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Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Säcken aus
Polyäthylen oder anderem wärmeschweißbarem Material sind
bekannt, und zwar an einer Maschine zum Verpacken von losem
Material, wie zeichnerisch beispielsweise in der schematischen
Seitenansicht von Fig. 1 dargestellt. Dort geht man von zwei
Filmen oder Folien N1-N2 aus diesem Material aus, die von
entsprechenden Vorratsrollen abgewickelt werden. Die Folien
werden übereinandergelegt und werden mit einer Längsbewegung
längs eines vertikalen Förderwegs gefördert, wobei sie an
ihren Längskanten durch übereinandergelegte Ketten C1-C2
gehalten werden. Die Ketten sind miteinander synchronisiert und
sie werden durch einen schematisch eingezeichneten Motor M
angetrieben. Die Ketten transportieren den von den beiden
Folien ausgebildete Schlauch B nach unten. Stationäre
Führungen G1 und G2 kontrollieren die aktiven Bahnen der Ketten C1-
C2, so daß die Kanten der Folien mit deren Hilfe fest
verklammert werden. Die Ketten werden üblicherweise intermittierend
angetrieben und während der Haltezeit des Transports werden
die übereinandergelegten Teile der beiden Folien, die sich
außerhalb der Ketten befinden, von Paaren von rechteckigen,
parallelen und gegenüberliegenden Schweißeinrichtungen
gegriffen, die in Längsrichtung durchgehende Hitze- Schweißnähte an
den Folien ausbilden, um diese dichtend miteinander zu
verbinden. Die Schweißeinrichtungen sind zeichnerisch nicht
dargestellt. Es ergibt sich also ein durchgehender Schlauch B vom
unteren Teil der Kettenpaare, der dann von einer dualen
Einheit geschlossen wird, die eine Querschweißnaht anlegt und die
auch schneidet. Diese Einheit ist bei S1-T-S2 angedeutet.
Nachdem der Boden geschlossen worden ist, wird der Schlauch so
weit transportiert, daß ein Förderer R ins Spiel kommt, worauf
die Ketten angehalten werden. Während die
Längsschweißeinrichtungen betätigt werden und während die Einheit S1-T-S2
geöffnet
wird, entlädt ein zeichnerisch nicht dargestellter
Trichter eine geeignete Menge des Produkts in den Schlauch, worauf
die Einheit S1-T-S2 betätigt wird, um den gefüllten Sack zu
schließen, um den Sack von dem darüber befindlichen Rohr
abzutrennen und um den Boden des Sacks zu schließen. Der
gefüllte Sack wird dann mit Hilfe des Förderers R abtransportiert
und der Zyklus wird wiederholt.
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Zum Stand der Technik gehört es auch, in symmetrischer
Konfiguration in Längsrichtung zu falten, wobei die Längskanten
wenigstens einer der Folien den Schlauch ausbilden, wobei die
daraus hergestelten Säcke einen balgenförmigen Querschnitt
haben. Diese Bedingungen geben dem Sack eine Form, die sehr
ähnlich derjenigen eines Parallelepipeds ist, wenn der Sack
mit einem Produkt gefüllt und geschlossen ist und wenn er in
Längsrichtung horizontal liegt. Diese Konfiguration ermöglicht
ein besseres Stapeln und Palettieren des Sacks.
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Die Veröffentlichung IT-A-1 156 700, erteilt auf den Namen des
Inhabers, beschreibt eine Vorrichtung mit sich drehenden
Scheiben, die ein Längsfalten der Kanten einer der beiden
Folien ermöglicht, und die justierbar ist, so daß sie für
Folien unterschiedlicher Dimensionen paßt, und um Faltungen
unterschiedlicher Breite auszubilden.
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Das Falten in Längsrichtung beim Stand der Technik erfordert
ein Aneinanderhaften der beiden thermoplatischen Blätter oder
Folien N1-N2, und zwar wegen des lokalen Schmelzens in dem in
Fig. 2 gezeigten Zustand mit Hilfe von einander
gegenüberliegenden Schweißstangen 15-115. Wenn die Wand des Sacks gezogen
wird, wie dies Fig. 3 zeigt, so wird die vorstehend erläuterte
Schweißung häufig zu einem Reißen der Wand führen. Dies ist
auch dann der Fall, wenn die daran anliegenden Zugkräfte viel
niedriger sind als dies der Fall wäre, wenn die Folie nicht
geschweißt wäre. Man muß hierbei also verhältnismäßig dicke
Folien einsetzen, um an ihnen besonders starke Schweißpunkte
auszubilden. Die stärke Dicke der Folien bringt aber höhere
Kosten mit sich, auch als Ergebnis der längeren Zeit, die zum
Schweißen benötigt wird, sowohl beim Aufheizen wie auch beim
anschließenden Abkühlen. Der geringe Widerstand der
Längsschweißungen nach dem Stand der Technik beruht hauptsächlich
darauf, daß die vom eingesackten Produkt auf die Schweißzone
ausgeübte Kraft sich senkrecht zu dieser Zone erstreckt, die
daher lediglich einem Zug ausgesetzt wird.
