DE602004000912T2

DE602004000912T2 - Vffs-füller für grosse beutel

Info

Publication number: DE602004000912T2
Application number: DE602004000912T
Authority: DE
Inventors: Roland Brossard BASQUE; J. Geoff Houston KNOWERS
Original assignee: Glopak Inc
Current assignee: Glopak Inc
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: ES2264108T3; AU2004205068A1; CA2475824C; MXPA05007380A; CN1747871A; EP1590247A1; WO2004063014A1; US20040134165A1; CA2475824A1; BRPI0406691A; DE602004000912D1; US6826892B2; ATE326390T1; EP1590247B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum vertikalen Ausbilden, Füllen und Verschweißen von Beutel (VFFS (vertical pouch forming, filling and sealing)-Maschine) zum Herstellen von Beutel und Füllen von diesen mit einem flüssigen Inhalt in einem Bereich von ungefähr 5 bis 20 Liter.
Derartige Maschinen sind allgemein aus der Schrift GB-A-1 471 361 bekannt.
Stand der Technik
Bekannt werden große Kunststofffolienbeutel aus Beutelherstellungseinrichtungen hergestellt und zu Umwandlern transportiert, um mit einem Inhalt gefüllt zu werden und dann in vorbestimmten Anzahlen in Kartonschachteln verpackt zu werden, um zu dem Endverbraucher transportiert zu werden, wo die Beutelinhalte gewöhnlich durch ein Ventil verteilt werden, das an einer Seitenwand der Beutel gesichert ist. Dies ist ein arbeitsintensives und teures Verfahren, da es viele Schritte und eigene Kosten für den Transport beinhaltet. Jedoch ist es wegen der Größe dieser Beutel, die normalerweise in der Lage sind, einen flüssigen Inhalt in dem Bereich von 5 bis 20 Liter zu halten, das einzig bekannte Verfahren, um diese Beutel zu füllen, da vorhandene Anlagen nicht geeignet ist, den Vorgang vollständig zu automatisieren.
Offenbarung der Erfindung
Es ist ein Merkmal der Erfindung, ein VFFS-Füllgerät für große Beutel bereitzustellen, die voranstehend beschrieben wurden, und das im Wesentlichen die voranstehend erwähnten Nachteile überwindet.
Gemäß dem voranstehenden Merkmal stellt die Erfindung aus einem breiten Gesichtspunkt eine VFFS (vertical pouch forming, filling and sealing)-Maschine zum Herstellen von Beuteln mit einem flüssigen Inhalt in dem Bereich von 5 bis 20 Litern bereit. Die Maschine umfasst eine Trageinrichtung zum Tragen von einer oder mehreren Zufuhrrollen eines Folienmaterials. Eine Führungseinrichtung ist bereitgestellt, um ein Folienblatt von einer der Zufuhrrollen entlang einem Zufuhrweg zu tragen und zu führen. Ein Folienzufuhrantrieb ist bereitgestellt, um das Folienblatt entlang dem Zufuhrweg und durch eine Beutelausbildungseinrichtung zu verschieben, wo ein Abschnitt des Folienblatts gefaltet und um eine Fallröhre vorgesehen ist, die in sich ein Flüssigkeitsfüllröhre aufweist. Eine Vertikalschweißeinrichtung ist bereitgestellt, um entlang des gefalteten Folienblatts eine Vertikalverschweißung auszubilden. Eine Horizontalschweißeinrichtung ist bereitgestellt, um eine Bodenverschweißung für einen zu füllenden Beutel und eine obere Verschweißung für einen gefüllten Beutel herzustellen. Eine Trenneinrichtung ist bereitgestellt, um die gefüllten Beutel von dem zu füllenden Beutel abzunehmen. Eine Trageinrichtung ist bereitgestellt, um einen Beutel während des Betriebszyklus der Horizontalschweißeinrichtung zu tragen, um zu verhindern, dass das Gewicht der in den Beutel gefüllten Flüssigkeit die Folie in einer horizontalen Heißschweißzone der Horizontalschweißeinrichtung spannt, um einen Verlust von Oberflächenspannung der Folie in der horizontalen Heißschweißzone während einem horizontalen Heißschweißzyklus zu kompensieren. Die Trageinrichtung beschränkt die zu füllende Beutel ebenfalls, um zu verhindern, dass sie sich während des Füllzyklus ballonartig aufbläst. Die Trageinrichtung hat einen Abgabetorabschnitt, um die gefüllte Beutel nach dem Horizontalschweißzyklus abzugeben.
