DE4142167A1 - Vorrichtung zum fuellen von faltschachtelbehaeltern mit einem fliessfaehigen produkt, insbesondere einer fluessigkeit, und zum verschliessen der behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Füllen von an einem Ende, insbesondere an einem mit einem Ausgießer und/oder Verschluß bestückten Ende verschlossenen Faltschachtelbehälter mit einem fließfähigen Produkt, insbesondere einer Flüssigkeit, und zum Verschließen der Behälter am anderen Ende, bestehend aus einem taktweise zu öffnenden, nach unten weisenden stationären Produktauslaß und einem darunter angeordneten schrittweise vorbewegten Transporteur, der die oben offenen Behälter unter den Produktauslaß, von hier zu stationären Verschlußelementen und weiter zu einer Ausgangsstation transportiert.

Es ist bekannt, mit Faltrillen versehene, zu einem Schlauchabschnitt zusammengeklebte Faltschachtelzuschnitte auf einem umlaufenden Dornrad mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Dornen aufzuformen und an einem Ende zu verschließen. Als Zuschnittmaterial wird dabei heißsiegelfähiges Kartonverbundmaterial verwendet. Die so gebildeten an einem Ende offenen Faltschachtelbehälter werden mittels einer Übergabestation von den Dornen abgezogenen und auf einen waagerecht und geradlinig verlaufenden Transporteur gegeben, der die Behälter in Reihe schrittweise unter einen oder mehrere im Abstand der Behälter hintereinander angeordnete Produktauslässe transportiert. Problematisch bei diesem schrittweisen linearen Transport, insbesondere mit Flüssigkeit, ist die Schaumbildung und das Schwappen bei jedem Schritt. Das Schaumproblem läßt sich zwar durch mehrere hintereinander geschaltete Produktauslässe ohne Einbuße an Durchsatzleistung vermindern, nicht jedoch das Schwappproblem, doch bedeutet ersteres schon einen erheblichen Mehraufwand hinsichtlich der Füllelemente und der Länge des Transporteurs. Ähnliche Probleme bestehen auch bei anderen fließfähigen Produkten, wie zum Beispiel Mehl, Kaffee etc. Beim Einfüllen des Produktes in den Behälter kommt es durch die zu verdrängende Luft zu einer unerwünschten Staubbildung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Füllen von Faltschachtelbehältern mit einem fließfähigen Produkt, insbesondere einer Flüssigkeit, zu schaffen, die diese Probleme so weit verringert, daß eine kompakte kurze Bauweise bei hoher Durchsatzleistung möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Transporteur als vertikal angeordnetes Zellenrad mit radial angeordneten Zellen ausgebildet ist, die jeweils mindestens eine zu der in Drehrichtung des Zellenrades vor- oder nacheilenden Zellenwand durch einen Antrieb verstellbare nach- bzw. voreilende Zellenwand haben und in die vor dem oberen Scheitelpunkt des Zellenrades, wo der Produktauslaß angeordnet ist, die Behälter mit nach außen offenem Ende von einem vorgeordneten Übergabeaggregat einsteckbar sind, und daß die Verschließelemente im oberen Bereich und die Ausgangsstation im Bereich des unteren Scheitelpunktes des Zellenrades angeordnet sind, wobei die Ausgangsstation mit Entnahme- und Übergabeelementen die Behälter aus den Zellen absenkt und an einen Förderer übergibt.

