DE69803525T2

DE69803525T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Schlauches und Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältern

Info

Publication number: DE69803525T2
Application number: DE69803525T
Authority: DE
Inventors: Akimasa Fujimoto; Hiroshi Katayama; Hidekimi Yamoto
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: EP0903292B1; US6052970A; EP0903292A1; DK0903292T3; JPH1191729A; DE69803525D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung und insbesondere auf eine Schlauchherstellungsvorrichtung und auf ein Verfahren zum Umformen einer flachen Bahn in eine schlauchförmige Bahn und zum Einfüllen von Inhalt, wie zum Beispiel fluide Nahrungsmittel, in die schlauchförmige Bahn und auf eine Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung, welche die Schlauchbildungsvorrichtung enthält.
Als eine Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung zum Herstellen von Verpackungsbehältern, in die ein Inhalt eingefüllt wird, aus einer flachen oder plattenförmigen Bahn, wobei aus einer flachen oder plattenförmigen Bahn durch spulenförmige Wicklung eine schlauchförmige Bahn geformt wird, ist eine solche Verpackungsbehälterherstellungsmaschine in der Öffentlichkeit bekannt, bei der beide in der Längsrichtung sich überlappende Kanten der schlauchförmigen Bahn versiegelt werden (hiernach als "Längsversiegelung" bezeichnet), bei der ein Inhalt, wie zum Beispiel ein fluides Nahrungsmittel eingefüllt, als nächstes der Schlauch in der Richtung im rechten Winkel zur Längsrichtung äquivalent zur Länge eines Behälters versiegelt (hiernach als "Querversiegelung" bezeichnet) und abgeschnitten wird, wobei ein Verpackungsbehälter in Packungsgröße hergestellt wird, in den ein Inhalt abgefüllt wurde.
Beispiele bekannter Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtungen diesen Typs sind zum Beispiel die Vorrichtung der EP 0 686 556 und die schematisch in Fig. 12 veranschaulichte Vorrichtung. In Fig. 12 ist eine solche Schlauchformungs- oder -herstellungsvorrichtung gezeigt, bei der eine schlauchförmige Bahn W geformt wird, indem eine flache Bahn W allmählich in eine Zylinderform umgeformt wird, was durch eine Formwalze 104 einer oberen Stufe, eine Formwalze 105 einer Zwischenstufe und eine Formwalze 106 einer unteren Stufe über eine Umlenkwalze 102 von einer Führungswalze 101 geschieht, deren Rotationsachse in der horizontalen Richtung an einem Teil des (nicht dargestellten) Verpackungsbehälterherstellungsmaschinengehäuses schwenkbar angebracht ist, wobei eine viereckige pfostenartige Bahn W entsteht.
Zum Verbessern der Formbarkeit bei einer Herstellung einer viereckigen pfostenartigen Bahn W aus einer schlauchförmigen Bahn W wird die flache Bahn W in der Längsrichtung im Voraus mit Falzlinien versehen. Wenn die flache Bahn W, der solche Falzlinien gegeben wurden, exakt transportiert wird, so dass eine vorbestimmte Ausrichtung beim Gelangen durch die jeweiligen oben erwähnten Formwalzen 104 bis 106 sichergestellt ist, werden die Falzlinien der Bahn W in der Längsrichtung mit Graten einer viereckigen pfostenförmigen Bahn W in der Längsrichtung in Übereinstimmung gebracht, wenn sie in die viereckige pfostenförmige Bahn W geformt werden, wodurch Behälter mit hoher Formungsgenauigkeit hergestellt werden. Wenn jedoch der Transport nicht exakt ist, werden die Grate der geformten viereckigen pfostenförmigen Bahn W in der Längsrichtung nicht mit den Falzlinien der Bahn W in der Längsrichtung in Übereinstimmung gebracht, wodurch eine parallele Positionierungsbeziehung entsteht und Behälter mit einer schlechten Formgenauigkeit hergestellt werden.
Daher wird immer überwacht, ob die Bahn W exakt und mit der vorbestimmten Ausrichtung transportiert wird. Wenn sie nicht exakt transportiert wird, werden die Positionen der entsprechenden Formwalzen so eingestellt, dass die Bahn W mit einer vorbestimmten Ausrichtung exakt transportiert wird.
Da außerdem normalerweise die Längsversiegelungsposition in der Mitte eines Behälters zu liegen kommt und in diesem Fall die oben erwähnten Falzlinien in der Längsrichtung im Voraus so gesetzt sind, dass sie mit den Graten der viereckigen pfostenförmigen Bahn W in der Längsrichtung zusammen fallen, wenn die Bahn W exakt und mit der vorbestimmten Ausrichtung transportiert wird, ist es aus den folgenden Maßnahmen leicht zu verstehen, ob die Bahn W exakt mit der vorbestimmten Ausrichtung transportiert wird oder nicht.
Die schlauchförmige Bahn W, in die ein Inhalt eingefüllt wird, wird in der Richtung im rechten Winkel zur Transportrichtung durch ein paar Backen 109 (nur eine der Backen ist in Fig. 12 gezeigt) versiegelt, ein Stück nach dem anderen wird abgeschnitten und in einen kissenartigen Verpackungsbehälter C geformt. Zwei kissenartige Verpackungsbehälter C werden fortlaufend entnommen, wobei die Deckenoberflächen oder die Bodenoberflächen der kissenartigen Verpackungsbehälter C zur Überlagerung gebracht werden, wobei sich die gleichen Oberflächen gegenüberliegen, und es wird überprüft, ob die Längsversiegelungspositionen der beiden Behälter C sich in der Richtung im rechten Winkel zur Transportrichtung der Bahn W an der Überlagerungsstelle verschieben.
