EP0029096B1

EP0029096B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen mit Flüssigkeit gefüllter Packungen

Info

Publication number: EP0029096B1
Application number: EP80105453A
Authority: EP
Inventors: Wilhelm Reil
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA; Tetra Pak Developpement SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA; Tetra Pak Developpement SA
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1985-01-30
Also published as: EP0029096A1; IN154867B; JPS5695806A; CA1150613A; DE2946059C2; DE2946059A1; US4387547A; DE3070064D1; SU1037836A3; BR8007360A; JPH021721B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen mit Flüssigkeit gefüllter Packungen mit einer Einrichtung zum Umformen einer eine thermoplastische Beschichtung aufweisenden Papierbahn zu einem Schlauch, der in der Vorrichtung schrittweise senkrecht von oben nach unten vorschiebbar ist, mit einer Längs- und einer Querprägeeinrichtung, ferner mit in waagerechter Richtung bewegbaren, paarwiese zusammenwirkenden Siegelbacken zum Quersiegeln des Schlauches bei dessen Stillstand, in jeweils einer Packungslänge entsprechenden Abständen, und mit einem eine Vorschubschrittlänge unterhalb der Siegelbacken angeordneten Schneidklingenpaar zum Abtrennen der Packung vom Schlauch im Bereich einer Querschweißnaht, wobei eine Ausformstation unterhalb einer Vorschubeinrichtung und die Querprägeeinrichtung oberhalb derselben angeordnet sind und die Ausformstation die jeweilige Packung allseitig umgreifende, bewegliche Dosierelemente aufweist, die zwischen den Quersiegelbacken und dem Schneidklingenpaar angeordnet sind.
Eine ähnliche Vorrichtung der vorstehend genannten Art ist aus der DE-B-1 218 332 (HABRA) bekannt. Die bei dieser bekannten Vorrichtung unterhalb der Querprägeeinrichtung vorgesehene Vorschubeinrichtung ist aber lediglich eine Förderhilfe, die für sich allein genommen für den Papiervorschub ungeeignet ist. Die eigentliche Vorschubeinrichtung befindet sich oberhalb der Querprägeeinrichtung.
Wichtiger aber ist die Anordnung von beweglichen Teilen innerhalb des Schlauches bei dieser bekannten Vorrichtung mit den bekannten Nachteilen der Verschmutzungsgefahr und der damit verbundenen mangelnden Sterilität innerhalb des Schlauches im Bereich der Vorschubeinrichtung, welche ohne die inneren Teile bei der bekannten Maschine nicht wirksam arbeiten kann.
Der wohl wichtigste Nachteil der bekannten Maschine liegt darin begründet, daß nicht jede Art von Packungen verarbeitbar ist, wenngleich die bekannte Ausformstation auch die jeweilige Packung allseitig umgreifende, bewegliche Dosierbacken aufweist. Diese haben aber die Gestalt von Meßbechern, bei denen bei sehr vielen Packungsarten eine seitlich längs herausstehende Naht störend wirkt. Diese überstehende Seitennaht ist nämlich beim Ausformen im Weg, so daß sie nicht einwandfrei dicht verschweißt werden kann, weil durch die Meßbecherform ein scharfer Knick an der Naht entsteht und diese Knickstelle die Dichtigkeit gefährdet. Mit anderen Worten ist es also nicht zweckmäßig, eine meßbecherartige Ausformstation vorzusehen, bei welcher die Wände recht genau senkrecht zueinander stehen, während die erwähnte kritische Versiegelung erfolgt.
Zwar können bestimmte quaderförmige Packungen mit der bekannten Vorrichtung verarbeitet werden, bei welchen die Längssiegelnaht nicht am Rand angeordnet ist. Bei diesen Verpackungsarten muß aber wieder mit Nachteil für den Kantenschutz Sorge getragen werden, weil sonst bei der überlappenden Siegelnaht Flüssigkeit in den abgeschnittenen Kantenbereich einsickern und diesen aufquellen lassen kann. Außerdem gibt es wiederum Gefahren der Undichtigkeit an der Kreuzstelle von Längs- und Quersiegelnaht.
Aus der DE-A-2 131 906 (SOBREFINA) ist eine wahrscheinlich bessere Vorrichtung bekannt. Dort wurde zur Schonung der frischen Querschweißnaht mit Hilfe eines Absperrorganes dafür gesorgt, daß die Flüssigkeitssäule während des Vorschubschrittes nach unten bei zusammengequetschter Papierbahn von der Querschweißnaht abgehalten wird. Das hatte den Vorteil, daß die Querschweißnaht aus einfachen, nicht gekühlten Siegelbacken sofort herausgezogen und während des Vorschubes über die Schrittlänge nach unten aushärten konnte, weil das zu verpackende Gut erst danach durch Öffnen des Absperrorganes einströmen gelassen wurde.
Während man mit der bekannten Vorrichtung besonderes Augenmerk auf die Dichtigkeit der herzustellenden Packungen richtete, hat man bewußt das verzögert eingesetzte Zuströmen der zu verpackenden Flüssigkeit in Kauf genommen.
Ein exaktes Dosieren ist ferner mit der hiernach bekannten Vorrichtung noch nicht einwandfrei möglich.