Wegen der Ausbildung des Transporteurs als Zellenrad und der Anordnung der einzelnen Arbeitsstationen, wie Produktauslaß, Verschließelemente und Ausgangsstation am Umfang des Zellenrades, ergibt sich für die erfindungsgemäße Füllvorrichtung ein im Vergleich zu einer Füllvorrichtung mit einem geradlinigen Transport kompakter Aufbau. Die Bewegung der Behälter auf einem Kreis bringt auch Vorteile hinsichtlich des Schwappproblems bei fließfähigen Produkten, Mehl und insbesondere Flüssigkeit, weil nach dem Befüllen des Behälters im oberen Scheitelpunkt des Zellenrades die in Drehrichtung des Zellenrades nacheilende Wand des Behälters geneigt wird. Versuche haben gezeigt, daß dadurch nicht nur die Schwappprobleme vermindert werden, sondern daß auch die Entlüftung und staub- oder schaumarme Abfüllung begünstigt wird. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn von den relativ zueinander beweglichen vor- und nacheilenden Zellenwänden, die den Behälter zwischen sich klemmend festhalten und ihn kalibrieren, die voreilende Zellenwand die anliegende Behälterwand verformt. Das führt bei entsprechender Auslegung des Abstandselementes und der Steuerkurve zu einer Dämpfung des dann auf die Wand auftreffenden Füllstrahls und zu einer staub- oder schaumarmen Abfüllung.

Besonders vorteilhaft für eine kompakte Bauweise ist es, wenn dem Zellenrad ein vertikal angeordnetes, schrittweise angetriebenes Dornrad mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Formdornen vorgeordnet ist, auf die die an beiden Enden noch offenen, Schlauchabschnitte bildenden Faltschachtelbehälter aufsteckbar sind und an dessen Umfang stationäre Falt- und Verschließwerkzeuge und gegebenenfalls Applikationswerkzeuge zum Anbringen eines Ausgießers und/oder Verschlusses angeordnet sind, wobei das dem Zellenrad vorgeordnete Übergabeaggregat ein Schubelement aufweist, mit dem der an einem Ende verschlossene Faltschachtelbehälter von dem zugehörigen Dorn über eine neben einer Zelle des Zellenrades angeordnete Platte in die damit fluchtende Zelle verschiebbar ist.

Um die Durchsatzleistung der Füllvorrichtung weiter zu verbessern, kann bei einfacher Verdoppelung der Taktfrequenz des Dornrades der Transporteur zwei gleichartige, parallel nebeneinander angeordnete Zellenräder aufweisen, in dessen Zellen abwechselnd die ankommenden Behälter mittels des Übergabeaggregates geschoben werden.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Beschickung der Dorne im unteren Scheitelpunkt des Dornrades erfolgt. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich dann eine besonders kompakte Bauweise, weil sowohl die Beschickung des Dornrades als auch der Abtransport der gefüllten Behälter in einer Ebene, insbesondere ebenerdig erfolgen kann. Für die Bedienung und den Zugriff zu den einzelnen Maschinenteilen ist vorteilhaft, wenn das Zellenrad und/oder das Dornrad fliegend gelagert ist bzw. sind. Bei einer Lagerung an derselben Seite kann der Antrieb durch eine Wand von den Form-, Falt-, Verschließ- und Füllelementen getrennt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Maschine zum Formen, Füllen mit Flüssigkeit und Verschließen eines aus einem Faltschachtelzuschnitt hergestellten Behälters in schematischer Darstellung in Vorderansicht von der Bedienseite aus,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Aufsicht,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und

Fig. 4 ein Zellenrad der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oben in Vorderansicht und Halbschnitt und unten in Aufsicht in zu Fig. 1 vergrößerter Darstellung.

In einem kastenförmigen Magazin 1 sind aus mit Faltrillen versehenen Zuschnitten gebildete Schlauchabschnitte 2 für Faltschachtelbehälter 4 als Stapel hintereinander angeordnet. Der jeweils vordere Schlauchabschnitt 2 wird dem Magazin 1 mittels eines Entnahme- und Auffaltaggregates 3 entnommen und von unten auf einen im Querschnitt rechteckigen Dorn 5a eines vertikal angeordneten, schrittweise sich drehenden Dornrades 5 gesteckt, auf dem mehrere der Dorne 5a radial angeordnet sind. Am Umfang des Dornrades 5 sind mehrere stationär angeordnete Werkzeuge 6 bis 11 angeordnet, mit denen die außen offenen Enden der Schlauchabschnitte 2 aus heißsiegelfähigem Kartonverbundmaterial gefaltet, unter Bildung einer Stegnaht versiegelt und flach geformt werden. Dabei kann auch noch ein Ausgießer und/oder Verschluß angebracht werden.

