, so daß die Amboßbacke 210 und Versiegelungsbacke 220 sich in derselben Ebene relativ zueinander befinden. Darüberhinaus wird sich die Schneideinrichtung 234 der Amboßbacke 210 in den Spalt 223 des Versiegelungsbacke 213 erstrecken, wenn die Backen geschlossen sind, um den abgeflachten Schlauch 22 durchzuschneiden.
Gemäß der Fig. 23, 24, 37 und 38 wird die Winkelstellung des Versiegelungsmechanismus durch ein mit Nocken versehenes Hebel/Schwenksystem gesteuert. Die Winkelstellung ist als der Winkel zwischen der Ebene, in der sich die Amboßbacke 210 relativ zur Versiegelungsbacke 220 bewegen wird, und der radialen Ebene zwischen der Achse des Querversiegelungsrades 200 und der zentralen Längsachse des starren Teiles 570 definiert, das am Umfang des und unter einer Distanz von der Achse des Querversiegelungsrades 200 angebracht ist. Die Winkelstellung verschwenkt um die Achse des starren Teils 570 der Versiegelungsbacke 220.
Das mit Nocken versehene Hebel/Schwenksystem umfaßt den Hebelarm 520, das Lager 522 und die Wellenverbinder 524. Der Wellenverbinder 524 umfaßt eine erste Einheit 525, die an das Ende des starren Teils 570 auf der Seite des Flansches 567, die nicht die sekundäre Induktionsspule 224 aufweist, angeschlossen ist, und eine zweite Einheit 526, die an die Welle 527 angeschlossen ist, die durch die Achse des Lagers 522 läuft. Die erste Einheit 525 und die zweite Einheit 526 sind miteinander so verbunden, daß ihre Achsen ausgerichtet sind und wie eine Welle rotieren, wodurch die Stellung und Orientierung des starren Teils 570 und des transversalen Klemm- und Versiegelungsmechanismus geändert wird, wenn sich die Welle 527 dreht. Das Lager 522 ist im Flansch 528 drehbar angebracht, der senkrecht zur Achse des Querversiegelungsrades liegt und dazu ausgelegt ist, mehrere Lager 522 jeweils entsprechend jedem der Versiegelungsmechanismen zu haltern. Der Hebelarm 520 ist mit der Seite des Lagers 522 auf der dem Wellenverbinder 524 abgewandten Seite verbunden und erstreckt sich von der Lagerwelle 527 unter einem Winkel, so daß die Drehung der Welle 527 um ihre Längsachse bewirken würde, daß das Ende des Hebelarms 520 einem Kreis folgt. Der Nockenstößel 529 ist drehbar am Ende des Hebelarms 520 angebracht und dazu ausgelegt, in der Nockennut 620 des Nockens 532 zu laufen.
Die Nockennut 530 steuert so die Stellung des Hebelarms 520 in Bezug auf die Achse der Welle 527 und steuert hierdurch die Stellung der Versiegelungsmechanismen.
Wenn der Nockenstößel 529 entlang der Nockennut 530 läuft, kann sich seine Winkelstellung bezüglich der Achse der Welle 527 an vorbestimmten Stellen entlang der Nut so ändern, daß die Ebene der Orientierung der Amboßbacke und Versiegelungsbacke in Bezug auf einen gegebenen Radius sich verschiebt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Nocken 532 so ausgelegt, daß, nachdem der Schlauch transversal versiegelt und abgetrennt worden ist, die Packung 30 dem zuvor erwähnten ziegelartigen Umformungsvorgang unterliegt, der dazu ausgelegt ist, die Kerblinien in der Packung 30 zu falten, indem die Packung 30 zeitweise im wesentlichen in ihre endgültige Form gebracht wird, ohne daß hierbei die Packung 30 notwendigerweise in ihre endgültig gewünschten Form, beispielsweise einem rechtwinkligen Quader 31 gebracht wird.
Um den ziegelartigen Umformungsvorgang auszuführen, ist die Nockennut 530 so geschnitten, daß die Nockenstößel 529 aneinandergrenzender Versiegelungsmechanismen sich um ihre jeweiligen Lagerwellen oder -schäfte 527 drehen, und so, daß zumindest einer der Versiegelungsmechanismen aus seiner normalen Stellung herausgelenkt wird und das angrenzende Paar von Versiegelungsmechanismen zusammen so wirkt, daß Packung 30 gegen die Flansche 603, 584, die einander gegenüberliegenden Seitenteilflächen 563 und die Oberseite der voreilenden Amboß- u. Versiegelungsbacke und den Boden der folgenden Amboß- u. Versiegelungsbacke in deren geschlossener Stellung gedrückt werden. Folglich wird die Packung 30 in eine im wesentlichen rechtwinklige Konfiguration gedrückt, die durch die obigen Grenzen definiert ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Flansche während der Packungskompression so ausgelegt, daß sie eine 100%ige Schließung vorsehen, d. h., es liegt die endgültige rechtwinklige Form vor, wobei sich gegenüberliegende Seiten parallel sind und zu den übrigen Seiten senkrecht verlaufen. Die Hohlraumausdehnung, die durch die Flansche gebildet wird, ist vorzugsweise geringfügig kleiner als die gewünschte Größe der endgültigen Packung 31, und beträgt beispielsweise 97% des fertiggestellten Packungsvolumens oder der Packungsausdehnung.
Wenn der ziegelartige Umformungsvorgang vollständig abgeschlossen ist und die Packung 30 vorgeformt worden ist, kehren die Nockennut 530 und der Nockenstößel 529 in ihre normale Winkelstellung zurück. Gleichermaßen ziehen sich die Seitenteile 562 zurück und die vorgeformte Packung 30 wird auf dem Flansch 584 durch (nicht gezeigte) Draht- oder Seilführungseinrichtungen gehalten.
Wie in den Fig. 21 und 42 dargestellt ist, ist die Nockennut 530 so ausgelegt, daß sie die normale Winkelstellung eines gegebenen Versiegelungsmechanismus in einer vorgerückten Stellung hält, so daß die Winkellage vor einer radialen Ebene liegt, darauffolgend die Winkellage hinter die radiale Ebene relativ zur Normalstellung zurückgezogen wird, um so den ziegelartigen Formungsvorgang der Packung, die diesem Versiegelungsmechanismus folgt, gegen den nächstfolgenden Versiegelungsmechanismus in dessen normaler Stellung zu unterstützen. Der voreilende Versiegelungsmechanismus wird dann vorgerückt, um ihn in seine Normalstellung zurückzuführen, in der er noch immer die vorgeformte Packung 30 greift. Wenn der Versiegelungsmechanismus in seine normale Stellung zurückkehrt, öffnet sich die Amboßbacke 210 und die Packung 30 wird zum Beispiel unter Benutzung fixierter Führungsschienen 590 gehalten, bis sie, wie in den Fig. 21, 27b, 28 und 37 gezeigt ist, auf eine Fördereinrichtung 280 übertragen wird. In Fig. 37 ist der maximale Grad der Winkelvorrückung durch einen Winkel b angezeigt und der Grad der Winkelrückziehung ist durch einen Winkel a angezeigt, die beide etwa 12º im Vergleich zur der radialen 0º Stellung betragen. Die Einstellung des Winkels a auf den Wert vom Winkel b liefert die 100%ige Schließung des Packets auf allen sechs Seiten. Der Grad der Vorrückung und Zurückziehung kann für unterschiedlich bemessene Packungen variieren. In einem alternativen Ausführungsbeispiel könnte der Nocken 530 den Versiegelungsmechanismus in einer radialen Orientierung halten und dann gleichzeitig den zurückliegenden Mechanismus vorrücken, während der voreilende Mechanismus zurückgezogen würde, um die Packung 30 zwischen den angrenzenden Versiegelungsmechanismen zu komprimieren. Andere Variationen innerhalb der mechanischen Toleranz der Bahn 20 könnten auch eingesetzt werden.
