DE69621261T2

DE69621261T2 - Verfahren zum Herstellen von Beuteln

Info

Publication number: DE69621261T2
Application number: DE69621261T
Authority: DE
Inventors: John Carson; Gregory E. Mcdonald; Andrew W. Moehlenbrock
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: MX9603577A; DE69612046T2; DE69621261D1; DE69612046D1; CA2183831A1; EP0761554B1; EP0985522A1; ATE217575T1; ES2155922T3; EP0761554A1; CA2183831C; AR003396A1; EP0985522B1; ATE199692T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Beutels mit einem Zugangsloch in zumindest einer Hüllenbahn des Beutels.
Viele Verpackungsanwendungen, insbesondere für Lebensmittel, erfordern die Verwendung von Beuteln, die aus verschiedenen Thermoplastmaterialien und -strukturen hergestellt sind oder profitieren davon. Beispiele handelsüblicher Beutel schließen schrumpfbare Beutel ein, die von der Cryovag Division of W.R. Grace & Co.-Conn. geliefert werden, einschließlich der Beutel mit der Bezeichnung L, L340, B110, GB620 und B2550.
Die Beutel werden allgemein in Großverarbeitungs- und/oder Verpackungssystemen für Fleisch verwendet, bei denen die Produktionsgeschwindigkeit und die Effektivität wichtig sind. Beutel, die in diesen Systemen zur Verwendung kommen sollen, sind selbst oft in Behältern verpackt, wobei die einzelnen Beutel auf Bändern miteinander verbunden sind, so dass sie in vorhersehbarer und effizienter Art und Weise einer Füllstation für Waren zugeführt werden. Ein typisches Beispiel für eine solche Technologie ist US-A-3,161,347, das ein Band offenbart, an dem Beutel befestigt sind, und US-A-3,587,843, das zwei Bänder offenbart, an denen dachziegelartig (d. h. schindelartig) überlagernde Beutel befestigt sind.
An einer Füllstation eines herkömmlichen Systems wird jeder Beutel geöffnet und mit einer Ware, wie zum Beispiel frischen Rindfleisch-Teilstücken oder geräuchertem und verarbeitetem Fleisch, Geflügel, Käse oder anderen leichtverderblichen Lebensmittelprodukten oder anderen Produkten gefüllt.
Ein Problem, das manchmal anzutreffen ist, besteht darin, dass die Beutellippen (die Kanten der Beutelhüllenbahnen, welche die Beutelöffnung bilden), unerwünscht aneinander kleben oder an den Beutelklebebändern kleben. Das kann bedeutende Verzögerungen in einer Verpackungslinie für den Lebensmittelverarbeiter oder für andere Verwender der Beutel hervorrufen. Die Beutel können natürlich manuell geöffnet werden, aber das geht sehr langsam vor sich und ist arbeitsaufwändig. Weiterhin besteht die Gefahr einer unnötigen Handhabung des Beutels.
Es sind einige Lösungen angeboten werden, die sich mit dem Problem des Öffnens eines Beutels vor dem Einbringen einer Ware in den Beutel befassen. Die Verwendung von Druckluft oder Vakuum ist gebräuchlich, erfordert jedoch eine Vakuum- oder Druckluftquelle. Manchmal ist die Verwendung von Druckluft hinsichtlich der Gewährleistung einer ständigen Beutelöffnung unzuverlässig. Selbst bei Verwendung von Druckluft muss der Arbeiter manchmal den Öffnungsprozess beginnen, so dass die Luft beim weiteren Öffnen des Beutels ausreichend wirksam sein kann, um ein Einfüllen einer Ware darin zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines Beutels zur Verfügung, wie es in Patentanspruch 1 definiert ist.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen der flach gelegten Röhre in einer ersten flach gelegten Ausrichtung; das Transportieren der flach gelegten Röhre, so dass wenigstens ein Bereich der flach gelegten Röhre in eine Stellung im rechten Winkel zu ihrer ersten flach gelegten Ausrichtung neu ausgerichtet wird; Herstellen des Lochs in der Röhre; weiteres Transportieren der Röhre, während die Röhre zurück in ihre erste flach gelegte Ausrichtung neu ausgerichtet wird, und Versiegeln und Schneiden der neu ausgerichteten Röhre, um einen Beutel mit einem Loch in einer Hüllenbahn des Beutels herzustellen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese nachfolgend lediglich in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, erläuternden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Beutels, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 eine Perspektivansicht einer anderen Ausführung eines Beutels, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht eines Verfahrens zur Herstellung des Beutels von Fig. 1 und 2;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht eines anderen Verfahrens der Herstellung des Beutels von Fig. 1 und 2;
Fig. 5 und 6 schematische Aufrissansichten von anderen Verfahren zur Herstellung des Beutels von Fig. 1 und 2, die jedoch nicht Bestandteil der Erfindung sind;
Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Beutelöffnungssystems in seiner Startposition;
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines Beutelöffnungssystems, wenn der Beutel geöffnet ist;
Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht einer Öffnungsvorrichtung;
Fig. 10 bis sind Seitenrissansichten der Beutelöffnungsfolge und des Transports;
Fig. 15 und 16 End-Aufrisse der Öffnungsgeometrien;
Fig. 17 und 18 schematische, Perspektivansichten eines alternativen Verfahrens;
Fig. 19 eine schematische Perspektivansicht eines alternativen Verfahrens zur Herstellung des Beutels von Fig. 1 und 2;
Fig. 20 eine schematische Perspektivansicht eines Beutels mit Einschnitten, ausgeführt gemäß der Erfindung;
Fig. 21 eine vergrößerte Perspektivansicht einer alternativen Ausführung einer Öffnungsvorrichtung;
Fig. 22 eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführung eines Beutels;
Fig. 23 eine schematische Aufrissansicht eines anderen alternativen Verfahrens zur Herstellung des Beutels von Figur. 1 und 2;
Fig. 24 und 25 Perspektivansichten eines alternativen Verfahrens zur Herstellung eines Beutels, die jedoch nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind; und
Fig. 26 einen Beutel, der nach dem Verfahren von Fig. 24 und 25 hergestellt ist.