Schließlich ist aus der FR-A-2 227 178 (BOSCH) eine Anordnung von zueinander beweglichen Dosierbacken bekannt, die um parallel zueinander angeordnete Achsen schwenkbar sind. Ein exaktes Dosieren ist aber diesen Backen nicht möglich, weshalb es sich hier eigentlich nicht um Dosierbacken, sondern besser um Platten handelt, die über pneumatische Stellzylinder lediglich die Weite eines Spaltes zwischen den Platten bestimmen. Da nur hierdurch die bestimmte Flüssigkeitsmenge festgelagt wird, ist die Ungenauigkeit der Dosierung bei dieser bekannten Vorrichtung ersichtlich.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung der Vorrichtung und des Verfahrens der eingangs näher beschriebenen Art dahingehend, daß alle gängigen Flüssigkeitspackungen mit Quer- und Längssiegelnähten dosiert gefüllt werden können, ohne daß sich besonders kritische Stellen beim Versiegeln ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mechanisch miteinander verbundenen Dosierelemente zwei um jeweils eine horizontale Achse aus einer waagerechten in eine schräg nach unten geneigte Lage schwenkbare Stützplatten sowie zwei Längs- und Querdosierbacken aufweisen, die um ebenfalls horizontale Achsen aus einer vertikalen in eine schräg nach unten geneigte Lage schwenkbar sind.
Da in der Industrie zumeist in der Höhe mehr Raum als Bodenfläche zur Verfügung steht und des flüssige Füllgut das Bestreben hat, in dem vorgefüllten Papierschlauch von oben nach unten zu strömen, ist die Vorrichtung zur Erfindung vertikal in die Höhe gebaut, so daß der Schlauch der Papierbahn von oben mit Längsprägelinien versehen zunächst in die Querprägeeinrichtung einläuft, in welcher er die quer zur Bewegungsrichtung der laufenden Papierbahn sowie die schräg dazu angeordneten Prägelinien erhält. Sodann durchläuft der Schlauch der Papierbahn die Vorschubeinrichtung und nachgeschaltet die Ausformstation. Durch die Querprägeeinrichtung sind Voraussetzungen geschaffen, daß die neuartige Ausformstation in zuverlässiger Weise bei hohem Arbeitstakt eine einwandfreie Teilausformung der zu bildenden Flüssigkeitspackung gewährleistet. Das Besondere an der neuen Ausformstation ist die Tatsache, daß hier die jeweilige Packung umgreifenden Dosierbacken in besonderer Weise gelagert und beweglich sind.
Zur Steigerung der Leistung ist auf das Absperrorgan der aus der DE-A-21 31 906 bekannten Vorrichtung verzichtet worden, so daß die Flüssigkeit schon früher, allerdings nur mit dünner Flüssigkeitssäule über der frischen Querschweißnaht steht, deren geschlossener Zustand erfindungsgemäß mit dadurch gesichert wird, daß die Dosierbacken nach innen, an ihren jeweiligen unteren Kanten aufeinander zugefahren und in einer solchen Position gehalten sind, daß die erst teilweise vorgeformte Packung in einem genau definierten, gestreckten Zustand bleibt. Dadurch ist mit Vorteil ein undefiniertes Ausbauchen der die späteren Seitenwände gebenden Teile des Papierschlauches verhindert.
Durch die bewegbaren Längsdosierbacken sowie quer dazu drehbaren Schmaldosierbacken wird der Schlauch praktisch von vier Seiten flächig unterstützt, wobei die Größe der Flächen durch entsprechende Anordnung der Dosierbacken gleich so eingerichtet werden kann, daß sich die späteren Maße der z.B. parallelepipedischen Packung ergeben können. Die Schwenkung von flächigen Backen um Drehachsen ist eine einfache Maßnahme, so daß sich hierdurch zuverlässig steuerbare und betriebssichere Teilaufbauten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben.
Durch das vorteilhafte Abstützen der Papierflächen durch die Dosierbacken kann sich die langsam die Packung füllende und im oberen Bereich auseinanderdrückende Flüssigkeit an den gewünschten gestreckten Zustand der teilweise vorgeformten Packung angleichen. Dadurch ist wiederum das unerwünschte, seitliche und undefinierte Ausbauchen der Papierbahn ausgeschaltet. Mit Vorteil ergibt sich hierdurch, daß das Schneidklingenpaar die Quersiegelnaht unten stets in der gewünschten Höhe, vorzugsweise in der Mitte, antrifft und schneidet. Die unten an der Packung angeordnete Siegelnaht trennt nämlich die am Bodenverschluß fertig geformte untere Packung von der oberen, erst im oberen Bereich teilweise vorgeformte Packung, muß also derart durchtrennt werden, daß nach dem Vereinzeln sowohl die untere als auch die obere Packung noch absolut flüssigkeitsdicht sind. Deshalb kommt es auf die richtige Höhe an, in welcher die Quersiegelnaht in den Eingriffsbereich des Schneidklingenpaares vorgeschoben wird. Hätte man die Dosierbacken nicht, so würde ein unregelmäßiges Ausbauchen auch ein Durchtrennen der Quersiegelnaht in unterschiedlichen Höhen bewirken, was zu Ausschuß führt. Diese Gefahr ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise ausgeschaltet.
