Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschliessen von Flachpackungen
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschliessen von Flachpackungen, und zwar besteht die Erfindung darin, dass sich an eine ortsfeste Schneidvorrichtung zum Vorformen einer Materialbahn aus Papier mit thermoplastischer Beschichtung eine Reihe horizontal bewegbarer, der Füllraumform entsprechender Matrizen anschliessen, welche mit in horizontaler Richtung nicht bewegbaren Formstempeln zum Eindrücken der Materialbahn an zwei gegenüberliegenden Seiten und mit seitlich einschwenkbaren Formplatten zusammenarbeiten, und dass einer anschliessend vorgesehenen Füllvorrichtung weitere Vorrichtungen zum Aufbringen oberer Abdeckungen, Unterteilen und Fertigformen der Einzelpackungen folgen.
Beispielsweise können bei kontinuierlicher Zuführung der Materialbahn die Matrizen schrittweise in Übereinstimmung mit den verschiedenen ortsfesten Vorrichtungen vorschaltbar sein.
Die Matrizen können aus kettenförmig aneinander gereihten Bodenplatten und aus jeweils zwei gegenüberliegenden Querstegen bestehen. Der Formstempel wird vorzugsweise mit einer abgefederten Vorderkante ausgestattet, die zuerst in die Materialbahn eingedrückt wird, worauf sich dann der ungefederte Hauptteil des Formstempels in die Matrizen einschiebt.
Mit der Maschine nach der Erfindung können bei grossen Arbeitsgeschwindigkeiten sehr genau gefaltete Einzelpackungen in Reihen hintereinander ohne Beanspruchung der Materialbahn hergestellt werden.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar:
Fig. 1 Ansicht einer flachen Bahn nach dem Beschneiden.
Fig. 2 schaubildliche Darstellung eines Verpackungskörpers vor dem Einfalten der Seitenwandungen.
Fig. 3 eine weitere schaubildliche Darstellung eines fertiggefalteten Formkörpers.
Fig. 4 eine Packung nach dem Füllen mit aufgeklebtem Deckblatt mit noch abstehenden Eckfeldern.
Fig. 5 eine verkaufsfertige Packung.
Fig. 6 eine Seitenansicht der Abb. 5.
Fig. 7 schematische Seitenansicht des zur Faltung der Füllräume dienenden Teils der Maschine.
Fig. 8 Teilansicht der Abb. 7 von A aus gesehen.
Fig. 9 schematische Seitenansicht des sich an Abb. 7 anschliessenden Teiles der Maschine zum Verschliessen und Fertigstellen der Packungen.
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Station zum Herstellen der Verpackungen auf einem gesonderten Transportband.
Fig. 11 schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung zum Fertigstellen der Verpackungen, welche sich unmittelbar an die Fig. 10 anschliesst.
Fig. 12 schematische Seitenansicht einer Füllstation mit Abdeckband.
Fig. 13 Teiloberansicht der Fig. 12.
Fig. 14 Schaubild noch aneinander hängender Packungen mit Aufreissfaden.
Fig. 15 Schaubild einer Verkaufspackung mit Aufreissfaden.
Fig. 16 Oberansicht einer Aufreissfaden-Einlegevorrichtung.
Mit 1 ist eine Rolle aus Papier bezeichnet.
Diese Papierbahn besitzt auf ihrer oberen Seite eine Beschichtung oder Folienauflage aus thermoplastischem Material. Mit Walzen 2 wird die Papierbahn von der Rolle 1 abgezogen und einer Schneidstation I zugeführt. Diese besteht aus einer Auflageplatte 3 und den Schneidmesser-Paaren 4. 4a, welche in vertikaler Richtung Schneidbewegungen ausführen. Die Papierbahn wird über der Auflageplatte 3 mit einem endlosen Förderband 5 niedergehalten. In dieser Schneidstation I werden die in Fig. 1 dargestellten H-förmigen Ausstanzungen und Einschnitte in regelmässigen Abständen eingearbeitet.
