WO1997015496A1 - Vertikales form-füll- und siegelverfahren zur herstellung von fliessmittelpackungen - Google Patents

Vertikales form-füll- und siegelverfahren zur herstellung von fliessmittelpackungen Download PDF

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WO1997015496A1
WO1997015496A1 PCT/EP1996/003347 EP9603347W WO9715496A1 WO 1997015496 A1 WO1997015496 A1 WO 1997015496A1 EP 9603347 W EP9603347 W EP 9603347W WO 9715496 A1 WO9715496 A1 WO 9715496A1
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WO
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material web
sealing
filling
cross
sealing station
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/003347
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Pfuhl
Otto Trinkhaus
Steffen Marx
Thomas SJÖSTRAND
Original Assignee
Tetra Laval Holdings & Finance S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B41/00—Supplying or feeding container-forming sheets or wrapping material
    • B65B41/18—Registering sheets, blanks, or webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B9/00—Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/06—Enclosing successive articles, or quantities of material, in a longitudinally-folded web, or in a web folded into a tube about the articles or quantities of material placed upon it
    • B65B9/073—Enclosing successive articles, or quantities of material, in a longitudinally-folded web, or in a web folded into a tube about the articles or quantities of material placed upon it the web having intermittent motion

Definitions

  • the invention relates to a vertical form-filling and sealing process for the production of flow packs made of flexible, sealable material, which is unwound from a roll as a flat material web, double-layered and formed by longitudinal sealing into a tube, which is conveyed downwards in an approximately vertical direction and is filled and from which packaging is produced and separated under cross sealing and separating.
  • Known form-filling and sealing processes have long been used in machines to fill and pack milk, fruit juices, sauces and dips (ketchup, mayonnaise, mustard).
  • the material web made of synthetic, thermoplastic is unwound from the roll and pulled over a triangle or a shaping die and shaped and welded in the manner described at the beginning. This shaped tube is pulled vertically downwards to the filling station.
  • the weight of the filled volumes is held by the thermoplastic material web and hosts a slight elongation of the web. This expansion due to the weight of the filling material can be neglected, especially since a tubular, smooth tube is produced and held over the transverse sealing devices. The bag is sealed from this smooth tube.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method with the features of the type mentioned at the outset, with which larger packs of, for example, more than 1 liter of content can be produced in a simpler manner, the new method being carried out independently of the stretching behavior of the material web used can be.
  • This object is achieved according to the invention in that the material web is processed along a processing line approximately vertically above the transverse sealing station and is stretched substantially over its entire approximately vertical processing line in the longitudinal direction, a photo mark on the material web being brought into an exact position to a photo cell .
  • the novelty of the invention is the arrangement of an approximately vertical processing line above the station in which the transverse sealing takes place. This way you can use the new one Process also process the material web in various ways before cross-sealing, for example provided with a separate pouring device, which is preferably even provided with a reclosable cap.
  • the invention provides a photo mark on the material web and brings it into an exact position in relation to a photo cell.
  • the material web is tensioned by pulling it upwards at the upper end of the approximately vertical processing line until the photo mark is correctly positioned and then holding it while it hangs freely below and kept taut by the weight of the filling material becomes.
  • This is a first alternative to the clamping process, in which the weight of the product is used for clamping. So that the processing along the processing line takes place at exactly the right positions, the photo mark on the material web must be positioned exactly in front of the photo cell. According to the proposal described here, this is expediently achieved in that after pulling the web forward by approximately the length of a pack height, the web is pulled back upwards at its vertically upper end in the opposite direction until the photo mark is exactly positioned.
  • the machining tools can engage the material web at the correct point along the processing line, even if several work stations lie one above the other in the vertical web transport direction.
  • the material web can, for example with feed rollers arranged at the top can be retracted in the cross sealing station without the intervention of tools, regardless of where the cross sealing station is in a vertical position.
  • the cycle time of the machine is shorter.
  • the material web is tensioned in that it is held stationary in the transverse sealing station at the bottom and is then pulled upwards at the upper end of the approximately vertical processing line until the photo mark is correctly positioned and then held.
  • the trailing of the material web is always correctly positioned to the various work stations, regardless of whether the tube formed from the material web below is filled or empty.
  • the holding of the material web at the bottom by the cross sealing station has the advantage that there is no fear of the material web hose swinging or swinging.
  • the measures according to the invention allow the individual processing stations to be positioned exactly relative to the transverse sealing station, relative to one another and also relative to the separating seam.
  • the processing of the stationary material web begins in its tensioned state and that the bottom packaging is then separated.
  • the separation can take place next to or in connection with the transverse sealing and takes place regardless of the moment when the tension is ended, because the separation takes place vertically and vertically under the transverse sealing of the lower end of the filled hose, which is still clamped. It is important that the material web is held stationary by the clamping at the bottom and the holding force vertically at the top and that the machining takes place along the above-mentioned machining path during this clamping state. Then the machining tools engage the material web at exactly the right position.
  • the web stretch is essentially influenced in particular by the tensile force profile of the web feed, the weight of the filled volume and the mechanical properties of the material web.
  • the different processing of the material web along the processing line mentioned also change the stretching of the material web, for example the sealing of a pouring opening.
  • the use of different material thicknesses for the material web has a significant influence on the elongation behavior. However, tolerance deviations in the material thickness of the same material web used can also lead to different elongation lengths.
  • the material web is clamped in a vertical intermediate layer by the transverse sealing station before filling and, after this clamping, is conveyed approximately vertically upwards into an upper end position.
  • the transverse sealing station can therefore preferably be moved vertically up and down, namely from a so-called lower end position, which is reached after pulling (pulling down) the material web, up into an intermediate position and, after temporarily remaining in this position, further up into said upper end position.
  • This up and down movement of the cross sealing station results in the vertical transport of the material web in the web direction downwards by approximately one pack height, and the lower end of the material web located in the cross sealing station is lifted from the intermediate position into the upper end position, and on the other hand also the relative movement between the material web and the cross sealing station when the clamping is released from the lower end position into the intermediate position.
  • the filling takes place in the vertical intermediate layer. Before this filling, the web is pinched by the cross sealing station according to the invention.
  • the subsequent vertical lifting of the lower end of the material web located in the cross sealing station after clamping results in relief and support up to the upper end position and also in this position until support parts in the cross sealing station are disengaged from the web again.
  • the cross sealing station moves from the intermediate layer with the material web clamped into the upper end position and thus advantageously counteracts the weight of the filled volume. This allows the material hose to bulge out, and stresses on the work stations above it in the processing line are reduced.
  • the material web is at least partially supported from below to relieve it during the filling and before the sealing of the longitudinal sealing seam and / or the closure.
  • Such support parts can, for example, be configured as packing supports, which are located below the cross sealing station.
  • the cross sealing station absorbs the additional weight caused by the product.
  • shaped sheets arranged above the transverse sealing station as additional support parts, it is also advantageously possible to assist the bulging of the hose during filling. This in turn reduces the fill level in the hose.
  • the upward movement of the cross sealing station into the upper end position while filling prevents undesired stretching of the material web in the area of the processing line. In particular, this prevents the material web from being pulled out of the upper workstations located on the processing line by the weight of the filled volume, or from the functioning of the processing being impaired by uncontrolled web stretching.
  • the material web is filled and deformed in the region of the lower end of the processing section.
  • the positioning of the material web can be given priority, followed by the shaping and filling of the packaging.
  • the material web is cross-sealed after being deformed and is transported approximately one pack height downwards vertically into the lower end position of the cross-sealing station.