Durch die neue Anordnung und Bewegung der Dosierbacken gemäß der Erfindung kann man die in Herstellung befindliche Flüssigkeitspackung beim Siegeln so gestreckt halten, daß die Siegelnähte in einwandfrei flachgelegten Kartonebenen angeordnet sind. Andererseits ist eine wesentlich genauere Dosierung möglich, weil die Längs- und Querdosierbacken eine in exakter Höhe abgestürzte Packung in die gewünschte Endform zusammendrücken. Diese Vorteile bieten sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei allen gängigen Flüssigkeitspackungen, auch bei denen in Quaderform.
Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, wenn in mindestens einer Dosierbacke ein einstellbarer Druckstempel angeordnet ist. Damit bezüglich der Schnittlinien die Prägelinien auch bei Berücksichtigung des durch die Druckstempel u.a. aufgebrachten Druckes immer exakt in der richtigen Stelle liegen, ist es auch vorteilhaft, wenn die Prägelinien, entlang deren die Packung in der Ausformstation gefaltet und später in der Schlußformstation fertiggeformt wird, durch die richtigen Mittel an die gewünschte Stelle gebracht werden. Bei den Längsprägelinien bereitet dies keine Schwierigkeiten. Die Querprägelinien hingegen können sich bei ungenauem Einstellen oder Vorschub nachteilig verschieben.
Insbesondere hat man festgestellt, daß man beim Einprägen von Rillen in eine einfache oder doppelt gelegte Papierbahn mit in horizontaler Richtung aufeinander zulaufenden Backen, die gleichzeitig mehrere Rillen formen, unerwünschte Papierspannungen innerhalb des Werkzeuges von einer Rille zur anderen erhält. Man ist daher schon dazu übergegangen, walzenförmige Prägewerkzeuge zu verwenden. Dadurch kann Papier von allen Seiten der Prägestelle, die z.B. durch Nut und Steg gegenüberliegender Walzen gebildet sind, so hergestellt werden, daß im Papier im Stanzwerkzeug nicht zu große Spannungen vorherrschen.
Es hat sich aber bei den bekannten Vorrichtungen gezeigt, daß das von außen, z.B. aus einer Zuführstation, zufließende Papier eine andere Geschwindigkeit als auf der Abführseite hat, und man hat auch unterschiedliche Verschiebungen, mit anderen Worten auch Veränderungen der Bahngeschwindigkeit des Papiers festgestellt, so daß mit Nachteil eine bestimmte Stelle eines Druckbildes verschoben wird. Besonders wichtig ist daher die Synchronisation zwischen den Prägewerkzeugen und dem Vorschub. Hierzu hat man bereits komplizierte elektronische Steuerungen eingesetzt, um eine Korrespondenz zwischen zwei separaten Antrieben vorzusehen, nämlich dem Antrieb für die Stanzrollen einerseits und den Antrieb für den Vorschub andererseits.
Es wäre nun zweckmäßig, wenn man die Papierbahn mit einfacheren Mitteln und dennoch mit synchroner Bewegung zwischen Vorschub und Prägewalze so steuern könnte, daß zum Einsetzen der Bedruckung an der richtigen Stelle lediglich der Vorschub um kleine Größen verändert zu werden braucht, während gleichzeitig die Querprägung der Papierbahn automatisch an den richtigen Stellen erfolgt.
Dies wird mit Vorteil erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Querprägeeinrichtung stationär am Maschinenrahmen befestigt ist und zwei synchron zueinander drehbare, die Pakkungsbahn zwischen sich aufnehmende, im Querschnitt kreisförmige, am Umfang Nuten und Stege aufweisende Schalen aufweist, von denen eine Schale von einem Riemen bzw. einer Kette angetrieben ist, an dem bzw. der ein an der Vorschubeinrichtung befestigtes Teil angebracht ist. Es ist einfach, die andere, nicht von dem Riemen angetriebene Prägeschale mit der ersten anzutreiben, z.B. dadurch, daß beide Schalen auf mit Zahnrädern versehenen Wellen angeordnet sind. Bei einer mit der erfindungsgemäß hohen Taktgeschwindigkeit laufenden Verpackungsmaschine ist diese einfache und robuste Verkopplung zwischen Vorschub und Prägeeinrichtung überraschend, denn es gelingt trotz der direkten mechanischen Befestigung des Riemens bzw. der Kette an einem starren Metallstab z.B., der am Vorschub angebracht ist, dennoch eine auf alle Bedingungen einwandfrei abgestellte Kopplung mit der Wirkung absolut betriebssicherer Synchronisation zwischen Prägewalze und Vorschub. Der Vorschub ist dabei oszillierend sich auf- und abbewegend zu denken. Die Steuerung des Druckbildes bzw. deren Einsatzes an der richtigen Stelle auf der Papierbahn erfolgt durch kleine Hubvariationen am Vorschub.