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Bei einem nach dem Stand der Technik hergestellten Sack stehen
die geschweißten Kanten fühlbar vom Sack vor und sie verlaufen
dazu rechtwinklig. Dies gibt Probleme mit dem erforderlichen
Platz, mit der Sicherheit und mit dem Aussehen der Säcke.
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Die Druckschrift DE-A-37 21 303 beschreibt ein Verfahren zur
Herstellung von Säcken, wobei eine Folie verwendet wird, die
halb gefaltet wird, die dann gefaltet wird, um einen Balg an
den gefalteten Seiten und an den offenen Seiten auszubilden,
und die dann mit sich verschweißt wird. Eine Kante der Folie
erhält eine weitere Längsfaltung derart, daß die Außenfläche
dieser Kante einen entsprechenden Teil der Innenfläche der
anderen Kante überlappt.
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Die US-A-2 440 664 beschreibt ein Verfahren zum Verschweißen
der Kanten einer von zwei Folien eines thermoplastischen
Films, wobei zwischen diejenigen Folien, die nicht verschweißt
werden sollen, eine Einlage aus einem wärmeisolierenden
Material eingesetzt wird.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Herstellung von
Säkken vorgesehen, wobei Längsschweißungen an zwei
übereinanderliegenden Folien aus wärmeschweißbarem Material angebracht
werden, um eine Schlauch- oder Rohrform auszubilden, aus der
Säcke durch aufeinander folgende Querschweißungen und
Schneidoperationen erhalten werden. Die Vorrichtung hat zwei Paar von
die Folien transportierenden Ketten, Mittel zum Falten der
Längskanten wenigstens einer der beiden gegenüberliegenden
Folien, die den den Sack ausbildenden Schlauch formen, so daß
die Außenflächen dieser Kanten zu den Innenflächen der Kanten
der gegenüberliegenden Folie weisen, wenn die Folien
übereinanderliegen, und zwar zwischen zwei Paaren von Ketten, die die
Folien verklammern und in Längsrichtung transportieren, wobei
Schweißstangen auf nicht gefaltete Kanten einer der beiden
Folien einwirken, während Gegenmittel den Stangen
gegenüberliegend einwirken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, daß Einlagestreifen vorgesehen sind, die
an ihren oberen Enden durch geeignete, stationäre Haltemittel
gehalten sind, die stromauf derjenigen Zone vorgesehen sind,
wo die beiden Folien übereinandergelegt sind, um das Rohr oder
den Schlauch auszubilden, wobei die Einlagestreifen in die
gefalteten Kanten eingelegt sind, um die gefalteten Kanten
daran zu hindern, daß sie mit der Folie verschweißt werden,
aus der sie ursprünglich resultieren.
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Die Einlagestreifen sind biegsam, um einen gleichförmig
verteilten Druck der Folienteile zu ermöglichen, die sich
zwischen den Abdichtstangen und den betreffenden Gegenmitteln
befinden. Die Einlagestreifen bestehen aus einem Material, das
nicht an den verscheißten Kanten der beiden Folien anhaftet.
