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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen, Füllen
und Verschließen von tetraederförmigen Verpackungen aus Papier od. dgl.
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Es ist schon dargelegt worden, daß eine zylindrische Hülse aus Papier
od. dgl., die in bezug auf den Umfang eine solche Länge hat, daß sie durch Flachdrückung
ihrer beiden Enden in je einer von zwei zueinander senkrechten Ebenen die Form eines
im wesentlichen regelmäßigen Tetraeders annimmt, für viele Waren, insbesondere flüssige
Waren, eine außerordentlich zweckmäßige Verpackung bildet, wenn diese Hülse in ein
derartiges Tetraeder verwandelt wird.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Herstellung, Füllung und Verschließung von derartigen Verpackungen in Form von im
wesentlichen regel mäßigen Tetraedern aus Papier od. dgl.
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Es ist z. B. durch die USA.-Patentschrift 2257823 bereits bekannt,
daß Behälter in Form von Tüten od. dgl. aus Papier oder anderem Material in der
Weise kontinuierlich hergestellt, gefüllt und verschlossen werden können, daß eine
von einer Rolle ablaufende Bahn aus Papier od. dgl. unter abwärts gehender Bewegung
um ein rohrförmiges Formglied in eine Tube mit einer durch Verkleben der längslaufenden
Kanten der Bahn miteinander gebildeten Naht geformt wird und daß diese Tube an aufeinanderfolgenden
Stellen
zusammengedrückt und quer abgeschnitten wird, so daß jedes
Stück der Tube zwischen je zwei solchen aufeinanderfolgenden Stellen eine tütenähnliche
einzelne Verpackung bildet, die durch die Zusammendrückungen der Tube an den zwei
genannten Stellen zuerst an dem unteren Ende und, nachdem sie durch das rohrförmige
Tubenformglied gefüllt worden ist, auch an dem oberen Ende verschlossen wird, bevor
sie an dem letztgenannten Ende von der Tube getrennt wird.
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Von diesem bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung,
Füllung und Verschließung von tütenähnlichen Verpackungen unterscheidet sich das
erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich dadurch, daß die aus der Bahn aus Papier
od. dgl. kontinuierlich geformte Tube abwechselnd in der einen und der anderen zweier
zueinander senkrechter Ebenen an Stellen von derart abgemessenem Ab stand untereinander
zusammengedlrückt und versohlossen wird, daß die entstehenden Verpackungen die Form
eines ungefähr regelmäßigen Tetraeders erhalten.
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Zur weiterenVerdeutlichung derillrfindungwird im folgenden auf die
Zeichnungen hingewiesen, welche hauptsächlich schematisch eine Mehrzahl verschiedener
Ausführungsformen veranschaulichen. Es zeigt Fig. 1 in Perspektive und Fig. 2 in
ähnlicher Weise, teilweise im Schnitt, zwei verschiedene Ausfübrungsformen der Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung, Füllung und Verschließung der tetraederförmigen
Verpackungen in der durch die Erfindung beabsichtigten Weise, Fig. 3 in ähnlicher
Weise wie Fig. I eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 4 einen Schnitt
nach der LinieIV-IV der Fig. 3, Fig. 5 eine zu Fig. 3 senkrechte Seitenansicht einer
Einzelheit, Fig. 6 und 7 in Seitenansicht bzw. Draufsioht, teilweise im Schnitt,
eine -vierte- Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 8 und 9 in zwei zueinander senkrechten
Aufrissen eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung, Fig.Io, ii und I2 in der
gleichen Weise wie Fig. 8 Teile dieser Vorrichtung in verschiedenen Stellungen zur
Veranschaulichung ihrer Wirkungsweise, Fig. I3 und 14 in größerem Maßstab das in
der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 verwendete Tubenformglied, Fig. I5 und I6
ebenfalls in größerem Maffstab dieses Glied, gesehen von dem unteren bzw. oberen
Ende, Fig. I7 und I8 in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein Beispiel eines Antriebes
für die Preffbacken und die Abschneidmesser in der Ausführungsform nach Fig. 8 und
9 und Fig. I9, 20 und 2I in der gleichen Weise wie Fig. I7 diesen Antrieb in verschiedenen
Stellungen zur Darstellung seiner Wirkungsweise.
