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Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Waren verschiedener Art in
Beutel Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen von
Waren verschiedener Art (stückig, körnig, pulverförmig) in Beutel, die gleichzeitig
durch Abziehen einer Hüllstoffbahn von der Rolle gebildet werden.
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Erfindungsgemäß ziehen die Werkzeuge, welche die Querverschlüsse an
den Beutelenden durch Pressen herstellen, gleichzeitig die Hüllstoffbahn in etwa
lotrechter Richtung über einen Formkern ab, der als Zuführungsrohr für das Füllgut
und unter Umständen auch als Widerlager für das Längsverschlußwerkzeug dient, und
mit dem Einfüllen der Ware wird erst begonnen, nachdem ein Querverschlußwerkzeug
an der zu dem betreffenden Beutel gehörenden Verschlußstelle gefaßt hat.
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Die Einzelheiten dieses Verfahrens sind als solche bekannt. So zeigt
z. B. eine bekannte Maschine das Abziehen von Hüllstoff über einen formbildenden
Kern, wodurch ein Behälter gebildet wird. Es handelt sich hier um das Einwickeln
stabförmiger Gegenstände, wie Zahnstocher, Trinkhalme USW., und der zu verpackende
Gegenstand wird senkrecht zur Hüllstoffbahnrichtung eingelegt und der Querv erschluß
durch Pressen gebildet. Die FIüllstoffbahn selbst läuft waagerecht. Es ist aber
auch bekannt, einen formbildenden Kern lotrecht zu stellen und als Zufuhrrohr für
das Füllgut und als Widerlager für das Längsvcrschlußwerkzeug auszubilden. Das Füllen
wird nach der Bildung des Querverschlusses vorgenommen, und dieser erfolgt durch
Zusammenziehen der Mündungen des vorher gefüllten Beutels allseitig nach der Mitte
zu durch Verdrehen einer Buchse, in der sich der Beutel befindet. Es ist schließlich
noch bekannt, die Verschlußwerkzeuge gleichzeitig zum Abziehen der Hülle über das
Füllrohr zu benutzen.
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Gegenüber diesen bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen hat die Gesamtkombination
nach der Erfindung (Patentanspruch i), für die allein Schutz beansprucht wird, abgesehen
von einer größeren Leistungsfähigkeit der Vorrichtung den Vorteil, daß Waren aller
Art, und zwar sowohl stückige als auch körnige und pulverförmige, verpackt werden
können. Nachdem ein Querverschlußwerkzeug an der Verschlußhülle gefaßt hat, kann
sofort mit dem Einfüllen begonnen werden, und zwar schon während des weiteren Abziehens
des Hüllstoffes, so daß insbesondere für das Einfüllen von pulverförmigem Stoff
genügend Zeit zur Verfügung steht, die sowieso für. das Abziehen und das Verschlußbilden
erforderlich
ist. Da ferner die Abziehbewegung der Querverschlußwerkzeuge in ihrer Größe regelbar
ist, so können auch Beutel verschiedener Länge hergestellt werden, so daß mit derselben
Vorrichtung Pak-" kungen mit beliebig großem Inhalt herstellbar sind.
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Das Verschließen erfolgt unter Benutzung von Cellulosehüllen unter
Anwendung von Wärme, was an sich ebenfalls bekannt ist.
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Die Anordnungen nach Anspruch 2 bis d. sollen nur in Zusammenhang
mit der Kombination nach Anspruch i geschützt sein.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar eine Vorrichtung, mit der Süßigkeiten, z. B. mit Schokolade überzogene
Erdnüsse, Bonbons o. dgl., in Beutel verpackt werden. Es zeigt: Abb. i eine Vorderansicht
der Vorrichtung, Abb. 2 eine Seitenansicht zu Abb. i, Abb.3 die Zuführungs- und
Verschlußwerkzeuge, Abb. ,4 und 5 eine Aufsicht auf die Querverschlußwerkzeuge in
geschlossener und geöffneter Stellung, Abb. 6 eine Vorderansicht des Zuführungsrohres,
Abb.7 eine schematische Darstellung des Gesamtverfahrens.
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Die dargestellte Vorrichtung ist doppelt wirkend, d. h. es sind zwei
gleichzeitig arbeitende Einzelvorrichtungen zu einer Anordnung vereinigt. Dies ist
vorteilhaft, weil für die beiden Einzelvorrichtungen weitgehend gemeinsame Antriebsmittel
benutzt werden können.
