EP1140632B1

EP1140632B1 - Vorrichtung zum einrichten eines schlauches aus verpackungsmaterial auf eine druckmarke

Info

Publication number: EP1140632B1
Application number: EP99906125A
Authority: EP
Inventors: Frank Mario Schellenberg; Steffen Polster; Mauro Cavazzuti
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2003-05-07
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: EP1140632A1; WO2000041932A1; JP2002534333A; JP4301481B2; ES2193686T3; AU2617299A; DE59905510D1; US6526733B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einrichten eines Schlauches aus Verpackungsmaterial zu einer Bearbeitungsstation in einer Verpackungsmaschine, in welcher aus einer bedruckten und mit Prägelinien versehenen Verpackungsmaterialbahn ein im Querschnitt runder Schlauch gebildet, durch Längssiegeln verschlossen, gefüllt und in einer Quersiegeleinheit ausgeformt und in Quaderpackungen aufgeteilt wird, wobei die Quersiegeleinheit zur intermittierenden Förderung des Schlauches mit einstellbarem Hub ausgestaltet und bezüglich des Schlauches auf diametral gegenüberliegenden Seiten mit je einer, um eine Schwenkachse schwenkbare Faltklappe versehen ist und zum Abfühlen einer Druckmarke ein Sensor angeordnet ist. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A-14 86048 bekannt.

Aus der DE 29 46 059 ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Schlauch aus Verpackungsmaterial, insbesondere mit Kunststoff beschichtetes Papier, durch Längsversiegeln bildet, füllt und mit Hilfe einer den Schlauch intermittierend fördernden Quersiegeleinheit wenigstens im unteren Bereich ausformt und vereinzelt, wobei die gefüllten, geschlossenen Quaderpackungen nach Erreichen des Endes einer ersten vertikalen Bearbeitungsbahn auf einer zweiten horizontalen Bearbeitungsbahn fertig ausgeformt und abgefördert werden.

Es ist bekannt, daß flüssige Produkte in solchen Quaderpackungen verpackt werden, zum Beispiel haltbare Milch, und daß ein die Werbung unterstützendes Dekor auf der äußeren Oberfläche der Verpackung aufgedruckt ist. Außer dem Dekor ist in fester Lage zu diesem auch eine Druckmarke aufgedruckt, und etwa in Abständen einer guten Packungshöhe befinden sich auch Prägelinien in dem Schlauch, welche das Ausformen erleichtern. Die Quersiegeleinheit fördert den Schlauch intermittierend um einen bestimmten Hub, der bei einem betriebsinternen Stand der Technik gleich der Höhe der herzustellenden Quaderpackung plus die doppelte Summe aus halber Tiefe der Quaderpackung und Höhe der Quersiegelnaht des Packungsmaterials ist, welches den Tubus der Quaderpackung mit der Quersiegelnaht verbindet.

Es versteht sich, daß die Quersiegeleinheit mit ihren Quersiegelbacken und dem Trennmesser zu den Prägelinien einerseits und dem Dekor sowie der Druckmarke andererseits in richtiger Lage stehen muß, wenn ein einwandfreier Betrieb gewährleistet werden soll. Hierfür gibt es bei einem weiteren betriebsinternen Stand der Technik eine Korrektureinrichtung, welche die Bewegung der Faltklappen derart verlängert oder verkürzt, daß die Faltklappen im Betrieb der Quersiegeleinheit, mit welcher sie zusammenwirken, entweder mehr oder weniger Verpackungsmaterial, d.h. Schlauchlänge, bei dem jeweiligen Förderhub fördern. Für die Korrektur kleinerer Verschiebungen und insbesondere im laufenden Betrieb des Befüllens, Verschließens und Vereinzelns arbeitet eine solche Korrektureinrichtung zufriedenstellend.

Probleme haben sich aber häufig in der Anfangsphase ergeben, wenn das Füllgut, d.h. das zu verpackende Produkt, zum Beispiel die Milch, noch nicht zugeführt wird und der Schlauch der Verpackungsmaterialbahn gerade zum ersten Mal gebildet wird und durch die Quersiegeleinheit in der Anfangsphase des Betriebes gefördert wird. Dann nämlich steht die Druckmarke nicht an der richtigen Stelle, zum Beispiel steht sie nicht vor dem Sensor, so daß das Bedienungspersonal weiß, daß das Dekor und daß die Prägelinien nicht in der richtigen, intermittierend wiederkehrenden Entfernung von der Quersiegeleinheit stehen. Der Schlauch des Verpackungsmaterials muß also einjustiert bzw. eingerichtet werden, und man hat sich damit beholfen, die Korrektureinrichtung und damit die Position der Faltklappen auf eine vorgegebene Position zu steuern, um dadurch während der intermittierenden Bewegung die Druckmarke an die richtige Stelle, zum Beispiel vor den Sensor, zu bringen.