In Fig. 1 ist ein Beutel 10 dargestellt. Er umfasst eine erste Hüllenbahn 12 und eine zweite Hüllenbahn 14. Jede Hüllenbahn kann so betrachtet werden, dass sie ein erstes Ende, eine erste und zweite Seite und ein zweites Ende hat. Wie es zu sehen ist, haben in einem im Wesentlichen flach gelegten Zustand die Hüllenbahnen 12 und 14 im Wesentlichen dieselbe Länge und jede hat im Wesentlichen dieselbe Breite. Eine erste Beutelkante 16 wird gebildet, indem man jeweils die ersten Seiten der ersten und der zweiten Hüllenbahn verbindet. Eine zweite Beutelkante 18 wird gebildet, indem man jeweils die zweiten Seiten der ersten und zweiten Hüllenbahn verbindet. Ein Beutelboden wird gebildet, indem man jeweils die ersten Enden der ersten und zweiten Hüllenbahn verbindet und eine Beutelöffnung 22 wird durch die jeweiligen zweiten Enden der ersten und zweiten Hüllenbahn gebildet.
Derzeitig sind die Beutel normalerweise als Beutel mit Seitenversiegelung oder als Beutel mit Endversiegelung hergestellt.
Der Beutel mit Seitenversiegelung haben an den gegenüberliegenden Beutelkanten eine Heißversiegelung. Der Beutelboden wird durch den Falz der Folie gebildet, der während des Extrudierens der Beutelröhre während der Herstellung erzeugt wird. Der gegenüberliegende Falz der Folie ist aufgeschlitzt, um eine Beutelöffnung zu bilden.
Ein Beutel mit Endsersiegelung hat gegenüberliegende Beutelkanten, die durch den Falz der Folie gebildet werden, der während des Extrudierens der Beutelröhre während der Herstellung erzeugt wird. Der Beutelboden hat eine gekrümmte oder geradlinige Heißversiegelung. Die Beutelöffnung ist gekrümmt oder geradlinig und wird durch einen quer verlaufenden Schnitt in der extrudierten Röhre gebildet.
In beiden dieser Fälle ist der Beutel aus einer Beutelröhre mit einer großen Länge hergestellt.
Zumindest ein Loch ist in der ersten Hüllenbahn angeordnet, jedoch ohne ein entsprechendes Loch in der zweiten Hüllenbahn. Wenn die zweite Hüllenbahn ein Loch enthält, das mit dem Loch der ersten Hüllenbahn ausgerichtet ist, würde der hierin beschriebene Beutel nicht geöffnet werden können, weil die Öffnungseinrichtung, wenn sie aktiviert ist, nicht nach oben gegen die Innenseite der zweiten Hüllenbahn drücken und den Beutel öffnen würde. Es ist natürlich möglich, dass sich nicht in Übereinstimmung befindliche Löcher in der zweiten Hüllenbahn befinden, welche für andere Zwecke als für das Öffnen des Beutels, wie es hierin beschrieben ist, dienen könnten.
Das Loch ist vorzugsweise dichter zu der Beutelöffnung als zu dem Beutelboden angeordnet. Noch bevorzugter ist das Loch so dicht genug an der Beutelöffnung 22 (d. h. an den zweiten Enden der jeweiligen Beutelhüllenbahnen, welche die Öffnung bilden, durch welche die zu verpackende Ware in den Beutel gelangt) angeordnet, dass das vorliegende Verfahren und System mit einem entsprechenden Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden, sich überlappenden Beuteln verwendet werden kann. Dieser Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden, sich überlappenden Beuteln beträgt herkömmlicherweise im Normalfall etwa 25,4 mm (ein Zoll). Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beträgt dieser Abstand vorzugsweise zwischen 50,8 und 76,2 mm (zwei und drei Zoll). Am bevorzugtesten ist es daher, dass der Mittelpunkt des Loches oder der Löcher 7,62 mm (drei Zoll) oder weniger von der Beutelöffnung entfernt ist. Die Anordnung des Loches sollte, zumindest für die meisten Lebensmittelverpackungsanwendungen nicht so weit von der Beutelöffnung entfernt sein, dass nach dem nachfolgenden Einfüllen einer Ware in den Beutel und dem Schließen des Beutels, das Loch Bestandteil der eigentlichen Verpackung ist, d. h. das Loch gibt vorzugsweise die verpackte Ware nicht gegenüber der Umgebung frei. Vorteilhafter ist es, zwei Löcher 30a und 30b zu verwenden, um einen stabileren und kontrollierteren Betrieb zu sichern. Es können mehr als zwei Löcher verwendet werden. Wenn zwei Löcher verwendet werden, sind sie vorzugsweise in einer gleichen Entfernung von den jeweiligen Beutelkanten 16 und 18 angeordnet und vorzugsweise in demselben Abstand von der Beutelöffnung. Jedes Loch hat vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 50,8 mm (zwei Zoll) und noch bevorzugter von weniger als 25,4 mm (ein Zoll) und am bevorzugtesten von etwa 19 mm (3/4 Zoll).
