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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Verbinden loser Enden
eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen, die für die Aufbewahrung
granulärer
Schüttmaterialien
verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren zum
Verbinden loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen
unter Verwendung von Hitze oder Ultraschallenergie sowie bei diesen
Verfahren verwendete Verbindungsvorrichtungen.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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Kontinuierliche
Streifen aus Materialien oder Geweben werden für viele Anwendungen hergestellt. Eine
derartige Anwendung ist die Herstellung von kontinuierlichen Streifen
von Verpackungen oder Beuteln, die feste Materialien wie Trocknungsmit tel oder
Desodorierungsmittel enthalten. Beispielsweise ist in der US-Patentschrift
4,752,002 ein kontinuierlicher Streifen von Verpackungen eines Reduktionsmittels
beschrieben. Zur Verwendung werden eine oder mehrere der einzelnen
Verpackungen dieses Produktes von dem kontinuierlichen Streifen
abgetrennt und mit oder in einem Behälter platziert, um die damit
assoziierte oder darin enthaltene Luft zu reduzieren.
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In
der US-Patentschrift 4,957,521 ist ein weiterer feste Materialien
enthaltender kontinuierlicher Streifen offenbart, wobei die Verpackungen
aus einem hitzeverschmelzbaren Material hergestellt sind. Der Streifen
von Verpackungen enthält
Perforationen zwischen jeder einzelnen Verpackung, wobei die Perforationen
dazu verwendet werden können,
in einer automatischen Schneidemaschine die Abtrennung der Verpackung
von dem Streifen zu steuern. Die Verpackungen dieses Streifens enthalten
vorzugsweise ein Trocknungsmittel.
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Die
US-Patentschrift 3,189,227 offenbart einen kontinuierlichen Streifen
von Verpackungen, von denen jede eine Einzeldosis eines Medikaments
oder einer Salbe enthält.
Andere kontinuierliche Streifen von verpackten Produkten sind beispielsweise
in den US-Patentschriften 3,751,875; 3,254,828; 4,467,207; 4,680,205;
4,844,956; 4,907,393; 5,157,902 und 5,887,722 offenbart.
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In
diesen Verpackungen oder Beuteln werden herkömmlich Produkte wie Trocknungsmittel, Geruchsabsorbentien,
Sauerstoffabsorbentien und dergleichen verpackt. Viele dieser Verpackungen oder
Beutel werden aus Packmaterialien hergestellt, die einen Luftzutritt
durch das Verpackungsmaterial gestatten, damit das darin enthaltene
Trocknungsmittel oder Absorbens bestimmte Materialien aus der Luft
entfernen kann, wie beispielsweise Wasser, Sauerstoff oder Gerüche.
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Gewöhnlich werden
zur Herstellung dieser kontinuierlichen Streifen von Verpackungen
Maschinen verwendet, die gleichzeitig formen, befüllen und versiegeln.
Herkömmlich
bilden diese Maschinen eine Verpackung, indem ein kontinuierlicher
Streifen eines Materials entlang seiner Längsseite mit sich selbst versiegelt
wird, die durch dieses Versiegelungsverfahren gebildeten Verpackungen
mit einem Füllmaterial
befüllt
werden und schließlich
das verbleibende offene Ende der Verpackungen versiegelt wird. In
Abhängigkeit
von der Art und Zusammensetzung des Verpackungsmaterials und dem
Verfahren zur Erzeugung der Verpackungen können unterschiedliche Technologien
verwendet werden, um diese Verpackungen zu versiegeln. Das Verpackungsmaterial
wird mit Druck, Hitze oder einer anderen Energie zur Versiegelung
beaufschlagt, beispielsweise durch erhitzte Siegelstäbe, Impulsversiegler
oder Ultraschallhitze, um die Versiegelung zu bilden. Gewöhnlich weisen
diese Verpackungen drei Siegelbereiche auf, an denen das verwendete
Verpackungsmaterial mit sich selbst versiegelt wird: zwei Seitensiegel
und ein Kantensiegel am Ende der Verpackung. Nach der Herstellung
und der Befüllung
mit dem Füllmaterial
werden die Verpackungen im Allgemeinen entweder als einzelne Verpackungen
oder als kontinuierlicher Streifen verwendet, der auf eine Spule
gewickelt oder fächerförmig in
eine Schachtel zur Aufbewahrung und zum Transport gefaltet wird.
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Während der
Herstellung dieser Verpackungen treten häufig Situationen auf, bei denen
die Maschine zum Formen, Befüllen
und Versiegeln während
eines Fertigungslaufes wegen mechanischer oder elektrischer Probleme,
wegen geplanter Instandhaltungsarbeiten oder wegen einer Anpassung der
Verpackungen angehalten werden muss. Zusätzlichen müssen zur Qualitätskontrolle
und aus anderen Gründen
häufig
Proben von Verpackungen des kontinuierlichen Streifens genommen
werden.