Nach dem Beschneiden gelangt die Papierbahn zu einer Faltstation II. In dieser Station werden die in Abb. 2 und 3 beispielsweise dargestellten Verpackungsformen durch Falten gebildet. Zu diesem Zweck sind kettenartig aneinander gereihte Matrizen, d. h. Unterformen 6 vorgesehen, welche in der Bewegungsrichtung jeweils an der Vorder- und Rückseite Formbacken 7, 8 besitzen. An den beiden Aussenseiten sind diese Formkörper offen. In diese Formkörper 6, 7, 8 wird die Papierbahn mit einem Formstempel 9 eingedrückt. Um bei dem U-förmigen Falten der Papierbahn Beschädigungen zu verhüten, ist an dem Formstempel 9 die Vorderkante 10 abgefedert angesetzt. Beispielsweise kann dieses vordere Ende 10 mit Bolzen 11 unter Zwischenschaltung von Federn 12 zwischen Halterungen 13, 13a des Formstempels 9 in Höhenrichtung abgefedert verschiebbar eingesetzt sein.
Hierbei wird mit dem Vorderteil 10 die Bahn zunächst niedergedrückt, und dabei in entsprechender Länge vorgezogen, worauf dann der ungefederte Teil des Formstempels 9 der Bewegung folgt. Bei dieser Formgebung werden gleichzeitig seitliche Formplatten 14, 14a (Fig. 8), welche an den Kettengliedern 6 angelenkt sind, senkrecht nach oben eingeschwenkt, wobei unter gleichzeitiger Bildung von Eckfeldern 16 (Fig. 3) die Seitenwandungen 17 der Packungen nach oben umgefaltet werden. Die Seitenklappen 14, 14a können so bemessen sein, dass der obere Rand sich in Papierstärke entfernt gegenüber dem nach aussen abgesetzten oberen Teil 9a der Formstempel 9 befindet. Es werden hierbei seitliche, nach aussen umgebogene, obere Verpackungsränder 18 gebildet.
Da thermoplastisch beschichtetes Papier verwendet wird, können die Seitenklappen mit Heizvorrichtungen in Verbindung stehen, um die Eckfelder 16 in sich verschweissen zu können, wodurch ein nach den Seiten völlig abgedichteter Packungskörper entsteht.
Nach der Fertigstellung der kettenartig aneinander gereihten Packungskörper gelangen diese im Anschluss an einen Niederhalter 19 zu einer Füllstation III. Hier wird das Füllgut in die Packungen eingebracht, worauf dann mit einem Niederhalter, z. B. mit einem Stempel 20 das Füllgut von der Oberseite eingeebnet wird. Im Anschluss hieran gelangen die Packungen in eine Kühlzone (nicht dargestellt).
Die Materialbahn wird fortlaufend zugeführt, und die Matrizenkette 6 wird schrittweise in Ubereinstimmung mit den verschiedenen ortsfesten Vorrichtungen wie Schneid-, Falt- und Arretiervorrichtungen vorgeschaltet. Die entsprechenden Steuereinrichtungen sind von an sich bekannter Art und in der Zeichnung nicht dargestellt. Beispielsweise lassen sich die Stanz- oder Schneidmesser, die Formund Arretierstempel auf pneumatischem oder hydraulischem Wege oder in mechanischer Weise mit Kurvenscheiben auf- und abwärts bewegen. Diese Steuerung erfolgt zwangsläufig in Übereinstimmung mit den die Matrizenkette vorschaltenden Treibrädern.
Nach dem Erstarren des Füllgutes in den Einzelpackungen wird der Oberseite eine von einer Rolle 21 abgezogene fortlaufende Deckbahn 22, z. B. unter einem als Niederhalter dienenden endlosen Förderband zugeführt. In der Verschliesstation IV wird ein Stempel 24 aufgedrückt, der mit einer der Packung entsprechenden, ringsherum laufenden Schweissleiste 25 ausgestattet ist, die in an sich bekannter Weise beheizt wird und beim Aufdrücken der oberen Abdeckbahn diese an allen vier Rändern mit den seitlich abstehenden Packungsrändern 18 verschweisst.
Im Bedarfsfalle kann man an die Heizbacken oder dergleichen, die unter Umständen auch durch eine Hochfrequenz-Beheizung ersetzbar sind, Kühlwalzen oder dergleichen anschliessen, um durch Abkühlung unter Druck eine bessere Verbindung der Schweissleisten zu erreichen.