Da sich auch in der oben erwähten Position der Faltklappen der Papierschlauch im Eingriffs-bereich der Faltklappen befindet, übernehmen diese aufgrund der undefinierten form des Verpackungsmaterialschlauches einen nicht zu beziffernden Anteil an der Förderlänge des Papierschlauches. Dadurch ist die Aufnahme der Produktion gefüllter, dekorgerechter Verpackungen mit der vorhergehenden Erzeugung einer nicht bestimmten Anzahl nicht dekorgerechter gefüllterAbfallverpackungen verbunden.Die Anzahl der produzierten Abfallverpackungen ist einerseits abhängig vom Zeitpunkt des Erreichens einer stabilen Produktfüllhöhe im Papierschlauch, andererseits von den vorhergehend erwähnten Gegebenheiten. Damit mußte man mit Nachteil eine größere Anzahl von Packungen fördern lassen, ohne eine einwandfrei gefüllte, dichte und mit richtigem Dekor versehene Verpackung zu erzeugen. Die Menge des hierbei entstehenden Abfalles ist unverhältnismäßig groß. Bis zum Erreichen der richtigen Positionierung der Druckmarke gingen 30 - 60 Packungen als Abfallmaterial verloren, wobei bis zu 20 Packungen teilweise mit flüssigem Produkt gefüllt waren. Es verging dadurch mit Nachteil auch eine untragbar lange Zeit, bis der Schnitt in der Quersiegeleinheit relativ zum Schlauch an der richtigen Stelle positioniert war.

Bei der Praxis derzeitiger Maschinen ergab sich bei deren Anfangsphase bei dem Einrichten des Schlauches zu der Quersiegeleinheit als Bearbeitungsstation besonders der weitere Nachteil, wenn der Verpackungsmaterialschlauch im Querschnitt rund ist, daß die Faltklappen den Schlauch von außen berühren und undefiniert nach innen drücken, wobei der Schlauch zerknittert und teilweise sogar beschädigt wird. Es entstehen durch die undefinierten Knicklinien in den durch Kunststoff beschichteten Oberflächen auf der Innen- und/oder Außenseite des Schlauches Zerstörungen und Risse, die zur Undichtigkeit für Flüssigkeiten oder im Falle steriler Packungen zur Unsterilität führen. Andererseits ist die Bewegung der Faltklappen aber unverzichtbar, um an dem jeweils unteren Tubusende der Packung die gewünschte Faltung vorzusehen. Die Faltklappensteuerung, die Bewegung der Klappen und die technischen Elemente zur Durchführung dieser Klappenbewegung ist kompliziert und raumaufwendig, so daß man die Klappenbewegung nicht zu beliebigen Zeiten abschalten kann, wenn der Schlauch sich in der Anfangsphase des Einrichtens befindet.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen schnelleren Abschluß der Anfangsphase bei der Inbetriebnahme der Verpackungsmaschine mit weniger Abfallmaterial ermöglicht, um der Beschädigung des Papierschlauches vorzubeugen und den Produktverlust während der Startphase erheblich zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß aufstromig jeder Faltklappe ein von dem Sensor gesteuert angetriebenes Faltelement angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Schlauch auf eine Breite etwa gleich der Breite der fertigen Packung derart einfaltbar ist, daß sich der Schlauch von den Faltklappen außer Eingriff befindet. Durch das sehr einfach ausgestaltete und einfach antreibbare Faltelement, das in Bewegungsrichtung des Schlauches aufstromig von der jeweiligen Faltklappe angeordnet ist, kann man den Schlauch in seinem Bereich abstromig von der Wirkstelle der Faltelemente und insbesondere durch die Quersiegeleinheit hindurch von den Faltklappen außer Eingriff bringen. Diese Art Faltung gilt nur für die Anfangsphase des Betriebes der Verpackungsmaschine, während der der Verpackungsmaterialschlauch eingerichtet bzw. einjustiert wird. Während dieser Anfangsphase erhält man ein anders gefaltetes Packungsstück oder besser Schlauchstück, welches nicht zu der letzlich gewünschten Quaderpackung führt, weil zum Beispiel die Faltklappen ihre für das Ausformen der Quaderpackung notwendige Funktion nicht ausführen können. Die Anfangsphase kann aber durch die erfindungsgemäßen Faltelemente kurz gehalten werden, so daß die Anfangsphase bei der Inbetriebnahme der Maschine sehr schnell ihren Abschluß finden kann mit der Folge, daß auch erheblich weniger Abfallmaterial entsteht. Während in der bisher bekannten Anfangsphase Verpackungsmaterial für etwa 30 - 60 Packungen als Abfall verloren ging, kommt man erfindungsgemäß mit zwei Dritteln bzw. der Hälfte des Abfalles aus. Geht man zum Beispiel von einer aseptischen Packung aus, deren Herstellungsschlauch sterilisiert wird, dann fallen bei dem bekannten Einrichten in der Anfangsphase der Maschine etwa 12 - 16 mit Produkt gefüllt Packungen als Abfall an. Erfindungsgemäß gelingt das Einrichten für einen sterilen Verpackungsmaterialschlauch in der beschriebenen Weise derart schnell, daß nur Material und Produkt entsprechend zwei Packungen am abstromigen Vorderende des bearbeiteten Schlauches als Abfall verloren gehen.

Betrachtet man eine andere Strecke der Packungsmaschine, nämlich die Bildung des fertigen Tubus der Packung, wenn das Sterilisieren beginnt, dann hat man bislang in diesem Bereich befürchten müssen, daß der Papierschlauch durch die vorausgegangenen Bewegungen der Faltklappen unbemerkt beschädigt wurde und damit der Erfolg der Sterilisationsschrittes in Frage gestellt ist.