In den Fig. 37 bis 42 sind der bewegbare Nocken 534 und dessen Steuersystem gezeigt. Das System mit bewegbarem Nocken steuert die Distanz oder Winkellage des Versiegelungsmechanismus, wenn die Amboßbacke 210 geschlossen wird, um den Schlauch 22 flach gegen die Versiegelungsbacke 220 zu drücken. Dies erfolgt, wenn der Schlauch 22 segmentartig um den Umfang des Querversiegelungsrades 200 gebogen ist, und kann angewandt werden, um die Steuerung des Produktvolumens innerhalb des Schlauches zu unterstützen, wenn der Schlauch transversal abgeklemmt ist.
Die Änderung in der Winkelstellung bezüglich der nominellen radialen Stellung stellt die präzise Plazierung der Amboßbacke 210 entlang des Schlauches 22 ein. Bei im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit des Querversiegelungsrades 200 bewegt sich die Fläche 227 der Versiegelungsbacke 220 mit einer Tangentialgeschwindigkeit, die geringfügig geringer als die Geschwindigkeit des Schlauchs 22 ist, wenn jene in Kontakt mit dem abwärts geführten Schlauch 22 gerät. Die relative Geschwindigkeitsdifferenz berücksichtigt das durch die Ausbauchung der Packung abgenommene Band beim Abklemmen, Versiegeln und Vorformen der Packung. Wenn der Schlauch 22 eingeklemmt ist, wird er durch die Versiegelungsmechanismen eingegrenzt und weicht von seinem im wesentlichen nach unten geneigten Bewegungspfad so ab, daß er der Kurve, die vom Querversiegelungsrad 200 umfahren wird, über die Bogenlänge folgt, die den Abschnitt transversalen Einklemmens, Versiegelns, Schneidens sowie der ziegelartigen Bearbeitung definiert. Wenn der Schlauch damit beginnt, längs der Kontur des Querversiegelungsrades 200 zu laufen, nachdem die vorhergehende Packung eingeklemmt ist, wird bewirkt, daß die Seiten des Schlauches 22 komprimiert werden, wenn die folgende Versiegelungsbacke den Schlauch 22 kontaktiert, wodurch der Schlauch 22 dünner gemacht wird und der Querschnittsbereich und das entsprechende Volumen des Produkts 32 in diesem Bereich des vorrückenden Schlauches herabgesetzt werden. So kann durch Steuern, wo um den Umfang des Rades 200 der Versiegelungsmechanismus das Ende Schlauches 22 zur Ausbildung der nächsten Packung 30 einklemmen wird, das Volumen des Produkts 32 in diesem Schlauch gesteuert oder eingestellt werden.
Der Nockenabschnitt 534 ist imstande, entlang einer Bogenlänge in der Nockennut 530 mittels eines Servoschrittmotors 535 vor und zurück bewegt zu werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel bewirkt die Fläche des Nockens 534 die Winkelstellung des Nockenstößels 529, wenn dieser entlang der Nut 530 läuft, wodurch der Versiegelungsmechanismus vorgerückt (oder zurückgezogen wird), wenn Amboßarm 210 sich fest gegen den Schlauch 22 legt. So kann durch die Bewegung des Nockensegments 534 entlang der Nockennut 530 die Stelle der transversalen Schließung innerhalb des Bereiches selektiert werden, der durch die Bogenlänge bestimmt ist, über die der Nocken sich bewegen kann.
Der Nockenabschnitt 534 ist am Vorsprung 538 der Platte 536 befestigt, die drehbar um die Achse des Querversiegelungsrades 200 mittels eines vorbelasteten Kugellagers 537 angebracht. Die vorbelasteten Lager 537 minimieren Verschiebungen in der Nockenausrichtung, wenn der Nockenabschnitt 534 periodisch belastet und entlastet wird. Die Platte 536 weist einen zweiten Vorsprung 531 auf, an dessen Ende sich ein Gehäuse befindet, das eine Kugelumlaufspindel 533 aufweist mit innenliegenden Gewinden entlang der inneren Zylinderwandungen. Die mit Gewinde versehene Stütze 543 ist innerhalb der Kugelumlaufspindel 533 angebracht, so daß, wenn sich die Gewindestütze 543 dreht, der Zylinder 531 sich relativ zur Stütze 543 bewegt.
Die Drehung der Gewindestütze 543 wird durch den Schrittmotor 535 mittels eines Antriebsriehmens 544, einer Riehmenscheibe 545 und Universalgelenken 546 gesteuert. Die Riehmenscheibe 545 ist im Rahmen 11 so fixiert, daß sie sich dreht, jedoch nicht axial bewegt. Entsprechend dreht sich die Gewindestütze 543, ohne sich axial zu bewegen, wenn sich der Schrittmotor 535 dreht. Da die Platte 536 dazu ausgelegt ist, sich um die Achse des Querversiegelungsrades 200 zu drehen, wenn die Gewindestütze 543 sich dreht, ist das Ergebnis die Bewegung des Zylinders 535, der Platte 536 und des bewegbaren Nockenabschnitts 534. Die Universalgelenke 546 gestatten, daß die Gewindestütze 543 relativ zu den Achsen der Riehmenscheibe 545 gebogen wird, wenn der Zylinder 533 sich entlang seines Radius bewegt, wenn die Platte 536 sich dreht. Eine Stoppsensoreinrichtung 549 und Kontakte 547 und 548 auf der Platte 532 sind angeordnet, um den Motor 535 dazu zu veranlassen, die Vorrückbewegung zu unterbrechen, wenn der bewegbare Nockenabschnitt 534 sich bereits am äußersten Ende seiner vorbestimmten Bewegungsbereiches befindet. Die Kontakte 547 und 548 können übliche Grenzschalter sein.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird, wenn einmal die Nockenposition für eine vorgegebene Bahn und ein vorgegebenes Produkt unter Betriebsbedingungen selektiert worden ist, diese Stellung typischerweise während des ganzen Produktionslaufs beibehalten. In Situationen, wenn eine Maschine ein Produkt einer einzigen Größenausdehnung herstellen soll, kann, wenn einmal die geeigneten Dimensionen und der Schließpunkt bestimmt worden sind, das bewegbare Nockensegment an Ort und Stelle fixiert werden oder gänzlich weggelassen werden. Jedoch kann bei geeigneten Umständen der Nocken 534 dynamisch bedarfsweise eingestellt werden, um das Produktvolumen 32 in der Packung 30 zu steuern, ohne die Produktion anzuhalten.
Die Transferfördereinrichtung 280 ist in Fig. 1 und 21 gezeigt und empfängt Packete 30 vom Querversiegelungsrad 200, nachdem die Packete vorgeformt worden sind, um die Packete an weitere Verarbeitungsapparate weiterzuleiten, die nicht Teil dieser Erfindung sind, um schließlich das endgültige Produkt herzustellen.