Neben dem Dornrad 5 ist ein schrittweise sich drehendes Zwillingszellenrad 12 als Transporteur angeordnet, das aus zwei gleichartigen, mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten Einzelzellenrädern 12a, 12b besteht. Fluchtend mit einem in horizontaler Lage befindlichen, auf das Zellenrad 12 gerichteten Dorn 5a befindet sich zwischen den Zellenrädern 12a, 12b ein Platz 12c in Form einer Platte, auf die mittels eines Schubelementes 13 der auf dem Dorn 5a steckende, kopfseitig verschlossene Faltschachtelbehälter 4 geschoben und mittels eines hier nicht dargestellten Elementes des das Schubelement 13 umfassenden Übergabeaggregates seitlich in eine der benachbarten Zellen des Zellenrades 12a, 12b schiebbar ist.

Jedes Einzelzellenrad 12a, 12b hat den in Fig. 4 im einzelnen dargestellten Aufbau. Es besteht aus mehreren Zellen, die jeweils von einer in Drehrichtung des Zellenrades voreilenden beweglichen, kurvengesteuerten Wand 12a′ und einer nacheilenden feststehenden Wand 12a′′ gebildet sind. Zum Zwecke der Bewegung der Wand 12a′ ist sie in einem Gelenk 14a verschwenkbar gelagert und über einen Hebelarm 14b mit einem Abtastelement 14c mit einer ortsfesten Steuerkurve 15 verbunden. Bei Drehung des Zellenrades 12 wird die Wand 12a′ unter Verformung der anliegenden Wand des außen bzw. oben offenen Behälters 4 verformt. Die Verschwenkung dient dazu, das Volumen des Behälters 4 zu kalibrieren, ihn festzuhalten und den einschießenden Produktstrahl zu dämpfen. Am Umfang des Zellenrades 12 sind verschiedene Elemente stationär angeordnet, und zwar Vorfaltwerkzeuge 16′, Prüf- und Positionskorrekturelemente 17 für die richtige Position des Behälters 4 in der Zelle, im oberen Scheitelpunkt ein Produktauslaß 18, unmittelbar dahinter Verschließ- und Siegelelemente 19, Elemente 20 zum Umlegen der von den Elementen 19 gebildeten Stegnaht am Behälter 4 und zum Auffalten der seitlichen Ohren an dem Behälter 4, Elemente 21 zum Auftragen von Hotmelt für die seitlichen Ohren und Elemente 22 zum Anlegen der seitlichen Ohren. Im unteren Scheitelpunkt des Zellenrades 12 befindet sich eine Ausgangsstation 23 mit Entnahme- und Übergabeelementen 23a, die einen heb- und senkbaren Stempel aufweisen, mit dem die von den Zellen des Zellenrades 12 freigegebenen Behälter 4 sanft abgesenkt und mit dem gegebenenfalls mit einem Verschluß oder Ausgießer bestückten Kopfteil obenliegend auf einen sie ab fördernden Förderer 24 abgesetzt werden, der sie seitlich abtransportiert.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind sowohl das Dornrad 5 als auch das Zellenrad 12 fliegend gelagert, so daß einerseits die Antriebe in einem geschlossenen Gehäuse 25 hinter einer Trennwand 25a untergebracht sind und andererseits das Dornrad 5 mit seinen am Umfang angeordneten Elementen und das Zellenrad 12 mit seinen am Umfang angeordneten Elementen von der Vorderseite der Vorrichtung für das Wartungspersonal leicht zugänglich ist. Aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 ist weiter ersichtlich, daß vorteilhafterweise sowohl die Beschickung des Dornrades 5 mit den Schlauchabschnitten 2 der Behälter 4 als auch die Entnahme der gefüllten Behälter 4 aus den Zellen des Zellenrades 12 jeweils unterhalb des Dornrades 5 bzw. Zellenrades 12 erfolgt, so daß An- und Abtransport ebenerdig erfolgen. Neben diesen Vorteilen einer kompakten und bedienfreundlichen Bauweise besteht der Hauptvorteil aber darin, daß die bei linearem Transport bestehenden Probleme