DE69923377T2

DE69923377T2 - Vorrichtung zum Versiegeln in einer vertikalen Maschine zum Formen, Füllen und Schliessen von flexiblen Packungen

Info

Publication number: DE69923377T2
Application number: DE69923377T
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Nagareyama-shi Inoue; Tomoo Nagareyama-shi Hosono
Original assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Current assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2019-06-12
Also published as: EP0965525A3; JP2000072104A; JP3830297B2; DE69923377D1; EP0965525B1; EP0965525A2; US6155030A; ES2236990T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versiegeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie bereits in der Druckschrift GB-A-1 189 762 beschrieben worden ist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Vertikalartige Maschinen zum Formen, Füllen und Verschließen von flexiblen Verpackungen sind im Allgemeinen mit einer Versiegelungsvorrichtung vom Typ einer Klemmwalze, wie in der Japanischen Gebrauchsmusterregistrierung Nr. 25 28 263 beschrieben ist, oder mit einer Versiegelungsvorrichtung vom Typ eines Versiegelungsbandes bzw. Versiegelungsgürtels verbunden, wie in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-318 905 beschrieben ist. Die herkömmliche Ausgestaltung einer Versiegelungsvorrichtung weist zwei Paare an Klemmwalzen und eine mittige Versiegelungseinrichtung auf. Die beiden Paare an Klemmwalzen sind voneinander in einer vertikalen Richtung entlang eines Füllrohres beabstandet, und die mittige Versiegelungseinrichtung ist zwischen den oberen und unteren Paaren an Klemmwalzen angeordnet. Eine Verpackungsbahn ist in einer zylindrischen Form auf dem äußeren Umfang des Füllrohres gebildet, wobei die Seitenkanten davon eine Verbindungsstelle bilden, an welcher die inneren Flächen der Seitenkanten in einen ebenen Kontakt miteinander gelangen. Die Verbindungsstelle der Bahn schreitet durch die mittige Versiegelungseinrichtung hindurch, während sie durch die oberen und unteren Paare an Klemmwalzen gehalten wird, und zu diesem Zeitpunkt wird die Verbindungsstelle heiß-versiegelt, d.h. in vertikaler Richtung versiegelt.
Andererseits weist die zuletzt beschriebene Art der Versiegelungsvorrichtung ein endloses Versiegelungsband auf, welches sich entlang eines Füllrohres erstreckt. Eine Verpackungsbahn, welche in einer zylindrischen Form auf dem äußeren Umfang des Füllrohres gebildet ist, weist eine Verbindungsstelle auf, an welcher die Seitenkanten davon einander überlappen. Die Bahn wird zugeführt, wobei ihre Verbindungsstelle zwischen dem Versiegelungsband und dem Füllrohr gehalten wird, und bei diesem Vorgang wird die Verbindungsstelle heiß-versiegelt, d.h. in vertikaler Richtung versiegelt.
Bei der bisherigen Art der Versiegelungsvorrichtung, da die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn durch die mittige Versiegelungseinrichtung schreitet, während sie durch die oberen und unteren Paare an Klemmwalzen gehalten wird, wird die Verbindungsstelle unvermeidlich in Form einer Gratversiegelung versiegelt und es ist nicht möglich, eine Überlappungsversiegelung zu bilden.
Mit der letztgenannten Art der Versiegelungsvorrichtung, welche ein Versiegelungsband umfasst, kann die Verbindungsstelle andererseits sowohl in Form einer Gratversiegelung als auch in Form einer Überlappungsversiegelung versiegelt werden. Jedoch ist es schwierig, die Beaufschlagung von Hitze zu der Verbindungsstelle zu steuern, da die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn durch Wärme heiß-versiegelt wird, welche auf diese von einem Heizblock durch das Medium des Versiegelungsbandes übertragen wird. Um den Mangel der an die Verbindungsstelle applizierten Wärme auszugleichen, muss die Heiztemperatur des Heizblocks auf eine hohe Temperatur gesetzt werden. Zudem komplizieren das Versiegelungsband und eine Antriebswelle somit den Aufbau der vertikalen Versiegelungsvorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, welche sowohl auf eine Gratversiegelung als auch auf eine Überlappungsversiegelung anwendbar ist, einen vereinfachten Aufbau besitzt und eine zuverlässige und ordentliche Versiegelung der Verbindungsstelle einer Verpackungsbahn gewährleistet.
Die oben genannte Aufgabe wird durch eine Versiegelungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind durch die abhängigen Patentansprüche 2 bis 8 abgedeckt.
Bei der oben genannten Versiegelungsvorrichtung wird die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn während der Zuführung der Verpackungsbahn zwischen der Heizrippe und den beiden Führungsschienen gehalten, während sie elastisch deformiert bzw. verformt wird. In diesem Fall wird die Verbindungsstelle an drei Punkten gelagert, wenn dies im Querschnitt betrachtet wird. Während die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn auf diese Weise gehalten wird, wird sie von der Heizrippe der Heizeinheit mit Wärme beaufschlagt, wodurch die Verbindungsstelle heiß-versiegelt wird. Die elastisch deformierte Verbindungsstelle wird gegen die Heizrippe aufgrund ihrer Rückstellkraft gedrückt, wodurch die Verbindungsstelle und die Heizrippe auf zufriedenstellende Weise in engen Kontakt miteinander gebracht werden können. Daraus resultierend wird Wärme von der Heizrippe konzentriert bzw. punktuell auf die Verbindungsstelle aufgebracht, wodurch eine kontinuierlich und stabile Heiß-Versiegelung der Verpackungsbahn gewährleistet wird. Die Versiegelungsbreite der Heiß-Versiegelung wird durch die Breite eines engen Kopfes der Heizrippe bestimmt, und die in diesem Fall gebildete Heiß-Versiegelung bildet eine Versiegelungslinie. Es wird daher bevorzugt, dass die Heizrippe eine im Allgemeinen dreieckige Querschnittsform aufweisen sollte.
Egal ob die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn in Form einer Gratversiegelung oder in Form einer Überlappungsversiegelung heiß-versiegelt werden soll, es wird ein stabiler Kontakt der Heizrippe mit der ersten Fläche der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn gewährleistet, da die Verbindungsstelle durch die Heizrippe und die beiden Führungsschienen elastisch deformiert wird. Dies bedeutet, dass die Versiegelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gleichsam auf sowohl eine Gratversiegelung als auch auf eine Überlappungsversiegelung anwendbar ist.
Die oben genannte 3-Punkt-Lagerung der Verbindungsstelle verringert erheblich den Widerstand bei der Zuführung der Verpackungsbahn. Folglich wird keine Falte in dem heiß-versiegelten Abschnitt gebildet, dies bedeutet, dass der vertikal versiegelte Abschnitt der Verpackungsbahn somit eine ordentlich vertikale Versiegelung liefert.
Außerdem, was die Zuführung der Verpackungsbahn betrifft, sind sowohl die Heizeinheit als auch die Aufnahmeeinheit beide als feste Teile ausgebildet, so dass eine Versiegelungsvorrichtung mit einem vereinfachten Aufbau geliefert werden kann.
Die Heizeinheit weist ferner ein bandförmiges Heizelement auf, welches an einer stromabwärts gerichteten Seite der Heizrippe in Zuführrichtung der Verpackungsbahn angeordnet ist und sich entlang des Füllrohres erstreckt. Das bandförmige Heizelement weist eine größere Kontaktbreite für einen Kontakt mit der ersten Fläche der Verbindungsstelle als die Heizrippe auf. In diesem Fall weist die Aufnahmeeinheit ferner eine Flachführung auf, die auf der stromabwärts vorgesehenen Seite der beiden Führungsschienen angeordnet ist und sich entlang des Füllrohres erstreckt, und die Flachführung wirkt mit dem bandförmigen Heizelement zusam men, um die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn zwischen denselben zu halten.
Nachdem die oben erwähnte Versiegelungslinie an der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn gebildet ist, wird die Verbindungsstelle zudem heiß-versiegelt, während sie zwischen dem bandförmigen Heizelement und der Flachführung gehalten wird. Die auf diese Weise gebildete Heiß-Versiegelung bildet ein Versiegelungsband mit einer größeren Breite als die Versiegelungslinie.
