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Technisches Gebiet, zu
dem die Erfindung gehört
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur automatischen
Herstellung von Beuteln mit Öffnungen.
Genauer bezieht sich die Erfindung auf eine mit einem Schwebetrennstück ausgestattete
Maschine zur automatischen Herstellung von Beuteln mit Öffnungen
unter Verwendung eines Folienschlauches als Rohstück, wobei
die Maschine imstande ist, in einem Abschnitt des Folienschlauches
hochwirksam Schlitzlinien zu formen, z. B. nur in einem Oberteilabschnitt
des Folienschlauches, um Öffnungen
zu formen oder viele kleine Löcher
auf einmal zu bilden.
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Verwandter
Stand der Technik
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Ein
Schutzbeutel, der aus einer Kunststoff-Folie hergestellt ist, wie
z. B. thermoplastische Polyolefin-Kunststoff-Folie, z. B. Polyethylen
(PE) oder Polypropylen (PP) oder thermoplastische Kunststoff-Folie,
z. B. Nylon, PVC, PVA, EVA, PS oder PET (einschließlich eines
Laminats davon), die für
Bleche für
Automobile und als andere Schutzabdeckungen verwendet werden, wurde
bisher durch Stapeln einer großen
Menge von z. B. einigen zehn bis einigen hundert Folienstücken hergestellt,
die eines auf dem anderen in die Form eines Blechs geschnitten wurden,
um große
und kleine Öffnungen
zu bilden, und Schmelzkleben der erforderlichen Abschnitte.
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Im
Falle der Herstellung eines Beutels mit asymmetrischen Öffnungen
in der Ober- und Unterseite werden zum Ausführen des Zerschneidens oder Öffnens insbesondere
Rohstücke
von doppelter Größe gestapelt
und die Folien Stück
für Stück gefalzt
und schmelzgeklebt.
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Dieses
herkömmliche
Verfahren ist zur Herstellung vieler Arten von Beuteln in kleinen
Mengen geeignet, birgt jedoch viel Handarbeit, was zu einem Anstieg
der Produktionskosten führt,
noch dazu begleitet von Qualitätsmängeln, wie
z. B. schlechte Öffnung,
schlechtes Schmelzkleben und dergleichen. Außerdem ist der Produktionsertrag
nie hoch.
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Die
japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. 67414/1993 offenbart eine
verbesserte Vorrichtung zum Heißschmelzen
und Kleben, bei der zwei überlappte
Kunststoff-Folienstücke
unter Verwendung einer beheizten Klinge geschnitten und die Schnittenden
durch Erwärmen
miteinander schmelzverklebt werden. Mit dieser Vorrichtung können die
zwei überlappten
Folienstücke
jedoch nur gleichzeitig geschnitten und schmelzgeklebt werden, ohne
eine derart verfeinerte Arbeit zu erreichen, dass ein Abschnitt
der Folie oder des schlauchförmigen
Rohstücks
abgeschnitten und geöffnet
wird, um wenigstens einen Abschnitt entsprechend dem Boden des Beutels
schmelzzukleben. Mit anderen Worten, es war nicht möglich, gleichzeitig
asymmetrische Öffnungen
in der Ober- und der Unterseite zu formen.
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Des
Weiteren offenbart die US-A-4 166 412 ein Verfahren, das die oberbegrifflichen
Merkmale des Anspruches 1 zeigt.
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Offenbarung
der Erfindung
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Es
ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu verminderten
Kosten und mit hoher Geschwindigkeit Schutzbeutel aus einer Kunststoff-Folie
mit großen
und kleinen Öffnungen
herzustellen, die symmetrisch oder asymmetrisch in beiden Oberflächen sind.
