EP4086183B1

EP4086183B1 - Vorrichtung zum maschinellen verschliessen eines polymeren und/oder metallfreien verschlussbandstreifens sowie verwendung und betriebsverfahren hierfür

Info

Publication number: EP4086183B1
Application number: EP22164697.9A
Authority: EP
Inventors: Thomas Langer; Rainer Balsmeier
Original assignee: Ghd Georg Hartmann Maschinenbaugesellschaft mbH
Current assignee: Ghd Georg Hartmann Maschinenbaugesellschaft mbH
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2025-06-04
Anticipated expiration: 2042-03-28
Also published as: DE102021111885A1; EP4086183A1; EP4086183C0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen polymeren und/oder metallfreien Verschlussbandstreifen. Ferner betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für eine Vorrichtung zum maschinellen Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen polymeren beziehungsweise metallfreien Verschlussbandstreifen.
Es sind am Markt diverse Vorrichtungen zum maschinellen Verschließen eines Verschlussbandstreifens bekannt.
Die DE 26 47 598 A1 gibt eine Vorrichtung zum maschinellen Verschließen eines U-förmig vorgeformten Verschlussbandstreifens an. Der vorgeformte Verschlussbandstreifen wird hierbei zunächst in eine kistenförmige Aufnahme zugeführt. Zum Verschließen wird die Aufnahme mit dem Verschlussbandstreifen mit den Streifenenden voran von einem Stempel in eine senkenförmige Matrizenausnehmung eingepresst. Die Matrizenausnehmung ist hierbei verschwenkbar an einem Schwenkhebel ausgebildet, sodass der Verschlussbandstreifen nach dem Verschließen zur Entnahme freigelegt werden kann.
In der DE 82 13 191 U1 ist eine Vorrichtung zum maschinellen Verschließen eines Verschlussbandstreifens angegeben. Die Vorrichtung weist einen verschwenkbar ausgebildeten Tragarm auf, an dessen freiem Ende eine Stempeleinheit zum Abtrennen und Vorformen des Verschlussbandstreifens gehalten ist. Die Stempeleinheit umfasst einen Stempel sowie eine Stempelmatrize mit einer U-förmigen Ausnehmung. Das Abtrennen und Vorformen des Verschlussbandstreifens erfolgt hier, indem der Tragarm so weit verschwenkt wird, dass das Verschlussbandmaterial zwischen den Stempel und die Stempelmatrize eingeführt wird. Der Stempel wird dann in die Ausnehmung der Stempelmatrize eingefahren, wodurch der Verschlussbandstreifen abgetrennt und U-förmig vorgebogen wird. Das Verschließen des Verschlussbandstreifens erfolgt anschließend, indem in der Stempeleinheit der U-förmig vorgeformte Verschlussbandstreifen freigelegt und zwischen zwei auf gleicher Höhe an dem Tragarm zangenförmig verschwenkbaren Matrizenbacken, mit einander zugewandten und jeweils U-förmigen Matrizenführungsflächen, zusammengepresst wird.
Weiter offenbart US 2,722,001 A eine Vorrichtung zum maschinellen Verschließen eines Verschlussbandstreifens. Die Vorrichtung umfasst eine aus zwei zusammenführbaren Matrizenbacken gebildete Matrize sowie eine Stempeleinheit mit einem verfahrbaren Stempel. Der Stempel ist ausgebildet, den Verschlussbandstreifen in eine zwischen den Matrizenbacken ausgebildete Matrizenausnehmung einzupressen derart, dass der Verschlussbandstreifen, von Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken geführt, mit einander überlappenden Streifenenden in der Matrizenausnehmung verschlossen wird.
Den bekannten Vorrichtungen gemein ist, dass sie für das Verschließen von biegeflexiblen Verschlussbändern aus Metall beziehungsweise von Verschlussbändern mit von Kunststoff umspritzten Metalldrähten ausgebildet sind. Verschlussbänder dieser Art weisen durch ihre metallischen Komponenten eine geringe Sprödigkeit und demzufolge gute Umformeigenschaften auf, sodass beim Verschließen dieser Verschlussbänder eine geringe Ausbruchgefahr besteht und sie sich vergleichsweise prozesssicher verschließen lassen.
Nachteilig ist jedoch deren Einsatz im Lebensmittelsektor. Durch ihre metallischen Komponenten besteht die Gefahr, dass Metallteile des Verschlussbandstreifens in mit dem Verschlussbandstreifen zu verschließende Behältnisse mit Lebensmitteln eingebracht werden können. Es besteht daher im Lebensmittelsektor der zunehmende Wunsch, metallfreie Verschlussbänder zum Verschließen von mit Lebensmitteln gefüllten Behältnissen, beispielsweise von mit Brot, Keksen oder Nudeln befüllten Beuteln, einzusetzen. Metallfreie Verschlussbänder, insbesondere polymere Verschlussbänder aus Kunststoff, haben jedoch den Nachteil, dass ihr Verschlussbandmaterial vergleichsweise spröde ist und beim Verschließen zum Ausbrechen tendiert. Ein prozesssicheres Verschließen dieser Verschlussbänder ist daher mit den vorgenannten, am Markt erhältlichen Vorrichtungen nicht möglich. Zudem besteht beim Verschließen dieser metallfreien Verschlussbänder mit den vorgenannten, bekannten Vorrichtungen die Gefahr, dass der Verschlussbandstreifen aufgrund seiner erhöhten Sprödigkeit eine zu starke Biegebeanspruchung erfährt und jedenfalls lokal aufreißt beziehungsweise geschädigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die ein prozesssicheres, insbesondere ausbruchssicheres und rissfreies, maschinelles Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem polymeren beziehungsweise metallfreien Verschlussbandstreifen ermöglichen.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Demzufolge umfasst die Vorrichtung eine Stempeleinheit mit einem verfahrbaren Stempel und eine aus wenigstens zwei zusammenführbaren Matrizenbacken mit einander zugewandten Matrizenführungsflächen zur Führung des Verschlussbandstreifens geteilt ausgebildete Matrize, wobei die Matrizenbacken in einer Verwendungsstellung derart aneinandergelegt sind, dass zwischen den Matrizenführungsflächen eine seitlich und zum Stempel hin offene und im Wesentlichen U-förmige und/oder taschenförmige Matrizenausnehmung ausgebildet ist, wobei die Stempeleinheit dazu ausgebildet ist, den Verschlussbandstreifen mit zwei umgebogenen Streifenschenkeln U-förmig vorzuformen, und der Stempel den Verschlussbandstreifen mit den Streifenenden der umgebogenen Streifenschenkel voran zum Verschließen in die Matrizenausnehmung einpresst, wobei die Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken dazu ausgebildet sind, den Verschlussbandstreifen in der Matrizenausnehmung mit einander zugewandten und/oder überlappenden Streifenenden zu verschließen und wobei die Matrizenbacken jeweils wenigstens eine Seitenwange mit einer Führungsnocke aufweisen, wobei in der Verwendungsstellung der Matrizenbacken die Seitenwangen die Matrizenausnehmung jedenfalls abschnittsweise seitlich umgreifen und die Führungsnocken den Matrizenführungsflächen zugewandte Nockenführungsfläche aufweisen und die Führungsnocken derart in die Matrizenausnehmung eingreifen, dass die Streifenschenkel des Verschlussbandstreifens beim Umformen in der Matrize zwischen den einander zugewandten Matrizenführungsflächen und Nockenführungsflächen geführt sind.
Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen den Führungsnockenflächen und den Matrizenführungsflächen so gewählt, dass der Verschlussbandstreifen dazwischen im Querschnitt leicht zusammengepresst wird. Dadurch wird der Verschlussbandstreifen gewalgt beziehungsweise glattgezogen und lässt sich besser umformen.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die seitlich in die Matrizenausnehmung eingreifenden Führungsnocken den Verschlussbandstreifen beim Umformen in der Matrizenausnehmung hintergreifen. Der Verschlussbandstreifen ist insofern zwischen den die Matrizenausnehmung formenden Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken und den Nockenführungsflächen der Führungsnocken geführt beziehungsweise gestützt. Die maximal erforderliche Biegebeanspruchung des Verschlussbandstreifens kann hierdurch reduziert werden, wodurch vorteilhaft ebenso die Gefahr eines lokalen Aufreißens des Verschlussbandstreifens stark reduziert ist. Zudem ist der Verschlussbandstreifen durch die seitlich um die Matrizenausnehmung gelegten Seitenwangen vor einem seitlichen Ausbrechen aus der Matrizenausnehmung gesichert. Auf diese Weise ist ein ausbruch- sowie rissfreies und definiertes Verschließen beziehungsweise Umformen des polymeren beziehungsweise metallfreien Verschlussbandstreifens in der Matrizenausnehmung ermöglicht.
Kerngedanke der Erfindung ist es insofern, durch ein Eingreifen der Führungsnocken in die Matrizenausnehmung den Verschlussbandstreifen beim Verschließen beziehungsweise Umformen in der Matrizenausnehmung zwischen den Matrizenführungsflächen und den Nockenführungsflächen zu führen. Der Verschlussbandstreifen wird insofern beim Verschlussvorgang in der Matrizenausnehmung um den Führungsnocken herumgebogen beziehungsweise gewalgt, wodurch vorteilhaft die Biegebeanspruchung des Verschlussbandstreifens reduziert ist.