Die Bildung des Versiegelungsbandes schafft einen großen Widerstand gegenüber der Zuführung der Verpackungsbahn. Jedoch, da die Versiegelungslinie bereits an der Verbindungsstelle gebildet ist, kann die Verbindungsstelle weich zwischen dem bandförmigen Heizelement und der Flachführung hindurchlaufen, wodurch eine stabile Bildung des Versiegelungsbandes gewährleistet wird.
Die Aufnahmeeinheit kann an der äußeren Fläche des Füllrohres angebracht sein, und in diesem Fall weist die Versiegelungsvorrichtung ferner ein Betätigungsmittel zum Bewegen der Heizeinheit in Richtung der Aufnahmeeinheit und von derselben weg auf. Wenn sich die Heizeinheit in einer vorgerückten Position befindet, wird die Verbindungsstelle zwischen der Heizrippe und den beiden Führungsschienen gehalten und der oben erwähnten elastischen Deformation ausgesetzt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, dass Füllrohr zusammen mit der Aufnahmeeinheit in Übereinstimmung mit der Größe der herzustellenden Verpackungen zu ersetzen.
Wenn sich die Heizeinheit in der vorgerückten Position befindet, hält das Betätigungsmittel einen vorbestimmten Abstand zwischen der elastisch deformierten Verbindungsstelle und dem Füllrohr aufrecht. Somit gelangen die elastisch deformierte Verbindungsstelle und das Füllrohr nicht miteinander in Kontakt, sondern definieren eine Luftschicht zwischen denselben, und diese Luftschicht vermindert die Übertragung von Hitze bzw. Wärme von der Verbindungsstelle zu dem Füllrohr.
Vorzugsweise weist das Betätigungsmittel ein Positionierungselement zum Erfassen der vorgerückten Position der Heizeinheit auf. Das Positionierungselement bestimmt genau die Position, bis zu welcher sich die Heizrippe vorgerückt zwischen den beiden Führungsschienen befindet, d.h. den Grad der elastischen Deformation der Verbindungsstelle.
Die Führungsschienen sind vorzugsweise miteinander über einen Verbindungsabschnitt verbunden, welcher sich in Kontakt mit dem Füllrohr befindet. In diesem Fall bilden die beiden Führungsschienen ein einzelnes Element, welches die Montage der Führungsschienen an dem Füllrohr ermöglicht, und der Verbindungsabschnitt weist die Funktion eines Elementes zum Isolieren von Wärme auf.
Die Heizeinheit kann einen stromaufwärts vorgesehenen Heizblock mit der Heizrippe und einen stromabwärts vorgesehenen Heizblock mit dem bandförmigen Heizelement aufweisen, und diese Heizblöcke sind vorzugsweise voneinander beabstandet angeordnet. In diesem Fall werden die Heizrippe und das bandförmige Heizelement unabhängig voneinander geheizt, so dass ihre Heiztemperaturen auf jeweils optimale Werte festgesetzt werden können. Außerdem kann das bandförmige Heizelement wenigstens eine Rille aufweisen, die sich entlang des Füllrohres erstreckt, und in diesem Fall ist eine Vielzahl an Versiegelungsbändern an der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn gebildet.
Eine weitere Möglichkeit einer Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der im Folgenden wiedergegebenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die ausführliche Beschreibung und das spezifische Beispiel lediglich exemplarisch wiedergegeben sind, während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird durch die im Folgenden wiedergegebene ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Figuren der Zeichnung, welche lediglich exemplarisch angegeben werden, besser verstanden, und somit sind diese nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung. Von den Figuren zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer vertikalen Maschine zum Formen, Füllen und Verschließen von flexiblen Verpackungen;
2 eine vergrößerte Vorderansicht, welche einen Teil der Maschine aus 1 zeigt;
3 eine Ansicht, welche die Bildung einer Verbindungsstelle für eine Überlappungsversiegelung illustriert;
4 eine teilweise im Aufriss dargestellte Vorderansicht einer Versiegelungsvorrichtung für die in 1 dargestellte Maschine;
5 eine Draufsicht auf die Versiegelungsvorrichtung aus 4;
6 eine vergrößerte Seitenansicht der Versiegelungsvorrichtung aus 4;
7 eine vergrößerte Ansicht, welche einen Teil der in 6 dargestellten Versiegelungsvorrichtung zeigt;
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7;
9 eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem die Verbindung der Bahn in Form einer Überlappungsversiegelung zwischen einem Heizblock und einer Bahnführung, wie in 8 dargestellt ist, versiegelt wird;
10 eine Ansicht, welche die Bildung einer Verbindungsstelle für eine Gratversiegelung illustriert;
11 eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem die Verbindungsstelle einer Bahn in Form einer Gratversiegelung zwischen dem Heizblock und der Bahnführung, wie in 8 dargestellt, versiegelt wird;
12 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der Bahnführung zeigt;
13 eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der Versiegelungsvorrichtung illustriert;
14 und 15 Querschnittsansichten, welche weitere Modifikationen der Bahnführung zeigen;
16 eine schematische Seitenansicht, welche die Heizeinheit zeigt;
17 eine Ansicht, welche die Bildung einer Überlappungsversiegelung durch das bandförmige Heizelement zeigt;
18 eine Ansicht, welche eine Versiegelungslinie einer Überlappungsversiegelung zeigt;
19 eine Ansicht, welche ein Versiegelungsband einer Überlappungsversiegelung zeigt;
20 eine Vorderansicht einer Verpackung mit einer Überlappungsversiegelung;
21 eine Ansicht, welche die Bildung einer Gratversiegelung durch das bandförmige Heizelement zeigt;
22 eine Vorderansicht einer Verpackung mit einer Gratversiegelung;
23 und 24 Querschnittsansichten, welche Modifikationen der Versiegelungsvorrichtung vom aufge- bzw. unterteilten Typ zeigen; und
25 bis 28 perspektivische Ansichten, welche Modifikationen des Heizblocks illustrieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden wird Bezug genommen auf 1. Eine vertikale Maschine zum Formen, Füllen und Verschließen von flexiblen Verpackungen weist ein Füllrohr 2 auf, welches sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und welches einen Übertragungstrichter an einem oberen Ende davon besitzt. Der Übertragungstrichter 4 ist mit einem Produkttrichter 8 über eine Verschlusseinrichtung 6 verbunden. Der Produkttrichter 8 weist eine Messeinrichtung (nicht dargestellt) an einem oberen Abschnitt davon auf, und die Messeinrichtung speichert beispielsweise eine größere Anzahl an unverpackten Produkten. Die Messeinrichtung liefert zum gleichen Zeitpunkt Produkte mit einer vorbestimmten Anzahl zu der Verschlusseinrichtung 6 durch den Produkttrichter 8. Wenn die Verschlusseinrichtung 6 geöffnet ist, fallen die Produkte von der Verschlusseinrichtung 6 in das Füllrohr 2 über den Übertragungstrichter 4.
Das Füllrohr 2 weist eine Formungseinrichtung 10 für eine Verpackungsbahn F auf, welche direkt unter dem Übertragungstrichter 4 angeordnet ist. Die Formungseinrichtung 10 umgibt das Füllrohr 2 und wird mit der Verpackungsbahn F beliefert. Wenn die Verpackungsbahn F die Formungseinrichtung 10 passiert, wird sie in eine zylindrische Form ausgebildet, welche den äußeren Umfang des Füllrohrs 2 umgibt. Die zylindrische Verpackungsbahn F wird danach stromabwärts entlang des Füllrohrs 2 geführt. Die Verpackungsbahn F ist aus einem thermisch verbindbaren Film hergestellt und wird von einer Bahnrolle R abgewickelt.
