DE69506173T2

DE69506173T2 - Formrollenanordnung zum Umformen eines Bandes zu einem Verpackungsschlauch

Info

Publication number: DE69506173T2
Application number: DE69506173T
Authority: DE
Inventors: Tatsumi Ageo-Shi Saitama 362 Motomura
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1995-06-05
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2015-06-06
Also published as: AU688019B2; CA2150974C; AU2051795A; JP3418846B2; EP0686556B1; ATE173696T1; EP0686556A1; JPH07329216A; DE69506173D1; US5813964A; CA2150974A1; RU95108867A

Description

Formrollenanordnung zum Umformen einer Bahn zu einem Verpackungsschlauch

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formwalze oder eine Stützwalze für eine Verpackungsmaterialbahn, die bei einem Flüssigkeitsbehälter benutzt wird, wobei die Walze zum Umformen einer ebenen Verpackungsmaterialbahn in eine Rohrform montiert ist, oder zum Stützen einer Verpackungsmaterialbahn angeordnet ist, nachdem diese in rohrförmige Form umgeformt wurde. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung mit solch einer Walze sowie ein Verfahren zur Verwendung derselben.
Konventionell wurden Flüssigkeitsbehälter benutzt, welche dadurch hergestellt wurden, daß ein Verpackungsmaterial, bei welchem es sich um ein auf beiden Seite eine Polyethylenlage aufweisendes Stück Papier handelt, in einen quaderförmigen Behälter geformt wurde und flüssige Nahrungsmittel, wie beispielsweise Milch, Saft etc. eingefüllt wurde.
Andererseits wurde eine Vorrichtung zum Verpacken von Flüssigkeiten entwickelt, welche benutzt wurde, um flüssige Nahrungsmittel in einen Flüssigkeitsbehälter zu füllen, während der letztere ausgeformt wird. Bei dieser Vorrichtung zum Verpacken von Flüssigkeiten wird eine Verpackungsmaterialbahn in Bandform mittels verschiedener Behandlungstypen verarbeitet, wie beispielsweise Sterilisation, und sie wird allmählich mittels Formwalzen in eine Rohrform gebracht, und Flüssigkeit wird in diese eingefüllt, während die Längsränder auf beiden Seiten integral miteinander verbunden werden. Die in rohrförmige Form gebrachte Verpackungsmaterialbahn wird mittels Stützwalzen gehalten und zu einer Vorrichtung getragen, die als eine Klaueneinheit bezeichnet wird, und sie wird versiegelt und in gleichmäßigen Abständen mittels der Klaueneinheit abgetrennt und in Quaderform gebracht. Solch eine Vorrichtung ist beispielsweise in EP-A-0 302 413 beschrieben.
Formwalzen oder Stützwalzen des konventionellen Typs, wie sie bei dieser Art von Vorrichtungen zum Verpacken von Flüssigkeiten verwendet wurden, weisen eine Mehrzahl von Walzen auf. Die äußere periphere Oberfläche jeder Walze ist bogenförmig in Axialrichtung der Drehachse der Walzen gekrümmt. Die Mehrzahl an Walzen ist so angeordnet, daß sie näherungsweise eine einzige Kreiskurve oder eine Kurve bilden, die enger als ein Kreis mit der äußeren peripheren Oberfläche jeder Seite der Walzen verläuft. Die Verpackungsmaterialbahn wird zwischen diesen Walzen hindurchgeführt.
Die Formwalzen werden benutzt, um die bandförmige Verpackungsmaterialbahn in Rohrform zu formen, indem die Verpackungsmaterialbahn zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.
Ferner sind die Stützwalzen an einer Position angebracht, wo die Verpackungsmaterialbahn in Rohrform gebracht und Flüssigkeit in sie eingefüllt wird, und wo sie zuvor durch die Klaueneinheit versiegelt, abgeschnitten und geformt wurde. Die Stützwalzen sind vorgesehen, damit die in Rohrform gebrachte Verpackungsmaterialbahn akkurat positioniert wird, um deren Fortschreiten zu stabilisieren, und die in Rohrform gebrachte Verpackungsmaterialbahn wird in geeigneter Weise geformt, wenn sie in Quaderform gebracht wird.
Bei einer Mehrzahl von Walzen, die als konventionelle Formwalzen oder Stützwalzen verwendet werden, ist jedoch der Durchmesser an dem zentralen Bereich wesentlich unterschiedlich von dem Durchmesser an den beiden Endbereichen. Wenn die Walzen gedreht werden, variiert daher die Umfangsgeschwindigkeit der äußeren Umfangsfläche jeder Walze beträchtlich von Ort zu Ort. Infolgedessen nimmt dann, wenn die Verpackungsmaterialbahn von diesen Walzen geführt wird, um die Bahn zu fördern, der Schlupf zwischen den Walzen und der Verpackungsmaterialbahn zu, wodurch ein Widerstand gegen den Transport der Verpackungsmaterialbahn erzeugt wird und das Fortschreiten der Bahn instabil wird.
Im Falle von Formwalzen kann es hierbei zu einer schadhaften Formgebung kommen. Im Falle von Stützwalzen kann ebenfalls eine schadhafte Formgebung bei dem Formgebungsprozeß der Klaueneinheit auftreten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Formwalze oder eine Stützwalze für eine Verpackungsmaterialbahn, die in einem Flüssigkeitsbehälter benutzt wird, zu schaffen, wobei es sehr unwahrscheinlich ist, daß ein Widerstand gegen den Transport der Verpackungsmaterialbahn auftritt.
