DE69004946T2

DE69004946T2 - Verfahren zum Falten einer Kante auf einer laufenden Materialbahn.

Info

Publication number: DE69004946T2
Application number: DE90125648T
Authority: DE
Inventors: Jan Loevenbrant
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2010-12-29
Also published as: JPH04211930A; AU635380B2; YU5491A; HUT66077A; YU48234B; SE9000153A; CS9100073A2; EP0437848A1; HU211354B; DK0437848T3; JP3246750B2; SE465213B; CA2034219A1; ES2047815T3; CA2034219C; US5178601A; CZ280076B6; EP0437848B1; DE69004946D1; AU6936491A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falten einer Kante an einer laufenden Materialbahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie aus der US-A-3 073 217 bekannt ist.
Das für Einwegpackungen für flüssige Nahrungsmittl wie Milch oder Saft verwendete Material besteht normalerweise aus einer Papier- oder Pappelage, die an beiden Seiten mit einem Thermoplast laminiert ist. Das Laminat kann gegebenenfalls auch eine dünne Aluminiumfolie umfassen.
Nach der Herstellung des Laminats wird dieses in geeignete Breiten geschnitten und in einer Füllmaschine zu Packungen geformt. Der Ausgangspunkt für diese Operation liegt darin, daß das von einer Rolle zugeführte Verpackungsmaterial zu einem Schlauch geformt wird, der quer versiegelt und dann in den Querversiegelungen geschnitten wird, um schließlich zu der fertigen Packung geformt zu werden.
Da die Längsverbindung so versiegelt wird, daß sich die beiden Kanten überlappen, so daß die Materialbahn zu einem Schlauch wird, muß die innerhalb des Schlauchs gelegene Kante auf irgendeine Weise geschützt werden, so daß der eingefüllte Inhalt nicht mit der Papierlage in dem Laminat in direkten Kontakt gelangen. Ansonsten könnte dies dazu führen, daß der Inhalt die Papierlage befeuchtet, und bei aseptischen Packungen oder Kartons würde eine solche Verbindungsstelle Insterilität herbeiführen.
Die innere Längskante ist normalerweise durch einen losen Streifen geschützt, der gegen die äußere Thermoplastlage in dem Laminat gesiegelt ist. Es ist auch möglich, bei der Herstellung des Laminats eine schmale Kante aus möglicherweise mit einer Aluminlumfolie laminiertem Thermoplast von der Kante des eigentlichen Verpackungsmaterials nach außen hervorragen zu lassen.
Eine solche Kante aus Thermoplast, möglicherweise mit einer anhaftenden Aluminiumfolie, muß vor der Ankunft des Verpackungsmaterials an der Füllmaschine über die offene Laminatkante gefaltet werden, um dadurch diese Kante zu schützen. Heute wird diese Operation dadurch durchgeführt, daß die Kante durch Heißluft oder durch eine Infrarotlampe erhitzt und mittels einer Anzahl von Walzen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln gefaltet wird. Eine solche Vorrichtung sorgt für eine passende Faltung. Allerdings ist die Reibung hoch und ermöglicht nur eine begrenzte Ausgabekapazität. Darüberhinaus sind Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auch komplex und enthalten viele bewegliche Teile. Eine solche Vorrichtung ist in der US-A-4 606 784 beschrieben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Falten einer Kante an einer laufenden Materialbahn zu realisieren, wobei die Vorrichtung keine oder nur eine unwesentliche Reibung aufweist und deshalb zu einem Betrieb bei hoher Geschwindigkeit fähig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Realisierung einer Vorrichtung, die einfacher und ökonomischer als die bestehenden Vorrichtungen aus dem Stand der Technik ist.
Diese und weitere Aufgaben wurden nach der vorliegenden Erfindung durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.
Die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung und ihre Aspekte sind einfacher aus der folgenden kurzen Beschreibung der beigefügten Zeichnungen und der darauf Bezug nehmenden Erörterung einer bevorzugten Ausführungsform zu verstehen.
In den beigefügten Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben;
Fig. 2 eine schematische Seitenaufrißansicht der Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 3 eine weitere schematische Seitenaufrißansicht der Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 4 bis 6 verschiedene Querschnitte des Bandes und die Art und Weise, wie die Kante zu dem Band hin gefaltet wird; und
Fig. 7 den Einbau der Vorrichtung nach der Erfindung in eine spezielle Umgebung.
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen nur die Einzelheiten, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind.
Unter Bezug auf die Zeichnungen umfaßt die Vorrichtung nach der Erfindung ein Band 1 mit rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt. Das Band läuft über mindestens vier Räder 2, 3, 4 und 5, die bevorzugt als herkömmliche Riemenscheiben ausgelegt sind, die aber auch ohne Nuten ausgelegt sein können.
Fig. 2 zeigt, wie das Band 1 von dem Rad 2 abläuft, sich über 180º verdreht, bevor es das Rad 3 erreicht, um das Rad 3 herum und weiter zu dem Rad 4, nach unten über das Rad 5 und zurück zu dem Rad 2 läuft.
Zum Rücklauf des Bandes 1 nach der Drehoperation müssen die Räder 4 und 5 bezüglich der Räder 2 und 3 geneigt sein, was sich deutlich aus Fig. 1 ergibt. Allerdings zeigt Fig. 1 nur die Wellen 6, 7, 8 und 9 der Räder 2 bzw. 3, 4 und 5. Die Mittellinie des Bandes 1 bestimmt die Auslegung und damit auch die Größe der Räder, weshalb die Räder 4 und 5 notwendigerweise etwas größer als die Räder 2 und 3 sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Räder 2 und 3 in der gleichen Ebene angeordnet, während die Räder 4 und 5 in Bezug zu der gemeinsamen Ebene der Räder 2 und 3 in einem Winkel angeordnet sind. Die Bewegungsrichtung des Bandes ist in Fig. 3 durch Pfeile gezeigt.