Die Beutelöffnung 22 wird durch die jeweiligen Kanten der ersten Hüllenbahn 12 und der zweiten Hüllenbahn 14 gebildet. Aus Deutlichkeitsgründen ist sie in Fig. 1 geringfügig geöffnet dargestellt.
Andere Komponenten, die für ein Beutelfüllsystem typisch sind, können nutzbringend verwendet werden. Diese Komponenten sind gut bekannt und herkömmlich und für Fachleute ist für sie keine weitere Beschreibung erforderlich.
Fig. 2 stellt eine alternative Ausführung dar, in denen anstatt eines wirklichen Lochs 30a und 30b Kreuzschlitze 32a und 32b verwendet werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich "Loch" sowohl auf ein echtes Loch jeder geeigneten Form und Größe, sowie auch auf Kreuzschlitze, Perforationen, teilweise ausgeschnittene Zungen oder ähnliches, wie es hierin weiter offenbart und beansprucht ist.
Fig. 3 stellt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Herstellen des Beutels von Fig. 1 und 2 dar. Eine flach gelegte Röhre 40 hat zwei Hauptflächen: eine erste Röhren-Hüllenbahn 43 und eine zweite Röhren-Hüllenbahn 45 (wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist). "Flach gelegte Röhre" bezieht sich hierin auf eine röhrenförmige Folie, die extrudiert oder durch irgendein geeignetes Verfahren hergestellt ist und die sich in einem abgeflachten oder "flach gelegten" Zustand befindet. Wenn einzelne Beutel aus dieser Röhre hergestellt sind, wie es beschrieben ist, entspricht jede erste Hüllenbahn 12 vorzugsweise einem Abschnitt der ersten Beutelröhrenhüllenbahn 43 oder wird daraus erhalten, und jede weite Hüllenbahn 14 entspricht vorzugsweise einem Abschnitt der zweiten Beutelröhrenhüllenbahn 45 oder wird daraus erhalten. Normalerweise hat die flach gelegte Röhre eine erste Röhrenkante 34 und eine zweite Röhrenkante 36, d. h. einen ausgeprägten Kniff, der an jeder Querkante der flach gelegten Röhre durch vorherige Extrusion und Bearbeitung erzeugt ist. Jede erste Beutelkante 16 und zweite Beutelkante 18 entspricht nach der Bearbeitung, wie es nachfolgend beschrieben ist, vorzugsweise einem Abschnitt der Röhrenkanten 34 bzw. 36 oder wird daraus erhalten.
Die flach gelegte Röhre 40 wird durch ein erstes Paar von Andruckwalzen 42 zu einem zweiten Paar von Andruckwalzen 46 vorwärts bewegt, das in einem rechten Winkel zu dem ersten Satz 42 angeordnet ist, so dass die flach gelegte Ausrichtung der Röhre 40 zu einer Stellung in einem rechten Winkel zu ihrer ursprünglichen flach gelegten Ausrichtung verändert wird. Ein Pfeil in der Zeichnung zeigt die Bewegungsrichtung der Röhre. Eine Einrichtung für das Neuausrichten kann einfach eine Luftblase sein, die zwischen den Andruckwalzen 42 und 46 eingeschlossen ist oder sie kann z. B. ein Innendorn sein, z. B. ein Dorn in Form eines Tetraeders, welcher die Röhre in die neue Ausrichtung führt. Wenn eine Luftblase verwendet wird, steht sie vorzugsweise unter Druck, um das Neuausrichten der Röhre zu unterstützen. Es sollte bemerkt werden, dass hierin "Ausrichtung" nicht in dem Sinne verwendet wird, wie er oft mit der Beschreibung von Erwärmungs- und Streckprozessen, um Folien wärmeschrumpfbar zu machen, assoziiert ist, sondern in der Bedeutung einer Veränderung der relativen Disposition der Röhre. Eine Analogie würde sein, eine Haushaltswärmeflasche zu nehmen und sie an ihren Querkanten zusammenzudrücken, bis die Flasche mit ihrer neuen Breitenabmessung 90 Grad zu ihrer ursprünglichen Abmessung neu positioniert ist.
In einigen Fällen kann die flach gelegte Röhre 40 einfach neu ausgerichtet werden, indem man sie einfach durch das zweite Paar von Andruckwalzen 46 zieht, ohne die vorher erläuterte Einrichtung 44 in Anspruch zu nehmen. Das kann direkt von einer Rolle erfolgen, welche die flach gelegte Röhre hält oder über das erste Paar von Andruckwalzen 42.
Die Röhre wird durch einen dritten Satz von Andruckwalzen 48 vorwärts bewegt, die wie die Andruckwalzen 46 angeordnet sind. In der Röhre ist an irgendeinem Punkt zwischen den Andruckwalzen 46 und 48 mittels einer geeigneten Einrichtung, wie zum Beispiel einen Lochstempel 55, ein Loch ausgeführt. Fig. 3 zeigt eine mögliche Lage für das Loch 30. Es ist offensichtlich, dass je dichter sich das Loch zu einer Kante der Röhre befindet, desto dichter zueinander sich die Löcher 30a und 30b in dem sich abschließend ergebenden Beutel befinden. Je dichter sich das Loch zu der Mittellinie 49 der Röhre befindet, die in Fig. 3 als gestrichelte Linie dargestellt ist, desto weiter werden die Löcher 30a und 30b in dem sich abschließend ergebenden Beutel voneinander entfernt sein. Die Mittellinie 49 stellt normalerweise die Position der Röhrenkanten 34 und 36 dar.