Das Einfalten des Schlauches mit Hilfe der Faltelemente gelingt besonders günstig, wenn erfindungsgemäß die Faltelemente symmetrisch den Schlauch so weit einfalten, daß sich im Querschnitt zwischen der winkelig eingefalteten und der benachbarten ebenen Seitenwand ein Winkel von etwa 5° bis 85°, vorzugsweise von etwa 15° bis 70° und ganz besonders bevorzugt von etwa 30° bis 60° ergibt. Nennt man diesen Winkel zum Beispiel α, dann wird er bei Betrachtung des Schlauchquerschnittes im eingefalteten Zustand betrachtet und gemessen. In diesem eingefalteten Zustand bildet sich zwischen einem Paar von Längsfaltlinien an einer Seite eine im großen und ganzen ebene Seitenwand, welcher durch entsprechende Verhältnisse eine ebene Seitenwand auf der anderen Seite gegenübersteht. Bei der üblichen 1 Liter Quader-Milchpackung handelt es sich hierbei zum Beispiel um die beiden großen, breiten, ebenen Seitenwände, welche durch schmale Seitenwände verbunden sind. Der eine Schenkel des Winkels α ergibt sich also bei der Querschnittsansicht durch die Gerade, welche in der im großen und ganzen ebenen Seitenwand verläuft, und einer schräg zu dieser angestellten benachbarten Geraden, welche in der schmalen Seitenwand verläuft,und zwar beginnend an der Endfaltlinie, von welcher aus das Faltelement diese schmale Seitenwand einfaltet. Ohne Faltelement und ohne Einfaltung in der fertigen Quaderpackung beträgt dieser Winkel α etwa 90°. Verständlicherweise verringert sich dieser Winkel durch Einfalten, d.h. durch die Wirkung der Faltelemente. Es versteht sich, daß dadurch auch die beiden gegenüberliegenden, ebenen Seitenwände näher aufeinanderzubewegt werden. Dieses Einfalten in der Weise, daß die Faltelemente sich von außen nach innen bewegen, wird erreicht, daß sich die späteren schmalen Seitenwände winkelig nach innerhalb der Quaderkontur bewegen - und nicht etwa nach außen, wie man auch falten könnte. Durch dieses Einfalten nach innen wird erst erreicht, daß das Material des Schlauches von den Faltklappen ganz außer Eingriff gebracht werden kann. Ein Beschädigen oder Zerknittern ist in dieser Anfangsphase dann nicht mehr möglich.

Es versteht sich auch, daß die Wirkung der Faltelemente sich während des intermittierenden Transportes des Verpackungsmaterialschlauches entfaltet. Dabei ist zu beachten, daß die Faltelemente in einer festen Position zu der Verpackungsmaschine stehen. Der Schlauch bewegt sich relativ zu diesen.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn das Faltelement ein länglicher und um eine Schwenkachse schwenkbarer Faltfinger ist, die an der Maschine befestigt und parallel zur Schwenkachse der Faltklappe angeordnet ist, und wenn sich der Faltfinger von seiner Schwenkachse längs des Schlauches bis vor die Quersiegeleinheit erstreckt. Ein solcher Faltfinger ist einfach herzustellen und hat eine robuste Funktion. Nimmt man die Förderbahn des Schlauches als im wesentlichen vertikal an in dem Sinne, daß der Schlauch sich intermittierend von oben nach unten bewegt, dann liegt die Schwenkachse des Faltfingers oben und aufstromig oberhalb der betreffenden Faltklappe; auch auf derselben Seite des Schlauches wie die Faltklappe. Die andere ist diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Schwenkachse bildet im wesentlichen das eine, aufstromige, obere Ende des betreffenden Faltfingers, und das Wirkende befindet sich gegenüberliegend, abstromig, unten.

Wie im bekannten Fall fühlt der Sensor, zum Beispiel eine Photozelle, die Druckmarke ab und gibt ein Signal entsprechend dem in Transportrichtung gemessenen Abstand der Druckmarke vom Sensor. Dieser Abstand ist ein Maß für die richtige Position der Druckmarke. Die Druckmarke kann dabei ein schwarzer oder farbiger Strich oder Punkt auf weißem Untergrund sein. Die Druckmarke kann aber auch eine kompliziertere Gestaltung haben. Zur Vereinfachung der Darstellung wird angenommen, daß die Druckmarke ein einfacher Strich ist. Es wird auch angenommen, daß das Dekor an der richtigen Stelle bezüglich der Prägelinien sitzt, wenn sie am Ende der intermittierenden Bewegung vor dem Sensor zum Halten kommt. Es wird angenommen, daß in diesem Augenblick das Messer in der Quersiegeleinheit an der richtigen Position zwischen zwei Zuschnitten liegt. Jeder Zuschnitt hat ja eine Länge L, welche sich aus der Höhe H der späteren fertigen Quaderverpackung. plus der zwei Faltfelder mit den Prägelinien plus der Breite der Quersiegelnaht zusammensetzt. Der Hub, mit welchem die Quersiegeleinheit sowohl im Anfahrbetrieb der Verpackungsmaschine als auch in deren laufendem Betrieb den Schlauch intermittierend vorzieht, ist kleiner als diese gesamte Länge L.

