Verfahren und Maschine zum Herstellen, Füllen und Schliessen von Packungen
Die Erfindung bezieht sich auf. ein Verfahren und eine Maschine zum Herstellen, Füllen und Schlie ssenvonausB.ehälterunterteil)undDeckelbestehen- den Packungen, bei dem die Behälterunterteile in kontinuierlichem Arbeitsgang aus einer thermoplastisch verformbaren Folienbahn durch Ziehen hergestellt werden.
Eine bekannte Maschine dieser Art arbeitet in der Weise, da# Behälterunterteile kontinuierlich aus einer erwärmten Folienbahn tiefgezogen werden, am Strang befindlich auf ihrem weiteren Förderweg g gefüllt, mit einem Deckel verschlossen und anschlie- ssend'alsfertige.Packungeneinzelnvondemlaufen- den Strang abgetrennt werden. Der Nachteil ide, user Bauart liegt hauptsächlich darin, dass die Abfülleinrichtung und Vorrichtung zum Abtrennen der fertigen Packungen vom Strang verhältnismässig kompliziert und dementsprechend teuer sind.
Bei einer anderen Ausführungsart werden die Behälterunterteile in eine kontinuierlich bewegte Fo lienbahneingezogen,währendjedoch die Weiter verarbeitungdieserBehälterbahnzudenfertig gefüllten Packungen dann schrittweise erfolgt. Zu diesem Zweck werden die am Strang befindlichen Behälterunterteile mit Hilfe von taktweise bewegten Zangen schrittweise von einer Vorratsschleife zu den Füll-und den Verschliessstationen gefördert.
Gegenüber der zuerst genannten Bauart besteht der Vorteil darin, dass die Abfüllgeräte einfacher im Aufbau sind.
Js nach der verwendeten Folie tritt ein unterschiedliches Schrumpfen oder Dehnen der Folienbzw. Behälterbahn beim Abkühlen nach dem Verlas sen der Formvorrichtung auf, was zur Folge hat, da# der Abstand der nachfolgenden Füll-, Schliess- und d Beschneidevorrichtungen nicht genau mit den Abständen der einzelnen Behälter untereinander über- einstimmen. Unsauber bearbeitete Packungen oder gar Betriebsstörungen können die Folge sein.
Die bisher bekannten Maschinen der obe. ngenannten Art besitzen ausserdem keine Vorrichtungen zum Prüfen'derBehälterunterteile auf Dichtigkeit. Die gefüllten und verschlossenen Packungen müssen daher in te, ure Handarbeit auf dichten Zustand geprüft werden. Dies ist aber notwendig, da bei vielen Füllgütern undichte Behälterunterteüe eine derartige Verschmutzung der Maschine verursachen, dass wiederum Betriebsstörungen die Folge sind. Die zum Reinigen der Maschine nötige Stillstandszeit bedau- tet dann au#erdem Produktionsausfall.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die genannten Mängel zu beseitigen.
Zu diesem Zweck wird gemä# dem Verfahren der Erfindung so vorgegangen,dass'die zu den Behältemmterteilen verformte fortlaufend geförderte Folienbahn in Abschnitte aus wenigstens einem Be hälterunterteil zertrennt wird, die an eine schritt- weise bewegte Fördereinrichtung übergeben werden, welche zdiese Abschnitte den Werkzeugen und Einrichtungen zur Fertigstellung gefüllter Packungen zuführt.Dadurchisteseinmalmöglich,dieBehäl- terunterteile immer in genau gleichem Abstand un tereinander zu den Füll- und Verschlie#stationen zu bringen,
wodurch ein störungsfreies Weiter- verarbeiten der Behälterunterteil. e sichergestellt ist.
Ausserdem werden nicht nur der für die Weiterverarbeitung erforderliche Zwischenabstand, sondern auch eine dichtere und damit leistungserhöhende Förderfolge erzielt. Auch wird hierdurch die Voraussetzung geschaffen, da# undichte oder fehlerhafte Behälterunterteile einzeln oder wenigstens in sehr kleinen Gruppen ausgeschiieden und durch fehlerlose Teile ersetzt werden können.