  • the material web is preferably deformed on the processing line.
  • a fold-in for the attachment of a closure can take place, the clamping beginning, that is to say clamping parts of the cross-sealing station come into engagement with the material web. This takes place when the cross sealing station has reached the intermediate layer.
  • the counter-movement of the cross sealing station into the upper end position takes place counter to the weight, which is at least partially compensated.
  • the material web is then transported vertically to the lower end position with the movement of the cross sealing station, regardless of the web tension.
  • the material web is constantly drawn to the same length on the approximately vertical processing line. With this train the material web is transported through the cross sealing station. Because the material web is always drawn to the same length and also stretched, the process is independent of the web tension. The process can be carried out on the material web with both filling material and empty without filled product. This has a particularly favorable effect when starting a machine or after starting after an emergency stop.
  • the packaging is upside down in one Admission. If a bag pack with an upper side is to be produced by the method according to the invention, which has a greater height in the area of the pouring opening than at the rear at the opposite end of the upper side, it is expedient to arrange the receptacle inclined to the horizontal. If, with the method according to the invention, the package is then finished with the top face down, the level of the product can advantageously be set parallel to the bottom seam. The bottom seam is then assumed to be horizontal. The level of the contents, for example the liquid level, can then be set higher with the consequence of a greater degree of filling or a smaller head space if the package is later taken upside down again
  • Machining a material web is often associated with interventions, clamping and holding the material web. So if at least some workstations have engaged the web, the web of material is already fixed by them. After at least one work station of this type has been closed in the processing line, the engagement and clamping of the material web can be released by the cross sealing station. Then the filled package is also expediently separated downwards, and then the cross sealing station moves upwards again by the height of a package into the intermediate layer, in which the clamping takes place again, etc. The filling only begins immediately after this clamping, and during the Filling process moves the cross sealing station in the manner described above from the intermediate layer further up to the upper end position and thus counteracts the weight of the filled volume in the material web. The entire control follows a certain cycle, which can be considered complete when the cross sealing station has reached its lower end position and has pulled the material web down so that new process measures can be carried out on the processing line.
  • the positioning of the material web for all processing units takes place simultaneously and in parallel.
  • the processing units can advantageously be installed in a fixed position and do not need to have their own drive for positioning. This not only makes it much easier to carry out the process, but also technically simpler machines can be built.
  • shaped sheets are provided above the cross-sealing station on both sides of the material web, which are connected to the cross-sealing station and thereby to it are movable, you can support the bulging of the lower part of the tubular material web in a controlled manner during and after filling. Bulging increases the volume of the hose end of the material web. This leads to a lowering of the fill level in the tubular material web and in this way advantageously enables a more compact, because shorter, design of a form-filling and sealing machine to carry out the described method.
  • FIG. 1 schematically, the vertical sectional view across the double-layer material web hose, with processing stations and other parts of a machine being indicated schematically
  • FIG. 2 a view similar to that in FIG. 1, but with the surface of the side
  • FIG. 3 is a time diagram with various processing steps and process steps in temporal relationships to one another
  • FIG. 4 is an example of a loot pack that can be produced by the method according to the invention and with the machine indicated in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 An eluent pack produced, for example, with the mold filling and sealing process described here is shown in FIG. 4 and generally designated 1.
  • This packaging 1 is also shown separated in a receptacle 2 at the vertically lower end of the machine according to FIGS. 1 and 2.
  • the packaging 1 is manufactured with its top 3 downward and shown in the figures.
  • the top floor area is closed but still unformed.
  • a cross seal that is not expressly specified runs in the middle across the bottom from the front of the package to the back.
  • the top 3 of the packaging 1 has a gripping tab 4 with finger gripping openings 5.
  • a closing device 6 which is made of plastic and is applied to the material web 7 from the outside.
  • the closing device 6 is resealable by a screw cap 6 '.
  • a machine is used for the production of such a packaging 1, which is shown schematically in FIGS. 1 and 2
  • the material web 7 made of flexible, sealable material, for example a thermoplastic, is fed intermittently in the direction of arrow 9 from a supply roll (not shown) via feed rollers 8 (feed direction 9).
  • a dancer roll 10 compensates for length changes and fluctuations due to the intermittent operation.
  • the material web 7 is then deflected by the feed roller 11 into a vertical processing section 12, the length L of which is measured from the feed roller 11 at its upper end to the transverse sealing station 13 at its lower end.
  • the cross sealing station 13 is in two parts, namely built on both sides of the material web 7.
  • the cross sealing station 13 has packing supports 14 at the bottom and shaped sheets 15 at the top, which are each fastened to the cross sealing station 13. Therefore, the packing supports 14 and the shaped sheets 15 move together with the transverse sealing station 13 in the vertical direction upwards and downwards, as shown at the bottom left in FIG. 1: namely from a lower end position 16 according to arrow 17 vertically up to the intermediate layer 18; from this according to arrow 19 into the upper end position 20 and from there according to arrow 21 vertically downwards back into the lower end position 16.
  • the horizontal arrows 22 on the packing supports 14 mean that the latter can be pushed horizontally along a guide rod 23 to support the packaging 1 in its area.
  • the pack supports 14 can also be pulled apart in the outward direction against the arrow direction 22 in order to release the lower pack in the position shown in FIG. 2, so that it can be separated by the station 13 and can fall down into the receptacle 2.
  • the horizontal arrows 24 in FIG. 1 mean that the two parts of the transverse sealing station 13 can move horizontally towards the material web 1 and can also move again after the movement has been reversed, in order to pinch the material web 1, to provide it with transverse sealing seams, to separate it and to release it.
  • the feed roller 11 has a special drive, by means of which it can pull the material web 7 back upwards in the direction of the curved arrow 25, a little further, counter to the general vertical transport direction.
  • a clamping and punching unit 26 is located at a vertical distance below the feed wedge 11, with the aid of which the material web 7 is clamped in the upper region of the processing section 12 and is punched out in a semicircle to form the cut 27 into which hole later the closing device 6 is attached. Under the semicircular cut 27, an additional cut 27 'can be provided through this unit for folding. In FIG. 2, these sections 27 and 27 'are shown on the left edge of the material web 7.
  • a photo mark 28 is located on its right edge. This is indeed on each section of the material web 7, from which a packaging is later formed, it is shown in FIG Figure 2 but only two photo marks 28 shown on the processing line 12.
  • a photo cell 29 is indicated under the clamping and punching unit 26, which receives signals from the photo mark 28 and contributes to the control.
  • a second photo cell 30 is at a vertical distance below the first photo cell 29 and below the unit for welding, generally designated 31 the closing device 6 is arranged
  • This unit 31 for welding the closing device 6 has a welding device 32 and an anvil 33 which, when moving together, connect the closing device 6 to the material web in a manner as shown in FIG. 2 on the left edge of the material web 7 next to the welding device 32.
  • the upper photocell 29 is intended for repositioning, the lower photocell 30 for the feed control.
  • the feed takes place vertically downwards in the direction of the processing section.
  • the material web 7 is namely folded twice by folding along a longitudinal fold line. This longitudinal fold line is located in FIG. 2 in the left edge of the material web 7, while the right edge is therefore open, that is to say has two web edges one above the other. It is not always a matter of course that these edges of the material web 7 lie exactly one on top of the other, especially since the unit 31 exerts tensile stresses on the material web 7 when the closing device 6 is welded in.
  • the web edge control 34 With the help of the web edge control 34, a possible error is corrected in any case and it is ensured that both material edges largely come to rest exactly on one another when the material web 7 is guided intermittently through the vertical processing
  • the folding unit for the closing device 6 is shown at 35, together with devices for fixing by a sealing seam.