Gemäß einem weiteren breiten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, aus einem fortlaufenden Folienblatt vertikal einen Beutel auszubilden, die Beutel mit einem flüssigen Inhalt in einem Bereich von ungefähr 5 bis 20 Liter zu füllen und die gefüllten Beutel zu verschweißen. Das Verfahren umfasst die Schritte, das Folienblatt von einer Zufuhrrolle und entlang eines Zufuhrwegs um eine Führungseinrichtung und durch eine Beutel-Herstelleinrichtung zu ziehen. Die Beutel-Herstelleinrichtung ist an einem oberen Ende einer Fallröhre gesichert. Ein Abschnitt des Folienblatts wird um die Beutel-Herstelleinrichtung gefaltet, um eine gefaltete Folienröhre auszubilden. Die gefaltete Folienröhre wird in vorbestimmten Längszyklen um die Fallröhre gezogen. Die Fallröhre weist in sich eine Flüssigkeitsfüllröhre auf. Eine Vertikalverschweißung wird entlang einem überlappten Folienabschnitt der Folienröhre und über das Fallröhre ausgebildet. Eine horizontale Richtung wird durch eine Horizontalschweißeinrichtung ausgebildet, um eine horizontale Bodenverschweißung für einen mit der Flüssigkeit zu füllenden Beutel auszubilden und gleichzeitig eine obere horizontale Verschweißung für einen gefüllten Beutel auszubilden. Der gefüllte Beutel wird von dem zu füllenden Beutel getrennt. Der gefüllte Beutel wird abgegeben und vor dem Abtrennen des Folienbeutels wird der zu füllende Beutel mit einer Flüssigkeit gefüllt, da der Beutel in eine Trageinrichtung gezogen wird um den zu füllenden Beutel in einen Käfig zu zwingen. Der Beutel wird während des Füllzyklus in den Käfig gezwungen, um zu verhindern, dass sich der Beutel durch die Kraft der Flüssigkeit in der Form eines Ballons nach außen aufbläst. Die Trageinrichtung trägt ebenfalls den Beutel während des horizontalen Schweißzyklus, um zu verhindern, dass das Gewicht der in den Beutel zu füllenden Flüssigkeit die Folie in der horizontalen Heißschweißzone der Horizontalschweißeinrichtung spannt, um so einen Verlust von Oberflächenspannung der Folie in der horizontalen Heißschweißzone während des horizontalen Heißdichtzyklus zu kompensieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Seitenansicht einer vertikalen VFFS-Maschine ist, die gemäß der Erfindung konstruiert ist;
2 eine Vorderansicht der Maschine aus 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht ist, die die Bauteile darstellt, die mit den Beutelausbildungs-, Füll-, und Verschweißungsabschnitten der Maschine zusammenhängen und die die Konstruktion des Tragkäfigs darstellt;
4 eine Seitenansicht ist, die einen anderen Abschnitt der Maschine innerhalb des Hauptgehäuses zeigt und die Verknüpfung zwischen den Vertikal- und Horizontalschweißschienen darstellt;
5 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konstruktion der vertikalen Schweißstange zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konstruktion der horizontalen Schweißstange zeigt;
7 eine perspektivische Ansicht ist, die die Konstruktion des Zufuhrantriebs zeigt;
8A eine Vorderansicht der Beutel-Herstelleinrichtung ist;
8B eine Rückansicht der 8A ist;
8C eine Seitenansicht der 8A ist;
9 eine schematische Seitenansicht des Beuteltragkäfigs ist;
10 eine schematische Seitenansicht ist, die eine weitere Ausführungsform des Abgabeendabschnitts des Tragkäfigs darstellt;
11 eine schematische Ansicht ist, die die Position von Verteilfingern bei dem unteren Ende der Fallröhre darstellt, um die Folienröhre zu verteilen, die gegenüber flachen Seitenwänden eines zu füllenden Beutels ausgebildet und horizontal verschweißt ist;
12 eine Draufsicht ist, die die Position einer Spaltrolle zeigt, die gegen die um die Fallröhre zu verschiebende Folie vorgespannt ist;
13A eine perspektivische Ansicht ist, die die Konstruktion einer Einsatz-Anbringungseinrichtung zum Sichern eines Abgabeventils an der Folieblatt zeigt;
13B eine vereinfachte Ansicht ist, die die Schlitzstempel- und Schweißkopfbaugruppe der Einsatz-Anbringungseinrichtung zeigt; und
14 eine andere modifizierte Version eines Einsatz-Anbringungseinrichtung zum Sichern eines Abgabeventils an der Folieblatt zeigt.
Betriebsarten zum Ausführen der Erfindung
Mit Bezug auf 1 bis 4 ist allgemein bei 10 die VFFS-Maschine der Erfindung zum Herstellen und Füllen von Beuteln 11 mit einem flüssigen Inhalt in einem Bereich von ungefähr 5 bis 20 Liter dargestellt. Diese besondere Maschine wurde konstruiert, um Beutel mit einem Zehn-Liter-Inhalt auszubilden. Die Maschine umfasst ein Zufuhrrollengehäuse 12, das in der Lage ist, eine oder mehrere Zufuhrrollen 13 eines Folienmaterials in Blattform aufzunehmen, hierin ein Blatt 14 eines Polyethylenbasis-Folienmaterials, das eine Dicke im Bereich von ungefähr 2,5 bis 4 mm hat. In der in 1 dargestellten besonderen Maschine ist ein Einsatz-Anbringungseinrichtungsgehäuse 15 zwischen dem VFFS-Maschinengehäuse 16 und dem Zufuhrrollengehäuse 12 ausgebildet. Dieses Einsatz-Anbringungseinrichtungsgehäuse ist ein optionales Merkmal, falls ein Abgabeventil oder Handgriff oder eine andere Einrichtung an dem auszubildenden Beutel zu sichern ist. Die Konstruktion der Einsatz-Anbringungseinrichtung 17 wird später in genauerem Detail beschrieben, aber wie hierin gezeigt wird, ist die Einsatz-Anbringungseinrichtung an dem Foliematerial 14 gesichert, bevor dieses in das VFFS-Maschinengehäuse 16 zugeführt wird.