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Gemäß der in Fig. I gezeigten Ausführungsform wird eine Tube aus
einer von einer Rolle I ablaufenden Bahn 2 aus Papier od. dgl. durch Formung der
Bahn um einen beispielsweise zylindrischen Formdorn 3 und Zusammenheftung der längsläufigen
Kanten der Bahn, z. B. durch Kleben, Falzen od. dgl., hergestellt. Wenn Kleben zur
Verwendung kommt, erfolgt dieses dadurch, daß die im Vorhinein mit Klebstoff bestrichenen
Kanten nach dem Zusammenführen durch eine erwärmte Rolle, Platte 4 od. dgl. gegeneinandergedrückt
werden.
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Die geformte und geklebte Tube 5 wird, nachdem sie den Formdorn 3
verlassen hat, an voneinander in der Längsrichtung der Tube getrennten Stellen abwechselnd
zwischen dem einen und dem anderen zweier in bezug auf ihre Arbeitsrichtnngen zueinander
senkrechter Paare Preßbacken 6 und 7 quer zusammengerdrückt. Die Preßbackenpaare
6 und 7, die ihre Alrbeitsblewegungen von Antriebenbeliebiger Art erhalten können,
führen ihre Arbeitshübe miteinander abwechselnd aus, und vor jedem neuen Arbeitshub
irgendeines der Preßbackenpaare 6 und 7 wird die geformte und geklebte Tube 5 um
einen gewissen Betrag vorgeschoben. Gegebenenfalls kann der Vorschub der geformten
und geklebten Tube mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen, z. B. wenn die Preßbacken
in jedem Preßbackenpaar nicht nur aufeinander zu und voneinander weg senkrecht zur
Längsrichtung der Tube, sondern auch in dieser Richtung hin und her beweglich gemacht
werden, derart, daß sie für jeden Arbeitshub die Bewegung der Tube den kurzen Augenblick
mitmachen, währenddessen sie die Tube zwischeneinander zusammendrücken, und danach
zurückkehren. Mittels der beiden Preßbackenpaare 6 und 7 wird die Tube nacheinander
an Stellen, die in gewissen Abständen untereinander -gelegen sind, abwechselnd in
der einen und der anderen zweier zueinander senkrechter Ebenen quer zusammengedrückt,
und der Abstand zwischen diesen Stellen wird derart gewählt, daß die Tube infolge
der Ziisanamendrückungen auf jeder Strecke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zusammendrückungsstellen
die Form eines ungefähr regelmäßigen Tetraeders 8 erhält. An jeder Stelle, an der
die Tube von irgendeinem der Preßbackenpaare 6 und 7 zusammengedrückt wird, wird
sie in dem zusammengedrückten Zustand fixiert, z. B. durch Verkleben der in Anliegung
gegeneinander zusammengedrückten Tubenwände. Dieses Verkleben kann durch die Zusammendrückung
erzielt werden, falls die Papierbahn vorher mit quer laufenden Klebrändern auf der
Innenseite der Tube an denjenigen Steilen versehen wird, an denen die Tube zusammengedrückt
werden soll. Zur Erleichterung des Verklebens können die die Zusammendrückung bewirkenden
Preßbacken erwärmt werden. Jedes Tetraeder S bildet eine einzelne Verpackung, die,
nachdem sie durch eine. vorhergehende Zusammendrückung der Tube mittels des einen
Preßbackenpaares 6, 7 an dem unteren Ende verschlossen worden ist, lin bekannter
Weise durch ein in dem rohrförmigen Dorn 3 angeordnetes Füllrohr 9 gefüllt wird;
bevor sie durch eine darauffolgende Zusammendrückung der Tube mittels des anderen
Preßbaclienpaares
auch an dem oberen Ende verschlossen wird. Nachdem die Verpackung auf diese Weise
zuerst an dem einen Ende verschlossen, gefüllt und- danach auch an dem anderen Ende
verschlossen worden ist, wird sie an dem letztgenannten Ende mittels einer Abscbneidvorrichtung
von der Tube 5 getrennt. Diese Abschneidvorrichtung besteht ähnlich wie die beiden
Preßbackenpaare 6 und 7 aus zwei in bezug auf ihre Arbeitsrichtungen zueinander
senkrechten Paaren zusammenwirkender Abschneidmesser I0 und Ial. Diese beiden Paare
Abscbneidmesser arbeiten abwechselnd miteinander.