Die zylindrische Verpackungsbahn F weist eine Verbindungsstelle auf, an welcher Seitenkanten davon in einen ebenen Kontakt miteinander in einer vorbestimmten Form gebracht werden. Zum Bilden der Verbindungsstelle weist die Maschine eine Klemmeinheit 12 direkt unterhalb der Formungseinrichtung 10 auf. Die Klemmeinheit 12, welche in der in 2 dargestellten Weise angeordnet ist, weist zwei Führungsteile 14 und 16 auf, die mit einer vorbestimmten Lücke dazwischen in einer diametralen Richtung des Füllrohrs 2 voneinander beabstandet sind. Wenn die Seitenkanten der Verpackungsbahn F durch die Lücke zwischen den Führungsteilen 14 und 16 hindurchschreiten, werden sie in ebenen Kontakt miteinander gebracht, wodurch eine Verbindungsstelle für eine Überlappungsversiegelung oder eine Gratversiegelung gebildet wird, was auch immer gewünscht wird. Die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F, welche wie in 3 dargestellt ausgebildet ist, wird für eine Überlappungsversiegelung verwendet.
Das Füllrohr 2, die Formungseinrichtung 10 und die Klemmeinheit 12 stellen Bauteile dar, welche in Übereinstimmung mit der Breite der Verpackungsbahn, das heißt der Größe der herzustellenden Verpackungen, mit anderen Bauteilen austauschbar sind. Diese austauschbaren Bauteile werden daher auf einer horizontalen Befestigungsbasis 18 gelagert. Die Befestigungsbasis 18 ist abnehmbar an einem Rahmen 20 der Maschine über rechte und linke Träger-/Befestigungseinrichtungen 19 befestigt.
Die Maschine ist ferner mit endlosen Saugriemen 22 ausgestattet, welche auf beiden Seiten des Füllrohrs 2 angeordnet sind. Die Saugriemen 22 sind in Richtung des Füllrohrs 2 und von demselben weg bewegbar. Wenn die Saugriemen 22 sich jeweils in einer in Richtung des Füllrohrs 2 vorgerückten Position befinden, kann die Verpackungsbahn F zu den Saugriemen 22 angesaugt werden. In diesem Fall wird ein bestimmter Freiraum zwischen jedem Saugriemen 22 und dem Füllrohr 2 derart geschaffen, dass die Saugriemen 22 nicht in Kontakt mit dem Füllrohr 2 mit der Verpackungsbahn F dazwischen gelangen. Während diesem Zustand werden die beiden Saugriemen 22 veranlasst, in einer Richtung zu verlaufen, wodurch die Verpackungsbahn F in Richtung stromabwärts durch die Saugriemen 22 mit einer festen Geschwindigkeit entlang des Füllrohrs 2 geführt wird.
Die Maschine weist ferner eine vertikale Versiegelungsvorrichtung 24 auf, welche in der Nähe des Füllrohrs 2 angeordnet ist. In 1 ist die vertikale Versiegelungsvorrichtung 24 in einer vereinfachten Weise als ein Block dargestellt. Wenn die Verpackungsbahn F in Richtung stromabwärts entlang des Füllrohrs 2 geführt wird, führt die vertikale Versiegelungsvorrichtung 24 eine Heiß-Versiegelung der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F durch, wodurch die Verpackungsbahn F kontinuierlich in eine perfekt zylindrische Form gebracht wird. Details der vertikalen Versiegelungsvorrichtung 24 werden weiter unten beschrieben werden.
Ferner ist die Maschine mit einer kreuzförmigen Versiegelungsvorrichtung 26 ausgestattet, welche unterhalb des Füllrohrs 2 angeordnet ist. Die kreuzförmige Versiegelungsvorrichtung 26 versiegelt die vertikal versiegelte Verpackungsbahn F kreuzweise an vorbestimmten Intervallen und schneidet zum gleichen Zeitpunkt die Bahn in der Mitte jeder kreuzförmigen Versiegelung durch, wodurch getrennte Verpackungen hergestellt werden. Das kreuzförmige Versiegeln und Schneiden der Verpackungsbahn F werden abwechselnd mit dem Eintritt der Produkte in das Füllrohr 2 ausgeführt, das heißt mit dem Einfüllen der Produkte in die zylindrische Verpackungsbahn F. Daraus resultierend enthält jede Verpackung Produkte darin. Für eine zuverlässige Versiegelung der Verpackungsbahn F in einer kreuzförmigen Art weist die kreuzförmige Versiegelungsvorrichtung 26 zwei Stege 28, einen rechten und einen linken Steg 28 (siehe 2) an einem unteren Ende des Füllrohrs 2 auf. Diese Stege 28 drücken die zylindrische Verpackungsbahn F breit in einer kreuzförmigen Richtung, wodurch die Bahn geglättet wird.
Die kreuzförmige Versiegelungsvorrichtung 26 weist eine Rutsche 30 auf, welche mit einem Bandfördermittel 32 verbunden ist. Das Bandfördermittel 32 empfängt einzelne Verpackungen, die von der kreuzförmigen Versiegelungsvorrichtung 26 über die Rutsche 30 geliefert werden, und fördert die empfangenen Verpackungen zu einer Maschine zum Verpacken von Schachteln (nicht dargestellt).
Wie in 4 dargestellt ist, weist die vertikale Versiegelungsvorrichtung 24 einen Trägerarm 34 auf, welcher sich horizontal über das Füllrohr 2 auf der Vorderseite, oder der benach barten Seite in der Figur, des Füllrohrs erstreckt. Der Trägerarm 34 weist eine Basis auf, die mit einem Gleiter 38 über einen Drehzapfen 36 verbunden ist. Genauer gesagt weist der Gleiter 38 eine Klammer 40 auf, und die Basis des Trägerarms 34 ist mit der Klammer 40 über den Drehzapfen 36 verbunden. Folglich ist der Trägerarm 34 in einer horizontalen Ebene um den Drehzapfen 36 schwenkbar.
Die Basis des schwenkbaren Trägerarms 34 weist einen ersten Verriegelungsmechanismus auf, der darin eingebaut ist und einen Verriegelungsgriff 42 besitzt. Wenn der Verriegelungsgriff 42 gedreht wird, befestigt der erste Verriegelungsmechanismus die Basis des Trägerarms 34 fest mit der Klammer 40 oder löst umgekehrt die Befestigung. Wenn der Trägerarm 34 von der Befestigung gelöst wird, ist der Arm 34 verschwenkbar und kann somit bezüglich des Füllrohrs 2 geöffnet und geschlossen werden. Insbesondere, wie in 5 dargestellt ist, kann der Trägerarm 34 zwischen einer geschlossenen Stellung (durchgezogene Linie), in welcher der Arm genau vor dem Füllrohr angeordnet ist, und einer geöffneten Stellung (Zweipunkt-gestrichelte Linie) verschwenkt werden. Um den Trägerarm 34 zu verschwenken, kann ein Greifgriff 44 verwendet werden, welcher an einem distalen Ende des Trägerarms 34 angebracht ist.
Die Klammer 40 weist zwei Haken 46 auf, welche jeweils die geschlossenen und geöffneten Stellungen des Trägerarms 34 bestimmen. Genauer gesagt ist der Verriegelungsgriff 42 mit einem Verriegelungsschaft 48 ausgestattet, welcher parallele flache Oberflächen besitzt, die auf einem Teil davon ausgebildet sind. Der Verriegelungsschaft 48 dreht sich, wenn der Verriegelungsgriff 42 gedreht wird, und nur dann, wenn der Verriegelungsschaft 48 unter einem vorbestimmten Winkel positioniert ist, das heißt an einer Freigabestellung, ermöglichen die flachen Oberflächen es dem Verriegelungsschaft 48, in einen zugeordneten Haken der Ha ken 46 eingesetzt und von demselben herausgezogen zu werden. Nachdem der Verriegelungsschaft 48 in den Haken 46 eingesetzt ist, wird er somit aus der Freigabestellung gedreht, wodurch der Trägerarm 34 an der geschlossenen oder geöffneten Stellung ohne einem Fehler befestigt werden kann.