Das Folienmaterial 14 wird durch die Gehäuse 12, 15 und 16 durch eine Vielzahl von Führungsrollen 18 geführt, wobei das Folienmaterial einem Zufuhrweg durch diese Gehäuse folgen wird und gelehrt bleiben wird. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist ein Zufuhrantrieb 19 für das Folienmaterial oberhalb von der Horizontalschweißeinrichtung vorgesehen, die hierin aus einer horizontalen Schweißschienenbaugruppe 20 bestimmt ist, die ein Paar von horizontalen Schienen 21 aufweist, die mit einem elektrischen Strom mit einem Impuls beaufschlagt werden, um eine horizontale Verschweißung bei einem oberen Ende eines gefüllten Beutels 22 bereitzustellen, und eine untere Verschweißung für einen obersten Beutel 23 auszubilden, der mit einem flüssigen Inhalt zu füllen ist, der durch ein Paar von Zufuhrröhren 24 in diesen abgegeben wird, die mit einem oberen Zufuhrtank 9 verbunden sind, der fortlaufend durch eine geeignete Röhre 8 aus rostfreiem Stahl befüllt wird. Der Zufuhrantrieb 19 ist von einer in dem Stand der Technik gut bekannten Art und umfasst ein Paar von gegenüberliegenden Klemmrollen 25 und 25', durch die Seitenkanten einer gefalteten Folienröhre 14' gefangen werden und vorangeführt werden, wobei die Folienröhre 14' durch die Maschine gezogen wird.
Wie aus 8A bis 8C deutlicher ersichtlich ist, wird das Folienmaterial 14 über eine Beutelherstellungseinrichtung 26 gezogen, die an dem oberen Ende einer Fallröhre 26 gesichert ist, die aus einem im Wesentlichen ovalen Querschnitt besteht. Die Beutelherstellungseinrichtung 26 umfasst einen Umschlagkranz 27 aus rostfreiem Stahl, der sich über das obere Ende der Fallröhre 26' erstreckt und herumwickelt, um einen rückwärtigen Kragenabschnitt 27' auszubilden, der von der Fallröhre 26' aus nach außen abgeschrägt und beabstandet ist. Ein Schlitz 28 ist in dem rückwärtigen Abschnitt 27' bereitgestellt, um das Durchtreten eines Verteilungsabflusses 55 zu gestatten, der an der Folienmaterial 14 gesichert ist. Das Folienmaterial 14 wird durch den Umschlagkranz 27 geführt, sich im Kreis um die Fallröhre 26' herumzubewegen und bei gegenüberliegenden vertikalen Seitenkanten 27' und 27'' davon zu überlappen, um einen Überlappungsbereich 30 auszubilden, wo eine vertikale Schweißung anzuwenden ist. Da das Folienmaterial über die Beutelherstellungseinrichtung 26 gezogen wird, bildet sie die ovale Folienröhre 14' und tritt unter einer ovalen Schweißschiene 31 durch, wie aus 3 ersichtlich ist, wobei die Folienröhre 14' gegen die Fallröhre 26 in Anlage ist. Die vertikale Schweißschiene wird gegen die Folienröhre 14' angewendet, wenn die Folienröhre 14' angehalten wurde. Die Fallröhre bildet die Stütze für die vertikale Schweißschiene.
Da die Folienröhre 32 das untere Ende 33 der Fallröhre 26' verlässt, wird sie, wie aus 11 ersichtlich ist, durch Spreizfinger 34 gespreizt beibehalten, die federbelastet sein können oder die durch einen Mechanismus betätigt werden können (nicht gezeigt), um die Folienröhre 26' mit ihren gegenüberliegenden Seitenwänden 32' gespreizt, gelehrt und parallel miteinander zu halten, um Knicke in den Folienröhrenseitenwänden 32' vor dem Ausbilden einer Horizontalschweißung quer über die Folienröhre auszuschließen.
Wie aus 4 ersichtlich ist, werden die horizontalen Schweißschienen 21 durch einen Betätigungsmechanismus 35 geöffnet und geschlossen, der einen Antriebsmotor 36 umfasst, der durch einen Zeitgurt 38 mit einem Antriebsrad 37 verbunden ist. Das Antriebsrad 37 dreht eine Steuerwelle 39, an der Betätigungsschienen 40 zum Öffnen und Schließen der horizontalen Schweißschienen 21 gesichert sind. Zusätzlich ist die Antriebswelle 37 durch ein Gelenk 41 zum Bedienen der vertikalen Schweißschiene 31 in Synchronisation mit den horizontalen Schweißschienen 21 verbunden. Wenn die Schweißschienen betätigt werden, wird das Folienmaterial stationär durch das Anhalten des Zufuhrantriebs 19 gehalten. Wie hierin gezeigt ist, wird das Zufuhrrad durch einen Motor 42 angetrieben, der in Synchronisation mit dem Motor 36 betätigt wird. Diese Schweißschienen sind mit Stromimpulsen betätigte Schweißschienen und wie aus 6 ersichtlich ist, sind die horizontalen Schweißschienen mit einem Schweißdraht 45 bei deren Mitte bereitgestellt. Dieser Schweißdraht 45 bestimmt eine Trenneinrichtung zum Abnehmen des gefüllten Beutels 22 von dem zu füllenden Beutel 23 während des Betriebs des horizontalen Schweißzyklus.
Mit zusätzlichem Bezug auf 9 ist eine zusätzliche Konstruktion einer Beuteltrageinrichtung 46 gezeigt, die hierin als Käfig 47 ausgebildet ist, der aus horizontalen Rollen 48 ausgebildet ist, die eine rückwärtige Wand bestimmen, hierin diese Rollen 48', und eine vordere Wand, hierin durch Rollen 48. Diese Rollen sind um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, wobei sie die zu füllenden Beutel bei ihrem Absinken in den Käfig 47 zurückhalten, um zu verhindern, dass der Beutel 22, der mit Flüssigkeit zu füllen ist, sich wegen des Drucks ihres flüssigen Inhalts ballonförmig nach außen aufbläst. Falls der Beutel sich ballonförmig nach außen aufblasen würde, wäre es schwierig, den Beutel handzuhaben, der unstabil wäre, da er mit Flüssigkeit 49 gefüllt ist.