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Um
sicherzustellen, dass die geforderte Mindestmenge von Verpackungen
auf dem kontinuierlichen Streifen vorhanden ist, entweder auf einer
Spule oder in einer Packbox für
die Verpackungen, treten häufig
Situationen auf, bei denen zwei Enden des kontinuierlichen Streifens
miteinander verbunden werden müssen.
Muss außerdem
eine Probe aus dem kontinuierlichen Streifen entnommen werden, müssen die
durch die Probenentnahme gebildeten losen Enden des kontinuierlichen
Streifens verbunden werden, um die Kontinuität wieder herzustellen. Falls
zusätzlich
ein Problem während
der Verarbeitung des kontinuierlichen Streifens auftritt, durch
das eine oder mehrere Verpackungen beschädigt werden, müssen die
beschädigte(n)
Verpackung(en) aus dem kontinuierlichen Streifen herausgeschnitten
und die zwei verbleibenden Enden des kontinuierlichen Streifens
verbunden werden.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zum Verbinden zweier Enden eines kontinuierlichen Streifens von
Verpackungen ist, die beiden losen Enden mittels eines Klebestreifens
zu verbinden. Tatsächlich
wird von einigen Verbrauchern dieser Verpackungen verlangt, dass
ein gefärbtes
Klebeband zum Verbinden der losen Enden eines kontinuierlichen Streifens
verwendet wird, um die Stelle anzuzeigen, an der eine Verbindung
in dem kontinuierlichen Streifen besteht.
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Die
Verwendung eines Klebebandes zum Versiegeln kontinuierlicher Streifen
ist beispielsweise in den US-Patentschriften 4,859,270 und 6,076,671 offenbart.
Ein Verfahren zum Verbinden einer kontinuierlichen Papierbahn unter
Verwendung eines Klebebandes ist in der US-Patentschrift 6,228,205
offenbart. Das Verbinden kontinuierlicher Materialbahnen mit einem
Kleber ist auch in den US-Patentschriften 6,264,130 und 5,253,819
offenbart. Andere Verfahren zum Verbinden sind in den US-Patentschriften 5,468,321
und 6,086,806 offenbart.
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Verfahren
zum Verbinden von Enden anderer Materialzusammensetzungen sind ebenfalls
gut bekannt. Das Verbinden dieser Materialien ist jedoch aus mehreren
Gründen
für das
Verbinden eines kontinuierlichen Verpackungsmaterials nicht relevant, einschließlich den
signifikanten Unterschieden in der Zusammensetzung der Materialien,
die für
die Herstellung des kontinuierlichen Streifens verwendet werden.
Als Beispiel für
das Verbinden solcher nicht ähnlicher
Produkte wird photographischer Film häufig verbunden, wie in den
US-Patentschriften 3,556,912 und 5,064,488 offenbart. Das Verbinden eines
weichen Papierbahnmaterials ist in der US-Patentschrift 5,360,502
und das Verbinden endloser Gummibänder in den US-Patentschriften
2,182,169; 2,500,273 und 2,702,070 offenbart. Eine Vorrichtung zur
Herstellung und Positionierung einer kontinuierlichen Materialrolle,
die ein wiederholendes Verbindungsmuster aufweist, ist in der US-Patentschrift 5,284,197
offenbart. Diese Patentschrift offenbart jedoch nicht ein Verfahren
zum Verbinden der beiden Materialenden miteinander.
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Wie
vorstehend erläutert,
besteht das herkömmliche
Verfahren zum Verbinden loser Enden eines kontinuierlichen Streifens
von Verpackungen für ein
Füllmaterial,
wie ein Trocknungsmittel, in der Verwendung eines Klebestreifens.
Diese Verpackungen, insbesondere Trocknungsmittel-Verpackungen,
werden von der Industrie für
Pharmazeutika, Nahrungsmittel und Diagnostika in großem Umfang
verwendet. Diese Verpackungen werden zusammen mit dem fertigen Erzeugnis
abgepackt, um eine Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts bereitzustellen
und um zu verhindern, dass die verpackten Produkte durch Feuchtigkeit
an Qualität
verlieren.