Der Gleiter 38 ist gleitend verschiebbar an einem Paar von Trägerstangen 50 montiert, wobei die Trägerstangen 50 voneinander in einer vertikalen Richtung beabstandet sind und sich in einer horizontalen Richtung senkrecht zu dem Trägerarm 34 in der geschlossenen Stellung (siehe 5) erstrecken. Die Trägerstangen 50 weisen Basen davon befestigt an dem oben genannten Rahmen 20 auf. Der Gleiter 38 weist einen zweiten Verriegelungsmechanismus auf, der darin ausgebildet ist und der einen Verriegelungsgriff 52 besitzt. Wenn der Verriegelungsgriff 52 gedreht wird, befestigt der zweite Verriegelungsmechanismus den Gleiter 38 fest an den Trägerstangen 50, oder löst umgekehrt die Befestigung. Wenn der Gleiter 38 aus der Befestigung gelöst wird, kann er auf den Trägerstangen 50 gleiten. Ein Greifgriff 50 kann verwendet werden, um den Gleiter 38 gleitend zu verschieben. Der Gleiter 38 wird gleitend verschoben, während der Trägerarm 34 sich in der geschlossenen Stellung befindet, um den Abstand zwischen dem Trägerarm 34 und dem Füllrohr 2 einzustellen. Eine derartige Einstellung ist erforderlich, wenn das Füllrohr 2 durch ein anderes Füllrohr mit einem unterschiedlichen Durchmesser ersetzt wird. Wenn das Füllrohr 2 ersetzt werden soll, wird der Trägerarm 34 geöffnet, wie durch die Zwei-Punkt-gestrichelte Linie in 5 angedeutet ist. Somit behindert der Trägerarm 34 nicht die Ersetzung des Füllrohrs 2. In 5 sind die Füllrohre 2 mit maximalen und minimalen Durchmessern durch die Ein-Punkt-gestrichelten Linien dargestellt.
Der Trägerarm 34 weist eine Klammer 56 auf, die an der inneren Fläche seines distalen Endabschnitts angebracht ist. Die Klammer 56 trägt eine Trägerplatte 58, die sich in vertikaler Richtung erstreckt (siehe 6). Die Trägerplatte 58 weist obere und untere Führungsstangen 60 auf, die sich horizontal in Richtung des Füllrohrs 2 erstrecken. Die Führungsstangen 60 erstrecken sich durch eine Befestigungsplatte 62 und eine Verbindungsplatte 64 und tragen diese Platten 62 und 64 über Lager (nicht dargestellt) gleitend verschiebbar. Die Trägerplatte 62 und die Verbindungsplatte 64 sind zwischen der Trägerplatte 58 und dem Füllrohr 2 angeordnet und erstrecken sich entlang des Füllrohrs 2. Die Verbindungsplatte 64, welche mit der Befestigungsplatte 62 überlappt und damit gekoppelt ist, weist einen verlängerten Abschnitt auf, der sich seitlich von der Befestigungsplatte 62 erstreckt.
Der verlängerte Abschnitt der Verbindungsplatte 64 trägt eine Heizeinheit, das heißt einen Heizblock 66. Der Heizblock 66 erstreckt sich vertikal entlang der Achse des Füllrohrs 2. Der Heizblock 66 weist einen eingebauten Heizer auf, welcher elektrisch mit einer Leistungszufuhr-Steuerschaltung (nicht dargestellt) über eine Zuführleitung 70 verbunden ist.
Wie aus 5 deutlich wird, weist der Trägerarm 34 ferner vier Schutzstangen 72 auf, die an seiner inneren Fläche angebracht sind. Die Schutzstangen 72 erstrecken sich horizontal in Richtung des Füllrohrs 2 und weisen eine Schutzplatte 74 auf, welche an ihren distalen Enden angebracht ist. Die Schutzstangen 72 und die Schutzplatte 74 verhindern, dass auf den Heizblock 66 sorglos zugegriffen wird. Die Schutzplatte 74 weist eine Öffnung auf, durch welche der Heizblock 66 in Richtung des Füllrohrs 2 vorrücken und sich von demselben zurückziehen kann.
Wie in 6 dargestellt ist, trägt die Verbindungsplatte 64 einen Luftzylinder 76 an einer Stelle zwischen den oberen und unteren Führungsstangen 60. Der Luftzylinder 76 weist eine Kol benstange 78 auf, welche sich durch die Verbindungsplatte 64 und die Befestigungsplatte 62 hindurch erstreckt und welche mit der Trägerplatte 58 verbunden ist. Der Luftzylinder 76 ist mit einer Druckluftquelle über einen Luftschlauch und ein Steuerventil verbunden und wird durch Druckluft betrieben, welche von der Druckluftquelle an diesen geliefert wird. Eine Darstellung eines zu dem Luftzylinder 76 gehörenden pneumatischen Schaltkreises wird weggelassen.
Wenn sich die Kolbenstange 78 des Luftzylinders 76 von dem in 6 dargestellten Zustand zusammenzieht, bewegen sich die Befestigungsplatte 62 und die Verbindungsplatte 64 in Richtung der Trägerplatte 58, während sie durch die oberen und unteren Führungsstangen 60 geführt werden. In diesem Fall, da der Heizblock 66 an der Verbindungsplatte 64 montiert ist, entfernt er sich von dem Füllrohr 2, wie durch die Zwei-Punkt-gestrichelte Linie dargestellt ist. Folglich, da sich die Kolbenstange 78 des Luftzylinders 76 verlängert bzw. ausdehnt, rückt der Heizblock 66 näher zu dem Füllrohr 2 vor, wie in 6 dargestellt ist.
Die oben genannte Trägerplatte 58 wird im Folgenden ausführlicher beschrieben werden. Die Trägerplatte 58 ist mit der Klammer 56 über einen horizontalen Schaft 80 verbunden und ist um den Schaft 80 verschwenkbar. Der Trägerarm 34 andererseits weist obere und untere Einstellbolzen 82 auf, welche in entsprechende Gewindelöcher eingesetzt sind, die darin ausgeschnitten bzw. vorgesehen sind und sich in Richtung der Trägerplatte 58 erstrecken. Die Einstellbolzen 82 weisen jeweils ein distales Ende auf, das gegen die Trägerplatte 58 anliegt. Somit, wenn die Einstellbolzen 82 gedreht werden, schwenkt die Trägerplatte 58 vorwärts oder rückwärts um den Schaft 80, wodurch die Parallelität des Heizblocks 66 bezüglich des Füllrohrs 2 eingestellt werden kann.
Die Befestigungsplatte 62 weist eine Klammer 84 an einem unteren Ende davon auf, und die Klammer 84 trägt ein plattenähnliches Befestigungsteil 88. Das Befestigungsteil 88 erstreckt sich entlang der oben erwähnten Führungsstangen 60 an einer Stelle unterhalb des Trägerarms 34. Ein Trägeraufbau zum Tragen des Befestigungsteils 88 mittels der Klammer 84 weist untere und obere horizontale Schlitze 90, die in dem Befestigungsteil 88 geschnitten bzw. vorgesehen sind, und Befestigungsbolzen 86 auf, welche durch die jeweiligen Schlitze 90 hindurchpassen und in die Klammer 84 verschraubt sind. Der Trägeraufbau ermöglicht, dass die Lücke zwischen dem Füllrohr 2 und dem Befestigungsteil 88 innerhalb eines Bereichs entsprechend der Länge der Schlitze 90 eingestellt werden kann.
Das Befestigungsteil 88 lagert einen Rollenschaft 92 drehbar. Der Rollenschaft 92 erstreckt sich durch das Befestigungsteil 88 und weist ein Ende auf, das von einer Fläche des Befestigungsteils 88 gegenüberliegend des Heizblocks 66 vorsteht, und das andere Ende auf, das von der anderen Fläche des Befestigungsteils 88 auf der selben Seite wie der Heizblock 66 vorsteht. Der Rollenschaft 92 ist unterhalb der Schlitze 90 angeordnet, das heißt an einem unteren Abschnitt des Befestigungsteils 88 nahe einer Seitenkante davon nahe des Füllrohrs 2. Eine Rolle 94 ist an dem oben genannten einen Ende des Rollenschaftes 92 befestigt, und eine Positionierungsrolle 96 ist an dem anderen Ende des Rollenschafts 92 angebracht. Die Positionierungsrolle 96 ist gerade unterhalb des Heizblocks 66 angeordnet. Genauer gesagt, wie aus 4 ersichtlich ist, ist die Positionierungsrolle 96 in einer vertikalen Ebene angeordnet, die die Achsen des Heizblocks 66 und des Füllrohrs 2 enthält.