Gemäß den Fig. 1, 2, 15, 20 und 21 kontaktiert, unmittelbar bevor der Schlauch 22 transversal eingeklemmt ist, ein Paar von Volumensteuerfingern 360a und 360b die einander gegenüberliegenden Seiten des Schlauches 22 entlang der oberen Packetwandung 39a und dem Boden des Packets, das die Wände 46a und 46b umfaßt (die in Längsrichtung an den Bahnkanten 24 und 26 zusammen versiegelt sind). Volumensteuerfinger 360a und 360b kontaktieren den Schlauch 22 und stoßen gegen die Wände 39a, 46a und 46b, wodurch sich die Menge an Produkt 32 im Schlauch 22 um oder auf eine vorbestimmte Menge ändert. Durch Variation des Stoßbetrages hierbei kann das Packungsvolumen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingestellt werden. Der Schlauch 22 wird dann transversal am zurückliegenden Abschnitt von dem, was zur Packung 30 werden soll, abgeklemmt, wobei er vorher am voreilenden Abschnitt der Packung durch den vorhergehenden Versiegelungsmechanismus abgeklemmt worden ist, wodurch das Volumen des Produkts 32 im Schlauch 22 innerhalb der aseptischen Packung 30 auf deren vorgewähltes Volumen fixiert wird.
Dieser Kontakt iniziiert auch das Biegen des Schlauchs 22 beispielsweise entlang einer oder mehrerer der vorbestimmten Kerblinien, zum Beispiel den Linien, die in Fig. 2 mit A gekennzeichnet sind, durch Komprimieren des Schlauches 22 angrenzend an den Kontaktbereich, wodurch die darauffolgende Packetformung und ziegelartige Umformung entlang der gewünschten Kerblinien erleichtert werden.
Das Paar von Fingern 360 weist eine hin- und hergehende schwingende Bewegung auf, die sich in drei Dimensionen bewegt, (i) zum Schlauch 22 hin, so daß die Spitzen 361a und 361b sich über den Schlauch 22 hinweg erstrecken und diesen überspannen (vergleiche Fig. 15, 20), (ii) nach unten und aufeinander zu, wodurch der Schlauch 22 nach innen zur Fixierung des Volumens komprimiert wird (vergleiche Fig. 20 in abgestuften Stellungen) und (iii) von einander weg und vom Schlauch 22 weg und zurück in eine Startstellung, um wiederum den Schlauch 22 an der folgenden geeigneten Stelle zum Kontaktieren der aufeinanderfolgenden Packete zu kontaktieren. Der Schlauch 22 wird später bei jeder transversalen Abklemmung (wie hierin beschrieben) versiegelt, wodurch die hintere Kante der vorhergehenden Packung und die voreilende Kante der nicht folgenden zu formenden Packung gebildet werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden diese Kanten die seitlichen Nähte einer fertigen Packung. Die Finger 360a und 360b können sich mit derselben Lineargeschwindigkeit wie der Schlauch nach unten bewegen oder mit einer schnelleren oder geringeren Rate. Ein Relativschlupf wird für einen Kontakt und ein Abbiegen mehr vom Oberflächenbereich des Schlauches 22 sorgen, falls erwünscht.
Gemäß der Fig. 14 bis 21 sind die Volumensteuerfinger 360a und 360b jeweils in Befestigungseinrichtungen geschraubt, die am Ende von Wellen 365a und 365b befestigt sind. Für Erläuterungszwecke wird nur eine Volumensteuerfingeranordnung diskutiert, es sei denn andernfalls durch die Zusätze a und b angedeutet, obwohl sich versteht, daß die gepaarten Anordnungen komplementär sind und einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Welle 365 liegt in einem Arm eines Teilrahmens 370, der im wesentlichen die Bewegung der Welle 365 einschränkt, relativ zum Teilrahmen 370 gleitfähig für eine Linearbewegung zu dem Schlauch 22 hin und von diesem weg. Vier Lager 371 erleichtern eine glatte Translation der Welle 365, die mechanisch durch die Drehung vom Nocken 374 gesteuert wird. Am Ende der Welle 365 gegenüberliegend dem Finger 360 ist ein Arm 378 vorgesehen, der mit dem Arm 379 zusammenwirkt, der an der Welle 380 angebracht ist. Die Arme 378 und 379 sind so verbunden, daß sie ein Universalgelenk umfassen. An einem Ende der Welle 380, gegenüberliegend dem Arm 379, ist ein Arm 381 angebracht, der vom Arm 382 eingeschlossen wird, wodurch ein zweites Universalgelenk ausgebildet wird. Der Arm 382 ist an einem Ende eines Arms 385 mittels einer Gewindestütze 383 und einer Einstellmutter 384 verbunden, die gedreht werden kann, um die effektive Länge des Gewindebolzens 383 und die Position vom Finger 360 relativ zum Schlauch 22 einzustellen. Der Arm 385 ist schwenkbar mit einem Drehpunkt 387 am Arm 388 verbunden, der am Rahmen 11 angebracht ist, und weist an seinem anderen Ende den Nockenstößel 390 auf, der in der Nut 375 vom Nocken 374 liegt. Wenn sich der Nocken 374 dreht, folgt der Nockenstößel 390 der Nockennut 375 und veranlaßt so den Arm 385, sich um den Drehpunkt 378 zu drehen und die Welle 365 zum Schlauch 22 hin und von diesem weg zu schieben. Die Universalgelenke, die von den Armen 378, 379, 381 und 382 ausgebildet sind, gestatten eine weiche, schlagfreie Bewegung der Welle 365, wenn der Arm 385 oszilliert und wenn der Hilfs- oder Teilrahmen 370 senkrecht zur Bewegung des Arms 385 verschoben wird, wie unten erläutert werden wird. (Der Arm 385 betätigt vorzugsweise beide Wellen 365a und 365b und Finger 360a und 360b phasensimultan.) Die Drehung vom Arm 385 auf etwa seine volle nach innen gerichtete Verschiebung ist in gestrichelten Linien in Fig. 14 gezeigt. Der Nocken 374 ist fest an der Welle 373 angebracht, die wiederum im Rahmen 11 drehbar montiert ist und vom Maschinenmotor angesteuert wird.
Die Hilfsrahmen 370a und 370b sind dazu ausgelegt, sich in zwei Richtungen derart zu bewegen, daß die Arme, durch die die Wellen 365a und 365b sich hin- und herbewegen, sich entlang eines elliptischen Pfades bewegen. Gemäß den Fig. 19 und 20 wird der elliptische Pfad durch die Addition einer Kreisbewegung um zwei unterschiedliche Exzenter bewirkt, die in hoher Phase angeordnet sind. Der Winkel der Ellipse kann durch Steuern der additiven Konfigurationen der Exzenter eingestellt werden. Der Abstand von Mitte zu Mitte in den elliptischen Pfaden kann durch Drehen der Wellen 408 und 409 (Fig. 17) eingestellt werden, wodurch Gewinde 440 in Gewindevorsprünge 442 eingeschraubt und herausgeschraubt werden und so der Abstand von Mitte zu Mitte geändert wird.
Ein Exzenter 356 ist auf der Welle 355 angebracht und dreht sich um die Welle 355. Der Exzenter 356 ist im Gehäuse 358 derart für eine Kreisdrehung angebracht, daß das Gehäuse 358 sich auch um die Welle 355 bewegt, obwohl es sich nicht dreht. In gleicher Weise ist ein Exzenter 357 auf der Welle 391 für eine kreisförmige Rotation im Gehäuse 359 so angebracht, daß, wenn die Welle 391 sich dreht, das Gehäuse 359 sich ohne zu drehen um die Welle 391 bewegt. Das Gehäuse 359 ist am Hilfsrahmen 370 so befestigt, daß die kreisförmige, jedoch nicht drehende Bewegung des Gehäuses 359 den Hilfsrahmen 370 auferlegt wird. Das Gehäuse 358 ist gleitfähig mit einer Stütze 372 auf einem linearen Lager verbunden und die Stütze 372 ist fest am Hilfsrahmen 370 an einem Punkt entfernt vom Gehäuse 359 befestigt. Wenn sich die Welle 355 dreht, bewirkt die kreisförmige jedoch nicht drehende Bewegung des Gehäuses 358, daß das Gehäuse 358 sowohl entlang der Stütze 372 gleitet als auch die Stütze 372 in eine Richtung vor rotierende Welle 355 hin und von dieser weg bewegt (wie eine Nocken eine Schubstange bewegt).