Läßt man in der Anfahrphase die Faltfinger den Schlauch in der beschriebenen Weise auf die Breite B der fertigen Packung einfalten, dann ergibt sich durch diese geänderte Faltung eine kürzere Schlauchlänge, um welche der Verpackungsmaterialschlauch vor der Quersiegeleinheit in der Anfahrphase intermittierend gefördert wird. Auf diese Weise kann man ohne Verstellen der Korrektureinheit (die Faltklappen wirken in der Anfangsphase nicht) die Druckmarke erheblich schneller relativ zum Sensor wandern lassen mit der Folge, daß nach Durchlauf nur weniger Anfangsstücke des Schlauches, die wie kissenförmig gefaltete Packungen aussehen, die Druckmarke an der richtigen Stelle steht und der Vollbetrieb eingeschaltet werden kann.

Wenn bei weiterer Ausgestaltung der Erfindung aufstromig der Schwenkachse jedes Faltelementes eine Formrolle freilaufend drehbar angeordnet ist, kann der Schlauch präzise gestützt, geformt und in dieser im Querschnitt zum Beispiel runden (kreisförmig oder oval) Gestalt gehalten werden, während in geringem Abstand abstromig bzw. darunter die Faltelemente ihre Einfaltung beginnen. Die Faltungsverhältnisse werden dadurch stabil.

Günstig ist es dabei, wenn erfindungsgemäß ferner der Faltfinger an seinem abstromig von der Schwenkachse angeordneten Wirkende wenigstens auf der dem Schlauch zugewandten Seite abgerundet ist oder eine frei drehbare Faltrolle trägt. Damit ist zusätzlich erreicht, daß der Verpackungsmaterialschlauch auch bei Eingriff des Faltfingers nicht beschädigt wird. Der Faltfinger kann gerade oder gekrümmt sein und sich in Transportrichtung des intermittierend bewegten Schlauches oder unter einem Winkel zu diesem verlaufen. In jedem Falle müssen die Wirkenden der beiden gegenüberliegenden Faltfinger bzw. die Faltrollen aber im Augenblick der Anfangsphase und ihres Wirkens den Abstand zwischen einander so verringern, daß außen der Schlauch etwa die erwähnte Breite der später fertigen Packung erreicht.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung auch, wenn jedes Faltelement einen eigenen, separat für sich ansteuerbaren Antrieb hat, vorzugsweise einen mit einer Zugfeder zusammenwirkenden Druckluftzylinder. Das jeweilige Faltelement kann dann ohne Totzeiten oder Umlenkhebel direkt und über kurze Strecken wirken. Es ist schnell ein- und ausschaltbar, nämlich zu Beginn der das Abfallmaterial erzeugenden Einrichtphase bis zu deren Ende. Diese Zeitphase soll möglichst kurz sein. Durch das Wirken der Faltelemente entsteht der unterschiedlich geformte Verpackungsmaterialschlauch mit der vorteilhaften Eigenschaft, daß auch bei zunächst falsch positionierter Druckmarke diese sehr rasch in die richtige Position wandert. Nach Erreichen der richtigen Position der Druckmarke werden die Faltelemente herausgeschaltet, die Produktzufuhr wird eingeschaltet, und die Faltklappen beginnen sofort, nämlich von selbst mit ihrer Einwirkung auf den Schlauch. Im Augenblick des Herausschwenkens der Faltelemente aus ihrer Wirkposition in ihren auseinandergefahrenen Zustand wird von dem einen Faltzustand des Schlauches in den anderen umgeschaltet, obwohl die Faltklappen keine besondere Steuervorrichtung benötigen. Vielmehr arbeiten diese während des gesamten Betriebes in derselben Weise voll durch. In der Anfangsphase haben sie nur keine Wirkung, weil der Schlauch von ihnen weggefaltet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Faltelement eine an einer Führung drehbar gelagerte Faltrolle ist, deren Drehachse parallel zur Schwenkachse der Faltklappe verläuft, und daß die Führung quer zum Schlauch vor- und zurückbewegbar angetrieben ist. Anstelle eines Faltfingers der vorn gerundet ist oder der vorn eine Faltrolle trägt, welche das Wirkende des Faltfingers darstellt, kann man auch vorsehen, an der Maschine einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder zu befestigen, dessen Kolben auf die Bearbeitungsstation hin bewegbar und von dieser zurückziebar ist. Wenn dann an dem vorderen freien Ende des Kolbens die erwähnte Führung angebracht ist, kann man die Faltrolle auf die Bearbeitungsstation hin bewegen und von dieser zurückziehen. Das Gleiche ist auch auf der bezüglich des Schlauches gegenüberliegenden Seite vorzusehen, so daß die beiden Faltrollen für den Wirkzustand enger zusammengefahren und für den Ruhezustand weit auseinandergezogen werden. Die jeweilige Faltrolle kann wieder ohne Totzeiten besonders direkt und über kurze Strecken wirken. Es treten die gleichen Vorteile ein, wie vorstehend erwähnt bei den Faltelementen erreicht werden. Die als Faltfinger ausgebildeten Faltelemente kann man herausschwenken, und die Faltelemente mit der drehbar gelagerten Faltrolle am vorderen Wirkende können quer zur Bewegungsrichtung des Schlauches und quer zum Schlauch direkt in Eingriff mit diesem vorgeschoben und wieder zurückgezogen werden.