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Weitere Merkmale der Erfindung und sich daraus ergebende
Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung deutlicher, die lediglich ein
nicht beschränkendes Beispiel in den Figuren der beigehefteten
Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Maschine, in die eine
erfindungsgemäße Vorrichtung integriert worden
ist;
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Fig. 2 und 3
schematisch die Herstellung von
Längsschweißlinien beim Stand der Technik einschl. der
vorstehend erläuterten Nachteile;
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Fig. 4 perspektivisch eine der Einheiten zum Falten
der Längskanten einer der den Sack ausbildenden
Folien oder Blätter;
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Fig. 5 eine Vorderansicht der Einheit nach Fig. 4;
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Fig. 6 schematisch einen Schnitt längs der Linie IV-IV
von Fig. 1, wobei die Konfiguration und die
Anordnung der beiden den Sack ausbildenden
Folien oder Blätter gezeigt ist;
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Fig. 7 perspektivisch eine mögliche Ausführungsform
eines der beiden wärmeisolierenden Streifen,
die in die Längskanten einer der beiden den
Sack ausbildenden Folien eingelegt werden soll;
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Fig. 8 und 9 zeigen entsprechend dem Querschnitt nach
Fig. 6 unterschiedliche Konfigurationen der
Längskanten der den Sack ausbildenden Folien
oder Blätter;
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Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen entsprechend den Schnitten
der Fig. 6, 8 und 9 unterschiedliche
Ausführungsformen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es notwendig, die
Längskanten wenigstens einer von zwei einen Sack ausbildenden
Folien in einer wieder eintretenden Art übereinander zu
falten, so daß die Kanten sich an die Innenfläche der anderen
Folie anlegen, und zwar mit einem Teil der Außenfläche.
Erfindungsgemäß erfolgt dieses Falten beispielsweise an der Folie
N1, vorzugsweise an dem durch den Pfeil K in Fig. 1
angedeuteten Punkt, bevor die Folie in den Einflußbereich des Paares
der Transportketten C1-C2 gelangt, und zwar stromauf der
Umlenkrolle H. Bei Pos. 1 am Seitenrahmen der Maschine sind
Platten 2-102 vorgesehen, die quer zur Folie N1 und davon
geeignet beabstandet ein Paar Stangen 3-103 tragen, zwischen
denen ein Zwischenteil 202 befestigt ist. An diesen Stangen
sind an beiden Seiten des Zwischen-Querteils 202 Paare von
Gleitern 4-5 und 104-105 vorgesehen, deren Positionierung mit
Hilfe von jeweiligen Schrauben 6-7 und 106-107 justiert werden
kann, die drehbar von den Platten und vom Querteil getragen
sind, und zwar parallel zu den Stangen 2-102,
zusammenarbeitend mit Muttern, die an den jeweiligen Gleitern vorgesehen
sind, und die frei durch ein Loch hindurchgehen, das in dem
nicht betroffenen Gleiter ausgebildet ist, und die wahlweise
mit Hilfe von Knöpfen 8, 9 kontrolliert werden. Das
Positionieren der Gleiter bezüglich der Zwischen-Längsaches der Folie
N1, die mit dem Querteil 202 identifizierbar ist, kann mit
Hilfe von mit Maßstäben versehenen Skalen 30 sichergestellt
werden, die an den Stützteilen 2-102-202 befestigt sind, und
zwar parallel zu den Stangen 3-103 und zusammenarbeitend mit
Zeigern 31 an den Gleitern (vgl. Fig. 4). Es wird darauf
hingewiesen, daß die Betätigung der Justierschrauben 6-7-106-107
alternativ durch eine Fernsteuerung, über Servosteuerungen,
Encoder und Programmiereinheiten erfolgen kann, wie dies dem
Fachmann geläufig ist. Drehbar an den Gleitern sind jeweilige
Wellen 10-11, 110-111 vorgesehen, die sich rechtwinklig zur
Folie N1 nach unten erstrecken und an denen Scheiben 12-13-14
und 112-113-114 befestigt sind, die auf die Kanten der Folie
einwirken, um diese geeignet zu falten. Die Scheiben 13-14 und
113-114 bewirken S-förmige Faltungen an den Kanten der Folie,
die bei Pos. P1 and P1' an den Kanten der Folien angedeutet
sind. Diese sind für die Balgenform des den Sack formenden
Rohres notwendig. Die Scheiben 12-13, 112-113 und die Wellen
10-110 bilden die Kanäle aus, die notwendig sind, um die
Faltungen P2-P2' auszubilden, die bewirken, daß die Folie N1 die
Innenfläche der Folie N2 überlappt, und zwar über Teile von
deren Außenfläche. Während des vertikalen Transportwegs, wenn
die beiden Folien von den Kettenpaaren C1-C2 und C1'-C2'
gehalten werden, so befinden sich die beiden Folien in
Wirklichkeit in der in Fig. 6 gezeigten Lage. Die Faltungen P1-P1'
können sich aber auch teilweise überlappen, wobei die in Fig.
8 gezeigten Teile P2-P2' vorgesehen sind, so daß die Kanten
des den Sack ausbildenden Rohres keine Vorsprünge haben. Dies
ist abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 6. Diese
Zustand kann leicht dadurch erreicht werden, daß man die
Justierschrauben für die leerlaufenden Faltrollen, die auf die
Folien N1 einwirken, entsprechend verstellt, wie dies dem
Fachmann möglich ist.