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Eine gefüllte und abgetrennte tetraederförmige Verpackung 8 ist unten
in Fig. I gezeigt.
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Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform geschieht die sukzessive
Zusammendrückung der Tube 5 an voneinander getrennten Stellen abwechselnd in der
einen und der anderen zweier zueinwander senkrechter Ebenen mittels ein und desselben
Paares zusammenwirkender Preßbacken 13, die zu diesem Zweck für jeden neuen Arbeitshub
um go0 in der einen oder anderen Richtung um den Formdorn 3 und somit um die Tube
5 gedreht werden.
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Nach der dargestellten Ausführunagsform sitzen die Preßbacken I3 an
schwenkbaren Armen I4, die mittels Zapfen 12 an einer Hülse 15 gelagert sind, welche
in einem Gestellteil I6 außen um den Formdorn 3 und die um denselben geformte Tube
5 drehbar gelagert ist. Die Preßbacken I3 erhalten ihre Arbeitshübe durch einen
mit (den dieselben tragenden Armen I4 zusammenwirkenden, hinauf und hinab bewegbaren
Ring 17, der von einem zweckmäßigen Antrieb in Bewegung versetzt wird. Vor jedem
neuen Arbeitshub derPreßbacken werden dieHülse 15 und somit die Preßbacken von einem
zweckmäßigen Antrieb, umfassend beispielsweise ein Kegelgetriebe 18, um go0 in der
einen oder anderen Richtung um die Tube gedreht. Das Atbschneiden jeder tetraederförmigen
Verpackung 8 von der Tube 5, nachdem die Verpackung zuerst an dem einen Ende verschlossen
und durch das in dem rohrförmigen Formglied 3 angeordnete Füllrohr g gefüllt und
danach auch an dem anderen Ende verschlossen worden ist, kann durch ein einziges
Paar zusammenwirkender Abschneidmesser 19 erfolgen, welche an Traggliedern 20 angeordnet
sein können, die von der Hülse 15 herabragen und zusammen mit derselben vor dem
jedesmaligen Abtrennen einer gefüllten und fertigen Verpackung von der Tube 5 um
go0 um die Tube 5 gedreht werden.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird die von der Rolle I ablaufende
Papierbahn 2 dem Formglied 3 in schräger Richtung zugeführt und schraubenförmig
um das Formglied 3 gewickelt, so daß die Naht der entstehenden Tube 5 schraubenlinienförmig
verläuft. Das Zu drücken der schraubenlinienförmig verlaufenden Klebstoffnaht auf
der Tube wird mittels einer Rolle 21 ausgeführt. Das Formglied 3 hat die Form eines
Zylinders, der von seiner Mitte ab gegen die beiden Enden zu in zwei zueinander
senkrechten Ebenen gradweise abgeplattet ist. Gegebenenfalls braucht jedoch dieser
Zylinder von seiner Mitte ab nur gegen das eine Ende gradweise abgeplattet zu sein,
und zwar gegen das untere Ende, an dem die geformte Tube 5 den Formdorn 3 verläßt.