Günstig ist es dabei, wenn erfindungsgemäß der Abstand der Wirkenden der Faltelemente voneinander a) im auseinandergefahrenen Zustand größer ist als der Durchmesser D des Schlauches und b) im zusammengefahrenen Zustand kleiner ist als die Breite B der im wesentlichen ebenen, der im Querschnitt winkelig eingefalteten Seitenwand benachbarten Seitenwand des eingefalteten Schlauches. Diese benachbarte Seitenwand wurde vorstehend bei einer speziellen Ausführungsform einer Quaderpackung als die schmale Seitenwand bezeichnet, während die im wesentlichen ebene andere Seitenwand die große, breite Seitenwand war. Die Breite B wird an der im wesentlichen ebenen Seitenwand gemessen, denn diese gibt die sogenannte Breite der späteren Packung vor.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen die Faltelemente auf im Querschnitt des Schlauches diametral gegenüberliegenden Seiten mittig an den Seitenwänden ein. Es handelt sich bei der quaderförmigen 1 Liter Milchpackung der vorstehend betrachteten Ausführungsform um die schmalen Seitenwände. Die Faltelemente berühren die anderen breiten Seitenwände der Verpackung nicht. Durch das mittige Eingreifen in die gegenüberliegenden schmalen Seitenwände verläuft die Bewegung der Faltelemente in etwa einer Ebene, welche ungefähr parallel zu der Ebene der beiden im wesentlichen ebenen breiten Seitenwände liegt.

Im Betrieb wird zunächst der leere Schlauch durch Längssiegeln gebildet und erhält einen im wesentlichen runden Querschnitt mit einer überlappenden Längssiegelnaht. In Transportrichtung gesehen ragen aufstromig von der Einrichtung zur Herstellung der Längssiegelnaht Füllrohreinrichtungen in den Schlauch, die bis kurz vor die Formrollen oder sogar zwischen diese ragen. Die Formrollen und auch die Dreh- bzw. Schwenkachsen der Faltelemente befinden sich aufstromig und bei der hier betrachteten vereinfachten Ausführungsform vertikal über der Quersiegeleinheit, welche den intermittierenden Transport des Verpackungsmaterialschlauches besorgt.

In der Anfahrphase muß zunächst der in beliebiger Höhe mit falsch positionierter Druckmarke eingeschobene Schlauch unten eine Quersiegelnaht erhalten, damit er dicht wird und sterilisiert werden kann. Sogleich werden die Faltelemente eingeschaltet und durch die Bewegung der Quersiegeleinheit eine Quersiegelnaht nach der anderen durch eine schmal gefaltete, kissenförmige oder auch schindelförmige Packung gelegt, die mit den Faltklappen nicht in Berührung gekommen sind. Nach wenigen Hüben, es können hierzu zwei Hübe bisweilen ausreichen, sitzt die Druckmarke an der richtigen Position. Mit anderen Worten liegen dann die Prägelinien in der richtigen Stellung zur Quersiegeleinheit, zum Beispiel zu deren Messer. Dann ist der Schlauch zu der Bearbeitungsstation, d.h. der Quersiegeleinheit, richtig eingestellt. Der Sensor erkennt dies an der Druckmarke und gibt ein Signal, welches zum einen die separaten Antriebe für die Faltelemente einschaltet, so daß diese in den auseinandergefahrenen Zustand geschwenkt bzw. bewegt werden, und gleichzeitig wird die Produktzufuhr eingeschaltet, damit das innerhalb des Schlauches wirkende Produkt gegen Faltungs- und Greifkräfte von außen gewisse Gegenkräfte entwickelt, durch welche die Faltung und Ausgestaltung der später gefüllten Packung erleichtert und verbessert werden.

Durch die beschriebenen Faltelemente und ihre Bewegungen dauert die Anfangsphase beim Einrichten des Schlauches in der Verpackungsmaschine wesentlich kürzer als bisher üblich, und es wird wesentlich weniger Abfallmaterial geopfert. Die befürchteten Beschädigungen des Schlauches durch die im Betrieb nicht abschaltbaren Faltklappen sind vermieden. Die gesamte Handhabung des leeren Verpackungsmaterialschlauches, einschließlich seiner Sterilisierung sind erleichtert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Bei diesen zeigen:

Figur 1: einen Ausschnitt aus einer Verpackungsmaschine im Bereich der Quersiegeleinheit, über welcher die als Faltfinger ausgestalteten Faltelemente angeordnet sind und auf den vertikal von oben nach unten laufenden, abgebrochenen Verpackungsmaterialschlauch einwirken,
Figur 2: eine Querschnittsansicht des zusammengefalteten Schlauches mit einwirkenden Faltfingern, über welchen die Formrollen angeordnet sind,
Figur 3: eine fertige, gefüllte Quaderpackung, deren Dreiecklaschen am Boden und der Oberwand horizontal noch herausstehen, wie die Packung vor der Endformung aussieht, perspektivisch,
Figur 4: vergrößert ein Faltfinger, mit seinem Antrieb und seiner Halterung, hier im auseinandergefahrenen Zustand (außer Eingriff),
Figur 5: eine vergleichbare Ansicht des Faltfingers wie in Figur 4, nur daß er hier in der zusammengefahrenen Lage (aktiviert) dargestellt ist,
Figur 6: den Antrieb des Faltfingers in seiner Position der Figur 4,
Figur 7: eine Seitenansicht des Faltfingers, wenn man in Figur 4 von links nach rechts blickt,
Figur 8: perspektivisch die Ausgestaltung des Faltfingers selbst ohne Antrieb und Halterung,
Figur 9: die Draufsicht auf zwei flachgelegte Schläuche für die Darstellung der Verschiebung der Druckmarke beim Anfahrbetrieb mit aktivierten Faltelementen (rechts) relativ zu dem flachgelegten Schlauch ohne Einwirkung von Faltelementen (links),
Figur 10: eine vergleichbare Ansicht des wieder als Faltfinger ausgestalteten Faltelementes wie in Figur 5, nur daß das Wirkende des Faltfingers hier mit einer Faltrolle versehen ist, und
Figur 11: eine weitere andere Ausführungsform des Faltelementes als an einer Führung horizontal hin- und herbewegbar angeordnete Faltrolle mit pneumatischem Antrieb.