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Moderne
Verpackungsanlagen für
pharmazeutische, Nahrungsmittel- und diagnostische Erzeugnisse laufen
mit hoher Geschwindigkeit und erfordern ein zuverlässiges und
schnelles Ver fahren zum Einbringen der einzelnen Verpackungen in
das Packmaterial dieser Produkte, wobei das Packmaterial eine Flasche,
eine Ampulle oder eine Schachtel sein kann. Das am häufigsten
verwendete Verfahren, die Verpackungen in diese Packmaterialien
einzubringen, wird unter Verwendung einer Maschine durchgeführt, die
den kontinuierlichen Streifen der Trocknungsmittel-Verpackungen
zerschneidet und die abgeschnittenen einzelnen Verpackungen in die Packungsmaterialien
einbringt. Um ein zuverlässiges Schneide-
und Verteilungsverfahren zu gewährleisten,
benötigt
die Verteilungsmaschine ein Verfahren, mittels dem Anfang und Ende
der einzelnen Verpackungen des kontinuierlichen Streifens erkannt
werden kann. Erkennungsverfahren können beispielsweise die Länge der
Verpackungen oder die Dicke der Verpackungen messen. (Der das Füllmaterial enthaltende
Anteil der Verpackungen ist dicker als der die Verpackungen trennende
Siegelbereich.) Diese Erkennungsverfahren haben den Nachteil, dass der
Sensor durch unterschiedliche Verpackungslängen oder Füllvolumina gestört werden
kann. Durch diese Störung
kann eine Verpackung im das Füllmaterial
enthaltenden Bereich anstelle im Siegelbereich zwischen zwei einzelnen
Verpackungen zerschnitten werden. Durch diese Art von Schneidefehler
ergibt sich eine Anhaltezeit der Packlinie, Füllmaterial wird verschüttet und
es kann eine Verunreinigung des zu verpackenden Produktes auftreten.
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Das
am weitesten entwickelte Verfahren zur Lösung dieses sensorischen Problems
verwendet einen kontinuierlichen Streifen von Füllmaterial, das Stanzlöcher in
dem Siegelbereich zwischen den einzelnen Verpackungen enthält, wie
beispielsweise in der US-Patentschrift 4,957,521 und der JP-Patentschrift
9,099,974 dargestellt. Dieses Stanzloch wird von einem Lichtsensor
der Verteilungsmaschine erkannt. Der Sensor erkennt, an welcher
Stelle sich der Siegelbereich zwischen den Verpackungen befindet und
zerschneidet die Verpackung an dieser Stelle. Der Lichtsensor erkennt
diese Stelle durch die unterschiedliche Lichttransmission durch
die Verpackungen bzw. die Löcher
zwischen den einzelnen Verpackungen. Dieser Unterschied ist so groß, dass
der Lichtsensor während
des Betriebs im Allgemeinen nur minimale Korrekturen erfordert und
sehr zuverlässig
arbeitet.
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Trotz
der Verbesserungen der Verfahren zum genauen Schneiden einzelner
Verpackungen von Füllmaterial
ist es fast unvermeidbar, dass kontinuierliche Streifen Verbindungen
zwischen einigen der einzelnen Verpackungen aufweisen. Wie vorstehend
erläutert,
besteht ein herkömmliches
bevorzugtes und von der Industrie akzeptiertes Verfahren zum Verbinden
der Enden eines kontinuierlichen Streifens darin, dass die geschnittenen
Enden unter Verwendung eines gefärbten
Klebebandes verklebt werden. Jedoch kann die Anwesenheit auch nur
einiger solcher Klebeband-Verbindungen nachteilhaft sein. Häufig wird
von den Benutzern dieser kontinuierlichen Streifen gefordert, dass
diese nur eine kleine Anzahl solcher Klebeband-Verbindungen enthalten. Sind
zu viele Klebeband-Verbindungen vorhanden, kann der gesamte kontinuierliche
Streifen zurückgewiesen
werden. Weiterhin treten häufig
Probleme auf, wenn Klebeband für
diese Verbindungen verwendet wird. Beispielsweise weist herkömmliches Klebeband
nicht die gleiche Festigkeit auf wie das für den kontinuierlichen Streifen
ursprünglich
verwendete Verpackungsmaterial. Die Verwendung von Klebeband macht
es auch erforderlich, dass die Verpackungsverteilermaschine angehalten
wird, um das verbindende Band zu entfernen. Außerdem weist das Klebebandmaterial
nicht die gleichen physikalischen Eigenschaften auf wie das die
Verpackungen bildende Material, beispielsweise bezüglich der
Permeabilität.
Zusätzlich
ist eine geklebte Verpackung für
den Verbraucher nicht gleichermaßen optisch ansprechend wie
eine nichtgeklebte Verpackung. Schließlich verklemmt sich das Klebeband
manchmal in der Verteilermaschine und es weist auch nicht die gleiche Lebensdauer
auf wie ein nichtgeklebtes Siegel.
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Dementsprechend
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Verbinden kontinuierlicher Streifen eines Verpackungsmaterials
bereitzustellen, das diese Probleme löst.