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Die Fig. 1 und 4 zeigen, daß wegen des auf beide Folien mit
Hilfe der Transportketten und der Spannungsmittel ausgeübten
Längszugs und auch wegen der Stützwirkung der Rolle H und der
Befestigungswirkung der Verschweißung des Querbodens des
Rohres, wie dies durch die Einheit S1 erfolgt, daß deswegen die
Folie N1 in dem gefalteten Zustand stabil verbleibt, in den
sie durch die Vorrichtung nach Fig. 4 gebracht worden ist. Die
Spannungsmittel kontrollieren die Folien, nachdem diese von
ihren Vorratsrollen abgewickelt worden sind.
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Einleitend wurde schon darauf hingewiesen, daß die
Längsschweißungen der Folien N1 und N2 lediglich durch die
Schweißstangen 15-15' angelegt werden, die durch ein direktes
Einwirken auf die Kanten derjenigen Folie einwirken, die nicht
die Faltungen P2-P2' hat, während die anderen Stangen 16-16'
nicht beheizt werden und sogar am Rahmen der Maschine
befestigt werden können. Diese Anordnung ergibt eine fühlbare
Vereinfachung und Wirtschaftlichkeit beim Herstellen der
Maschine. Die Stangen 16-16' werden jetzt nur als Gegenmittel
für die Schweißstangen 15-15' eingesetzt, die die einzigen
Mittel sind, die beheizt werden, wie bei Pos. 17-17'
angedeutet, und die rechtwinkelig, horizontal und hin- und hergehend
bewegt werden, wie dies die Pfeile 18-18' in Fig. 6 andeuten.
Die Gegenmittel 16-16' brauchen nicht mit Teflon beschichtet
zu sein, wie dies bei den Schweißstangen der Fall ist, weil
sie jetzt ggf. auf die Folien einwirken, um die Wärme zu
verteilen, die von den Stangen 15-15' ausgeht. Zu diesem Zweck
kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Gegenmittel durch
geeignete Mittel gekühlt werden.
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Durch die Verwendung von co-extrudierten thermoplastischen
Folien oder von anderen zusammengesetzten Folien, wie dies das
Beispiel von Fig. 2 zeigt, wo hochdichte Schichten N1 und N2
angedeutet sind und niedrigdichte Schichten N1'-N2', die sich
wegen der Faltungen P2-P2' im Abdichtbereich überlappen, kann
nicht ausgeschlossen werden, daß die vorstehend erläuterte
einfache Lösung es ermöglicht, den Zweck der Begrenzung des
Schweißens nur auf die überlappenden Kanten der beiden Folien
zu begrenzen, wobei vermieden wird, daß auch die
übereinanderliegenden Teile derselben Folie N1 einbezogen werden.
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Erfindungsgemäß können an dem durch den Pfeil K1 in Fig. 1
angedeuteten Punkt an den Kanten der Folie N1 Stützen 19-19'
desjenigen Typs vorgesehen sein, der beispielsweise in Fig. 7
gezeigt ist, wobei in Fig. 1 derjenige Zustand dargestellt
ist, wenn die Kanten der Folie N1 noch nicht mit denen der
Folie N2 verbunden sind. Die Stützen 19-19' sind an einem Ende
am Rahmen der Maschine befestigt und stützen überhängend den
oberen Teil von jeweiligen biegsamen Streifen 20-20', die in
die Faltungen P2-P2' eingeschoben sind, und die eine Länge
derart haben, daß sie die Längs-Schweißelemente 15-15'
erreichen, und daß sie sich vorzugsweise über diese Elemente hinaus
um eine geeignete Länge erstrecken, ohne aber der Einheit S1-
S2-T zum Querschweißen und schneiden in den Weg zu kommen. Die
Streifen sollen zwischen das Paar der übereinanderliegenden
Folienkanten eingeschoben werden, die miteinander verschweißt
werden sollen, um auf sie die von den Stangen 15-15'
herrührende Wärme zu konzentrieren, und um zu verhindern, daß die
Wärme den Außenteil der Faltung P2 mit naheliegenden
Konsequenzen erreicht.