Wenn die Prüfung ergibt, dass sie sich verschoben haben, dann bedeutet dies, dass die Längsversiegelungsposition an der schlauchförmigen Bahn W sich parallel zur Transportrichtung von der vorbestimmten Position verschoben hat. Wenn sie sich nicht verschieben, dann bedeutet dies, dass die Bahn W exakt mit der vorbestimmten Ausrichtung transportiert wird, wenn sie sich verschieben, ist es nötig, die Ausrichtung der zu transportierenden schlauchförmigen Bahn W um einen Grad zu korrigieren, der mit der Länge äquivalent ist, die einer Hälfte der Verschiebungslänge in der Richtung im rechten Winkel zur Transportrichtung entspricht. Zum Beispiel durch eine Verstellung der Formwalze 104 der oberen Stufe wurde die Bahn W so eingestellt, dass die vorbestimmte Ausrichtung sichergestellt wurde.
Herkömmlicherweise wurde zur Korrektur der Ausrichtung in einer Ebene im rechten Winkel zur Transportrichtung der Bahn durch die oben genannte Formwalze 104 (hiernach als "Schlauchmittenausrichtung" bezeichnet) die Rotationsmitte 110a einer Halteplatte 110 als Referenzachse verwendet, wobei auf der Halteplatte alle die Formwalze der oberen Stufe bildenden Walzen befestigt waren. Das heißt, dass die außerhalb der halboffenen schlauchförmigen Bahn W gelegene Rotationsmitte 110a als die Referenzachse verwendet wurde, wobei die Korrektur dadurch durchgeführt wurde, dass die Halteplatte 110 in der horizontalen Richtung durch eine Schraube 112 und eine Flügelmutter 113 über die Wandebene 111 des Verpackungsbehältererzeugungsvorrichtungsgehäuses gedreht wurde.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren wurde jedoch die außerhalb der halboffenen schlauchförmigen Bahn W gelegene Rotationsmitte als die Referenzachse verwendet und die Halteplatte 110 auf der alle die Formwalze der oberen Stufe bildenden Walzen befestigt sind, werden zum Ausfuhren einer Schlauchmittenausrichtung gedreht, die hypothetische Mittelachse der halboffenen schlauchförmigen Bahn W wird verschoben, eine Last (Pfeil b) wird in der Richtung im rechten Winkel zur Längsrichtung der Bahn W durch eine Kraft (Pfeil a) angelegt, welche die Walze 104 auf die Bahn W wirken lässt, wie in Fig. 14 gezeigt, wodurch die Bahn W zerrissen wird. Es wird angenommen, dass dies aus der Entfernung der Bahn W von der Walze 104 zum Versiegelungsteil eines Paars von Backen 109 in der Längsrichtung herrührt, die zusammen mit einer Bewegung der hypothetischen Mittelachse länger wird, und dass, wie in Fig. 14 (vergrößerte Ansicht des Kreises A in Fig. 14) gezeigt, eine große Belastung (Pfeil c) bei dem Vorgang des Umformens der flachen Bahn W in eine schlauchförmige Bahn W auf die Kante in der Richtung im rechten Winkel zur Längsrichtung der Bahn W wirkt.
Da außerdem, wie in Fig. 12 gezeigt, die Breite der flachen Bahn W kürzer als die Breite (Länge in der Rotationsachsenrichtung) der Umlenkwalze 104 ist, entsteht eine schwere Belastung, die mit der gezwungenen und übergroßen Verformung der Bahn W einhergeht, die an die Kante der Bahn W angelegt wird, welche gerade in die Schlauchform gebracht wird und die gerade durch die Umlenkwalze 102 gelangt ist, und bei der oben erwähnten herkömmlichen Schlauchmittenausrichtung wird die Kante der Bahn W, an die eine so große Belastung angelegt wird, durch die Formwalze 104 noch weiter gepresst, wobei in einigen Fällen die Bahn W an diesem Teil reißt, wie oben beschrieben, oder es entstehen Knitter in der Bahn W. Dies führt dann zu einer fehlerhaften Formung der Verpackungsbehälter C, die das Endprodukt darstellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einer Vorrichtung zum Formen von Schläuchen und eine Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung vorzusehen, die mit der oben erwähnten Schlauchformungsvorrichtung ausgerüstet ist, wodurch Produkte einer hohen Formungsgenauigkeit erzeugt werden, bei dem an eine Bahn in der Vorschubrichtung eine angemessene Reibung angelegt wird, während eine flache Bahn fortschreitend in eine schlauchförmige Bahn umgeformt wird, und so weit wie möglich eine an einer allmählich umgeformt werdenden Bahn anliegende unnötige Kraft verringert und gleichzeitig keine unnötigen Knitter in der Bahn erzeugt werden, wobei keine Möglichkeit eines Reißens der Bahn besteht.
Zum Lösen der oben genannten Aufgabe begaben sich die Erfinder auf die Suche nach einem Verfahren zum Verändern lediglich der Ausrichtung der halboffenen schlauchförmigen Bahn durch Formwalzen, ohne dass dabei die Bahn in der horizontalen Richtung bewegt würde, und kamen zu dem Ergebnis, dass die hypothetische Mittelachse im Inneren der halboffenen schlauchförmigen Bahn als die Referenzachse verwendet wird, ohne dass die außerhalb der halboffenen schlauchförmigen Bahn gelegene Rotationsmitte als Referenzachse verwendet wird, wobei sie herausfanden, dass bei einer Einstellung der Formwalzen unter Verwendung der im Inneren der halb offenen schlauchförmigen Bahn befindlichen hypothetischen Mitte, d. h. der hypothetischen Mitte der schlauchförmigen Bahn, die durch die Walzenoberflächen geformt wird, die von den Formwalzen gebildet wird, die Bahn mit der vorbestimmten Ausrichtung in einem Zustand exakt transportiert wird, bei dem die Bahn keiner Belastung ausgesetzt ist, und die Erfinder kamen auf die vorliegende Erfindung.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schlauchformung nach den Ansprüchen 1 und 2 vor.