  • the left edge of the material web 7 is given the shape shown in FIG. 2, for example indicated by the arrow 36.
  • This arrow 36 shows only on the closing device 6 with the fixed folding.
  • the filling tube 37 projects into the material web 7 and between the two layers of the web 7 in the lower half of the processing section 12.
  • This filling tube extends to just above the transverse sealing station 13 and below the device 38 for the Longitudinal sealing, by means of which the lower hose end of the material web 7 is produced in such a way that filled product, for example a liquid (milk, fruit juice or the like) no longer runs out.
  • a bulge corresponding to the dash-dotted line 39 in FIG. 1 of the lower tube section of the material web 7 is supported by means of the shaped sheets 15.
  • the clamping and sealing tools of the cross-sealing station 13 are not shown arranged and running across the material web 7 sealing seams 40, 40 'are preferred.
  • three transverse sealing seams 40, 40' are preferred, of which only two, namely the transverse sealing seam 40 and the seam 40 'are shown in FIG.
  • the uppermost transverse sealing seam 40 ′ separates the filling material from the gripping tab 4.
  • the lower transverse sealing seam 40 closes off the upper end of the gripping tab 4. Below this is the separating cut, not shown, which can also be produced by separating welding. Below this, at a short distance, there is a further and not particularly emphasized transverse sealing seam, which forms the bottom of the pack 1 located underneath and thus seals it
  • FIG. 3 shows the chronological sequence of the individual method and processing steps in relation to one another. Time is divided into five sections on the abscissa, and nine different arrangements are indicated on the ordinate. From top to bottom, this is initially the operation of the feed rollers, which is switched on at 4/5 T and switched off before T is reached, but is then held in a clamped manner.
  • the next function is the activity of driving the cross sealing station 13 in the vertical direction.
  • the transverse sealing station 13 is in the lower end position 16. After a while, this drive is switched on and moves the transverse sealing station 13 into the intermediate position 18 until a 1/5 T is reached. There remains the cross seal station 13 are between about 1/5 T and 2/5 T until the middle of the time unit. There the drive is switched on again and moves the cross sealing station up to the upper end position 20 according to arrow 19. This occurred at time 2/5 T The transverse sealing station 13 now remains in this upper end position 20 for a time unit between 2/5 T and 3/5 T. When 3/5 T is reached, the drive moves the cross sealing station 13 down again to the lower end position 16 according to arrow 21. Then the time 4/5 T is reached. In the next time unit, the cross sealing station does not move in the vertical direction until the cycle T is finished
  • the next function, the third function from above in FIG. 3, is to clamp the cross sealing station 13 in the horizontal direction.
  • the clamping In the first time unit from 0 to 1/5 T, the clamping is released or open. At 1/5 T the clamping is switched on and remains switched on until T, i.e. over four time units of the cycle.
  • the next function shows the thermal cut In the cross sealing station 13 there is namely a thermal cut between two parallel transverse seal seams arranged at a vertical distance from one another in such a way that the thermal cut is arranged between them.
  • the heating is switched on, so that the thermal cut is completed before half the last time period between 4/5 T and T has passed. Then the heating is switched off and the function is set to 0.
  • the next function underneath concerns the sealing of the closing device 6.
  • the sealing function is switched on approximately halfway through the last time period between 4/5 T and T and remains switched on until T. Then it is switched off again
  • the next function concerns folding. This activity is switched on at T equal to 0 and is switched off at 3/5 T. After passing through half of the last time period between 4/5 T and T, the folding function is switched on again and remains switched on until the end of cycle T.
  • the next function of the longitudinal seal shows that this device 38 is switched on between 0 and 1/5 in the first period and between 4/5 T and T in the last half of the last period.
  • a reclosable pouring opening 6 can be sealed at the top end 3 of the packaging 1.
  • This closing device 6 is introduced in the upper part of the processing section 12 and determines a position in the vertical longitudinal direction of the material web 7 to which the next processing steps relate.
  • the transverse sealing unit 13 moves from its starting position into its lower end position 16 and pulls the material web 7 downwards by the height of a pack 1.
  • the cross sealing station 13 initially remains in this lower end position 16.
  • the feed roller 11 pulls the wake of the material web 7 back in time and tensions the material web between the lower end position 16 of the cross sealing station 13 and the feed roller 11.
  • the latter moves in the direction of the curved arrow 25 back until the photocell 29 correctly detects the imprinted photo mark 28.
  • the intermediate work stations on the processing line 12 close and perform their functions in accordance with the functional flowchart described above.
  • the cross-sealing station moves closed into its lower end position 16 and pulls the material web 7 down over the feed roller 11. A new clock is initiated and the process is repeated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen (1) aus flexiblem, siegelfähigem Material, das als ebene Materialbahn (7) von einer Rolle abgewickelt, doppelt gelegt und durch Längssiegeln zum Schlauch geformt wird. Dieser wird in etwa vertikaler Richtung intermittierend nach unten gefördert und gefüllt. Von diesem Schlauch werden unter Quersiegeln (13) und Trennen Verpackungen (1) erzeugt und vereinzelt. Für die Herstellung auch größerer Packungen von zum Beispiel mehr als 1 Liter Inhalt in einfacherer Weise und um das neue Verfahren unabhängig vom Dehnungsverhalten der eingesetzten Materialbahn durchzuführen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Materialbahn (7) längs einer Bearbeitungsstrecke (12) etwa vertikal über der Quersiegelstation (13) bearbeitet wird und über ihre gesamte vertikale Bearbeitungsstrecke (12) in Längsrichtung gespannt wird, wobei eine Fotomarke auf der Materialbahn (7) in exakte Position zu einer Fotozelle (29, 30) gebracht wird.

Description

Vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen
Die Erfindung betrifft ein vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen aus flexiblem, siegelfähigem Material, das als ebene Materialbahn von einer Rolle abgewickelt, doppelt gelegt und durch Längssiegeln zum Schlauch geformt wird, der in etwa vertikaler Richtung intermittierend nach unten gefördert und gefüllt wird und von dem unter Quersiegeln und Trennen Verpackungen erzeugt und vereinzelt werden. Bekannte Form-Füll- und Siegelverfahren werden seit längerem bei Maschinen angewendet, um Milch, Fruchtsäfte, Soßen und Tunken (Ketchup, Mayonnaise, Senf) abzufüllen und zu verpacken. Die Materialbahn aus synthetischem, thermoplastischem Kunststoff wird von der Rolle abgewickelt und über ein Faitdreieck oder eine Formschuiter gezogen und in der eingangs beschriebenen Weise zum Schlauch geformt und verschweißt Dieser derart geformte Schlauch wird vertikal nach unten zur Füllstation gezogen. Nach dem Füllen erfolgt das Quersiegeln und Trennen, wobei bei den bekannten Maschinen auch Klemmbacken vorgesehen sind, die den gefüllten Schlauch über seinen Querschnitt zusammendrücken und dadurch eine dichte Quersiegelung ermöglichen. Der Vorschub erfolgt auch durch die Klemmbacken, indem mit ihrer Hilfe der gefüllte Schlauch kontinuierlich nach unten gezogen wird. Anschließend fährt die gesamte Quersiegeleinheit wieder nach oben, drückt den gefüllten Schlauch mit den Klemmbacken faltenfrei über seinen Querschnitt zusammen, siegelt den Schlauch und den Beutel am Boden und Kopf und trennt den Beutel nach unten hin vom Schlauch ab. Die Länge des Vorschubs zwischen oberer und unterer Position bestimmt unmittelbar die Länge des Beutels und damit das abgefüllte Volumen. In der Nahrungsmittelindustrie werden mit diesem bekannten Verfahren Volumina von ungefähr 1 Liter pro Beutel abgefüllt. Die Gewichtskraft der abgefüllten Volumina wird von der thermoplastischen Materialbahn gehalten und bewirtet eine geringe Längendehnung der Bahn. Diese Dehnung durch die Gewichtskraft des Füllgutes kann vernachlässigt werden, zumal über den Quersiegel- einrichtungen ein rohrformiger glatter Schlauch erzeugt und gehalten wird. Aus diesem glatten Schlauch wird der Beutel abgesiegelt.