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Weiter
lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden
loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen oder Taschen
bereitzustellen, die Füllmaterial
enthalten.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zum Verbinden
loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen oder
Taschen zur Verfügung
zu stellen, die Füllmaterial
enthalten, wobei kein Klebeband zum Versiegeln der losen Enden verwendet
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zum Verbinden
loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen oder
Taschen zur Verfügung
zu stellen, die zur Aufbewahrung von Füllmaterial verwendet werden,
wobei Ultraschall-Schweißen
als Verfahren zum Verbinden verwendet wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zum Verbinden
loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen oder
Taschen zur Verfügung
zu stellen, die zur Aufbewahrung von Füllmaterial verwendet werden,
wobei die beiden Enden erhitzt und ganz oder teilweise miteinander
verschmolzen werden.
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Weiter
lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden
loser Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen oder Taschen
zur Verfügung
zu stellen, die zur Aufbewahrung von Füllmaterial verwendet werden, wobei
die beiden losen Enden durch Verwendung eines Klebematerials miteinander
verbunden werden.
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Diese
und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
sowie die mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
verwendeten Produkte gelöst, die
im Weiteren beschrieben sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden loser
Enden (28, 29) eines kontinuierlichen Streifens
(10) von Verpackungen oder Beuteln, die ein Füllmaterial
enthalten, umfassend
Bildung eines kontinuierlichen Streifens
(10) von Verpackungen aus einem Verpackungsmaterial und
Füllen
der Verpackungen mit dem Füllmaterial,
Verschließen
der Enden des Verpackungsmaterials, um einzelne Verpackungen (20)
in dem kontinuierlichen Streifen (10) auszubilden, wobei
die einzelnen Verpackungen (20) einen gemeinsam versiegelten
Bereich (24) des Verpackungsmaterials aufweisen, Bilden
einer Öffnung
(26) in dem gemeinsamen versiegelten Bereich (24)
zwischen benachbarten Verpackungen (20), vollständiges Durchschneiden
des kontinuierlichen Streifens (10) über den gemeinsamen versiegelten
Bereich (24) der Verpackungen (20) an verschiedenen
Stellen entlang des kontinuierlichen Streifens (10), wobei
jedes der losen Enden (28, 29) des kontinuierlichen
Streifens (10) eine Öffnung
(26) in dem gemeinsamen versiegelten Bereich (24)
enthält,
und, ohne Verwendung von Klebeband, Verbinden der beiden losen Enden
(28, 29) des kontinuierlichen Streifens (10)
in der Weise, dass sich die Öffnungen
der losen Enden der versiegelten Bereiche (24) überlappen,
so dass nur eine einzige Öffnung
(26) in dem verbundenen Anteil des kontinuierlichen Streifens
(10) entsteht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden die beiden losen Enden (28, 29) durch Ultraschall-Schweißen miteinander
verbunden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden die beiden versiegelten Abschnitte miteinander verbunden,
indem die losen Enden (28, 29) des kontinuierlichen
Streifens (10) erhitzt und verschmolzen oder teilweise
verschmolzen werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden die beiden losen Enden (28, 29) unter Verwendung
eines Klebematerials miteinander verbunden.
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Weiter
wird eine Impuls-Heizvorrichtung (30) zum Verbinden eines
Paars von losen Enden (28, 29) eines kontinuierlichen
Streifens (10) von Verpackungen, die ein Füllmaterial
enthalten, beschrieben, wobei jede der losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) eine Öffnung (26)
in dem versiegelten Bereich (24) umfasst, wobei die Vorrichtung (30)
ein Paar von zusammenhängenden
Armen (32, 34) umfasst, von denen jeder eine Basis
(36, 38) umfasst, wobei eine der Basen (38)
auf einem der Arme eine untere Basis (38), einen an der
unteren Basis (38) befestigten Stift (40) und
an der unteren Basis (38) befestigte Führungsseiten (42)
aufweist, wobei die obere Basis (36) eine obere Oberfläche (46)
mit einer Öffnung
(44) aufweist, wobei die obere Basis (36) an dem
zweiten Arm (32) befestigt ist, und wobei die Vorrichtung
(30) weiterhin einen Mechanismus zur Energiezufuhr (48)
aufweist, der mit dem Paar von Armen (32, 34)
verbunden ist, um Energie für
das Verschmelzen oder teilweise Verschmelzen der losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens von Verpackungen (10) bereitzustellen,
wenn die losen Enden (28, 29) zwischen den beiden
Basen (36, 38) platziert und die beiden Basen
(36, 38) zusammengepresst werden und durch den
Mechanismus zur Energiezufuhr (48) den Basen (36, 38)
Energie zugeführt
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird eine Ultraschall-Klebevorrichtung (60) zum Verbinden
eines Paars von losen Enden (28, 29) eines kontinuierlichen
Streifens (10) von Verpackungen, die ein Füllmaterial
enthalten, offenbart, wobei jede der losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens eine Öffnung (26) in dem
gemeinsamen versiegelten Bereich (24) aufweist, wobei die
Vorrichtung (60) ein Amboss-Element (62) umfasst,
welches eine Basis (63) umfasst, an der ein Stift (68)
und Führungsseiten
(70) befestigt sind, sowie ein Ultraschallenergie-Generatorelement,
welches ein Handstück (64)
und ein an einem Ende des Handstückes
(64) befestigtes Horn (66) umfasst, wobei das
Horn einen Resonator (78) mit einer Öffnung (72) an einem
Ende des Horns (66) aufweist, sowie eine Energieversorgung
(76), die das Horn (66) mit Energie versorgen kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen verbundenen kontinuierlichen Streifen
von Verpackungen oder Beuteln für
die Aufbewahrung von Füllmaterialien, der
durch die vorstehend beschriebenen Verfahren gebildet wird.