Als polymerer Verschlussbandstreifen wird im Sinne der Erfindung ein Verschlussbandstreifen aus einem Werkstoff mit einer Polymerstruktur und insbesondere ein Kunststoffverschlussbandstreifen bezeichnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenwangen der Matrizenbacken verstellbar ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, den Eingriff der Führungsnocken in die Matrizenausnehmung reversibel getaktet zu steuern und für das Verschließen in der Matrizenausnehmung bereitzustellen und insbesondere für eine Entnahme des verschlossenen Verschlussbandstreifens aus der Matrizenausnehmung beziehungsweise für ein Auseinanderfahren der Matrizenbacken aufzuheben.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind pro Matrizenbacke einander gegenüberliegend zwei Seitenwangen vorgesehen, die zangenförmig spreizbar beziehungsweise verschließbar sind. Hierdurch werden die Streifenschenkel in besonders zuverlässiger Weise beidseitig in der Matrize geführt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Seitenwangen der Matrizenbacken zum Spreizen beziehungsweise Schließen jeweils über eine an den Tragarmen gehaltene mechanische Hebelkinematik mit einem Stellmittel und vorzugsweise einem Stellzylinder wirkverbunden und die Matrizenbacken sind an jeweils um eine Schwenkachse zangenförmig verschwenkbaren und gleichlangen Tragarmen festgelegt. Die Matrizenbacken lassen sich somit für eine Entnahme des verschlossenen Verschlussbandstreifens auseinanderschwenken und zur Bereitstellung der Matrizenausnehmung aneinanderlegen. Dadurch können auch die Matrizenbacken reversibel getaktet gesteuert werden.
Beispielsweise könnten hierzu die Schwenkachsen der Tragarme über eine Nockenwelle, ein Zahnrad oder einen Riemen verbunden, von einem zentralen Antrieb der Vorrichtung angetrieben sein.
Die Seitenwangen weisen hierzu vorzugsweise einander gegenüberliegende Keilflankenvorsprünge mit sich in Richtung des Stempels schräg aufweitenden Keilflächen auf. Ein den Seitenwangen zugewandtes Ende der Hebelkinematiken ist durch eine Stellgabel mit einander zugewandten und sich in Richtung des Stempels schräg verjüngenden und korrespondierend zu den Keilflächen der Keilflankenvorsprünge geformten Gabelkeilflächen gebildet, wobei die Stellgabel derart auf die Matrizenbacken aufgesetzt ist, dass die Keilflächen und die Gabelkeilflächen aneinanderliegen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken jedenfalls abschnittsweise einen von einem zwischen den Seitenwangen vorgesehenen Ausnehmungskörper der Matrizenbacken beziehungsweise von wenigstens einer Seitenwange pro Matrizenbacke bereitgestellten Radiusabschnitt mit einem Radius auf. Jedenfalls der Radiusabschnitt der Matrizenführungsflächen ist von dem Ausnehmungskörper beziehungsweise von dem Ausnehmungskörper und wenigstens einer der in die Eingriffsstellung verbrachten Seitenwangen beziehungsweise von wenigstens einer der in die Eingriffsstellung verbrachten Seitenwangen bereitgestellt. Die Matrizenführungsflächen können demzufolge einteilig von dem Austauschkörper oder von einer der Seitenwangen je Matrizenbacke gebildet sein oder mehrteilig von dem Austauschkörper einerseits und einer oder beiden Seitenwangen je Matrizenbacke andererseits beziehungsweise von beiden Seitenwangen pro Matrizenbacke gebildet sein.
Der Ausnehmungskörper kann jeweils über ein lösbares Verbindungsmittel austauschbar an einem Matrizengrundkörper der Matrizenbacke gehalten sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann demzufolge für die Verarbeitung verschiedener Verschlussbandstreifengrößen beziehungsweise Verschlussbandmaterialien oder infolge auftretenden Verschleißes an den Matrizenführungsflächen mit geringem Aufwand umgerüstet werden. Der Radiusabschnitt der Matrizenführungsflächen ist einerseits formdefinierend für eine Verschlussform des verschlossenen Verschlussbandstreifens, andererseits dient er einem Entlanggleiten des Verschlussbandstreifens an den Matrizenführungsflächen bis die Verschlussform eingestellt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Führungsnocken auf Höhe des nicht von dem Stempel angefahrenen Führungsflächenabschnitts der Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken gehalten. Die Nockenführungsflächen der Führungsnocken weisen jedenfalls abschnittsweise einen zu dem Radius der jeweils zugewandten Matrizenführungsfläche korrespondierenden Nockenradius auf. Es ist insofern vorgesehen, die Führungsnocken auf Höhe eines Streifenabschnitts des Verschlussbandstreifens anzuordnen, welcher beim Umformen in der Matrizenausnehmung die höchste Biegebeanspruchung erfährt. Dies ist erfahrungsgemäß in den Streifenabschnitten der Fall, in denen ein Streifenboden des Verschlussbandstreifens in die Streifenschenkel übergeht. Der fertig verschlossene Verschlussbandstreifen kann in diesen Streifenabschnitten um bis nahezu 180° umgebogen werden, was in der Matrizenausnehmung kurz oberhalb eines maximal von dem Stempel angefahrenen Bereichs erfolgt. Die Nockenführungsflächen weisen bevorzugt einen Nockenradius auf, so dass sich der Verschlussbandstreifen beim Verschließen in der Matrizenausnehmung daran anschmiegen und entlanggleiten kann.
Nach der Erfindung weist die Stempeleinheit eine Stempelmatrize mit einer Stempelausnehmung, in welcher der Stempel geführt ist, auf, wobei die Stempeleinheit zur Vorformung des Verschlussbandstreifens ausgebildet ist und wobei die Stempelmatrize relativ zu dem Stempel verfahrbar ist.
Nach der Erfindung ist die Stempelmatrize der Stempeleinheit derart beweglich angeordnet, dass der Verschlussbandstreifen von einem Verschlussbandmaterial abtrennbar ist, indem eine an der Stempelmatrize vorgesehene erste Schneidkante relativ zu einer starr gehaltenen zweiten Schneidkante verfahrbar ist. Das Verschlussbandmaterial ist aus einer Bandausnehmung auf einer Höhe zwischen den Schneidkanten zuführbar und auf der Stempelmatrize abstützbar. Auf diese Weise können durch ein Verfahren der Stempelmatrize das Abtrennen und Vorformen des Verschlussbandstreifens gleichzeitig beziehungsweise in einem Arbeitsgang erfolgen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung ausgebildet, den Verschlussbandstreifen außermittig, das heißt mit zwei unterschiedlich langen Streifenschenkeln U-förmig vorzuformen. Hierzu ist das Verschlussbandmaterial in einer vorzugsweise senkrecht zu einer Stempelrichtung des Stempels orientierten Bandzuführungsrichtung derart zuführbar, dass ein freigelegtes erstes Streifenende des Verschlussbandstreifens in Bandzuführungsrichtung hinter die Stempelmatrize geführt ist und dass ein gegenüberliegendes, von dem Verschlussbandmaterial abzutrennendes zweites Streifenende des Verschlussbandstreifens bündig mit der Stempelmatrize abschließt. Da die beiden Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, wird somit der asynchron vorgeformte Verschlussbandstreifen derart in der Matrizenausnehmung verschlossen, dass der kürzere der beiden Streifenschenkel den längeren Streifenschenkel überlappt.
Bei einer angepassten Geometrie der Matrizenführungsflächen und einer abweichenden wechselseitigen Zuordnung der Matrizenbacken kann beim Verschließen des Verschlussbandstreifens der längere der beiden Streifenschenkel den kürzen überdecken.
Wenn die Vorrichtung alternativ dazu ausgebildet ist, das Verschlussbandmaterial mittig zuzuführen und den Verschlussbandstreifen synchron, das heißt mit gleich langen Streifenschenkel vorzuformen, wird der Verschlussbandstreifen in der Matrizenausnehmung mit einander zugewandten, sich nicht überlappenden Streifenenden verschlossen. Auch diese Ausführungsform der Vorrichtung ist nach der Erfindung grundsätzlich denkbar.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 10 auf. Demzufolge wird die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu verwendet, einen Beutelhals des gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen metallfreien Verschlussbandstreifen zu schließen.
Vorteilhaft ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verwendung im Lebensmittelsektor und zum Schließen von mit Lebensmitteln bestückten Beuteln möglich, da der Verschlussbandstreifen metallfrei ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart konzipiert, dass sie in bestehende Beutelverschlussmaschinen beziehungsweise Fertigungsstraßen als eine Austauscheinheit für eine bestehende Vorrichtung zum Verschluss von insbesondere metallhaltigen Verschlussbändern integriert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 11 auf. Demzufolge umfasst ein Betriebsverfahren für eine Vorrichtung zum maschinellen Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen polymeren beziehungsweise metallfreien Verschlussbandstreifen, insbesondere für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die folgenden Schritte:

