DE19607507A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von oben offenen Beuteln - Google Patents

Description

Die Erfindungen bezieht sich einerseits auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Beuteln, mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von oben offenen Beuteln an eine Befüllstation und einem vertikalen Produktauslaß an der Befüllstation.

Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen von Beuteln, bei dem oben offene Beutel hintereinander an eine Befüllstation transportiert und dort befüllt werden.

Es ist bekannt, daß zunächst oben offene, leere Beutel erzeugt werden, z. B. mittels einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine, daß die Beutel dann hintereinander auf eine bandförmige Zuführeinrichtung gestellt werden, von der sie taktweise einem vertikalen Produktauslaß an der Befüllstation zugeführt werden. Bei jedem Stillstand der Zuführeinrichtung wird ein Beutel unterhalb des Produktkopfes positioniert und mittels von oben in den Beutel abgegebenem Produkts befüllt. Nach dem Füllvorgang des einen Beutels wird die Zuführeinrichtung um einen Takt weiterbewegt, so daß der nachfolgende Beutel für einen Füllvorgang unterhalb des Produktkopfes positioniert wird. Die befüllten Beutel werden von der Zuführeinrichtung taktweise weiter an eine Schweißstation gebracht. An der Schweißstation wird jeweils ein Beutel während eines Stillstandes der Zuführeinrichtung mittels gegeneinander bewegbarer, den oberen Rand des Beutels einklemmender Schweißbacken zugeschweißt.

Die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren haben den Nachteil, daß vom Produktauslaß abgegebenes Produkt, z. B. ein Pulver oder eine Flüssigkeit, an den inneren Rand der Beutel gelangen kann, z. B. durch Aufstauben oder Zurückspritzen aus den Beuteln, was zu undichten Beuteln führen kann. Die inneren Oberflächen des oberen Randes des Beutels werden beim Verschließen des Beutels miteinander verschweißt. Produkt in der Schweißnaht erzeugt dort eine unverschweißte Stelle, wo sich das Produkt befindet. Eine undichte Schweißnaht verschlechtert den Schutz des abgepackten Produkts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu finden, derart, daß vom Produktauslaß abgegebenes Produkt nicht an den inneren oberen Rand der Beutel gelangen kann.

Gelöst ist die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 10.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Anspruch 1) ist an einem vertikalen, zylindrischen Produktauslaß der Befüllstation ein zylindermantelförmiger Füllstutzen vorgesehen, welcher teleskopartig mit dem Produktauslaß verbunden und an diesem verschiebbar ist, und der Füllstutzen ist starr mit .einer Höhenverstelleinrichtung verbunden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 10) wird an der Befüllstation jeder Beutel zunächst oben aufgespreizt, wobei Öffnungserweiterer am oberen Rand des Beutels angreifen, dann wird ein Füllstutzen, der mit einem vertikalen, zylindrischen Produktauslaß teleskopartig verbunden ist, aus einer oberen Position in den weit geöffneten Beutel in eine untere Position verschoben, Produkt wird durch den Produktauslaß und den Füllstutzen in den Beutel gefüllt, und nach Beendigung des Füllvorganges wird der Füllstutzen wieder in eine obere Position verschoben und der Beutel wird weitertransportiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren haben den Vorteil, daß vom Produktauslaß abgegebenes Produkt nicht an den inneren, oberen Rand eines Beutels gelangen kann, da infolge des Einsetzens des Füllstutzens in den Beutel der innere Bereich des Beutels am Rand ringförmig durch den Füllstutzen vor aufstaubendem oder spritzendem Produkt geschützt ist. Vor der Füllstutzeneinbringung kann der Beutel mehr oder weniger aufgespreizt werden, so daß es mehr oder weniger Freiraum zwischen den Innenflächen des Beutels oder der äußeren Fläche des Füllstutzens gibt.

Bei der Vorrichtung kann die Höhenverstelleinrichtung auch lediglich für ein relativ geringfügiges Absenken des Füllstutzens vorgesehen sein. Je nach Eigenschaft des abzupackenden Produkts, der Füllmenge und der Beutelgröße reicht ein derartiges Absenken bereits aus, um eine Benetzung des inneren, oberen Randes der Beutel mit Produkt zu vermeiden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 und 11 bis 12 beschrieben.

Befindet sich bei der obersten Verschiebestellung der Füllstutzen dicht über dem oberen Rand eines zu befüllenden Beutels (Anspruch 2), so ist die benötigte Zeit zum Einschieben des Füllstutzens in den Beutel minimiert und der gesamte Verpackungsprozeß verkürzt. Je nach Höhe der zu befüllenden Beutel kann die oberste Position des Füllstutzens gewählt werden.