Wollte man Verpackungen mit wiederverschließbaren Öffnungsvorrichtungen erstellen, welche im Kopfbereich der Packung appliziert sind, könnte das bekannte Verfahren nicht eingesetzt werden, bei welchem lediglich Einreißhilfen oder Sollbruchstellen vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem größere Packungen von zum Beispiel mehr als 1 Liter Inhalt in einfacherer Weise hergestellt werden können, wobei das neue Verfahren unabhängig vom Dehnungsverhalten der eingesetzten Materialbahn durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Materialbahn längs einer Bearbeitungsstrecke etwa vertikal über der Quersiegelstation bearbeitet wird und im wesentlichen über ihre gesamte etwa vertikale Bearbeitungsstrecke in Längsrichtung gespannt wird, wobei eine Fotomarke auf der Materialbahn in exakte Position zu einer Fotozelle gebracht wird. Das Neue bei der Erfindung ist die Anordnung einer etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke über derjenigen Station, in welcher die Quersiegelung erfolgt. Auf diese Weise kann man mit dem neuen Verfahren die Materialbahn auch vor dem Quersiegeln in verschiedener Weise bearbeiten, zum Beispiel mit einer separaten Ausgießeinrichtung versehen, die vorzugsweise sogar mit einer wiederverschiießbaren Kappe versehen ist.
Wesentlich für die Erfindung ist es femer, daß mit dem neuen Verfahren preiswertere, nämlich materialsparende Packungen vorzugsweise mit großer Leistung hergestellt werden können. Verwendet man weniger Material für die zu erstellende Packung, das heißt führt man das erfindungsgemäße Verfahren an einer dünneren Kunststoffbahn durch, dann kann man die Gewichtskraft und die dadurch bewirkte Bahndehnung nicht mehr vernachlässigen. Aber nicht nur durch die dünnere Materialbahn mit größerem Dehnverhalten, sondern auch ein größeres Volumen des in einer Packung abgefüllten Fließmittels wirkt sich derart stark auf die Dehnung aus, daß das bekannte Verfahren vollkommen unbrauchbar würde. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sieht die Erfindung eine Fotomarke auf der Materialbahn vor und bringt diese in eine exakte Position zu einer Fotozelle. Aber erst durch das Spannen der Materialbahn über ungefähr die gesamte Bearbeitungsstrecke in Längsrichtung derselben wird überraschend eine Reproduzierbarkeit bei der Positionierung der Materialbahn eingeführt, so daß jede gewünschte Bearbeitung über der Quersiegeistation zuverlässig und exakt vorgenommen werden kann. Es ist dadurch auch möglich, aus dünnen Materialbahnen hergestellte Packungen mit verhältnismäßig großem Volumen zu erstellen; und dies unter Anwendung sehr einfacher Verfahrensschritte, nämlich Verwendung des an sich bekannten Führens der Materialbahn längs einer vertikalen Bahn.
Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Materialbahn dadurch gespannt wird, daß sie am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke nach oben zurückgezogen und dann gehalten wird, während sie unten frei hängt und vom Gewicht des Füllgutes gespannt gehalten wird. Es handelt sich hier um eine erste Alternative des Spannvorganges, bei welcher die Gewichtskraft des Füllgutes zum Spannen verwendet wird. Damit die Bearbeitungen längs der Bearbeitungsstrecke an exakt den richtigen Positionen erfolgen, muß die Fotomarke auf der Materialbahn exakt vor der Fotozelle positioniert werden. Dies gelingt nach dem hier beschriebenen Vorschlag in zweckmäßiger Weise dadurch, daß nach dem Vorziehen der Bahn etwa um die Länge einer Packungshöhe die Bahn an ihrem vertikal oberen Ende in entgegengesetzter Richtung nach oben so weit zurückgezogen wird, bis die Fotomarke exakt positioniert ist. Wiederum können auf diese Weise die bearbeitenden Werkzeuge längs der Bearbeitungsstrecke an der richtigen Stelle mit der Materialbahn in Eingriff treten, auch wenn in der vertikalen Bahntransportrichtung mehrere Arbeitsstationen übereinander liegen. Bei der hier erwähnten ersten Alternative des Spannvorganges kann die Materialbahn zum Beispiel mit oben angeordneten Vorschubwalzen ohne Eingriff von Werkzeugen in der Quersiegelstation zurückgefahren werden, unabhängig davon, wo sich die Quersiegelstation in vertikaler Lage befindet. Bei dieser ersten Alternative mit dem losen Ende des Schlauches unten kann man bei einigen Ausführungsformen auch den Vorteil erreichen, daß die Zykluszeit der Maschine kürzer wird.
Bei einer anderen bevorzugten zweiten Alternative gemäß der Erfindung wird die Materialbahn dadurch gespannt, daß sie in der Quersiegelstation unten ortsfest gehalten und währenddessen am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke nach oben zurückgezogen und dann gehalten wird. Hiermit wird der Nachlauf der Materialbahn unabhängig davon, ob der aus der Materialbahn unten gebildeten Tubus gefüllt oder leer ist, immer richtig zu den verschiedenen Arbeitsstationen positioniert. Gegenüber der ersten Alternative hat das Festhalten der Materialbahn unten durch die Quersiegelstation den Vorteil, daß kein Pendeln oder Schwingen des Materialbahnschlauches zu befürchten ist.
Durch die erfindungsgemaßen Maßnahmen kann man die einzelnen Bearbeitungsstationen relativ zur Quersiegelstation, relativ zueinander und auch relativ zur Trennaht exakt positionieren.
Günstig ist es gemäß der Erfindung weiterhin, wenn die Bearbeitung der ortsfest gehaltenen Materialbahn in deren gespanntem Zustand beginnt und daß dann die unterste Verpackung abgetrennt wird. Das Abtrennen kann neben oder in Verbindung mit dem Quersiegeln erfolgen und geschieht unabhängig vom Augenblick des Beendens der Spannung, denn das Trennen erfolgt nach und vertikal unter dem Quersiegeln des unteren Endes des gefüllten Schlauches, der noch eingeklemmt ist. Wichtig ist, daß die Materialbahn durch die Klemmung unten und die Festhaltekraft vertikal oben ortsfest gehalten ist und daß die Bearbeitung längs der erwähnten Bearbeitungsstrecke während dieses Spannzustandes erfolgt Dann nämlich greifen die Bearbeitungswerkzeuge exakt an der richtigen Position in die Materialbahn ein.
