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Verpackungsanlage zum Herstellen von durch Tiefziehen einer Kunststoffolie
geformten Verpackungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsanlage, auf
der die Verpackungsbehälter aus Kunststoffolie durch Tiefziehen hergestellt werden.
Insbesondere auf eine Anlage mit einer größeren Anzahl auf einer Kette angebrachten
Behälterformen, die in einer Umlaufbahn mit einem zwischen aufeinanderfolgenden
Arbeitsstellen gerade verlaufenden Teilstück bewegbar sind und eine Einrichtung
zur Herstellung von Behältern aus entsprechender Kunststofffolie besitzen, so daß
das Verpackungsgut in die gebildeten Behälter eingebracht werden kann.
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Bei den bekannten Ausführungsformen wird das Vakuum in den Behälterformen,
während diese die aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen durchlaufen, nicht aufrechterhalten
und dadurch die in die Behälterformen einzuziehenden Kunststoffohen nicht so lange
niedergehalten werden können, bis das Verpackungsgut eingebracht ist. Das kann dazu
führen, daß die Kunststoffolie während des Arbeitsablaufes schrumpft oder zurückfedert
und dadurch der Rauminhalt des fertigzustellenden Behälters schließlich nicht mehr
die gewünschte Größe aufweist, wenn das Verpackungsgut dem Behälter zugeführt wird.
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Es ist zwar bereits eine Verpackungsanlage bekannt, bei der unter
Verwendung von Saugkästen eine gleitende Vakuumdichtung verwirklicht ist, hier wird
jedoch lediglich ein Unterdrucksystem zum Öffnen bzw. zum Offenhalten von Verpackungstüten
oder Päckchen vorgesehen, wobei die Vakuumdichtung nicht vollständig luftdicht arbeitet.
Derartige Undichtigkeit ist bei dieser bekannten Anlage bedeutungslos, da die Saugkraft
nicht allzu groß zu sein braucht, um die Papierbehälter offen zu halten. Undichtigkeit
ist jedoch unbedingt zu vermeiden, wenn Kunststoffolien tief in eine Behälterform
hineinzuziehen und in dieser Behälterform in dieser Lage festzuhalten sind, da dazu
beträchtliche Saugkräfte benötigt werden.
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Ferner sind Verpackungsanlagen bekannt, bei denen die Behälterformen
nicht mittels einer Kette, sondern auf Trommeln befördert werden. Bei diesen bekannten
Ausführungsformen wird das Vakuum in den Behälterformen, während diese die einzelnen
Arbeitsstellen durchlaufen, mittels Drehschieber aufrechterhalten. Die Leistung
derartiger Anlagen ist beschränkt, denn, soll die Herstellungskapazität erhöht,
d. h. eine große Anzahl von Behälterformen transportiert werden, so müßte der Trommeldurchmesser
wesentlich vergrößert und somit die Verpackungsanlage insbesondere in ihrer Bauhöhe
unverhältnismäßig groß ausgeführt werden. Außerdem bestehen Schwierigkeiten bei
mit Trommeln arbeitenden Verpackungsanlagen darin, diesen eine Speiseanlage für
das Verpackungsgut anzupassen. Das wird besonders bei einer Ausführungsform deutlich,
bei der die zu einem Behälter geformte Kunststoffolie von der Trommel abgenommen
werden muß, bevor das Verpackungsgut eingebracht wird. Um hier das Zurückfedern
der Kunststoffolie zu verhindern, ist eine Kühlkammer vorgesehen worden, welche
die Kunststoffbehälter schnell abkühlt und dadurch in ihrem gedehnten Zustand erhärtet.
Derartige Anlagen sind jedoch nicht nur platzaufwendig, sondern auch aufwendig bezüglich
ihrer Herstellungskosten.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Verpackungsanlage
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der in den Behälterformen ständig
ein Vakuum aufrechtzuerhalten ist, wenn diese die einzelnen aufeinanderfolgenden
Arbeitsstellen durchlaufen, so daß die I Kunststoffolien in den Behälterformen stets
einwandfrei so lange niedergehalten werden, bis das Verpackungsgut eingebracht ist.
Außerdem soll die Herstellungskapazität von Behältern auf einfache Weise erhöht
werden können.