In einer nicht näher dargestellten Verpackungsmaschine sollen aus einem Schlauch 1 Packungen 2 aus einem Verpackungsmaterial mit beidseitig mit Kunststoff beschichtetem Papier hergestellt werden.

Die in Figur 3 perspektivisch nach dem Füllen und Ausformen gezeigte Packung 2 hat eine Längssiegelnaht 3, im Boden 4 eine Quersiegelnaht 5 und im Oberboden 6 eine Quersiegelnaht 7. Der vorderen breiten Seitenwand 8 steht eine nicht sichtbare hintere breite Seitenwand gegenüber, und das Gleiche gilt auch für die linke schmale Seitenwand 9. Um die jeweilige Grundfaltlinie 10 ist jeweils eine dreieckförmige Lasche 11 umfaltbar, die in der Darstellung der Figur 3 noch nicht umgefaltet ist, sondern in der Ebene des Bodens 4 bzw. der Oberwand 6 horizontal heraussteht.

Die Faltung insbesondere von Boden 4 und Oberwand 6 der Packung 2 aus dem Verpackungsmaterialschlauch 1 mit kreisrundem Querschnitt aufstromig oben in Figur 1 (in Figur 2 strichpunktiert gezeichnet) erfolgt im wesentlichen durch die Quersiegeleinheit 12, die allgemein in Figur 1 dargestellt ist. Von dieser sind schematisiert in einem Rahmen 13 Quersiegelbacken 14 angedeutet, zwischen denen ein nicht dargestelltes Messer zum Durchtrennen des Schlauches 1 wirken kann. Oben an dem Rahmen 13 sind um Schwenkachsen 15 schwenkbare Faltklappen 16 angeordnet, deren Eingriffposition (im laufenden Normalbetrieb) in Figur 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, während die hochgeschwenkte Position strichpunktiert ist. Eine Korrektureinrichtung 17 ist rechts am Rahmen 13 der Quersiegeleinheit 12 befestigt und steuert die Faltklappen 16, d.h. mit dieser Korrektureinrichtung 17 kann die in Figur 1 sehr vereinfacht dargestellte Bewegung der Faltklappen 16 verlängert oder verkürzt werden. Dadurch kann mehr oder weniger Material bei der intermittierenden Bewegung des Schlauches 1 in Förderrichtung 18 vorgeschoben werden.

Aufstromig von der Quersiegeleinheit 12, d.h. entgegen der Förderrichtung 18 des Schlauches 1 befinden sich oberhalb die beiden hier als Faltfinger 19 ausgestalteten Faltelemente, von denen ein Faltfinger ohne seine Halterung und seinen Antrieb perspektivisch in Figur 8 dargestellt ist. Am Maschinenstativ 20 ist auf bezüglich dem Schlauch 1 diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Haltewinkel 21 angebracht, an welchem auf der Seite zum Faltfinger 19 und damit auch zum Schlauch 1 hin eine Halterung 22 und eine Seitenwand 23 befestigt sind. Letztere trägt oben die Schwenkachse 24, um welche der gebogene, stabförmige, längliche Faltfinger 19 schwenkbar an der Seitenwand 23 angelenkt ist. Auf demjenigen geraden Teil des Faltfingers 19, an welchem sich unten das abgerundete Wirkende 25 befindet, ist auf der dem Schlauch 1 abgewandten Seite ein Steg 26 angeschweißt. An diesem ist das eine Ende einer Zugfeder 27 gehalten, deren anderes Ende ebenfalls an der Seitenwand 23 befestigt ist. Außerdem ist an diesem Steg 26 eine Führung 28 festgelegt, die über eine Kolbenstange 29 die Verbindung mit einem Pneumatikzylinder 30 schafft. Dieser kann den Faltfinger 19 aus der in Figur 4 gezeigten auseinandergefahrenen Position entgegen der Kraft der Zugfeder 27 in die in Figur 5 gezeigte zusammengefahrene Position verschwenken. Beim Abschalten des Pneumatikzylinders bringt die Zugfeder 27 den Faltfinger 19 wieder in seine auseinandergefahrene Ruheposition.

Die Schwenkachse 15 der Faltklappe 16 liegt parallel zur Schwenkachse 24 des Lagers 31 des Faltfingers 19. Ebenfalls parallel zu der Schwenkachse 24 des Faltfingers 19 liegt aufstromig über dem jeweiligen Faltfinger 19 die Drehachse 32 der Formrolle 33. Ihre Gestalt und Stützfunktion geht am besten aus der Querschnittsdarstellung der Figur 2 hervor.

In Figur 9 ist links die Verpackungsmaterialbahn 34, d.h. der flach zusammengelegte Schlauch 1 gezeigt, wobei jeder Zuschnitt die Länge L hat, angefangen von der Schnittlinie 35 über die Prägelinien 36 am Oberboden, die Höhe H der eigentlichen Packung bis über die Prägelinien 37 des Bodens zu dessen Schnittlinie 38; dies für jeden Zuschnitt. Über alle Zuschnitte erstreckt sich die Längssiegelnaht 3, und jeder Zuschnitt trägt eine Druckmarke 39.