Dabei ist es erfindungsgemäß ferner zweckmäßig, wenn eine der Schalen exzentrisch gelagert und der Exzenter pneumatisch gesteuert ist. Beim Rückschub ist es zweckmäßig, wenn die Drehwellen der beiden Prägewalzen voneinander entfernt werden, so daß sie sich in entgegengesetzter Richtung zur Prägerichtung wieder zurückbewegen können, während die Papierbahn dazwischen stehen bleibt. Auch hier ist erfindungsgemäß eine besonders einfache, robuste und damit betriebssichere Konstruktion gewählt, bei der an der Antriebsprägewalze ein Exzenter über einen Hebel mit einem pneumatischen Antrieb verbunden ist, bei dem über eine Druckluftsteuerung von außen im Augenblick des unteren Totpunktes eine Vergrößerung des Walzenspaltes erfolgt, die bis zur Beendigung des Rückhubes bis am oberen Totpunkt anhält. Danach verringert sich wieder der Abstand auf Arbeitsgröße, so daß beim Vorschub die Papierbahn in der gewünschten Weise mit Prägelinien versehen werden kann.
Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch, wenn die Schalen als Halbschalen ausgebildet sind. Hierdurch treten die Prägewalzen z.B. beim Rückhub vollständig außer Eingriff mit der Papierbahn.
Es ist zwar bereits eine Vorrichtung zum rotierenden Bearbeiten geförderter Papierbahnen durch Stanzen oder Bedrucken bekannt, bei der die Arbeitswalzen stillgesetzt werden, von denen eine eine Abflachung aufweist, so daß bei Anordnung der Abflachung neben der Papierbahn dieses wenigstens mit der einen Arbeitswalze außer Eingriff steht. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Arbeitswalze aber um ihre Achse frei pendelnd vorgesehen und wird nach dem Lösen der Arretierung durch ein Gewicht unkontrolliert zum Drehen gebracht. Dadurch kann diese Vorrichtung nicht synchron arbeiten. Außerdem hat die bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß der Eingriff der Stanzwalzen durch die Papierbahn selbst betätigt wird. Diese Unsicherheiten sind mit Vorteil erfindungsgemäß ausgeschaltet, und man erreicht eine zuverlässige Synchronisation mit einfachen, mechanischen und dadurch besonders robusten Mitteln.
Hinsichtlich eines Verfahrens werden bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Teile der Ausformstation im Arbeitstakt der Vorrichtung derart zueinander gesteuert, daß nach dem Durchschneiden der Quersiegelnaht der Bodenverschluß der darüber sich bildenden Packung von den Stützplatten gehalten wird, die unter Ausformung des Bodenverschlusses in die Horizontale hochschwenken, während in synchronisierter Bewegung die Dosierbacken auseinanderfahren, daß danach die Siegelbacken der Quersiegeleinrichtung schließen und schweißen, wonach sie auseinanderfahren, daß während die geschlossene Packung zwischen den nach unten geschwenkten Stützplatten nach unten vorgeschoben wird, die Dosierbacken aufeinander zuschwenken und Flüssigkeit in die gestreckt teilgeformte Packung gegen die von den Dosierbacken gestützten Seitenwände der Packung einströmt, und daß danach wieder die Quersiegelnaht durchgeschnitten wird. Aus diesem Arbeitsablauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkennt man die zweckmäßigen Maßnahmen zur Steigerung der Leistung, d.h. Erhöhung des Arbeitstaktes der Maschine. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung wird hier die Zeit während des Vorschubes nach unten um eine Packungslänge für den Beginn des Einströmens der zu verpackenden Flüssigkeit ausgenutzt. Man sorgt also dafür, daß man beim Durchschneiden der Quersiegelnaht eine bereits teilweise vorgefüllte Pakkung hat. Andererseits ist durch die Dosierbacken gewährleistet, daß diese Packung in einem definierten, nämlich gestreckten Zustand gehalten wird. Die frische Quersiegelnaht wird zwar nach dem Auseinanderfahren der Siegelbacken durch eine darüberstehende Flüssigkeitssäule belastet, durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen aber nur sehr schwach belastet, denn es steht nur eine sehr flache oder dünne, d.h. mit geringem Querschnitt versehene Flüssigkeitssäule über der neuen Quersiegelnaht. Der Papierschlauch wird durch die Vorschubeinrichtung nach unten gezogen, während also die Flüssigkeit langsam den Schlauch zu füllen und auszuweiten beginnt. Durch die schräg nach unten zusammenlaufenden Dosierbacken wird aber ein Querdruck zum Auseinanderreißen der Quersiegelnaht verhindert. Dennoch kann die Flüssigkeit schon mehr und mehr in die sich frisch bildende Packung einströmen.
Durch die Steuerung gemäß dem oben beschriebenen Arbeitsverlauf ist ein schnellerer Arbeitstakt möglich, weil die Flüssigkeit schon während des Vorschubes einströmen kann und somit zum letztlichen Ausfüllen der Packung weniger Zeit benötigt, während die frische Quersiegelnaht nicht belastet und stattdessen durch die Stützplatten gehalten ist.
Damit ist eine leistungsfähige Maschine geschaffen, die zuverlässig dicht Flüssigkeitspackungen herzustellen in der Lage ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Verpackungsmaschine im Gesamtaufbau,
Fig. 2 perspektivisch die Darstellung einer Verpackung nach Verlassen der automatischen Ausformstation,
Fig. 3 eine teilweise im Querschnitt dargestellte vergrößerte Einzelansicht der Ausformstation,
Fig. 4 eine abgebrochen und teilweise ebenfalls im Schnitt gezeigte Ansicht eines Längsdosierbakkens der Ausformstation, wobei hier der Schnitt zu dem gemäß Figur 3 um 90° gedreht war,
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie bei den Figuren 3 und 4, jedoch bei einer anderen Ausführungsform mit Druckstempel, und
Fig. 6 schematisch die Querprägeeinrichtung mit zwei halbschalenförmigen Prägewalzen.