Das Befestigungsteil 88 weist ferner einen Servomotor 98 auf, der auf der anderen Fläche davon gelagert ist. Der Servomotor 98 weist einen Ausgabeschaft 100 auf, welcher von der oben genann ten einen Fläche des Befestigungsteils 88 vorsteht. Der Motorausgabeschaft 100 weist eine Rolle 102 auf, welche an einem distalen Ende davon angebracht ist, und diese Rolle 102 und die vorher genannte Rolle 94 sind miteinander durch einen endlosen Riemen 104 verbunden. Demgemäß, wenn sich der Servomotor 98 dreht, wird der Rollenschaft 92, das heißt die Positionierungsrolle 96, gedreht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Positionierungsrolle 96 ist beispielsweise 0 bis 10% größer als die Laufgeschwindigkeit der Verpackungsbahn F, welche durch die Ansaugriemen 22 zugeführt wird.
Ein Trägeraufbau zum Tragen des Servomotors 98 mittels des Befestigungsteil 88 weist obere und untere Schlitze 106 und Verbindungsbolzen 108 auf, wie der vorher genannte Trägeraufbau zum Tragen des Befestigungselementes 88 mittels der Klammer 84. Somit gewährleistet der Trägeraufbau für den Servomotor 98, dass das Intervall zwischen den Rollen 94 und 102 innerhalb eines Bereiches entsprechend der Länge der Schlitze 106 derart eingestellt werden kann, dass der Riemen 104 mit einer vorbestimmten Spannung beaufschlagt werden kann. Zudem ist eine Abdeckung 110 an der vorher erwähnten einen Fläche des Befestigungselementes 88 angebracht, um die Rollen 94 und 102 und den Riemen 104 darin aufzunehmen.
Das Befestigungselement 88 ist mit der Befestigungsplatte 62 verbunden, wie oben erwähnt worden ist, und demgemäß, wenn der Heizblock 66 in Richtung des Füllrohrs 2 vorrückt oder sich von diesem entfernt, rückt die Positionierungsrolle 96 ebenfalls zusammen mit dem Heizblock 66 vor oder entfernt sich bzw. zieht sich zusammen.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die 8 und 9, in welchen der vorher genannte Heizblock 66 in einer vergrößerten Weise illustriert ist. Der Heizblock 66 weist eine Heizrippe 112 als einen integralen Bestandteil davon auf, und die Heizrippe 112 weist auf das Füllrohr 2 und erstreckt sich entlang des Rohrs 2. Die Heizrippe 112 wird daher zusammen mit dem Heizblock 66 erhitzt bzw. erwärmt und erzeugt Hitze bzw. Wärme. Die Heizrippe 112 weist eine im Allgemeinen dreieckige Form im Querschnitt auf und steht in Richtung des Füllrohrs 2 hervor. Der Kopfabschnitt der Heizrippe 112 ist jedoch nicht zugespitzt, sondern ist in Form eines Bogens mit einem vorbestimmten Krümmungsradius im Querschnitt ausgebildet. Ferner weist die Heizrippe geneigte Flächen 114 und 116 an den oberen und unteren Abschnitten davon jeweils auf. Eine Rille ist an jeder Seite des oberen Abschnitts der Heizrippe 112 derart geschnitten, dass die Breite bzw. Ausdehnung der oberen geneigten Fläche 114 durch die Rillen verringert wird.
Das Füllrohr 2 andererseits weist eine Aufnahmeeinheit auf, das heißt eine Bahnführung 118, die aus Metall hergestellt ist, welche an der äußeren Umfangsfläche davon befestigt ist. Die Bahnführung 118 weist auf die Heizrippe 112 des Heizblocks 66 und erstreckt sich entlang des Füllrohrs 2. Genauer gesagt, wie deutlich in 2 dargestellt ist, erstreckt sich die Bahnführung 118 in Richtung nach unten von einer Position gerade unterhalb der vorher erwähnten Klemmeinheit 12 derart, dass die Bahnführung 118 und die Klemmeinheit 12 zusammen ausgerichtet sind. Demgemäß, nachdem die Seitenkanten der Verpackungsbahn F die Klemmeinheit 12 passiert haben, wird die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F genau auf die Verpackungsbahnführung 118 geführt.
Ferner, wie aus 7 ersichtlich ist, erstrecken sich die oberen und unteren Endabschnitte der Bahnführung 118 jeweils über die oberen und unteren Enden der Heizrippe 112 hinaus und weisen geneigte Flächen 120 und 122 auf. Die obere geneigte bzw. schräg verlaufende Fläche 120 dient dazu, die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F auf die Bahnführung 118 weich hereinzuführen, während die untere schräg verlaufende bzw. geneigte Fläche 122 dazu dient, die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F weich herauszuführen.
Wie in 8 dargestellt ist, weist die Bahnführung 118 eine Rille 124 auf. Die Rille 124 weist eine gekrümmte Form im Querschnitt auf und erstreckt sich zwischen den geneigten Flächen 120 und 122. Da die Rille 124 wie illustriert geschnitten ist, ragen zwei Führungsschienen 126 von den Seitenkanten der Bahnführung 118 hervor, und die Führungsschienen 126 erstrecken sich parallel zueinander auf beiden Seiten der Heizrippe 122. Die Lücke zwischen den Führungsschienen 126, das heißt die Breite der Rille 124, ist wesentlich größer als die Breite des Kopfabschnitts der Heizrippe 112, und die Rille 124 weist eine ausreichende Tiefe relativ zu dem Kopfabschnitt der Heizrippe 112 auf. Demgemäß, wenn sich der Heizblock 66 dem Füllrohr 2 nähert, gelangt die Heizrippe 112 zwischen die Führungsschienen 126.
Zudem weist die Bahnführung 118 eine geneigte Fläche auf beiden Seiten davon derart auf, dass die Breite jeder Führungsschiene 126 verringert wird. Der Kopfabschnitt jeder Führungsschiene 126 ist jedoch nicht zugespitzt, sondern ist in der Form eines Bogens mit einem vorbestimmten Krümmungsradius im Querschnitt ausgebildet. Der Krümmungsradius des Kopfabschnitts jeder Führungsschiene 126 ist kleiner als derjenige des Kopfabschnitts der Heizrippe 112.
Mit der oben beschriebenen vertikalen Versiegelungsvorrichtung 24 wird die Verpackungsbahn F abgewickelt und passiert die Formungseinrichtung 10, wodurch sie in eine zylindrische Form geformt wird, welche das Füllrohr 2 umgibt. Da die Seitenkanten der Verpackungsbahn F danach die Klemmeinheit 12 passieren, formen sie eine vorbestimmte Verbindungsstelle.
Die zylindrische Verpackungsbahn F wird ferner in Richtung nach unten entlang des Füllrohrs 2 geführt, sodass die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F auf die Bahnführung 118 geführt wird. Wenn die Verpackungsbahn F auf diese Weise zugeführt wird, sind die oben genannten rechten und linken Ansaugriemen 22, der Heizblock 66 und die Positionierungsrollen 96 in ihren jeweiligen vorgerückten Positionen nahe dem Füllrohr 2 angeordnet.
Wenn die rechten und linken Ansaugriemen 22 sich in der vorgerückten Stellung befinden, saugen die Ansaugriemen 22 die Verpackungsbahn F an, jedoch existiert ein fester Zwischenraum, welcher zwischen dem Füllrohr 2 und jedem Riemen 22 geschaffen wird. Wenn sich der Heizblock 66 in der vorgerückten Stellung befindet, befindet sich die Positionierungsrolle 96 in Kontakt mit dem Füllrohr 2 mit der Verpackungsbahn F dazwischen und die Heizrippe 112 ragt um einen vorbestimmten Abstand zwischen den beiden Führungsschienen 126 der Bahnführung 118 hervor. Folglich wird die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F zwischen der Heizrippe 112 und den beiden Führungsschienen 126 gehalten, wie in 9 dargestellt ist.