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ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Draufsicht auf einen kontinuierlichen Streifen von Füllmaterial
enthaltenden Verpackungen.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf den in zwei Abschnitte geschnittenen kontinuierlichen
Streifen von Verpackungen aus 1, wobei
jeder Abschnitt in einem versiegelten Bereich endet.
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3 zeigt
eine Seitenansicht der zwei Abschnitte des kontinuierlichen Streifens
von Verpackungen aus 2, wobei der versiegelte Bereich am
Ende eines Abschnitts direkt über
den versiegelten Bereich am Ende des anderen Abschnitts angeordnet
wird.
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4 zeigt
eine Impuls-Heizvorrichtung zum Verbinden der versiegelten Bereiche
der beiden losen Enden eines kontinuierlichen Streifens von Verpackungen.
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5 zeigt
eine Ultraschall-Klebevorrichtung zum Verbinden der versiegelten
Bereiche der beiden losen Enden eines kontinuierlichen Streifens von
Verpackungen.
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6a zeigt
eine Draufsicht auf den bei der Ultraschall-Klebevorrichtung aus 5 verwendeten Amboss.
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6b zeigt
eine Seitenansicht des Ambosses aus 6a.
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6c zeigt
eine Ansicht eines Endes des Ambosses aus 6a.
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7a zeigt
die Frontalansicht eines Horns, das an einem Ende eines Handstückes der
Ultraschall-Klebevorrichtung aus 5 befestigt
ist.
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7b zeigt
eine Seitenansicht des Horns aus 7a.
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7c zeigt
eine Ansicht eines Endes des Horns aus 7a.
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DETAILBESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
Erfindung umfasst Verfahren zum Verbinden loser Enden eines kontinuierlichen
Streifens von Verpackungen oder Beuteln, die Füllmaterial enthalten, sowie
Vorrichtungen, die für
dieses Verfahren geeignet sind. Füllmaterialien, wie Trocknungsmittel, Geruchsabsorbentien,
Sauerstoffabsorbentien und dergleichen, werden häufig in einzelnen Verpackungen,
Beuteln oder Behältern
abgepackt. Diese Verpackungen oder Beutel werden häufig aus
einem kontinuierlichen Streifen eines Verpackungsmaterials hergestellt.
Beispielsweise werden kontinuierliche Streifen von Trocknungsmittelverpackungen
mit einem geringen Füllgewicht
von 0,125 Gramm bis zu 10 Gramm und mehr für eine Vielzahl von Anwendungen
hergestellt, beispielsweise für
Pharmazeutika, Nahrungsmittelergänzungen,
Diagnostika und zur Lagerung. Diese Verpackungen werden aus einem
kontinuierlichen Verpackungsmaterial hergestellt, das einen Luftzutritt
durch die Verpackung erlaubt, beispielsweise aus GDT-2, GDT-3 und
GDT-4, hergestellt von San-Ai Ltd., oder TYVEK®, hergestellt von
DuPont. Diese Verpackungen oder Beutel werden unter Verwendung einer
herkömmlichen
Maschine hergestellt, die gleichzeitig formt, befüllt und
versiegelt. Diese Maschinen bilden eine Verpackung, indem das Verpackungsmaterial
mit sich selbst versiegelt wird, die Verpackungen mit einem Füllmaterial befüllt werden
und schließlich
das verbleibende offene Ende der Verpackungen versiegelt wird. In
Abhängigkeit
von der Art und Zusammensetzung sowie der Verwendung des Füllmaterials
wurden verschiedene Verfahren verwendet, um die Enden der Verpackungen
zu versiegeln. Beispielsweise wird in einer Ausführungsform das Material durch
erhitzte Siegelstäbe mit
Hitze und Druck beaufschlagt, um das Verpackungsmaterial zu versiegeln
und die Verpackungen zu bilden. Alternativ können eine Impuls-Heizvorrichtung oder
ein Ultraschall-Heizelement verwendet werden, um die Versiegelungen
dieser Verpackungen zu bilden.