Es kann mehr als ein Loch in der Röhre ausgeführt sein.
Das Herstellen eines Lochs in der Röhre und somit in dem daraus erhaltenen Beutel hat den Nachteil, dass ein Stück des Thermoplastmaterials übrig bleibt, das entsorgt werden muss und das während der Bearbeitung eventuell in einen Beutel fallen kann. Anstelle der Ausbildung eines vollständigen Lochs mit entferntem Material, kann die Röhre mittels jeder geeigneten Einrichtung, wie zum Beispiel mit einer Klinge, durchstochen werden. Mögliche Konfigurationen sind Kreuzschlitze (wie sie in Fig. 2 dargestellt sind), Perforationen, teilweise ausgeschnittene Kreise, die eine Materialzunge übrig lassen, oder Ähnliches. Teilweise ausgeschnittene Löcher mit Zungen können die Zerreißgefahr infolge der starren Lochausschnitte verringern, wenn im Gebrauch nur die umgefaltete Zungenkante beansprucht wird. Das einzige erforderliche Kriterium für die Konfiguration der Löcher 30 oder 30a und 30b ist, dass die Einrichtung für das Öffnen zufriedenstellend funktioniert, um den Beutel 12, wie hierin beschrieben, zu öffnen.
Die Röhre 40 wird dann zu einem vierten Paar von Andruckwalzen 52 vorwärts bewegt, die in einem rechten Winkel zu den Andruckwalzen 48 angeordnet sind und die in ihrer Ausrichtung mit den Andruckwalzen 42 übereinstimmen. Die Röhre wird dann in ihre ursprüngliche Ausrichtung zurück gedreht. Ein Innendorn oder eine andere geeignete Einrichtung 50 für das Neuausrichten kann wiederum zur Anwendung kommen, um den Prozess zu erleichtern. Alternativ kann die Röhre in ihre ursprüngliche Ausrichtung zurück gedreht werden, ohne Einrichtungen für das Neuausrichten zu verwenden, oder sie kann einfach dadurch neu ausgerichtet werden, indem man sie durch das vierte Paar von Andruckwalzen 52 zieht, ohne die vorher erläuterten Einrichtungen 50 in Anspruch zu nehmen.
Eine Schneideinrichtung 53, z. B. eine Klinge trennt die Röhre 40, um einen Röhrenabschnitt mit zwei Löchern 30a und 30b in einer Hüllenbahn des Röhrenabschnitts zu bilden. Eine Einrichtung zum Versiegeln 54, z. B. eine herkömmliche Heißversiegelungseinrichtung, bringt auf ein Ende des Röhrenabschnitts eine Endversiegelung 57 auf, um einen Beutelboden 20 des Beutels 10 zu bilden. Die Versiegelungs- und Schneidfunktion kann wahlweise durch eine einzelne Versiegelungs-/Schneidvorrichtung ausgeführt werden.
Alternativ kann die Röhre 40 in ihre ursprüngliche Ausrichtung neu ausgerichtet werden, wie es vorher beschrieben wurde und sie kann dann versiegelt, vorwärts bewegt und dann geschnitten werden, wie es in Fig. 19 dargestellt ist.
Für Endanwendungen, bei denen ein teilweises Loch oder teilweise Löcher gewünscht sein können, kann die Folie nach ihrer Neuausrichtung in ihre erste Ausrichtung, wie vorher beschrieben, bearbeitet werden, mit der Ausnahme, dass das Schneiden nicht auf einer Seite oder auf der anderen Seite der Löcher erfolgt, sondern direkt durch die Löcher. Mit einem zweckdienlichen Versiegelungsschritt zum Erzeugen des Beutelbodens ist das Ergebnis ein Beutel mit halbkreisförmigen Einschnitten in einer Hüllenbahn des Beutels (siehe Fig. 20).
Es ist klar, dass durch die hier aufgezeigte spezifische Ausführung zumindest zwei Löcher oder ein Mehrfaches davon in einer Beutelhüllenbahn ausgebildet werden. Ein einzelnes Loch kann auch in einer Beutelhüllenbahn ausgeführt werden, indem ein halbkreisförmiges Loch an einer Kante der neu ausgerichteten Röhre ausgebildet wird. Das ist in Fig. 17 dargestellt. Wenn die Röhre in ihre ursprüngliche Neuausrichtung zurück gebracht wird, weist sie ein einzelnes Loch auf, das sich im lateralen Mittelpunkt der Röhre in gleichem Abstand von den Seitenkanten 34 und 36 der Röhre befindet. Der sich ergebende Beutel ist in Fig. 18 dargestellt. Wenn ein zweites halbkreisförmiges Loch in einer Kante der neu ausgerichteten Röhre ausgeführt ist, ist ein Beutel mit zwei Löchern 30a und 30b hergestellt, wobei sich die beiden Löcher in unterschiedlichen Entfernungen von 2 der Beutelöffnung, jedoch in gleicher Entfernung von jeder der Beutelkanten 16 und 18 befinden. Das ist in Fig. 22 dargestellt.
Obwohl die in Fig. 3 dargestellte flach gelegte Röhre als eine geradlinige Bahn angenommen wird, kann die Röhre alternativ während ihrer Vorwärtsbewegung in jeder geeigneten Weise gedreht werden. So kann zum Beispiel die Röhre, nachdem sie die Walze 48 durchlaufen hat, um irgendeinen Winkel, zum Beispiel um 180º gedreht und in die entgegengesetzte Richtung weiterbewegt werden, um den Prozess abzuschließen. Das würde eine U-förmige Konfiguration des Prozesses ergeben.