mit dem Schwappen und der Schaumbildung beherrscht werden, weil aufgrund der Bewegungsgeometrie der Zellen diese nach dem Füllen der Behälter geneigt werden und insbesondere die Zellenwand 12a verformend auf die benachbarte Behälterwand einwirkt. Deshalb kann die Maschine mit hoher Durchsatzleistung betrieben werden. Vorteilhaft bei der Vorrichtung ist auch noch, daß durch den Einsatz des Zellenrades der Behälter über den Boden gefüllt und mit dem Kopf nach oben ausgegeben wird. Eine Wendestation zum Abtransport der Behälter ist deshalb entbehrlich.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Füllen von an einem Ende, insbesondere an einem mit einem Ausgießer oder Verschluß bestückten Ende verschlossenen Faltschachtelbehälter (4) mit einem fließfähigen Produkt, insbesondere einer Flüssigkeit und zum Verschließen der Behälter (4) am anderen Ende, bestehend aus einem taktweise zu öffnenden, nach unten weisenden stationären Produktauslaß (18) und einem darunter angeordneten, schrittweise vorbewegten Transporteur (12), der die oben offenen Behälter (4) unter den Produktauslaß (18), von ihr zu stationären Verschlußelementen (19) und weiter zu einer Ausgangsstation (23) transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteur als vertikal angeordnetes Zellenrad (12) mit radial angeordneten Zellen ausgebildet ist, die jeweils mindestens eine relativ zu der in Drehrichtung des Zellenrades (12) vor- oder nacheilenden Zellenwand (12a′′) durch einen Antrieb verstellbare, nach- bzw. voreilende Zellenwand (12a′) haben und in die vor dem oberen Scheitelpunkt des Zellenrades (12), wo der Produktauslaß (18) angeordnet ist, die Behälter (4) mit nach außen offenem Ende von einem vorgeordneten Übergabeaggregat (13) einsteckbar sind, und daß die Verschließelemente (19) im oberen Bereich und die Ausgangsstation (23) im Bereich des unteren Scheitelpunktes des Zellenrades (12) angeordnet sind, wobei die Ausgangsstation (23) mit Entnahme- und Übergabeelementen (23a) die Behälter (4) aus den Zellen absenkt und an einen Förderer (24) übergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteur (12) zwei gleichartige, parallel nebeneinander angeordnete Zellenräder (12a, 12b) aufweist, in dessen Zellen abwechselnd die ankommenden Behälter mittels des Übergabeaggregates (13) geschoben werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zellenrad (12) ein vertikal angeordnetes, schrittweise angetriebenes Dornrad (5) mit radial angeordneten, im Querschnitt rechteckigen Formdornen (5a) vorgeordnet ist, auf die die an beiden Enden noch offenen, Schlauchabschnitte (2) bildenden Faltschachtelbehälter (4) aufsteckbar sind und an dessen Umfang stationäre Falt- und Verschließwerkzeuge (6-11) und gegebenenfalls Applikationswerkzeuge zum Anbringen eines Ausgießers und/oder Verschlusses angeordnet sind, wobei das dem Zellenrad (12) vorgeordnete Übergabeaggregat (13) ein Schubelement aufweist, mit dem der an einem Ende verschlossene Faltschachtelbehälter (4) von dem zugehörigen Dorn (5a) über eine neben einer Zelle des Zellenrades (12) bzw. zwischen zwei benachbarten Zellen zweier Zellenräder (12a, 12b) angeordnete Platte (12c) in die damit fluchtenden Zellen schiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (12) und/oder das Dornrad (5) fliegend gelagert ist bzw. sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufsteckaggregat (3) für die Schlauchabschnitte (2) im Bereich des unteren Scheitelpunktes des Dornrades (5) angeordnet ist.