Ebenso wie bei flachgelegten Bahn 34 des Schlauches 1 ist auch bei der in Figur 9 rechts gezeigten Bahn 40 des flachgelegten Schlauches 1 die Förderrichtung durch den Pfeil 18 dargestellt und vertikal nach unten gerichtet. Die rechte Bahn 40 ist in kürzere Abschnitte der Länge I unterteilt, welches der Hub ist, mit welchem die Quersiegeleinheit 12 den Schlauch 1 in Förderrichtung 18 jeweils intermittierend vorbewegt. Während die Länge L des eigentlichen Zuschnittes von einer Schnittlinie 35 bis zur nächsten Schnittlinie 38 reicht, ist die Länge 1 kürzer und damit kleiner als L. Schneidet man aus der Bahn nicht Zuschnitte der späteren Packung 2 gemäß Figur 3 heraus wie bei der Bahn 34, sondern schneidet man die kissenartigen oder schindelartigen Abschnitte I der Bahn 40 aus, so daß die eine Schnittlinie 35 oben den Abstand I von der nächsten Schnittlinie 41 hat, dann kann man auf der gleichen Länge von vier Zuschnitten der linken Bahn 34 fünf der kleineren Abschnitte I der rechten Bahn 40 erhalten. Setzt man diese beiden Bahnen mit den unterschiedlich großen Abständen der Schnittlinien zueinander ins Verhältnis, dann zeigt der Vergleich der Figur 9, wie die Druckmarke 39 oben in beiden Bahnen gleich kurz über dem Zuschnitt liegt, beim nächstfolgenden Zuschnitt die linke Bahn 34 keine Veränderungen der Position der Druckmarke 39 zeigt, während bei der rechten Bahn 40 die Druckmarke 39 bereits ein Stück weit in dem in Transportrichtung 18 nächsten Zuschnitt liegt. Dieses Stück vergrößert sich von Abschnitt zu Abschnitt, wie man aus der rechten Bahn 40 der Figur 9 erkennt, wenn man die Druckmarken 39 rechts bezüglich der Schnittlinien 35, 41 vergleicht. Zum Beispiel ist der Abstand der Druckmarke 39 von der Schnittlinie 35 bei dem oben abgebrochenen Abschnitt von der kurzen Länge c, während schließlich in dem vorletzten Abschnitt der Abstand d beträgt (Doppelpfeil). Man sieht, wie man im Betrieb beim intermittierenden Bewegen des Schlauches 1 die Druckmarke 39 sehr schnell dahin schieben kann, wo sie zu der Quersiegeleinheit 12 richtig positioniert ist. In diesem Augenblick der richtigen Positionierung der Druckmarke 39 werden die Faltfinger 19, deren Wirkenden 25 gemäß Figur 1 im zusammengefahrenen Zustand den Abstand a haben, in Richtung der Kraft der Zugfeder 27 auseinandergezogen. Damit entfällt die in Figur 2 durch den Winkel α veranschaulichte mittige Einfaltung der schmalen Seitenwand 9. In Figur 2 ist diese Seitenwand durch die Einfaltung des Faltfingers 19 in zwei längliche Streifen 9a und 9b unterteilt. Man erkennt oberhalb des Streifens 9a die im wesentlichen ebene Seitenwand 8, die nämlich als gerader Strich dargestellt ist und den einen Schenkel des Winkel α bildet. Der Streifen 9a der benachbart angrenzenden Seitenwand 9 bildet den anderen Schenkel des Winkels α.

Figur 10 ist im Aufbau ähnlich der Figur 5. Das in Figur 5 gezeigte gerundete Wirkende 25 ist bei der Ausführungsform der Figur 10 allerdings anders ausgestaltet. Am unteren freien Ende des Faltfingers 19 ist nämlich eine Faltrolle 42 um eine Drehachse 43 frei drehbar angebracht. Die Steuerung des Faltfingers 19 erfolgt entsprechend der vorstehend beschriebenen Weise. Die Faltrolle 42 kommt aber anstelle des abgerundeten Wirkendes 25 mit dem Schlauch 1 in Berührung.

Figur 11 zeigt schließlich eine gegenüber Figur 10 abgewandelte Ausführungsform, bei welcher an der Führung 28 vorn links wieder die Faltrolle 42 frei drehbar vorgesehen ist. Die Drehachse 43 verläuft parallel zu der in Figur 11 nicht gezeigten Schwenkachse 15 der Faltklappe 16. Ein Blick auf Figur 1 läßt sogleich die Zuordnung der Teile und die Richtung der Achsen erkennen. Die Drehachse 43 liegt bei der Darstellung der Figur 11 senkrecht zur Papierebene (wie in Figur 10 die Achsen 43 und 24).

Wird die Kolbenstange 29 horizontal nach links quer zum Schlauch 1 vorbewegt, dann kommt die Faltrolle 42 mit ihrem Umfang in Wirkeingriff mit der äußeren Oberfläche des Schlauches

1. Es versteht sich, daß die gleiche Anordnung spiegelverkehrt auch auf der gegenüberliegenden Seite des Schlauches vorgesehen ist. Durch Zurückziehen der faltrolle 42 in Figur 11 nach rechts gelangt sie in außerbetriebliche Stellung.