Genauer gesagt, aus Sicht im Querschnitt, wird die Verbindungsstelle an drei Punkten durch den Kopf der Heizrippe 112 und die Köpfe der beiden Führungsschienen 126 gelagert. Aufgrund der Drei-Punkt-Lagerung wird die Verbindungsstelle in einer derartigen Weise elastisch deformiert, dass sie in die Rille 124 der Bahnführung 118 gedrückt wird. Das heißt, die Verbindungsstelle wird in Richtung des Füllrohrs 2 in einer konvex gekrümmten Form elastisch deformiert. Jedoch kommt die elastisch deformierte Verbindungsstelle nicht in Kontakt mit der Unterseite der Rille 124, und eine vorbestimmte Lücke wird zwischen der Verbindungsstelle und der Unterseite der Rille 124 geschaffen.
Da die Verbindungsstelle elastisch deformiert wird, wie oben erwähnt worden ist, wird eine Rückstellkraft auf die Verbindungsstelle in einer Richtung auf den Kopfabschnitt der Heizrippe 112 gerichtet. Die Rückstellkraft, welche von der Elastizität der Verpackungsbahn F per se herrührt, dient dazu, die Verbindungsstelle zuverlässig in engen Kontakt mit dem Kopfabschnitt der Heizrippe 112 zu bringen. Die Rückstellkraft der Verbindungsstelle kann durch Veränderung des Zwischenbereiches oder des Abstandes zwischen den beiden Führungsschienen 126 eingestellt werden.
Um die vorbestimmte Lücke ohne einen Fehler zwischen der elastisch deformierten Verbindungsstelle und der Unterseite der Rille 124 zu definieren, muss der Kopfabschnitt der Heizrippe 112 genau bezüglich den beiden Führungsschienen 126 der Bahnführung 118 positioniert werden. Eine derartige Positionierung der Heizrippe 112 kann auf einfache Weise durch Bringen der Positionierungsrolle 96 in Kontakt mit dem Füllrohr 2 mit der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F dazwischen erreicht werden. Das heißt, die vorgerückte Position der Heizrippe 112, das heißt des Heizblocks 66, wird genau bestimmt, sobald die Positionierungsrolle 96 in Kontakt mit dem Füllrohr 2 gelangt, und als Konsequenz daraus wird die Heizrippe 112 bezüglich den beiden Führungsschienen 126 genau positioniert.
Durch die Positionierung der einzelnen Elemente auf diese Weise werden die rechten und linken Ansaugriemen 22 dazu veranlasst, in einer Richtung mit der gedrehten Positionierungsrolle 96 zu verlaufen, wodurch die zylindrische Verpackungsbahn F in Richtung nach unten mit einer festen Geschwindigkeit zugeführt wird. Während die Verpackungsbahn F in Richtung nach unten zugeführt wird, das heißt während die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F zwischen der Heizrippe 112 des Heizblocks 66 und den beiden Führungsschienen 126 hindurchschreitet, wird Hitze von der Heizrippe 112 auf die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn derart aufgebracht, dass die Verbindungsstelle kontinuierlich heißversiegelt wird, das heißt vertikal versiegelt wird. Auf diese Weise, da der Kopf der Heizrippe 112 eine kleine Breite aufweist, wird die erreichte vertikale Versiegelung in der Form einer Überlappungsversiegelung mit einer geringen Versiegelungsbreite ausgebildet.
Somit wird der Kopfabschnitt der Heizrippe 112 lediglich in Kontakt mit der Verbindungsstelle für eine vertikale Versiegelung gebracht, wodurch die Verbindungsstelle vertikal mit einem einfachen Aufbau versiegelt werden kann.
Da Hitze von dem Kopfabschnitt der Heizrippe 112 konzentriert auf die Verbindungsstelle gebracht wird, ist die thermische Wirksamkeit bzw. der thermische Wirkungsgrad für die Heißversiegelung hoch, wodurch ermöglicht wird, dass die Versiegelungsbreite der vertikalen Versiegelung verringert wird, das heißt wodurch ermöglicht wird, dass eine Versiegelungslinie an der Verbindungsstelle gebildet wird.
Während der vertikalen Versiegelung wird die Verbindungsstelle lediglich an drei Punkten gelagert, wie oben beschrieben worden ist, und daher ist der Gleitwiderstand der Verbindungsstelle gering, wodurch die Zuführlast der Verpackungsbahn F erheblich verringert wird. Folglich kann die Verpackungsbahn F stabil zugeführt werden.
Die Heizrippe 112 und die Führungsschienen 126 erleiden durch die Verbindungsstelle einen geringen Verschleiß und benötigen somit keine Ersetzung.
Die Drei-Punkt-Lagerung der Verpackungsbahn F dient dazu, eine Lücke zwischen der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F und der Unterseite bzw. dem unteren Abschnitt der Rille 124 der Bahnführung 118 aufrechtzuerhalten. Luft in der Lücke wirkt als eine Luftschicht zum Isolieren von Wärme derart, dass Wärme, die von der Heizrippe 112 zu dem Füllrohr 2 über die Verbindungsstelle übertragen wird, erheblich verringert wird. Daraus resultierend wird das Innere des Füllrohrs 2 daran gehindert, überhitzt zu werden, und demgemäß, sogar, falls die durch das Füllrohr 2 fallengelassenen Produkte diejenigen sind, welche sofort durch Wärme schmelzen, beispielsweise Schokolade, tritt eine Situation nicht auf, in welcher die Produkte durch Empfangen von Wärme von der inneren Fläche des Füllrohrs 2 schmelzen. Durch Berücksichtigung dieses Sachverhaltes wird die Bahnführung 118 vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Verschleißwiderstand und mit ausgezeichneten Wärmeisolierungseigenschaften hergestellt.
Nach der vertikalen Versiegelung wird die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F temporär zwischen der Positionierungsrolle 96 und dem Füllrohr 2 gehalten, und das temporäre Halten der Verbindungsstelle dient dazu, die Genauigkeit der kontinuierlichen Führung der Verbindungsstelle zwischen der Heizrippe 112 und der Bahnführung 118 zu verbessern und dieselbe zu stabilisieren. Die Positionierungsrolle 96 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die etwas größer ist als die Zuführgeschwindigkeit der Verpackungsbahn F, und daher kann die Zufuhr der Verpackungsbahn F weiter stabilisiert werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Verbindungsstelle in der Form einer Überlappungsversiegelung versiegelt, jedoch kann sie alternativ auch in Form einer Gratversiegelung versiegelt werden. In diesem Fall wird die oben erwähnte Klemmeinheit 12 durch eine in 10 dargestellte Klemmeinheit 130 ersetzt. Die Klemmeinheit 130 weist ebenfalls zwei Führungsteile 132 und 134 auf, welche die inneren Flächen der Seitenkan ten der Verpackungsbahn F in Kontakt miteinander bringen, um eine Verbindungsstelle zu bilden, und welche die Verbindungsstelle über den zylindrischen Abschnitt der Verpackungsbahn F falten, wie in 11 illustriert ist. Die Verbindungsstelle wird danach zwischen dem Heizblock 66 und der Bahnführung 118 geführt, an drei Punkten durch die Heizrippe 112 und die beiden Führungsschienen 126 gelagert und elastisch deformiert, wie im Fall der oben erwähnten Überlappungsversiegelung. Wenn die auf diese Weise elastisch deformierte Verbindungsstelle zwischen der Heizrippe 112 und den beiden Führungsschienen 126 hindurchschreitet, wird sie heiß-versiegelt, das heißt vertikal versiegelt, wobei Hitze darauf von der Heizrippe 112 aufgebracht wird. Die in diesem Fall erreichte vertikale Versiegelung ist in der Form einer Gratversiegelung ausgebildet.