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Gemäß Abb. 2 befindet sich die aus Cellulosehaut bestehende Hüllstoffbahn
auf einer Rolle io, die mit ihren Zapfen i i in eine Nut 12 am Gestell der Maschine
eingehängt ist. Ein Gewicht 13 sorgt dafür, daß kein übermäßiges Ablaufen der Bahn
stattfindet. Die Hüllstoffbahn G läuft über eine Spannrolle 14 an einem Armpaar
15, das unter Spannung einer Feder 16 steht. Von hier gelangt die Bahn über eine-
Leitrolle i9 zur Formvorrichtung H.
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Die Formvorrichtung besitzt nach A66. 6 zwei gewölbte Arme 21, 22,
über die die Bahn hier von hinten nach vorn kommend gleitet. Die Bahn wird dabei
von ihrer zunächst aufwärts laufenden Bewegung nach unten abgelenkt; sie legt sich
bei der Abwärtsbewegung um das Zuführungsrohr 2:I, das somit als Formkern dient.
Die Mitte der Bahn liegt dabei in Abb. 6 hinter dem Formkern 2.I, während die Kanten
26 und 27 durch je eine Führungsleiste 28 nach rechts bzw. links vorn geleitet werden,
so daß ein Rohr entsteht. Die Kanten greifen, wie bei 29- veranschaulicht, etwas
übereinander. Das als Formkern dienende Zuführungsrohr 24. dient bei der dargestellten
Bauart auch als Widerlager für das Längsverschluß-`werkzeug 1, I' (vgl. Abb.
i und 2). Das letztere besteht einfach aus einer elektrisch beheizten Rolle 3o,
die am Umfang mit Rillen versehen ist und mit einem ebenfalls gerillten Teil 31
des: Zuführungsrohres zusammenarbeitet. Die Stromzuführung geschieht über Klemmen
32, 33.
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Die Räder 30 sitzen auf j e einer Achse 3d., die in einem Kommutatorkasten
35 gelagert ist, der seinerseits mit einer drehbaren Nabe 36 verbunden ist, die
sich auf einer senkrechten festen Welle 37 drehen kann. Um die Welle 37 erstreckt
sich eine Feder 38, die einerseits an. einem Bund 39 und andererseits an der Nabe
36 angreift. Die Spannung dieser Feder bewirkt ein Anlegen der Räder 3o an das Zuführungsrohr;
ihre Spannung ist durch Drehung des Bundes 39 regelbar. Wie ersichtlich, können
somit die Räder von dem Zuführungsrohr abgeschwenkt werden, eine Stellung, wie sie
für das rechte Rad in Abb. i dargestellt ist.
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Unterhalb des Längsverschlußwerkzeuges befindet sich das Querverschlußwerkzeug
I, das im wesentlichen eine Art Klemmvorrichtung darstellt, deren Klemmen elektrisch
beheizt sind.
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Wie Abb. 3 bis 5 veranschaulichen, ist ein vorderer Querbalken .Io
und ein hinterer Balken .Ii vorgesehen, wobei der letztere mit einem Paar länglicher
Stifte.I2 ausgerüstet ist, welche sich durch Löcher -[4 im vorderen Balken erstrecken.
Die Stifte sind von Schraubenfedern d6, 47 umgeben, die zwischen am Ende der Stifte
vorgesehenen Muttern .I8 und Absätzen 51 liegen. Die Federn bewirken normalerweise
ein Zusammenziehen der Balken, wobei der Druck, mit dem die Hüllstoffbahn erfaßt
wird, regelbar ist. Jeder Balken trägt nach Abb. .I und 5 ein Paar beheizbare, möglichst
mit ineinandergreifenden Rillen versehene Matrizen 52, 53, die Heizorgane 54, 55
besitzen.
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Die Balken 40, .I1 befinden sich auf senkrechten Stangen 57, 58 die
au' f jeder Seite am Gestell der Vorrichtung liegen. Sie werden so zwischen zwei
Flanschen 5e9, 6o (;Abb. 3) gehalten, daß sie eine Bewegung zueinander und voneinander
weg ausführen können: Zu diesem Zweck sind gekrümmte Lagerflächen 61 an den Balkenenden
vorgesehen (vgl. Abb. d.). Die Spannung der schon erwähnten Federn 46,47 ist so
eingestellt, daß sie die Balken im genäherten Zustande halten.