Weiterhin kann, obwohl die in Fig. 3 dargestellte flach gelegte Röhre so dargestellt ist, dass sie in einer horizontalen Linie bearbeitet wird, der Prozess unter jedem Winkel oder in vertikaler Richtung ablaufen.
Alternative Verfahren zum Herstellen des Beutels sind möglich. So ist zum Beispiel in Fig. 4 eine flach gelegte Röhre nur teilweise neu ausgerichtet, um einen Bereich der Röhre 41 zur Verfügung zu stellen, durch den ein Loch 30 gestanzt werden kann. Somit ist nur ein Bereich 41 der flach gelegten Röhre 40 relativ zu der ursprünglichen Ausrichtung der Röhre neu ausgerichtet. Das kann durch Vorwärtsbewegen der Röhre durch einen ersten Satz von Quetschwalzen, um einen Bereich der Röhre 40 "zusammenzuschließen", und durch einen ersten und zweiten Satz von kurzen Andruckwalzen erfolgen, um die Röhre 40 so vorwärts zu bewegen, dass ein Loch 30 durch beide Lagen des Bereichs 41 der Röhre, der neu ausgerichtet wurde, gestanzt wird. Nachdem das Loch 30 ausgeführt ist, wird die Röhre in ihre ursprüngliche Ausrichtung freigegeben. Da die flach gelegte Röhre normalerweise Röhrenkanten aufweist, wie sie vorher beschrieben wurden und die während des Extrudierens und des Steckprozesses gebildet sind, hat die Röhre, wenn sie partiell ausgerichtet ist, oft die Tendenz, in ihre ursprüngliche Ausrichtung zurückzukehren.
Es ist offensichtlich, dass jede der Andruckwalzen hierin in Abhängigkeit von dem spezifischen zur Anwendung kommenden Prozess jede geeignete Länge und jeden geeigneten Durchmesser aufweisen kann. Die Andruckwalzen können angetrieben sein oder es kann sich einfach um leer mitlaufende Walzen handeln.
In einer alternativen Ausführung, welche nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, kann ein rotierendes Schneidwerkzeug verwendet werden, um sich in periodischen Intervallen über die flach gelegte Röhre zu bewegen, um eine Hüllenbahn, jedoch nicht die andere Hüllenbahn der Röhre (Fig. 23) zu durchschneiden. Es kann ein geringes Einritzen der Innenseite der zweiten Hüllenbahn auftreten, aber das ist nicht kritisch, solange nicht ein wirkliches Loch oder ein Schlitz in der zweiten Hüllenbahn erzeugt wird. Bei dieser Alternative kann ein einzelnes Loch in der Beutelhüllenbahn ausgeführt werden.
Natürlich könnten ein oder mehr Löcher manuell in einzelnen Beuteln ausgeführt werden, aber das ist wirtschaftlich nicht machbar.
In Fig. 5 erzeugt ein Stanzwerkzeug 55 ein Loch in einer ersten Hüllenbahn 43 der flach gelegten Röhre 40. Das kann unter Verwendung eines Einlege-Innendorns 51 als Stützplatte erfolgen, um zu verhindern, dass sich das Loch bis zu der zweiten Hüllenbahn 45 der Röhre erstreckt. Alternativ kann das Stanzwerkzeug allein auf der flach gelegten Röhre verwendet werden, ohne einen Einlege-Innendorn 51 zu verwenden. In diesem Fall, (siehe Fig. 6) muss der Betrieb des Stanzwerkzeuges 55 genau genug sein, um ein Loch 30 in der ersten Hüllenbahn 43 zu erzeugen, sich jedoch nicht durch die zweite Hüllenbahn 45 der Röhre 40 zu erstrecken. Eine Stützplatte 39 kann auf der dem Stanzwerkzeug 55 entgegengesetzten Seite der Röhre verwendet werden. Diese beiden Ausführungen sind kein Bestandteil der Erfindung.
Obwohl die vorherige Erläuterung in erster Linie auf ein Verfahren zum Herstellen eines Beutels mit Endversiegelung gerichtet ist, kann auch Fig. 5 als ein Verfahren zum Herstellen eines Loches in einer Hüllenbahn eines Beutels mit Seitenversiegelung betrachtet werden. In dieser Ausführung kann der Raum 38 zwischen den Hüllenbahnen 43 und 45 als ein Raum betrachtet werden, der durch Aufschneiden der ersten Röhrenkante 36 durch jedes geeignete Aufschneideinrichtung erzeugt wird. Nachdem ein oder mehrere Löcher in die Röhrenhüllenbahn 43 gestanzt sind, kann die Röhre durch Schneiden und Versiegeln weiter bearbeitet werden, wie es hierin beschrieben ist, wobei eine Querversiegelung an jeder Kante eines Röhrenabschnitts erfolgt, um einen Beutel mit Seitenversiegelung zu erzeugen, dessen Öffnung durch einen Bereich des Abstandes zwischen den Hüllenbahnen 43 und 45 dargestellt wird, und dessen Beutelboden durch einen Abschnitt der ersten Röhrenkante 34 dargestellt wird.