Um die Verbindungsstelle vertikal zu versiegeln, kann auch eine in 12 dargestellte Bahnführung 118 verwendet werden. Jede Führungsschiene 126 der Bahnführung 118 weist einen Schlitz 136 an ihrem Kopf auf, und der Schlitz 136 erstreckt sich in Längsrichtung der zugeordneten Führungsschiene 126. Die Bahnführung 118 weist ebenfalls zwei Durchgänge 138 auf, die darin gebildet sind. Die Durchgänge 138 sind mit den jeweiligen Schlitzen 136 verbunden und können auch mit einer externen Druckluft-Zufuhrschaltung über Schläuche verbunden werden. Wenn Druckluft von der Zufuhrschaltung zu den einzelnen Durchgängen 138 der Bahnführung 118 geliefert wird, wird sie von den Schlitzen 136 ausgegeben. Eine derartige Ausgabe von Druckluft liefert eine pneumatische Lagerung zwischen jeder Führungsschiene 126 und der Verbindungsstelle, und die pneumatischen Lager verringern ferner den Gleitwiderstand der Verbindungsstelle bezüglich der Führungsschienen 126.
In dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Bahnführung 118 an der äußeren Umfangsfläche des Füllrohrs 2 befestigt. Al ternativ kann die Bahnführung 118 in einem Abstand von dem Füllrohr 2 angeordnet sein, wie in 13 dargestellt ist. In diesem Fall ist die Bahnführung 118 auf dem Trägerarm 34 über eine Klammer 140 montiert und der Heizblock 66 weist eine Anlage 142 auf, die in Richtung der Klammer 140 vorsteht. Die Anlage 142 weist einen Einstellbolzen oder dergleichen auf und somit ist die Länge des Überragens davon einstellbar. Wenn die Verbindungsstelle heiß-versiegelt werden soll, befindet sich das distale Ende der Anlage 142 in Anlage gegen die Klammer 140, wodurch die Heizrippe 112 genau bezüglich der Bahnführung 118 positioniert werden kann. In diesem Fall ist die oben erwähnte Positionierungsrolle 96 unnötig, da ihre Funktion durch die Anlage 142 ausgeübt wird.
Für den Fall, dass die Bahnführung 118 getrennt von dem Füllrohr 2 angeordnet wird, kann eine Kugellagerreihe 144 an dem Kopfabschnitt jeder Führungsschiene 126 vorgesehen werden, wie in 14 dargestellt ist. Ähnlich wie bei den oben genannten pneumatischen Lagern dienen die Kugellagerreihen 144 dazu, den Gleitwiderstand der Verbindungsstelle weiter zu verringern. Für die Fälle, in welchen die Bahnführung 118 und das Füllrohr 2 als separate Teile ausgebildet sind, kann die Bahnführung 118 gemeinsam für Füllrohre 2 mit unterschiedlichen Größen verwendet werden.
Ferner können die beiden Führungsschienen 126 direkt an der äußeren Fläche des Füllrohrs 2 oder der Klammer 140 befestigt werden. 15 illustriert ein Füllrohr 2 mit zwei daran befestigten Führungsschienen 126.
In den vorangehenden Ausführungsbeispielen weist der Heizblock 66 ein einziges Bauteil auf. Wie in 16 dargestellt ist und in Übeinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist der Heizblock 66 in einen stromaufwärts vorgesehenen Blockabschnitt 146 und einen stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitt 148 aufgeteilt, welcher länger ist als der stromaufwärts vorgesehene Blockabschnitt 146. Die stromaufwärts und stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitte 146 und 148 weisen jeweils einen darin eingebauten Heizer auf, und die Heiztemperaturen davon können unabhängig voneinander gesteuert werden. Die stromaufwärts und stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitte 146 und 148 sind an der oben erwähnten Verbindungsplatte 64 montiert und können zusammen in Richtung des Füllrohrs 2 und von demselben weg bewegt werden.
Der stromaufwärts vorgesehene Blockabschnitt 146 weist einen Querschnittsaufbau auf, der ähnlich zu demjenigen des stromaufwärtsseitigen Abschnitts des oben genannten Heizblocks 66 ist. Insbesondere weist der stromaufwärts vorgesehene Blockabschnitt 146 eine Heizrippe 150 auf, die ähnlich zu der oben genannten Heizrippe 112 ausgebildet ist, jedoch ist die Länge der Heizrippe 150 kleiner als diejenige der Heizrippe 112.
Der stromabwärts vorgesehene Blockabschnitt 148 weist einen bandförmigen Heizabschnitt 152 auf. Der bandförmige Heizabschnitt 152 steht in Richtung des Füllrohrs 2 hervor und erstreckt sich entlang der gesamten Länge des stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitts 148. Der bandförmige Heizabschnitt 152 ist in Ausrichtung mit der Heizrippe 150 des stromaufwärts vorgesehenen Blockabschnitts 146 ausgerichtet und weist eine Breite auf, welche beträchtlich größer ist als diejenige der Heizrippe 150.
Andererseits ist die Bahnführung 118 auch in einen stromaufwärts vorgesehenen Führungsabschnitt 154, welcher aus Metall hergestellt ist, und einen stromabwärts vorgesehenen Führungsabschnitt 156 aufgeteilt, welcher länger ist als der stromaufwärts vorgesehene Führungsabschnitt 154, und die Führungsabschnitte 154 und 156 sind an der äußeren Fläche des Füllrohrs 2 befestigt. Der stromaufwärts vorgesehene Führungsabschnitt 154 weist auf den stromaufwärts vorgesehenen Blockabschnitt 146 und weist einen Aufbau auf, welcher ähnlich zu demjenigen des stromaufwärtsseitigen Abschnitts der oben genannten Bahnführung 118 ist. Dies bedeutet, der stromaufwärts vorgesehene Führungsabschnitt 154 weist zwei Führungsschienen 158 auf, die ähnlich zu den oben genannten beiden Führungsschienen 126 sind, und diese Führungsschienen 158 können die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F an drei Punkten in Verbindung mit der Heizrippe 150 des stromaufwärts vorgesehenen Blockabschnitts 146 tragen.
Der stromabwärts vorgesehene Führungsabschnitt 156 erstreckt sich entlang des stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitts 148 und, wie in 17 illustriert ist, umfasst eine Führungsplatte 159, die aus einem Silikonschaumstoff hergestellt ist, und ein Klebeband 160, welches die Führungsplatte an dem Füllrohr 2 befestigt. Das Klebeband 160 ist aus einem synthetischen Harz hergestellt, welches einen exzellenten Wärmewiderstand und Verschleißwiderstand besitzt, und deckt die Führungsplatte 159 ab.
Der stromabwärts vorgesehene Führungsabschnitt 156 weist eine flache Führungsfläche 162 auf, welche auf den bandförmigen Heizabschnitt 152 des stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitts 148 weist, und die flache Führungsfläche 162 weist eine größere Breite auf als der bandförmige Heizabschnitt 152.
In dem Fall, in welchem sowohl der Heizblock 66 als auch die Bahnführung 118 aus dem aufge- bzw. unterteilten Typ besteht, wie oben beschrieben worden ist, schreitet die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F zunächst zwischen dem stromaufwärts vorgesehenen Blockabschnitt 146 des Heizblocks 66 und dem stromaufwärts vorgesehenen Führungsabschnitt 154 der Bahnführung 118 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verbindungsstelle an drei Punkten durch die Heizrippe 150 und die beiden Führungsschienen 158 gelagert, während sie elastisch deformiert wird, und eine Versiegelungslinie LS wird an der Verbindungsstelle gebildet, wie in 18 gezeigt ist. Folglich schreitet die Verbindungsstelle zwischen dem stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitt 148 des Heizblocks 66 und dem stromabwärts vorgesehenen Führungsabschnitt 156 der Bahnführung 118 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verbindungsstelle zwischen dem bandförmigen Heizabschnitt 152 und der flachen Führungsfläche 162 gehalten und durch die von dem bandförmigen Heizabschnitt 152 darauf gelieferte Hitze heiß-versiegelt. In diesem Fall, da die Breite des bandförmigen Heizabschnitts 152 größer ist als diejenige der Heizrippe 150, wird ein Versiegelungsband BS an der Verbindungsstelle als eine Heiß-Versiegelung gebildet, die breiter ist als die Versiegelungslinie LS. Das Versiegelungsband BS, welches einen durch die Schraffur in 19 dargestellten heißversiegelten Bereich darstellt, wird über die Versiegelungslinie LS gebildet.
