DE69512200T2

DE69512200T2 - Verpackungsmaschine mit Siegelvorrichtung

Info

Publication number: DE69512200T2
Application number: DE69512200T
Authority: DE
Inventors: Lloyd Kovacs; Mario Tosetti
Original assignee: Paper Converting Machine Co
Current assignee: Paper Converting Machine Co
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2015-02-23
Also published as: DE69529628D1; EP0909709A1; ES2192731T3; EP0728668B1; ES2137451T3; DE69529628T2; DE69512200D1; EP0909709B1; EP0728668A1

Description

Vorgeschichte der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Verpackungsmaschinen und insbesondere auf eine Anordnung zum Bearbeiten einer Gruppe von Gegenständen und zu ihrem Einschließen in einem Kunststoffilm während ihrer Bewegung entlang einer Bewegungsbahn.
Die Erfindung bezieht sich auf horizontale Form-, Füll- und Einschließmaschinen und insbesondere auf eine Bauart von Maschinen, bei der die zu verpackenden Gegenstände in einen Kunststoffilm eingehüllt werden. Andere Anwendungen der Erfindung sind jedoch möglich.
Das Herz einer Form-, Füll- und Einschließmaschine ist die Einschließvorrichtung. Unabhängig davon, wie schnell die zu verpackenden Gegenstände aufgesammelt und gruppiert werden, ist es zwingend, daß sie vollständig in einer Packung verschlossen werden, die sich nicht zufällig öffnet, die so dicht wie gewünscht verschlossen wird und bei der sämtliche Grafiken richtig dargestellt und in dem Verpackungsmaterial ausgerichtet werden.
Die erste horizontale Form-, Füll- und Einschließmaschine wurde von Sam Campbell von der Hudson Sharp Company, Green Bay, Wisconsin, in den späten 40er Jahren entwickelt. Diese Maschine bestand aus einem Produktzuführungsförderer, einer horizontalen Formschulter zum Einhüllen der Gegenstände in einem Verpackungsmaterial, einer sich drehenden Hintersaumverschließvorrichtung, die den Hauptantrieb für die Bewegung des Films bildete, und sich horizontal drehenden Einschließstangen, die das Einwickelmaterial sowohl verschlossen als auch durch Zusammendrücken schnitten. Diese Maschine war auf das Einpacken von Zuckerstangen und dergleichen mit hoher Geschwindigkeit abgestellt und wurde in der Industrie unter dem Namen "Campbell Wrapper" bekannt.
Bei der Entwicklung des Campbell Wrappers waren die zu dieser Zeit als Heißsiegelmittel überwiegend verwendeten Einwickelmaterialien wärmeschmelzendes Cellophan und Nitrozelluloseüberzüge aufweisendes Heißsiegelpapier. Zu dieser Zeit und auch heute noch ist es gut bekannt, daß drei fundamentale Kriterien, Zeit, Temperatur und Druck, zum Erreichen einer guten Wärmeversiegelung vorhanden sein müssen. Ohne Vorliegen dieser drei Kriterien im richtigen gegenseitigen Verhältnis läßt sich ein wirksames Wärmeversiegeln nicht erreichen. Zu einer so frühen Zeit wie in den 30er Jahren entwickelten die bei der DuPont Company beschäftigten Erfinder von wärmeschmelzfähigem und feuchtigkeitsdichtem Cellophan ein Zeit, Temperatur und Druck verwendendes Prüfverfahren zum Ermitteln eines Standards zum Messen der Integrität von Wärmeversiegelungen.
Mit der Einführung von Polyethylen- und anderen Kunststoffilmen gelten die gleichen Kriterien auch noch heute. Da aufgeheizte Kunststoffe jedoch ihre strukturelle Integrität verlieren, muß eine Abkühlung in diesem Zusammenhang ein Faktor sein.
Einer der die Geschwindigkeit am stärksten behindernden Faktoren des Campbell Wrapper war die zum Aufschmelzen des Einwickelmaterials verwendete sehr kurze Aufschmelz- oder Verweilzeit. Die sich drehenden horizontalen Einfachsiegelköpfe des Campbell Wrapper wiesen zum Aufrechterhalten des Aufschmelzkontaktes gebogene Oberflächen auf. Dies bedingt, daß die Zeit, während deren sich die Einfachsiegelköpfe mit dem Einwickelmaterial in Berührung befinden, sehr kurz ist. Als Folge hiervon wird die kurze Verweilzeit durch einen verhältnismäßig hohen Druck und verhältnismäßig hohe Temperaturen ausgeglichen.
Längere Verweilzeiten bei niedrigeren Drücken waren ein ständig angestrebtes Ziel. Zum Überwinden dieser Schwierigkeit einer kurzen Verweilzeit beim Campbell Wrapper wurden mehrere Versuche unternommen, und in den späten 50er oder frühen 60er Jahren wurde ein System entwickelt, bei dem auf oberen und unteren Ketten angeordnete Mehrfachheißsiegelbacken verwendet werden, wobei die Teilung der Siegelbacken gleich der Fertiglänge der Verpackung war. Diese zusätzliche wesentliche Verweilzeit führte tatsächlich zu einem verbesserten Campbell Wrapper mit sehr hoher Geschwindigkeit. Infolge der Konfiguration dieser Verbesserung und zum Ändern der Packungsfertiglänge mußte das gesamte obere und untere Siegelsystem mit einer anderen Gruppe von Heißsiegelbacken auf anderen Ketten mit geeigneter Teilung ersetzt werden zwecks Übereinstimmung mit der neuen Verpackungslänge. Solcher Maschinen wurden hergestellt, aber die Schwierigkeiten beim Abändern von der einen auf die andere Größe waren ein ernsthafter Hinderungsfaktor.