Eine Maschine für die Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich durch eine am Ende des Auslaufs der Formvorrichtung zur Herstellung der Behälter-Unterteile befindliche Schneidvorrichtung zum.
Abtrennen der Abschnitte aus einem oder mehreren Behälterunterteilen von der Behälterbahn,eineder Sohneidvorrichtung unmittelbar nachgeordnste Vor- richtung zum Verschwenken der abgetrennten Abschnitte und eine in horizontaler Ebene schrittweise umlaufende Fördereinrichtung mit zangenartigen Greifern zur Aufnahme der genannten Abschnitte und zur Zuführung derselbenzunaohgeordneten Füll-und Schliessvorrichtungen.
Diese Maschine kann eine der Vorrichtung zum Füllen der Behälterun terteile vorgeordnete VorrichtungzumPrüfender Bshälterunterteile auf Dichtheit und eine dieser Prüfeinrichtung nachgeondnete Vorrichtung zum Aus sto#en undichter Behälterunterteile aus der Förder- vorrichtung aufweisen.
Manche Füllgüter, z. B. Fette oder dergleichen dürfen nicht über eine bestimmte Zeit hinaus in der Abfüllvorriohtung verbleiben, da sonst Betriebs- störungen z. B. durch Erstarren des Füllguts in den Abfüllkanälen auftreten. Zu diesem Zweck ist die Maschine vorteilhaft so ausgebildet, dass (die Aus- stossvorrichtung.einenStapetschachtundeinen un terhalb desselben angebrachten Stempel zum Aus- stossen undichter Behälterunterteile aus der Förder- vorrichtung heraus sowie zum Einschieben derselben in den Stapelschacht aufweist, wodurch keine Füllvorgänge auszufallen brauchen und somit keine Be triebsstörungen an dem Füllgerät auftreten können.
Die Maschine kann ausserdem mit einer Steuer- einrichtungversehen sein, die bewirkt, da# bei Störun- gen an den Abfüll-und Verschliessgeräten die Vorrichtung zur Herstellung derBehälterunterteileweiter- arbeiten kann und die anfallenden Behälterunterteile in den Stapelschacht der genannten Ersetzvorrichtung oder in einen besonderen Zwischenstapel. eingescho- ben werden, von wo isie bei Bedarf wieder selbsttätig entnommen werden können.
Nachstehend wird die Erfindung anh, and schiematischer Zeichnungen für ein Ausführungsbeispieleiner Maschine zur erfindungsgemässen Fertigstellung der genanngen Packungen erläutert. Es zeigt : Fig. l. die Maschine des Beispiels in Seitenansicht,
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Kettenfördervor- richtung der Maschine gemäss Fig. 1 für sich allein,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Maschine gemäss der Linie III-III der Fig. 1 in grösserem Ma#stab,
Fig. 4 einen Teil der Maschine als Schnitt ge- mäss der Linie IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 einen Teil der Maschine als Seitenansicht der Fig. 3,
Fig.
6 einen der erfindungsgemäss verwendeten Sauger im Schnitt.
Die Maschine besteht bei dem gewählten Aus fühliungsbeispiel in der Hauptsache aus. einem Ge- stell l, einer Vorratsrolle 2 für den Behälterwerkstoff, einer Heizvorrichtung 3, einem umlaufenden Formrad 4, einer Vorschubeinrichtung 5, einer Abschnei- devorrichtung 6A, einer Dreh- und Absenkvorrichtung 6B, einem Kettenförderer 7, einer Prüfvorrich- tung 8, einer Ausstossvorrichtung 9, semer Vorrich- tung 10 mit Stapelschacht zum Ersetzen von undich- ten durch dichte Behälterunterteile, einer Füllvor- richtung 11, einer Vorratsrolle 12 für den Deckel werkstoff,
.einemdurchPhotozellengesteuertenVor- zugsrollenpaar 13 für den Deckelwerkstoff, einer Heizvorrichtung 14, einer Deckelformvorrichtung 15, 'einerVorrichtung16 zum Abschneiden der Deckel von der Werkstoffbahn und zumAufsetzenderselben auf gefüllte Behälterunterteile, einer Schweissvorrich- tung 17 zum Aufschweissen der Deckel auf die ge fülltan Behälterunterteile, einer Schweissnahfkühlvor- richtung 18, einer Stanze 19 zum Beschneiden der verschlossenen Packungen, emem Auslaufband 20 und eine Abfallfördereinnichtung 21.