Fig. 7 stellt ein Beutelöffnungssystem in seiner Startstellung dar. Überlappte (schindelartig angeordnete) Beutel werden durch ein Stützplattform 56 abgestützt. Die Beutel sind auf der Plattform 56 mit Hilfe einer herkömmlichen Beutelanordnungseinrichtung (nicht dargestellt) oder mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung oder eines geeigneten Prozesses positioniert. Die Beutel sind in herkömmlicher Weise an dem ersten Beutelband 58a und an dem zweiten Beutelband 58b befestigt. Das Band liegt normalerweise unter der Vielzahl der sich überlappenden Beutel. Die Beutel sind schindelartig "nach vorn" angeordnet, d. h. der oberste Beutel in dem Stapel von Beuteln ist der am weitesten vorgeschobene oder der vorderste Beutel und der Beutel, der sich am dichtesten zu der Beutelöffnungseinrichtung 60 befindet, die nachfolgend beschrieben wird.
Die Öffnungseinrichtung 60 ist als eine Vorrichtung mit einer ersten Nockenplatte 62 dargestellt, welche einen daran montierten herausragenden ersten Finger 66a aufweist und mit einer zweiten Nockenplatte 62b, welche einen daran montierten herausragenden zweiten Finger 66b aufweist. Die Nockenplatten sind starr an der Welle 64 befestigt.
Fig. 8 zeigt das Beutelöffnungssystem, nachdem es aktiviert wurde. Die zweite (obere) Hüllenbahn des obersten Beutels von der Vielzahl der Beutel ist als durch die Wirkung der Finger 66a und 66b, welche durch die Löcher 30a und 30b des Beutels nach oben kommen, angehoben dargestellt. Die Fingerwirkung wird durch das Drehen der Welle 64 ausgelöst, um die Nockenplatten 62a und 62b nach oben zu drehen. Die daran montierten Finger durchdringen dabei die Löcher 30a und 30b des Beutels.
Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches der Öffnungseinrichtung 60.
Fig. 10 bis 14 stellen schematisch eine Folge für das Öffnen eines Beutels dar. Obwohl bezogen auf eine einzelne Nockenplatte und einen einzelnen Finger beschrieben, ist es doch so zu verstehen, dass, wenn mehr als ein Beutelloch vorhanden ist und mehr als eine Nockenplatte und mehr als ein Finger Bestandteil der Öffnungseinrichtung sind, diese in gleicher und gleichzeitiger Weise funktionieren. Somit kann die Öffnungseinrichtung eine einzelne Nockenplatte und einen einzelnen Finger oder mehrere Nockenplatten und Finger, befestigt an einer sich drehenden Welle, umfassen.
In Fig. 10 beginnt die Welle 64 sich zu drehen und bewirkt, dass sich die erste Nockenplatte 62a ebenfalls dreht und dadurch der erste Finger 66a angehoben wird und das Loch 30a durchdringt.
In Fig. 11 berührt der Finger die Unterseite (Innenseite) der zweiten Hüllenbahn 14 des Beutels 10.
In Fig. 12 bewirkt die weitere Drehung der Welle 64 und der Nockenplatte 62a eine weitere Aufwärtsbewegung des Fingers 66a, der wiederum die zweite Hüllenbahn 14 in der Nähe der Beutelöffnung 22 nach oben und weg von der ersten Hüllenbahn 12 drückt.
In Fig. 13 kann der Finger 66a nach einer noch weiteren Drehung der Welle 64 durch die Beutelöffnung 22 hervorstehen. Die Nockenplatte 62a berührt, wenn sie geeignet geformt ist, vorzugsweise die Außenseite (hier die Unterseite) der ersten Hüllenbahn 12. Wenn ein Beutelband (oder Beutelbänder) vorgesehen ist (sind), kann der Beutel von dem Band (oder von den Bändern) abgelöst werden. Der auf das Band übertragenen Ablösekraft setzt die Bandanordnungseinrichtung (nicht dargestellt) Widerstand entgegen, erhält somit die Spannung aufrecht und verhindert ein Verziehen des Bandes. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, die Beutelöffnung 22 noch weiter zu öffnen, um eine Ware direkt einzubringen zu können oder um Fülltrichter einsetzen zu können (die bei einigen Beutelfüllarbeitsgängen vorhanden sind), und die wiederum das Einbringen der zu verpackenden Ware, wie zum Beispiel Geflügel oder andere Lebensmittel- oder Nicht-Lebensmittelprodukte erleichtern.
Fig. 13, 14, 15 und 16 zeigen das Einsetzen von Ergänzungsfingern 68a und 68b in horizontaler Weise (im vorliegenden Fall) in die Öffnung der Beutelöffnung, welche durch die vorher beschriebenen Schritte und das vorher beschriebene System erzeugt ist. Fig. 15 und 16 zeigen zwei der vielen Beutelgeometrien, die gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden können. In Fig. 15 liegen die Löcher 30a und 30b und die Finger der Öffnungseinrichtung 60 relativ dicht beieinander. Die Ergänzungsfinger 68a und 68b sind angeordnet, um eine Korrelation mit dem Positionieren der Löcher und der Öffnungseinrichtung zu bewirken. In Fig. 16 liegen die Löcher 30a und 30b und die Öffnungseinrichtung 60 relativ weit voneinander entfernt. Die Ergänzungsfinger 68a und 68b sind angeordnet, um eine Korrelation mit dem Positionieren der Löcher und mit der Öffnungseinrichtung zu bewirken.
Eine Ware, wie zum Beispiel ein Lebensmittel, kann danach manuell oder mechanisch in den Beutel eingebracht werden und jegliche nachfolgenden Verpackungsschritte, wie zum Beispiel Vakuumerzeugung, Heißversiegelung, Schrumpfen usw. können wie gewünscht ausgeführt werden.