Die US-A-3 729 894 beschreibt eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen gemäß dem ersten Teil von Anspruch 1, bei der eine Vielzahl von oberen und unteren Siegelbacken auf oberen und unteren Ketten- und Kettenzahnradanordnungen montiert sind. Jede obere Backe ist auf der gleichen Kette montiert, und jede untere Backe ist ebenfalls auf der gleichen Kette montiert. Sämtliche Backen bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit.
Ein weiterer Versuch zum Erhöhen der Verweilzeit lag in dem Einbau von zwei horizontalen Siegelköpfen in eine Maschine, wobei der erste Siegelkopf eine "Vorerwärmung" bewirkte und der zweite Siegelkopf zusätzliche Wärme zuführte und das Material durchtrennte. Obwohl diese Ausgestaltung die Geschwindigkeit tatsächlich etwas erhöhte, war die zusätzlich erreichte Verweilzeit nur gering.
Ein weiterer Versuch zum Erhöhen der Verweilzeit lag darin, daß sich eine einzelne Siegelform schloß, sich in der Richtung des Filmes über eine kurze Strecke bewegte, öffnete und dann für die nächste Versiegelung in die Bereitschaftsstellung zurückkehrte. Ein noch anderes entwickeltes System wies in einer "D"-Bewegung arbeitende rotierende Formen auf, wobei die ebene Seite des D den Aufenthalt bildete. In sämtlichen Fällen, in denen die Verweilzeit auf eine Maschine mit einer einzigen Form ausgedehnt wurde, hemmten die Mechanismen der Systeme die Geschwindigkeit und führten höchstens zu einer Verweilzeit von 50% der Herstellungszeit einer einzelnen Verpackung, das heißt, bei 60 pro Minute würde die maximale Verweilzeit 500 ms betragen.
Die erste Vielformmaschine mit der Fähigkeit, die Flexibilität zum leichten Überwechseln von einer zu einer anderen Verpackung beizubehalten, wurde in den späten 50er Jahren von der Cloud Corporation, Chicago, Illinois, entwickelt und auch patentiert. Das Cloud-Patent wurde anschließend von The Hayssen Manufacturing Company, der Erwerberin der vorliegenden Anmeldung, gekauft. Hayssen stellt die mit dem Cloud-Patent abgedeckte Einrichtung immer noch her. Die Vorrichtung von Cloud besteht aus einer Reihe von gleitend auf einer Trommel angeordneten angelenkten Siegelformen. Jede Form weist einen Mechanismus auf, der entweder ihr Gleiten auf der Trommel oder ein Greifen und eine Bewegung mit der Trommel zuläßt. In der Praxis wird eine Reihe von Formen von der vorderen Form, die ortsfest in der 12-Uhr-Stellung angeordnet ist, unterstützt. Ein Lösemechanismus, der durch ein Signal entweder vom Produkt selbst im Fall eines nicht bedruckten Films oder von einer Registriermarke auf dem Film, sofern die richtige Ausrichtung der Grafik notwendig ist, betätigt wird, gibt eine Form frei, die die Trommel erfaßt und sich mit dieser dreht. Die angelenkte obere Form schließt sich und wird während des Versiegelns und Schneidens unter Druck gehalten. Mit einer Geschwindigkeit von sechzig Verpackungen pro Minute und einer Verpackungslänge von annähernd 20,32 cm (8 Zoll) wird eine Verweilzeit von bis zu fünf Sekunden im Vergleich mit etwas weniger als 250 ms auf einer Standard-Campbell-Wrapper-Maschine erreicht.
Ein weiteres Phänomen bei horizontalen Form-, Füll- und Versiegelverpackungsmaschinen muß auch berücksichtigt werden. Dies ist die Teilungslänge des Produktes in dem nicht verschlossenen Rohr des Verpackungsmaterials gegenüber der Verpackungsfertiglänge. Dies liegt an der Tatsache, daß beim Zusammenlegen des Verpackungsmaterials zwischen aufeinanderfolgenden Produkten oder Produktgruppen in dem Rohr der Abstand zwischen den Produkten zum Erreichen eines Versiegelns herabgesetzt werden muß oder daß das Verpackungsmaterial sonst gestreckt und sehr wahrscheinlich geschwächt oder beschädigt wird. Zum Erreichen einer sehr dichten Verpackung ist der Abstand zwischen den Gegenständen in dem Rohr während des Versiegelns eine Produkthöhe zuzüglich der Breite der Versiegelstange. Während der Zunahme der Produkthöhe wird der Unterschied der Teilungslänge zwischen den Gegenständen in dem Rohr und der Packungsfertiglänge größer und größer.
Dieses Phänomen stellt bei einem Campbell-Wrapper, der nur eine einzige Form aufweist, keine Schwierigkeit dar, da nur eine einzige Versiegelung und ein Schnitt gleichzeitig durchgeführt werden. Eine versiegelte und geschnittene Packung kann daher während des Versiegel- und Schneidvorgangs die Geschwindigkeit ohne Einschränkung verändern. Wenn sich jedoch Vielfachformen mit dem Film in Berührung befinden und wenn diese Vielfachformen mit einem einzigen Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit betätigt werden, wird dieses Phänomen durch das Ziehen von überschüssigem Film von unterhalb durch den zusammenlegenden Versiegelkopf beseitigt. Dies führt zu einer ruckweisen Bewegung des Films und dies ist eine unerwünschte Eigenschaft, insbesondere wenn in dem Rohr mehrere Produkte gleichzeitig verpackt werden. Der einlaufende Film muß daher mit veränderlicher Geschwindigkeit bearbeitet werden.