Außerdem kann die Einrichtung zum Verstellen der Leitposition der Bahnformwalze in der oben erwähnten Schlauchbildungsvorrichtung nach der Erfindung aus einem Halteelement, das die Formwalzen trägt, und einem Verstellelement konstruiert sein, das mit dem Halteelement verbunden und auf einer Gehäusewandung der Schlauchherstellungsvorrichtung befestigt ist sowie die Anordnungsposition des Halteelements bewegt und einstellt, die eine Mittelachse hat, welche die hypothetische Mittelachse der schlauchförmigen Bahn ist.
Außerdem weist erfindungsgemäß die Einrichtung zum Einstellen der Leitposition der Formwalzen der Bahn mindestens eine Stufe von Formwalzen auf, die in mehreren Stufen in der Transportrichtung der Bahn angeordnet sind.
Da die oben erwähnte Einrichtung zur Einstellung der Leitposition der Bahnformwalzen normalerweise in Blickrichtung der Bahntransportrichtung an einer Formwalze angebracht ist, die so weit wie möglich von der Formwalze der unteren Stufe entfernt liegt, welche die Schlauchbildung abschließt, kann die Einstellung der Walzenleitposition ohne Probleme bezüglich eines Flusses der halb offenen schlauchförmigen Bahn durchgeführt werden.
Außerdem kann die Erfindung so konstruiert sein, dass eine Einrichtung zum Einstellen der Leitposition von Formwalzen in der Bahntransportrichtung an der am äußersten Anfang angebrachten Formwalze von den in mehreren Stufen angebrachten Formwalzen angebracht ist. Die Formwalze der Zwischenstufe besteht aus mehreren Formwalzen. Eine Öffnung (zum Beispiel einem hohlen Teil 45 in Fig. 6) zum Hindurchlassen der Bahn, besteht aus entsprechenden Walzenoberflächen der oben erwähnten mehreren Formwalzen und ist bei der Formwalze der Zwischenstufe angebracht. Ein Strukturelement (zum Beispiel Walzenhalteplatten 39, 40 in Fig. 6) der oben erwähnten Öffnung ist zu öffnen und zu schließen, um einen Einfüllstutzen zum Einfüllen von Fluidinhalt in eine in die Schlauchform gebrachte Bahn einzubringen. Und ein Paar Walzen sind an der Formwalze am äußersten unteren Ende vorgesehen, welche die transportiert werdende schlauchförmige Bahn zwischen sich bringen und dieselbe während eines Pressvorgangs versiegeln.
Da die schlauchförmige Bahn zwischen der am äußersten oberen Ende angebrachten Formwalze und der Formwalze der Zwischenstufe nicht ganz zylindrisch ist, wird ein Füllstutzen zum Einfüllen eines Fluidinhalts in einem Zustand in die schlauchförmige Bahn eingebracht, wo die Bahn halb offen ist, und eine Öffnung des Füllstutzens ist auf der Stufe vorgesehen, die nach der am untersten Ende angebrachten Formwalze kommt. Dadurch, dass die Öffnung der Formwalze der Zwischenstufe zu öffnen und zu schließen ist, ist es daher möglich, den Einfüllstutzen aus der Schlauchvorrichtung herauszunehmen.
Außerdem ist die Formwalze der Zwischenstufe nicht eine einzige Stufe, sondern kann auch aus mehreren Stufen bestehen.
Wenn außerdem die Formwalze der Zwischenstufe so konstruiert ist, dass sie eine Walzenoberfläche zum Regeln der Transportposition einer Bahn bildet, so dass beide Kanten der schlauchförmigen Bahn in der Richtung im rechten Winkel zur Bahntransportrichtung (Breitenrichtung) zur Überlagerung gebracht werden, ist es möglich, die schlauchförmige Bahn durch ein Verfahren zu versiegeln, bei dem der sich überlagernde Teil der oben erwähnten schlauchförmigen Bahn an beiden Kanten in deren Breitenrichtung versiegelt werden kann, indem sie bei der Formwalze am äußersten unteren Ende zwischen ein Paar Walzen kommen.
Ein Paar Walzen, die eine durch die oben erwähnte Formwalze am äußersten unteren Ende transportiert werdende schlauchförmige Bahn zwischen sich nehmen und pressen, kann aus einer Walze zum Pressen einer Bahn, die ein federndes Element ist, das im Inneren der transportiert werdenden schlauchförmigen Bahn ist, und einer außerhalb der schlauchförmigen Bahn angeordneten Walze bestehen, welche die Bahn durch eine Presseinrichtung pressen.
Da der überlappende Teil der Bahn an beiden Enden in seiner Breitenrichtung vollständig verschweißt wird, werden (1) der Durchmesser einer schlauchförmigen Bahn, (2) eine vollständige Versiegelungseigenschaft eines auf den oben erwähnten Überlagerungsteil geklebten Versiegelungsbandes, das dazu verwendet wird, einen Flüssigkeitsinhalt in der Bahn am Eindringen zu hindern, und (3) die Leitposition einer auf der Bahn in der Bahntransportrichtung (= der Längsrichtung der Bahn) vorbestimmten Falzlinie bei der Formwalze am äußersten unteren Ende bestimmt.
Wenn unter dem Einfluss des Obigen (1) das Positionsverhältnis zwischen der schlauchförmigen Bahn und Bauelementen, die im Zusammenhang mit einem Füllwerk eines Fluidinhalts in eine Bahn in den folgenden Vorgängen verändert wird, tritt bei der Füllmenge des Liquidinhalts ein Mangel oder ein Überfluss auf. Wenn weiter unter dem Einfluss des Obigen (2) der Schweißzustand des Versiegelungsbands nicht befriedigend ist, wird die Qualität des in einen Verpackungsbehälter gefüllten Inhaltes beeinträchtigt. Wenn außerdem unter dem Einfluss des Obigen (3) der Gleichlauf zwischen der Formungsvorrichtung zur Herstellung einer Rechteckparallelepipedform, die das letztendliche Parallelepiped ist, und den Falzlinien verloren geht, wird die Formung fehlerhaft.