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Die Erfindung betrifft somit eine Verpackungsanlage mit einer größeren
Anzahl auf einer Kette angebrachten Behälterformen, die in einer Umlaufbahn mit
einem zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen gerade verlaufenden Teilstück
bewegbar sind, mit einer Einrichtung zur Herstellung von Behältern
aus
entsprechender Kunststoffolie, so daß das Verpackungsgut in die gebildeten Behälter
eingebracht werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß bei dieser Anlage die
Kunststoffolie, wie an sich bekannt, mittels Vakuum in jede Behälterform eingesaugt
wird, wobei jede der Behälterformen an der Unterseite ein Dichtungselement mit einer
glatten, entsprechend der Absaugöffnung der Form durchbohrten Außenfläche aufweist,
daß zwischen wenigstens zwei Arbeitsstellen längs der gerade verlaufenden Teilstücke
der Umlaufbahn ein Saugkasten mit einer glatten Außenfläche, auf der jedes Dichtungselement
gleitet, vorgesehen ist, daß ferner zur Erzielung einer luftdichten Verbindung zwischen
den entsprechenden glatten Flächen der Dichtungselemente und des Saugkastens erstere
elastisch an den Saugkasten anpreßbar sind, daß schließlich der Saugkasten eine
an der ersten Arbeitsstelle liegende Saugöffnung zur Erzielung eines Vakuums in
der Behälterform über die Öffnung des zugeordneten Dichtungselementes und die Absaugöffnung
der Behälterform aufweist und das Vakuum in den Behälterformen bei deren Weitergleiten
zur nächsten Arbeitsstelle durch die abdichtende Auflage der Dichtungselemente auf
dem Saugkasten aufrechtzuerhalten bleibt und dadurch die hineingezogene Folie festgehalten
wird.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden ausgeführt.
So geht ein Vorschlag der Erfindung dahin, daß jedes Dichtungselement lediglich
von seiner zugehörigen Behälterform mittels einer daran befestigten Halteplatte
getragen ist sowie rund um das Dichtungselement und daran anliegend eine von der
Halteplatte aufgenommene Ringdichtung vorgesehen ist und dadurch bei gleichzeitig
luftdichtem Abschluß eine vertikale oder Kippbewegung des Dichtungselementes gegenüber
der Behälterform erreichbar ist. Ferner empfiehlt die Erfindung, daß jedes Dichtungselement
auf die entsprechenden glatten Außenflächen des Saugkastens mittels einer zwischen
der Unterseite der Behälterform und dem Dichtungselement angeordneten Feder drückbar
ist. Vorzugsweise sind die glatten Außenflächen des Saugkastens an dessen Enden
oder die an die Außenfläche angreifenden Kanten der Dichtungselemente abgeschrägt
und dadurch zu dem zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen gerade verlaufenden
Teilstück der Umlaufbahn geneigt ausgeführt. Dadurch wird ein weiches Aufsetzen
und Abheben der Dichtungselemente auf bzw. von dem Saugkasten erreicht.
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Zweckmäßig ist der Saugkasten an seinen beiden Enden abgeschrägt und
gabelförmig ausgebildet zur Bildung von Auf- und Ablaufflächen für die. Dichtelemente.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Hinterkante des die Öffnung
umschließenden Dichtelementes so bemessen, daß bei fortschreitender Bewegung der
Behälterform von einer Arbeitsstelle zur anderen die Saugöffnung erst freigegeben
wird, wenn die Öffnung vollständig geschlossen ist.