Das US-Patent Nr. 4 679 379 von Cassoli betrifft eine horizontale Form-, Füll- und Versiegelmaschine zum Verpacken von großen Packen Toilettenpapier und Haushalttüchern. Diese Maschine weist Einfachformen auf, und die Produkte werden intermittierend durch die Versiegel- und Einwickelflächen durchgeführt und intermittierend ausgegeben. Die Vorrichtung weist eine Einfachform und einen intermittierenden Betrieb auf. Dies führt zu einer verhältnismäßig langsamen Betriebsweise. Die für ein Cassoli-artiges System angenommene Maximalgeschwindigkeit beträgt zwölf Packungen pro Minute, obwohl im Normalfall niedrigere Geschwindigkeiten erreicht werden.
Mit dem System nach der vorliegenden Erfindung werden sämtliche Schwierigkeiten des Standes der Technik durch Anordnen von zwei oder mehr unabhängig angetriebene Formen tragenden Systemen (Achsen) überwunden, wobei jede Achse einen oder mehrere Formensätze aufweist. Dies bringt die folgenden entscheidenden Vorteile:
1. Es ergeben sich äußerst lange Verweilzeiten. Dies gestattet die für hohe Geschwindigkeiten erforderliche richtige Aufheizung und Abkühlung.
2. Das ankommende Produkt und der ankommende Film werden mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Dabei verlangsamen sich die einzelnen Siegelformen bis zum Verschlußpunkt auf dem Film zwecks Aufnahme der Änderungen in der Teilung zwischen den Produkten während des Versiegelns. Sämtliche Formen unterhalb der Schließform folgen der Geschwindigkeit der Schließform. Damit besteht eine konstante Geschwindigkeit des Films und des Produktes bis zur ersten Siegelform und von dann an eine veränderliche Geschwindigkeit während des Siegelvorganges. Der oberhalb liegende Film wird durch diesen Vorgang weder gestreckt noch ruckweise bewegt.
3. Geschwindigkeiten von fünfundvierzig Packungen pro Minute sind bei einem erfindungsgemäßen System mit drei mit dem Film zu jedem Zeitpunkt in Kontakt befindlichen Formensätzen erreichbar, während vier Sekunden Siegel- und Abkühlzeit erreicht werden. Zum Erzielen einer Versiegelung mit angemessener Festigkeit und Integrität ist dies mehr als ausreichend.
Da die erfindungsgemäßen Formen eine programmierbare veränderliche Geschwindigkeit aufweisen, ist die Vielachsen/Vielformenkonstruktion der vorliegenden Anmeldung nicht auf die traditionellen horizontalen Form-, Füll- und Einschließmaschinen beschränkt. Die Lehre der vorliegenden Anmeldung kann zum Beispiel bei Einschließmaschinen mit zwei Filmrollen, eine oberhalb und eine unterhalb der Förderebene, verwendet werden, wobei Heißsiegelbacken die Filme unter Bildung eines Filmvorhangs miteinander versiegeln. Bei einer solchen Maschine wird das zu verpackende Produkt oder werden die zu verpackenden Produkte durch den Filmvorhang durchgestoßen, und die Schließformen kommen zum Einschließen und Schneiden zusammen, bilden einen weiteren Vorhang und schließen gleichzeitig das Ausbilden der Verpackung ab. Sehr oft werden diese Verpackungen in einen Schrumpffilm eingewickelt und dann durch einen Schrumpftunnel gesandt. Die Lehre der vorliegenden Anmeldung kann auch für eine beträchtliche Erhöhung der G Geschwindigkeit dieser Maschinenbauart verwendet werden.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen und Bearbeiten eines Kunststoffilms zwischen aufeinanderfolgenden Gegenständen, gekennzeichnet durch ein vielachsiges System mit mindestens zwei nebeneinanderverlaufenden Bearbeitungsachsen (A, B), wobei jede Achse mindestens einen Formensatz und Mittel zum unabhängigen Antreiben der Achse mit einer veränderlichen Geschwindigkeit derart aufweist, daß die Geschwindigkeit der Achsen zueinander während eines Zyklus zum Ausbilden einer Verpackung geändert werden kann, ohne daß ein Formensatz auf irgendeinen anderen Formensatz störend einwirkt. Vorzugsweise ist mindestens ein zusätzlicher Formensatz pro Achse vorgesehen, was zu zwei Formensätzen pro Bearbeitungsachse führt. Die Formensätze jeder Achse können um gleiche Abstände auseinanderliegen.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann jeder Formensatz zwei einander gegenüberliegende Halbformen aufweisen. Jede Halbform läßt sich von der anderen Halbform vollständig trennen. Zwei Riemenpaare sind zum Antreiben jeder Achse vorgesehen, wobei ein Riemenpaar antriebsmäßig mit einer Halbform jedes Formensatzes und das andere Riemenpaar antriebsmäßig mit der anderen Halbform jedes Formensatzes verbunden ist. Zum Antreiben sämtlicher Riemen einer Bearbeitungsachse ist ein Transmissionsmittel vorgesehen.
Eine erste drehbare Welle kann eins der Riemenpaare und eine zweite drehbare Welle kann das andere der Riemenpaare verbinden, wobei das Transmissionsmittel zum gleichzeitigen Antreiben der Wellen und damit sämtlicher Riemen einen antriebsmäßig mit den beiden Wellen in Anlage stehenden Vortriebsriemen aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei Bearbeitungsachsen verwendet, und ein Mittel ist für ein Synchronisieren der Achsen vorgesehen, derart, daß die Formensätze der Achsen miteinander verbunden sind und während der Bearbeitung einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen. Im typischen Fall ist das Antriebsmittel für jede Achse an einen zentralen Rechner oder Prozessor angeschlossen, der zum Erzielen dieses Ergebnisses die Achsen nacheinander aktiviert.