Der in 9 dargestellte Beutel 22 ist mit Flüssigkeit 49 gefüllt und bei seinem oberen Ende 50 verschweißt, aber durch die rückwärtigen und vorderen Rollenwände in den Käfig gezwungen. Um den gefüllten Beutel 22 aus dem Käfig 47 abzugeben, nachdem der Beutel vollständig verschweißt ist, ist die vordere Rollenwand 48 an einem unteren Drehgelenk 58 drehgelenkig aufgehängt, um durch ein zylinderbetätigtes Gelenk, das hierin als 53 schematisch dargestellt ist, in der Richtung des Pfeils 52 gezogen nach außen und unten zu werden. Wenn die vordere Rollenwand 48 nach unten gezogen wird, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist, wird der gefüllte Beutel 22 auf den Rollen 48 zusammensinken und auf einem Abgabeförderband 54 abgegeben. Dies wird sehr schnell ausgeführt, und die vordere Wand wird wieder in Position gebracht, um dden nächste Beutel aufzunehmen, der gefüllt wird, wenn er sein Absinken in den Käfig beginnt. Wie aus 9 ersichtlich ist, weist der Beutel ein Abgabeventil 55 auf, das in den Käfig gezogen wird, das an diesem gesichert wird und das Ventil ist gegen die Rückwandrollen 48' angeordnet. Da der Beutel durch Schwerkraft abgegeben wird, wie durch gestrichelte Linien 22 dargestellt ist, ist entsprechend die Abdeckung 55 auf dem Abgabeförderband 54 als Oberstes vorgesehen. Die Rückwand könnte ebenfalls durch eine flache Wand aus rostfreiem Stahl bestimmt sein.
Mit Bezug auf 9 und 10 ist eine alternative Ausführungsform der Abgabeeinrichtung des Käfigs gezeigt, und wobei die unteren Endrollen 56 eine Bodenfallenwand ausbilden und mit dem Drehgelenk 51 verbunden sind, wobei der Beutel von unterhalb des Käfigs 47 freigegeben wird. Mit solch einer Anordnung ist es notwendig, den gefüllten Beutel 22 auf einer Orientierungsrutsche 57 abzugeben, um den gefüllten Beutel mit dem Abgabeventil 55 nach oben gerichtet abzugeben. Wie hierin gezeigt ist, fällt der Beutel auf der Rutsche 57 und wird gerichtet auf eine weitere Rutsche 58 zu fallen, wobei das Ventil 55 nach oben vorgesehen ist. Diese Rutschen würden eine Rollenoberfläche aufweisen, um das Abgeben der Beutel auf den Rutschen zu erleichtern. Die zweite Rutsche 58 ist so vorgesehen, dass der gefüllte Beutel auf dem Abgabeförderband 54 abgegeben wird.
Ein anderer wichtiger Vorteil des Tragkäfigs 47 ist, das vor dem Betätigen der horizontalen Schweißschienen der gefüllte Beutel 22 auf eine im Wesentlichen unbewegliche Weise innerhalb des Käfigs getragen ist. Dies verhindert, dass der schwer gefüllte Beutel die Folie in der horizontalen Heißschweißzone der horizontalen Schweißschienen spannt. Durch das Tragen des Beutels wird der Verlust von Oberflächenspannung in der Folie in dieser horizontalen Heißschweißzone während des Schweißzyklus kompensiert. Andernfalls würde der schwer gefüllte Beutel die Folie in der erweichten Schweißzone ausdehnen und dies könnte zu einem Ausfließen führen. Der Käfig 47 weist Einstellungsmerkmale auf, die nicht gezeigt sind, um Beutel verschiedener Größen aufzunehmen.
Alternativ könnte der Käfig austauschbar gestaltet sein, um Beutel von verschiedenen Größen einzupassen.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion des Tragmechanismus der vertikalen Schweißschienen darstellt, die voranstehend kurz beschrieben wurden, da die Konstruktion nicht der Punkt der Erfindung ist und aus dem Stand der Technik bekannt ist. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist jedoch die vertikale Schweißschiene hierin als an einer drehgelenkig und entfernbaren Sperrschiene 59 gesichert gezeigt, die sich nach außen dreht und die durch Sperrbolzen 58 gesichert ist, die das Bedienen oder Ersetzen der vertikalen Schweißschiene gestattet.
6 zeigt in größerem Detail die Konstruktion der horizontalen Schweißschienenbaugruppe, die mit Bezug auf 4 beschrieben wurde, und einfach eine andere Ansicht ihrer bestimmenden Teile zeigt, und sie ist ein Mechanismus, der ebenfalls aus dem Stand der Technik gut bekannt ist und entsprechend wird eine ausführliche Beschreibung nicht folgen. Ähnlich ist 7 ein detaillierteres Diagramm, das den Zufuhrantrieb 19 darstellt und wie hierin gezeigt ist, durch einen Antriebsmotor 61 durch einen Antriebszug angetrieben wird, der in einem Gehäuse 62 angeordnet ist. Ebenfalls ist dieser Zufuhrantrieb aus dem Stand der Technik gut bekannt und wird hierin nicht weiter beschrieben.