Auch wenn Verpackungen mit größeren Volumen von zum Beispiel mehr als 1 Liter pro Packung abgefüllt werden, wirkt sich die Bahndehnung durch die Gewichtskraft des abgefüllten Volumens und auch des im Schlauch befindlichen Füllgutes nicht nachteilig aus.
im Verlaufe der Konzipierung der Erfindung ist erkannt worden, daß die Bahndehnung im wesentlichen insbesondere von dem Zugkraftverlauf des Bahnvorschubes, der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens und den mechanischen Eigenschaften der Materialbahn beeinflußt wird. Der Einfluß der Gewichtskraft fällt um so mehr ins Gewicht, je größer die abgefüllten Volumina sind. Die unterschiedlichen Bearbeitungen der Materialbahn längs der erwähnten Bearbeitungsstrecke verändern ebenfalls das Dehnungsveriialten der Materialbahn, zum Beispiel das Einsiegeln einer Ausgiθßöffnung. Die Verwendung unterschiedlicher Materialstärken für die Materialbahn beeinflußt das Dehnungsverhalten nicht unerheblich. Aber auch bereits Toleranzabweichungen in der Materialstärke ein und derselben verwendeten Materialbahn können zu unterschiedlichen Dehnungslängen führen.
Durch die erfindungsgemaßen Maßnahmen gelingt ein einwandfreier Betrieb exakt dosierter Füllmengen unabhängig von dem Dehnungsverhatten der eingesetzten Materialbahn.
Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Materialbahn vor dem Füllen in einer vertikalen Zwischenlage von der Quersiegelstation eingeklemmt und nach diesem Einklemmen in eine obere Endlage etwa vertikal nach oben gefördert. Die Quersiegelstation ist also vorzugsweise vertikal auf- und abbewegbar, nämlich von einer sogenannten unteren Endlage, die nach Vorziehen (Hinabziehen) der Materialbahn erreicht ist, nach oben in eine Zwischenlage und nach zeitweisem Verbleiben in dieser weiter nach oben in die genannte obere Endlage. Durch diese Auf- und Abbewegung der Quersiegelstation erfolgt einerseits das vertikale Transportieren der Materialbahn in Bahnrichtung nach unten um etwa eine Packungshöhe, und es erfolgt ein Anheben des unteren, in der Quersiegelstation befindlichen Endes der Materialbahn aus der Zwischenlage in die obere Endlage, und andererseits erfolgt auch die relative Bewegung zwischen Materialbahn und Quersiegelstation bei aufgehobener Klemmung von der unteren Endlage in die Zwischenlage. Das Füllen geschieht in der vertikalen Zwischenlage. Vor diesem Füllen wird erfindungsgemäß die Bahn von der Quersiegelstation eingeklemmt. Durch die nun folgende vertikale Anhebung des unteren, in der Quersiegelstation befindlichen Endes der Materialbahn nach dem Einklemmen erreicht man eine Entlastung und Abstützung bis zur oberen Endlage und auch in dieser so lange, bis Stutzteile in der Quersiegelstation wieder von der Bahn außer Eingriff gebracht werden. Während des Fültvorganges fährt also die Quersiegelstation von der Zwischenlage mit eingeklemmter Materialbahn in die obere Endlage nach oben und wirkt mit Vorteil somit der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens entgegen. Dadurch wird ein Ausbauchen des Materialschlauches erlaubt, und Belastungen der darüberliegenden Arbeitsstationen in der Bearbeitungsstrecke werden reduziert.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn erfindungsgemaß während des Füllens und vor dem Siegeln der Längssiegelnaht und/oder des Verschlusses die Materialbahn zu ihrer Entlastung wenigstens teilweise von unten abgestützt wird. Solche Stützteile können zum Beispiel als Packungsstützen ausgestaltet sein, die sich unterhalb der Quersiegelstation befinden. Damit nimmt die Quersiegelstation die durch das Füllgut hervorgerufene zusätzliche Gewichtskraft auf. Durch beispielsweise oberhalb der Quersiegelstation angeordnete Formbleche als weitere Stutzteile gelingt es ferner mit Vorteil, das Ausbauchen des Schlauches beim Füllen zu unterstützen. Dadurch wird wiederum die Füllhöhe im Schlauch reduziert. Die Aufwärtsbewegung der Quersiegelstation in die obere Endlage, während gefüllt wird, verhindert eine unerwünschte Dehnung der Materialbahn im Bereich der Bearbeitungsstrecke. Insbesondere wird auf diese Weise verhindert, daß durch die Gewichtskraft des abgefüllten Volumens die Materialbahn aus den oberen Arbeitsstationen, die sich an der Bearbeitungsstrecke befinden, herausgezogen wird oder etwa die Funktionsweise der Bearbeitung durch unkontrollierte Bahndehnung beeinträchtigt würde.
Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Materialbahn im Bereich des unteren Endes der Bearbeitungsstrecke gefüllt und verformt wird. Man kann erfindungsgemaß der Positionierung der Materialbahn Vorrang einräumen und danch folgen das Formen und Befüllen der Verpackung.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung die Materialbahn nach dem Verformen quergesiegelt und um eine Packungshöhe etwa vertikal nach unten in die untere Endlage der Quersiegelstation transportiert wird. Das Verformen der Materialbahn erfolgt vorzugsweise auf der Bearbeitungsstrecke. Beispielsweise kann ein Einfalten für die Anbringung eines Verschlusses erfolgen, wobei das Klemmen beginnt, das heißt Klemmteile der Quersiegelstation mit der Materialbahn in Eingriff treten. Dies erfolgt, wenn die Quersiegelstation in der Zwischenlage angekommen ist. Danach erfolgt die Gegenbewegung der Quersiegelstation in die obere Endlage entgegengesetzt zur Gewichtskraft, welche wenigstens teilweise kompensiert wird. Dann wird die Materialbahn mit der Bewegung der Quersiegelstation unabhängig von der Bahnspannung vertikal in die untere Endlage transportiert. In vorteilhafter Weise erfolgt dies erfindungsgemaß dadurch, daß die Materialbahn auf der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke konstant auf die gleiche Länge gezogen wird. Mit diesem Zug erfolgt der Transport der Materialbahn durch die Quersiegelstation. Dadurch, daß die Materialbahn immer auf die gleiche Länge gezogen und auch gedehnt wird, ist das Verfahren von der Bahnspannung unabhängig. An der Materialbahn kann das Verfahren sowohl mit Füllgut als auch leer ohne abgefülltes Produkt durchgeführt werden. Dies wirkt sich insbesondere beim Anfahren einer Maschine oder nach dem Anfahren nach einem Nothalt günstig aus.
Gemäß der Erfindung ist es auch zweckmäßig, wenn die Oberseite der Verpackung durch das Quersiegeln im wesentlichen fertiggestellt wird und unter der Bodenseite der Verpackung zu liegen kommt Am Ende des erfindungsgemaßen Verfahrens liegt die Verpackung also kopfüber in einer Aufnahme. Wenn eine Beutelpackung mit einer Oberseite nach dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellt werden soll, die vom im Bereich der Ausgießöffnung eine größere Höhe als hinten am entgegengesetzten Ende der Oberseite hat, ist es zweckmäßig, die Aufnahme gegen die Horizontale geneigt anzuordnen. Wenn mit dem Verfahren nach der Erfindung die Packung dann mit der Oberseite nach unten fertiggestellt wird, kann sich mit Vorteil der Füllgutspiegel parallel zur Bodennaht einstellen. Die Bodennaht ist dann in der Horizontalen liegend anzunehmen. Der Pegel des Füllgutes, zum Beispiel der Flussigkeitsspiegel, läßt sich dann höher einstellen mit der Folge eines größeren Füllgrades bzw. geringeren Kopfraumes, wenn man später die Packung mit der Oberseite wieder nach oben gestellt annimmt
Bearbeitungen einer Materialbahn sind häufig mit Eingriffen, mit Klemmen und Festhalten der Materialbahn verbunden. Wenn also wenigstens einige Arbeitsstationen mit der Bahn in Eingriff getreten sind, ist die Materialbahn schon von diesen fixiert. Nach dem Schließen wenigstens einer Arbeitsstation dieser Art in der Bearbeitungsstrecke kann der Eingriff und die Klemmung der Materialbahn durch die Quersiegelstation aufgehoben werden. Dann wird auch zweckmäßig die gefüllte Packung nach unten hin abgetrennt, und danach fährt die Quersiegelstation wieder um die Höhe einer Verpackung nach oben in die Zwischenlage, in welcher wiederum die Klemmung erfolgt usw.. Erst unmittelbar nach dieser Klemmung beginnt das Füllen, und während des Füllvorganges fährt die Quersiegelstation in der oben beschriebenen Weise von der Zwischenlage aus weiter nach oben in die obere Endlage und wirkt somit der Gewichtskraft des abgefüllten Volumens in der Materialbahn entgegen. Die gesamte Steuerung folgt einem bestimmten Takt, den man als abgeschlossen ansehen kann, wenn die Quersiegelstation ihre untere Endlage erreicht und die Materialbahn so nach unten gezogen hat, daß auf der Bearbeitungsstrecke neue Verfahrensmaßnahmen durchgeführt werden können.
Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens ist es, daß die Positionierung der Materialbahn für alle Bearbeitungseinheiten gleichzeitig und parallel erfolgt Ferner können mit Vorteil die Bearbeitungs¬ einheiten ortsfest installiert werden und brauchen zur Positionierung nicht über einen eigenen Antrieb zu verfügen. Dadurch läßt sich nicht nur das Verfahren sehr viel einfacher durchführen, sondern es können auch technisch einfachere Maschinen gebaut werden. Man könnte auch vorsehen, die Materialbahn kontrolliert einer Längsdehnung zu unterwerfen, die vorzugsweise größer als die Bahndehnung durch das Gewicht des abgefüllten Volumens ist, so daß damit das Verfahren von der Bahndehnung durch das Gewicht des Füllvolumens unabhängig wird.
Wenn man fakultativ oberhalb der Quersiegelstation auf beiden Seiten der Materialbahn Formbleche vorsieht, die mit der Quersiegelstation verbunden und dadurch mit dieser mitbewegbar sind, kann man das Ausbauchen des unteren Teiles der schlauchförmigen Materialbahn bei und nach dem Befüllen kontrolliert unterstützen. Durch das Ausbauchen ergibt sich eine Volumenvergrößerung des Schlauchendes der Materialbahn. Dies führt zu einer Absenkung des Füllstandes in der schlauchförmigen Materialbahn und ermöglicht auf diese Weise mit Vorteil eine kompaktere, weil kürzere Bauweise einer Form-Füll- und Siegelmaschine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen zeigen:
Figur 1 schematisch die Vertikalschnittansicht quer durch den doppelt gelegten Material- bahnschlauch, wobei Bearbeitungsstationen und andere Teile einer Maschine schematisch angedeutet sind, Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 1 , wobei jedoch seitlich auf die Fläche der
Materialbahn geblickt wird, Figur 3 ein Zeitdiagramm mit verschiedenen Bearbeitungsschritten und Verfahrens- schritten in zeitlichen Relationen zueinander und Figur 4 ein Beispiel einer Beutetpackung, die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren und mit der in den Figuren 1 und 2 angedeuteten Maschine herstellbar ist
Eine beispielsweise mit dem hier beschriebenen Form-Füll- und Siegelverfahren hergestellte Fließmittelpackung ist in Figur 4 dargestellt und allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Verpackung 1 ist auch an dem vertikal unteren Ende der Maschine nach den Figuren 1 und 2 abgetrennt in einer Aufnahme 2 dargestellt. Die Verpackung 1 ist mit ihrer Oberseite 3 nach unten hergestellt und in den Figuren gezeigt. Der oben liegende Bodenbereich ist zwar geschlossen aber noch ungeformt Eine nicht ausdrücklich bezeichnete Quersiegelnaht läuft in der Mitte über den Boden von der Vorderseite der Packung zu ihrer Rückseite. Die Oberseite 3 der Verpackung 1 weist bei dieser Ausführungsform hier eine Greiflasche 4 auf mit Fingergreiföffnungen 5. An der Vorderseite der Verpackung befindet sich oben eine Verschließeinrichtung 6, die aus Kunststoff hergestellt und von außen an der Materialbahn 7 appliziert ist Die Verschließeinrichtung 6 ist wiederverschließbar durch eine Schraubkappe 6'.
Für die Herstellung einer solchen Verpackung 1 wird eine Maschine verwendet, die schematisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist Über Zuführwalzen 8 wird die Materialbahn 7 aus flexiblem, siegelfähigem Material, zum Beispiel einem thermoplastischen Kunststoff, intermittierend in Richtung des Pfeiles 9 von einer nicht dargestellten Vorratsrolle zugeführt (Zuführrichtung 9). Eine Tänzerrolle 10 gleicht Längen¬ änderungen und -Schwankungen durch den intermittierenden Betrieb aus. Die Materialbahn 7 wird dann durch die Vorschubwalze 11 in eine vertikale Bearbettungsstrecke 12 umgelenkt, deren Länge L von der Vorschubwalze 11 an ihrem oberen Ende bis zur Quersiegelstation 13 an ihrem unteren Ende gemessen wird.
Die Quersiegelstation 13 ist zweiteilig, nämlich auf beiden Seiten der Materialbahn 7 aufgebaut Die Quersiegelstation 13 weist unten Packungsstützen 14 und oben Formbleche 15 auf, die jeweils an der Quersiegelstation 13 befestigt sind. Deshalb bewegen sich die Packungsstützen 14 und die Formbleche 15 gemeinsam mit der Quersiegelstation 13 in vertikaler Richtung nach oben und unten, wie in Figur 1 links unten dargestellt ist: Nämlich von einer unteren Endlage 16 gemäß Pfeil 17 vertikal nach oben bis zu der Zwischenlage 18; von dieser gemäß Pfeil 19 in die obere Endlage 20 und von dort gemäß Pfeil 21 vertikal nach unten zurück wieder in die untere Endlage 16.
In Figur 2 bedeuten die horizontalen Pfeile 22 an den Packungsstützen 14, daß sich letztere längs einer Führungsstange 23 horizontal zur Abstützung der Verpackung 1 in deren Bereich zusammengeschoben werden können. Selbstverständlich lassen sich die Packungsstützen 14 in Richtung nach außen entgegen der Pfeilrichtung 22 auch wieder auseinanderziehen, um die jeweils untere Packung in der in Figur 2 dargestellten Position freizugeben, damit sie durch die Station 13 abgetrennt werden und in die Aufnahme 2 nach unten fallen kann.
Andererseits bedeuten die horizontalen Pfeile 24 in Figur 1 , daß sich die beiden Teile der Quersiegelstation 13 horizontal auf die Materialbahn 1 zu- und nach Bewegungsumkehr auch wieder fortbewegen können, um nämlich die Materialbahn 1 einzuklemmen, mit Quersiegelnähten zu versehen, abzutrennen und wieder freizugeben.
Die Vorschubwalze 11 hat einen besonderen Antrieb, durch welchen sie in Richtung des gebogenen Pfeiles 25 ein Stück weit entgegen der allgemeinen vertikalen Transportrichtung nach unten, die Materialbahn 7 nämlich nach oben zurückziehen kann.
