EP1340679B1

EP1340679B1 - Formschulter zur Herstellung von Dreiseiten-Siegelrand-Schlauchbeuteln

Info

Publication number: EP1340679B1
Application number: EP03003636A
Authority: EP
Inventors: Gunter Kurth; Heinrich-Stephan Möbs; Alexander Herd
Original assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Current assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 2002-03-02
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: US6813871B2; EP1340679A1; DE10217949A1; DE50300185D1; USD481744S1; US20030163979A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Formschulter zur Herstellung von Dreiseiten-Siegelrand-Schlauchbeuteln gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit solchen Formschultern werden die beiden Randbereiche einer der Formschulter zulaufenden Packstoffbahn gegen den Mittelteil der Bahn umgebogen und mit diesem längsversiegelt. Dadurch entstehen zwei zusammenhängende Schläuche, die nach getakteter Quersiegelung und Füllung mit einem geeigneten Werkzeug zum Längsschneiden getrennt oder in Längsrichtung perforiert werden, und zwar zwischen den beiden Längssiegelnähten. In der Regel sind dabei mehrere Formschultern unmittelbar nebeneinander angeordnet, über die die Streifen einer vorher entsprechend mehrfach längsgeschnittenen und entsprechend breiten Packstoffbahn einlaufen. In die Formschultern und die mit diesen erzeugten Schlauchstränge ragen entsprechend dimensionierte Füll- bzw. Formrohre ein.

Eine Formschulter der eingangs genannten Art ist bekannt und in Benutzung, für die allerdings kein druckschriftlicher Nachweis erbracht werden kann. Verwiesen werden kann jedoch auf die US-A-6,006,501, deren sogenante Formstation eine ähnliche Formschultergestaltung zum Gegenstand hat. Abweichend von der einleitend genannten Formschulter ist hierbei den schalkragenartigen Folienleitflächen nach der US-A-6,006,501 ein spezielles Formteil unmittelbar nachgeordnet, das einen über seine relativ geringe Länge gleichbleibenden Querschnitt aufweist, der in etwa dem einer Acht entspricht. Hierzu wird ergänzend auch auf die in Bezug auf die oben genannte US-A-6,006,501 wesentlichen älteren und vorveröffentlichten DE-A-27 30 169 und DE-A-29 32 236 verwiesen. Bei den Gegenständen der US-A-6,006,501 und der DE-A-29 32 236 ragen die Füllrohre von oben her in die Formschülter ein, und bei der DE-A-27 30 169 ragen die Füllrohre unterhalb einer sogenannten Umlenkeinrichtung in die gebildeten, aber noch offenen Schlauchhälften von der Seite her ein.

Bei der Formschulter der eingangs genannten Art hat sich herausgestellt, daß diese nur bei extrem dünnen und gut biegsamen Verpackungsfolien einigermaßen funktioniert, was auch für die Formschulter nach der genannten US-A-6,006,501 mit dem nachgeschalteten Formstück gelten dürfte, da sich hierbei die in das nachgeordnete Formstück von der Formschulter her schon doppelrohrfömig einlaufende Folie gewissermaßen schlagartig an den achtförmigen Querschnitt des Durchlaufkanales im Formstück anpassen muß. Der Durchlaufkanal an diesem speziellen Formstück entspricht dabei auch schon auf der Zulaufseite der Packstoffbahn dem gewünschten Endquerschnitt bzw. dem Auslaufquerschnitt.

Der Erfindung liegt, ausgehend von der Formschulter der eingangs genannten Art, demgemäß die Aufgabe zugrunde, diese dahingehend zu verbessern, daß schon vom Auflaufen der Folienbahn auf die Formschulter her unter Ausschluß unmittelbar nachgeschalteter Formstücke dafür gesorgt wird, daß schon von daher eine sukzessive Anpassung der Folienbahn an den zur Längssiegelung auslaufenden typischen Endquerschnitt des Folienschlauches erfolgt.

Diese Aufgabe ist mit einer Formschulter der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

Bevorzugt wird dabei die Ausführungsform, bei der sich sowohl die Rückwand als auch die hier sogenannten Kanalabdeckungen asymptotisch an das untere Ende des Schlitzes annähern. Eine solche asymptotische Annäherung ist dabei auf eine gedachte Längsmittelebene durch den Kanal bezogen. Bzgl. der asymptotischer Annäherung "auch von den Kanalseitenbereichen aus" sei darauf hingewiesen, daß die Breite des Kanales davon unbeeinträchtigt bleibt, d.h., die Breite des Durchlaufkanales in der Formschulter bleibt von oben bis unten gleich. Den erfindungsgemäßen Durchlaufkanal hat man sich dabei gewissermaßen als breitgequetschten Trichter vorzustellen, dessen beide Randbereiche jedoch keine zum Auslauf orientierte Konvergenz aufweisen.