Demgemäß schafft die Erfindung eine Anordnung gemäß Anspruch 1. Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 2 definiert ist, sowie ein Verfahren, wie es in Anspruch 3 definiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Verpackungsmaterialbahn durch eine Mehrzahl von Walzen hindurchgeführt wird, jeder der unterteilten Bereiche der Walzen unabhängig von der anderen rotiert. Der Walzenbereich mit einem kleineren Durchmesser wird schneller gedreht als der Walzenbereich mit einem größeren Durchmesser und es tritt kein großer Unterschied hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit zwischen äußeren Umfangsflächen der Walzenbereiche auf. Daher ist der Widerstand der Walzen gegenüber der Verpackungsmaterialbahn reduziert.
Infolgedessen wird die Verpackungsmaterialbahn gleichmäßiger und stabiler gefördert und die Last auf den Motor zum Fördern der Verpackungsmaterialbahn kann ebenso vermindert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Aufsicht auf Stützwalzen 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Aufsicht auf obere Formwalzen 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Aufsicht auf untere Formgebungswalzen 25 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Behandlungsverfahren einer Verpackungsmaterialbahn 30 bei einer Vorrichtung zum Verpacken von Flüssigkeiten zeigt.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Behandlungsverfahren einer Verpackungsmaterialbahn in einer Vorrichtung zum Verpacken von Flüssigkeiten zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, wird eine Verpackungsmaterialbahn 30, die ein bandartiges Papierstück aufweist, auf deren beide Seiten eine Polyethylenlage aufgebracht ist, um eine Walze 35 aufgewickelt (eine Aluminiumlage oder eine Aluminiumfolie kann, falls erforderlich, zwischen Papier und Polyethylenlage angeordnet werden). Nachdem die Verpackungsmaterialbahn 30 von der Walze 35 abgezogen wurde, wird sie durch eine Anzahl von Walzen 40 geführt und oberhalb der Walze 35 weiter transportiert. An der Bahn wird ein Streifenband 35, welches von einer weiteren Walze (nicht gezeigt) gezogen wird, befestigt, welche dann durch verschiedene Walzen geführt und mit Wasserstoffperoxidwasser in einer Sterilisationseinheit 50 sterilisiert wird.
Die so nach oben geführte Verpackungsmaterialbahn 30 wird weiter durch verschiedene Walzen 40 geführt und sie wird dann in senkrechter Richtung nach unten geführt.
Mittels der Formwalzen 60 und 63, die entlang der Bewegungsbahn der in senkrechter Richtung nach unten geführten Verpackungsmaterialbahn 30 angeordnet sind, wird die Verpackungsmaterialbahn 30 von ebener Form allmählich immer weiter in Rohrform geformt. Ferner wird sie durch die oberen Formwalzen 20 geformt, bis zwei Längsränder der Verpackungsmaterialbahn 30 einander überlappen.
Mittels einer Vorwärmeinrichtung 65, die unterhalb der oberen Formwalzen 20 angeordnet ist, werden die überlappenden Längsränder erwärmt, und die Bahn wird durch untere Formwalzen 25 geführt. Mittels einer (nicht gezeigten) Schweißeinheit, die in den unteren Form walzen 25 angebracht ist, werden die Längsränder der Verpackungsmaterialbahn 30 miteinander verschweißt und diese wird zu einer vollständigen Röhre geformt.
Nachdem die Verpackungsmaterialbahn 30 zu einer geschlossenen Röhre geformt ist, wird sie durch Stützwalzen 10 geführt, sie wird versiegelt und in gleichmäßigen Abständen mittels einer Vorrichtung, die als Klaueneinheit (nicht gezeigt) bezeichnet wird, abgeschnitten und gleichzeitig in Quaderform geformt. Schließlich wird sie durch eine Falteinheit 80 als quaderförmiger Verpackungsbehälter ausgebildet, der näherungsweise die Form eines Parallelepipeds hat.
Fig. 1 zeigt eine schematische Aufsicht der Stützwalzen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Stützwalzen 10 weisen Walzen 11 und 11 identischer Form auf, und jede dieser Walzen ist in drei Walzenbereiche 115, 117 und 119 durch Ebenen unterteilt, die senkrecht zu den Drehachsen 13, 13 verlaufen. Jede der Walzen 115, 117 und 119 ist auf der Drehachse 13 montiert, so daß sie unabhängig rotiert werden kann. Zwischen benachbarten Walzenbereichen 115, 117 und 119 sind Beilagscheiben 121 und 123 in Form dünner Scheiben eingesetzt.
Die äußere Umfangsfläche 11, die von den Walzenbereichen 115, 117 und 119 einschließlich der Beilagscheiben 121 und 123 der Walzen 11 gebildet ist, ist in bogenförmiger Form ausgebildet, so daß sie an dem mittleren Bereich in Axialrichtung der Rotationswelle 13 einen kleineren Durchmesser und an den beiden Endbereichen einen größeren Durchmesser hat.
Die Walzen 11 und 11 sind so angeordnet, daß ein kreisförmiger Raum durch die äußeren Umfangsflächen 111 und 111 bestimmt wird, und das in Rohrform gebrachte Verpackungsmaterial 30 wird darin eingebracht. Die äußeren Umfangsflächen 111 und 111 der Walzen 11 und 11 sind mit Teflon beschichtet. Die Beilagscheiben 121 und 123 sind zwischen die Walzen eingesetzt da, falls die Walzen 11 in nicht unterteiltem Zustand mittels einer Schneidvorrichtung geschnitten werden, die axiale Länge der Walzen 11 um die Dicke der Schneidvorrichtung verkürzt wird, und die Außenumfangsfläche 111 ihre erforderliche Bogenform verlieren könnte. Durch Einsetzen der Beilagscheiben 121 und 123 wird dies verhindert.