Infolge wider Abplattung des Formgliedes 3 gegen dieses Ende hin wird die Tube 5
eine entsprechend abgeplattete Form annehmen, wenn sie das Formglied verläßt. Diese
einleitende Abplattung der Tube 5 schon durch die Einwirkung des Formgliedes 3 erleichtert
die darauffolgende vollständige Flachdrückung oder Zusammendrückung der Tube in
der Querrichtung durch die Preßbacken 6. Die eventuelle Abplattung des Formgliedes
ungefähr von der Mitte ab gradweise gegen das obere Ende hin in einer Ebene, die
zu der Ebene senkrecht ist, in welcher das Formglied ungefähr von der Mitte ab gegen
das untere Ende hin gradweise abgeflacht ist, hat den Zweck, der Tube zu gestatten,
sich auf dem oberen Teil des Formorgans unter der Einwirkung derjenigen Spannungen
nach Belieben zu formen, die auf Grund der Abflachung entstehen, die sie unter der
Einwirkung des nach unten gradweise abgeflachten Teiles des Formgliedes erfährt.
Die geformte Tube 5 dreht sich um das stillstehende Formglied 3 während ihrer Bewegung
abwärts längs desselben, und diese Drehbewegung der Tube ist gegenüber der axialen
Vorschubbewegung der Tube derart abgemessen, daß die Drehung für jede axiale Vorschulblänge,
die dem Abstand zwischen zwei in zueinander senkrechten Ebenen aufeinanderfolgenden
Zusammendrückungen der Tube entspricht, go° beträgt. Für die aufeinanderfolgenden
Zusammendrückungen der Tube ist hierbei nur ein einziges Paar aufeinander zu und
voneinander weg beweglicher Preßbacken 6 erforderlich, dadurch, daß dieses Preßbackenpaar
derart angeordnet wird, daß es sowohl die axiale Vorschubbewegung als auch die Drehbewegung
der Tube während der Zusammendrückung derselben mitmacht, und zwar für den Fall,
daß die Formung und der Vorschub der Tube kontinuierlich im Gegensatz zu ruckweise
zwischen den aufeinanderfolgenden Zusammendrückungen derselben erfolgen, welch letzteres
auch denkbar ist.
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Der Vorschub der Bahn 2 und der geformten Tube 5 kann mittels entsprechender
Vorschubrollen 24 bewirkt werden. Der Vorschub kann mittels der in bezug aufeinander
beweglichen Preßbacken 6 und der ebenfalls in bezug aufeinander beweglichen Abschneidmesser
10 erleichtert oder gegebenenfalls ganz von diesen ausgeführt werden. Die Abschneidmesser
10 werden angeordnet, während' des Abschneidens der durch das Füllrohr 9 gefüllten
und danach auch an dem oberen Ende verschlossenen, fertigen Verpackung 8 von der
Tube, ähnlich wie die Preßbacken während der Zusammendrückung der Tube, die axiale
Vorschubbewegung und die Drehbewegung derselben mitzumachen. Zweckmäßig wird die
Vorrichtung so getroffen, daß sowohl die Preßbacken 6 als auch dieAbschneidmesser
10 durch zweckmäßige Antriebe und Führungseinrichtungen ihre beabsichtigten Bewegungen
zwangs -läufig erhalten, so daß sie für jede Verpackung, die hergestellt wird, aus
einer oberen Endstellung in eine untere Endstellung herabgeführt werden und
dabei
gleichzeitig um 90,0 gedreht werden, um darauf unter Drehung um 900 in derselben
oder der entgegengesetzten Richtung in die obere Endstellung zurückzukehren. Während
des ersten Teiles der abwärts gehenden Bewegung entsprechend einer Drehung von 450
weiden die Preßbacken 6 mit der Tube 5 im Eingriff gehalten, so daß sie diese mitnehmen,
während die Mitnahme der Tube während des letzten Teiles der abwärts gehenden Bewegung
von den Abschneidmessern 10 oder von mit diesen kombinierten besonderen Klemmgliedern
übernommen wird, dadurch, daß diese während hdieses letzteren Teiles der Bewegung
mit der Tube im Eingriff gehalten werden.