Als besonders günstig hat sich eine Weiterbildung der Formschulter dahingehend erwiesen, daß in der Rückwand des Durchlaufkanales eine im Querschnitt trapezförmige Rampe ausgeformt ist, deren Querschnitte, mit einem Null-Querschnitt und einem Bruchteil der Breite der Folieneinlaufkante an dieser ansetzend, sich stetig in Höhe und der Basisbreite bis zum Ende des Schlitzes zumehmend vergrößern. Dies wird noch näher anhand einer entsprechend zeichnerischen Darstellung erläutert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht auch darin, daß die Folieneinlaufkante in Draufsicht eine in Richtung Foliendurchlaufkanal schwach konvex gewölbte Durchdringungskurve der Fläche der Rückwand und der Folienzulauffläche bildet. Diese zur Folieneinlaufkante führende Folienzulauffläche weist zur Folieneinlaufkante hin konvergierende und breiter werdende Seitenwandbereiche auf, die aus der Zülauffläche stetig ansteigend in die beiden seitlichen, abfallenden Folienleitflächen übergehen. Durch diese Ausbildung erfährt die Einlaufkante eine Umbildung zu einer gewissermaßen schwach geschwungenen Durchdringungskurve. Wie sich gezeigt hat, führt eine solche Form der Einlaufkante bereits in diesem Bereich zu einer besseren Anpassung der zulaufenden Folie an die Querschnittsform des Foliendurchlaufkanales in der Formschulter. Durch diese spezielle Kurvengestaltung der Einlaufkante, d.h., durch deren in Bezug auf den Durchlaufkanal schwach konvexe Erstreckung werden die Randbereiche der zulaufenden Folienbahn etwas stärker eingezogen. Dadurch werden die Randbereiche der Folienbahn besser an die stark konkaven Seitenrandwölbungen des Durchlaufkanales anpaßt, in deren Bereich sich die beiden Form- bzw. Füllrohre erstrecken und in deren Bereich bislang bei gerade Erstreckung der Folieneinlaufkante gewisse Fältelungen der Folie zu beobachten waren.

Unter Beibehaltung der vorerläuterten grundsätzlichen Maßgaben kann eine Ausführungsform ferner auch darin bestehen, daß der frontal gesehen keilförmige Ausschnitt und der Schlitz in Bezug auf die Mitte der Folieneinlaufkante asymmetrisch angeordnet sind. Dies führt zu einem Doppelschlauch, bei dem der eine einen größeren Querschnitt hat als der andere.

Ferner ist die Formschulter mit ihrem Foliendurchlaufkanal und den Kanalabdeckungen aus einem Block gebildet, in dem der Durchlaufkanal mit seiner erfindungsgemäßen Innenwandkontur mit geeigneten Mitteln (fräsen/erodieren) ausgeformt wird. Um diese Herausarbeitung des Durchlaufkanales aus dem Block möglichst einfach zu gestalten, ist dieser vorteilhaft durch eine in Durchlaufrichtung und zur Folieneinlaufkante parallel erstreckte Trennebene geteilt, was ebenfalls noch näher erläutert wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Formschulter und in Verbindung mit den beiden diese durchgreifenden Füllrohren wird der einer solchen Formschulter zulaufende Packstoffbahnstreifen schon von der Folieneinlaufkante aus stetig und ohne Verzug in die Endform des Doppelschlauches überführt. Nach Verlassen des Formstückes werden die an die Rückwand des Folienstreifens angelegten Folienstreifenränder mit der Rückwand in bekannter Weise längsversiegelt.

Die erfindungsgemäße Formschulter und vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt

FIG. 1: schematisch die Anordnung der Formschulter an einer nur gestrichelt angedeuteten Schlauchbeutelverpackungsmaschine;
FIG. 1A: im Schnitt einen mit einer Formschulter gemäß FIG.2 hergestellten Doppelschlauch;
FIG.1B: im Schnitt einen mit einer Formschulter gemäß FIG.3 hergestellten Doppelschlauch;
FIG.2: perspektivisch eine symmetrische Ausführungsform der Formschulter;
FIG.3: perspektivisch eine asymmetrische Ausführungsform der Formschulter;
FIG.4: die Formschulter nach Fig.3 in Vorderansicht;
FIG.5: die Formschulter nach Fig.4 in Seitenansicht;
FIG.6: die Formschulter nach Fig.4 in Ansicht von oben;
FIG.7: die Formschulter nach Fig.4 in Ansicht von unten;
FIG.8: die Formschulter nach Fig.4 in Ansicht von unten und in besonderer Ausführungsform;
FIG.9-11: Schnitte durch die Formschulter längs der Linien IX-IX, X-X, XI-XI in Fig.4;
FIG.12: eine besondere Ausführungsform der Formschulter;
FIG.12A: schematisch die Vorderansicht einer Schlauchbeutel-Maschine mit vier in Reihe angeordneten Formern;
FIG.13: eine weitere und bevorzugte Ausführungsform der Formschulter;
FIG.14: eine Draufsicht auf die Formschulter nach FIG.13;
FIG.15: stark vergrößert einen Schnitt durch die Formschulter längs Linie XV-XV in FIG.14;
FIG.16: stark vergrößert einen Schnitt durch die Formschulter längs Linie XVI-XVI in FIG.14;
FIG.17: schematisch drei Schnitte durch den Kanal der Formschulter senkrecht zur Rückwand zur Darstellung des Prinzips unterschiedlicher Annäherungen der Rückwand und der Vorderwände der Formschulter;
FIG.18: den mit dem Formschulter gemäß FIG.3 oder nFig. 13 gebildeten Doppelschlauch in Seitenansicht und
Fig.19: einen Schnitt durch den Doppelschlauch gemäß Fig.18 längs Linie XVIII-XVIII in FIG.17.

In der nachfolgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber statt Formschulter das kürzere Wort Former benutztz.
Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung des Formers 1 in einer nur gestrichelt angedeuteten Verpackungsmaschine, in der mittels des Formers 1 der von einer Rolle R abgezogene Folienstreifen FS in einen Doppelschlauch DS umgewandelt wird. Mit 100 ist ein Längssiegelwerkzeug und mit 101 ein Quersiegelwerkzeug bezeichnet. Form- und Füllrohre 13, die auch in Fig. 10 mit angedeutet sind, durchgreifen den Kanal 2 im Former 1.

Der getaktete Abzug des Folienstreifens FS von der Rolle R wird von den auf und ab beweglichen Quersiegelwerkzeugen 101 bewirkt. Von den Formrohren 13 und den gebogenen Seitenwänden 12 wird ein Durchlaufspalt 20 für die Folie gebildet.

Der Former besteht unter Verweis auf Fig.2 und Fig.3 aus einem blockartigen Formstück 1, in dem sich innen ein oben und unten offener Foliendurchlaufkanal 2 erstreckt. Die Former nach den Fig.2 und Fig.3 unterscheiden sich nur dadurch, daß mit dem Former nach Fig.2 ein symmetrischer Doppelschlauch (siehe Fig. 1A) und mit dem Former nach Fig.3 ein asymmetrischer Doppelschlauch (Fig. 1B) erzeugt wird.

Von der oberen Folieneinlaufkante 3 aus erstreckt sich die Rückwand 4 des Kanales 2 bis zur Auslauföffnung 5 (siehe Fig.7) des Kanales 2. Dieser Kanal 2 ist nach vorn durch zwei Kanalvorderwände 6 begrenzt. Die sich stetig an die Folieneinlaufkante 3 anschließenden Formkanten 7 der Vorderwände 6 definieren einen keilförmigen, in Foliendurchlaufrichtung P (siehe Fig.1) orientierten Ausschnitt 9, der in einem Schlitz 8 übergeht bez. ausläuft. Die Kanalvorderwände 6 sind dabei außenseitig in Form schalkragenartiger, am Schlitz 8 auslaufender Folienführungsflächen 10 ausgebildet, die sich stetig an entsprechende Folienführungsflächen 10' am Hauptkörper des Formers 1 anschließen.

Für einen solchen Former ist nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß von der Folieneinlaufkante 3 aus und von den Kanalseitenbereichen 12 aus die Rückwand 4 und die Innenflächen 11 der Kanalvorderwände 6 relativ zueinander zum unteren Ende des Schlitzes 8 hin in Foliendurchlaufrichtung sich asymptotisch annähernd ausgeformt sind.

Wie einleitend vorerwähnt, bestehen für eine solche Annäherung drei Möglichkeiten, was stark schematisiert in Fig.17 verdeutlicht ist. Bei der linken Ausführungsform nähern sich die Vorderwände 6 der vertikalen Rüclwand 4 an. Beim mittleren Beispiel nähert sich die Rückwand 4 an die vertikalen Vorderwände 6 an und beim rechten Beispiel, das bevorzugt wird, nähern sich die Rückwand 4 und die Vorderwände 6 gemeinsam aufeinander zu.