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Es
ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in großer Menge
Schutzbeutel aus einer Kunststoff-Folie von stabiler und hoher Qualität ohne Qualitätsunterschiede
herzustellen.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht zur Darstellung der allgemeinen Struktur einer
Vorrichtung zur Herstellung von Beuteln, die nicht Teil der Erfindung
ist;
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2 ist
eine Draufsicht davon;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Hauptteils; und
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4 ist
eine Schnittansicht zur Darstellung eines Hauptteils einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Beschreibung
von Ausführungsformen
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Die
Erfindung wird nun im Einzelnen beschrieben.
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In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Abwickelrolle, 4 bezeichnet
Klemmwalzen der Einlassseite, 5 bezeichnet eine Klemmwalzen-Antriebseinheit
der Einlassseite, die Bezugszeichen 6A und 6B bezeichnen
Lichtelementvorrichtungen, 9 bezeichnet einen eng angeschmiegten
Folienschlauch, 9A bezeichnet eine Schlaufe, 10 bezeichnet
getrennte Folienschläuche, 10A bezeichnet eine
Oberseite des Folienschlauches, 10B bezeichnet eine Unterseite
des Folienschlauches, die Bezugszeichen 12, 12A, 12B, 12C und 12D bezeichnen Walzen, 13 bezeichnet
eine Walze zum Begrenzen der Fortschrittsrichtung, 13A bezeichnet
ein Lagerteil zum Lagern der Walze zum Begrenzen der Fortschrittsrichtung, 14 bezeichnet
eine Oberseiten-Öffnungsvorrichtung, 15 bezeichnet
eine Unterseiten-Öffnungsvorrichtung, 16A bezeichnet
einen Abwärtsschnittkante, 16B bezeichnet
einen Aufwärtsschnittkante, 17A bezeichnet
einen nach unten gerichteten Wärmestanzstempel, 17B bezeichnet
einen nach oben gerichteten Wärmestanzstempel, 19 bezeichnet
eine Knitterentfernungswalze (konvexe Walze), 20 bezeichnet
ein Schwebetrennstück, 20A bezeichnet
ein Einfressverhinderungsende, 20B bezeichnet eine offene
Nut, 20C bezeichnet eine Schlagstempelnut, 20E bezeichnet
eine Endwalze, 21 bezeichnet eine Spannwalze, 22 bezeichnet
eine Umlenkrolle, 22A bezeichnet eine Andrückwalze, 23 bezeichnet
Klemmwalzen (Antriebswalzen) der Auslassseite, 25 bezeichnet
ein Messer mit glatter Schneide, 26 bezeichnet einen Luftblaskühler, 26A bezeichnet
Luftblasdüsen, 26B bezeichnet
ein Luftblaskühler-Lagerteil, 27 bezeichnet
eine Luftblaszuführung
mit Mitteln zum Entziehen statischer Elektrizität, 28 bezeichnet Mittel
zum Entziehen statischer Elektrizität, 30 bezeichnet eine
Schmelzklebevorrichtung (Hitzeversiegler), 30A bezeichnet
eine Ablage für
die Schmelzklebevorrichtung, 31 bezeichnet eine Bremse, 32 bezeichnet
eine Rolle Fluorkunststoff-Folie, 33 bezeichnet eine Fluorkunststoff-Folie, 35 bezeichnet
einen Stapel Produktbeutel, 36 bezeichnet ein Portalgehäuse, 37 bezeichnet
ein Griffstück
zum Einstellen der Spannwalze, 38 bezeichnet ein Endlosband
und 40 bezeichnet ein Steuerpult.
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Die
Ausführungsform 1 schließt die Abwickelrolle 2,
ein Paar einlassseitige Klemmwalzen 4 und 4 zum
Ziehen des darauf gewickelten, eng angeschmiegten Folienschlauchteils 9 und
die einlassseitige Klemmwalzen-Antriebsvorrichtung 5 ein,
die einen Motor und ein Vorgelege zum Antreiben der Klemmwalzen
enthält.
Die Schlaufe 9A ist zwischen den Klemmwalzen 4, 4 und
der Walze 12 gebildet, und die Länge der Schlaufe 9A wird
basierend auf einem Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen
der Walze 12 und den Klemmwalzen 4, 4 durch
die Lichtelementvorrichtungen 6A und 6B gesteuert.