Eine alternative Ausführung einer Öffnungseinrichtung 60 ist in Fig. 21 dargestellt. Sie gleicht der in Fig. 9 dargestellten Einrichtung, weist jedoch eine Spitze 67 auf. Durch die Verwendung dieser Vorrichtung kann in einem Arbeitsgang ein Loch in dem Beutel hergestellt und darauf der Beutel geöffnet werden. Der Vorsprung 66a und die Spitze 67 können aus jedem geeigneten Material hergestellt und jede geeignete Form aufweisen, um das Loch zu erzeugen und den Beutel zu öffnen. Diese alternative Vorrichtung kann als ein Verfahren zum Öffnen des Beutels funktionieren, wie es für die offenbarten Ausführungen unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 14 beschrieben ist. Damit ist eine Einrichtung zum Herstellen eines Beutels mit einem Loch und eine Beutelöffnungseinrichtung in einer einzelnen Vorrichtung und einem einzelnen Schritt kombiniert. In einem solchen System würde normalerweise eine Vielzahl von Beuteln überlappt auf dem Band angeordnet sein. Diese Anordnung kann die Kraft zur Verfügung stellen, die der Durchstoßkraft des Vorsprungs 66a mit der Spitze 67 entgegenwirkt und es dadurch ermöglicht, dass ein Loch durch die erste Hüllenbahn gestanzt werden kann. Die zweite Hüllenbahn würde normalerweise nicht gehemmt sein (kein Klebeband) und ein unbedeutendes Gewicht haben, so dass die Spitze 67 die zweite Hüllenbahn 14 anheben, jedoch nicht durchstoßen würde.
Die Löcher sind vorzugsweise dichter an der Beutelöffnung als an dem Beutelboden angeordnet. Die Löcher sind noch bevorzugter dicht genug an der Beutelöffnung 22 (d. h. zu den zweiten Enden der jeweiligen Beutelhüllenbahnen, welche die Öffnung bilden, durch welche die zu verpackenden Ware in den Beutel eingebracht wird) angeordnet, so dass das vorliegende Verfahren und System mit einem zweckentsprechenden Abstand zwischen den sich überlappenden Beuteln angewendet werden kann, wenn die vorliegende Ausführung verwendet wird. Am bevorzugtesten ist der Mittelpunkt jedes der Löcher 7,6 cm (drei Zoll) oder weniger von der Beutelöffnung entfernt. Die Anordnung der Löcher sollte, zumindest für Lebensmittelverpackungsanwendungen, nicht so weit von der Beutelöffnung entfernt sein, dass nach dem nachfolgenden Einbringen einer Ware in den Beutel und Schließen des Beutels die Löcher Teil der eigentlichen Verpackung sind, d. h. dass die Löcher vorzugsweise die verpackte Ware nicht gegenüber der Umgebung freilegen sollten. Die ersten und zweiten Löcher sind vorzugsweise in einem gleichen Abstand von den jeweiligen Beutelkanten 16 und 18 angeordnet und im gleichen Abstand von der Beutelöffnung. Jedes Loch hat vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 50,8 mm (zwei Zoll), noch bevorzugter einen Durchmesser von weniger als 25,4 mm (ein Zoll).
Die Beutelöffnung 22 ist durch die jeweiligen zweiten Kanten der ersten Hüllenbahn 12 und der zweiten Hüllenbahn 14 gebildet.
Es kann mehr als ein Loch in der Röhre ausgeführt sein.
Es ist klar, dass durch die hier aufgezeigte spezifische Ausführung zumindest zwei Löcher oder ein Mehrfaches davon in einem Beutel ausgebildet werden. In einer alternativen Ausführung, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, kann auch ein einzelnes Loch in einem Beutel ausgeführt werden, indem ein halbkreisförmiges Loch an einer Kante des quer versetzten Beutels ausgebildet wird (siehe Fig. 24). Wenn der Beutel in seine ursprüngliche Position (Fig. 25) zurück gebracht wird, weist er ein einzelnes Loch auf, das sich zwischen den Querkanten des Beutels befindet (Fig. 26). Wenn der Beutel um die halbe Beutelbreite quer versetzt angeordnet ist (wobei Breite der Abstand von der ersten Beutelkante zu der zweiten Beutelkante ist), ist das sich ergebende Loch bei dieser speziellen Ausführung, nachdem der Beutel in seine ursprüngliche Position zurückgeführt ist, in gleichem Abstand von den Querkanten des Beutels angeordnet.
Alternativ kann, obwohl nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung, ein rotierendes Schneidwerkzeug verwendet werden, um sich in periodischen Intervallen über die flach gelegte Beutelhüllenbahn zu bewegen. Es kann ein geringes Einritzen der Innenseite der anderen Hüllenbahn auftreten, aber das ist nicht kritisch, solange nicht ein entsprechendes wirkliches Loch oder ein Schlitz in der anderen Hüllenbahn erzeugt wird.
Für das Öffnen kann eine Vielzahl gleicher Beutel in sich überlappender (schindelartiger) Weise in einem Beutelfüllsystem gestapelt werden. Diese Systeme sind herkömmlich und im Fachgebiet gut bekannt. Die Beutel sind durch eine Stützplattform (nicht dargestellt), eine herkömmliche Beutelanordnungseinrichtung (nicht dargestellt) oder mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung oder eines geeigneten Prozesses abgestützt. Die Beutel können in herkömmlicher Weise an Klebebändern befestigt werden oder in jeder geeigneten Weise abgestützt oder aufgehängt werden. Die Beutel können schindelartig "nach vorn" angeordnet sein, d. h. der oberste Beutel in dem Stapel von Beuteln ist der am weitesten vorgeschobene oder der vorderste Beutel und der Beutel, der sich am dichtesten zu der Beutelöffnungseinrichtung 60 befindet.