Wenn die Außenumfangsform jeder der Walzenbereiche 115, 117 und 119 so geformt ist, daß die Bogenform aufrecht erhalten werden kann, ohne daß die Beilagscheiben 121 und 123 eingesetzt werden, sind die Beilagscheiben 121 und 123 nicht erforderlich.
Die Stützwalzen 10 werden wie oben beschrieben vorgesehen, und die in Rohrform gebrachte Verpackungsmaterialbahn 30 wird durch einen kreisförmigen Raum geführt, der durch die Außenumfangsflächen 111 und 111 der Walzen 11 und 11 bestimmt ist. Dann werden, die unterteilten Walzenbereiche 115, 117 und 119 der Walzen 11 und 11 unabhängig voneinander rotiert. Insbesondere wird der zentrale Walzenbereich 117 schneller als die Walzenbereiche 115 und 119 an beiden Enden gedreht, und es wird keinen wesentlichen Unterschied hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Außenumfangsflächen 111 und 111 der Walzen 11 und 11 geben.
Der Widerstand der Walzen 11 und 11 gegenüber der Verpackungsmaterialbahn 30 ist im Vergleich zu konventionellen Walzentypen geringer. Dadurch wird das Fortschreiten der Verpackungsmaterialbahn 30 gleichmäßiger und stabiler. Gleichzeitig ist es möglich, die Last auf einen (nicht gezeigten) Motor zum Fördern der Verpackungsmaterialbahn 30 zu reduzieren. Wenn die Verpackungsmaterialbahn 30 mittels der Klaueneinheit in einer nachfolgenden Stufe in Quaderform gebracht wird, kann der Formgebungsprozeß genauer und gleichmäßiger ausgeführt werden.
Fig. 2 ist eine schematische Aufsicht der oberen Formwalzen 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die oberen Formwalzen 20 weisen sieben Walzen 21 mit unterschiedlichen Formen auf, die ringartig angeordnet sind.
Jede der Walzen 21 ist in zwei oder drei Walzenbereiche 215, 217 und 219 durch zu der Drehachse 27 senkrecht verlaufende Ebenen unterteilt. Die Walzenbereiche 215, 217 und 219 sind auf der Drehachse 27 montiert, so daß die Walzenbereiche unabhängig rotiert werden können. Zwischen den benachbarten Walzenbereichen 215, 217 und 219 sind Beilagscheiben 221 und 223 in Form dünner Scheiben eingebracht (eine Beilagscheibe 221 im Falle der Walzen 21, die nur zwei Walzenbereiche 215 und 217 aufweist).
Indem die Verpackungsmaterialbahn 30 durch sieben Walzen 21 geführt wird, wird die Verpackungsmaterialbahn 30 so geformt, daß sie in den Zustand gedreht ist, direkt bevor die beiden Längsränder miteinander verbunden werden. In diesem Fall werden die unterteilten Walzenbereiche 215, 217 und 219 der Walzen 21 unabhängig rotiert. Demgemäß wird es keinen großen Unterschied zwischen der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den äußeren Umfangsflächen 211 der Walzen 21 geben, und der Widerstand der Walzen 21 gegenüber der Verpackungsmaterialbahn 30 wird gering sein. Infolgedessen wird die Verpackungsmaterialbahn 30 gleichmäßiger und stabiler gefördert. Daher kann die Verpackungsmaterialbahn 30 genauer und gleichmäßiger geformt werden.
Fig. 3 ist eine schematische Aufsicht der unteren Formwalzen 25 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die unteren Formwalzen 25 weisen sechs Walzen 26 mit identischer Form auf, die ringartig angeordnet sind.
Ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist bei den unteren Formwalzen 25 jede der Walzen 26 ebenso in drei Walzenbereiche 265, 267 und 269 unterteilt und jede derselben ist auf einer Drehachse 29 montiert, so daß sie unabhängig rotiert werden können.
Zwischen den benachbarten Walzenbereichen 265, 267 und 269 sind Beilagscheiben 271 und 273 eingesetzt.
Indem die Verpackungsmaterialbahn 30 durch einen kreisförmigen Raum geführt wird, der durch Außenumfangsflächen 261 von diesen sechs Walzen 26 gebildet ist, kann die Verpackungsmaterialbahn 30 in vollständig ringförmige Konfiguration geformt werden. In diesem Fall werden die unterteilten Walzenbereiche 265, 267 und 269 der Walze 26 unabhängig rotiert. Folglich wird die Verpackungsmaterialbahn 30 gleichmäßig und stabil geführt.
Infolgedessen kann die Verpackungsmaterialbahn 30 genauer und gleichmäßiger in Rohrform geformt werden. Bei den obigen Ausführungsformen ist jede der Form- oder Stützwalzen in zwei oder drei Walzenbereiche unterteilt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, und die Walzen können in vier oder mehr Teile unterteilt sein, und die Geschwindigkeit der Außenumfangsflächen der Walzenbereiche kann ausgeglichen sein.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen anderen Bereich als die oben beschriebenen Bereiche angewendet werden, z.B. auf die Walzen der oberen Formwalzen 60 und 63, die in Fig. 4 gezeigt sind.
Es versteht sich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die obigen Ausführungsformen wurden zu Beispielzwecken in jeglicher Hinsicht dargelegt, und sie sollten nicht als begrenzend ausgelegt werden. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche bestimmt und in keiner Weise an die Beschreibung gebunden.