Daher wird empfohlen, dass die Formwalze am äußersten unteren Ende mit einer Einrichtung zum Bewegen und Einstellen ihrer Anordnungsposition versehen wird, was in einer beliebigen Richtung der drei Richtungen sein kann, die aus der Transportrichtung einer transportiert werdenden schlauchförmigen Bahn und zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen in der Ebene im rechten Winkel zur Transportrichtung der transportiert werdenden schlauchförmigen Bahn bestehen.
Durch Verwenden einer solchen Struktur, bei der die Anordnungsposition der Formwalze am äußersten unteren Ende in einer beliebigen der drei Richtungen bewegt und eingestellt werden kann, wird die Eingriffsposition der Presswalze und der den Druck aufnehmenden Walze optimiert. Hierdurch ist es möglich, eine fehlerhafte Formung von das Endprodukt darstellenden Parallelepipedverpackungsbehältern zu verhindern, einen Mangel oder einen Überfluss der Füllmenge des Fluidinhalts und eine Beeinträchtigung der Qualität des in die Verpackungsbehälter gefüllten Inhalts zu verhindern.
Außerdem kann auf der Seite der vorderen Stufe der Formwalzen in der Bahntransportrichtung in einer Schlauchbildungsvorrichtung eine Umlenkwalze vorgesehen sein, welche die Transportrichtung einer flachen Bahn in der Richtung zum Formen einer schlauchförmigen Bahn ändert, die eine beliebige der oben erwähnten Formwalzenstrukturen aufweist, und die Länge der oben erwähnten Umlenkwalze in der Richtung der Rotationsachse wird kürzer gemacht als die Länge der Bahn in der Richtung im rechten Winkel zur Bahntransportrichtung.
Wenn die Länge der Umlenkwalze in der Richtung der Rotationsachse kürzer als die Länge (Bahnbreite) der Bahn in der Richtung im rechten Winkel zur Bahntransportrichtung gemacht wird, ist es möglich, die Last (Spannung) zu verringern, die an beiden Kantenteilen einer Bahn in der Breitenrichtung beim Vorgang eines Umformens einer flachen Bahn in eine schlauchförmige Bahn anliegt, und es ist ebenfalls möglich, die Bildung von Knittern an den Kantenteilen sowie ein Reißen der Bahn zu verhindern. Wenn gleichzeitig an beiden Endteilen der Umlenkwalze ein runder Teil vorgesehen wird, kann der Effekt der Verhinderung von Knittern und Rissen weiter verbessert werden.
Die Erfindung beinhaltet die oben erwähnte Schlauchformungsvorrichtung und eine Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung, die mit einer Struktur zum Herstellen von Parallelepipedverpackungsbehältern aus geformten Schläuchen ausgerüstet ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schlauchformungsvorrichtung einer Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung, die in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt entlang der Mittelachse einer Umlenkwalze von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Ansieht, die einen Formungsvorgang einer Bahn zeigt, wobei gezeigt wird, dass eine flache Bahn in eine schlauchförmige Bahn geformt wird, wobei die in Fig. 2 gezeigte Umlenkwalze und die in drei Stufen angeordneten Formwalzen an der in Transportrichtung der Bahn hinteren Seite verwendet werden.
Fig. 4 ist eine Draufsicht (Fig. 4 (a)) der Formwalze von Fig. 1 der oberen Stufe und ein Schnitt (Fig. 4 (b)) entlang der Linie B-B in Fig. 4 (a).
Fig. 5 ist eine Ansicht eines Beispiels, in dem eine auf eine Bahn W wirkende Kraft gezeigt wird, wenn die Formwalze der oberen Stufe von Fig. 1 verwendet wird.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Formwalze der Zwischenstufe von Fig. 1.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Formwalze der Zwischenstufe von Fig. 1.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die Formwalze der unteren Stufe von Fig. 1.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die Hauptbestandteile aus Sicht des Pfeils A in Fig. 8 zeigt.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht, bei der die Formwalze der unteren Stufe von Fig. 1 die schlauchförmige Bahn in Längsrichtung versiegelt.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht, welche die Höhenpositionseinstellung der Formwalze der unteren Stufe in Fig. 1 in ihrer senkrechten Richtung erläutert.
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht einer Schlauchbildungsvorrichtung einer Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.
Fig. 13 ist eine Draufsicht, die einen Einstellungsmechanismus der Installationsposition der Formwalze der oberen Stufe nach dem Stand der Technik erläutert.
Fig. 14 ist eine Ansicht, die einen Einstellungsmechanismus der Installationsposition der Formwalze der oberen Stufe nach dem Stand der Technik erläutert, wobei Fig. 14 (a) eine beispielhafte Darstellung einer auf die Bahn wirkenden Kraft und Fig. 14 (b) eine vergrößerte Ansicht der durch den Kreis A angegebenen Position von Fig. 14 (a) ist. Und
Fig. 15 ist eine Ansicht, die einen Einstellungsmechanismus der Installationsposition der Formwalze der oberen Stufe nach dem Stand der Technik erläutert, wobei Fig. 15 (a) eine Draufsicht und Fig. 15 (b) eine beispielhafte Ansicht einer auf die Bahn wirkenden Kraft ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Es folgt eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung, die in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei dies eine Ansicht ist, die eine Schlauchformungsvorrichtung zeigt, die einen Vorgang zum Formen einer flachen Bahn W in eine schlauchförmige Bahn W durchführt.