Das Bilden des Versiegelungsbandes BS an der Verbindungsstelle schafft einen großen Widerstand bezüglich der Zuführung der Verpackungsbahn F. Jedoch, da die Versiegelungslinie LS bereits an der Verbindungsstelle gebildet ist und da auch die flache Führungsfläche 162 aus synthetischem Harz gebildet ist, ist der Reibungskoeffizient der flachen Führungsfläche 162 gering. Folglich kann die Verbindungsstelle weich und stabil zwischen dem bandförmigen Heizabschnitt 152 und der flachen Führungsfläche 162 hindurchschreiten und knittert niemals. Es ist daher möglich, ein ordentliches Versiegelungsband BS an der Verbindungsstelle als eine vertikale Versiegelung zu bilden.
Nach der oben beschriebenen vertikalen Versiegelung wird die zylindrische Verpackungsbahn F einer kreuzförmigen Versiegelung ausgesetzt, um eine Verpackung P zu erhalten, wie in 20 il lustriert ist. Die vertikale Versiegelung der illustrierten Verpackung P stellt eine Überlappungsversiegelung dar und die kreuzförmigen Versiegelungsbereiche sind in 20 durch CS bezeichnet.
Wie in den 21 und 22 ersichtlich ist, können der Heizblock 66 und die Bahnführung 118, welche jeweils von dem aufge- bzw. unterteilten Typ ausgebildet sind, die Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F in der Form einer Gratversiegelung heißversiegeln.
Die Bahnführung 118 vom aufgeteilten Typ kann ebenfalls in einem Abstand von dem Füllrohr 2 angeordnet werden, wie in 23 gezeigt ist. 23 illustriert lediglich den stromabwärts vorgesehenen Führungsabschnitt 156 der Bahnführung 118 und den stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitt 148 des Heizblocks 66.
Ferner, wie in 24 dargestellt ist, kann für den Fall, in welchem eine Gratversiegelung an der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F gebildet werden soll, die Verbindungsstelle zwischen zwei gerillten bzw. geriffelten Rollen 164 hindurchgeführt werden, nachdem sie vertikal versiegelt wurde. Die gerillten Rollen 164 werden mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, welche etwas größer ist als die Zufuhrgeschwindigkeit der Verpackungsbahn F und werden aufeinander zu- und voneinander weg bewegt, wie durch die Pfeile in 24 dargestellt ist. Die gerillten Rollen 164 weisen jeweils eine Vielzahl an umfänglichen Rillen auf einer äußeren Umfangsfläche davon auf und können miteinander in Eingriff gelangen, wobei die vertikal versiegelte Verbindungsstelle dazwischen angeordnet ist. Folglich wird die Verbindungsstelle geriffelt, wenn sie zwischen den beiden geriffelten Rollen 164 hindurchschreitet.
Außerdem, wie in 25 gezeigt ist, können die stromaufwärts und stromabwärts vorgesehenen Blockabschnitte 146 und 148 des Heizblocks 66 als ein integraler oder einteiliger Körper ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Heizrippe 150 des Heizblocks 66 einen stromabwärtsseitigen Abschnitt aufweisen, dessen Breite sich schrittweise in Richtung des bandförmigen Heizabschnitts 152 vergrößert, wie in 26 gezeigt ist, derart, dass die Heizrippe 140 weich fortlaufend mit dem bandförmigen Heizabschnitt 152 zusammenwirkt.
Ebenfalls, wie in den 27 und 28 gezeigt ist, kann der bandförmige Heizabschnitt 152 wenigstens eine vertikale oder longitudinale Rille 166 aufweisen, die darin eingeschnitten ist. Eine derartige Rille oder derartige Rillen 166 teilen den bandförmigen Heizabschnitt 152 in eine Vielzahl an längsgerichteten Abschnitten auf, und in diesem Fall werden eine Vielzahl an Versiegelungsbändern an der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn F gebildet.

Claims

Versiegelungsvorrichtung in einer vertikalen Maschine zum Formen, Füllen und Verschließen von flexiblen Verpackungen, wobei die Machine eine zylindrische Verpackungsbahn (F) zuführt, welche ein Füllrohr (2) entlang des Füllrohrs (2) umgibt, wobei die Verpackungsbahn (F) eine Verbindungsstelle aufweist, an welcher sich die Seitenkanten davon in einem ebenen Kontakt miteinander befinden und welche erste und zweite Flächen aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen weisen, wobei die Versiegelungsvorrichtung umfasst: eine Heizeinheit (66), welche nahe des Füllrohrs (2) angeordnet ist, wobei die Heizeinheit (66) eine Heizrippe (112, 150) aufweist, welche sich entlang des Füllrohrs (2) erstreckt und mit welcher die erste Fläche der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn (F) in gleitenden Kontakt gelangt; und eine Aufnahmeeinheit (118) zum Lagern der Verbindungsstelle der Verpackungsbahn (F), wobei die Aufnahmeeinheit (118) zwei Führungsschienen (126, 158) besitzt, welche sich entlang der Heizrippe (112, 150) auf gegenüberliegenden Seiten davon erstrecken und mit welchen die zweite Fläche der Verbindungsstelle in gleitenden Kontakt gelangt, wobei die Führungsschienen (126, 158) mit der Heizrippe (112, 150) zum derart Halten der Verbindungsstelle zwischen denselben zusammenwirkt, dass die Verbindungsstelle in Richtung der Führungsschienen (126, 158) im Querschnitt konvexförmig elastisch deformierbar ist; ferner gekennzeichnet durch ein bandförmiges Heizelement (152), welches auf einer stromabwärts vorgesehenen Seite der Heizrippe (150) in einer Zuführrichtung der Verpackungsbahn (F) angeordnet ist und sich entlang des Füllrohrs (2) erstreckt, wobei das bandförmige Heizelement (152) eine größere Kontaktbreite für einen Kontakt mit der ersten Fläche der Verbindungsstelle aufweist als die Heizrippe (150); und eine Flachführung (162), welche auf einer stromabwärts vorgesehenen Seite der beiden Führungsschienen (158) angeordnet ist und sich entlang des Füllrohres (2) erstreckt, wobei die Flachführung (162) mit dem bandförmigen Heizelement (152) zum Halten der Verbindungsstelle zwischen denselben zusammenwirkt.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (118) an einer äußeren Fläche des Füllrohrs (2) angebracht ist, wobei die Versiegelungsvorrichtung ferner Betätigungsmittel (76) zum Bewegen der Heizeinheit (66) in Richtung der Aufnahmeeinheit (118) und von dieser weg aufweist, und wobei die Verbindungsstelle zwischen der Heizrippe (112) und den beiden Führungsschienen (126) gehalten wird und einer elastischen Deformation ausgesetzt wird, wenn sich die Heizeinheit (66) in einer vorgerückten Position befindet.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (76) einen vorbestimmten Abstand zwischen der elastisch deformierten Verbindungsstelle und dem Füllrohr (2) aufrecht erhalten, wenn sich die Heizeinheit (66) in der vorgerückten Position befindet.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel ein Positionierungs element (96) zum Bestimmen der vorgerückten Position der Heizeinheit (66) aufweist.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (126) über einen Verbindungsabschnitt miteinander gekoppelt sind, welcher in Kontakt mit dem Füllrohr (2) angeordnet ist.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit (66) einen stromaufwärts vorgesehenen Heizblock (146) mit der Heizrippe (150) und einen stromabwärts angeordneten Heizblock (148) mit dem bandförmigen Heizelement (152) aufweist, wobei die stromaufwärts und stromabwärts vorgesehenen Heizblöcke (146, 148) beabstandet voneinander angeordnet sind.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das bandförmige Heizelement (152) wenigstens eine Rille (166) aufweist, welche sich entlang des Füllrohrs (2) erstreckt.
Versiegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrippe (112, 150) eine im allgemeinen dreieckige Querschnittsform aufweist.