Beim in den Fig.4 bis 11 dargestellten asymmetrischen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Ausführungsform, bei der sowohl die Rückwand 4 als auch die Innenflächen 11 der Kanalvorderwände 6 sich gegenseitig bzw. sich einer gedachten, strichpunktiert in Fig.6 angedeuteten, vertikalen Mittelebene E asymptotisch annähern. Diese Annäherung wird dadurch erreicht, daß in der Rückwand 4 (siehe insbesondere Fig.9 bis 11) eine kleine, im Querschnitt trapezförmige Rampe 4' ausgeformt ist. Die Querschnitte dieser Rampe 4' vergrößern sich ausgehend von der Folieneinlaufkante 3 zumehmend. Die Rampe 4' setzt dabei mit einem Bruchteil der Breite B' (siehe Fig.4) der Folieneinlaufkante 3 an dieser an und nimmt stetig an Höhe H und Basisbreite B bis zum Ende des Schlitzes 8 zu. Bezgl. der größer werdenden Querschnitte der Rampe 4' wird auf die Fig.8 bis 11 verwiesen, in denen auch die Höhen und Breiten H, B und B' mit angegeben sind.

Der Former 1 ist mit seinem Foliendurchlaufkanal 2 und den Kanalvorderwänden 6, wie in den FIG.1,2 dargestellt, aus einem Block gebildet, der bspw. mittels CNC-Fräsen oder mittels Erosionsverfahren entsprechend programmgesteuert und insoweit identisch reproduzierbar herstellbar ist. Um dies zu vereinfachen, ist der Block 7 vorteilhaft durch eine in Durchlaufrichtung P und zur Folieneinlaufkante 3 parallele, vertikale Erstreckungsebene E' (siehe Fig. 8 bis 11) unter Ausbildung separater Kanalvorderwände 6 geteilt ausgebildet. Bezüglich einer solchen Aufteilung wird insbesondere auf Fig. 8 verwiesen.

Die vorerwähnten Herstellungsmethoden, von denen CNC-Fräsen bevorzugt wird, ermöglichen es im übrigen problemlos und vorteilhaft, die beim Durchlauf der Folienbahn von dieser berührten Flächen (Folienführungsflächen 10,10') des Formers mindestens im Auflaufbereich 13 des Blockes 7 mit einer noppen- bzw. waffeleisenartigen Oberflächenstruktur OS zu versehen, die in nur einem Teilbereich in Fig.2 mit angedeutet ist. Für diese Strukturierung genügen Tiefen im zehntel Millimeterbereich, um im ausreichenden Maße Sterilisationsmittel zwischen die Folienführungsflächen 10,10' und den Folienstreifen FS gelangen zu lassen, sofern die Schlauchbeutel unter Sterilbedingungen hergestellt werden müssen, was in der Regel der Fall ist.

Da die Anordnung mehrerer Former an Schlauchbeutelmaschinen dieser Art nebeneinander die Regel ist (siehe Fig. 12A), besteht unter Zugrundelegung einer solchen Blockausbildung die vorteilhafte Möglichkeit, die hinteren Blockteile BT solcher Former zu einem großen Block 7' zusammenzufassen, auf den die Kanalvorderwände 6 aufzuschrauben sind, wobei auch für diese, abgesehen von den an den beiden Rändern anzuordnenden, wiederum je zwei Vorderwände 6 zu einer Abdeckung 6' gemäß Fig. 12 zusammengefaßt werden können.

Unter Bezug auf die Fig. 13 bis 16 besteht eine vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform des Formes nach der vorliegenden Erfindung darin, daß die Folieneinlaufkante 3 in Draufsicht eine in Richtung Foliendurchlaufkanal 2 schwach konvex gewölbte Durchdringungskurve DK ist, die sich aus den Durchdringungen der Fläche der Rückwand 4 und der Folienzulauffläche 3' bildet. Die Folienzulauffläche 3' weist dabei, wie aus der Draufsicht der Fig. 14 ersichtlich, zur Durchdringungskurve DK hin konvergierende und breiter werdende Seitenwandbereiche 14 auf, die aus der Fläche 3' stetig ansteigend in die Folienführungsflächen 10' übergehen, wie dies in den Schnitten XV-XV und XVI-XVI der Fig.15, 16 dargestellt ist. Die vorbeschriebene Rampe 4' ist natürlich auch bei dieser Ausführungsform vorhanden.