Das Öffnen des Beutels 10 kann durch geeignete Ergänzungsvorrichtungen fortgesetzt werden. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, die Beutelöffnung 22 noch weiter zu öffnen, um das direkte Einsetzen einer Ware zu ermöglichen oder um Fülltrichter einzusetzen (die bei einigen Beutelfüllarbeitsgängen vorhanden sind) und die wiederum das Einbringen der zu verpackenden Ware, wie zum Beispiel Geflügel oder andere Lebensmittel oder Nicht- Lebensmittelprodukte, erleichtern.
So kann zum Beispiel jede Anzahl von Löchern, Kreuzschlitzen, Perforationen oder Ähnliches in jeder geeigneten Form, Größe und Lage verwendet werden, solange das Ergebnis ein Beutel ist, der durch die Wirkung der durch ein Loch in einer ersten Hüllenbahn wirkenden Öffnungseinrichtung, gegen eine zweite Hüllenbahn zu stoßen, geöffnet werden kann. Obwohl die Erfindung, wie sie hierin beschrieben ist, vorzugsweise in Verbindung mit auf Bändern angeordneten Beuteln (ein sehr gebräuchliches handelsübliches System) verwendet wird, kann sie vorteilhafterweise auch ohne die Verwendung von Klebebändern angewendet werden.
Die hierin beanspruchten Verfahren und die beschriebenen Systeme können verwendet werden, um vorteilhaft Beutel mit Hüllenbahnen ungleicher Länge herzustellen.
Die Löcher können durch jeden geeigneten Prozess, einschließlich Flammen- und Laserbehandlung, hergestellt werden.
Alle Folien, insbesondere Thermoplastfolien, wie zum Beispiel olefinische Folien mit oder ohne Sauerstoffsperrfunktion, können vorteilhaft in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Folien werden durch Extrusionsbeschichtung, Koextrusion, Laminieren oder andere geeignete Prozesse hergestellt. Für viele Anwendungen besonders bevorzugt sind Folien mit einer äußeren Schicht, einer mittleren Schicht und einer inneren Schicht. Die Materialien der äußeren Schicht werden oft nach ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Fehlbehandlung und/oder nach ihrer Versiegelungsfähigkeit gewählt und sie können aus jeden geeigneten Polymermaterialen, wie zum Beispiel Olefine, insbesondere äthylenische Polymere und Kopolymere, Polypropylen, Polyester, Polyamide und Ähnliche, ausgewählt werden. Die Materialien der inneren Schicht werden oft nach ihrer Versiegelbarkeit ausgewählt und sie können aus jedem der Materialien hergestellt sein, die für die äußere Schicht beschrieben sind. Die Materialien der mittleren Schicht werden oft nach ihren Sperrqualitäten ausgewählt (d. h. Sperren gegen Sauerstoff, Feuchtigkeit, Kohlendioxyd usw.). Bevorzugte Materialien sind Polyvinylidenchlorid-Polymere und Kopolymere, Äthylenvinylalkohol-Polymer, Polyvinylalkohol, Polyamide, Polyester, Acrylnitril und Ähnliche. Die Beutel sind vorzugsweise wärmeschrumpfbar, können jedoch auch nichtschrumpfbar sein und sie sind zumindest teilweise quer verbunden. Bevorzugte Folien sind nach ihrem Aufbau Mehrschichtfolien, wie zum Beispiel Folien mit vier, fünf, sechs und sieben oder mehr Schichten. Die vorliegende Erfindung kann auch vorteilhaft für Papierprodukte verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Beutels (10) mit einer ersten Hüllenbahn (12), einer zweiten Hüllenbahn (14), die über der ersten Hüllenbahn liegt, einem Beutelboden (20), einer Beutelöffnung (22) und einem Loch (30a; 32a), das in der ersten Hüllenbahn angeordnet ist, aber ohne ein Loch in der zweiten Hüllenbahn, mit den Schritten:

a) Bereitstellen der flach gelegten Röhre (40) in einer ersten flach gelegten Ausrichtung;

b) Transportieren der flach gelegten Röhre, so dass wenigstens ein Bereich der flach gelegten Röhre in eine Stellung im rechten Winkel zu ihrer ersten flach gelegten Ausrichtung neu ausgerichtet wird,

c) Herstellen des Lochs (30) in der neu ausgerichteten Röhre,

d) weiteres Transportieren der Röhre (40), während die Röhre zurück in ihre erste flach gelegte Ausrichtung neu ausgerichtet wird, und

e) Versiegeln und Schneiden der neu ausgerichteten Röhre, um einen Beutel (10) mit einem Loch (30a) in einer Hüllenbahn des Beutels herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Loch durch ein rotierendes Schneidwerkzeug hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Schritt b) ausgeführt wird, indem die flach gelegte Röhre über einen inneren Dorn vorwärts bewegt wird, der so geformt ist, um die Röhre in einem rechten Winkel zu ihrer ersten flach gelegten Ausrichtung neu auszurichten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Schritt b) ausgeführt wird, indem die flach gelegte Röhre über eine Luftblase vorwärts bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem, beim Ausführen von Schritt e), die ausgerichtete Röhre durch das Loch geschnitten wird und ein Beutel mit einem halbkreisförmigen Einschnitt darin hergestellt wird.