12 ist eine Draufsicht, die eine Spaltrolle 65 zeigt, die gegen die Fallröhre 26 vorgespannt ist, wobei der gefaltete überlappte Bereich 30 der Folienröhre 32 zwischen die Spaltrolle 65 und die Fallröhre 26 eingeschoben ist. Die Spaltröhre 65 rollt, wenn die Folie durch die Maschine gezogen wird und behält zum Schweißen einen leichten Druck auf der Folie bei, und erlaubt das Durchtreten des Abgabeventils oder der Abdeckung 55 darunter.
Wie aus 1 und 4 ersichtlich ist, ist das VFFS-Maschinengehäuse 16 außerdem mit einer Sterilisationseinrichtung in Form von Quellen 70 für ultraviolettes Licht bereitgestellt, die gegen eine rückwärtige Wand 16' des Gehäuses vorgesehen sind, wobei der Folienweg das Folienmaterial 14 dem ultravioletten Licht aussetzt, um die Folie vor dem Ausbilden der Beutel zu sterilisieren.
Mit Bezug auf 13A, 13B und 14 werden nun zwei Versionen der Einsatz-Anbringungseinrichtung beschrieben, wobei hierin die Einrichtung ein Abgabeventil 72 ist, wie aus 13B und 14 ersichtlich ist. 13A zeigt den Mechanismus zum Anwenden des Abgabeventils 72 und umfasst im Wesentlichen eine Schweißkopfbaugruppe 75, wie aus 13A und 13B ersichtlich ist, wobei die Kopfbaugruppe einen Schlitzstempel 76 aufweist, der von einer unteren Umfangsfläche 77 davon nach unten ragt. Ein Ringschweißkissen 78 ist auf der unteren Fläche 77 vorgesehen und wird ebenfalls durch einen Stromimpuls nachbetätigt. Der Schlitzstempel ist durch eine Spiralfeder 79 federbelastet. Deswegen wird der Schweißkopf zuerst einen Kreuzschlitz oder Sternschlitz in das Material schlitzen, da die Schweißkopfbaugruppe 75 sinkt. Das Ventil 72 wird dann in Linie ausgerichtet mit dem Schlitzstempel durch einen Ventilträger 80 positioniert und gegen die Rückseite der Folie 14 vorgesehen, wobei, da die Schweißkopfbaugruppe auf die Folie sinkt, diese einen Flansch 81 der Abgabeventilbaugruppe auf die Folie und um den Schlitzbereich 82 schweißen wird. Entsprechend ist der geschlitzte Bereich durch diesen geschweißten Flansch 81 verschweißt. Durch das Schlitzen der Folie 14 werden Folienpaneele ausgebildet, aber nicht von der Folie abgenommen. Entsprechend gibt es keine losen Folienteile, die abgenommen werden und die sich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Beutel finden können.
14 zeigt eine geringfügig unterschiedliche Anordnung, wobei, wenn die Folie angehalten wird, eine Ventilpasseinrichtung 72 durch eine Transportbaugruppe 80' aufgenommen wird und zu der gleichen Zeit die Schlitzstempelbaugruppe 75 betätigt wird, das Folienmaterial 14 zu schlitzen. Das Ventil 72 wird dann in Registratur mit dem Schweißkopf der Stempelbaugruppe vorgesehen. Entsprechend ist dies ein Zwei-Schritt-Zyklus, wie gegenüber der Ausführungsform 13A und 13B, wobei der Einsatz-Anbringungseinrichtung eine Ein-Schritt-Folge darstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Beutel nun durch eine Maschine hergestellt und automatisch gefüllt werden können, und ein Vorgang auf eine wirkungsvolle und hygienische Weise durchgeführt werden kann, wobei Flüssigkeiten wie Milch, Säfte, Tee, fließfähiger weicher Käse und andere ähnliche Produkte automatisch in großen Mengen verpackt werden können.
Den Betrieb des Vorgangs oder das Verfahren des Betriebs der Maschine wie voranstehend beschrieben zusammenfassend besteht dieses darin, einen Beutel vertikal aus einem fortlaufenden Folienmaterial 14 auszubilden, das aus einem auf Polyethylen basierenden Folienmaterial hergestellt ist. Der Beutel wird mit einem flüssigen Inhalt in den Bereich von 5 bis 20 Litern gefüllt, hierin ein genau gemessenes Zehn-Liter-Maß, und der Folienbeutel wird verschweißt. Die Schritte des Verfahrens umfassen das Ziehen des Folienmaterials von einer Zufuhrrolle 13 und das in Anlage bringen von Führungsrollen 18 entlang einem Zufuhrweg und durch eine Beutelherstellungseinrichtung 26, die bei dem oberen Ende einer Fallröhre 26 gesichert ist. Ein Abschnitt des Folienmaterials wird um die Beutelherstellungseinrichtung gefaltet, um eine gefaltete Folienröhre 32 auszubilden. Die gefaltete Folienröhre 32 wird in vorbestimmten Längszyklen um die Fallröhre gezogen. Eine Flüssigkeitsfüllröhre, hierin zwei Flüssigkeitsfüllröhren 24, die innerhalb der Fallröhre vorgesehen sind, und von einem unteren Ende der Fallröhre vorspringen. Eine Vertikalschweißung wird entlang einem überlappenden Folienabschnitt der Folienröhre und über der Fallröhre durch eine Vertikalschweißschiene 31 ausgebildet. Eine Horizontalschweißung wird ebenfalls durch horizontale Schweißbacken ausgebildet, die zwei horizontale Schweißschienen 21 umfassen, um eine horizontale Bodenverschweißung für einen mit der Flüssigkeit zu füllenden Beutel auszubilden und gleichzeitig eine obere horizontale Schweißung für einen gefüllten Beutel auszubilden. Der gefüllte Beutel wird von dem zu füllenden Beutel durch einen heißen Draht getrennt, der in den horizontalen Schweißbacken vorgesehen ist. Der gefüllte Beutel wird in einen Tragekäfig eingezwängt. Der Beutel ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, da der Beutel in den Tragekäfig gezogen wird, der den Beutel, der während des Füllzyklus gefüllt wird, einzwängt, um zu verhindern, dass der Beutel durch das nach außen Aufblasen durch die Kraft der Flüssigkeit unstabil wird und während des Betriebszyklus der horizontalen Schweißschienen zu tragen, um zu verhindern, dass das Gewicht der Flüssigkeit in dem gefüllten Beutel die Folie in der horizontalen Heißschweißzone der Schweißbacken spannt. Durch das stationäre Halten des Beutels wird der Verlust von Oberflächenspannung von Folie in der horizontalen Heißschweißzone während des horizontalen Heißschweißzyklus ausgeglichen.