Ein Verschlussbandmaterial für den Verschlussbandstreifen wird durch eine Bandzuführungsausnehmung zu der Stempeleinheit zugeführt und dann dort geklemmt und dann wird der Verschlussbandstreifen von dem Verschlussbandmaterial abgetrennt,
dann wird in der Stempeleinheit durch Verfahren einer Stempelmatrize relativ zu einem Stempel der Verschlussbandstreifen im Wesentlichen U-förmig vorgeformt,
dann wird der vorgeformte Verschlussbandstreifen zum Verschließen mit den Streifenenden voran von dem Stempel in eine aus zwei einander zugewandten Matrizenführungsflächen von in einer Verwendungsstellung aneinandergelegten Matrizenbacken gebildete Matrizenausnehmung eingepresst, wobei Führungsnocken, die an die Matrizenausnehmung jedenfalls abschnittsweise seitlich umgreifenden Seitenwangen der Matrizenbacken vorgesehen sind, seitlich in die Matrizenausnehmung eingreifen derart, dass der Verschlussbandstreifen zwischen den Matrizenführungsflächen und den Nockengleitflächen der Führungsnocken geführt ist,
dann werden die Seitenwangen derart bewegt, dass die Führungsnocken außerhalb der Matrizenausnehmung vorgesehen sind und
dann wird der verschlossene Verschlussbandstreifen aus der Matrizenausnehmung entnommen.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Führungsnocken beim Verschließen des Verschlussbandstreifens in der Matrizenausnehmung in Eingriff verbracht sind und seitlich in die Matrizenausnehmung eingreifen. Dadurch ist der Verschlussbandstreifen zwischen den Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken und den Nockengleitflächen der Führungsnocken geführt und wird während der Umformung in der Matrizenausnehmung um den Führungsnocken herumgebogen beziehungsweise gewalgt. Das Erreichen einer kritischen Biegebeanspruchung, die zu einem Ausreißen des Verschlussbandstreifens führen könnte, sowie ein Wegknicken des Verschlussbandstreifens zu einem Zentrum der Matrizenausnehmung ist durch den Eingriff der Führungsnocken verhindert. Die Seitenwangen bilden zudem einen jedenfalls abschnittsweisen seitlichen Verschluss der Matrizenausnehmung, sodass ein seitliches Ausbrechen des Verschlussbandstreifens während des Verschließens in der Matrizenausnehmung verhindert ist. Das Verschließen des Verschlussbandstreifens in der Matrizenausnehmung kann demzufolge prozesssicher ausgeführt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vor dem Einpressen des vorgeformten Verschlussbandstreifens in die Matrizenausnehmung die Seitenwangen der Matrizenbacken mit den Führungsnocken in eine Eingriffsstellung verbracht derart, dass die Führungsnocken seitlich in die Matrizenausnehmung eingreifen. Zwischen den Matrizenführungsflächen der Matrizenbacken und den Führungsnocken ist auf diese Weise ein Führungskanal für den zu verschließenden Verschlussbandstreifen ausgebildet. Ein Wegknicken des Verschlussbandstreifens in Richtung eines Zentrums der Matrizenausnehmung ist durch den Eingriff der Führungsnocken verhindert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Matrizenbacken vor dem Einpressen des Verschlussbandstreifens in die Matrizenausnehmung in eine Verwendungsstellung verbracht, in der die Matrizenbacken die Matrizenausnehmung ausbildend aneinandergelegt sind, und die Matrizenbacken werden nach dem Schließen des Verschlussbandstreifens in der Matrizenausnehmung in eine auseinandergefahrene Nichtverwendungsstellung verbracht. Vorteilhaft wird hierdurch die in der Verwendungsstellung geteilt ausgebildete Matrize nach dem Verschließen des Verschlussbandstreifens für dessen Entnahme geöffnet, indem die Matrizenbacken auseinanderschwenken.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden nach dem Verschließen des Verschlussbandstreifens in der Matrizenausnehmung und vor dem Auseinanderfahren der Matrizenbacken in die Nichtverwendungsstellung die Seitenwangen der Matrizenbacken aus der Eingriffsstellung, in der die an den Seitenwangen vorgesehenen Führungsnocken in die Matrizenausnehmung eingreifen, ausgeschwenkt in eine Nichteingriffsstellung, in der die Führungsnocken außerhalb der Matrizenausnehmung gehalten sind.
Die Nichteingriffsstellung der Seitenwangen ermöglicht es, die Matrizenbacken voneinander weg zu schwenken und den verschlossenen Verschlussbandstreifen zur Entnahme freizugeben.
Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Erfindungsgemäß beschriebene Merkmale und Details der Vorrichtung gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren und umgekehrt. So kann auf die Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Flachfalteinheit in einer Nichtverwendungsstellung,
Fig. 2: eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 mit der Flachfalteinheit in einer Verwendungsstellung
Fig. 3: eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4: eine Vorderansicht eines Ausbruchs der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 mit einem Stempel in einer Zwischenstellung,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht eines Ausbruchs der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 mit dem Stempel in einer Endlagenstellung,
Fig. 6: eine Detailansicht des Ausbruchs nach Fig. 5,
Fig. 7: eine erste perspektivische Einzelansicht einer ersten Matrizenbacke und einer darauf aufgesetzten ersten Stellgabel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 mit Seitenwangen der ersten Matrizenbacke in einer Nichteingriffsstellung,
Fig. 8: eine zweite perspektivische Einzelansicht der ersten Matrizenbacke und der ersten Stellgabel nach Fig. 7 mit den Seitenwangen in einer Eingriffsstellung,
Fig. 9: eine Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 7 mit den Seitenwangen in der Nichteingriffsstellung,
Fig. 10: eine Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 7 mit den Seitenwangen in der Eingriffsstellung
Fig. 11: eine perspektivische Einzelansicht der ersten Matrizenbacke und der ersten Stellgabel eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Seitenwangen in der Nichteingriffsstellung,
Fig. 12: eine erste Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 11 mit den Seitenwangen in der Nichteingriffsstellung,
Fig. 13: eine zweite Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 11 mit den Seitenwangen in der Eingriffsstellung,
Fig. 14: eine perspektivische Einzelansicht der ersten Matrizenbacke und der ersten Stellgabel eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Seitenwangen in der Nichteingriffsstellung,
Fig. 15: eine erste Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 14 mit den Seitenwangen in der Nichteingriffsstellung und
Fig. 16: eine zweite Draufsicht auf die erste Matrizenbacke und die erste Stellgabel nach Fig. 14 mit den Seitenwangen in der Eingriffsstellung.