Das Schwebetrennstück 20 wird
zwischen der Walze 12A und dem Walzenpaar 13, 13 in
den Folienschlauch 10 eingebracht, um die Fortschrittsrichtung
zu begrenzen.
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Das
Schwebetrennstück 20 hat
die Form einer Platte, die vom Gewicht her leicht ist, bis zu einem
gewissen Grad steif ist, widerstandsfähig gegen die Wärme ist
und eine glatte und schlüpfrige
Oberfläche
aufweist, und weist an einem Ende auf der Auslassseite ein Einfressverhinderungsende 20A auf,
das durch ein FK-Kernelement gebildet ist, das mit einem nicht rostenden
Stahl überzogen
ist, oder durch ein korrosionsbeständiges Metall wie Aluminium,
Aluminiumlegierung, kupferhaltiges Metall, z. B. Messing, Bronze,
oder einen nicht rostenden Stahl gebildet ist.
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Der
ganze Werkstoff des Schwebetrennstücks 20 kann ein (massives)
Kunststoff-Gussteil sein, wie z. B. ein hartes und hochdichtes PE
(Polyethylen) oder ein PE niedriger Dichte, PP (Polypropylen), PS
(Polystyrol), ABS (Akrylnitril-Butadien-Styrol), PET (Polyethylenterephthalat),
ein Hohlelement, ein bekanntes Element oder ein FK. Ferner kann
das Schwebetrennstück
eine Wabenstruktur aufweisen oder ein beliebiger anderer Hohlformling
oder ein kohlefaserverstärkter
Kunststoff sein. Daher kann das Schwebetrennstück 20 der vorliegenden
Erfindung unter Verwendung einer Wellpappe oder eines kunststoffimprägnierten
Papiers hergestellt werden.
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Wie
später
noch beschrieben wird, nimmt das Schwebetrennstück 20 wiederholt Scherkraft
von der Öffnungs-/Schmelzklebevorrichtung
auf und/oder wird wiederholt beheizt, und seine Oberfläche neigt zu
Beschädigungen.
Um dem zu begegnen, ist die Oberfläche des Schwebetrennstücks mit
einem fluorhaltigen Harz wie PTFE, PFA, PFEP oder PETFE beschichtet,
um einen kleinen Reibungskoeffizienten μ bezüglich des Folienschlauches
aufrechtzuerhalten und eine Festigkeit auf der Oberfläche gegen
die Wärme
aufrecht zuerhalten.
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In
jedem Fall muss das Schwebetrennstück 20 an den Ecken
abgerundet sein, eine ganz glatte Oberfläche aufweisen, bezüglich der
Innenfläche
des Folienschlauches einen besonders kleinen Reibungskoeffizienten μ haben und
Hitzebeständigkeit aufweisen.
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Ganz
gleich, wie leichtes Material verwendet wird, das Gewicht des Schwebetrennstücks kann nicht
auf Null gebracht werden. Daher wird der Druck der Unterseite zur
Tragwalze zwangsläufig
größer als der
Druck der Oberseite. Wenn die Ober- und Unterseite der Schlauchfolie
gleichzeitig der Bearbeitung wie Perforation, Scheren oder Schmelzkleben
unterzogen werden, wird daher die untere Folie 10B im Vergleich
zur oberen Folie 10A leicht herausgerissen oder an dem
schmelzgeklebten Abschnitt durchgerissen. Um dem zu begegnen, können die
folgenden Mittel eingesetzt werden.