Nach dem Verschliessen verlassen die Packungen die Matrizenkette 6 und werden von einer Führungsbahn 26 übernommen.
In der nächsten Station V werden mit einem Stanzwerkzeug 27 die hervorstehenden Ränder abgeschnitten und mit Seitenklappen 28 die verschweissten Dreiecke 16 an den Packungskörper herangebogen. Mit dem gleichen Werkzeug 27 werden ausserdem die am Packungskörper verbleibenden Ränder nach unten umgebördelt. Das ausgestanzte Band 29 wird mit den Walzen schrittweise abgezogen, und hierdurch wird gleichzeitig das Herausziehen der Packung aus dem Stanzwerkzeug 27 erreicht. Auf einer geneigten Bahn 31 verlässt die fertiggestellte Packung 32 die Maschine und rutscht in einen Sammelbehälter.
In Fig. 10 gelangt nach dem Verlassen der Schneidstation 1, welche aus Stanz- oder Schneidmesserpaaren besteht, die Papierbahn la zu einer Faltstation II, in der sie in fortlaufender Reihe zu oben offenen Packungen verformt wird. Die der gewünschten Verpackungs-Form und -Grösse angepassten Unterformen sind kettenartig aneinandergereiht, und zwar bestehen diese Unterformen eben falls aus einer Bodenplatte 6 sowie einer Vorderwand 7 und Rückwand 8, welche zusammen mit der Bodenplatte 6 in das Scharnier 6a der Kette ausläuft. In diese Formkörper 6, 7, 8 wird die Papierbahn wie schon beschrieben mit einem Formstempel 9 eingedrückt. Die Bildung der Seitenwandungen erfolgt mit einschwenkbaren Seitenfaltklappen 14, 14a.
An die über zwei Leiträder 40, 41 geführte Kette mit den Formkörpern 6, 7, 8 schliesst sich über eine Gleitbahn 42, Förderband oder dergleichen zum Weiterleiten der vorgeformten Reihenpackungen P eine weitere endlose Transportkette an. Im Bereich der Gleitbahn 42 oder dergleichen befindet sich die Füllstation, an die unter Umständen Trocknungs- oder Kühlzonen nachgeschaltet sein können (nicht dargestellt).
Wie Fig. 11 zeigt, besteht die zweite endlose Kette aus den beiden Leiträdern 43, 44 und den jeweils aus einer Bodenplatte 45 mit Kettenscharnier 46 bestehenden Kettengliedern. Diese sind jeweils oberhalb des Kettenscharniers 46 mit einer Formplatte 47 besetzt, die sich an beiden Enden nur teilweise über die Breite der Grundplatte 45 erstreckt. In dieser Station IV werden die in der vorangehenden Station gefüllten Packungen verschlossen.
Zum Verschliessen der Verpackung wird eine von einer Rolle 21 abgezogene Papierbahn 22 nach dem Durchleiten unter einer Umlenkwalze 23 über die gefüllten Packungen hinweggeführt, worauf mit dem Stempel 24, der mit einer Schweissleiste oder dergleichen ausgestattet sein kann, die aufgelegte Papierbahn 22 an ihren Rändern mit den abstehenden Rändern der Verpackung verbunden wird.
In der nächsten Station V wird die von der Kette 43-47 über eine Gleitbahn 51 abgeleitete Packungsreihe Pl, welche mit dem fortlaufenden Deckblatt 22 oben abgeschlossen ist, fertig geformt.
Diese Station besteht im wesentlichen aus einem unteren Stanzwerkzeug 52, welches mit einem oberen Stanzwerkzeug 53 zusammenarbeitet. Mit diesen Stanzwerkzeugen werden die allseitig hervorstehenden Ränder beschnitten und nach unten umgeschlagen, worauf auf einer Bahn 31 die fertiggestellte Packung 32 die Maschine verlässt.