Im vertikalen Abstand unter der Vorschubwatze 11 befindet sich eine Klemm- und Stanzeinheit 26, mit deren Hilfe die Materialbahn 7 im oberen Bereich der Bearbeitungsstrecke 12 festge¬ klemmt und halbkreisförmig zur Bildung des Schnittes 27 ausgestanzt wird, in welches Loch später die Verschiießeinrichtung 6 befestigt wird. Unter dem halbrunden Schnitt 27 kann zum Einfalten ein zusätzlicher Schnitt 27' durch diese Einheit vorgesehen werden. In Figur 2 sind diese Schnitte 27 und 27' an der linken Kante der Materialbahn 7 dargestellt An ihrer rechten Kante befindet sich eine Fotomarke 28. Diese befindet sich zwar auf jedem Abschnitt der Materialbahn 7, aus der später eine Veφackung geformt wird, es sind in Figur 2 aber nur zwei Fotomarken 28 auf der Bearbeitungsstrecke 12 dargestellt.
In Figur 1 ist unter der Klemm- und Stanzeinheit 26 eine Fotozelle 29 angedeutet, welche von der Fotomarke 28 Signale empfängt und zur Steuerung beiträgt Eine zweite Fotozelle 30 ist in vertikalem Abstand unter der ersten Fotozelle 29 und unter der allgemein mit 31 bezeichneten Einheit zum Einschweißen der Verschiießeinrichtung 6 angeordnet
Diese Einheit 31 zum Einschweißen der Verschiießeinrichtung 6 weist eine Schweißeinrichtung 32 und einen Amboß 33 auf, die beim Zusammenfahren die Verschiießeinrichtung 6 mit der Materialbahn in einer Weise verbinden, wie in Figur 2 an der linken Kante der Materialbahn 7 neben der Schweißeinrichtung 32 dargestellt ist.
Die obere Fotozelle 29 ist für die Rückpositionierung, die untere Fotozelle 30 für die Vorschub¬ steuerung vorgesehen. Der Vorschub erfolgt vertikal nach unten in Richtung der Bearbeitungs¬ strecke. Vertikal etwas über der Einheit 31 zum Einschweißen der Verschiießeinrichtung 6 befindet sich eine Bahnkantensteuerung 34, welche dafür sorgt, daß die in Figur 2 rechts befindliche Kante der Materialbahn richtig ausgebildet wird. Die Materialbahn 7 wird nämlich durch Umfalten längs einer Längsfaltiinie doppelt gelegt Diese Längsfaltiinie befindet sich in Figur 2 in der linken Kante der Materialbahn 7, während die rechte Kante mithin offen ist, das heißt zwei Bahnkanten übereinander aufweist. Es ist nicht immer selbstverständlich, daß diese Kanten der Materialbahn 7 exakt aufeinander liegen, zumal die Einheit 31 beim Einschweißen der Verschiießeinrichtung 6 Zugspannungen auf die Materialbahn 7 ausübt. Mit Hilfe der Bahnkantensteuerung 34 wird jedenfalls ein etwaiger Fehler korrigiert und dafür gesorgt, daß beide Materialkanten wieder weitgehend exakt aufeinander zu liegen kommen, wenn die Materialbahn 7 intermittierend durch die vertikale Bearbeitungsstrecke 12 unten geführt wird.
Mit 35 ist die Einfaltein heit für die Verschiießeinrichtung 6 dargestellt, zusammen mit Ein¬ richtungen zum Fixieren durch eine Siegelnaht Auf diese Weise erhält die linke Kante der Materialbahn 7 die in Figur 2 dargestellte Form, zum Beispiel durch den Pfeil 36 angedeutet Dieser Pfeil 36 zeigt nur auf die Verschiießeinrichtung 6 mit der fixierten Einfaltung. Durch die offene rechte Kante der doppelt gelegten Materialbahn 7 ragt in der unteren Hälfte der Bearbeitungsstrecke 12 das Füllrohr 37 in die Materialbahn 7 und zwischen die zwei Lagen der Bahn 7. Dieses Füllrohr reicht bis kurz oberhalb der Quersiegelstation 13 und unterhalb der Einrichtung 38 für die Längssiegelung, durch welche das untere Schlauchende der Materialbahn 7 derart hergestellt wird, daß eingefülltes Füllgut, zum Beispiel eine Flüssigkeit (Milch, Fruchtsaft oder dergleichen) nicht mehr ausläuft.
Durch die schon erwähnte Quersiegelstation 13 wird beim Befüllen eine Ausbauchung entsprechend der strichpunktierten Unie 39 in Figur 1 des unteren Schlauchabschnittes der Materialbahn 7 mit Hilfe der Formbleche 15 unterstützt Die Klemm- und Siegelwerkzeuge der Quersiegelstation 13 sind nicht dargestellt Es werden mindestens zwei in vertikalem Abstand voneinander angeordnete und quer über die Materialbahn 7 verlaufende Siegelnähte 40, 40' erstellt Bevorzugt sind bei der hier dargestellten Ausführungsform drei Quersiegelnähte 40, 40', von denen nur zwei, nämlich die Quersiegelnaht 40 und die Naht 40' in Figur 2 dargestellt sind. Die oberste Quersiegelnaht 40' trennt das Füllgut von der Greiflasche 4. Die untere Quersiegel¬ naht 40 schließt das obere Ende der Greiflasche 4 ab. Darunter erfolgt der nicht dargestellte Trennschnitt, der auch durch Trennschweißen hergestellt werden kann. Darunter wiederum in geringem Abstand befindet sich eine weitere und hier nicht besonders herausgestellte Quersiegelnaht, welche den Boden der darunter befindlichen Packung 1 bildet und diese damit abdichtet
Mit Hilfe einer an einem vertikalen Träger 41 gemäß Doppelpfeil 42 auf und ab bewegbaren Vertikalführung 43 werden bei der Längssiegelung in der Einrichtung 38 die überlappenden rechten Kanten der Materialbahn 7 gehalten, damit die Längssiegelnaht an der richtigen Stelle der Materialbahn 7 zu liegen kommt.
In Figur 3 ist die zeitliche Abfolge der einzelnen Verfahrens- und Bearbeitungsschritte im Verhältnis zueinander dargestellt. Auf der Abszisse wird die Zeit in fünf Teilabschnitte unterteilt, und auf der Ordinate sind neun verschiedene Bearbeitungen angedeutet. Von oben nach unten handelt es sich hier zunächst um den Betrieb der Vorschubwalzen, der bei 4/5 T eingeschaltet und noch vor Erreichen von T abgeschaltet, dann aber klemmend gehalten wird.
Die nächste Funktion ist die Tätigkeit des Antriebes der Quersiegelstation 13 in vertikaler Richtung. Zunächst befindet sich im Vergleich mit Figur 1 links die Quersiegelstation 13 in der unteren Endlage 16. Nach einiger Zeit wird dieser Antrieb eingeschaltet und bewegt die Quersiegelstation 13 in die Zwischenlage 18, bis ein 1/5 T erreicht ist. Dort bleibt die Quersiegel- station 13 stehen bis etwa zur Mitte der Zeiteinheit zwischen 1/5 T und 2/5 T. Dort wird der Antrieb wieder eingeschaltet und bewegt die Quersiegelstation gemäß Pfeil 19 nach oben in die obere Endlage 20. Dies ist Im Zeitpunkt 2/5 T erfolgt Nun bleibt die Quersiegelstation 13 eine Zeiteinheit zwischen 2/5 T und 3/5 T in dieser oberen Endlage 20 stehen. Bei Erreichen von 3/5 T fährt der Antrieb gemäß Pfeil 21 die Quersiegelstation 13 wieder nach unten in die untere Endlage 16. Dann ist die Zeit 4/5 T erreicht In der nächsten Zeiteinheit bewegt sich die Quersiegelstation nicht in vertikaler Richtung, bis der Takt T fertig durchlaufen ist
Die nächste, von oben die dritte Funktion in Figur 3 ist das Klemmen der Quersiegelstation 13 in horizontaler Richtung. In der ersten Zeiteinheit von 0 bis 1/5 T ist die Klemmung gelöst bzw. offen. Bei 1/5 T wird die Klemmung eingeschaltet und bleibt eingeschaltet bis T, das heißt über vier Zeiteinheiten des Taktes hinweg.