Die in Figur 1 teilweise schematisiert dargestellte Verpackungsmaschine besteht aus dem vertikalen Hauptteil in der linken Hälfte und der Förderkette mit den Endformstationen, die rechts unten gezeigt ist bzw. sind. Dabei sind die Katte insgesamt mit 1 und ihr Antrieb mit 2 bezeichnet.
Der Antrieb des vertikalen Teiles erfolgt vom Motor 3 über das Getriebe 4 und eine vertikale Antriebswelle 5, die bis in den oberen Bereich der Maschine reicht und bei 6 gelagert ist.
Im Rahmen 7 ist hinter dem Motor 3 die Welle 8 der Materialrolle 9 der Papierbahn 10 gelagert, die strichpunktiert U-förmig von der Materialrolle 9 über den Umlenkbogen 11 auf der anderen Seite bis kurz über die Förderkette 1 heruntergezogen gezeigt ist. Über ein am Rahmen 7 befestigtes, oben insgesamt mit 12 bezeichnetes Übersetzungsgestänge wird der Umlenkbogen 11 mit Hilfe der Schubstange 13 um die Drehstelle 14 geschwenkt. Unter letzterer sind der Reihenfolge nacheinander die allgemein mit 15 bezeichnete Querprägeeinrichtung, die Längsschweißstation 16, die Papiervorschubeinrichtung 17, die Querschweißeinrichtung 18 und die automatische Ausformstation 19 mit den beweglichen Dosierbacken gezeigt.
Die vertikale Antriebswelle 5 ist mit verschiedenen, nicht näher bezeichneten Nockenscheiben und dem Topf 20 mit der Walzenkurve 21 angeordnet. Durch diese Elemente werden der Umlenkbogen 11 und die Arbeitsstationen 15 bis 19 in einer Weise angetrieben, wie folgt beschrieben:

Während die Backen oder später beschriebenen Walzen der Querprägeeinrichtung 15 geschlossen sind, sorgt die Schubstange 13 für ein Hochschwenken des Umlenkbogens, so daß die Papierbahn 10 von der Materialrolle 9 nach oben durch das Walzenpaar 22 für die Längsrillung umgefaltet und längs der strichpunktiert gezeigten Mittellinie unter Doppellegen der Papierbahn 10 umgefaltet wird. Die Papierbahn 10 liegt außen über dem Umlenkbogen 11 1 auf und wird in dem Augenblick gegenüber dem Umlenkbogen 11 gleitend auf der rechten Seite vertikal nach unten gezogen, wenn die Arbeitswerkzeuge der Prägeeinrichtung 15 auseinanderfahren, während der Vorschub 17 sich nach unten bewegt und gleichzeitig die Schubstange 13 ein entsprechend durch die Walzenkurve 21 gesteuertes Herunterschwenken des Umlenkbogens 11 um die Drehstelle 14 in Gegenuhrzeigerrichtung besorgt. Hierdurch ist es möglich, die Abzugsgeschwindigkeit der Papierbahn 10 mit der Bewegung des Umlenkbogens 11 so zu erhalten, daß die Papierbahn immer gleichmäßig vorgeschoben werden kann, ohne daß die träge Masse der grossen Materialrolle 9 eine nachteilige Rolle spielt. Nach dem Abzug hinter der Drehstelle 14 gelangt die Papierbahn 10 zunächst in die Querprägeeinrichtung 15, wo die notwendigen, zur Bahnrichtung schrägen oder quer verlaufenden Rillungen bzw. Prägungen eingebracht werden. Die Längsnaht wird in der Einrichtung 16 geschweißt, wonach die Papierbahn 10 die Vorschubeinrichtung 17 nach unten durchläuft und in die Quersiegelstation 18 gelangt, unter der in der Ausformstation 19 eine Packung vorgeformt und schließlich vereinzelt wird.

Die nach Verlassen der Ausformstation 19 nach unten fallende, vereinzelte Packung 30 ist perspektivisch in Figur 2 gezeigt. Ihr Bodenverschluß 31 ist bis auf die herausstehenden Lappen 32 fertig ausgeformt, während der obere Verschluß 33 noch gestreckt ist. Später wird hieraus die bei der Verpackung von Milch übliche Quaderpackung geformt. Auch am oberen Verschluß 33 befinden sich vorn und hinten die doppelt gelegten Dreieckklappen 32, man erkennt ferner oben und ganz unten querlaufend die Quersiegelnaht 34 und rechts hinten die Längssiegelnaht 35. Anhand dieser Packung, die in Figuren 1, 3 und 5 von der vorderen Schmalseite 36 und bei der Darstellung der Figur 4 von der breiten Seitenwand 37 gesehen ist, wird nachfolgend zunächst die verbesserte Ausformstation 19 erläutert.