Die Länge der Stütze 372, entlang derer des Gehäuse 358 sich axial bewegt, muß lang genug sein, um die Relativunterschiede der Mitte zu Mitte Distanzen zwischen der Welle 355 und dem Exzenter 356 und der Welle 391 und dem Exzenter 357 auszugleichen. Die Differenzen in Mitte zu Mitte und den Durchmessern oder der Krümmung der Exzenter bestimmen beide die Form des elliptischen Pfades und den Winkel des elliptischen Pfades, d. h. den Winkel, der zwischen den Haupt-(oder Neben-)achsen der Ellipse und dem senkrechten Schlauch gebildet wird. Eine Folge von 23 Positionen der Welle 365b ist in Fig. 20 gezeigt, wobei diese Positionen mit 20-23, 0 und 1-3 beziffert sind und zwar dort, wo in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Finger 360b den Schlauch 23 bei dessen Vorrücken kontaktiert und der Finger 360b in seinem elliptischen Pfad vorrückt.
Die Wellen 391a und 391b und 355a und 355b werden mittels Kegelrädern 407 und 406 angesteuert, die wiederum Getriebeteile 393a und 393b ansteuern, die wiederum die Wellen 391a und 391b antreiben. An dem anderen Ende der Wellen 391a und 391b auf der den Getriebeteilen 393a und 393b abgewandten Seite, sind Getriebeteile 394, 397 und 405 (jeweils a und b) in Ausrichtung für eine Drehung im Rahmen 369 angebracht und so angeordnet, daß die Getriebeteile 394 und 405 sich in derselben Richtung drehen. Auf diese Weise ist die Welle 355a mit dem Getriebeteil 405a verbunden und dreht sich in derselben Richtung wie die Welle 391a. Die Getriebeteile 393a und 393b und ihre jeweiligen Elemente sind mit gegenläufigen Drehungen angeordnet, um ein Spiegelbild im wesentlichen identischer elliptischer Pfade für die Finger 360a und 360b in den Armen des Hilfsrahmens 370 zum Kontaktieren vom Schlauch 22 vorzusehen. Die Kombination der elliptischen Bewegung und der hin- und hergehenden Bewegung liefert die dreidimensionale Bewegung der Finger 360a und 360b, um den Schlauch 22 zu kontaktieren, und trägt dazu bei, das Produktvolumen, das im Schlauch 22 zwischen aneinandergrenzenden Versiegelungsmechanismen eingeschlossen wird, zu fixieren.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie imstande ist, das Polyfolienband mit hohen Geschwindigkeitsraten zur Ausbildung gleichmäßig gefüllter Packungen zu manipulieren. Speziell steuert die Erfindung das Produktvolumen im Schlauch, wenn der Schlauch transversal eingeklemmt ist und segmentartig gebogen wird, während der Schlauch kontinuierlich vorgerückt und mit dem Produktvolumen gefüllt wird.
Der primäre Volumensteuerapparat umfaßt die Volumensteuerfinger und die Stoßplatte. Die Volumensteuerfinger 360a und 360b kontaktieren den Schlauch unter rechten Winkeln zu den transversalen Klemmstellen der Versiegelungsmechanismen an einer Stelle zwischen aneinandergrenzenden Versiegelungsmechanismen. Dieser Kontakt neigt dazu, die Ausdehnung des Schlauches zu reduzieren und das Volumen herabzusetzen. Um zu fixieren, wie weit offen der Schlauch nahe des Kontaktbereichs ausgedehnt ist, und wieviel Produkt sich im abgeklemmten Schlauchabschnitt befindet, sind die Stoßplatten 1000 vom sich gerade schließenden Versiegelungsmechanismus und die Finger 581 des oberen Flansches 583 vom Befestigungsarm 572 des vorhergehenden Versiegelungsmechanismus auf einander gegenüberliegenden Seiten des Schlauches 22 unter jeweils rechtem Winkel zu den Volumensteuerfingern 360 orientiert. Die Stoßplatte 1000 wird vom Luftzylinder 1006 und der Luftquelle 1008 aktiviert, sich vom Flansch 306 zu einer Position vorzuschieben, wo sie kontaktiert und infolgedessen die Bewegung und damit das Volumen des Schlauches 22 eingrenzt, wenn sich der Versiegelungsmechanismus transversal schließt. Die Finger 581, die am vorauslaufenden Versiegelungsmechanismus befestigt sind, weisen jeweils eine abgeschrägte Fläche auf, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Folglich drehen sich, wenn der vorauslaufende Versiegelungsmechanismus fortfährt, vorzurücken, die Finger 581 um die Achse des Versiegelungsmechanismus zum Schlauch 22 hin und kontaktieren den Schlauch 22, vorzugsweise so, daß die abgeschrägte Fläche grob parallel zur Platte 1000 ist, um die Bewegung des Schlauches 22 und folglich dessen Volumen einzugrenzen, wenn sich der hintere Versiegelungsmechanismus schließt. Dieser kooperative Effekt ist in den Fig. 21 und 34 dargestellt.
Wie diskutiert, kann der bewegbare Nocken 534 auch dazu verwendet werden, das Volumen zu steuern, indem selektiert wird, wo entlang des Schlauches 22 der Versiegelungsmechanismus den Schlauch transversal einklemmt. Die Klemmstelle beeinflußt das Volumen, da der vorlaufende Versiegelungsmechanismus, der bereits einen Schlauch 22 einklemmt, bewirkt, daß die vorauseilende Kante des Schlauchs 22 von ihrem nach unten gerichteten linearen Bewegungspfad abweicht, wenn die vorauseilende Kante um den Umfang des Querversiegelungsrades 200 vorrückt. Diese Richtungsänderung ändert die Form des Schlauchquerschnitts und ändert das Volumen. Demgemäß kann in Abhängigkeit davon, wo entlang des Schlauches 22 der folgende Versiegelungsmechanismus den Schlauch 22 einklemmt, das Volumen eingestellt werden.
Ist das Volumen einmal fixiert, und der Schlauch 22 transversal eingeklemmt, wird die Luftzufuhr 1008 geschlossen und die Stoßplatte 1000 kann durch die eingeklemmte Packung 30 bündig in den Flansch 603 während der ziegelartigen Umformung zurückgedrückt werden, wenn die Stellung des vorauseilenden Versiegelungsmechanismus sich zurückzieht, um die Packung 30 gegen die Flansche in ihre rechtwinklige Ziegelform zu drücken. Wenn sich der vorauseilende Versiegelungsmechanismus zurückzieht, drehen sich die Finger 581 nun weg von der Packung 30 und gehen an den Fingern 583 vom Flansch 584 des folgenden Versiegelungsmechanismus vorbei. Die Wirkung der Finger 581 während der ziegelartigen Bearbeitung ist schematisch in Fig. 41 gezeigt, wo der vorauseilende Versiegelungsmechanismus, der durch die Amboßfläche 600a und die sekundäre Induktionsspule 224a gezeigt ist, um α Grad zum hinteren folgenden Versiegelungsmechanismus hingedreht wird, der durch die Flansche 603b, die Amboßfläche 601b und die sekundäre Induktionsspule 224b sowie den Flansch 584 gezeigt ist. Es sind sieben Schritte dargestellt, die mit 1 bis 7 durchnumeriert sind.