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Die Streifen 20-20' sind zwischen die Außenkante der
jeweiligen Faltungen P2-P2' und die Paare der die Folien
transportierenden Ketten eingeschlossen, wobei sie in ihrer richtigen
Position auf geeignete Art und Weise gehalten werden, auch
wenn sie nur an einem Ende von den Stützen 19-19' getragen
werden, und auch wenn sie relativ biegsam sind. Eine
ausreichende
Biegsamkeit ist andererseits wünschenswert und
notwendig, um die Drücke gleichförmig zu verteilen, die von den
Schweißeinheiten an den Folienteilen ausgeübt werden, die
miteinander verschweißt werden sollen.
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Gute Resultate wurden unter Verwendung von Streifen 20-20'
erzielt, die aus rostfreiem Stahl bestehen, mit geeignet
abgerundeten Kanten und mit einer Dicke von einigen Millimetern.
Es sei aber darauf hingewiesen, daß die Streifen auch aus
beliebigem anderem, geeignetem Material hergestellt sein
können oder aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien,
beispielsweise teilweise aus Teflon, aus Silikongummi oder aus
anderen Materialien, die für die erläuterten Zwecke geeignet
sind. Beispielsweise kann nicht ausgeschlossen werden, daß die
Streifen aus einem sehr flachen, U-förmigen Metallkörper
geformt werden, dessen hohler Teil mit einem Streifen aus
Silikongummi gefüllt wird, der zur Schweißstange ausgerichtet ist
und der an Ort und Stelle durch eine Umwicklung aus Teflon
gehalten wird.
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Fig. 9 zeigt eine Abänderung des vorstehend erläuterten
Schweißverfahrens, wobei die Faltungen P2-P2' die Kanten der
Folie N2 ausbilden können, während die Kanten der Folie N1 nur
mit den balgenförmigen Faltungen P1-P1' ausgebildet sind. Bei
dieser Ausführungsform wirken die Dichtstangen 15-15' gegen
die Kanten der Folie N1, während die dagegen wirkenden Glieder
16-16' die Folie N2 betreffen. Es sei auch darauf hingewiesen,
daß die vorstehend erläuterten Überlegungen betreffend die
Lösung nach Fig. 8 auch auf die abgeänderte Ausführungsform
nach Fig. 9 zutreffen. Die Abänderung nach Fig. 9 ist wichtig,
weil sie den Einsatz von Folien N1-N2 ermöglicht, die dieselbe
Breite haben, verbunden mit sich daraus ergebenden, fühlbaren
Vorteilen.
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Bei einer abgeänderten Ausführungsform des vorstehend
erläuterten Verfahrens, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, kann die
Ausbildung der Faltungen P2-P2' an den Kanten einer der beiden
Folien durchgeführt werden, beispielsweise der Folie N2, wenn
die Folien schon zwischen den Paaren der Transportketten
eingeklemmt sind und wenn sie übereinanderliegen. Die zu
faltenden Kanten der Folie N2 stehen über die andere Folie N1 vor
und werden durch geeignete stationäre oder bewegliche Mittel
darüber gefaltet. In diesem Fall werden die Streifen 20, 20'
zwischen zwei miteinander zu verschweißende Kanten
eingeschoben und zwischen die Folie N2, aus der die Faltungen P2-P2'
hergestellt worden sind. Die Schweißstangen 15-15' arbeiten
hierbei auf die gefalteten Überkanten, während die
Gegenglieder 16-16' auf die Folie N2 einwirken, deren Kanten darüber
gefaltet worden sind. Die Mittel, um diese Abänderung des
Verfahrens auszuführen, sind zeichnerisch nicht dargestellt,
weil der Fachmann diese Mittel auf der Grundlage der
Offenbarung dieser Erfindung leicht konstruieren kann.
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Fig. 11 zeigt eine Abänderung, wobei eine Kombination der
Lösungen der Fig. 6 und 10 verwendet wurde. Die Folie N1 ist
mit den vorstehend erwähnten Faltungen P2-P2' versehen, die
stromauf der Transportketten ausgebildet wurden, während die
Kanten der Folie N2 über die Faltungen P2-P2' gefaltet sind,
wie bei Pos. P3-P3' angedeutet, wenn die Folien schon von den
Transportketten eingeklemmt worden sind. Hier können die
übereinanderliegenden Kanten der beiden Folien Paaren von
gegenüberliegenden Schweißungen zugeführt werden, und zwar durch
entsprechende Paare von Schweißstangen 15-15' und 115-115'.
Das doppelte Schweißen soll eine noch stärker belastbare
Verbindung der Blätter oder Folien N1 und N2 sicherstellen.