In einer Schlauchformungsvorrichtung nach der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird eine flache Bahn W, die von einer (nicht dargestellten) Wickelrolle einer Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung kommt, über eine Führungswalze 1 in ihrer Transportrichtung umgekehrt, und wird als Nächstes allmählich durch die Formwalze 4 der oberen Stufe, die Formwalze 5 der Zwischenstufe und die Formwalze 6 der unteren Stufe in eine Schlauchform gebracht, die mit einem Abstand in der über die Umlenkwalze 2 definierten senkrechten Richtung angebracht sind, wobei die erhaltene schlauchförmige Bahn W weiter in eine viereckige pfostenförmige Bahn umgeformt wird. Nach einer Versiegelung der viereckigen pfostenförmigen Bahn, was in einem Verpackungsbehälter entsprechenden Stücken geschieht, werden diese abgeschnitten, wobei letztendlich Parallelepipedverpackungsbehälter C geformt werden.
Im Schlauchformungsvorgang wird der überlagernde Teil zur Herstellung einer schlauchförmigen Bahn W in der Bahntransportrichtung versiegelt (längsversiegelt), und zur Herstellung von Parallelepipedverpackungsbehältern C aus der oben genannten schlauchförmigen Bahn W wird die schlauchförmige Bahn W in eine viereckige pfostenförmige Bahn W umgeformt, und weiter wird die Bahn W durch ein paar Versiegelungsbacken 9 (in Fig. 1 ist nur eine der Backen gezeigt) von beiden Seiten der Bahn W in der Richtung im rechten Winkel zur Bahntransportrichtung gepresst, wodurch ein versiegelter Teil (Querversiegelung) an der Bahn W entsteht, wobei ein Inhalt, wie zum Beispiel ein fluides Nahrungsmittel, durch einen Füllstutzen 8 oberhalb des oben erwähnten Versiegelungsteils in die schlauchförmige Bahn W eingefüllt wird.
Außerdem soll ein länglicher Versiegelungsheizstutzen 7, der in Fig. 1 gezeigt ist, dem überlagernden Teil der schlauchförmigen Bahn W und den Teil, wo das Versiegelungsband verschweißt wird, erwärmen, und in folgenden Vorgängen wird die Versiegelung durch ein Paar Presswalzen ausgeführt.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Mittelachse der Umlenkwalze 2, und
Fig. 3 zeigt einen Zustand, bei dem die flache Bahn W durch Formwalzen 4 bis 6 in drei Stufen auf der in Transportrichtung der Bahn W gesehenen hinteren Seite unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Umlenkwalze 2 in eine schlauchförmige Bahn W geformt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Breite der Umlenkwalze 2 geringer als die Breite der flachen Bahn W, ein runder Teil ist an beiden Enden der Umlenkwalze 2 angebracht, und die Umlenkwalze 2 verjüngt sich zu ihrem Ende hin. Außerdem wird ein Versiegelungsband 5, das einen Füllinhalt daran hindert, an den Kanten der Bahn auszutreten, welches sich im Inneren des Überlagerungsbereichs der schlauchförmigen Bahn W in der Bahn befindet und das den Barriereneffekt gegenüber der Atmosphäre verbessert, im Voraus auf eine Kante der Bahn W aufgeklebt.
Da die Länge der Umlenkwalze 2 in der Rotationsachsenrichtung kürzer als die Länge der Bahn in der Richtung (kann hiernach als "Breitenrichtung" bezeichnet sein) senkrecht zur Längsrichtung (= Transportrichtung) der Bahn W ist und ein runder Teil an beiden Enden der Umlenkwalze 2 vorgesehen ist, kann in einem Vorgang eines Formens einer flachen Bahn W in eine schlauchförmige Bahn W eine glatt laufende Formung durchgeführt werden.
Da außerdem die Kantenteile der Bahn W an beiden Enden über die Umlenkwalze 2 überstehen, wird das Versiegelungsband S nicht mit der Walze 2 in Kontakt gebracht. Man braucht sich also keine Sorgen über eine unerwartete Verdrillung zu machen.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Mechanismus zur Formung einer schlauchförmigen Bahn W aus einer flachen Bahn durch Formwalzen 4 bis 6, die aus drei Stufen bestehen.
Zuerst werden die beiden Kanten der flachen Bahn W in der Breitenrichtung von der Formwalze 4 der oberen Stufe so verformt, dass sie gerundet werden, und die flache Bahn W, deren beide Kanten gerundet sind, wird weiter durch die Formwalze 5 der Zwischenstufe zur Herstellung einer schlauchförmigen Bahn W verformt. Außerdem wird die Bahn W so verformt, dass beide Kantenteile der Bahn W sich überlagern. Als Nächstes wird der sich überlagernde Teil der beiden Kantenteile der schlauchförmigen Bahn W durch die Formwalze der unteren Stufe von beiden Seiten zusammengepresst, so dass eine Längsversiegelung durchgeführt wird.
Fig. 4 (a) zeigt eine Draufsicht auf die Formwalze 4 der oberen Stufe. Die Formwalze 4 der oberen Stufe weist eine Walzengruppe auf, die aus fünf Walzen besteht, die aus einer mittleren tonnenförmigen Walze 11 und zwei Paaren von Tonnenwalzen 12, 13 besteht, die zu beiden Seiten der Walze 4 angebracht sind. Da die Walzengruppe so angeordnet ist, dass die durch die oben erwähnten fünf Walzen gebildete Walzenoberfläche mit der Außenoberfläche der von der Umlenkwalze 2 her transportiert werdenden flachen Bahn W in Kontakt gebracht wird, ist es möglich, die beiden Kanten der flachen Bahn W in der Breitenrichtung so umzuformen, dass sie gerundet werden.