Der Verpackungsfilm liegt vorzugsweise in Form eines langgestreckten Blattes vor, und die Erfindung enthält Mittel zum Verformen des Films in ein Rohr in der Bewegungsbahn der Gegenstände während ihrer Verpackung. Vorzugsweise wird das Formen durch eine Formschulter erreicht, die um die Bewegungsbahn der Gegenstände während ihrer Verpackung verläuft. Mittel zum Einsetzen der Gegenstände in das Rohr können vorgesehen werden. Diese Mittel bestehen vorzugsweise aus einer Reihe von getrennten, antriebsmäßig miteinander verbundenen, endlosen parallelen Riemen. Diese weisen Längen zur Anpassung an die Gestalt der Formschulter auf, und jeder Riemen kann deshalb eine von der Länge seines Nachbarn abweichende Länge aufweisen. Sämtliche Riemen werden jedoch mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit angetrieben.
Bei Ausbilden des Rohres aus dem Kunststoffilm wird es mit einer Längsfalte des Films ausgebildet. Zu deren Verschließen sind Mittel vorgesehen. Diese weisen vorzugsweise eine an der Längsnaht angeordnete Heißluftquelle auf. Da die Schließformen das Filmrohr zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen von Gegenständen zusammendrücken, muß während des Schließvorgangs überschüssiger Film gesammelt werden. Vorzugsweise sind Mittel zum Einschlagen des Films zum Ausbilden von Zwickeln zwischen den Gegenständen während des Schließens der Halbformen jedes Formensatzes auf dem Rohr vorgesehen. Das Einschlagmittel ist auf einander gegenüberliegenden Seiten des Rohres angeordnet und weist auf jeder Seite eine Luftdüse auf. Jede Düse ist zum Einschlagen des Films während des Schließens der Halbformen auf das Rohr ausgerichtet.
Während des Schließens der Formen verringert sich das Volumen innerhalb des Rohres während des Zusammenfallens des Kunststoffilms auf den Gegenständen während ihrer Verpackung. Luft kann auch im Rohr eingeschlossen werden. Deshalb sind vorzugsweise Mittel zum Herabsetzen des in dem Rohr enthaltenen Luftvolumens vorgesehen. Diese Mittel weisen eine im Rohr verlaufende Leitung auf. An einem Ende des Rohres weist diese einen Einlaß auf. Zum Herausziehen von Luft aus dem Rohr während des Schließens der Schließformen ist eine Vakuumquelle an die Leitung angeschlossen.
Jeder Formensatz kann zwei einander gegenüberliegende und seitlich über den Kunststoffilm verlaufende Halbformen aufweisen. Zum Festklemmen des Kunststoffilms enthält jede Halbform auseinanderliegende Mittel und ein über den Film verlaufendes Schließmittel. Zusätzlich weist eine Halbform Mittel zum Abtrennen des Films auf, wenn dieser zwischen den geschlossenen Halbformen gehalten wird. Auf Wunsch können die Halbformen auch Mittel zum Ausbilden eines Handgriffs im Kunststoffilm aufweisen, so daß die fertige Verpackung ohne weiteres transportiert werden kann.
Gemäß weiteren Merkmalen ist eine Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Verpacken von mindestens zwei einen linearen Weg durchlaufenden Gegenständen vorgesehen mit:
a) einem Zuführungsabschnitt und einem bewegungsunterhalb liegenden Bearbeitungsabschnitt, durch den die Gegenstände und der Kunststoffilm zum Überbrücken der Gegenstände durchtreten, wobei der Bearbeitungsabschnitt ein Einlaßende aufweist,
b) Mitteln am Einlaßende zum Zusammenlegen des Kunststoffilms zwischen den Gegenständen,
c) Mitteln zum Antreiben des Films mit den Gegenständen mit einer konstanten Geschwindigkeit im Zuführungsabschnitt,
gekennzeichnet durch
d) Mittel zum Antreiben des Films mit den Gegenständen mit einer veränderlichen Geschwindigkeit im Bearbeitungsabschnitt aus den Mitteln (96A, 96B) zum unabhängigen Antreiben jeder Bearbeitungsachse (A, B) unabhängig von jeder anderen Verschlußachse.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann damit in einen Einführungsabschnitt und einen abwärtigen Einschließabschnitt, durch den die Gegenstände und der Kunststoffilm durchtreten, aufgeteilt werden. Während des Schließens der Formen wird der Kunststoffilm zwischen dem Einführungs- und dem Einschließabschnitt zusammengelegt. Der Film und die eingeschlossenen Gegenstände werden in dem Einführungsabschnitt mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und in dem Einschließabschnitt mit veränderlicher Geschwindigkeit nach vorne bewegt.