Um den gefüllten Beutel aus dem Käfig abzugeben, ist eine äußere Wand des Käfigs mit Rollen bereitgestellt, und dreht sich nach außen, um zu bewirken, dass der Beutel durch Schwerkraft auf die vordere Wand des Käfigs fällt, und geführt auf einem Abgabeförderband verschoben wird, wobei sein Einrichtungsventil nach oben gerichtet ist. In einer anderen Ausführungsform der Käfigkonstruktion kann der Beutel über eine untere Fallwand des Käfigs abgegeben werden und dann durch Rutschen orientiert werden, so dass sein Einrichtungsventil ebenfalls auf einem Abgabeförderband nach oben gerichtet ist.
Es liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung, jegliche offensichtliche Abänderungen von bevorzugten Ausführungsformen abzudecken, die hierin beschrieben sind, vorausgesetzt solche Modifikationen fallen unter den Bereich der anhängenden Ansprüche.

Claims

VFFS (vertical pouch forming, filling and sealing)-Maschine (10) zum Herstellen von Beuteln (22) mit einem flüssigen Inhalt im Bereich von ungefähr 5 bis 20 Litern, wobei die Maschine eine Trageeinrichtung, die eine oder mehrere Vorratsrollen (13) aus Folienmaterial (14) trägt, eine Führungseinrichtung (18), die eine Folienbahn (14) von einer der Vorratsrollen (13) auf einem Transportweg leitet, einen Folientransportantrieb (19), der die Folienbahn auf dem Transportweg und durch eine Beutelherstelleinrichtung (26) bewegt, in der ein Abschnitt der Folienbahn gefaltet und um eine Fallröhre (26') herum angeordnet wird, in der sich eine Flüssigkeitseinfüllröhre (24) befindet, eine Vertikalverschweißeinrichtung (31), die eine Vertikalverschweißung entlang der gefalteten Folienbahn (30) erzeugt, eine Horizontalverschweißeinrichtung (21), die eine untere Verschweißung für einen zu füllenden Beutel und eine obere Verschweißung für einen gefüllten Beutel erzeugt, und eine Abtrenneinrichtung (45) zum Lösen des gefüllten Beutels von dem zu füllenden Beutel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beuteltrageeinrichtung (46) vorhanden ist, die ein unteres Ende des Beutels während des Funktionszyklus der Horizontalverschweißeinrichtung (21) trägt, um zu verhindern, dass das Gewicht der Flüssigkeit (49) in dem gefüllten Beutel (22) die Folie in einer heißen Horizontalverschweißzone der Horizontalverschweißeinrichtung spannt, und um den Verlust an Oberflächenspannung der Folie in der heißen horizontalen Verschweißzone während eines Heiß-Horizontalverschweißzyklus auszugleichen, wobei die Trageeinrichtung (46) auch den zu füllenden Beutel zurückhält, um zu verhindern, dass er durch Aufblähen nach außen während des Füllzyklus instabil wird, die Trageeinrichtung (46) einen Ableitklappenabschnitt (56) hat, um den gefüllten Beutel (22) nach dem Horizontalverschweißzyklus abzuleiten, und der Ableitklappenabschnitt eine Tragefläche für gleitende Bewegung des gefüllten Beutels hat, um den gefüllten Beutel durch Schwerkraft auf eine Ableit-Fördereinrichtung abzuleiten.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei des Weiteren eine Einsatz-Anbringungseinrichtung (17) vorhanden ist, die vor dem Transportieren der Folienbahn zu der Beutel-Herstelleinrichtung (26) einen Einsatzgegenstand an der Folienbahn (14) anschweißt.
VFFS-Maschine nach Anspruch 2, wobei der Einsatzgegenstand ein Abgabeventil (55) zum Abgeben einer Flüssigkeit (49) aus dem gefüllten Beutel ist.
VFFS-Maschine nach Anspruch 3, wobei der gefüllte Beutel (22) durch Schwerkraft so auf die Walzenwand-Ableitklappe abgeleitet wird, dass das Abgabeventil (55) an einer oberen Seite des gefüllten Beutels angeordnet ist.