Eine laufende Materialbahn 10 wird durch die Vorrichtung geführt, wobei die Bahn längs der einen seitlichen Begrenzungslinie der Bahn 10 eine hervorragende Kante 11 aufweist. Die Kante 11 der laufenden Materialbahn steht mit dem Band 1 über den größeren Teil der Strecke in Kontakt, in der das Band 1 um 180º verdreht wird, d.h. zwischen den Rädern 2 und 3. Danach erreicht die laufende Materialbahn 10 eine Walze 12, die bei dieser Ausführungsform sowohl als Quetscher für die nach innen gefaltete Kante 11 als auch als Stützwalze für die laufende Materialbahn 10 dient. Natürlich können für diese zwei Zwecke zwei verschiedene Walzen verwendet werden.
Das Band 1 kann aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem bestehen und möglicherweise mit Kord verstärkt oder gefestigt sein und wenigstens eine ebene Seite 13 aufweisen, gegen die die Kante 11 gefaltet werden soll. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das Band 1 einen trapezförmigen Querschnitt auf. Die ebene Seite 13, gegen die die Kante 11 gefaltet wird, sollte wenigstens zweimal so breit sein wie die Kante 11 an der laufenden Materialbahn 10, die gefaltet werden soll.
Das Band 1 wird mit der gleichen Geschwindigkeit wie die laufende Materialbahn 10 angetrieben. Der (nicht gezeigte) Antrieb für das Band 1 ist in geeigneter Weise, z.B. mittels eines Elektromotors, über eines der Räder vorgesehen.
Der aktive Teil des Bandes 1, der sich mit der laufenden Materialbahn 10 in Kontakt befindet und die eigentliche Faltoperation durchführt, ist der Teil zwischen den Rädern 2 und 3, wo sich das Band 1 über 180º verdreht. Dieser Teil sollte so kurz wie möglich sein, damit sich das Band nicht seitlich bewegen kann, wenn es die Kante 11 faltet. Falls das Band in diesem Teil instabil ist, dann besteht die Gefahr, daß sich eine ungleichmäßige Faltung ergibt, die die Materialbahn 10 nicht dicht umschließt. Dieses Problem läßt sich auch dadurch lösen, daß die Vorrichtung mit (nicht gezeigten) Führungsrollen für das Band und die Materialbahn versehen wird. Folglich ist es von wesentlicher Bedeutung, daß das Band straff gehalten wird, weshalb die Vorrichtung mit einer Form einer nicht gezeigten Spannschraube oder ähnlichem versehen sein sollte.
Die Gesamtlänge des Bandes 1 kann variieren, aber der sogenannte inaktive Teil bildet eine Kühlanlage für die geringe Reibungswärme, die in dem aktiven Teil auftritt; deshalb kann das Band leicht lang sein, ohne notwendigerweise zuviel Raum zu beanspruchen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgerichtet, daß sich die Materialbahn 10 vertikal durch die Vorrichtung bewegt, und der aktive Teil des Bandes 1 ist dadurch ebenfalls vertikal ausgerichtet. Allerdings ist es durchaus möglich, die Bahn und damit auch die eigentliche Vorrichtung horizontal auszurichten.
Fig. 4 und 6 zeigen drei verschiedene Querschnitte durch den aktiven Teil des Bandes 1, wo die ebene Seite 13 des Bandes, gegen die die Kante 11 gefaltet wird, von der Schnittlinie C/C zu der Schnittlinie E/E über 180º verdreht wird. Wenn die laufende Materialbahn 10 zum ersten Mal mit dem Band 1 in Kontakt gelangt, bildet die hervorragende Kante 11 einen Ansatz der Materialbahn (Fig. 4). In Fig. 5 hat das Band das Verdrehen halb beendet und daher die ebene Seite 13 und damit die hervorragende Kante 11 über 90º gedreht. In Fig. 6 sind sowohl das Verdrehen als auch das Falten der Kante abgeschlossen, und die ebene Seite 13 des Bandes 1 ist nun um 180º von der Ausgangsposition ausgerichtet.
Fig. 7 zeigt, wie die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in eine vollständige Anlage integriert werden kann, in der die laufende Materialbahn von einer Magazinrolle 14, wo die Kante 11 der Materialbahn 10 gerade herausragt, durch die Anlage bearbeitet wird, bis sie eine neue Magazinrolle 15 erreicht, wo die hervorragende Kante 11 eingefaltet und gegen die Materialbahn 10 versiegelt wird.
Von der Magazinrolle 14 bewegt sich die Materialbahn 10 zwischen dem Spalt eines Paares Walzen 16, das aus zwei Walzen besteht, von denen eine mit einem hervorragenden Steg versehen ist. Die Materialbahn wird so durch das Walzenpaar 16 geführt, daß der Steg leicht innerhalb der hervorragenden Kante 11 auf die Materialbahn 10 trifft und dadurch die Materialbahn 10 zusammendrückt, zumindest so weit, daß sie der Dicke der hervorragenden Kante 11 entspricht, da die gefaltete Kante ansonsten die eine Seite der Bahn aufbauen" und ein Aufwickeln der Bahn unmöglich machen würde.
Die Materialbahn 10 bewegt sich von dem Walzenpaar 16 über die Stützwalzen 17 und 18 vertikal nach unten. Knapp bevor die Faltung der Kante durchgeführt wird, wird der äußerste Abschnitt der Materialbahn erhitzt, gegen den die Kante versiegelt werden soll. Eine geeignete Heizeinheit 19 für Heißluft oder Infrarotlicht ist entlang der Kante der Materialbahn angeordnet und erhitzt die Bahn auf die Temperatur, bei der der Thermoplast schmilzt. Daraufhin erreicht die Bahn 10 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Falten der Kante 11, wobei das Band die hervorragende Kante 11 umfaltet. Wird die Kante 11 vollständig eingefaltet, dann erreicht die Materialbahn auch die Walze 12, die sowohl eine Stütz- als auch eine Gegendruckwalze - oder einen Quetscher - beim Versiegeln der Kante 11 gegen die erhitzte Materialbahn 10 bildet. Die Materialbahn 10 ist nun bereit für ein erneutes Aufwickeln auf einer neuen Magazinrolle 15.
Statt der Versiegelung mit Hilfe des Thermoplasts an der Oberfläche der Materialbahn 10, kann die Materialbahn auch mit einem Bindemittel versehen werden, bevor die Kante umgefaltet wird.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung eine einfache und ökonomische Vorrichtung zum Falten einer Kante an einer laufenden Materialbahn realisiert, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine hohe Ausgabekapazität zu erreichen und keiner oder nur einer unwesentlichen Reibung unterzogen ist.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist auch gegenüber möglichen Verbindungsstellen in der laufenden Materialbahn unempfindlich, da das Band eine gewisse Elastizität aufweist, so daß es sich leicht bewegen kann, wenn eine Verbindungsstelle durch die Vorrichtung läuft.