In einem die Erfindung verwendenden Verfahren werden Gegenstände mit gegebener Höhe im typischen Fall in dem Film mit Formensätzen eingesiegelt, wobei jeder Formensatz Formhälften mit einer vorgegebenen Breite aufweist. Zuerst wird ein einzusiegelnder Gegenstand oder eine Gruppe von einzusiegelnden Gegenständen mit einer ersten Geschwindigkeit in den Film eingeleitet, wobei dieser die Gegenstände umhüllt. Der Gegenstand und der Film werden mit einer vorgegebenen ersten Geschwindigkeit gefördert. Die Geschwindigkeit des Gegenstandes und des Films wird dann in eine zweite Geschwindigkeit geändert. Zu diesem Zeitpunkt wird ein zweiter Gegenstand in den Film eingeführt, wobei dieser den zweiten Gegenstand umhüllt. Der Film überbrückt beide Gegenstände, und diese liegen um einen Abstand im wesentlichen gleich der Summe der Höhe der Gegenstände plus der Breite der Halbformen auseinander. Der zweite Gegenstand und der ihn umschließende Film werden mit der ersten Geschwindigkeit weiter befördert, während der Film gleichzeitig zwischen den Formhälften geschlossen wird. Die Geschwindigkeiten sind so aufeinander bezogen, daß die Gegenstände bei vollständig geschlossenen Formhälften um einen Abstand im wesentlichen gleich der Breite einer Halbform auseinanderliegen. Bei Schließen der Formhälften wird die Geschwindigkeit des zweiten Gegenstandes dann in die zweite Geschwindigkeit abgeändert und der zwischen den Formhälften befindliche Film ge siegelt und abgetrennt. Dieser Vorgang wird für den dritten und nachfolgende Gegenstände wiederholt, und dies führt zu einer jeden Gegenstand umhüllenden dichten Verpackung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der folgenden Beschreibung eines Beispiels, das die beste Ausführungsform der Erfindung verwirklicht, wird diese nun im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Ausführungsform einer vollständigen Verpackungs- und Einschließmaschine, einschließlich des erfindungsgemäßen Einschließsystems,
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht, gesehen von der Linie 2-2 in Fig. 1 unter Weglassen von Teilen zum Verbessern der Klarheit der Beschreibung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines sammelnden Riemenabschnittes im Gebiet des Verschließens der Überlappung, in dem das aus dem Kunststoffilm geformte Rohr in Längsrichtung verschlossen wird,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von drei Riemenabschnitten des Einschließsystems, einschließlich der Mittel zum Antreiben der Riemenabschnitte, aber ohne Darstellung der Halbformenpaare für jeden Riemenabschnitt zwecks Darstellung von Einzelheiten,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Einschließsystems mit Darstellung der Schließfolge, wobei die Formensätze der drei Achsen entlang ihrer Bewegungsbahn an ausgewählten Stellen angeordnet sind,
Fig. 6 bis Fig. 11 Darstellungen der Formensätze während ihrer fortlaufenden Vorbewegung, wobei Fig. 11 mit Fig. 5 identisch ist und die Formensätze sich um eine volle Packungslänge vorbewegt haben,
Fig. 12 in der Vergrößerung ein Schnitt durch ein Halbformenpaar,
Fig. 13 die Darstellung verschiedener Stellungen einer Formhälfte eines Formensatzes während deren Vorbewegung um 180º,
Fig. 14 ein Schaubild mit der Darstellung der Geschwindigkeit der Halbform von Fig. 13 gegenüber der Geschwindigkeit des einhüllenden Filmes während seines Einlaufens in den Einschließabschnitt und
Fig. 15 ein mit Fig. 14 identisches Schaubild mit der Darstellung davon, wo die verschiedenen Arbeitsfunktionen des Einschließsystems durchgeführt werden.

Beschreibung eines erfindungsgemäßen Beispiels

Eine das erfindungsgemäße Einschließsystem und -verfahren verwendende Maschine wird in Fig. 1 allgemein bei 10 gezeigt. Die Maschine 10 besteht aus mehreren Abschnitten oder Teilen, die in einer Einschließvorrichtung enthalten und von herkömmlicher Bauart sein können und deshalb mit Ausnahme derjenigen Teile, die sich in der Nähe des Einschließsystems befinden, nicht in größerer Ausführlichkeit beschrieben werden. Die Maschine 10 wird ihrerseits an ihrem Einlaßende mit den zu umschließenden Produkten oder Gegenständen beschickt, wobei diese von einer nicht dargestellten herkömmlichen Quelle solcher Produkte kommen. Von ihrem Einlaßende aus gesehen, besteht die Maschine 10 aus einer Riemenanordnung 12 zum Aufsammeln der Produkte, gefolgt von einem sich drehenden Rollenkern und einem Aufwickelabschnitt 14 zum Ändern der Ausrichtung der Produkte. Das nächste ist ein Ablenkförderer 16, der das Produkt in die gewünschten Bahnen ablenkt, gefolgt von einem kurzen Förderer 18, dem ein weiterer langgestreckter Förderer 20 folgt, der die Fließrichtung des Produktes von links nach rechts im unteren Abschnitt von Fig. 1 von rechts nach links im oberen Abschnitt von Fig. 1 verschiebt. Dem Förderer 20 folgt eine obere Riemenanordnung 22 zum Aufsammeln des Produktes, die zu einer Übertragerrutsche 24 führt. Das nächste in der Reihe sind die Synchronisationsabschnitte 26, gefolgt von einem Abschnitt 28 zum Hochkantstellen. Das nächste ist der Speicherabschnitt 30, gefolgt von einer zu dem erfindungsgemäßen Schließabschnitt 34 führenden Formschulter 32. Schließlich verläßt das vollständig eingepackte und gespeicherte Produkt die Vorrichtung 10 in Richtung auf einen Fallverdoppler 36 und von dort zu einem Abgabeförderer 38. Der Kunststoffilm wird der Formschulter 32 von einer Filmhandhabungsvorrichtung 40 zugeführt, und die allgemeine Steuerung der Maschine 10 erfolgt über ein Steuerpult 42, das einen Rechner oder eine andere Prozeßsteuerung enthalten kann. Die Energie für die Maschine 10 wird über einen Spannungstransformator 44 in herkömmlicher Weise übertragen.
Ein zu verpackender Gegenstand 46 tritt an der Riemenanordnung 12 in die Maschine 10 ein. Er wird dann geschwenkt, abgelenkt, gefördert, synchronisiert, hochkant gestellt und vor dem Verpacken im Schließabschnitt 34 gespeichert. Bei der besonderen Darstellung der Zeichnungsfiguren besteht der Gegenstand 46 aus vier Rollen Papier, wie zum Beispiel Toilettenpapier. Eine Vielzahl von Gegenständen 46 wird schließlich im Schließabschnitt 34 zu einem einzigen Paket verpackt. Genauso einfach können einzelne Toilettenpapierrollen oder größere Rollen, wie zum Beispiel Papierhandtücher, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitet und verpackt werden.