Eine Folienbahn 22 wird mittelseinesWalzen- paares 23 von der Rolle 2 mit emer Geschwindig keitabgezogen,diederUmlaufgeschwindigkeitdes Formrades 4 entspricht. Von dem Walzenpaar 23 aus gelangt. die Folienbahn 22 zunächst zwischen Förderketten 24, 25 der Heizvorrichtung 3. Die erwärmte Folienbahn 22 wird dann u-m die Formtrommel 4 herumgeführt und dabei in bekannter Weise mittels Vakuum zu einem. endlosien Behälter- strang 26umgeformt.MittelsderVorschubeinrich- tung 5 an sich bekannter Art wird der das Formrad 4 verlassendeBebälterstrang26schrittweiseder Abschneidevorrichtung64zugeführt.
Diese Vorrichtung64enthältentsprechend Fig.
1 und 5 ein an einem Paar Führungsstangen 27 senkrecht auf und. ab bewegbares Messer 28, das mit einem feststehenden Messer 29, das seinerseits an einer Tragplatte 30 befestigt ist, zusammenarbeitet.
UnmittelbarandieAbschneadevor.richtung64 schliesstsichdiegenannteVorrichtung 6B (Fig. 1 und 3) miteinemsenkrecht auf und ab bewegbaren Tragbügel 31 zum Drehen und Absenken der vom Strang 26 abgeschnittenen Behälterunterteile 32, ge gebenenfalls Gruppen von Behälterunterteilen an. An seinen oberenEndenist. der Tragbügel 31 mit elastischenBelägen33versehen,sodass.ergleichzei- tig als Festhaltevorrichtung für die Behälterunterteile während des Abschneidevorgangs dient.
Die Behäl- terunterteile werden : dabei von den elastischen Belägen 33 gegen eine Fläche das Messers 29 sowie eine Leiste 34 gedrückt, die ebenfalls an der Tragplatte 30 befestigt ist. Um zu verhindern,. dass die BehälterunterteilewährenddesAbsenkensiund Drehens aus dem Tragbügel 31 herausfallen, sind Sauger 35 vorgesehen (Fig. 6). Diese Sauger 35 greifen an der Unterseite der Behälter 32 an und sind so aus- gebildet, dass sie sich gemäss der weiteren Erläuterung unter der Wirkung von Unterdruck in ilhner Längs achse etwas verkürzen.
Das hat zur Folge, dass die Behälterunterteile 32 im Tragbügel 31 ausgerichtet und am Ende des Absenk-und Drehvorgangs in genau richtiger Lage in den schrittweise bewegten Kettenförderer 7 eingesetzt werden. Die Verdrehung des Tragbügels 31 bzw. der Behälterunterteile richtet sich nach der Behälterform und der Anordnung der Behälter entlang des Behälterstrangs. Im Falle der in Fig. 2 dargestelltenBehälter.beträgt.dieVerdre- hung der entlang einer Schnittlinie S vom Strang abgetrennten Bahälter beispielsweise 120 .
Der Tragbügel 31 ist an einer axial durchbohrten Stange 36 befestigt. Die Stange 36 wird von einer Kurvenscheibe 37 und einer Rückholfeder 38 über einen mit einer Kurvenrolle 41 versehenen Hebel 40, eine Schubstange 42 und einen weiteren Hebel 43 auf und ab bewegt, dessen eines Ende über Zapfen 44 und einen Gleitring 45 an der Stange 36 angreift und dessen entgegengesetztes Ende von einem Ausgleichs- gelenkhebel 46 gehalten wird. Der Ausgleichsgelenk- habel 46 seinerseitsista.ufeinerHebelachse 47 verschwenkbar gelagert.