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Durch die Erfindung erreichte Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage, in den mittels einer
Kette transportierten Behälterformen ständig ein Vakuum aufrechtzuerhalten ist,
während die Behälterformen die einzelnen Arbeitsstellen durchlaufen. Das wiederum
hat vorteilhaft zur Folge, daß die Kunststoffolie einwandfrei in der Behälterform
so lange niedergehalten wird, bis das Verpackungsgut
eingebracht ist. Infolgedessen
kann kein wesentliches Schrumpfen oder Rückfedern der Kunststoffolie auftreten,
und der Rauminhalt des : Behälters bleibt daher entsprechend der Behälterform bis
zur Füllung stets erhalten. Außerdem wird bei der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage
während der schrittweisen Bewegung der Behälterformen jeder Schlupf der Kunststoffolie
von der einen Behälterform zur nächsten verhindert, da das Vakuum in den Behälterformen
an den einzelnen Arbeitsstellen erneuert bzw. aufgefrischt werden muß. Dadurch weisen
die mit der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage hergestellten Behälter keine Falten
auf und sind somit auch in ästhetischer Hinsicht vorteilhaft. Ferner ist es von
Vorteil, daß bei der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage die Herstellungskapazität
der Behälter auf einfache Weise dadurch vergrößert werden kann, daß lediglich die
die Behälterformen tragende Kette horizontal verlängert wird, d. h. die geringe
Bauhöhe der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage bleibt erhalten.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt
eines Teils einer erfindungsgemäßen Verpackungsanlage, F i g. 2 einen Horizontalschnitt
längs der Linie 2-2 nach Fig. 1, wodurch der Saugkasten mit seinen Saugöffnungen
sowie der Rahmen und die Querträger sichtbar werden, F i g. 3 einen Detailschnitt
längs der Linie 3-3 nach F i g. 2, woraus die Gleitdichtung zu Beginn ihres Zusammenspiels
mit dem Saugkasten ersichtlich ist, F i g. 4 einen Detailschnitt längs der Linie
4-4 nach Fig. 1, worin die Gleitdichtung über der zweiten Saugöffnung in dem Saugkasten
sichtbar ist, Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Gleitdichtung, woraus die einzelnen
Dichtungsteile ersichtlich sind und Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der
Linie 6-6.
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Die in den Figuren dargestellte Verpackungsanlage ist mit einer größeren
Anzahl von Behälterformen 10 versehen, die an einer endlosen, nicht dargestellten
Kette angebracht sind, durch welche sie horizontal in intermittierender Bewegung
durch eine Reihe von ArbeitsstellenA, B, C usw. hindurchgeführt werden.
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Eine jede Behälterform 10 weist eine mittlere Trennwand 12 (F i g.
4) auf, welche sie in zwei gleich große, nebeneinanderliegende Hohlräume aufteilt,
in welchen die Behälter hergestellt werden. Dazu wird eine dünne Bahn aus flexibler
KunstsLoffolie 14 von einer nicht dargestellten Zulieferrolle abgewickelt und fortlaufend
über die Oberseite einer jeden Behälterform 10 gelegt, während die Behälterform
sich in die Arbeitsstelle A bewegt, wobei die Seitenkanten der Kunststoffolie 14
an den Seiten der Behälterform 10 durch eine nicht dargestellte Greiffeder festgehalten
werden, welche einen Teil der Behälterform bildet.
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Sobald die Behälterform an die Arbeitsstelle B verschoben wird, gelangt
sie unter einen Heizofen 16, welcher sich bis über die Arbeitsstelle C erstreckt
und dazu dient, die I Kunststoffolie zu erweichen, so daß sie in die beiden Hohlräume
der Behälterform 10 gezogen werden und Behälter zur Aufnahme des Verpackungsgutes
bilden kann.
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An der Unterseite jeder Behälterform 10 ist eine Gleitdichtung 18
vorgesehen, welche, wie am besten
aus den F i g. 3 bis 6 ersichtlich,
ein bewegliches Dichtungselement 20 aufweist, welches eine Öffnung 22 umschließt,
durch welche ein Vakuum im Inneren der Behälterform 10 erzeugt wird. Das Dichtungselement
20 wird durch eine Schraubenfeder nach unten von der Behälterform 10 fortgedrückt,
wobei jedoch seine Bewegung in dieser Richtung durch eine Halteplatte 26 begrenzt
wird, die mit der Unterseite der Behälterform 10 verschraubt ist und Flansche 28
aufweist, welche entsprechende Ansätze 30 an dem Dichtungselement 20 aufnehmen.
Die Halteplatte 26 weist ebenfalls einen aufrecht stehenden ringförmigen Kranz 32
auf, um welchen eine Ringdichtung34, z. B.
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Gummidichtung, angesetzt ist, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Diese Dichtungsanordnung ergibt eine luftdichte Verbindung mit dem Dichtungselement
20 und ermöglicht gleichzeitig eine vertikale oder eine Kippbewegung dieses Elementes,
wie nachstehend beschrieben ist.