Nach dem Durchlauf durch die Maschine 10 erreichen die Gegenstände 46 den in Fig. 3 teilweise in Einzelheiten gezeigten Speicherabschnitt 30. Eine vorgegebene Anzahl von Gegenständen 46 wird dort auf einer ruhigstehenden Platte 50 (Fig. 3) als Gruppe 48 gespeichert. Synchronisierte obere und untere Sammelförderer 52 und 54 mit entsprechenden Speicherabschnitten 56 und 58 fördern die Gruppen 48 über die Platte 50 zum Formschulterabschnitt 32. Die Abschnitte 56 und 58 weisen einen geeigneten Abstand voneinander auf, und die Förderer 52 und 54 werden mit einer angemessenen Geschwindigkeit zum Speichern einer gewünschten Menge von Gegenständen 46 in einer Gruppe 48 angetrieben. Während Gruppen aus vier Gegenständen in der einen und drei Gegenständen in der anderen Richtung im gespeicherten Zustand im Speicherabschnitt 30 gezeigt werden, leuchtet es ein, daß das Erhöhen oder das Verringern der Zahl der an den Förderern 52 und 54 befestigten Abschnitte 56 und 58 die Zahl der als eine Gruppe 48 zur Formschulter 32 geförderten Gegenstände verändern kann.
Eine Gruppe 48 läuft in die Formschulter 32 zwischen einem oberen in Abschnitte unterteilten Förderer 60 und einem unteren in Abschnitte unterteilten Förderer 62 ein. Die Förderer 60 und 62 und deren sämtliche Abschnitte werden im Gleichklang angetrieben, so daß die Gruppen 48 als solche erhalten bleiben. Die Förderer 60 und 62 sind in eine Aufeinanderfolge von parallelen Zugbänder aufgeteilt, so daß die nicht benutzten Abschnitte der Förderer 60 und 62 nach Wunsch aus dem Betrieb herausgenommen werden können. Zusätzlich sind die Zugbänder der Förderer 60 und 62 verschieden lang, so daß sie gemäß der besten Darstellung in der Aufsicht von Fig. 1 eine winkelmäßige Lage der Form der Formschulter aufnehmen können.
Der Kunststoffilm 64 von der Filmhandhabungsvorrichtung 40 läuft gemäß der Darstellung in Fig. 3 in die Formschulter 32 ein und über eine gebogene, im einzelnen nicht dargestellte Form, die den Film 64 in ein zwischen dem oberen und dem unteren in Abschnitte unterteilten Förderer 66 bzw. 68 verlaufendes Rohr 70 verformt. Die Gruppen 48 werden von den in Abschnitte unterteilten Förderern 60 und 62 in das aus dem Film 64 bestehende Rohr 70 zwischen den Förderern 66 und 68 verschoben. Am deutlichsten wird dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Einander gegenüberliegende Kanten des Filmes 64 überlappen einander in dem Rohr 70 und werden mit einem Überlappungsversiegler 72 gesiegelt, der zum Versiegeln der einander überlappenden Abschnitte des Films vorzugsweise Heißluft verwendet. Die Förderer 60, 62, 66 und 68 werden mit der gleichen konstan ten Geschwindigkeit angetrieben, und der Film tritt zwischen den Förderern 66 und 68 mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit ein, so daß die Gruppen 48 zwischen den Förderern 60 und 68 mit der genauen Oberflächengeschwindigkeit des Films in das Rohr 70 eintreten, so daß der Film weder beschädigt noch gestreckt wird, während die nun eingekapselte Gruppe 48 in dem umhüllenden Rohr 70 nach hinten befördert wird.
Die Filmhandhabungsvorrichtung 40 kann von herkömmlicher Bauart sein. Der Film 64 wird von einer Rolle 74 abgezogen, perforiert oder nach Bedarf anders bearbeitet und dann über einer Reihe von Walzen der Formschulter 32 zugeführt. Ein in Fig. 2 gezeigter Filmspannungseinsteller 76 wird zur Aufnahme des Durchhanges in dem Film während des Anlaufens oder eines Abschaltens der Maschine 10 zum Sicherstellen der richtigen Spannung innerhalb der Formschulter 32 verwendet.
Die nun in dem aus dem Kunststoffilm 64 bestehenden verschlossenen Rohr 70 eingeschlossenen Gruppen 48 verlassen die Formschultervorrichtung 32 und treten zwischen weiteren oberen bzw. unteren Förderern 78 und 80 in den Schließabschnitt 34 ein. Die Förderer 78 und 80 werden mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben wie die Förderer 66 und 68 und können in Abschnitte unterteilt oder bei Bedarf Förderer mit voller Breite sein.
Gemäß der obigen Erläuterung muß überschüssige Luft aus dem Rohr 70 vor seinem Schließen in dem Schließabschnitt 34 herausgezogen werden. Zu diesem Zweck läuft eine Leitung 82 in Längsrichtung durch das Rohr 70 und endet im Schließabschnitt 34. Die Leitung ist vorzugsweise flach und bildet eine Unterlage für den Überlappungsversiegler 72 und verläuft entlang einer Seite der Gruppen 48, während diese von der Formschulter 32 in den Schließabschnitt 34 gefördert werden. In der Formschulter 32 weist die Leitung 82 eine Düse 84 gerade oberhalb der Stelle auf, an der sich der Film 64 zum Ausbilden des Rohres 70 überlappt. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist die Düse 84 in geeigneter Weise an eine Vakuumquelle 86 angeschlossen. An ihrem fernen linken Ende (Fig. 2) weist die Leitung 82 vorzugsweise Löcher auf, durch die Luft aus dem Rohr 70 in die Leitung 82 gezogen wird.
Der Schließabschnitt 34, der in größeren Einzelheiten unten beschrieben wird, enthält drei miteinander verknüpfte Achsen. Jede Achse enthält zwei Paare von im Gleichklang angetriebenen Halbformen. Jede Achse weist ein oberes und ein unteres Riemenpaar auf. Die drei Achsen und ihre Elemente werden zur Unterscheidung der drei Achsen mit den zusätzlichen Buchstaben A, B bzw. C gekennzeichnet. Selbstverständlich sind die Elemente der Achsen einander gleich.