VFFS-Maschine nach Anspruch 4, wobei die Trageeinrichtung (46) eine Käfig-Trageeinrichtung ist, die so bemessen ist, dass sie den Beutel (22) einschließt, während er gefüllt wird und sich in dem Käfig nach unten bewegt, um zu verhindern, dass es durch die Kraft der Flüssigkeit, die über eine Tülle der Füllröhre (24) in den Beutel abgegeben wird, zum Aufblähen des Beutels nach außen kommt.
VFFS-Maschine nach Anspruch 5, wobei die Käfig-Trageeinrichtung (46) zwei beabstandete vertikale Walzen-Führungswände (48, 48'), die so angeordnet sind, dass sie mit einer jeweiligen der gegenüberliegenden Seitenwände des Beutels in Reibeingriff kommen, und eine untere Walzen-Tragewand (56) umfasst, die vor Betätigung der Horizontalverschweißeinrichtung (29) in tragenden Eingriff mit dem unteren Ende des gefüllten Beutels kommt.
VFFS-Maschine nach Anspruch 6, wobei eine vordere der zwei beabstandeten vertikalen Walzen-Führungswände (48) an einem unteren Ende mit einer Schwenkverbindung (51) versehen ist und von einem Zylinder betätigt werden kann, so dass sie sich an der Schwenkverbindung (51) nach außen und nach unten (52) neigt und bewirkt, dass der Beutel (22) so auf der vorderen Führungswand (46) zusammenfällt, dass das Abgabeventil (55) nach oben gewandt ist, und über eine Vielzahl beabstandeter Walzen, die die Walzenführungswand bilden, heraus gleitet.
VFFS-Maschine nach Anspruch 6, wobei die untere Walzen-Tragewand (56) eine schwenkbar gelagerte Klappenwand ist, die in der Lage ist, den gefüllten Beutel auf eine Ausrichteinrichtung (57, 58) abzuleiten, um den gefüllten Beutel so zu positionieren, dass das Abgabeventil nach oben gerichtet ist.
VFFS-Maschine nach Anspruch 3, wobei die Beutel-Herstelleinrichtung (26) einen Umschlagkranz (27) hat, der an einem oberen Ende der Fallröhre (26') befestigt ist, um zu bewirken, dass die Folienbahn (14) die Fallröhre umschließt und an gegenüberliegenden vertikalen Seitenkanten derselben (27, 27') überlappt, um eine vertikale Verschweißung durch eine Vertikalschweißschiene (31) zu erhalten, die an einen oberen Abschnitt der Fallröhre gedrückt werden kann und die Vertikalverschweißeinrichtung bildet, und die Fallröhre (26) einen ovalen Querschnitt sowie Spreizfinger (34) hat, die an einem unteren Ende der Fallröhre unter der Vertikalverschweißschiene befestigt sind, um eine Folienröhre (14) zu dehnen, die durch die Beutel-Herstelleinrichtung und die Vertikalverschweißschiene gebildet wird.
VFFS-Maschine nach Anspruch 3, wobei des Weiteren eine Sterilisierungseinrichtung (70) vorhanden ist, die an der Transportröhre an die Folienbahn angrenzend und vor der Beutel-Herstelleinrichtung (26) angeordnet ist, um die Folienbahn zu sterilisieren.
VFFS-Maschine nach Anspruch 10, wobei die Sterilisierungseinrichtung wenigstens eine ultraviolette Lampenquelle (70) umfasst.
VFFS-Maschine nach Anspruch 2, wobei die Einsatz-Anbringungseinrichtung (17) eine selbstständige Vorrichtung ist, die herausnehmbar zwischen einem Vorratsrollen-Trageabschnitt (26) und einem VFFS-Abschnitt (26) der Maschine (10) befestigt werden kann.
VFFS-Maschine nach Anspruch 3, wobei die Einsatz-Anbringungseinrichtung (117) einen Sternschlitz- Stanzstempel (76) hat, der eine Schlitzöffnung (82) in der Folienbahn (14) erzeugt und um den ein Umfangsflansch (81) des Abgabeventils (72) herum verschweißt wird, wobei das Ventil (72) eine abnehmbare Abdeckung, die über einem oberen Ende einer Abgaberöhre desselben befestigt ist, sowie einen abnehmbaren Verschluss im Inneren der Röhre hat, der von dem oberen Ende der Abgaberöhre abgenommen werden kann.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei die Abtrenneinrichtung ein Impuls-Heißdraht (45) ist, der einen Teil der Horizontalverschweißeinrichtung (21) bildet, und die Horizontalverschweißeinrichtung durch elektrisch gepulste Klemm-Verschweißschienen (21) gebildet wird.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei das Folienmaterial (14) ein Folienmaterial auf Polyethylenbasis mit einer Dicke im Bereich zwischen ungefähr 2,5 und 4 mm ist.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Flüssigkeit (49) um Milch, ein alkoholfreies Getränk, Eistee oder ähnliche Flüssigkeiten handelt.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei der Inhalt (49) ein dosierter 10-Liter-Inhalt ist.
VFFS-Maschine nach Anspruch 5, wobei zwei Füllröhren (24) nebeneinander an der Fallröhre (26') angeordnet sind, um die Flüssigkeit gleichzeitig in den Beutel abzugeben und den Beutel im Wesentlichen gleichmäßig gedehnt zu halten, während er sich nach unten in den Käfig (46) hinein bewegt.
VFFS-Maschine nach Anspruch 1, wobei die Führungseinrichtung eine Vielzahl von Führungswalzen (18) ist.