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Wenn die Behälterform 10 von der Arbeitsstelle B zur Arbeitsstelle
C schrittweise fortbewegt wird, legt sich das Dichtungselement 20 auf die abgeschrägten
Gabelarme 36 (s. auch F i g. 2) eines horizontalen Saugkastens 38. Diese Arme 36
weisen eine schräglaufende Fläche auf, welche, wenn die Behälterform 10 an die Arbeitsstelle
C verschoben ist, graduell und allmählich das Dichtungselement 20 um einen gewissen
Betrag nach oben gegen die Feder 24 schiebt, während die Behälterform selbst gegen
vertikale Bewegung durch die iiblichen, nicht dargestellten Seitenführungsschienen
neben dem Kettenantrieb festgehalten wird. Wenn daher die Behälterform schließlich
die Arbeitsstelle C endgültig erreicht hat, ist das Dichtungselement 20 frei von
der Halteplatte 26 und wird unter Federdruck gegen den Saugkasten 38 mit entsprechender
Kraft nach unten gedrückt, um eine einwandfreie Übereinstimmung mit der Oberfläche
des Saugkastens zu bilden.
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Das Dichtungselement 20 besteht aus einem dimensionsmäßig stabilen
Werkstoff mit geringer Reibung, wie beispielsweise graphitiertem Phenolharz oder
nylonisiertem Diailyl-Phthalat. Die Unterseite dieses Dichtungselementes ist eben
glatt geläppt und die Randfläche ist ebenfalls äußerst genau bearbeitet und derart
dimensioniert, daß sie dicht am Rande der kreisrunden Dichtung 34 anliegt und einen
unbedingt dichten Luftabschluß erzielt. Die obere Fläche des Saugkastens 38 ist
seitlich breiter als das Dichtungselement 20, so daß dieses überall gleichmäßig
aufliegt. Die Außenfläche des Saugkastens 38 ist chromplattiert und auf Hochglanz
poliert, so daß sie völlig eben glatt ist und einen praktisch luftdichten Abschluß
mit dem Dichtungselement 20 ergibt.
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An der Arbeitsstelle C weist der Saugkasten 38 eine Saugöffnung 40
auf, welche in Abmessung und Form ähnlich wie die Öffnung 22 in dem Dichtungselement
20 ausgebildet ist und mit dieser Öffnung übereinstimmt, wenn die Behälterform 10
sich an der Arbeitsstelle C befindet. An dieser Saugöffnung 40 wird über eine Leitung
42, welche mit einem üblichen, daher nicht dargestellten Ventil verbunden ist, welches
über einen Nockentrieb synchron mit der intermittierenden Bewegung der Behälterform
10 betätigt wird, ein Unterdruck erzeugt. Die Vakuumverbindung zur Saugöffnung 40
weist einen Unterdruckmesser 44 auf. Falls erforderlich, kann ebenfalls ein Entlüftungsreglerventil
in 46 angeschlossen werden.
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Während die Behälterform 10 an der Arbeitsstelle C angehalten wird,
erweicht der Heizer 16 die dünne Kunststoffolie 14 weiterhin, welche an der Oberseite
der Behälterform festgeklemmt ist. Während dieser Erweichungszeit und kurz vor Beginn
der nächsten Bewegungsstufe wird über die Saugöffnung 40 und die Öffnung 22 sehr
schnell die Luft aus der Behälterform 10 durch eine Reihe vertikaler Absaugöffnungen
d. 8 (vier Öffnungen in jedem Behälterformhohlraum sowie über horizontale KanäleSO
abgezogen, welche eine Verbindung mit einer I Kammer 52 herstellen, welche eine
Öffnung im Boden der Behälterform 80 hat. Durch Absaugen der Luft aus der Behälterform
wird die Kunststoffolie in die Behälterformhohlräume hineingezogen und bildet ein
Paar nebeneinanderliegender Behälter entsprechend der Behälterformausbildung.
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Wen die Behälterform 10 bereits von der Arbeitsstelle zur Arbeitsstelle
D weitergleitet, bevor jedoch die Öffnungen 22 und 411 frei werden, wird das Ventil,
welches den Saugdruck am Anschluß 42 steuert, geschlossen. Durch die Weiterbewegung
dei Behälterform werden beide Saugöffnungen 22 und 40 gleichzeitig blindgeschlossen,
wobei das Dichtungselement 20 eine ausreichend breite Hinterkante (d. h. in Bewegungsrichtung)
aufweist, um ein Aufdecken der Saugöffnung 4C zu verhindern, bevor die öffnung 22
vollständig blindgeschlossen ist.