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Das Öffnen und Schließen der Klemmbalken geschieht durch Drehen der
Stangen 57, 58. Infolge der erwähnten gekrümmten Lagerflächen 61 kann zwischen den
Balkenerden
ein doppelarmiger Nockenhebel 63 untergebracht werden,
der auf der Stange 57 aufgekeilt ist. An jedem Ende trägt dieser Hebel eine Nockenrolle
64, welche mit den Lagerflächen 61 der Klemmbalken zusammenarbeitet, so daß die
Klemmbalken sich öffnen, wenn der Nockenhebel aus der in Abb..I veranschaulichten
Stellung in die Stellung nach Abb. 5 gedreht wird. Der Antrieb der Stangen 57, 58
ist beliebig und nur andeutungsweise dargestellt. Gemäß Abb. 3 befindet sich am
unteren Ende der Stange 58 ein Zahnritzel 81, in das eine Zahnstange 77 eingreift,
der durch eine Nockenwelle und entsprechende Übertragungshebel eine hin und ber
gehende Bewegung erteilt wird.
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Beim Erfassen der zum Rohr geformten FIüllstoffbalin durch die Klemmvorrichtung
wird ein Ouerverschluß gebildet, der als Boden für den darüber befindlichen Beutel
der Bahn dient. Es ist aber auch erforderlich, den gebildeten Beutel oben zu verschließen,
und hierzu wird erfindungsgemäß die gleiche Kleeninvorrichtung benutzt. Es wird
nämlich die senlzrechte Breite der Verschlußniatrizen 52 und 53 so groß bemessen,
daß der Ouerv erschluß eine genügende Breite besitzt, um ihn nachträglich etwa in
seiner Mitte durchschneiden zu können. Es entstehen dann -zwei Verschlüsse, nämlich
der obere Verschluß des unteren Beutels und der hodenverschluß des oberen Beutels
(vgl. hierzu Abb. ;7).
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Die Rohrbildung der Hüllstoffbahn erfolgt, wie aus den früheren Erläuterungen
hervorgeht, durch einfaches Herunterziehen der Baliei. Dieses Herunterziehen wird
erfindungsgemäß durch die beschriebene Klemmvorrichtung, also die Querverschlußwerkzeuge
bewirkt. Es ist also keine besondere Einrichtung zum Abziehen der Hüllstoffbahn
erforderlich, so daß hierdurch eine starke Vereinfachung im Aufbau der Vorrichtung
erzielt wird. Außerdem aber ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Verschlußmatrizen
während des ganzen Abziehvorganges reit der 1=liillstoffbalin in Verbindung stehen,
so daß sie. also wesentlich längere Zeit mit dem Hüllstoffrohr in Berührung bleiben,
als wenn sie nur lediglich zum Verschließen des Rohres geschlossen würden und sich
bei der Bewegung desselben wieder öffnen würden. Infolge dieses längeren Zeitraumes
kann der Verscbluß sauber durchgeführt werden bzw. es kann sogar die Vorrichtung
schneller arbeiten.
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Zum Abziehen der Bahn muß sich die Klemmvorrichtung in senkrechter
Richtung bewögen. Sobald die Vorrichtung das Hüllstoffrohr in der obersten Lage
gefaßt hat, min:, sie in eine Lage absinken, die der Länge des zti bildenden Beutels
entspricht. Die beiden Stangen 57 und 58 werden gemeinsam auf und nieder bewegt.
Zu diesem Zweck sind sie durch eine Querstange 9o am unteren Ende miteinander verbunden
(Abb. a und 3). An diese Querstange greift eine Antriebsstange 9i an, die durch
einen Winkelhebel 92 angetrieben wird. Der Winkelhebel sitzt in einem Lagerbock
93 und wird durch eine Antriebsstange 94 angetrieben, die ihrerseits durch einen
Nocken 95 bewegt wird. Der Nocken befindet sich auf einer Welle 96, gelagert in
Lagern 97. Innerhalb der Nockenbahn 99 befindet sich die übliche Nockenrolle 98.
Die Welle 96 wird in einer beliebigen Weise in Übereinstimmung mit den anderen Antrieben
der Vorrichtung bewegt (nicht dargestellt). Der hin und her gehende Antrieb zum
Drehen der Stangen 57 und 58 durch die Z@abnstange 77 bleibt durch die Aufundabbewegung
der Stangen unberührt, weil die Zahnräder 8 i ;genügend breit ausgeführt sind.
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Die Lage der obersten und untersten Stellung der Klemmvorrichtung
ist einstellbar, und zwar durch Änderung der Lage des Bundes ioo, auf das der Winkelhebel
92 arbeitet. In gleicher Weise kann auch die Größe der Aufundabbewegung, d. h. die
Entfernung der obersten und untersten Lage der Klemmvorrichtung, verändert werden,
etwa durch Änderung des Winkelhebels 9a selbst oder durch Veränderung des Angriffspunktes
der Stange 94. am Winkelhebel. Durch diese Änderung werden, wie oline-weiteres ersichtlich,
Beutel verschiedener Länge hergestellt.