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Bei
der Verwendung der Maschine zum Formen, Befüllen und Versiegeln wird ein
kontinuierlicher Streifen (10) der einzelnen Verpackungen,
wie beispielsweise in den 1, 2 und 3 dargestellt,
gebildet. Der kontinuierliche Streifen (10) umfasst einzelne
Verpackungen (20), von denen jede den das Füllmaterial
(22) enthaltenden Anteil der Verpackung (20) und
die Siegelbereiche (24) an den Enden der Verpackungen (20)
zwischen den das Füllmaterial
enthaltenden einzelnen Verpackungen (20) umfasst. Ungefähr in der
Mitte jedes Siegelbereichs (24) befindet sich vorzugsweise
eine Öffnung
(26). Um das Verfahren des Schneidens und Verteilens zuverlässig zu
gestalten, verwendet die Verteilermaschine für den kontinuierlichen Streifen
(10) von Verpackungen einen Sensor, der diese Öffnung (26)
der einzelnen Verpackungen (20) erkennt, so dass der kontinuierliche
Streifen (10) an dieser Öffnung (26) zerschnitten
werden kann, um die einzelnen Verpackungen zu bilden. Der mit dem
kontinuierlichen Streifen (10) verwendete Sensor ist ein
Lichtsensor, der die Öffnungen
(26) in dem versiegelten Bereich (24) erkennt.
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Während der
Herstellung der Verpackungen (20) ist es häufig notwendig,
dass die Maschine zum Formen, Befüllen und Versiegeln wegen mechanischer
oder elektrischer Probleme, für
geplante Instandhaltungsarbeiten, wegen Zufuhrproblemen, zur Anpassung
des Füllgewichts
und dergleichen angehalten werden muss. Zusätzlich müssen in bestimmten Zeitabständen einzelne
Verpackungen zur Qualitätskontrolle
entnommen werden. Zur Entnahme der Verpackungen wird der kontinuierliche
Streifen (10) während
eines solchen Anhaltens geschnitten, um eine einzelne Verpackung
(20) zu entnehmen. Während
dieses Anhalten die Herstellung der Verpackungen insgesamt nicht
beeinflusst, werden dabei lose Enden (28, 29)
in dem kontinuierlichen Streifen (10) gebildet, wie in
den 2 und 3 dargestellt. Um die erforderliche
Mindestanzahl von Verpackungen (20) in dem kontinuierlichen
Streifen (10) sicherzustellen, müssen die losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) miteinander verbunden werden.
Ein herkömmlich
bevorzugtes Verfahren zum Verbinden loser Enden (28, 29)
eines kontinuierlichen Streifens (10) ist die Anbringung
eines farbigen Klebebandes über
beiden losen Enden (28, 29). Dieses Klebeband-Verfahren
ist mit verschiedenen Problemen behaftet, so ist das Klebeband nicht
so fest wie der ursprüngliche
ungeschnittene Streifen, vor der Verwendung der einzelnen Verpackung
(20), an der das Klebeband angebracht ist, muss das Klebeband
entfernt werden, die geklebte Verpackung ist für den Verbraucher optisch nicht
so attraktiv und für
bestimmte pharmazeutische Produkte kann kein Klebeband verwendet
werden, da eine Verunreinigung der pharmazeutischen Produkte durch
das Klebeband befürchtet
wird.
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Dementsprechend
betrifft die Erfindung eine Anzahl von Verfahren zum Verbinden loser
Enden (28, 29) eines kontinuierlichen Streifens
(10) von Füllmaterialien
enthaltenden Verpackungen oder Beuteln, die das herkömmliche
Klebeband-Verfahren zur Versiegelung dieser losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) ersetzen. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird bei dem Verfahren zum Versiegeln der losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) eine Impuls-Heizmaschine,
wie in 4 dargestellt, verwendet. Bei dem Verfahren zum
Verbinden loser Enden (28, 29) eines kontinuierlichen
Streifens (10) von Füllmaterialien
enthaltenden Verpackungen oder Beuteln (20) unter Verwendung
eines Impuls-Verbindemechanismus wird zunächst der kontinuierliche Streifen
von Verpackungen oder Beuteln aus dem Verpackungsmaterial hergestellt,
diese Verpackungen oder Beutel mit dem Füllmaterial befüllt und
die Enden des Verpackungsmaterials versiegelt, um den in 1 dargestellten kontinuierlichen
Streifen (10) der einzelnen Verpackungen (20) zu
bilden. Der kontinuierliche Streifen (10) wird anschließend mindestens
zwei Mal in einem versiegelten Bereich (24) an einer Stelle
zerschnitten, die so gewählt
ist, dass jedes freigelegte Ende (28, 29) des
kontinuierlichen Streifens (10) eine Öffnung (26) in dem
versiegelten Bereich (24) aufweist. Durch diesen Schnitt
geht mindestens eine einzelne Verpackung verloren und es werden
zwei Enden (28, 29) gebildet, von denen jede einen
versiegelten Bereich (24) enthält, wie in 2 dargestellt.