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Viele - Abänderungen lassen sich denken. So ist es beispielsweise
möglich, die Vorrichtung so zu treffen, daß das Formglied für jede Verpackung, die
hergestellt wird, in der geformten Tube um go0 gedreht wird, anstatt daß die geformte
Tube um das Formglied gedreht wird, wie oben beschrieben wurde. Es ist möglich,
von der nach unten gradweise abgeflachten Form~des Formgliedes- Gebrauch zu machen
und damit den bezweckten Vorteil auch in dem Fall zu erreichen, wenn die Tube mit
axial längsläufiger statt schraubenlinienförmig verlaufender Naht geformt wird.
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Das Verschließen oder Fixieren der Tube in dem zusammengedrücktenZustand
an den Stellen, an denen sie quer zusammengedrückt wird, kann in vielerlei Weise
geschehen, z. B. durch Kleben, Heften, Falzen usw. Wenn das Material, aus dem die
Verpackungen hergestellt werden, imprägniert oder mit thermoplastischem Stoff der
einen oder anderen zweckmäßigen Art belegt ist, kann die Fixierung dadurch geschehen,
daß das Zusammendrücken mit erwärmten Preßbacken ausgeführt wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 wird die Tube 5 in der
gleichen Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform hergestellt, aber für
die Zusammendrückung der Tube an aufeinanderfolgenden Stellen abwechselnd in der
einen und der anderen zweier zueinander senkrechter Ebenen zur Bildung der tetraederförmigen
Behälter werden zwei in zueinander senkrechten Ebenen arbeitende Serien von zusammenwirkenden
Preßbacken 6a bzw.
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6 verwendet, die auf einem Tragglied 25 beweglich angeordnet sind,
das mittels eines Zahnradgetriebes 26 od. dgl. mit derselben Geschwindigkeit wie
die ihr Formglied verlassende Tube 5 gedreht wird. Die auf diese Weise an der Drehbewegung
der Tube teilnehmenden Preßbacken erhalten ihre Arbeitsbewegungen in bezug aufeinander
dadurch, daß sie an endlosen Ketten od. dgl. befestigt sind, die über in zweckmäßiger
Weise angetriebene Rolleu 27 laufen, welche in zweckmäßigen, von dem Tragglied25
aufragenden Stützen 28 gelagert sind.
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Die Abschneidmesser Io sind in diesem Fall in den Preßbacken 6 a,
6 verschiebbar' oder sonstwie beweglich angeordnet und dazu eingerichtet, zur rechten
Zeit durch Einwirkung von Anschlägen od. dgl. zwecks Abtrennung des gefüllten und
an dem oberen Ende verschlossenen Tetraeders g von der Tube 5 betätigt zu werden.
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In der Ausführungsform gemäß Fig. S bis 21 wird die von der Rolle
1 ablaufende Papierbahn 2 über ein aus Blech zugebogenes stilistebendes Formglied
30 von der Ausführung, die in Fig. I3 bis I6 in größerem Maßstab gezeigt ist,-in
eine Tube mit längsläufiger Klebnaht geformt. Zur Führung des Papiers bei der Formung
desselben in eine Tube über das Formglied sowie zur Zudrückung der längslänfigen
Klebenaht an der Tube sind entsprechende Rollen 3I vorgesehen. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich ist, hat das Formglied 30 eine derartige Ausbildung, daß die auf demselben
geformte Tube 5 flach ist, wo sie das Formglied verläßt.
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Gegenüber den vorhergehenden Ausführungsformen Liegt Ider größte
Unterschlied bei der Ansftrihrungsform gemäß Fig. 8 bis 2I darin, daß sich die das
Formglied verlassende flache Tube 5 ähnlich wie das stillstehende Formglied nicht
um ihre Achse dreht und daß je zwei Tetraeder 8 auf einmal geformt und gefüllt werden.