Die Fig. 1 bis 10 geben ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Verschließen eines biegeflexiblen polymeren beziehungsweise metallfreien Verschlussbandstreifens 31 an.
Die Vorrichtung 1 umfasst als wesentliche Baugruppen einen Rahmen 34, eine Bandzuführungseinheit 23 zur Zuführung eines Verschlussbandmaterials 30 für den Verschlussbandstreifen 31, eine Stempeleinheit 7 zur Vorformung des Verschlussbandstreifens 31, sowie zwei an gegenläufig verschwenkbaren Tragarmen 12.1, 12.2 gehaltene Matrizenbacken 3.1, 3.2, die aneinandergeschwenkt eine Matrizenausnehmung 4 zum Verschließen des Verschlussbandstreifens 31 ausbilden.
Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 10 eine Flachfalteinheit mit zwei längsgestreckten Faltblechen 26.1, 26.2 auf. Die Faltbleche 26.1, 26.2 sind in den in Fig. 1 und Fig. 2 angegebenen Vorderansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Sie dienen bei einer Verwendung der Vorrichtung 1 zum Schließen eines Beutels mit metallfreien Verschlussbandstreifen 31 dazu, den in einer horizontalen Durchlaufrichtung D, beispielsweise mittels eines endlos umlaufenden Transportbands zugeführten Beutel flachzufalten, bevor er mittels einer Raffeinrichtung gerafft und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit dem Verschlussbandstreifen 31 geschlossen wird. Der Beutel, das Transportband sowie die Raffeinheit sind figürlich nicht dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt die Flachfalteinheit in einer Nichtverwendungsstellung, in der ein schwenkbar gehaltenes zweites Faltblech 26.2 gegenüber einem starr an dem Rahmen 34 festgelegten ersten Faltblech 26.1 weggeschwenkt ist. Die Faltbleche 26.1, 26.2 weisen zwei einander zugewandte, korrespondierend geformte Längskanten 27.1, 27.2 auf, wobei das erste Faltblech 26.1 fluchtend zu der Stempeleinheit 7 eine Senke 29 aufweist, welche eine Auflage für ein zu schließendes Beutelende des Beutels bildet. Fig. 2 zeigt die Flachfalteinheit in eine Verwendungsstellung verbracht. Das zweite Faltblech 26.2 ist hier zu dem ersten Faltblech 26.1 hingeschwenkt, wobei für den Beutel zwischen den Längskanten 27.1, 27.2 der Faltbleche 26.1, 26.2 ein Längsspalt 28 konstanter Höhe freigelassen ist.
Die beiden gleich langen Tragarme 12.1, 12.2 halten die Matrizenbacken 3.1, 3.2 in Fig. 1 in einer Nichtverwendungsstellung, in der die Matrizenbacken 3.1, 3.2 auseinandergeschwenkt sind. In Fig. 2 sind die Matrizenbacken 3.1, 3.2 in eine Verwendungsstellung verbracht und aneinander angelegt. Zum Verschwenken sind die Tragarme 12.1, 12.2 an einem den Matrizenbacken 3.1, 3.2 gegenüberliegenden Ende jeweils an eine Schwenkachse 13.1, 13.2 festgelegt. Die Schwenkachsen 13.1, 13.2 der beiden gleich langen Tragarme 12.1, 12.2 sind auf gleicher Höhe positioniert.
Das Verschlussbandmaterial 30 für den Verschlussbandstreifen 31 ist in Fig. 1 über einen Bandführungskanal 24 der Bandzuführungseinheit 23 durch eine Bandführung 41 mit nicht dargestellten Bandführungsrollen in einem Gehäuseinneren und mit einer Bandausnehmung in einer parallel zu der Durchlaufrichtung D orientierten Bandzuführungsrichtung B zugeführt worden. Das Verschlussbandmaterial 30 für den Verschlussbandstreifen 31 ist dabei auf einen Stempel 8 und einer Oberseite 37 einer Stempelmatrize 9 der Stempeleinheit 7 abgelegt worden.
In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erfolgt die Zuführung des für den Verschlussbandstreifen 31 vorgesehenen Verschlussbandmaterials 30 außermittig in Bezug auf den Stempel 8. Das bedeutet, dass ein freies erstes Streifenende 33.1 des Verschlussbandstreifens 31 mit einer größeren Distanz zum Stempel 8 abgelegt ist als ein abzulängendes zweites Streifenende 33.2 des Verschlussbandstreifens 31.
Der Stempel 8 und die Stempelmatrize 9 sind in einer senkrecht zu der Durchlaufrichtung D orientierten Stempelrichtung S relativ zueinander verfahrbar. Die Stempelmatrize 9 weist eine Stempelöffnung 10 auf, in welcher der Stempel 8 geführt ist. Zudem sind der Stempel 8 und die Stempelmatrize 9 über Führungslager 11 stabil geführt.
Nach der Zuführung wird das Verschlussbandmaterial 30 eingeklemmt. Die Vorrichtung 1 sieht hierfür einen Niederhalter 42 auf, welcher dem Stempel 8 gegenüberliegend an das Verschlussbandmaterial 30 aufgesetzt ist. Das Verschlussbandmaterial 30 wird insofern zwischen dem Stempel 8 und dem Niederhalter 42 eingeklemmt.
Anschließend wird der Verschlussbandstreifen 31 in der Vorrichtung 1 von dem zugeführten Verschlussbandmaterial 30 abgetrennt und vorgeformt. Dies geschieht, indem die Stempelmatrize 9 gegenüber dem Stempel 8 nach oben, das heißt in Richtung des Niederhalters 42 verfahren wird. An der Stempelmatrize 9 ist eine erste Schneidkante 22.1 vorgesehen, die beim Hochfahren eine zugewandt gegenüberliegende zweite Schneidkante 22.2 passiert, die starr an der Bandzuführung 41 gehalten ist. Der Verschlussbandstreifen 31 wird dabei von dem Verschlussbandmaterial 30 durchtrennt.
Gleichzeitig wird der Verschlussbandstreifen 31 durch das Hochfahren der Stempelmatrize 9 gegenüber einem zwischen dem Stempel 8 und dem Niederhalter 42 eingeklemmten Streifenboden 39 U-förmig umgeformt, indem zwischen dem Streifenboden 39 und Streifenenden 33.1, 33.2 des Verschlussbandstreifens 31 Streifenschenkel 32.1, 32.2 im Wesentlichen rechtwinklig gegenüber dem Stempel 8 umgebogen werden. Durch die außermittige Zuführung des Verschlussbandmaterials 30, sind die umgebogenen Streifenschenkel 33.1, 33.2 des Verschlussbandstreifens 31 nun unterschiedlich lang. Ein dem ersten Streifenende 33.1 zugeordneter erster Streifenschenkel 32.1 ist länger, als ein dem zweiten Streifenende 33.2 zugeordneter zweiter Streifenschenkel 32.2.
Die Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2 im Vollschnitt. Der Verschlussbandstreifen 31 ist nunmehr U-förmig vorgeformt. Zudem sind die Matrizenbacken 3.1, 3.2 in die Verwendungsstellung verbracht. Sie sind aneinandergelegt und bilden eine geteilte Matrize 2 aus. Die Matrizenbacken 3.1, 3.2 weisen einander zugewandte Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 auf, welche in der Verwendungsstellung eine Matrizenausnehmung 4 zum Verschließen des Verschlussbandstreifens 31 ausformen. Die Matrizenausnehmung 4 ist im Wesentlichen U-förmig und seitlich sowie nach unten, das heißt zu der Stempeleinheit 7 hin offen ausgebildet.
Zum jedenfalls abschnittsweisen seitlichen Verschließen der Matrizenausnehmung 4 weisen die Matrizenbacken 3.1, 3.2 seitlich jeweils zwei spiegelsymmetrisch und verschwenkbar ausgebildete Seitenwangen 5 mit Führungsnocken 6 auf einer gleichen Höhe auf.