Unter Bezug auf die Fig. 4 bis 12 sei ausgeführt, daß jede Achse ein Paar oberer Riemen 88 und 90 und ein Paar unterer Riemen 92 und 94 aufweist. Die vier Riemen 88 bis 94 jeder Achse werden mit einem Servomotor 96 angetrieben. Jeder Servomotor treibt eine Welle 98 an. An ihren einander gegenüberliegenden Enden weist sie Riemenscheiben 100 und 102 auf. Ein Übertragungsriemen 104 läuft über die Riemenscheibe 100 und treibt ein Paar weiterer Riemenscheiben 106 und 108 an. Ähnlich läuft ein Übertragungsriemen 110 über die Riemenscheibe 102 und treibt weitere Riemenscheiben 112 und 114 an. Die Riemenscheiben 106 sind auf einer Welle 116 gelagert, auf der auch eine Riemenscheibe 118 gelagert ist. Ähnlich ist die Riemenscheibe 108 auf einer Welle 120 gelagert, auf der auch eine weitere Riemenscheibe 122 gelagert ist. In identischer Weise sind die Riemenscheiben 112 auf einer Welle 124 gelagert, auf der eine weitere Riemenscheibe 126 gelagert ist. Auch die Riemenscheiben 114 sind auf einer Welle 128 gelagert, auf der eine weitere Riemenscheibe 130 gelagert ist. Sämtliche weiteren dargestellten Riemenscheiben sind, "unabhängig davon, auf welcher Welle sie angeordnet sind, frei drehbar angeordnet. Das heißt, daß sämtliche dargestellten weiteren Riemenscheiben mitlaufende und nicht von einer Welle, sondern von einem der über die Riemenscheiben laufenden Riemen 88 bis 94 angetriebene Riemenscheiben sind.
Mit den dargestellten und beschriebenen Anordnungen treibt der Servomotor 96A die Riemen 88A bis 94A an. Der Servomotor 96B treibt die Riemen 88B bis 94B an. Der Servomotor 96C treibt die Riemen 88C bis 94C an. Die Servomotoren 96A bis 96C werden von einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle elektrischer Energie angetrieben. Der Antrieb jedes Servomotors wird mit einem in dem Leistungsregler 42 enthaltenen Bewegungsregler geregelt. Wie sich aus der weiteren nachstehenden Erörterung ergibt, werden die Servomotoren 96A bis 96C so betrieben, daß die Abstände zwischen den an den Riemen 88 bis 94 befestigten Halbformen für jede gegebene Verpackung gleich bleiben, abhängig von der körperlichen Lage der Formen zu jedem Zeitpunkt während ihrer Bewegung mit den entsprechenden Riemen.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Schließhalbformen an jedem der Riemenpaare 88 und 90 und zwei Schließhalbformen an jedem der Riemenpaare 92 und 94 befestigt. Je zwei Halbformen bilden zusammen einen Formensatz. Ein typischer Formensatz 132 wird in Fig. 12 gezeigt. Jeder Formensatz weist eine obere Halbform 134 und eine untere Halbform 136 auf. Jedes Paar aus Halbformen 134 und 136 schließt sich auf dem Rohr 70 zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen 48 von sich in Versiegelung befindenden Gegenständen 46. Unter Bezug auf die Fig. 5 bis 11 wird dies in etwas größerer Ausführlichkeit erläutert.
Jede der Halbformen 134 und 136 enthält die in Fig. 12 dargestellten Greifelemente 138 und 140. Bei geschlossenen Formen 134 und 136 verbinden sie sich, um das Rohr 70 zwischen sich festzuklemmen. Die Greifelemente 138 und 140 verlaufen über die jeweilige Länge der beiden Halbformen 134 und 136, so daß das gesamte Rohr 70 bei geschlossenen Halbformen zwischen ihnen festgeklemmt ist.
Ein in Längsrichtung verlaufendes mechanisches Messer 142 ist in der Bodenform 136 angeordnet. Das Messer 142 ist so eingerichtet (die Mittel sind nicht dargestellt), daß es bei geschlossenen Formen 134 und 136 zum Abtrennen des eingeklemmten Rohres 70 aktiviert wird und nach oben verläuft. Alternativ kann das Messer 142 auch in ähnlicher Weise in der oberen Halbform 134 montiert werden. Vorzugsweise verläuft das Messer 142 zu einem nicht dargestellten Nocken, der eine Nockenlaufbahn kreuzt und bewirkt, daß das Messer 142 zum geeigneten Zeitpunkt angehoben wird und den zusammengelegten Film des Rohres 70 durchtrennt.
Jede der Formen 134 und 136 enthält auch zwei Schließbänder 144 und 146. Bei geschlossenen Formen 134 und 136 klemmen sie das Rohr 70 zwischen sich ein und werden zum Erhitzen des Filmes und Schließen der abgetrennten Enden des Rohres 70 aktiviert. Vorzugsweise werden die Schließbänder 144 und 146 zwecks Erhitzung und zum Versiegeln des Filmmaterials elektrisch aktiviert. Zusätzliche Bänder oder Drähte können zum Abtrennen des Filmes, zum Ausbilden von Handgriffen oder zum Ausbilden anderer Merkmale, sofern solche erwünscht sind, hinzugefügt werden.