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Die Vorrichtung mit den bisher beschriebenen Teilen stellt aus der
von der Rolle abgezogenen Hüllstoffbahn eine Reihe von zusammenhängenden Beuteln
her, die mit den zu verpackenden Gegenständen gefüllt sind. Aus Abb. 7 ist ersichtlich,
wie das von dem Zuführungsrohr 24 abgezogene Hüllstoffrohr durch die Klemmvorrichtung
5.2, 53 geschlossen wird. Es erfolgt nach dem Fassen das Abziehen
der Bahn und dabei das Schließen durch Hitze, und gleichzeitig wird das Füllen des
oben noch offenen Beutels vorgenommen. Ist die unterste Stellung erreicht, so öffnet
sich die Klemmvorrichtung, sie bewegt sich nach oben und faßt die Hüllstoffbahn
von neuem, um dabei den Bodenverschluß des imterenBeutels und denBodenverschluß
des nächst unteren Beutels zu bilden. Man kann die aus der Vorrichtung herauskommenden
hintereinander zusammenhängenden Beutel von Hand auseinandertrennen, indem der Verschluß
jeweils in der Mitte durchgeschnitten wird, so daß einzelne Beutel entstehen. Es
ist jedoch zweckmäßig, auch diese Trennung der Beutel selbsttätig erfolgen zu lassen.
Hierzu wird eine Trennvorrichtung benutzt, die in Abb. 7 andeutungsweise veranschaulicht
ist.
Zum Abtrennen ist es zweckmäßig, die frei hängende Beutelreihe
festzuhalten. Hierzu dient eine Festhaltevorrichtung, bestehend aus zwei Klemmstücken
122, die an Antriebsplatten 123, 1a.4 sitzen. Zur Erzielung einer guten Festhaltewirkung
besitzen die Klemmstücke je eine Gummieinlage 125. Der Antrieb dieser Festhaltevorrichtung
ist beliebig und geschieht selbstverständlich in Obereinstimmung mit den übrigen
Antrieben der Vorrichtung.
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Das Abtrennen selbst kann an einem beliebigen Beutel vorgenommen werden,
z. B. zwischen den Beuteln X3 und X4 nach Abb.7 unterhalb der Haltevorrichtung,
die sich zwischen den Beuteln X° und X3 befindet. Man kann aber auch das Abtrennen
schon zwischen den Beuteln X und X1 vornehmen, also dort, wo sich nach Abb. 7 noch
die Klemmvorrichtung zum Verschließen befindet. Für diesen Fall muß die Trennvorrichtung
mit der Klemmvorrichtung vereinigt sein. Aus Abb. d. und 5 ist eine solche Bauart
ersichtlich. Es ist ein oberes und ein unteres Messer 11o und i i i vorgesehen,
die nach Art einer Schere zusammenarbeiten. Der Antrieb derselben erfolgt ungefähr
in der Messermitte durch ein Paar Zahnschieber i 12, 113 (Abb. 5), die in einem
Schieberkasten 114 untergebracht sind. Derselbe sitzt auf einer Konsole i 15 (vgl.
Abb.2). Jede Zahnstange wird durch ein Ritze] 116 (Abb. q. und 5) betätigt, das
zwischen den Zahnstangen liegt und die Messer in entgegengesetzter Richtung bewegt,
so daß sie einmal auseinanderbewegt werden, damit das Abziehen des Hüllstoffrohres
zwischen ihnen erfolgen kann, zum Abschneiden werden sie dann zusammengeführt. Der
Antrieb erfolgt in einfacher Weise von der Zahnstange 77 aus, die die Zahnräder
81 der Stangen 57, 58 hin und her bewegt. Mit dieser Zahnstange steht auch ein Ritze]
117 in Eingrifft (Abb. 2), das mit einem weiteren Zahnrad i i8 kämmt. Dieses sitzt
auf einer Welle i i9 und trägt am oberen Ende das schon erwähnte Ritze] 116, das
die Zahnschieber 112, 113 antreibt. Die Abmessungen dieses Antriebes sind so gehalten,
daß bei der Hinundherbewegung der Zahnstangen das erforderliche Öffnen und Schließen
der Messer vor sich geht. Dabei arbeiten die Messer so, daß sie sich beim Erfassen
der Hüllstoffbahn durch die Klemmvorrichtung schließen und damit die gebildeten
Beutel gleichzeitig mit dem Fassen der Klemmvorrichtung trennen.