Die Höhenverstellung ist kostengünstig und zuverlässig, wenn sie analog Anspruch 3 einen vertikal ausgerichteten Pneumatikzylinder aufweist.

Ist die Zuführeinrichtung ein horizontal ausgerichtetes, umlaufendes Becherband (Anspruch 4), so werden sowohl die leeren als auch die befüllten Beutel sicher und zuverlässig in jeweils einem Becher transportiert. Damit ist auch eine ortsgenaue Positionierung der Beutel am Produktauslaß, an den Greifern, und, nach erfolgter Beutelbefüllung, an einer nachfolgenden Schweißstation gegeben.

Weisen die Becher des Becherbandes eine in vertikaler Richtung durchgehende Aussparung auf, wobei jede Aussparung einen Becher in zwei Becherteile trennt (Anspruch 5), so wird die Umlaufeigenschaft des Becherbandes verbessert. Bewegt sich ein Becher z. B. um ein das Becherband um 180 Grad umlaufendes Rad herum, so wird die Aussparung zu einem spitzen Winkel, und die beiden Becherteile laufen leichtgängiger entlang der gebogenen Bahn als dies bei einem einstückigen Becher der Fall wäre.

Rieselfähiges Produkt kann mit großer Dosiergenauigkeit in die Beutel abgegeben werden, wenn analog Anspruch 6 an der Befüllstation ein Schneckendosierer mit einem unten angeordneten Produktauslaß vorgesehen ist. Durch einen von der Dichte des Produkts und den Abmessungen des Schneckendosierers abhängigen Drehwinkel der Schnecke wird die abzufüllende Produktmasse bestimmt.

Ist an der Zuführeinrichtung in Zuführrichtung vor der Befüllstation ein Öffnungserweiterer vorgesehen (Anspruch 7), so können ankommende offene Beutel weiter geöffnet werden, um eine vergrößerte Eintrittsöffnung für den absenkbaren Füllstutzen zu schaffen.

Ist der Öffnungserweiterer ein Vakuumgreifer (Anspruch 8), so erfolgt das Ergreifen gegenüberliegender Beutelseiten sicher und unabhängig von der genauen Position der Beutelseiten. Ein derart ergriffener Beutel kann ebenfalls sicher bzgl. seiner oberen Öffnung geweitet werden. Weist der Vakuumgreifer einen flexiblen Saugnapf mit einer mittig in den Saugnapf mündenden Luftleitung auf, welche mit einer abwechselnd Unterdruck und Druckluft erzeugenden Einrichtung verbunden ist (Anspruch 9), so sind weitere Vorteile erreicht. Zum einen paßt sich der flexible Saugnapf etwas der äußeren Beutelseite an, was deren Anhaftung verbessert, zum anderen sorgt die mittig in den Saugnapf mündende Luftleitung dafür, daß der Saugnapf unabhängig von seinem zeitlichen Deformationszustand zuverlässig betrieben werden kann. Und schließlich kann die abwechselnd Unterdruck und Druckluft erzeugende Einrichtung sowohl für das Ergreifen eines Beutels als auch für das Loslassen genutzt werden.

Der Abfüllvorgang wird weiter verkürzt, wenn der Füllvorgang bereits während des Absenkens des Füllstutzens beginnt (Anspruch 11), oder wenn der Füllvorgang erst bei Entfernung des Füllstutzens über den oberen Rand des Beutels beendet wird (Anspruch 12). Im ersten Fall wird die Trägheit des zu fallenden Produkts und dessen Fallzeit ausgenutzt, den Füllstutzen in eine tiefere Position zu bringen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine Verpackungslinie mit einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine zur Erzeugung von leeren, oben offenen Beuteln, einem umlaufenden Becherband zum taktweisen Weitertransportieren der Beutel, zwei Öffnungserweiterern zur Erweiterung der oberen Beutelöffnung, einer Befüllstation mit einem unteren Produktauslaß eines Schneckendosierers, einem vertikal verschiebbaren Füllstutzen am Produktauslaß, wobei der Füllstutzen in einen zu befüllenden Beutel eingefahren und nach dem Befüllvorgang vollständig zurückgezogen werden kann, und einer nachgeordneten Schweißstation zum Verschweißen der Beutel;

Fig. 2 in einer Seitenansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, jedoch mit in unterer Position befindlichem Füllstutzen, sowie

Fig. 3 in einer Seitenansicht einen entlang der Fig. 1 geschnittenen Becher des Becherbandes mit eingesetztem, oben offenen Beutel, sowie mit Vakuumgreifern zur Weitung der oberen Öffnung des Beutels.

An einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 1 wird eine ebene Folienbahn 2 mittels umlaufender Abzugsriemen 3 von einer Folienrolle 4 taktweise abgezogen und an einer Formschulter 5 zu einem Folienschlauch 6 umgeformt (Fig. 1). Der Folienschlauch 6 umgibt ein Formatrohr 7. Der Folienschlauch 6 wird mittels einer gegen den Folienschlauch 6 und das Formatrohr 7 taktweise drückenden Längssiegelbacke 8 in Form einer Längsnaht 9 verschweißt. Mittels Seitenfaltenstechern 10 wird der Boden 11 eines Beutels 12 geformt. Der Boden 11 wird mittels einer Querbacke 13 verschweißt. Die Schweißnaht wird dann gegen den Boden 11 umgelegt und ein zuvor gefertigter Beutel 12 wird mittels eines Stechmessers 14 vom Folienschlauch 6 abgetrennt. Der abgetrennte Beutel 12 fällt auf eine Zuführeinrichtung 15.

Die Zuführeinrichtung 15 ist ein um zwei Räder 16, 17 umlaufendes, horizontal ausgerichtetes Becherband 18. Ein Rad 17 wird mittels eines Motors 19 angetrieben. Die Becher 20 des Becherbandes 18 weisen in vertikaler Richtung eine durchgehende, schlitzartige Aussparung 21 auf. Jede Aussparung 21 trennt einen Becher 20 in zwei Becherteile 22, 23. Die Becher 20 laufen dadurch besser um die Räder 16, 17 herum.

An der Vorrichtung 24 werden die oben offenen Beutel 12 taktweise von der Zuführeinrichtung 15 an einen vertikalen Produktauslaß 25 einer Befüllstation 26 transportiert. Vor der Befüllstation 26 sind auf gegenüberliegenden Seiten 27, 28 (Fig. 2) eines Beutels 12 und im Bereich des oberen Randes 29 des Beutels 12 ansetzbare, mittels einer zweiteiligen Stelleinrichtung 30 aufeinander zu und von einander weg bewegbare Öffnungserweiterer 31, 32 vorgesehen, die starr über teilweise hohle Verbindungen 33, 34 mit der Stelleinrichtung 30 verbunden sind.

Die Öffnungserweiterer 31, 32 sind Vakuumgreifer 36, 37. Jeder Öffnungserweiterer 31, 32 weist einen flexiblen Saugnapf 38, 39 aus Kunststoff auf. Mittig in den Saugnapf 38, 39 mündet eine Luftleitung 40, 41. Jede Luftleitung 40, 41 ist mit einer abwechselnd Unterdruck und Druckluft erzeugenden Einrichtung verbunden.

Es würde aber auch eine einzige Einrichtung für beide Öffnungserweiterer genügen. Auch könnte eine einzige Stelleinrichtung eine Schere betätigen, an deren Spitzen sich die Saugnäpfe befinden.

Von den Öffnungserweiterem 31, 32 wird jeder Beutel 12 oben aufgespreizt, so daß sich seine Seitenfalte 52 glättet. Dazu werden die Öffnungserweiterer 31, 32 mit Unterdruck versorgt, um den Bereich des oberen Randes 29 am Beutel 12 angesetzt und voneinander weg bewegt. Die Öffnungserweiterer 31, 32 halten die gegenüberliegenden Seiten 27, 28 des Beutels 12 kurzzeitig fest und lassen diese dann unter Einsatz von Druckluft los. Der Beutel 12 ist nun oben weiter geöffnet als zuvor.

Mit dem nächsten Transporttakt gelangt der oben erweiterte Beutel 12 zum Produktauslaß 25 einer Befüllstation 26. Mit dem Produktauslaß 25 ist ein zylindermantelförmiger Füllstutzen 43 teleskopartig verbunden. Eine Höhenverstelleinrichtung 35 weist einen vertikal ausgerichteten Pneumatikzylinder 44 und eine starre Verbindung 56 auf und verstellt damit die Höhe des Füllstutzens 43. Der Füllstutzen 43 ist entlang des Rohrs 49 verschiebbar, an dessen unterem Ende sich der Produktauslaß 25 befindet.

An der Befüllstation 26 wird staubendes Produkt 45 portionsweise mittels eines Schneckendosierers 46 aus einem Trichter 47 ausgebracht. Dazu wird eine Achse 48 einer im Rohr 49 befindlichen Schnecke 50 mittels eines Motors 51 jeweils um einen gewissen Winkel gedreht.