Diese ist in abgebrochenen und teilweise im Schnitt gezeigten Ansichten anhand der Figuren 3 bis 5 zu verstehen. Man erkennt im oberen Teil die allgemein mit 18 bezeichnete Quersiegelstation und darunter die Ausformstation 19. Auf einem Träger 41, der beidseitig der Papierbahn 10 angeordnet und in Richtung des Doppelpfeiles 42 hin- und herbewegbar ist, sind die Siegelbakken 43 gehaltert und mittels nicht näher bezeichneter Verschraubungen mit dem Träger 41 so verbunden, daß sie sich ebenso wie der Träger in Richtung des Doppelpfeiles 42 bewegen. Zum Erstellen der Quersiegelnaht 34 fahren sie auf die Papierbahn 10 zu und pressen diese in der in Figur 3 gezeigten Weise zwischen sich ein. Wenn die Siegelbacken 43 auseinanderfahren, ist eine Quersiegelnaht geschaffen, die eine doppelte Breite hat, nämlich für die obere Quersiegelnaht 34 der unteren Pakkung 30 sowie auch die untere Quersiegelnaht 34 der oberen bzw. darüber angeordneten Packung 30. Dieses Paar von Quersiegelnähten wird durch die unten gezeigten Klingen 50 unter Bildung der erwähnten zwei Quersiegelnähte 34 mittig durchtrennt.
Unter der Querschweißeinrichtung 18 befindet sich die Ausformstation 19, die außer der Einrichtung mit dem Schneidklingenpaar 50 aus Längsdosierbacken 51 und Querdosierbacken 52 sowie zwei Stützplatten 53 im wesentlichen besteht. Aus Figur 3 erkennt man die beiden um die Achsen 54 schwenkbaren Längsdosierbacken 51, die sich an die in Figur 2 gezeigten Längsseitenwände 37 der Pakkung 30 anlegen, während um zu den Achsen 54 quer angeordnete Achsen 55 auf jeder Seite eine Querdosierbacke 52 gegen die Schmalseitenwände der Packung 36 in Anlage kommt, von denen in Figur 4 nur die linke Querdosierbacke 52 gezeigt ist.
Der Antrieb der Dosierbacken 51" 52 erfolgt mechanisch über Zugstangen, Hebelgetriebe usw., von denen in Figur 3 nur die Zugstange 56 bezeichnet ist, welche an der linken Dosierbacke 51 so angebracht ist, daß sie diese in Richtung des gebogenen Doppelpfeiles 57 um die Achse 54 schwenkt. Durch den an der Achse 54 und der linken Längsdosierbacke 51 befestigten Gleitstein 58, der in einer an der rechten Längsdosierbacke 51 befestigten Gabel 59 bewegbar angeordnet ist, wird gleichzeitig auch die letztgenannte rechte Längsdosierbacke 51 in Richtung des gebogenen Doppelpfeiles 57 bewegt.
Ähnlich schwenkbar angetrieben sind auch die Stützplatten 53, welche sich um die Achsen 60 drehen, und zwar aus der mit ausgezogenen Linien in Figur 3 gezeigten horizontalen Position in die gestrichelt gezeigte Stellung, also entsprechend dem gebogenen Doppelpfeil 61.
Der Antrieb dieser schwenkenden oder sich translatorisch bewegenden Teile erfolgt über die verschiedenen Nocken-bzw. Kurvenscheiben gemäß Figur 1. Die Ausführung dieser Drehbewegungen, selbst damit sie in der gewünschten Weise synchron zueinander sind, ist vom Fachmann nach entsprechender Aufgabenstellung und Anweisung durchführbar, so daß auf eine komplizierte Darstellung dieser Antriebe im einzelnen hier verzichtet werden kann. Dies gilt auch für die Darstellung der Figur 4, bei welcher Steuerhebel 62 für die Schwenkbewegung des Querdosierbackens 52 in Richtung des gebogenen Doppelpfeiles 63 sorgen.
Die Papierbahn bzw. teilweise vorgeformte Packung ist in der Ausformstation 19 mit ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien dargestellt. Anhand dieser soll die Funktion kurz erläutert werden:

Aus der in Figur 3 gezeigten Stellung fahren zunächst die Siegelbacken 43 in Richtung des Pfeiles 42 nach rechts bzw. links auseinander, während der Vorschub von oben die Papierbahn weiter nach unten so fördert, daß die Siegelstelle, d.h. die zwei direkt aneinander angeordneten Querschweißnähte 34 aus der in Figur 3 gezeigten Position nach unten in Höhe des Schneidklingenpaares 50 fahren, wo sie durchtrennt werden, so daß nach dem Vorformen durch die auseinanderfahrenden Dosierbacken 51, 52 und Herunterfördern dann die unten gezeigte vorgeformte Packung 30 vereinzelt ist und auf die in Figur 1 gezeigte Förderkette 1 fallengelassen werden kann. Man erkennt bei der die Ausformstation 19 verlassenden Packung 30 die untere sowie die obere Querschweißnaht 34, den unteren vollständig ausgeformten Verschluß 31, während die Oberseite der Packung nur erst schwach vorgeformt ist.