Fünf Walzen 11, 12, 12, 13, 13 werden an den entsprechenden Walzenrotationsachsen 19 drehbar gehalten, von denen beide Enden an den Rotationsachsenhalteteilen 17 gehalten werden, die auf der Walzenhalteplatte 16 befestigt ist, welche einen hohlen Teil 15 aufweist, durch den das Band W läuft. Außerdem ist die Walzenhalteplatte 16 auf einem Befestigungsarm 23 so angebracht, dass die Außenfläche der Walzenhalteplatte 16 mit drei Walzen 25 in Kontakt gebracht wird, die auf einem ungefähr U-förmigen Befestigungsarm 23 befestigt sind, der an der Wand 21 eines Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtungsgehäuses gehalten wird. Drei Walzen 25 auf dem Haltearm 23 sind an Punkten angeordnet, zwischen denen ein Winkel von ungefähr 120º gebildet wird. Wie in Fig. 4 (b) (Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4 (a)) gezeigt, da der äußere Endteil der Walzenhalteplatte 16 mit der Nut 25a der Walze 25 in Kontakt gebracht wird, wird die Anordnungsposition der Walzenhalteplatte 16 eingestellt.
Außerdem ist eine Verbindungsstange 27, deren eines Ende mit der Walzenhalteplatte 16 verbunden ist, so vorgesehen, dass sie durch die Wandung 21 eines Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtungsgehäuses hindurch geht, und da eine mit der oben erwähnten Verbindungsstange 27 verbundene Schraubenfeder 28 von beiden Seiten der Wandung 21 wirkt, wird die Einstellungsposition der Walzenhalteplatte 16 bestimmt. Es wird daher eine solche Struktur verwendet, bei der die Walzenhalteplatte 16 sich in der horizontalen Richtung drehen kann, während ihre Drehrichtung durch die drei Walzen 25 zusammen mit den Drehungen des Spannelements 29 eingestellt wird. Da die Walzenhalteplatte 16 im Voraus so konstruiert wird, dass ihre Drehung um den hypothetischen Mittelpunkt (Punkt X in Fig. 4) der schlauchförmigen Bahn W stattfindet, ist es möglich, den Schlauchmittelpunkt der schlauchförmigen Bahn W einfach auszurichten.
Außerdem kann im Vergleich zu einem Fall, bei dem unter Verwendung einer fast zylindrischen Walze 104a von Fig. 13 oder einer tonnenförmigen Walze 104b von Fig. 15 die Position der Walzenhalteplatte 110, d. h. der Formwalze 104 in ihrer horizontalen Richtung durch eine Verbindungsstange 112 und ein Spannelement 113 eingestellt wird, sich die Walzenhalteplatte 16 um den hypothetischen Mittelpunkt (Punkt X in Fig. 4) der schlauchförmigen Bahn herum drehen, auch wenn die Walzenhalteplatte 16 in der Richtung des Pfeils A bewegt wird, wobei die tonnenförmige Walze 11 nach der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, während die Schlauchmittenausrichtung durchgeführt wird. Im Vergleich mit den in Fig. 13 und Fig. 15 gezeigten herkömmlichen Beispielen kann daher die an die Bahn W angelegte Last (Pfeil b), die entsteht, wenn versucht wird, die Bahn W in der Breitenrichtung zu dehnen, fast gleichmäßig auf die gesamte Breitenrichtung der Bahn W verteilt werden. Es ist daher nicht zu befürchten, dass die Bahn W reißt.
Des Weiteren ist in Fig. 6 eine Draufsicht der Formwalze 5 der Zwischenstufe einer Schlauchformungsvorrichtung gezeigt (in einem Fall, bei dem der hohle Teil 45, durch den die Bahn W gelangt, geschlossen ist) sowie in Fig. 7 (in einem Fall, bei dem der hohle Teil 45, durch den die Bahn W gelangt, offen ist).
Die Formwalze 5 der Zwischenstufe hat sieben Walzen 32 bis 38, und die Bahn W, deren waagrechter Schnitt von der Formwalze 4 der oberen Stufe ungefähr in eine Kreisform gebracht wurde, wird in eine fast vollständige Zylinderform gebracht, wobei der Kantenteil der Bahn W in ihrer Breitenrichtung so geformt wird, dass er sich an der Bahn W überlagert, die gerade durch die Formwalze 5 der Zwischenstufe gelangt ist, damit an ihr dann die Längsversiegelung durchgeführt werden kann.
Aus diesem Grund sind die Durchmesser der entsprechenden Walzen 32 bis 38 und die Walzenkrümmung so eingestellt, dass die von den sieben Walzen 32 bis 38 gebildete Walzenoberfläche entlang der Rückseite der Bahn W am Kantenteil der Bahn W in ihrer Breitenrichtung einen überlagernden Teil bildet.
Außerdem sind die beiden Enden der drei Walzen 32 bis 34 und der vier Walzen 35 bis 38 an einem Rotationsachsenhalteteil 39a und Rotationsachsenhalteteil 40a auf den entsprechenden gebogenen Walzenhalteplatten 39 und 40 angebracht. Folglich ist ein Ende eines Paars gebogener Walzenhalteplatten 39 und 40 drehbar und lösbar an einem Befestigungselement 42 befestigt, und sein anderes Ende ist so konstruiert, dass es durch ein zeitweiliges Befestigungselement 44 befestigt und gelöst werden kann. Daher bildet ein Paar gebogener Walzenhalteplatten 39 und 40 den hohlen Teil 45, durch den die Bahn W gelangt, was durch eine Befestigung des Befestigungselements 42 sowie des zeitweiligen Befestigungselements 44 geschieht. Außerdem wird durch Lösen der Befestigung mit dem zeitweiligen Befestigungselement 44 und durch Aufschwenken eines Paares von gebogenen Walzenhalteplatten 39 und 40 um das Befestigungselement 42 der hohle Teil 45, durch den die oben erwähnte Bahn W gelangt, geöffnet, und in diesem Zustand kann der Füllstutzen 8 (Fig. 1) eines Inhalts leicht eingesetzt und herausgenommen werden.