Die nächste Funktion zeigt den Thermoschnitt In der Quersiegelstation 13 erfolgt nämlich ein Thermoschnitt zwischen zwei in vertikalem Abstand zueinander angeordneten, parallelen Quersiegelnähten derart, daß der Thermoschnitt dazwischen angeordnet ist. Wenn die Zeit 3/5 T vorüber ist, wird die Heizung eingeschaltet, so daß der Thermoschnitt fertiggestellt ist bevor der halbe letzte Zeitabschnitt zwischen 4/5 T und T durchlaufen ist Dann wird die Heizung abgeschaltet, und die Funktion steht auf 0.
Die nächste Funktion darunter betrifft das Einsiegeln der Verschiießeinrichtung 6. Die Siegelfunktion wird etwa nach Durchlaufen des halben letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T eingeschaltet und bleibt eingeschaltet bis T. Dann wird sie wieder ausgeschaltet
Die nächste Funktion betrifft das Einfalten. Diese Tätigkeit ist bei T gleich 0 eingeschaltet und wird bei 3/5 T abgeschaltet Nach Durchlaufen der Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T wird die Einfaltfunktion wieder eingeschaltet und bleibt bis zum Ende des Taktes T eingeschaltet.
Die nächste Funktion der Längssiegelung (Einrichtung 38) zeigt, daß diese Einrichtung 38 im ersten Zeitabschnitt zwischen 0 und 1/5 und auf der letzten Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T eingeschaltet ist.
Ähnlich erkennt man sogleich bei der vorletzten Funktion, daß das Klemmen und Stanzen zur Schaffung der Schnitte 27, 27' zwischen 0 und 3/5 eingeschaltet ist, zwischen 3/5 T und der Hälfte des letzten Zeitabschnittes zwischen 4/5 T und T ausgeschaltet ist, dann wieder eingeschaltet wird bis zum Ende, nämlich bis T. Schließlich erkennt man auch aus der Darstellung der Funktion des Füliventiles, daß dieses nur in der Zeit zwischen 1/5 T und 3/5 T eingeschaltet ist, im übrigen keine Füllung erfolgt
Bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann man am Kopfende 3 der Veφackung 1 eine wiederverschließbare Ausgiθßöffnung 6 einsiegeln. Die Einbringung dieser Verschiießeinrichtung 6 erfolgt im oberen Teil der Bearbeitungsstrecke 12 und bestimmt eine Position in der vertikalen Längsrichtung der Materialbahn 7, auf welche sich die nächsten Bearbeitungsschritte beziehen.
Unter kurzer Wiederholung fährt die Quersiegeleinheit 13 von ihrer Startposition in ihre untere Endlage 16 und zieht die Materialbahn 7 um die Höhe einer Packung 1 nach unten. Die Quersiegelstation 13 verharrt zunächst in dieser unteren Endlage 16. Die Vorschubwalze 11 zieht im zeitlichen Anschluß den Nachlauf der Materialbahn 7 wieder zurück und spannt die Materialbahn zwischen der unteren Endlage 16 der Quersiegelstation 13 und der Vorschubwalze 11. Letztere fährt dabei so lange in Richtung des gebogenen Pfeiles 25 zurück, bis die Fotozelle 29 die aufgedrückte Fotomarke 28 korrekt erfaßt Daraufhin schließen die dazwischenliegenden Arbeitsstationen auf der Bearbeitungsstrecke 12 und führen ihre Funktionen entsprechend dem oben beschriebenen Funktionsablaufplan aus.
Das Zurückfahren der Materialbahnen 7 mit den Vorschubwalzen 11 erfolgt bei geschlossener Quersiegelstation in der unteren Endlage 16.
Wenn die zeitlich letzte, örtlich über der Quersiegelstation 13 befindliche Arbeitsstation bei 3/5 T ihre Funktion abgeschlossen hat, fährt die Quersiegelstation geschlossen in ihre untere Endlage 16 und zieht die Materialbahn 7 Über die Vorschubwalze 11 nach unten. Ein neuer Takt wird eingeleitet, und das Verfahren wiederholt sich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vertikales Form-Füll- und Siegeiverfahren zur Herstellung von Fließmittetpackungen (1) aus flexiblem, siegelfähigem Material, das als ebene Materialbahn (7) von einer Rolle abgewickelt, doppelt gelegt und durch Längssiegeln (38) zum Schlauch geformt wird, der in etwa vertikaler Richtung intermittierend nach unten gefördert und gefüllt wird und von dem unter Quersiegein (13) und Trennen Verpackungen (1) erzeugt und vereinzelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) längs einer Bearbeitungs¬ strecke (12) etwa vertikal über der Quersiegelstation (13) bearbeitet wird und im wesentlichen über ihre gesamte etwa vertikale Bearbeitungsstrecke (12) in Längsrichtung gespannt wird, wobei eine Fotomarke (28) auf der Materialbahn (7) in exakte Position zu einer Fotozelle (29, 30) gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) dadurch gespannt wird, daß sie am oberen Ende (bei 11 ) der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke (12) bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke (28) nach oben zurückgezogen (25) und dann gehalten wird, während sie unten frei hängt und vom Gewicht des Füllgutes gespannt gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) dadurch gespannt wird, daß sie in der Quersiegelstation (13) unten ortsfest gehalten und während¬ dessen am oberen Ende der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke (12) bis zur richtigen Positionierung der Fotomarke (28) nach oben zurückgezogen (25) und dann gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung der ortsfest gehaltenen Materialbahn (7) in deren gespanntem Zustand beginnt und daß dann die unterste Veφackung (1 ) abgetrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn vor dem Füllen in einer vertikalen Zwischenlage (18) von der Quersiegel¬ station (13) eingeklemmt und nach diesem Einklemmen in eine obere Endtage (20) etwa vertikal nach oben gefördert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Füllens und vor dem Siegeln (38) der Längssiegelnaht und/oder des Verschlusses (6) die Materialbahn (7) zur Entlastung wenigstens teilweise von unten abgestützt (14, 15) wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) im Bereich des unteren Endes der Bearbeitungsstrecke (12) gefüllt und verformt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) nach dem Verformen quergesiegelt und um eine Packungshöhe etwa vertikal nach unten in die untere Endlage der Quersiegelstation (13) transportiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (7) auf der etwa vertikalen Bearbeitungsstrecke (12) konstant auf die gleiche Länge gezogen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (3) der Verpackung (1 ) durch das Quersiegeln im wesentlichen fertiggestellt wird und unter der Bodenseite der Veφackung (1 ) zu liegen kommt
PCT/EP1996/003347 1995-10-24 1996-07-30 Vertikales form-füll- und siegelverfahren zur herstellung von fliessmittelpackungen WO1997015496A1 (de)

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DE1995139465 DE19539465A1 (de) 1995-10-24 1995-10-24 Vertikales Form-Füll- und Siegelverfahren zur Herstellung von Fließmittelpackungen

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