Bevor das Schneidklingenpaar 50 jedoch die Querschweißnähte 34 mittig durchtrennt, ist zwischen den Dosierbacken 51, 52 die gestrichelte Stellung der Packung erreicht. Beim Herunterfahren der Querschweißnähte 34 aus den Siegelbacken 43 auf die Höhe des Schneidklingenpaares 50 bewegen sich nämlich die Längs- und Querdosierbacken 51 und 52 aus der gezeigten Position nach innen, um den mit Flüssigkeit gefüllten, dünnen Schlauch der Papierbahn 10 zu stützen und zusammenzuhalten. Es versteht sich, daß hierbei gleichzeitig die Stützplatten 53 nach unten schwenken, so daß schließlich die mit gestrichelten Linien gezeigten Positionen von Packung und Dosierbacken eingenommen sind. Das Gewicht der Flüssigkeit sorgt für ein Auseinanderdrücken der Packungswände, wenngleich die untere Quersiegelnaht kaum belastet ist. Sie wird nach dem Durchtrennen durch das Schneidklingenpaar 50 sogleich zwischen den beiden Stützplatten 53 eingeklemmt und gehaltert. Jetzt beginnt das eigentliche Ausformen durch das Hochfahren der Stützplatten 53 gemäß Doppelpfeil 61 nach oben, während gleichzeitig die Längsdosierbacken 51 in Richtung der Doppelpfeile 57 nach rechts außen schwenken. Schließlich ist wieder die in Figur 3 mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung der Packung 30 erreicht. Der Takt beginnt von neuem.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform sind wieder die Längsdosierbacken 51' gezeigt, deren linke durch den Kugelgelenkkopf 65 über Gleitstein 58 und Gabel 59 in der oben beschriebenen Weise gesteuert sind. Der Unterschied der Ausführungsform der Fig. 5 im Vergleich zu der der Figur 3 besteht darin, daß hier ein Druckstempel 66 über eine Dosierschraube 67 einstellbar in einer Ausnehmung 68 angeordnet ist, um das Volumen der in Figur 3 gezeigten in bestimmter Weise dosierten Packung 30 um kleine Werte zu vergrößern oder zu verkleinern. Gegebenenfalls könnten auch beide Längsdosierbacken 51' mit einem solchen Druckstempel 66 versehen sein.
Die in Figur 6 schematisch gezeigte Querprägeeinrichtung 15 weist zwei halbschalenförmige Prägewalzen 70 und 71 auf, wobei die Walze 70 aufgesetzte Stege 72 und die Walze 71 Nuten 73 an im Abstand zueinander vorgesehenen bestimmten Stellen aufweist, um die üblichen Querund Schrägfaltungen bzw. -rillungen vorzusehen. Die Prägeschalen 70, 71 sind um die Achsen 74 drehbar, und zwar in einer oszillierenden bzw. hin- und hergehenden Bewegung. Die rechte Halbschale 74 ist über ein nicht dargestelltes Zahnrad direkt mit der linken Halbschale 70 verbunden, so daß beim Antrieb der linken automatisch die rechte synchron mitläuft.
Im Gegensatz zur rechten Prägeschale 71 ist die linke Schale 70 über einen schematisch dargestellten Exzenter 75 so verschwenkbar, daß der Abstand b zwischen den Achsen 74 verstellbar ist. Der Exzenter 75 wird mechanisch durch einen Hebel 76 verschoben, der durch einen Druckluftzylinder 77 angetrieben ist. Letzterer wird mit Druckluft beaufschlagt, deren Steuerung über den unten schematisch angedeuteten Vorschub 17 erfolgt.
Die linke Prägeschale 70 wird über einen Riemen 78 angetrieben, der über Kettenzahnräder oder Riemenscheiben 79 gelegt ist, die frei drehbar sind. Am Vorschub ist eine Stange 80 fest angebracht, die bei 81 mit dem Riemen bzw. der Kette 78 fest derart verbunden ist, daß beim Hochfahren des Vorschubes während des Rückhubes der Riemen 78 eine solche Bewegung macht, daß die linke Prägeschale 70 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird und umgekehrt.
Schließlich ist oben mit dem Pfeil 82 eine bestimmte Stelle eines Druckbildes gekennzeichnet, die z.B. durch eine Fotozelle 83 abgetastet werden kann.
Der Betrieb der Querprägeeinrichtung 15 nach Figur 6 erfolgt nun so, daß die beiden Halbschalen 70 und 71 noch weiter als in der Darstellung der Figur 6 außer Eingriff voneinander gedreht sind, während der Achsabstand b den größeren Wert hatte. Nun wird der Pneumatikzylinder 77 angesteuert und verschiebt den Exzenter 75 so nach rechts, daß der Abstand b zwischen den Achsen 74 den kleinen Wert annimmt. Der Vorschub 17 beginnt mit dem Abwärtshub und zieht dabei über die Verbindungsstelle 81 das rechte Trum des Riemens 78 nach unten. Hierdurch werden die beiden Prägeschalen 70 und 71 so gedreht, daß das dazwischen durchlaufende einlagige oder doppelt gelegte Papier 10 an den gewünschten Stellen gestanzt wird. Nach Erreichen des unteren Totpunktes vergrößert der Pneumatikzylinder 77 den Achsabstand b, der Vorschub fährt nach oben, die Halbschalen 70, 71 drehen sich wieder in Startposition, und das Spiel kann von neuem beginnen.