Die jeweiligen versiegelten Bereiche (24) der zwei Enden
(28, 29) werden so aufeinander gelegt, dass die Öffnungen
(26) in den jeweiligen versiegelten Bereichen (24)
sich überdecken,
wie in 3 dargestellt.
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Die
in 4 dargestellte Impuls-Heizmaschine (30)
umfasst ein Paar von Armen (32, 34), die so miteinander
verbunden sind, dass ein Arm (32) im Verhältnis zum
anderen Arm (34) rotationsbeweglich ist und eine Energiezufuhr
(48) mittels einem Draht an einem der Arme (32)
der Impuls-Heizmaschine (30) befestigt ist. An den jeweiligen
Enden der Arme (32, 34) sind Elemente der Impuls-Heizmaschine (30)
befestigt, welche die Enden des kontinuierlichen Streifens (10)
verbinden können.
Am Ende eines der Arme (32) ist eine obere Basis (36)
befestigt. Die untere Basis (38) ist am Ende des anderen
Arms (34) befestigt. Die obere und die untere Basis (36, 38)
fixieren die versiegelten Bereiche (24) des kontinuierlichen
Streifens (10) während
des Verbindens.
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Die
untere Basis (38) umfasst einen Stift (40), über den
die Öffnungen
(26) in den versiegelten Bereichen (24) der Enden
(28, 29) des kontinuierlichen Streifens (10)
angeordnet werden. Die untere Basis (38) umfasst auch erhabene
Führungsseiten (42),
welche die Seitenkanten (21) des kontinuierlichen Streifens
(10) führen
und so fixieren, dass die versiegelten Bereiche (24) des
kontinuierlichen Streifens (10) genau ausge richtet und
anschließend
versiegelt werden können.
Die obere Basis (36) umfasst eine komplementäre Öffnung (44)
in einer oberen Oberfläche
(46) der oberen Basis (36), wobei die Öffnung (44) über den
Stift (40) der unteren Basis (38) passt. Während des
Betriebs wird die obere Basis (36) gegen die untere Basis
(38) gedrückt
und Energie zugeführt,
um die beiden versiegelten Bereiche (24) zu erhitzen und
das Siegel zwischen den beiden Teilen des kontinuierlichen Streifens
(10) auszubilden. Natürlich
können
auch die Komponenten der oberen Basis (36) an der unteren
Basis (38) angebracht werden und die Komponenten der unteren
Basis (38) können
an der oberen Basis (36) angebracht werden.
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Beim
Gebrauch wird der kontinuierliche Streifen (10) auf die
in der 2 dargestellten Spezifikationen zugeschnitten,
so dass jedes der Enden (28, 29) der versiegelten
Bereiche (24) des kontinuierlichen Streifens (10)
eine Öffnung
(26) enthält,
wie in 2 dargestellt. Jedes dieser Enden (28, 29)
wird anschließend
in die in 3 gezeigte Position gebracht.
Jedes dieser Enden (28, 29) wird über den Stift
(40) in der unteren Basis (38) platziert. Die
Führungsseiten
(42) in der unteren Basis (38) fixieren die Enden
(28, 29) und die Seiten (21) des kontinuierlichen
Streifens (10) in einer zum Verbinden geeigneten Position.
Die obere Basis (36) wird dann abwärts rotiert, so dass sie fest
gegen die untere Basis (38) gepresst wird, um die beiden
Enden (28, 29) des kontinuierlichen Streifens
(10) in einer zum Verbinden geeigneten Position zu fixieren.