Verfahren zum vertikalen Herstellen eines Beutels (22) aus einer kontinuierlichen Folienbahn (14), Füllen des Beutels mit einem flüssigen Inhalt (49) im Bereich von ungefähr 5 bis 20 Liter und Verschweißen des gefüllten Beutels, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: I. Ziehen der Folienbahn (14) von einer Vorratsrolle (13) und um eine Führungseinrichtung (18) auf einem Transportweg sowie durch eine Beutel-Herstelleinrichtung (26), wobei die Beutel-Herstelleinrichtung (26) an einem oberen Ende einer Fallröhre (26') befestigt ist, II. Falten eines Abschnitts der Folienbahn (14) um die Beutel-Herstelleinrichtung herum, um eine gefaltete Folienröhre (32) zu erzeugen, III. Ziehen der gefalteten Folienröhre in vorgegebenen Längenzyklen um die Fallröhre herum, wobei sich in der Fallröhre eine Flüssigkeitseinfüllröhre befindet, IV. Herstellen einer Vertikalverschweißung entlang eines überlappten Folienabschnitts (30) der Folienröhre und über die Fallröhre, V. Herstellen einer Horizontalverschweißung mit einer horizontalen Verschweißeinrichtung, um eine untere Horizontalverschweißung für einen mit der Flüssigkeit zu füllenden Beutel herzustellen, gleichzeitig eine obere Horizontalverschweißung (50) herzustellen und einen gefüllten Beutel (22) herzustellen, VI. Abtrennen (45) des gefüllten Beutels von dem zu füllenden Beutel, VII. Füllen des zu füllenden Beutels mit einer Flüssigkeit über die Einfüllröhre; VIII. Ableiten des gefüllten Beutels, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Beutel während des Schritts VII in einer Trageeinrichtung (47) befindet, die den zu füllenden Beutel, während er über die Einfüllröhre mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, sowie während eines gesamten Füllzyklus in einem Käfig (48, 48', 56) einschließt, um zu verhindern, dass es durch die Kraft der Flüssigkeit zum Aufblähen des Beutels nach außen kommt, und die den Beutel während des Funktionszyklus von Schritt V trägt, um zu verhindern, dass das Gewicht der Flüssigkeit in dem gefüllten Beutel die Folie in einer heißen Horizontalverschweißzone der Horizontalverschweißeinrichtung spannt, wobei die Trageeinrichtung den Verlust an Oberflächenspannung der Folie in der heißen Horizontalverschweißzone während eines Heiß-Horizontalverschweißzyklus ausgleicht und der Käfig eine Schwenk-Ableitklappe hat und die Klappe schwenkbar gelagert ist, um zu bewirken, dass der gefüllte Beutel auf die Ableitklappe fällt und aus dem Käfig geführt auf eine Ableit-Fördereinrichtung abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schwenk-Abgabeklappe eine schwenkbare Außenwand des Käfigs ist und der Schritt VII Schwenken der Außenwand (48) umfasst, um zu bewirken, dass der gefüllte Beutel durch Schwerkraft auf die Vorderwand fällt.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Käfig-Vorderwand (48) eine Vielzahl von Förderwalzen umfasst und an einem unteren Ende schwenkbar gelagert ist und die Walze den Schritt des führenden Bewegens des gefüllten Beutels bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die schwenkbare Ableitklappe eine schwenkbare untere Trage-Abschlusswand des Käfigs ist und der Schritt VII das Schwenken einer unteren Trage-Abschlusswand (56) des Käfigs umfasst, um zu bewirken, dass der gefüllte Beutel durch Schwerkraft auf die Abschlusswand und auf eine ausrichtende Gleitbahn (57) abgeleite wird, um den gefüllten Beutel mit einer vorgegebenen Ausrichtung auf einer Ableit-Fördereinrichtung (54) zu positionieren.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schritt V und VI gleichzeitig durch die Horizontalverschweißeinrichtung ausgeführt werden und die Horizontalverschweißeinrichtung gegenüberliegende parallele elektrische gepulste horizontale Verschweißschienen (21) sowie einen elektrisch gepulsten heißen Abtrenndraht (45) zwischen den Horizontalverschweißschienen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei vor Schritt II der Schritt des Schweißens eines Abgabeventils (55) an die Folienbahn liegt und die Bahn dabei stationär ist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Schweißens das Stanzen eines Sternschlitzes (82) in die Folienbahn, wenn sie stationär ist, das Transportieren und Positionieren des Ventils (72) über dem Sternschlitz sowie das Schweißen eines Umfangflansches (81) des Ventils um den Sternschlitz und das Schweißen des Flansches an die Folienbahn umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Schweißens das Halten des Ventils (72) an einer vorgegebenen Position an einer Seite der Folienbahn (14), während diese stationär ist, und in einem einzelnen Hub das Ausbilden eines Sternschlitzes von einer gegenüberliegenden Seite der Folienbahn her und mittig zu dem Ventil sowie Wärmeeinwirkung auf die Folienbahn um den Sternschlitz herum umfasst, um die Folienbahn an einen Umfangsflansch des Ventils zu schweißen.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei vor Schritt II der weitere Schritt des Einwirkens einer ultravioletten Lichtquelle (70) auf die Folienbahn (14) zum Sterilisieren der Folienbahn liegt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt VII das Füllen des zu füllenden Beutels mit zwei beabstandeten Füllröhren (24) umfasst, die nebeneinander angeordnet sind, um die Flüssigkeit im Wesentlichen gleichmäßig in den zu füllenden Beutel abzugeben und den Beutel gestreckt zu halten.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei der Schritt des Abgebens der Flüssigkeit das Abgeben von Milch in den zu füllenden Beutel umfasst.