Claims

1. Apparat zum Formen mehrerer versiegelter Packungen (31) aus einem vorrückenden Schlauch (22) einer Polyfolienbahn (20), der mit einem Produkt (32) gefüllt ist, welcher Apparat aufweist:

ein zylindrisches Rad (200), das zur Rotation um eine Achse mit steuerbarer Geschwindigkeit ausgelegt ist und parallele Flansche (216, 567, 528) aufweist;

mehrere Klemm- und Versiegelungsmechanismen, die um den Umfang des Rades (200) angebracht sind, dazu ausgelegt sind, an den Flanschen (216) angebracht zu werden, wobei jeder Klemm- und Versiegelungsmechanismus ferner aufweist

eine Versiegelungsbacke (220) und eine Amboßbacke (210), die schwenkbar miteinander verbunden sind, so daß eine der Versiegelungs- und Amboßbacke parallel zur Achse des Rades angebracht ist, wobei der Klemm- und Versiegelungsmechanismus eine geöffnete und eine geschlossene Stellung aufweist, wobei in der geschlossenen Stellung die Amboß- und Versiegelungsbacke parallel um den Schlauch (22) zur Formung einer abgeklemmten Packung transversal zusammengeklemmt sind,

eine Einrichtung zum Versiegeln (224, 225, 761) des zwischen der Versiegelungsbacke und der Amboßbacke eingeklemmten Schlauchbereichs, um eine versiegelte Packung zu bilden, und

mehrere Flansche (583, 584, 585, 632, 633, 603); Einrichtungen (240, 202, 211, 212, 214, 217, 218, 222), die jeden Klemm- und Versiegelungsmechanismus schließen, wenn dieser sich einer vorgewählten Stelle in seinem Bewegungspfad nähert, wobei diese Stelle nahe am vorrückenden Schlauch liegt, so daß ein Schließen des Klemm- und Versiegelungsmechanismus den Schlauch (22) zwischen der Versiegelungsbacke (220) und der Amboßbacke (210) flach zusammendrückt, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der Klemm- und Versiegelungsmechanismus aufweist

eine Einrichtung (234, 236) zum Trennen des transversalen Versiegelungsbereichs und daß der Apparat aufweist:

Einrichtungen (226, 562, 563, 584, 585, 600, 601, 603, 1000) zur Vorformung versiegelter Packungen, die zwischen angrenzenden Klemm- und Versiegelungsmechanismen geklemmt sind, durch Pressen der geklemmten versiegelten Packung gegen die Abgrenzung, die von den Flanschen (603, 584, 563) des angrenzenden Klemm- und Versiegelungsmechanismus gebildet ist.

2. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Einrichtung (234, 236) zum Trennen des versiegelten Schlauchbereichs ferner ein Messer (234) aufweist, das in der Amboßbacke (210) angebracht ist und innerhalb der Amboßbacke eine zurückgezogene Stellung und eine ausgefahrene Stellung aufweist, die ausreicht, um das Messer durch den versiegelten Schlauchbereich zu führen.

3. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß er ferner eine Volumensteuereinrichtung (360a, 360b, 520, 522, 524, 534, 1000) aufweist, die die Schlauchkonfiguration und das Produktvolumen im Schlauch steuert, bevor der Schlauch zur Ausbildung einer abgeklemmten Packung transversal zusammengeklemmt wird.

4. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Volumensteuereinrichtung ferner Einrichtungen (520, 522, 524, 530, 534) aufweist, die die Orientierung jedes Klemm- und Versiegelungsmechanismus steuern, wenn dieser sich an der vorbestimmten Stelle über dem Schlauch schließt, um das Produktvolumen in jeder abgeklemmten Packung zu steuern.

5. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Volumensteuereinrichtung ferner eine Kontakteinrichtung (360a, 360b, 365a, 365b) aufweist, die den Polyfolienschlauch kontaktiert, um die Schlauchkonfiguration einzustellen, bevor der Schlauch transversal zusammengeklemmt wird, um das Produktvolumen im Schlauch nahe am Kontaktpunkt zu steuern, bevor der Schlauch transversal zusammengeklemmt wird.

6. Apparat nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Kontakteinrichtung ferner ein Paar Finger (360a, 360b) aufweist, die so orientiert sind, daß sie elliptischen Pfaden folgen, die im wesentlichen dieselben Haupt- und Nebenachsen aufweisen und entgegengesetzt gelegen sind, sich in entgegengesetzter Drehung und unter einem Winkel bezüglich zueinander so bewegen, daß die Finger den Polyfolienschlauch auf gegenüberliegenden Seiten kontaktieren, während sie sich mit etwa derselben Geschwindigkeit in dieselbe Richtung bewegen.

7. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Volumensteuereinrichtung ferner für jeden Klemmund Versiegelungsmechanismus eine Druckfläche (563), die sich von der Backe, die parallel zur Rotationsachse angebracht ist, erstreckt, und eine Stoßplatte (1000) aufweist, die in einem Vorformungsflansch (603) an der anderen Backe angebracht ist, wobei die Stoßplatte eine ausgefahrene Stellung zum Steuern des Produktvolumens im Schlauch und eine zurückgezogene Stellung zur Vorformung des Schlauchs aufweist, und daß die Stoßplatte und der Flansch zusammenwirken, wenn der Klemm- und Versiegelungsmechanismus sich schließt, um den Schlauch auf eine vorbestimmte Konfiguration einzugrenzen, wenn der Schlauch transversal zusammengeklemmt ist, um das Produktvolumen im Schlauch zu steuern.

8. Apparat nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Druckfläche (563) einer Backe eines Klemm- und Versiegelungsmechanismus und die Stoßplatte (1000) der anderen Backe und der angrenzende und zurückliegende Klemm- und Versiegelungsmechanismus zusammenwirken, wenn der zurückliegende Mechanismus sich schließt, um den Schlauch auf eine vorbestimmte Konfiguration einzugrenzen, wenn der Schlauch transversal zusammengeklemmt ist, um das Produktvolumen im Schlauch zu steuern.

9. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Versiegelungseinrichtung ferner eine sekundäre Induktionsspule (224) aufweist, die in der Versiegelungsbacke angebracht ist, wobei diese Spule dazu ausgelegt ist, auf ein erstes elektromagnetisches Feld anzusprechen, wenn die Spule durch dieses tritt, und hierbei ein zweites elektromagnetisches Feld zu erzeugen, um einen Strom im Polyfolienschlauch zur Erwärmung und Versiegelung des transversal zusammengeklemmten Schlauchbereichs zu induzieren.

10. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Einrichtungen zum Vorformen von Packungen ferner Einrichtungen (384, 534, 542) aufweisen, die die relative Orientierung aneinandergrenzender Klemm- und Versiegelungsmechanismen ändern, um eine abgeklemmte Packung gegen die mehreren Flansche zu drücken, um die Packungen in eine durch die Flansche abgegrenzte Konfiguration zu bringen.

11. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß eine der Versiegelungsbacken (220) oder Amboßbacke (210) um eine Backenachse drehbar ist und daß der Apparat ferner aufweist:

einen Hebelarm (520), der an einem Ende der drehbar angebrachten Backe befestigt ist;

einen ersten festen Nocken (532), der in der Maschine angebracht ist und eine erste Nockennut (530 aufweist, und

einen ersten Nockenstößel (529), der dazu ausgelegt ist, in der ersten Nockennut zu laufen und am Ende des Hebelarms (520) befestigt ist, so daß die Lage des ersten Nockenstößels relativ zur Backenachse, wie sie durch die erste Nockennut festgelegt ist, die Orientierung der drehbar angebrachten Backe und des Versiegelungsmechanismus bestimmt.

12. Apparat nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Einrichtungen zum Vorformen von Packungen (31) ferner ein erstes und zweites Wegsegment in der ersten Nockennut (530) aufweisen, um den ersten Nockenstößel (529) in vorgewählten Stellen zu positionieren und die Klemm- und Versiegelungsmechanismen in entsprechenden vorgewählten Orientierungen relativ zur Backenachse,

wobei das erste Wegsegment so ausgelegt ist, daß es einen Klemm- und Versiegelungsmechanismus in einer vorgerückten Winkelstellung plaziert, wobei die Winkelstellung des Klemm- und Versiegelungsmechanismus die Ebene ist, in der sich die Versiegelungsbacke und Amboßbacke relativ zueinander bewegen und in der sich die Trenneinrichtung (234, 236) bewegen würde, wobei die vorgerückte Lage der äußerste Bereich der Klemm- und Versiegelungsmechanismusebene ist, die sich vor der Stelle bewegt, wo sie bei durch die Achse des rotierenden Rades (200) verlängerter Ebene wäre,

wobei das zweite Wegsegment so ausgelegt ist, daß die Stellung des ersten Nockenstößels (529) relativ zur Backenachse die Lage eines Klemm- und Versiegelungsmechanismus aus einer vorgeschobene in eine zurückgezogene Lage ändert, wobei die zurückgezogene Lage der äußerste Bereich der Klemm- und Versiegelungsmechanismusebene ist, die sich hinter der Stelle bewegt, wo sie bei durch die Achse des rotierenden Rades verlängerter Ebene wäre,

wobei die Länge und Ausrichtung des ersten und zweiten Wegsegments so gewählt sind, daß der erste Nockenstößel, der mit dem voreilenden Klemm- und Versiegelungsmechanismus verknüpft ist, und vom ersten zum zweiten Wegsegment läuft, die Lage des Klemm- und Versiegelungsmechanismus in die zurückgezogene Lage ändert, während der erste Nockenstößel (529), der mit dem zurückliegenden Klemm- und Versiegelungsmechanismus verknüpft ist, und im ersten Wegsegment läuft, den zurückliegenden Versiegelungsmechanismus mit einer vorgeschobenen Lage versieht, so daß die Packung, die zwischen den aneinandergrenzenden Klemm- und Versiegelungsmechanismen eingeklemmt ist, für eine zur Vorformung der Packung ausreichende Zeitdauer gegen die Flansche (603, 584, 563) der Versiegelungsmechanismen gedrückt wird.

13. Apparat nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die erste Nockennut (530) ein drittes Wegsegment umfaßt, das dem zweiten Wegsegment in Serie folgt und so ausgelegt ist, daß es die zurückgezogene Lage des voreilenden Klemm- und Versiegelungsmechanismus in eine Ruhelage vorrückt, wobei die Ruhelage ausreicht, eine Abnahme der vorgeformten Packung vom sich drehenden Rad zu gestatten.