Bevor der Verschlussbandstreifen 31 zum Verschließen in die Matrizenausnehmung 4 eingeführt wird, werden die Seitenwangen 5 aus einer Nichteingriffsstellung, in welcher die Führungsnocken 6 seitlich außerhalb der Matrizenausnehmung 4 gehalten sind, in eine Eingriffsstellung verbracht, in welcher die Führungsnocken 6 in die Matrizenausnehmung 4 eingreifen derart, dass Nockenführungsflächen 38 der Führungsnocken 6 den Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 zugewandt sind und zwischen den Führungsflächen 25.1, 25.2, 43 ein Führungskanal für den Verschlussbandstreifen 31 gebildet ist.
Das Verschwenken der Seitenwangen 5 erfolgt über an den Tragarmen 12.1, 12,2 gehaltene Stellzylinder 17.1, 17.2, die mit Hebelkinematiken 14.1, 14.2 und einer die Matrizenbacken 3.1, 3.2 umgreifenden Stellgabel 20.1, 20.2 wirkverbunden sind. Die Hebelkinematiken 14.1, 14.2 umfassen jeweils eine fluchtend mit den Stellzylindern 17.1, 17.2 verbundene Stellgabel 16.1, 16.2 und einen Schwenkhebel 15.1, 15.2. Die Schwenkhebel 15.1, 15.2 sind an einem oberen Ende der Tragarme 12.1, 12.2 verschwenkbar gehalten, wobei ein erstes Ende der Schwenkhebel 15.1, 15.2 mit den Stellgabeln 16.1, 16.2 und ein gegenüberliegendes zweites Ende der Schwenkhebel 15.1, 15.2 mit den Stellgabeln 20.1, 20.2 drehbar verbunden sind. Eine lineare Stellbewegung der Stellzylinder 17.1, 17.2 wird insofern über die Hebelkinematiken 14.1, 14.2 in eine lineare Auf- beziehungsweise Abwärtsbewegung der Stellgabeln 20.1, 20.2 übersetzt.
Die Übersetzung der Bewegung der Stellgabeln 20.1, 20.2 in eine Schwenkbewegung der Seitenwangen 5 erfolgt folgendermaßen: Die Stellgabeln 20.1, 20.2 weisen einander zugewandte und sich schräg nach unten verjüngende Gabelkeilflächen 21 auf. Die Seitenwangen 5 weisen einander gegenüberliegende Keilflankenvorsprünge 18 mit sich zu den Stellgabeln 20.1, 20.2 hin verjüngenden Keilflächen 19 auf. Die Stellgabeln 20.1, 20.2 sind derart auf die Seitenwangen 5 aufgesetzt, dass die Keilflächen 19 und die Gabelkeilflächen 21 aneinanderliegen beziehungsweise gegeneinander geführt sind. Die Seitenwangen weisen bevorzugt an einer den Matrizenbacken 3.1, 3.2 zugewandten Innenseite Innenkeilflächen auf, die parallel zu den Keilflächen 19 orientiert sind. Die Stellgabeln 20.1, 20.2 weisen einen zwischen den Gabelkeilflächen 21 gehaltenen Kegel mit einer korrespondierend zu den Innenkeilflächen verlaufenden beziehungsweise sich in Richtung des Stempels 8 aufweitenden Kegelfläche auf. Die Innenkeilflächen und die Kegelfläche sind analog zu den Keilflächen 19 und den Gabelkeilflächen 21 aneinandergelegt beziehungsweise gegeneinander geführt. Der Kegel und die Innenkeilflächen der Seitenwangen 5 sind figürlich nicht dargestellt. Ein Absenken der Stellgabeln 20.1, 20.2 bewirkt somit ein mechanisch zwangsgeführtes Zusammenschwenken der Seitenwangen 5. Ein Hochfahren der Stellgabeln 20.1, 20.2 bewirkt ein mechanisch zwangsgeführtes Ausschwenken der Seitenwangen 5.
Nachdem wie in Abbildung 3 dargestellt der Verschlussbandstreifen 31 U-förmig vorgeformt und die Seitenwangen 5 in die Eingriffsstellung verbracht worden sind, erfolgt ein Einpressen des Verschlussbandstreifens 31 in die Matrizenausnehmung 4. Hierzu wird der Verschlussbandstreifen 31 mit den Streifenenden 33.1, 33.2 der umgebogenen Streifenschenkel 32.1, 32.2 voran von dem Stempel 8 in die Matrizenausnehmung 4 eingepresst. Der Niederhalter 42 ist hierfür zuvor aus dem Bewegungsbereich des Stempels 8 herausgefahren worden.
Fig. 4 zeigt hierbei die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nach Fig. 1 im Ausbruch, mit dem Stempel 8 in einer Zwischenstellung, in welcher die Streifenschenkel 32.1, 32.2 abschnittsweise in die Matrizenausnehmung 4 eingefahren sind, der Verschlussbandstreifen 31 jedoch noch nicht verschlossen ist.
Eine weitere Ansicht eines Ausbruchs der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nach Fig. 1 gibt Fig. 5 an. Der Stempel 8 ist hier gegenüber der Zwischenstellung nach Fig. 4 in eine Endlage verbracht worden, das heißt der Verschlussbandstreifen 31 ist in die Matrizenausnehmung 4 eingepresst und verschlossen worden.
Die Seitenwangen 5 sind für ein besseres Verständnis in den Fig. 4 und Fig. 5 nicht dargestellt.
Fig. 6 gibt eine Detailansicht zu Fig. 5 mit Fokus auf die Matrizenausnehmung 4 und den verschlossenen Verschlussbandstreifen 31 an. Die vorderen Seitenwangen 5 sind hierbei aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass der Verschlussbandstreifen 31 wulstförmige Längskantenverstärkungen 40 an seinen Längskanten aufweist. Der verschlossene Verschlussbandstreifen 31 ist derart umgeformt, dass die Streifenenden 33.1, 33.2 einander überlappen, wobei der kürzere Streifenschenkel 32.1 den längeren Streifenschenkel 32.2 überlappt. Zur Erzielung dieser Formgebung weisen die Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 abschnittsweise jeweils einen Radius R1, R2 auf. Dabei sind die Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 jeweils zum Zentrum der Matrizenausnehmung 4 hin herzförmig ineinanderlaufend nach innen gekrümmt. Die den Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 zugewandten Nockenführungsflächen 38 der Führungsnocken 6 weisen einen korrespondierend zu dem Radius R1, R2 geformten Nockenradius auf. Ein Abstand zwischen den Führungsnockenflächen 38 und den Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 ist bevorzugt so gewählt, dass der Verschlussbandstreifen 31 jedenfalls im Bereich der Längskantenverstärkungen 40 dazwischen im Querschnitt leicht zusammengepresst wird. Auf diese Weise findet ein Walgen beziehungsweise Glattziehen des Verschlussbandstreifens 31 statt, welches die Umformung desselben beim Verschließen in der Matrizenausnehmung 4 begünstigt.
Vorliegend sind die Radien R1, R2 der Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 gleich groß. Dies ist bespielhaft. Alternativ können die Radien R1, R2 eine unterschiedliche Größe aufweisen.
Einzelansichten einer ersten Matrizenbacke 3.1 der beiden Matrizenbacken 3.1, 3.2 und einer darauf aufgesetzten ersten Stellgabel 20.1 der beiden Stellgabeln 20.1, 20.2 geben die Fig. 7 bis Fig. 10 an. Neben der bereits erläuterten Übersetzung der Bewegung der ersten Stellgabel 20.1 in eine Schwenkbewegung der Seitenwangen 5 durch die aneinandergelegten Keilflächen 19 und Gabelkeilflächen 21 ist darin ersichtlich, dass der mit einem ersten Radius R1 versehene Abschnitt der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 durch einen zwischen den Seitenwangen 5 vorgesehenen, auswechselbaren ersten Ausnehmungskörper 35.1 der Matrizenbacken gebildet ist, welcher über ein lösbares erstes Verbindungsmittel 36.1, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schraube, an einem ersten Matrizengrundkörper der ersten Matrizenbacke 3.1 gehalten ist.