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Wenn
z. B. eine einzelne Schicht oder eine mehrlagige Schicht Weichstahlplatten
oder ein Kunststoff-Formteil, in dem Ferrit dispergiert ist, als Kernelement
des Schwebetrennstücks
verwendet wird, kann die magnetische Feldstärke angelegt werden, um dessen
Eigengewicht unter Verwendung eines auf der Oberseite und/oder der
Unterseite vorgesehenen ortsfesten Elektromagnets auszugleichen. In
diesem Fall, wenn eine Walze mit integrierten mehrfachen Elektromagneten
auf der Oberseite und/oder der Unterseite angeordnet ist, kann die
magnetische Feldstärke
angelegt werden, ohne dass zusätzlicher
Raum eingenommen wird.
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Als
Nächstes
werden nun die Öffnungsvorrichtung 14 und
die Schmelzklebevorrichtung 15 im Einzelnen beschrieben.
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In 1 ist
die Unterseiten-Öffnungsvorrichtung 15 eine
Folienschlauch-Bearbeitungseinheit, welche die Schnittkante 16B und
den nach oben gerichteten Wärmestanzstempel 17B einschließt, und die
Oberseiten-Öffnungsvorrichtung 14 ist
eine Folienschlauch-Bearbeitungseinheit,
welche die Abwärtsschnittkante 16A und
den nach unten gerichteten Wärmestanzstempel 17A einschließt. Diese Schneiden
und Stempel führen
die Bearbeitung nahezu lotrecht in einem Zustand aus, wo der Folienschlauch
durch die Ober- und Unterseite des Schwebetrennstücks 20 gelagert
ist, um dadurch durch Schneiden Öffnungen
auszubilden und durch Stanzen zu perforieren. Die Schneidkante ist
gewöhnlich ein
Abschneidemesser mit verschiedenartiger Gestaltung, wie z. B. in
U-Form oder Viereckform auf einer Ebene, und die beheizten Stempel
weisen eine runde Form (zylindrisch) auf und werden elektrisch beheizt.
Die angreifende Oberfläche
des beheizten Stempels kann eine längliche Plattenform aufweisen.
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Der
Folienschlauch 19, der an der Ober- und Unterseite des
Schwebetrennstücks 20 geöffnet wird, bewegt
sich vorwärts
(nach rechts in 1), indem er von den Klemmwalzen 23 und 23 der
Auslassseite angetrieben wird, und wird aufgrund eines in jeder der
Klemmwalzen 23 und 23 auf der Auslassseite integrierten
Impulszählers
(nicht gezeigt) nach jeder vorbestimmten Länge angehalten und die Ober-
und Unterseite davon zwischen den Hitzeversiegler 30 und
die Ablage 30 geschoben, um beheizt und miteinander schmelzverklebt
zu werden. Dabei bewegt sich die Spannwalze 21 entlang
einer Stange des Portalgehäuses 36 auf
und ab und wirkt so als Schlaufenbildner.
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Während dieser
Zeitspanne werden Knitter des Folienschlauches durch die Knitterentfernungswalze
entfernt, die eine mit Walzenkrone versehene konvexe Walze ist.
Durch Verwenden einer Welle mit einer Sperrklinkenvorrichtung ist
die Walze 32 der Fluorkunststoff-Folie drehbar an einem
oberen Ende des Portallagerteils 13A gelagert, und das
Fluorkunststoff-Folienband erstreckt sich nahe an der Umlenkrolle 12.
Die Fluorkunststoff-Folie dient dazu, das Schmelzkleben zwischen
dem Hitzeversiegler 30 und der Oberseite des Folienschlauches
zu verhindern.