Ein Heizstutzen 7, der den überlagernden Teil von beiden Kanten der Bahn W in ihrer Transportrichtung erwärmt, ist zwischen der Formwalze 5 der Zwischenstufe und der Formwalze 6 der unteren Stufe vorgesehen. Der Heizstutzen 7 ist zwischen der Betriebsposition oder Nichtbetriebsposition bezüglich der Bahn bewegbar.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Formwalze 6 der unteren Stufe, und Fig. 9 zeigt eine Ansicht entlang der Linie A-A von Fig. 8, wobei Fig. 9 (a) einen Zustand zeigt, bei dem die Druckaufnahmewalze keine Längsversiegelung einer (nicht gezeigten) Bahn durchführt, und Fig. 9 (b) einen Zustand zeigt, bei dem die Druckaufnahmewalze eine Längsversiegelung der (nicht gezeigten) Bahn durchführt. Außerdem zeigt Fig. 10 einen Zustand, in dem eine Längsversiegelung der Bahn durch die Druckaufnahmewalze S 1 und die Druckwalze 52 durchgeführt wird, wenn die Druckaufnahmewalze 51 in einem in Fig. 9 (b) gezeigten Zustand ist.
Die Formwalze 6 der unteren Stufe besteht aus einer Walzenhalteplatte 47, die über ein Halteelement 46 an einem Verpackungsbehältererzeugungsvorrichtungsgehäuse befestigt ist, fünf Walzen 49, die an der Rotationsachse 48 auf der oben genannten Walzenhalteplatte 47 befestigt sind, und einer Druckaufnahmewalze 51, die so konstruiert ist, dass sie um eine Welle 58 in der Richtung des Pfeils A von Fig. 9 drehbar ist. Wie außerdem in Fig. 10 gezeigt, ist eine Druckwalze 52 in einer Position angeordnet, die in einem Innenzylinderraum einer schlauchförmigen Bahn der oben erwähnten Druckaufnahmewalze 51 gegenüber liegt, und die Druckwalze 52 wird durch eine Feder 53 mit einer in Richtung der Seite der Druckaufnahmewalze 51 wirkenden Kraft beaufschlagt.
Die Druckaufnahmewalze 51 wird von einer Welle 58 über einen Arm 56 getragen, am dem seine Drehachse 55 befestigt ist, und die oben erwähnte Welle 58 besteht aus der ersten Welle 58a und einer zweiten Welle 58b. Die beiden Wellen 58a und 58b sind über ein Universalgelenk 61 miteinander verbunden. Die zweite Welle 58b geht durch die Wandung 21 des Verpackungsbehältererzeugungsvorrichtungsgehäuses und erstreckt sich außerhalb des Vorrichtungsgehäuses. Der vorstehende Teil der entsprechenden zweiten Welle 58b ist über einen Hebel 63 mit einem Teleskopzylinder 65 verbunden, der am Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtungsgehäuse befestigt ist.
Obwohl die Druckaufnahmewalze 51 in einer in Fig. 9 (b) gezeigten Position angeordnet ist, während die Druckaufnahmewalze 51 in Betrieb ist, d. h., während einer Längsversiegelung der schlauchförmigen Bahn W, werden der Hebel 63 und die Wellen 58a und 58b über das Universalgelenk 61 vom Teleskopzylinder 65 gedreht, wenn die Längsversiegelung der schlauchförmigen Bahn W nicht ausgeführt wird, und es ist möglich, die Druckaufnahmewalze 51 in die entgegengesetzte Richtung der Richtung des Pfeils A in Fig. 9 (a) zu bewegen.
Wie außerdem in der Ausführungsform von Fig. 8 gezeigt, ist an der Seitenfläche des Armes 56 für die Druckaufnahmewalze 51 ein Fortsatz 56a vorgesehen, und eine Passfläche 47a, die mit dem oben erwähnten Fortsatz 56 in Kontakt gebracht wird, sitzt auf der Walzenhalteplatte 47 der Walze 49 neben der oben erwähnten Druckaufnahmewalze 51. Außerdem wird die Passposition des Fortsatzes 56a im Verhältnis zur Passebene 47a durch einen Anschlag 57 eingestellt, der durch den Fortsatz 56 führend vorgesehen ist, aus einem Schraubenelement besteht und dessen Spitze mit der oben erwähnten Passfläche 47a in Kontakt gebracht wird.
Da die Druckaufnahmewalze 51 in einer Position zu liegen kommt, wo der Anschlag 57 mit der Passfläche 47a der Walzenhalteplatte 47 in Kontakt gebracht wird, wird, obwohl die Druckaufnahmewalze 51 vom Teleskopzylinder 65 während einer Längsversiegelung der schlauchförmigen Bahn W in die in Fig. 9 (b) gezeigte Position gebracht wird, eine Druckkraft des Teleskopzylinders 65 gegen die Druckkraft der Feder 53 der Druckwalze 52 in der Position drücken, wo die Walze 51 durch den Anschlag 57 angehalten wird. Wenn daher die vom Teleskopzylinder 65 aus der Seite der Druckaufnahmewalze 51 wirkende Druckkraft gegen die von der Feder 53 der Druckwalze 52 (Fig. 10) erzeugte Druckkraft wirkt, auch wenn sie entsprechend groß gemacht wird, kann die Druckkraft der Druckwalze 52 und die Druckkraft der Druckaufnahmewalze 51 in einem stabilen Zustand an der Anschlagsposition (die in Fig. 9 (b) gezeigte Position) der Druckaufnahmewalze 51 des Anschlags 57 auf die Bahn W einwirken.
Fig. 11 (a) und Fig. 11 (b) sind Beispiele, bei denen die Höhenposition der Formwalze 6 der unteren Stufe der Ausführungsform in der senkrechten Richtung bezüglich der Wandung 21 des Vorrichtungsgehäuses eingestellt wird. Da jedoch ein Wellengelenk 61 zwischen der oben erwähnten Druckaufnahmewalze 51 und der an der Wandung 21 des Vorrichtungsgehäuses gehaltenen Welle 58b zwischengeschaltet ist, ist es möglich, die Position der Formwalze 6 der unteren Stufe an einer Position einzustellen, wo der Versiegelungszustand des sich überlagernden Teils der schlauchförmigen Bahn W optimiert ist, ohne dass dabei die Befestigungsposition der Welle 58b an der Wandung des Vorrichtungsgehäuses eingestellt werden muss.