Damit beim Einfüllen der zu verpackenden Stoffe die Siegel- oder Klebeflächen vollständig sauber bleiben, kommen gemäss, s den Fig. 12 und
13 Abdeckbänder in Verwendung. Hier sind mit 6 die Glieder der Formkette bezeichnet, welche mit seitlichen Formplatten 14 besetzt sind. Innerhalb der zwischen den Formkörpern gebildeten Hohlräume befindet sich die bereits gefaltete Packung P, bei welcher oben allseitige Ränder horizontal ab stehen.
Im Bereich der Füllstation ist nun ein umlaufendes Abdeckband 140 vorgesehen, das an beiden Enden über Leitrollen 141 nach oben geführt wird.
Mit 142 ist eine Waschkammer und mit 143 eine Trockenkammer bezeichnet. Das Abdeckband ist mit Ausschnitten 144 versehen, welche etwas kleiner gehalten sind als der obere Füllraumquerschnitt der Packung. Beim Einfüllen der Ware bzw. der Füllgüter werden nun je nach der Konsistenz derselben die den Füllraumquerschnitt 144 umgebenden Ränder des Bandes 140 mehr oder weniger weitgehend überzogen, wobei verhindert wird, dass die Inhaltsstoffe auf die Kleb- bzw. Siegeltlächen der Packung gelangen.
Nach der Füllung wird das Abdeckband in die Waschkammer hochgeführt, wo mit Düsen 145 das Band wieder gesäubert wird, um dann im Anschluss an einen Durchlauf durch eine Trockenkammer 143 das Band 140 wieder auf die Oberseite der Kette 6, 14 zurückzuführen. Eine der Rollen 141 wird als Treibrolle ausgebildet, mit welcher das Band mit einer Geschwindigkeit vorbewegt wird, welche der Geschwindigkeit der Kette 6, 14 entspricht.
Anstelle der in den Zeichnungen dargestellten Heizbacken für die Ecklappen- und Deckblatt-Verschweissung können ebenfalls an sich bekannte Hochfrequenz-Beheizungen verwendet werden. Um die fertiggestellte, gefüllte und mit dem Deckblatt verschlossene Packung leicht öffnen zu können, lässt sich ein Aufreissfaden diagonal unter dem Deckblatt in den miteinander zu verbindenden Rändern z. B. durch Einsiegeln befestigen.
Die Fig. 14 und 15 zeigen derartige Packungen.
Der Aufreissfaden 60 ist in diagonaler Richtung über den Füllraum in die Ränder 18 eingeschweisst.
Bei der zum Verkauf kommenden Einzelpackung sind neben dem im Rand 18 befestigten Fadenende 61 Einschnitte 62 vorzusehen, um nach dem Einreissen des Randes das Fadenende 61 erfassen zu können.
Das Einlegen solcher Aufreissfäden erfolgt bei den noch zusammenhängenden Packungen vor dem Aufsiegeln des Deckblattes in Zickzackform (Fig.
14) mit einer in Fig. 16 dargestellten Vorrichtung.
Ein Schwenkhebel 63, an dessen freiem Ende 64 ein von einer Spule (nicht dargestellt) abgewickelter Faden 60 eingezogen ist, besitzt bei 65 eine Drehachse und kann mit einem Hebel 66 hin- und hergeschwenkt werden. Bei 67 ist der Hebel 66 drehbar an einem Tragarm 68 befestigt. Das lange Ende ist an den Schwenkhebel 63 mit einem Langloch 69 angelenkt. Das andere Hebelende gleitet mit einer Schaltrolle 70 auf einer Kurvenscheibe 71, deren Antrieb über ein Schaltrad 72 und Treibriemen 73 von der Antriebsachse 74 aus erfolgt.
Für die Durchführung dieser Faltungen können beliebige maschinelle Vorrichtungen verwendet werden.
Anstelle der kettenförmig aneinander hängenden Matrizen 6, 7, 8 kann man diese auch als Sonderkörper, d. h. als jeweils in sich abgeschlossene Formen auf Gleitbahnen hintereinander stellen. Zur Verminderung der Reibung setzt man zweckmässig die Formkörper mit Rollen oder dergleichen auf die Gleitbahnen auf.
Wenn ein zickzackförmig eingelegter Aufreissfaden unerwünscht ist, kann man auch durchgehende längs verlaufende Aufreissfäden zwischen den Rändern der Stirnseiten festlegen.