Die Führung der Stange 36 erfolgt am unteren Teil durch ein Lager 48 und am oberen Teil mittels einer verdrehbar gelagerten Buchse 49, die mit einer inneren Keilverzahnung eine entsprechende äussere Keilverzahnung der Stange 36 umfa#t (Fig. 3 und 4). Mittels'dieserKeilverzahnung wird die Drehung der Stange 36 und des auf ihr befestigten Bügels 31 durchgeführt, indem die Buchse 49, die mit einem verzahnten Bund 50 versehen ist, von einem schwenkbaren Zahnsegment 51 zeitweilig gzdreht wird.
Das mit seiner Achse 52 im Gestell 1 gelagerte Segment 51 wird in bekannter Weise von einer zweiten auf einer Welle 39 befestigten Kurvenschaibe 53 und einer Rückholfeder 54 über einem weiteren mit einer Kurvenrolle 55 versehenen Hebel 56, einer Schubstange 57, einem auf der Achse 47 verschwenkbar gelagerten Winkelhebel 58 und einer weiteren Schubstange 59. angetrieben (Fig. 3).
Der Anschluss der Sauger 35 an Stauerventile und eine nicht dargestellte Vakuumpumpe der Ma schine. erfolgt mittels einer beweglichen Schlauch- leitung 60, die am Hebel 43 befestigt ist (Fig. 3), über das Innere des Gleitrings 45 und die Bohrung der Stange 36, die in einen Kanal 61 in dem Bügel 31 mündet (Fig. 6). Über diesem Kanal 61 ist ein Abdeckplatte 62 angebracht, an der die Sauger 35 mittels axial durchbohrter Schrauben 63 befestigt sind.
Selbstverständlich kann der Tragbügel 31 auch in sonst gewünschter bekannter Art bewegt werden.
Der aus Fig. 2 ersichtliche, in Fig. 1 der besseren Übersicht halber fortgelassene Kettenförderer 7 besteht im wesentlichen aus zwei. Ketten 64, 65 mit daran befestigten Greifern 66, 67 zwei Antriebs- ketträdern 68, 69 und zwei Umlenkrollen 70, 71 und verbringt die Behälterunterteile zunächst zu der Prüfvorrichtung 8. In dieser Vorrichtung werden die zwischen zwei gegeneinander beweglichen Kammer- tailen 72, 73 eingespannten Behältenmterteile in bekannter Weise dadurch geprüft, dass man sie von .einerSeitehermit einer bestimmtenLuftmenge beaufschlagt und mit einem Messgerät feststellt, ob der sich dabei einsrellende Druck mit der Zeit absinkt. Die Messergebnisse werden einem nicht dargestellten Steuergerät zugeführt.
Dieses Steuergerät kann dann in geeigneter Weise nach dem nächsten Förderschritt. des Kettenfönderers 7 die Hochbewegung eines Stempels 74 der Ausstossvorrichtung 9 auslösen, so da# als undicht festgestellte Behälter- unterbeile in einen Stapelschacht 75 geschoben wer- den. In diesem Fall wird dann mittels der Vorrich- bung 10 nach dem nächsten Förderschritt des Ketten- förderers 7 in die nunmehr frei gewordene Stelle des Förderers 7 ein dichter Behälberunterteil eingesetzt.
Das geschieht in der Weise, da# ein mit Saugern ausgerüsteter Stempel 76. aus seiner unteren Lac, nach oben bewegt wird, aus einem mit dichten Behälterunterteilen versehenen Stapelschacht 77 einen dichten Behälterunterteil entnimmt und nach unten zwischen die an den Fönderketten 64, 65 befindlichen leeren Greifer 66, 67 bringt. Der Unterteil wird dann vonden Greifern 66, 67 erfasst und wie die anderen auf dem Formrad 4 tiefgezogenen dichten Unterteile an die Füllvorrichtung 11 weitergeleitet.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dlass bei vorübergehend auftretenden. Störungen in dem Teil der Maschine, in dem dais Füllen und Verschliessen der Packungen erfolgt, die Tiefziehvorrichtungmit dem Formrad 4 weiterarbeitenlkann. Die vorgenannte Steuerung sorgt dann dafür, dass'die hergestellten Behälterunterteile im Schacht 77 der Vorrichtung 10 gespoichert werden. Durch diese Steuerung ist esauchmöglich,beimEinsetzeneinerneuenVorrats- rolle 2 die Abfüll-und Verschliessvorrichtungen ider Maschine weiterarbeiten zu lassen, indem die in dieser Zeit benötigten leeren Behälterunterteile vor übergehend aus dem Schacht 77 entnommen werden.