Auch eine zweite Matrizenführungsfläche 25.2 einer zweiten Matrizenbacke 3.2 ist analog zu der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 der ersten Matrizenbacke 3.1 über einen zweiten Ausnehmungskörper 35.2 gebildet, der lösbar über ein zweites Verbindungsmittel 36.2 an einem zweiten Matrizengrundkörper der zweiten Matrizenbacke 3.2 gehalten ist. Die Vorrichtung 1 lässt sich somit schnell umrüsten, beispielsweise infolge eines Verschleißes der Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 oder zum Verschließen abweichend ausgeführter Verschlussbandstreifen 31.
Nachdem das Verschließen des Verschlussbandstreifens 31 in der Matrizenausnehmung 4 erfolgt ist, werden die Seitenwangen 5 der Matrizenbacken 3.1, 3.2 in die Nichteingriffsstellung ausgeschwenkt und die Matrizenbacken 3.1, 3.2 werden analog zu Fig. 1 über die Tragarme 12.1, 12.2 in die Nichtverwendungsstellung auseinandergeschwenkt. Das verschlossene Verschlussband 31 ist dadurch freigelegt und kann entnommen werden.
Die erste Matrizenbacke 3.1 und die darauf wie gehabt aufgesetzte erste Stellgabel 20.1 eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in den Fig. 11 bis Fig. 13 angegeben. Im Unterschied zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nach den Fig. 1 bis 10 wird die erste Matrizenführungsfläche 25.1 der ersten Matrizenbacke 3.1 hier sowohl von dem ersten Ausnehmungskörper 25.1 als auch von den beiden Seitenwangen 5 bereitgestellt. Die Seitenwangen 5 sind hierzu in die Eingriffsstellung zu verbringen.
Fig. 11 zeigt die erste Stellgabel 20.1 und die erste Matrizenbacke 3.1 in einer perspektivischen Einzelansicht, wobei die Seitenwangen 5 der ersten Matrizenbacke 3.1 in die ausgeschwenkte Nichteingriffsstellung verbracht sind. Die Seitenwangen 5 weisen zur Bereitstellung des Radiusabschnitts der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 an einander zugewandten Wangeninnenseiten jeweils einen Wangenvorstand 43 mit dem ersten Radius 1 auf.
Die Fig. 12 und Fig. 13 geben jeweils eine Draufsicht auf die erste Stellgabel 20.1 und die erste Matrizenbacke 3.1 nach Fig. 11 an, wobei die Seitenwangen in Fig. 12 in die Nichteingriffsstellung und in Fig. 13 in die Eingriffsstellung verbracht sind. Die Wangenvorstände 43 der Seitenwangen 5 sind zur Bereitstellung der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 in der Eingriffsstellung seitlich an den ersten Ausnehmungskörper 35.1 angelegt, derart, dass der erste Ausnehmungskörper 35.1 eine mittlere Teilfläche und die Wangenvorstände jeweils seitliche Teilflächen für die erste Matrizenführungsfläche 25.1 bereitstellen.
Die zweite Matrizenbacke 3.2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nach den Fig. 11 bis Fig. 13 ist bevorzugt analog zu der ersten Matrizenbacke 3.1 ausgebildet. Im Übrigen stimmt die Vorrichtung 1 nach den Fig. 11 bis Fig. 13 mit der Vorrichtung 1 nach den Fig. 1 bis Fig. 10 überein.
Die Fig. 14 bis Fig. 16 geben die erste Matrizenbacke 3.1 und die darauf aufgesetzte erste Stellgabel 20.1 eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 an. Die Vorrichtung 1 nach den Fig. 14 bis Fig. 16 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 nach den Fig. 1 bis Fig. 10 in der Ausgestaltung der Matrizenbacken 3.1, 3.2, wobei die erste Matrizenbacke 3.1 figürlich dargestellt ist und die zweite Matrizenbacke 3.2 hierzu weitestgehend analog ausgebildet ist. Im Übrigen stimmen die Vorrichtungen 1 überein.
Fig. 14 zeigt die erste Stellgabel 20.1 und die erste Matrizenbacke 3.1 in einer perspektivischen Einzelansicht, wobei die Seitenwangen 5 der ersten Matrizenbacke 3.1 in die ausgeschwenkte Nichteingriffsstellung verbracht sind. Die Fig. 15 und Fig. 16 geben jeweils eine Draufsicht auf die erste Stellgabel 20.1 und die erste Matrizenbacke 3.1 nach Fig. 14 an, wobei die Seitenwangen in Fig. 15 in die Nichteingriffsstellung und in Fig. 16 in die Eingriffsstellung verbracht sind.
Der Radiusabschnitt der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 wird hier ausschließlich von den beiden Seitenwangen 5 bereitgestellt. Ein erster Austauschkörper 35.1 ist nicht vorgesehen. Die Seitenwangen 5 weisen zur Ausbildung der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 an ihren einander zugewandten Wangeninnenseiten jeweils den Wangenvorstand 43 mit dem ersten Radius R1 auf.
Zur Bereitstellung der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 werden die Seitenwangen 5 wie gehabt in die Eingriffsstellung verbracht. Die Wangenvorstände 43, welche jeweils Teilflächen der ersten Matrizenführungsfläche 25.1 bereitstellen, sind dabei seitlich fluchtend aneinandergelegt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beschränkt. Insbesondere sind die dargestellten Komponenten hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander sowie in ihren Dimensionen und Formen in weiten Grenzen frei wählbar.
Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können die Matrizenbacken 3.1, 3.2 auch derart ausgebildet sein, dass die Matrizenführungsflächen 25.1, 25.2 jeweils von einer einzigen Seitenwange 5 bereitgestellt sind. Diese Seitenwange 5 weist dann einen über eine Breite der Matrizenführungsfläche 25.1, 25.2 hervorstehenden Wangenvorstand 43 mit dem Radius R1, R2 auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte zum maschinellen Betreiben der Vorrichtung 1 getaktet erfolgen. Die beweglichen Komponenten, insbesondere die Tragarme 12.1, 12.2, der Stempel 8, die Stempelmatrize 9, die Bandzuführungseinheit 23, der Niederhalter 42 sowie das zweite Faltblech 26.2 können hierzu mittels figürlich nicht dargestellter Riemen, Zahnräder, Zahnstangen, Nockenwellen beziehungsweise sonstiger Kraftübertragungsmittel aufeinander abgestimmt und zentral angetrieben werden.
Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sieht vor, dass die Vorrichtung 1 zum Schließen eines Beutels oder eines anderen schlauchförmigen Behältnisses mit metallfreiem Verschlussband 31 eingesetzt wird. Der Beutel kann hierbei zuvor mit Lebensmitteln, beispielsweise Nudeln, Keksen oder Brot, befüllt worden sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 verwendet werden, um mit Schrauben, Spielzeug oder anderen nicht essbaren Gegenständen gefüllte Beutel zu verschließen.
Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Claims