Vor einem Füllvorgang wird der Füllstutzen 43 durch Einsatz des Pneumatikzylinders 44 mittels der starren Verbindung 56 nach unten bewegt, wobei der Füllstutzen 43 über den Rand 29 in einen Beutel 12 eingebracht wird. Sodann wird Produkt 45 durch den Produktauslaß 25 und den Füllstutzen 43 in den Beutel 12 gefüllt, ohne daß der innere obere, später noch zu verschweißende Bereich des Beutels 12 mit Produkt 45 in Kontakt kommt. Der Füllstutzen 43 schützt die innere Oberfläche des Beutels 12 vor aus dem Beutel 12 zurückstaubendem Produkt 45.

Der Füllvorgang beginnt schon während des letzten Abschnitts des Absenkvorganges.

Nach Beendigung des Füllvorganges wird der Füllstutzen 43 nach oben aus dem Beutel 12 herausgezogen, und der Beutel 12 wird anschließend weiter zu einer Schweißstation 53 transportiert, wo er mittels gegeneinander beweglicher Schweißbacken 54, 55 oben zugeschweißt wird.

Bezugszeichenliste

1 Schlauchbeutelmaschine
2 Folienbahn
3 Abzugsriemen
4 Folienrolle
5 Formschulter
6 Folienschlauch
7 Formatrohr
8 Längssiegelbacke
9 Längsnaht
10 Seitenfaltenstecher
11 Boden
12 Beutel
13 Querbacke
14 Stechmesser
15 Zuführeinrichtung
16, 17 Rad
18 Becherband
19 Motor
20 Becher
21 Aussparung
22, 23 Becherteil
24 Vorrichtung
25 Produktauslaß
26 Befüllstation
27, 28 Seite
29 Rand
30 Stelleinrichtung
31, 32 Öffnungserweiterer
33, 34 Verbindung
35 Höhenverstelleinrichtung
36, 37 Vakuumgreifer
38, 39 Saugnapf
40, 41 Luftleitung
42 Einrichtung
43 Füllstutzen
44 Pneumatikzylinder
45 Produkt
46 Schneckendosierer
47 Trichter
48 Achse
49 Rohr
50 Schnecke
51 Motor
52 Seitenfalte
53 Schweißstation
54, 55 Schweißbacke
56 Verbindung

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Befüllen von Beuteln, mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von oben offenen Beuteln an eine Befüllstation und einem vertikalen, zylindrischen Produktauslaß an der Befüllstation, dadurch gekennzeichnet, daß am Produktauslaß (25) ein zylindermantelförmiger Füllstutzen (43) vorgesehen ist, der teleskopartig mit dem Produktauslaß (25) verbunden und an diesem verschiebbar ist, und daß der Füllstutzen (43) starr mit einer Höhenverstelleinrichtung (35) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei der obersten Verschiebestellung der Füllstutzen (43) dicht über dem oberen Rand (29) eines zu befüllenden Beutels (12) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenverstelleinrichtung (35) einen vertikal ausgerichteten Pneumatikzylinder (44) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (15) ein horizontal ausgerichtetes, umlaufendes Becherband (18) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Becher (20) des Becherbandes (18) eine in vertikaler Richtung durchgehende Aussparung (21) aufweisen, und jede Aussparung (21) einen Becher (20) in zwei Becherteile (22, 23) trennt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Befüllstation (26) ein Schneckendosierer (46) mit einem unten angeordneten Produktauslaß (25) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuführeinrich­ tung (25) und in Zuführrichtung vor der Befüllstation (26) ein Öffnungserweiterer (31, 32) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungserweiterer (31, 32) ein Vakuumgreifer (36, 37) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumgreifer (36, 37) einen flexiblen Saugnapf (38, 39) mit einer mittig in den Saugnapf (38, 39) mündenden Luftleitung (40, 41) aufweist, und daß die Luftleitung (40, 41) mit einer abwechselnd Unterdruck und Druckluft erzeugenden Einrichtung (42, 43) verbunden ist.

10. Verfahren zum Befüllen von Beuteln, bei dem oben offene Beutel hintereinander an eine Befüllstation transportiert und dort befüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Befüllstation (26) jeder Beutel (12) oben aufgespreizt wird, wobei Öffnungserweiterer (31, 32) am oberen Rand (29) des Beutels (12) angesetzt und voneinander weg bewegt werden, daß dann ein Füllstutzen (43), der mit einem vertikalen, zylindrischen Produktauslaß (25) teleskopartig verbunden ist, aus einer oberen Position in den weit geöffneten Beutel (12) in eine untere Position verschoben wird, daß Produkt (45) durch den Produktauslaß (25) und den Füllstutzen (43) in den Beutel (12) gefüllt wird, und daß nach Beendigung des Füllvorganges der Füllstutzen (43) wieder in eine obere Position verschoben und der Beutel (12) weitertransportiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang während des Absenkens des Füllstutzens (43) beginnt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang erst bei Entfernung des Füllstutzens (43) über den oberen Rand (29) beendet wird.