14. Apparat nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die erste Nockennut (530) ferner aufweist:

ein viertes Wegsegment, das in der Reihenfolge vor dem ersten Wegsegment angeordnet ist;

ein bewegbares Nockensegment (534), das im vierten Wegsegment liegt und mehrere Positionen zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position aufweist, die eine nominelle Position zwischen der vorderen und hinteren Position umfassen, wobei die vordere Position in winkelmäßiger Orientierung entweder einer vorbestimmten relativen maximalen Vorrückung oder relativen maximalen Zurückziehung entspricht, wobei die hintere Position des bewegbaren Nockensegments (534) der anderen Orientierung relativer maximaler Vorrückung oder Zurückziehung entspricht, und die nominelle Position der nominellen Klemmposition entspricht; und

eine Einrichtung (535), die das bewegbare Nockensegment in eine mehrerer Stellungen bewegt, um das vierte Wegsegment zu gestalten, um die Winkellage des Versiegelungsmechanismus, wenn dieser sich über dem Schlauch schließt, in Abhängigkeit von der Stelle des bewegbaren Nockensegments zwischen dessen vorderer und hinterer Position zu steuern, so daß eine Bewegung des bewegbaren Nockens aus der nominellen Position entweder zur vorderen oder hinteren Position die Änderung in der Winkellage aus der nominellen Lage in die Lage der relativen maximalen Vorrückung oder Zurückziehung graduierlich erhöht.

15. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache,

daß die relative Stellung der Amboßbacke und Versiegelungsbacke bei der Bewegung zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung durch einen zweiten festen Nocken (212), der eine zweite Nockennut, die in der Maschine angebracht ist, aufweist, einen zweiten Nockenstößel (211), der mit einem zweiten gelenkigen Hebelarm (214, 217) verbunden ist, und einen Stößelstangenmechanismus (218) gesteuert wird, der am Gelenkpunkt (221) des Klemm- und Versiegelungsmechanismus befestigt ist, so daß der Weg vom zweiten Nockenstößel in der zweiten Nockennut verursacht,

daß der zweite gelenkige Hebelarm und der Stößelstangenmechanismus den Klemm- und Versiegelungsmechanismus öffnet und schließt, wenn der zweite Nockenstößel sich entweder zur Achse des Rades hin oder von dieser wegbewegt.

16. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache,

daß die Öffnung und Schließung des Klemm- und Versiegelungsmechanismus durch eine Nockenspur (212) und einen Nockenstößel (211) gesteuert wird, wobei der Nockenstößel mit einem Hebelarm (214, 217) verbunden ist, der mit dem Klemm- und Versiegelungsmechanismus verbunden ist, und

daß die Einrichtung zum Steuern der Lage jedes Klemm- und Versiegelungsmechanismus, wenn dieser sich an einer vorbestimmten Stelle schließt, einen bewegbaren Nockenabschnitt (534) in der Nockenspur aufweist, der einen Bewegungsbereich entsprechend einem Bereich von Klemmorientierungen aufweist, die einem Bereich von Distanzen entlang der Länge des Schlauches an der vorbestimmten Stelle entsprechen, wodurch die Stelle des Nockenabschnitts eingestellt werden kann, um die Orientierung des Klemm- und Versiegelungsmechanismus einzustellen und diesen dazu zu veranlassen, sich an der gewählten relativen Stelle entlang des Schlauches entsprechend der gewählten Nockenabschnittsstelle zu schließen.

17. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Volumensteuereinrichtung aufweist:

eine Platte (1000) mit einer vorgeschobenen Position und einer zurückgezogenen Position, und

Einrichtungen (1002, 1004, 1006, 1008, 1010), die die Platte in deren vorgeschobene Position bewegen und sie so lange vorgeschoben halten, bis der Schlauch transversal abgeklemmt worden ist.

18. Apparat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Volumensteuereinrichtung einen Flansch (584, 585) aufweist, daß der Flansch mehrere Finger (581, 583) aufweist, und Einrichtungen aufweist, die den Flansch erst, nachdem der Schlauch transversal abgeklemmt ist, an der ausgewählten Abgrenzungsposition in Kontakt mit dem Schlauch bringen.

19. Apparat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Einrichtung zum Steuern der Orientierung der Klemm- und Versiegelungsmechanismen aufweist:

Einrichtungen (215, 597, 598), die jeden Klemmund Versiegelungsmechanismus im zylindrischen Rad um eine erste Achse anbringen, wobei der Klemm- und Versiegelungsmechanismus eine nominelle Winkellage aufweist, in der eine Versiegelungsmechanismusebene unter einem nominellen Winkel zu einer Ebene, die die erste Achse und die Achse des rotierenden Rades durchsetzt, durch den transversal geklemmten Schlauch tritt;

einen Hebelarm (520), der an jedem Klemm- und Versiegelungsmechanismus befestigt ist;

einen ersten festen Nocken (532), der eine erste Nockennut (530) aufweist, die in der Maschine angebracht ist;

einen ersten Nockenstößel (529), der am Ende jedes Hebelarms (520) befestigt ist und dazu ausgelegt ist, in der ersten Nockennut zu laufen, so daß für jeden Klemmund Versiegelungsmechanismus die Lage des ersten Nockenstößels relativ zur ersten Achse, wie sie durch die Konfiguration der ersten Nockennut vorgegeben ist, die Winkellage des Klemm- und Versiegelungsmechanismus bestimmt.

20. Apparat nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Klemm- und Versiegelungsmechanismen ferner mehrere Flansche (603, 584, 562) aufweisen, die so orientiert sind, daß, wenn der voreilende Versiegelungsmechanismus sich in einer zurückgezogenen Lage befindet und der zurückliegende Versiegelungsmechanismus sich in einer vorgerückten Lage befindet, der transversal geklemmte Schlauchabschnitt im wesentlichen in die Konfiguration vorgeformt wird, die durch die Flansche eingegrenzt ist.