Vorrichtung (1) zum maschinellen Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen polymeren und/oder metallfreien Verschlussbandstreifen (31) umfassend
- eine Stempeleinheit (7) mit einem verfahrbaren Stempel (8) und

- eine aus wenigstens zwei zusammenführbaren Matrizenbacken (3.1, 3.2) mit einander zugewandten Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) zur Führung des Verschlussbandstreifens (31) geteilt ausgebildete Matrize (2),

- wobei die Matrizenbacken (3.1, 3.2) in einer Verwendungsstellung derart aneinandergelegt sind, dass zwischen den Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) eine seitlich und zum Stempel (8) hin offene und im Wesentlichen U-förmige und/oder taschenförmige Matrizenausnehmung (4) ausgebildet ist,

- wobei der Stempel (8) den Verschlussbandstreifen (31) mit den Streifenenden (33.1, 33.2) der umgebogenen Streifenschenkel (32.1, 32.2) voran zum Verschließen in die Matrizenausnehmung (4) einpresst,

- wobei die Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) dazu ausgebildet sind, den Verschlussbandstreifen (31) in der Matrizenausnehmung (4) mit einander zugewandten und/oder überlappenden Streifenenden (33.1, 33.2) zu verschließen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (7) dazu ausgebildet ist, den Verschlussbandstreifen (31) mit zwei umgebogenen Streifenschenkeln (32.1, 32.2) U-förmig vorzuformen,

- wobei die Matrizenbacken (3.1, 3.2) jeweils wenigstens eine Seitenwange (5) mit einer Führungsnocke (6) aufweisen, wobei in der Verwendungsstellung der Matrizenbacken (3.1, 3.2) die Seitenwangen (5) die Matrizenausnehmung (4) jedenfalls abschnittsweise seitlich umgreifen, wobei die Führungsnocken (6) den Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) zugewandte Nockenführungsflächen (38) aufweisen und wobei die Führungsnocken (6) derart in die Matrizenausnehmung (4) eingreifen, dass die Streifenschenkel (32.1, 32.2) des Verschlussbandstreifens (31) beim Umformen in der Matrize (2) zwischen den einander zugewandten Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) und Nockenführungsflächen (38) geführt sind und