Um mit Sicherheit einen genügend grossen Vorrat an Behälterunterteilen zur Verfügung zu haben, kann auch ein zweiter Stapelschacht 77 und ein zweiter Stempel 76 vorgesehen werden. Die beim Wiederinbetriebnehmen zunächst entstehenden fehlerhaften Behälterunterteile werden mittels der Vorrichtung 9 ausgeschieden.
Zum Verschliessen gefüllter Behälterunterteile 32 wird gemäss Fig. 1 eine bedruckte thermoplastische Folienbahn 78 von dem mittels nicht dargestellter Photozellen in bekannter Weise gesteuerten Vorzugs- rollenpaar 13 von der Rolle 12 abgezogen und in die Heizvorrichtung 14 bekannter Art eingeschoben.
Von, der Heizvorrichtung 14 aus gelangt, die erwärmte Bahn 78 in indic Deckelformvorrichtung 15 bekannter Art und wird nach Verlassen derselben von der Vorrichtung 16 in einzelne Deckelplatten 82 zerschnitten und auf die gefüllten Behälterunterteile aufgelegt. Zu, diesem Zweck ist die Vorrichtung 16 mit einem Paar gegeneinander bewegbarer Messer 79, 80 und einem mit Saugern bestückten auf und ab beweg baren Stempel 81 versehen. Während des Absolmei- devorgangs wird der abzutrennende Deckelplatten- zuschnitt 82 bereits von dem Stempel 81 festgehalten.
Ein zweites durch Photozellen gesteuertes Vorzugs- rollenpaar 83. dient einmal dazu, die Deckelbahn registerhaltigausderDeckelformvorrichtung15her- auszuziehen und ausserdemdazu,dieDsckelbahn wahrend des Abschneidevorgangs gegen Verschieben zu sichern. Die mittels des Stempels 81 auf die gefüllten Behälterunterteüe 32 aufgelegten Deckel 82 werden mit Hilfe der Schweissvorrichtung 17 in bekannter Art fest auf idiese Unterteile 32 aufge schweisst.
Nach dem Verschwei#en gelangen die so her- gestelltenPackungenindieSchweissnahtkühlvorrich- tung 18, die mit Kühileisten versehen ist, deren AnordnungdemSchweissnahtbildderPaobungen entspricht.DienichtdargestelltenKühlleistenkön- nen dabei so ausgebildetsein,dasssisdie von ihnen aufgenommeneWärmebesondersgutaneinKühl- mittel weiterleiten. Die Halterungen 84, 85 dieser Kühlleisten sind in der Wteise auf und ab bewegbar, dal3 sie die Packungen während des Kühlvorgangs aus densichöffnendenGreifern 66, 67 der Kettenfördereinrichtung 7 entnehmen und um ein bestimmtes, baulich bedingtes Mass senkrecht nach unten tragen.
Eine nicht dargestellteVorrichtungübernimmtdann den Weitertransport der Packungen zu der Stanze 19.
In der Stanze 19 werden die Nähte der Packungen n beschnitten und im vorliegenden Fall gleichzeitig eine Gruppe von Packungen in einzelne Packungen 90 aufgeteilt. Die Stanze 19 an sich bekannter Art arbeitet in der Weise, dass ein Haltebügel 86 zu- nächst die Packungen nach oben hebt und gegen einen Schneidstempel 87 andrückt. Anschliessend gehen der Haltebügel 86 und der Schneidstempel 87 ge meinsamabwärts, wobei die Packungen beim Durch- tritt durch eine Matrize 88. an den Sohweissnahträndern b. eschnitben werden bzw. bei Packungsgrup- pendieAufteilungin'einzelnePackungen90erfolgt.
Das Auslaufband 20 fördert dann die fertigen Packungen aus der Maschine heraus.
Die beim Beschneiden der Packungen entstehenden Abfälle werden durch das zweite Förderband 21 aus der Maschine herausgefordert.