Anschließend
aktiviert ein Aktivator (50) die Energiezufuhr (48)
und Energie wird an die obere und untere Basis (36, 38)
geleitet. Die verwendete Energiemenge ist ausreichend, um die versiegelten
Bereiche (24) zu erhitzen und miteinander zu verschmelzen
und ein festes Siegel zwischen den einzelnen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) zu bilden. Die Energie wird
durch den Aktivator (48) so eingestellt, dass eine ausreichend
hohe Temperatur erreicht wird, um die beiden Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) miteinander zu verschmelzen
und ein festes Siegel zu bilden. Das gebildete Siegel lässt man
an Ort und Stelle erkalten, so dass das verbundene Siegel gut aushärten kann,
bevor die obere Basis (36) von der unteren Basis (38)
der Impuls-Heizvorrichtung (30) wegrotiert wird. Das gebildete
Siegel wird anschließend
auf Aussehen und Festigkeit untersucht und dann der kontinuierliche
Streifen (10) dem normalen Betrieb wieder zugeführt.
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Ein
weiteres erfindungsgemäßes Verfahren verwendet
eine Ultraschall-Klebevorrichtung (60) (siehe 5, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b und 7c).
Die Ultraschall-Klebevorrichtung (60) (5)
umfasst ein Amboss-Element (62) (siehe 6a, 6b und 6c)
und ein Ultraschallenergie-Generatorelement, umfassend ein Handstück (64)
mit einem Horn (66) (siehe 7a, 7b und 7c)
und eine Energiezufuhr (76), die mit einem längeren Draht
an dem Handstück
(64) befestigt ist, wie in 5 dargestellt.
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Bei
der Verwendung der Ultraschall-Klebevorrichtung (60) wird
der kontinuierliche Streifen (10) in zwei Stücke zerschnitten,
wie in 2 dargestellt. Die Enden (28, 29)
der versiegelten Bereiche (24) werden dann in die in der 3 dargestellte
Position gebracht. Die Öffnungen
(26) in den versiegelten Bereichen (24) werden
dann im Amboss-Element (62) (siehe 6a, 6b und 6c)
angeordnet. Der Amboss (62) umfasst eine Basis (63),
an welcher ein Stift (68) und ein Paar von Führungsseiten
(70) befestigt sind, die die losen Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) aufnehmen. Der Abstand
zwischen den Führungsseiten
(70) des Ambosses (62) ist ausreichend, um die
beiden Teile des kontinuierlichen Streifens (10) in einer
geeigneten Position zum Verbinden zu halten. Die Öffnungen
in den versiegelten Bereichen (24) werden über den
Stift (68) im Amboss (62) gelegt, wobei die Seiten
(21) des kontinu ierlichen Streifens (10) gegen
die Basis (63) zwischen den Führungsseiten (70)
des Ambosses (62) platziert werden.
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Das
in den 7a, 7b und 7c dargestellte
Handstück
(64) (5) mit dem Horn (66) wird
dann in Kontakt mit dem Amboss (62) gebracht. Das Horn
(66) umfasst einen Resonator (78) und eine Öffnung (72)
am Ende des Horns (66), die etwas größer ist als der Stift (68)
in dem Amboss (62). Nachdem das Handstück (64) mit dem Horn
(66) über
den Stift (68) im Amboss (62) platziert wurde, aktiviert
ein Aktivator (74) die Energiezufuhr (76) und es
wird Ultraschallenergie bereitgestellt. Der Aktivator (74)
bleibt solange aktiv, bis ausreichend Ultraschall-Verschmelzungsenergie
an die beiden Enden (28, 29) des versiegelten
Bereichs (24) des kontinuierlichen Streifens (10)
geleitet wurde, um diese beiden Enden miteinander zu verschmelzen
und ein festes Siegel zwischen den beiden versiegelten Bereichen
(24) des kontinuierlichen Streifens (10) zu bilden.
Der verbundene kontinuierliche Streifen (10) wird dann
von dem Amboss-Element (62) entfernt und visuell und physikalisch
auf Aussehen und Festigkeit getestet.
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Es
können
auch andere Verfahren zum Verbinden der beiden Enden (28, 29)
des kontinuierlichen Streifens (10) verwendet werden. Beispielsweise
kann ein Klebematerial zwischen den versiegelten Bereichen (24)
der beiden Enden (28, 29) des kontinuierlichen
Streifens angebracht werden, nachdem diese in der in 3 dargestellten
Position angeordnet wurden. Geeignete Arten von Klebematerialien sind
im Stand der Technik gut bekannt. Die beiden Teile des kontinuierlichen
Streifens (10) werden anschließend mittels herkömmlicher
Vorrichtungen zusammengehalten, bis das Klebesiegel fest ist.
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Die
Erfindung umfasst auch jedes andere Verfahren, durch das ein starkes
Siegel zwischen den beiden versiegelten Bereichen (24)
der Enden (28, 29) des kontinuierlichen Streifens
(10) ausgebildet wird.
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Obwohl
die Erfindung im Detail beschrieben wurde, stellt die in der Patentschrift
enthaltene Beschreibung natürlich
keine Limitierung der Erfindung dar. Der Umfang der vorliegenden
Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.