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Soweit die bisher beschriebene Einrichtung in Betracht kommt, könnte
man nach Bildung eines oben noch offenen Beutels, d. h. sobald die Klemmvorrichtung
in der obersten Stellung die Hüllstoffbahn gefaßt hat, von Hand die ztt verpackenden
Gegenstände durch das Zuführungsrohr 24 in den Beutel einfüllen lassen. Selbstverständlich
ist es aber zweckdienlich, hierfür eine selbsttätig arbeitende Anordnung vorzusehen,
die auf der Zeichnung auch andeutungsweise veranschaulicht ist. Es wird oben an
der Vorrichtung eine Art Bühne 200 vorgesehen (Abb. 2), die übrigens gleichzeitig
als Lagerplatte für die Stangen 57, 58 und als Träger für die Zuführungsrohre 24
usw. dient. Auf dieser Bühne befindet sich eine Zuführungsvorrichtung M. Die Zuführungsrohre
erstrecken sich durch die Bühnenplatte 200 und enden an der oberen Fläche derselben
in einer Platte 2o4., die den Zuführungstisch für die Zuführungsvorrichtung 11 darstellt.
Am oberen Ende einer Welle toi sind mittels scheibenförmiger Träger eine geeignete
Anzahl von Meßrohren 203 befestigt, deren untere Enden sich bis dicht auf den Zuführungstisch
2o,4 erstrecken. Die oberen Enden der Meßrohre 203 sind offen und münden
in einen Raum 2 1,4, dessen Wände 207 sich weit nach oben erstrecken und
einen Trichter 2o9 bilden, in den die zu verpackenden Gegenstände von irgendeinem
Vorratsbehälter aus eingeführt werden.
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Die Welle toi mit den Meßrohren 2o3 wird in Übereinstimmung mit den
früher beschriebenen Bewegungen der einzelnen -,Jorrichtungsteile gedreht. Dabei
bewegen sich die Meßrohre auf einer Kreisbahn. Bis sie über das Zuführungsrohr 2-1
gelangen, füllen sie sich mit den Gegenständen, wobei Bürsten 212 und Abstreifer
2i5 für eine richtige Füllung sorgen und verhindern, daß beim Einfüllen eines Meßrohrinhaltes
in das Zuführungsrohr 2:1. mehr als der Inhalt des 1\Zeßrohres durchfällt.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung, die nach der vorangegangenen Beschreibung
ohne weiteres verständlich ist, ist folgende: Die Klemmvorrichtung I bewegt sich
auf und nieder und faßt in der obersten Stellung das Hüllstoffrohr, das sich selbsttätig
durch die verschiedenen Leitorgane oberhalb der Klemmvorrichtung bildet. Sobald
die Klemmvorrichtung gefaßt hat, beginnt das Hitzeverschließen und gegebenenfalls
das Zertrennen des Doppelverschlusses, und dann wandert die Klemmvorrichtung nach
unten, wobei die Hüllstoffbahn von der Rolle abgezogen wird und sich gleichzeitig
wieder ein neues Stück Hüllstoffrohr bildet. Während dieser Zeit kann auch bereits
mit dem Einfüllen der zu verpackenden Gegenstände begonnen werden, was durch eine
entsprechende Einregelung der Welle 201 ermöglicht wird. Das ist von besonderem
Vorteil, wenn stark ]:lebende Gegenstände, z. B. Bonbons, verpackt werden, da es
unter Umständen eine Zeit dauert, bis
diese Gegenstände aus den
Meßrohren 203 in das Zuführungsrohr 24 und weiter in den gebildeten, nach
oben offenen Beutel X nach Abb.7 hineinfallen. Es sind hier auch die Gegenstände
Y dargestellt, .die den entstehenden Beutel bereits anfüllen. Hat die Klemmvorrichtung
J die unterste Lage erreicht, so wird sie auseinandergespreizt und sie wandert wieder
nach oben, worauf ein neues Arbeitsspiel beginnt.
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Es ist möglich, wie schon erwähnt, die Klemmatrizen mit Rillen auszustatten,
weil dadurch die Dichtheit des Verschlusses verbessert wird. Man kann auch die Matrizen
mit anderen Figuren gravieren; auch Reklame kann eingraviert werden, insbesondere
Hinweise auf den Inhalt der Packung bzw. den Hersteller usw.
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Entsprechend der Arbeitsweise ist es gleichgültig, welcher Art die
in die Beutel eingefüllten Gegenstände sind, so daß die Vorrichtung sehr vielseitig
in ihrer Verwendung ist. Diese Vielseitigkeit wird noch dadurch erhöht, daß die
Länge der hergestellten Beutel beliebig geregelt werden kann, wobei natürlich eine
entsprechende Regelung bei der Füll- und Meßvorrichtung stattfinden muß.