Claims

1. Form- oder Stützwalzenanordnung (10, 20, 25) für eine Materialbahn mit einer Mehrzahl von Walzen (11, 21, 26) mit Außenumfangsflächen (111, 211, 261) mit bezüglich einer Ebene, die radial zu der Drehachse (13) der Walze verläuft, gekrümmten Profil, wobei die Mehrzahl von Walzen an Positionen zum Umformen eines ebenen Bahnmaterials in Rohrform oder zum Stützen des Bahnmaterials, nachdem dieses in Rohrform geformt wurde, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Walzen (11, 21, 26) in eine Mehrzahl von unabhängig voneinander drehbaren Walzenbereichen (115, 117, 119; 215, 217 219; 265, 267, 269) entlang einer oder mehreren Ebenen senkrecht zu der Drehachse unterteilt ist.

2. Vorrichtung zum Umformen einer Bahn von Verpackungsmaterial zu Flüssigkeitsbehältern mit einer oder mehreren Anordnungen (10, 20, 25) von Walzen gemäß Anspruch 1 und einer Anordnung zum Einbringen des Bahnmaterials zwischen die Walzen von einer oder mehreren Anordnungen, wobei die Oberfläche der Verpackungsmaterialbahn in Kontakt mit der Umfangsfläche jeder der Walzen gebracht und dadurch in Rohrform gebracht und abgestützt wird.

3. Verfahren zum Formen von Flüssigkeitsbehältern aus einer ebenen Bahn an Verpackungsmaterial, bei welchem die Materialbahn zwischen eine oder mehrere Walzenanordnungen geführt wird, die jeweils eine Mehrzahl von Walzen aufweisen, deren Profil mit Bezug auf eine Ebene radial zu der Drehachse der Walze gekrümmt ist, wodurch das Bahnmaterial in Rohrform geformt und abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Walzen in eine Mehrzahl von unabhängig voneinander drehbaren Bereichen entlang einer oder mehreren Ebenen senkrecht zu der Drehachse unterteilt ist.