Es wird hierdurch ermöglicht, die Zusammendrückungen der Tube an aufeinanderfolgenden
Stellen abwechselnd in der einen und der anderen- zweier zueinander senkrechter
Ebenen mittels Preßbacken vorzunehmen, die keine Drehbewegung um die Achse der Tube
ausführen. Gemäß der gezeigten Ausführungsform wird eine gerade Anzahl Preßbackenpaare
6 a, 6 b, 6 c, 6d verwendet, die abwechselnd miteinander in der einen und der anderen
zweier senkrechter Ebenen arbeiten. Jedes Preßbackenpaar ist vorgesehen, währund
der Zeitspanne, während welcher sich die Preßbacken einander nähern und die Tube
zwischeneinander zusammendrücken, xdie nach unten gehende Bewegung der Tube mitzumachen,
bis die Zuslammendrückung vollbracht ist, und sich danach voneinander zu entfernen
und gleichzeitig in die Stellung zurückzukehren, die sie beim Beginn des Arbeitszyklus
einnahmen, um darauf einen neuen gleichen Arbeitszyklus aus zuführen usw. In Fig.
8 sind die Preßbackeupaare 6a und 6b gerade dabei, die Tube zwischeneinander in
je einer zweier zueinander senkrechter Ebenen zusammenzudrücken, während die Preßbackenpaare
6c und 6d die Zusammendrückung der Tube in je einer zweier zueinander senkrechter
Ebenen gerade vollbracht haben, so daß aus der Tube zwei im wesentlichen regelmäßige
tetraederförmige Verpackungen 8 entstanden sind. In Fig. Io haben sich alle Preßbacken
zusammen mit der Tube um einen gewissen Betrag nach unten bewegt, wobei die Preßbacken
6a und 6b begonnen haben, die Tube zusammenzudrücken und somit zwei neue tetraederförmige
Verpackungen 8 zu formen, während die unterste in Fig. 3 gezeigte Verpackung 8 schon
abgetrennt worden ist. Wie in der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 sind die Abschneidmesser
I0, die die fertiggeformten, gefüllten und verschlossenen Verpackungen von der Tube
trennen, in den Preßbacken vorgesehen und eingerichtet, durch Anschläge od. dgl.
zur rechten Zeit betätigt zu werden. Fig. I7 bis 21 zeigen ein Beispiel eines Antriebes
für die Preßbacken und die Abschneidmesser. Jeder Preßbacken in jedem Preßbackenpaar
ist auf einer Stange 32
angebracht, welche entgegen der Wirkung
einer Feder 33 in einer Stange 34 verschiebbar angebracht ist, der eine kreisende
Parallelbewegung erteilt wird, dadurch, daß sie auf Kurbelzapfen 35 auf ein paar
Kurbelscheiben 36 gelagert ist, welch letztere beispielsweise mittels eines Reibungsgetriebes
mit kegeligen Reibungsrollen 37 mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbar sind.
Feste Anschläge-oder Nocken 38 (Fig. 20 und 2I) sind vorgesehen, um die Abschneidmesser
I0 rechtzeitig zu betätigen.
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Die in Fig. 8 bis 21 veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung
ist besonders zur Verpackung von Milch oder einer anderen Flüssigkeit bestimmt.
Diese wird, wie in Fig. 8 und g dargestellt ist, der über das Formglied 30 gebildeten
Tube 5 durch ein Rohr 39 zugeführt, und die Zufuhr der Flüssigkeit zu der Tube wird
durch ein Schwimmerventil oder in anderer zweckmäßiger Weise derart geregelt, daß
die geformte Tube stets mit der zu verpackenden Flüssigkeit bis zu einem Niveau
gefüllt gehalten wird, das nur innerhalb gewisser Grenzen schwanken darf. Auf diese
Weise werden die Tetraeder unter gleichzeitiger Formung vollständig gefüllt. Es
ist ersichtlich, daß das Volumen der geformten und verschlossenen tetraederförmigen
Verpackung hierbei ein Maß für die darin verpackte flüssige Ware abgibt. Diese Weise,
die tetraederförmigen Verpackungen unter gleichzeitiger Formung derselben automatisch
zu füllen, kann auch bei den übrigen Ausführungsformen der Erfindung angewendet
werden.