Claims

1. Schlauchherstellungsverfahren mit den folgenden Schritten:

Umformen einer flachen Bahn (W) in eine schlauchförmige Bahn während des Transportierens der flachen Bahn entlang einer durch eine Formwalze (4) gebildeten Formfläche, wobei die Formwalze aus mehreren Einzelwalzen (11, 12, 13) besteht, und

Füllen der schlauchförmigen Bahn mit einem Fluid, wobei die Position der Formwalze (4) während des Bahntransports in einer Richtung verstellt wird, die im rechten Winkel zu einer Bahntransportrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung eine Mittelachse hat, welche die hypothetische Längsachse (X) der schlauchförmigen Bahn ist.

2. Schlauchherstellungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Umformen einer flachen Bahn (W) in eine schlauchförmige Bahn, während die flache Bahn entlang einer durch eine Formwalze (4) gebildeten Formfläche transportiert wird, wobei die Formwalze aus mehreren Einzelwalzen (11, 12, 13) besteht, einer Einrichtung zum Füllen der schlauchförmigen Bahn mit einem Fluid und einer Einrichtung (16, 17, 23, 25) zum Verstellen der Position der Formwalze (4) im Verhältnis zur transportierten Bahn in einer zu einer Bahntransportrichtung senkrechten Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung eine Mittelachse hat, welche die hypothetische Längsachse (X) der schlauchförmigen Bahn ist.

3. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Verstellen der Position der Formwalze ein Halteelement (16, 17), das die Formwalze (4) hält, und ein Verstellelement (23, 25) aufweist, das mit dem Halteelement verbunden ist und auf einer Gehäusewandung (21) der Herstellungsvorrichtung angebracht ist und die Position des Halteelements in einer Richtung verstellt, die zur Bahntransportrichtung senkrecht ist.

4. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, mit mehreren Formwalzen (4, 5, 6), die nacheinander in der Bahntransportrichtung angeordnet sind, wobei die Einrichtung zum Verstellen der Position der Formwalze im Verhältnis zur Bahn an mindestens einer der Formwalzen vorgesehen ist.

5. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Einrichtung zum Verstellen der Position der Formwalze im Verhältnis zur Bahn an mindestens derjenigen Formwalze (4) vorgesehen ist, die bezüglich der Bahntransportrichtung am weitesten stromaufwärts liegt.

6. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die am weitesten stromaufwärts gelegene Formwalze (4) aus mehreren Einzelwalzen (11, 12, 13) besteht und die Einzelwalze in der Mittelposition eine tonnenförmige Walze (11) ist.

7. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der eine Formwalze (5) an einer Zwischenposition in der Bahntransportrichtung mehrere Einzelwalzen (32 bis 38) aufweist, die so angeordnet sind, dass die Formwalze eine Öffnung (45) hat, die es der Bahn erlaubt hindurchzugelangen, wobei die Öffnung (45) durch die jeweiligen Walzenflächen der mehreren Einzelwalzen gebildet wird, und bei der eine Einrichtung (39, 40, 42) vorgesehen ist, durch welche die Öffnung (45) zum Erleichtern des Einführens eines Füllschlauchs zum Füllen einer herzustellenden schlauchförmigen Bahn mit einem Fluid geöffnet und geschlossen werden kann, und bei der die Formwalze (6), die in einer Bahntransportrichtung am weitesten stromabwärts angeordnet ist, mit einem Paar Schließwalzen (51, 52) versehen ist, die zum Aufnehmen eines überlappenden Teils der geformten schlauchförmigen Bahn zwischen ihren gegenüber liegenden Flächen und zum Ausüben von Druck zum Schließen derselben angeordnet sind.

8. Schlauchherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, weiter mit einer stromaufwärts von der Formwalze bzw. von den Formwalzen angeordneten Umlenkwalze (2) zum Verändern der Transportrichtung der flachen Bahn von einer ersten Bahneingangsrichtung in die Bahntransportrichtung, wobei die Länge der Umlenkwalze in einer axialen Richtung kürzer als die Breite der Bahn ist.

9. Schlauchherstellungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der ein gerundeter Teil sich immer weiter verringernden Durchmessers an beiden Endteilen der Umlenkwalze vorgesehen ist.

10. Verpackungsbehälterherstellungsvorrichtung mit einer Schlauchherstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 und Struktur zum Herstellen von Rechteckparallelepiped-Verpackungsbehältern aus den hergestellten Schläuchen.