Statt die Längsprägung vor der Querprägung in die Materialbahn einzubringen, wie oben beschrieben, kann die gesamte Prägung, d.h. längs und quer, durch die beschriebene Prägeeinrichtung 15 vorgenommen werden. Mit anderen Worten wird sogleich mit der Querprägung auch die Längsprägung durchgeführt. Dadurch hat man verschiedene Vorteile. Es kann nämlich im Hinblick auf die zu erstellende Flüssigkeitspackung durchaus wichtig, günstig und vorteilhaft sein, wenn man die Längsprägung nur an bestimmten, gewünschten Stellen vornimmt. Z. B. kann es erwünscht sein, die Längsprägung an gewissen Stellen zu unterbrechen, um dort später die Dichtigkeit der Flüssigkeitspackung nicht zu gefährden. Ferner ist es auf diese Weise möglich, nicht nur die Querprägelinien sondern auch die Längsprägelinien in definierter Weise, d. h. teilweise schwächer und teilweise stärker, vorzusehen. Es kann nämlich für die herzustallende Packung zweckmäßig und vorteilhaft sein, an einigen Stellen zwecks scharfer Biegung eine tiefe Rille und an anderen Stellen für eine weniger scharfe Faltung nur flache bzw. seichte Rillen in die Materialbahn einzubringen. Dies gilt für die Längsprägung ebenso wie für die Querprägung.
Diese Vorteile, welche sich durch die beiden synchron zueinander angetriebenen Prägeschalen 70 und 71 ergeben, erlauben mit großer Leistung die Herstellung von zuverlässigen, korrekt gefalteten und dichten Flüssigkeitspackungen.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen mit Flüssigkeit gefüllter Packungen mit einer Einrichtung zum Umformen einer eine thermoplastische Beschichtung aufweisenden Papierbahn zu einem Schlauch, der in der Vorrichtung schrittweise senkrecht von oben nach unten vorschiebbar ist, mit einer Längs- und einer Querprägeeinrichtung (15), ferner mit in waagerechter Richtung bewegbaren, paarweise zusammenwirkenden Siegelbacken (43) zum Quersiegeln des Schlauches bei dessen Stillstand in jeweils einer Packungslänge entsprechenden Abständen, und mit einem eine Vorschubschrittlänge unterhalb der Siegelbacken (43) angeordneten Schneidklingenpaar (50) zum Abtrennen der Packung vom Schlauch im Bereich einer Querschweißnaht (34), wobei eine Ausformstation (19) unterhalb einer Vorschubeinrichtung (17) und die Querprägeeinrichtung (15) oberhalb derselben angeordnet sind und die Ausformstation (19) die jeweilige Packung (30) allseitig umgreifende, bewegliche Dosierelemente (51, 52) aufweist, die zwischen den Quersiegelbacken (43) und dem Schneidklingenpaar (50) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch miteinander verbundenen Dosierelemente zwei um jeweils eine horizontale Achse (60) aus einer waagerechten (längs Doppelpfeil 61) in eine schräg nach unten geneigte Lage schwenkbare Stützplatten (53) sowie zwei Längs- (51) und Querdosierbacken (52) aufweisen, die um ebenfalls horizontale Achsen (54, 55) aus einer vertikalen (längs Doppelpfeil 57 bzw. 63) in eine schräg nach unten geneigte Lage schwenkbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Dosierbacke (51') ein einstellbarer Druckstempel (66) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querprägeeinrichtung (15) stationär am Maschinenrahmen (7) befestigt ist und zwei synchron zueinander drehbare, die Packungsbahn (10) zwischen sich aufnehmende, im Querschnitt kreisförmige, am Umfang Nuten (73) und Stege (72) aufweisende Schalen (70, 71) aufweist, von denen eine Schale (70) von einem Riemen bzw. einer Kette (78) angetrieben ist, an dem bzw. der ein an der Vorschubeinrichtung (17) befestigtes Teil (80) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schalen (70) exzentrisch gelagert und der Exzenter (75) pneumatisch gesteuert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (70, 71) als Halbschalen ausgebildet sind.

6. Verfahren zum Herstellen von mit Flüssigkeit gefüllten Packungen mit einer Vorrichtung mit Längs- und Querprägeeinrichtungen (15), waagerecht bewegbaren Siegelbacken (43), Schneidklingen (50) zum Abtrennen der Packung vom Schlauch und mit einer Ausformstation (19) mit um horizontale Achsen (60, 54, 55) schwenkbaren Stützplatten (53) sowie Längs- (51) und Querdosierbacken (52), dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (50-53) der Ausformstation (19) im Arbeitstakt der Vorrichtung derart zueinander gesteuert werden, daß nach dem Durchschneiden der Quersiegelnaht (34) der Bodenverschluß (31) der darüber sich bildenden Packung (30) von den Stützplatten (53) gehalten wird, die unter Ausformung des Bodenverschlusses (31) in die Horizontale hochschwenken, während in synchronisierter Bewegung die Dosierbacken (51, 52) auseinanderfahren, daß danach die Siegelbacken (43) der Quersiegeleinrichtung (18) schließen und schweißen, wonach sie auseinanderfahren, daß während die verschlossene Packung (30) zwischen den nach unten geschwenkten Stützplatten (53) nach unten vorgeschoben wird, die Dosierbacken (51, 52) aufeinander der zuschwenken und Flüssigkeit in die gestreckt teilgeformte Packung (30) gegen die von den Dosierbacken (51, 52) gestützten Seitenwände (36, 37) der Packung (30) einströmt, und daß danach wieder die Quersiegelnaht (34) durchgeschnitten wird.