- wobei die Stempeleinheit (7) eine Stempelmatrize (9) mit einer Stempelausnehmung (10), in welcher der Stempel (8) geführt ist, aufweist, wobei die Stempeleinheit (7) zur Vorformung des Verschlussbandstreifens (31) ausgebildet ist und wobei die Stempelmatrize (9) relativ zu dem Stempel (8) verfahrbar ist und wobei die Stempelmatrize (9) der Stempeleinheit (7) derart angeordnet ist, dass der Verschlussbandstreifen (31) von einem Verschlussbandmaterial (30) abtrennbar ist, indem eine an der Stempelmatrize (9) vorgesehene erste Schneidkante (22.1) relativ zu einer starr gehaltenen zweiten Schneidkante (22.2) verfahrbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwangen (5) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) verstellbar ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pro Matrizenbacke (3.1, 3.2) einander gegenüberliegend zwei Seitenwangen (5) vorgesehen sind, die zangenförmig spreizbar und/oder verschließbar sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenbacken (3.1, 3.2) an jeweils um eine Schwenkachse (13.1, 13.2) gegeneinander verschwenkbaren, gleichlangen Tragarmen (12.1, 12.2) festgelegt sind und dass zum Spreizen und/oder Schließen die Seitenwangen (5) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) jeweils über eine an den Tragarmen (12.1, 12.2) gehaltene mechanische Hebelkinematik (14.1, 14.2) mit einem Stellmittel und vorzugsweise einem Stellzylinder (17.1, 17.2) wirkverbunden sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwangen (5) einander gegenüberliegende Keilflankenvorsprünge (18) mit sich in Richtung des Stempels (8) schräg aufweitenden Keilflächen (19) aufweisen und dass jeweils ein den Seitenwangen (5) zugewandtes Ende der Hebelkinematiken (14.1, 14.2) durch eine Stellgabel (20.1, 20.2) mit einander zugewandten und sich in Richtung des Stempels (8) schräg verjüngenden und korrespondierend zu den Keilflächen (19) der Keilflankenvorsprünge (18) geformten Gabelkeilflächen (21) gebildet ist, wobei die Stellgabel (20.1, 20.2) derart auf die Matrizenbacken (3.1, 3.2) aufgesetzt ist, dass die Keilflächen (19) und die Gabelkeilflächen (21) aneinanderliegen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) jedenfalls abschnittsweise von einem zwischen den Seitenwangen (5) vorgesehenen Ausnehmungskörper (35.1, 35.2) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) und/oder von wenigstens einer Seitenwange (5) pro Matrizenbacke (3.1, 3.2) bereitgestellt sind und/oder dass die Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) einen Radiusabschnitt mit einem Radius (R1, R2) aufweisen und/oder dass jedenfalls der Radiusabschnitt der Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) von dem Ausnehmungskörper (35.1, 35.2) und/oder von wenigstens einer der in die Eingriffsstellung verbrachten Seitenwangen (5) bereitgestellt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnocken (6) auf Höhe des nicht von dem Stempel (8) angefahrenen Führungsflächenabschnitts der Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) gehalten sind und/oder dass die Nockenführungsflächen (38) der Führungsnocken (6) jedenfalls abschnittsweise einen zu dem Radius (R1, R2) der jeweils zugewandten Matrizenführungsfläche (25.1, 25.2) korrespondierenden Nockenradius aufweisen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussbandmaterial (30) aus einer Bandzuführungsausnehmung auf einer Höhe zwischen den Schneidkanten (22.1, 22.2) zuführbar und auf der Stempelmatrize (9) abstützbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ausgebildet ist, den Verschlussbandstreifen (31) außermittig, das heißt mit zwei unterschiedlich langen Streifenschenkeln (32.1, 32.2) U-förmig vorzuformen, und/oder dass das Verschlussbandmaterial (30) in einer vorzugsweise senkrecht zu einer Stempelrichtung (S) des Stempels (8) orientierten Bandzuführungsrichtung (B) derart zuführbar ist, dass ein freigelegtes erstes Streifenende (33.1) des Verschlussbandstreifens (31) in Bandzuführungsrichtung (B) hinter die Stempelmatrize (9) geführt ist und dass ein gegenüberliegendes, von dem Verschlussbandmaterial (30) abzutrennendes zweites Streifenende (33.2) des Verschlussbandstreifens (31) bündig mit der Stempelmatrize (9) abschließt.
Betriebsverfahren für eine Vorrichtung (1) zum maschinellen Schließen eines Beutelhalses eines gerafften Beutels mit einem biegeflexiblen polymeren und/oder metallfreien Verschlussbandstreifen (31), insbesondere für eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte:
- Verschlussbandmaterial (30) für den Verschlussbandstreifen (31) wird durch eine Bandzuführungsausnehmung an eine Stempeleinheit (7) zugeführt und dann dort geklemmt und dann wird der Verschlussbandstreifen (31) von dem Verschlussbandmaterial (30) abgetrennt,

- dann wird in der Stempeleinheit (7) durch Verfahren einer Stempelmatrize (9) relativ zu einem Stempel (8) der Verschlussbandstreifen (31) im Wesentlichen U-förmig vorgeformt,

- dann wird der vorgeformte Verschlussbandstreifen (31) zum Verschließen mit den Streifenenden (33.1, 33.2) voran von dem Stempel (8) in eine aus zwei einander zugewandten Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) von in einer Verwendungsstellung aneinandergelegten Matrizenbacken (3.1, 3.2) gebildete Matrizenausnehmung (4) eingepresst, wobei Führungsnocken (6), die an die Matrizenausnehmung (4) jedenfalls abschnittsweise seitlich umgreifenden Seitenwangen (5) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) vorgesehen sind, seitlich in die Matrizenausnehmung (4) eingreifen derart, dass der Verschlussbandstreifen (31) zwischen den Matrizenführungsflächen (25.1, 25.2) und den Nockengleitflächen der Führungsnocken (6) geführt ist,

- dann werden die Seitenwangen (5) derart bewegt, dass die Führungsnocken (6) außerhalb der Matrizenausnehmung (4) vorgesehen sind und

- dann wird der verschlossene Verschlussbandstreifen (31) aus der Matrizenausnehmung (4) entnommen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einpressen der vorgeformte Verschlussbandstreifen (31) in die Matrizenausnehmung (4) die Seitenwangen (5) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) mit den Führungsnocken (6) in eine Eingriffsstellung verbracht werden derart, dass die Führungsnocken (6) seitlich in die Matrizenausnehmung (4) eingreifen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenbacken (3.1, 3.2) vor dem Einpressen des Verschlussbandstreifens (31) in die Matrizenausnehmung (4) in eine Verwendungsstellung verbracht werden, in der die Matrizenbacken (3.1, 3.2) die Matrizenausnehmung (4) ausbildend aneinandergelegt sind, und dass die Matrizenbacken (3.1, 3.2) nach dem Schließen des Verschlussbandstreifens (31) in der Matrizenausnehmung (4) in eine auseinandergefahrene Nichtverwendungsstellung verbracht werden.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschließen des Verschlussbandstreifens (31) in der Matrizenausnehmung (4) und vor Auseinanderfahren der Matrizenbacken (3.1, 3.2) in die Nichtverwendungsstellung die Seitenwangen (5) der Matrizenbacken (3.1, 3.2) aus der Eingriffsstellung, in der die an den Seitenwangen (5) vorgesehenen Führungsnocken (6) in die Matrizenausnehmung (4) eingreifen, ausgeschwenkt werden in eine Nichteingriffsstellung, in der die Führungsnocken (6) außerhalb der Matrizenausnehmung (4) gehalten sind.