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Das
Ende des Hitzeversiegler-Angriffsteils ist in Form von parallelen
linearen Schneiden einer geraden Anzahl vorgesehen, die parallel
in Breitenrichtung der Strecke verlaufen. Nach dem Schmelzkleben
wird ein Zwischenabschnitt des parallelen, linear schmelzgeklebten
Abschnitts des Folienschlauches in Breitenrichtung unter Verwendung
eines Messers 25 mit glatter Schneide abgeschnitten und
so ein Produktbeutel hergestellt, der auf dem Produktbeutelstapel 35 gestapelt
wird. Die Schritte Ausführen
des Öffnens,
Schmelzklebens und Schneidens werden alle ein bis vier Produktbeutel
aufeinander folgend in angehaltenem Zustand ausgeführt. Zur
Abkühlung
des Folienschlauches nach der Bearbeitung wird die Luft mit Normaltemperatur
oder die gekühlte
Luft aus den Luftblasdüsen 26A des
durch das Luftblaskühler-Lagerteil 26B gelagerten
Luftblaskühlers 26 geblasen. Des
Weiteren wird der hohle, eisbonbonartige Folienschlauch nach der
Bearbeitung, die weitergeht, wie von der Seite gesehen, durch das
in 1 gezeigte Messer 25 mit glatter Schneide
an dem schmelzgeklebten Abschnitt abgeschnitten und auf dem Produktbeutelstapel 35 gestapelt.
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Von
wesentlicher Bedeutung ist in der vorliegenden Erfindung, dass durchgehende/nicht
durchgehende Öffnungen
und runde Öffnungen
unter Verwendung des Schwebetrennstücks 20 in der Ober- und
Unterseite oder in den Seitenflächen
auf asymmetrische Art und Weise geformt werden, um der Verwendung
des Produktes entgegenzukommen und daneben ein Drucker in Kombination
verwendet wird, um die Schutzbeutel mit gewünschten Öffnungen in Masse herzustellen,
die auch zu reduzierten Kosten bedruckt wurden. Die Bearbeitung
wird selten an den Seitenflächen
ausgeführt.
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4 stellt
eine Ausführungsform
des Schwebetrennstücks 20 dar.
Mittel zur Begrenzung der Fortschrittsrichtung am Ende des Schwebetrennstücks 20 sind
unter Verwendung eines Endlosbandes 38 gebildet, das zusätzlich zu
der oberen und der unteren Walze mit zwei Stufen um drei Walzen
geführt
ist. Dies macht es möglich,
das Ende des Schwebetrennstücks 20 zu
seiner Begrenzung durch eine weiche Oberfläche aufzunehmen. Ferner ist eine
Walze 20E drehbar am Ende des Schwebetrennstücks gelagert,
um eine rollende Reibung anstelle des Gleitreibungswiderstands durchzumachen und
dadurch den Reibungskoeffizienten μ weiter herabzusetzen.
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Die
Einrichtung zur Begrenzung der Bewegung des Schwebetrennstücks in der
Breitenrichtung an dessen Seitenflächen ist ganz einfach durch
ein schwenkbar angeordnetes Paar oder zwei oder mehr Paare Walzen
oder feste Führungen
gebildet, deren Axialrichtung nahezu vertikal ausgerichtet ist,
mit einem kleinen Spalt auf beiden Seiten davon, wobei diese Lösung nicht
Teil der beanspruchten Erfindung ist, oder sie ist durch ein in
Längsrichtung
um die Walzen (ein oder mehr Walzenpaare) geführtes Endlosband gebildet.
Diese sollen die Position des Schwebetrennstücks in Breitenrichtung davon
bestimmen und üben
nicht jederzeit eine große
Schubkraft aus, verglichen mit der Einrichtung zum Begrenzen der
Fortschrittsrichtung des Schwebetrennstücks, das jederzeit dorthin
geschoben wird. Daher kann diese Einrichtung einfach so ausgeführt sein, dass
sie keine Risse an dem gerade geförderten Folienschlauch verursacht.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung macht es möglich, alle
oben erwähnten
Aufgaben zu erfüllen.
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Das
heißt,
bei der Herstellung eines Beutels unter Verwendung der Schlauchfolie
als Rohstück macht
es die Verwendung des Schwebetrennstücks möglich, die Schutzbeutel aus
einer Kunststoff-Folie mit Öffnungen
komplexer Muster mit asymmetrischen Ober- und Unterseiten zu verringerten
Kosten in Masse herzustellen, ohne dass Rohstücke doppelter Größe von Hand
ausgeführt
werden müssen.