Durch diese Ausbildung der Folieneinlaufkante 3 in Form einer konvex gewölbten Durchdringungskurve DK gemäβ der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß es bereits in diesem Bereich des Formers 1 zu einer besseren Anpassung des zulaufenden Folienstreifens FS an die Querschnittsform des Foliendurchlaufkanales 4 kommt. Die Randbereiche der zulaufenden Folie werden nämlich dadurch etwas stärker eingezogen, wodurch sich die Folie besser an die stark konkaven Seitenrandwölbungen des Durchlaufkanales 2 anpaßt. Sonst bei gerader Folieneinlaufkante 3 auftretende gewisse Fältelungen werden dadurch vermieden bzw. stark reduziert.

In den Fig.18 ist der Vollständigkeit halber ein Doppelbeutelstrang DS mit seiner Längssiegelnaht LS und seinen Quersiegelnähten QS dargestellt, wie er sich bei einem Former gemäß Fig.3,4 ergibt. Fig.19 stellt schließlich zwei ungleich breite Beutel dar, die sich nach Trennung längs der gestrichelten Linien T aus dem Strang gemäß Fig.18 ergeben.

Claims

Formschulter zur Herstellung von Dreiseiten-Siegelrand-Schlauchbeuteln, bestehend aus einem Formstück (1), in dem sich innen ein oben und unten offener, von Form und/oder Füllrohren (13) durchgriffener Foliendurchlaufkanal(2) erstreckt, von dessen oberer Folieneinlaufkante (3) aus sich die Rückwand (4) des Kanales (2) bis zur Auslauföffnung (5) des Kanales (2) erstreckt, der nach vorn durch zwei Kanalabdeckungen (6) begrenzt ist, deren sich stetig an die Folieneinlaufkante (3) anschließenden Formkanten (7) einen in einen in Foliendurchlaufrichtung orientierten Schlitz (8) übergehenden keilförmigen Ausschnitt (9) definieren, wobei die Kanalabdeckungen (6) aussenseitig in Form schalkragenartiger, am Schlitz (8) auslaufender Folienleitflächen (10) ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß von der Folieneinlaufkante (3) und von den Kanalseitenbereichen (12) aus die Rückwand (4) und die Innenflächen (11) der Kanalabdeckungen (6) relativ zueinander zum unteren Ende des Schlitzes (8) hin in Foliendurchlaufrichtung sich asymptotisch annähernd ausgeformt sind.
Formschulter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückwand (4) eine im Querschnitt trapezförmige Rampe (4') ausgeformt ist, deren Querschnitte, mit einem O-Querschnitt und einem Bruchteil der Breite der Folieneinlaufkante (3) an dieser ansetzend, sich stetig in Höhe (H) und der Basisbreite (B) bis zum Ende des Schlitzes (8) zunehmend vergrößern.
Formschulter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folieneinlaufkante (3) in Draufsicht eine in Richtung Foliendurchlaufkanal (2) schwach konvex gewölbte Durchdringungskurve (DK) der Fläche der Rückwand (4) und der Folienzulauffläche (3') bildet, welche Folienzulauffläche (3') zur Folieneinlaufkante (3) hin konvergierende und breiter werdende Seitenwandbereiche (14) aufweist, die aus der Fläche (3') stetig ansteigend in die beiden seitlich abfallenden Folienleitflächen (10) übergehen.
Formschulter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der keilförmige Ausschnitt (9) und der Schlitz (8) in Bezug auf die Mitte der Folieneinlaufkante (3) asymmetrisch angeordnet sind.
Formschulter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Formschulter mit ihrem Foliendurchlaufkanal (2) und den Kanalabdeckungen (6) aus einem Block (7) gebildet sind.
Formschulter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Block (7) durch eine in Durchlaufrichtung und zur Folieneinlaufkante (3) parallele Erstreckungsebene (B') unter Ausbildung separater Kanalabdeckungen (6) geteilt ist.
Formschulter nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Unterteile (BT) der Blöcke (7) zu einer Blockzeile (7') zusammengefaßt und auf diesem die separaten Kanalabdekkungen (6) angeordnet sind.
Formschulter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß bis auf die beiden äußeren Kanalabdeckungen (6) die anderen Kanalabdeckungen paarweise zu jeweils einer Kanalabdeckung (6') zusammengefaßt sind.
Formschulter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die beim Durchlauf der Folienbahn von dieser berührten Flächen der Formschulter mindestens im Auflaufbereich (13) des Blockes (7) mit einer noppenartigen Oberflächenstruktur (OS) versehen sind.