Bezugszeichenliste

1: Schlauch
2: Packung
3: Längssiegelnaht
4: Boden der Packung
5: Quersiegelnaht
6: Oberboden der Packung
7: Quersiegelnaht im Oberboden
8: vordere, breite Seitenwand
9: schmale Seitenwand
9a,9b: Unterteilung der Seitenwand in zwei Streifen
10: Grundfaltlinie
11: dreieckige Lasche
12: Quersiegeleinheit
13: Rahmen
14: Quersiegelbacken
15: Schwenkachse der Faltklappe
16: schwenkbare Faltklappen
17: Korrektureinrichtung
18: Förderrichtung des Schlauches
19: Faltfinger (Faltelement)
20: Maschinenstativ
21: Haltewinkel
22: Halterung
23: Seitenwand
24: Schwenkachse
25: abgerundetes Wirkende
26: Steg
27: Zugfeder
28: Führung
29: Kolbenstange
30: Pneumatikzylinder
31: Lager des Faltfingers
32: Drechase der Formrolle
33: Formrolle
34: linke Verpackungsmaterialbahn
35: Schnittlinie
36: Prägelinien am Oberboden
37: Prägelinien des Bodens
38: Schnittlinie
39: Druckmarke
40: rechte Verpackungsmaterialbahn
41: Schnittlinie
42: Faltrolle (Faltelement)
43: Drehachse der Faltrolle 42

c: kurze Länge
d: Abstand Druckmarke-Schnittlinie
I: Hublänge
L: Zuschnittlänge

Claims

Vorrichtung zum Einrichten eines Schlauches (1) aus Verpackungsmaterial zu einer Bearbeitungsstation (12) in einer Verpackungsmaschine, in welcher aus einer bedruckten und mit Prägelinien (36, 37) versehenen Verpackungsmaterialbahn (34) ein im Querschnitt runder Schlauch (1) gebildet, durch Längssiegeln (3) verschlossen, gefüllt und in einer Quersiegeleinheit (12) ausgeformt und in Quaderpackungen (2) aufgeteilt wird, wobei die Quersiegeleinheit (12) zur intermittierenden Förderung des Schlauches (1) mit einstellbarem Hub (I) ausgestaltet und bezüglich des Schlauches (1) auf diametral gegenüberliegenden Seiten mit je einer um eine Schwenkachse (15) schwenkbaren Faltklappe (16) versehen ist und zum Abfühlen einer Druckmarke (39) ein Sensor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß aufstromig jeder Faltklappe (16) ein von dem Sensor gesteuert angetriebenes Faltelement (19, 42) angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Schlauch (1) auf eine Breite (B) etwa gleich der Breite (B) der fertigen Packung (2) derart einfaltbar ist, daß sich der Schlauch (1) von den Faltklappen (16) außer Eingriff befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltelemente (19, 42) symmetrisch den Schlauch (1) soweit einfalten, daß sich im Querschnitt zwischen der winkelig eingefalteten (9a, 9b) und der benachbarten ebenen Seitenwand (8) ein Winkel (α) von etwa 5° bis etwa 85°, vorzugsweise von etwa 15° bis etwa 70° und ganz besonders bevorzugt von etwa 30° bis etwa 60° ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltelement (19) ein länglicher und um eine Schwenkachse (24) schwenkbarer Faltfinger (19) ist, die an der Maschine befestigt und parallel zur Schwenkachse (15) der Faltklappe (16) angeordnet ist, und daß sich der Faltfinger (19) von seiner Schwenkachse (24) längs des Schlauches (1) bis vor die Quersiegeleinheit (12) erstreckt (Figuren 1 - 8).
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufstromig der Schwenkachse (24) jedes Faltelementes (19) eine Formrolle (33) freilaufend drehbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltfinger (19) an seinem abstromig von der Schwenkachse (24) angeordneten Wirkende (25) wenigstens auf der dem Schlauch (1) zugewandten Seite abgerundet ist (Figuren 1 - 8).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltfinger (19) an seinem abstromig von der Schwenkachse (24) angeordneten Wirkende (25) wenigstens auf der dem Schlauch (1) zugewandten Seite eine frei drehbare Faltrolle (42) trägt (Figur 10).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Faltelement (19, 42) einen eigenen, separat für sich ansteuerbaren Antrieb hat, vorzugsweise einen mit einer Zugfeder (27) zusammenwirkenden Druckluftzylinder (30).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltelement (42) eine an einer Führung (28) drehbar gelagerte Faltrolle (42) ist, deren Drehachse (43) parallel zur Schwenkachse (15) der Faltklappe (16) verläuft, und daß die Führung (28) quer zum Schlauch (1) vor- und zurückbewegbar angetrieben ist (Figur 11).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Wirkenden (25) der Faltelemente (19, 42) voneinander

a) im auseinandergefahrenen Zustand größer ist als der Durchmesser (D) des Schlauches (1) und

b) im zusammengefahrenen Zustand kleiner ist als die Breite (B) der im wesentlichen ebenen, der im Querschnitt winkelig eingefalteten Seitenwand (9a, 9b) benachbarten Seitenwand (8) des eingefalteten Schlauches (1).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltelemente (19) auf im Querschnitt des Schlauches (1) diametral gegenüberliegenden Seiten mittig an den Seitenwänden (9) eingreifen.