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Am Ende dieses Vorschubes, wenn die Behälterform 10 sich an der Arbeitsstelle
D befindet, liegt die Saugöffnung 22 genau über einen zweiten Saugöffnung 54 in
dem Saugkasten 38. Diese zweite Saugöffnung 54 ist über eine Leitung 56 mit einer
kontinuierlich arbeitenden Unterdruckquelle verbunden, welche vorzugsweise einen
etwas geringeren Unterdruck liefert als die Vakuumquelle, die mit der Saughoffnung
40 verbunden ist. Die Anwendung des Unterdruckes wird durch diese zweite Saugöffnung
54 erneuert und hält den Unterdruck innerhalb der Behälterformen 10 aufrecht, so
daß die Kunststoffolie 14 stets dicht an der Innenwandung der Behälterform festgehalten
wird. Auf diese Weise kann kein wahrnehmbares Zurückfedern oder ein Schrumpfen der
Kunststoffolie eintreten, was insbesondere bei Abkühlung der Folie nach Verlassen
des Heizers 16 auftreten kann. Falls es als erforderlich angesehen wird, kann ein
Entlüftungsieglerventil 58 mit der zweiten Saugöffnung 54 verbunden werden, um die
Stärke des Unterdruckes zu steuern.
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Während des nächsten Arbeitsganges der erfindungsgemäßen Verpackungsanlage
wird die Behälterforml0 an die Arbeitsstelle E weitergeschoben, an welcher die Saugöffnung
22 genau über einer dritten Saugöffnung 60 liegt, und die zu verpackenden Produkte
mit Hilfe eines Übertragersystems 62 in die Behälterform 10 niedergelegt werden.
Über die dritte Saugöffnung 60 wird ebenso wie über die weitere Saugöffnung 64 an
der Arbeitsstelle F ein Vakuum seitens einer Leitung 56 erzeugt. Es ist offenbar,
daß, wenn die Behälterform 10 zwischen den Arbeitsstellen D, E und F schrittweise
vorgeschoben wird, der luftleere Raum innerhalb der Behälterform 10 durch das auf
den Saugkasten 38 aufliegende Dichtungselement 20 völlig dicht abgeschlossen wird,
ebenso wie dies der Fall ist, wenn die Behälterform von der Arbeitsstelle C zur
Arbeitsstelle D verschoben wird. Die Erneuerung des Unterdruckes an jeder der Arbeitsstellen
D, E und F zwingt die Kunst
stoffolie 14 gegen die Innenwandungen
der Behälterform, so daß die Behälter faltenfrei mit größtmöglichem Volumen ausgebildet
werden.
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Jede der Saugöffnungen 54, 60 und 64 ist mit einem entsprechenden
Einsatz 66, 68 und 70 versehen, deren einer in der Saugöffnung 54 im Schnitt in
F i g. 4 dargestellt ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind diese Einsätze
identisch mit der Ausnahme, daß der Einsatz 66 eine etwas größere Bohrung als die
beiden anderen aufweist, und zwar 8% gegenüber 1/8". Dadurch ist eine sehr genaue
Steuerung des Saugdruckes an den Arbeitsstellen D, E und F möglich, so daß unbedingt
gewährleistet ist, daß während der Bewegung der Behälterform 10 von der einen Arbeitsstelle
zur anderen die Folie 14 nicht aus der Behälterform herausrutschen kann.
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Wenn die Behälterform 10 über die Arbeitsstelle F zur Arbeitsstelle
G weitergeschoben wird, gleitet das Dichtungselement20 auf einem abgeschrägten Gabelarm
72 am linken Ende des Saugkastens 38 abwärts, und die Saugöffnung 22 wird damit
dem normalen Luftdruck ausgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch die Kunststoffolie
14 ausreichend abgekühlt, so daß sie nicht mehr schrumpfen oder zurückfedern kann.
Außerdem drückt das Gewicht des nunmehr in den Behälterformen bzw. Behältern liegenden
Verpackungsgutes auf die Folie, so daß diese ihre deI Behälterform angepaßte Form
faltenlos beibehält und sich somit ein gut aussehender Behälter ergibt.