Claims

1. Verfahren zum Falten und Versiegeln einer Kante (11) an einer laufenden Materialbahn (10) mittels eines Endlosbandes (1), das über Räder (2, 3, 4, 5) läuft und zwischen Rädern aus einer Anzahl von wenigstens vier Rädern (2, 3, 4, 5) verdreht wird und über einen Teil der Strecke mit der Bahn (10) in Kontakt steht, wo das Band (1) verdreht wird, und mittels einer Versiegelungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (11) der Bahn (10) in Kontakt mit einem aktiven Teil des Bandes (1) bewegt wird, der durch zwei aufeinanderfolgende Räder (2, 3) um etwa 180º verdreht wird und im Vergleich zu dem inaktiven Teil des Bandes (1) kurz ist, und daß wenigstens eine, mit Thermoplast beschichtete Seite der Bahn (10) in dem der hervorragenden Kante (11) am nächsten liegenden Bereich vorerhitzt und gegen die Bahn (10) versiegelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Bahn (10) und das Band (1) mit der gleichen Geschwindigkeit vorwärts bewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil des Bandes (1) im wesentlichen vertikal bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerhitzung vor dem Falten durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) mindestens eine ebene Seite (13) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Seite (13) des Bandes (1) mindestens zweimal so breit ist wie der vorstehende Rand (11) an der Bahn (10).