21. Verfahren zum Ausbilden mehrerer versiegelter Packungen (31) von einem vorrückenden Schlauch (22) aus gefülltem Polyfolienmaterial in einer Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine (10), welches die Schritte aufweist:

Vorrücken des mit einem Produkt (32) gefüllten Polyfolienschlauches;

Drehen einer Struktur (200), wobei auf dem Umfang dieser Struktur mehrere Klemm- und Versiegelungsmechanismen in beabstandeter Beziehung angebracht sind, wobei jeder Klemm- und Versiegelungsmechanismus eine Versiegelungsbacke (220) und eine Amboßbacke (210) aufweist, die schwenkbar miteinander verbunden sind, so daß eine Backe, die Versiegelungsbacke oder die Amboßbacke, auf der Struktur transversal zum Schlauch angebracht ist, wobei jeder Klemm- und Versiegelungsmechanismus eine geöffnete und eine geschlossene Stellung aufweist, wobei in der geschlossenen Stellung die Amboß- und Versiegelungsbacke transversal parallel um den Schlauch geklemmt werden;

Schließen der Klemm- und Versiegelungsmechanismen an einer vorbestimmten Stelle, so daß der Schlauch sequentiell transversal zwischen der Amboßbacke und Versiegelungsbacke jedes Versiegelungsmechanismus eingeklemmt wird, wenn jeder Versiegelungsmechanismus die vorbestimmte Stelle passiert, um eine abgeklemmte Packung (31) zu formen; und

Versiegeln des transversal geklemmten Schlauches im geklemmten Bereich zur Ausbildung einer Versiegelung und einer versiegelten Packung,

gekennzeichnet durch

Trennen des Schlauches durch den geklemmten Versiegelungsbereich; und

Pressen der geklemmten versiegelten Packung gegen mehrere Flansche (583, 584, 585, 632, 633, 603), die sich vom angrenzenden Klemm- und Versiegelungsmechanismus erstrecken, wobei hierdurch die versiegelte Packung vorgeformt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß das Trennen des transversal geklemmten Versiegelungsbereichs ferner das Ausfahren eines sägeartigen Messers (234) aus einem Gehäuse in der Amboßbacke (210) durch den Versiegelungsbereich in eine entsprechende Aufnahme in der Versiegelungsbacke (220) umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, ferner gekennzeichnet durch die Tatsache, daß es die Steuerung des Produktvolumens im abzuklemmenden Schlauch umfaßt, indem die Konfiguration des Schlauches gesteuert wird, wenn sich jeder Versiegelungsmechanismus (224, 225, 761) schließt, so daß das Produktvolumen in jeder abgeklemmten Packung im wesentlichen das gleiche ist, und indem die Winkellage des Klemm- und Versiegelungsmechanismus, wenn dieser sich an der vorbestimmten Stelle schließt, zur Steuerung des relativen Produktvolumens in jeder Packung eingerichtet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Steuerung des Produktvolumens ferner das Kontaktieren des Schlauches mit einem Teil (360a, 360b; 365a, 365b) an einer Stelle unterhalb der Stelle, wo jeder Klemm- und Versiegelungsmechanismus sich schließt, und oberhalb des vorausgehenden geschlossenen Klemm- und Versiegelungsmechanismus umfaßt, um die Konfiguration des Schlauches einzustellen, und das Kontaktieren des Schlauches mit einem Paar einander gegenüberliegender Finger (360a, 360b) umfaßt, die entgegengesetzte Seiten des Schlauches im wesentlichen gleichzeitig kontaktieren, wobei die Finger eine entgegengesetzte hin- und hergehende Bewegung aufweisen.

25. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Steuerung des Produktvolumens ferner umfaßt:

Kontaktieren des Schlauches mit einer ersten Begrenzungsfläche (584), Kontaktieren des Schlauches auf einer gegenüberliegenden Seite mit einer zweiten Begrenzungsfläche (603), wobei die erste und zweite Begrenzungsfläche eine vorbestimmte Schlauchkonfiguration zur Steuerung des Produktvolumens im Schlauch vorsehen, und

Schließen eines Versiegelungsmechanismus (224, 225, 761), nachdem dem Schlauch die vorbestimmte Schlauchkonfiguration verliehen worden ist, um den Schlauch zur Fixierung des im Schlauch eingeklemmten Produktvolumens transversal einzuklemmen.

26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß jeder Versiegelungsmechanismus eine erste Begrenzungsfläche (584) auf einer der Versiegelungs- oder Amboßbacke und eine zweite Begrenzungsfläche (603) auf der anderen der Versiegelungs- oder Amboßbacke aufweist und daß das Kontaktieren des Schlauches ferner umfaßt:

Kontaktieren des Schlauches mit einer ersten Begrenzungsfläche auf einer der Versiegelungs- oder Amboßbacke eines Versiegelungsmechanismus, wobei die erste Begrenzungsfläche ferner einen Flansch umfaßt, der sich von der Backe erstreckt; und

Kontaktieren des Schlauches mit einer zweiten Begrenzungsfläche (603) an einem angrenzenden Versiegelungsmechanismus, wobei die zweite Begrenzungsfläche ferner eine ausfahrbare Platte (1000) und eine Einrichtung (1002, 1004, 1006, 1008, 1010) aufweist, die die Platte ausfährt und ausgefahren hält, um den Schlauch zu kontaktieren, worin einer der Versiegelungsmechanismen dabei ist, den Schlauch transversal abzuklemmen und der angrenzende Versiegelungsmechanismus bereits angeklemmt ist.

27. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß das Versiegeln des transversal geklemmten Schlauches ferner umfaßt:

Erregen einer transversalen Induktionsspule (224), die im Versiegelungsmechanismus angebracht ist, um ein elektromagnetisches Feld über eine Zeitperiode zu erzeugen;

Induzieren eines Stromes im Polyfolienschlauch (22) nahe bei der erregten transversalen Induktionsspule und dem erzeugten elektromagnetischen Feld, um den Schlauch zu erwärmen und zusammenzuschmelzen; und

Aberregen der transversalen Induktionsspule (224), so daß der zusammengeklemmte, erwärmte und geschmolzene Schlauch sich abkühlt und eine transversale Dichtung bildet.

28. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß das Pressen der versiegelten Packungen ferner die Änderung der relativen Lage aneinandergrenzender Versiegelungsmechanismen umfaßt, um eine Packung gegen die mehreren Flansche (583, 584, 585, 632, 633, 603) zu pressen, um die Packung in die Konfiguration zu bringen, die von den Flanschen eingegrenzt wird, und die Steuerung der Lage des Versiegelungsmechanismus umfaßt, indem die Lage der transversal zum Schlauch angebrachten Backe um eine Backendrehachse eingestellt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Lage jedes Klemm- und Versiegelungsmechanismus gesteuert wird durch:

Versehen jedes Mechanismus mit einem Hebelarm (520) und einem ersten Nockenstößel (529);

Führen jedes ersten Nockenstößels durch eine erste Nockenspur (530, 532) zum Steuern der Lage des Mechanismus durch die Stellung des ersten Nockenstößels relativ zum ersten Nockenpfad;

Versehen der ersten Nockenspur mit einem bewegbaren Nockenabschnitt (534), wobei die Stellung des Nockenabschnitts einer vorbestimmten Klemm- und Versiegelungsmechanismusorientierung und der vorbestimmten Klemmstelle entlang des vorrückenden Schlauches entspricht, wobei die Klemmstelle dem Produktvolumen entspricht, das eingeklemmt ist, wenn sich der Klemm- und Versiegelungsmechanismus schließt; und

Bewegen des bewegbaren Nockenabschnitts (534) in eine gewählte vorbestimmte Position im ersten Nocken (532), wodurch die gewünschte Orientierung, Klemmstelle und die gewünschte Produktmenge im geklemmten Schlauch selektiert werden.