Während sich die Halbformen 134 und 136 auf dem Rohr 70 zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen 48 schließen, muß der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Gruppen zwangsläufig abnehmen oder der Film des Rohres 70 zum Auffangen des Schließens der Halbformen 134 und 136 gestreckt werden. Jede Gruppe 48 läuft mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Schließabschnitt 34 ein, und diese Geschwindigkeit muß zum Vermeiden eines Streckens oder einer Verformung des Filmes des Rohres 70 beim Schließen der Halbformen dann herabgesetzt werden. Die Geschwindigkeit jeder der Gruppen 48 ist damit im Schließabschnitt 34 veränderlich. Die Gruppe 48 läuft mit konstanter Geschwindigkeit ein und wird dann während des Schließ- und Abtrennvorganges langsamer und beim Verlassen des Schließabschnittes 34 beschleunigt. In Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 5 bis 11 wird dieser Vorgang in größerer Ausführlichkeit erläutert.
Während sich die Halbformen 134 und 136 auf dem. Rohr 70 schließen, ist es wichtig, daß das überschüssige Rohrmaterial, das sich beim Schließen der Halbformen zwangsläufig ergibt, zum Erzielen einer ästhetisch annehmbaren Verpackung in geeigneter Weise aufgenommen wird. Während des Schließens der Halbformen 134 und 136 werden deshalb über in den Fig. 1 und 2 gezeigte, einander gegenüberliegende Luftdüsen 148 und 150 Luftstrahlen auf beide Seiten des Rohres 70 gerichtet. Beim Schließen der Halbformen 134 und 136 bilden die Luftstrahlen Zwickel aus. Die Düsen 148 und 150 sind an ein Luftrohr 152 angeschlossen. Dieses führt zu einer abgelegenen Druckluftquelle 154, die ebenfalls von dem in der Tafel 42 angeordneten zentralen Bewegungsregler gesteuert wird.
Wie oben erläutert wurde, werden vorzugsweise zwei Formensätze jeder Achse des Schließabschnittes 34 zugeordnet. Eine Achse weist einen der Servomotoren 96 auf, und die zugehörigen Riemen und Riemenscheiben werden von diesem Servomotor angetrieben. Mit diesen beiden mit jeder Achse verbundenen Formensätzen 132 sind die Halbformen 134 und 136 jedes Formensatzes mit den jeweiligen Riemen 88, 90 und 92, 94 verbunden, so daß sich die Halbformen zum passenden Zeitpunkt auf dem Rohr 70 schließen. Die Formensätze 132 jeder Achse liegen 180º auseinander. Das heißt, daß die Halbformen der beiden Formensätze so montiert sind, daß sie einander diametral gegenüberliegen.
Die Formensätze 5 bis 11 zeigen die Bewegung der sechs Formensätze 132, zwei pro Achse, über einen Teil eines Schließzyklus. Jede in den Fig. 5 bis 11 gezeigte Halbform wird in bezug auf ihre Achse in der gleichen Weise wie in Fig. 4 gekennzeichnet. Das heißt, die erste Achse 20 ist mit dem Buchstaben "A", die zweite Achse mit dem Buchstaben "B" und die dritte Achse mit dem Buchstaben "C" bezeichnet. Zusätzlich ist der erste Formensatz jeder Achse mit dem Buchstaben 1 bezeichnet, während der zweite Formensatz jeder Achse mit dem Buchstaben 2 bezeichnet wurde. Der erste Formensatz der ersten Achse setzt sich deshalb aus einer oberen Halbform 134A1 und einer unteren Halbform 136A1 zusammen. Der zweite Formensatz dieser Achse wird mit der oberen Halbform 134A2 und der unteren Halbform 136A2 identifiziert. Ähnliche Bezeichnungen werden bei den Formensätzen der zusätzlichen beiden Achse verwendet. Da die drei Achsen koaxial sind, werden die oberen Riemen 88 und 90 in den schematischen Darstellungen der Fig. 5 bis 11 übereinander gezeigt. Ähnlich werden die unteren Riemen 92 und 94 übereinander dargestellt.
Die Fig. 5 bis 11 zeigen die Relativlagen der Formensätze jeder der drei Schließachsen in verschiedenen Stellungen. Es leuchtet ein, daß bei Drehung der Riemen der Achsen die gleichen Funktionen von aufeinanderfolgenden Formensätzen durchgeführt werden, während sich die Formensätze entlang ihrer Bahnen bewegen. Die Fig. 5 und 11 sind deshalb identisch mit der Ausnahme, daß sich jeder Formensatz um eine volle Stellung weiterbewegt hat. Unter Bezug auf die Fig. 5 und 11 ist ersichtlich, daß sich der die Halbformen 134A1 und 136A1 aufweisende Formensatz in Fig. 11 zu der Lage weiterbewegt hat, die vorher von dem aus der oberen Halbform 134C2 und der unteren Halbform 136C2 bestehenden Formensatz eingenommen wurde. Die verbleibenden Formensätze haben sich entsprechend weiterbewegt.
Unter Bezug auf die Fig. 13 bis 15 wird das Verfahren nun unter Bezug auf die Bewegung einer oberen Halbform 134 eines Einfachformensatzes über 180º der Bewegung nun in größerer Ausführlichkeit beschrieben. Es leuchtet ein, daß die entsprechende untere Halbform des Formensatzes, der nicht beschrieben wurde, der Bewegung der oberen Halbform 134 genau folgt, wie dies oben beschrieben wurde. Selbstverständlich werden gemäß der Erfindung auch zwei oder mehr Achsen verwendet, die in der in den Fig. 4 bis 11 gezeigten Weise übereinandergelegt werden. Die Formensätze jeder Achse verhalten sich identisch zu der gerade beschriebenen Halbform 134. Die Formen der weiteren Formsätze befinden sich einfach außer Phase. Sie folgen aber genau der Verfahrensweise der oberen Halbform 134.
Von der Bewegung der Halbform 134 werden die in Fig. 13 gezeigten verschiedenen Stellungen mit den Buchstaben A bis I gekennzeichnet. Am Ausgangspunkt A beginnt die Halbform 134, die zwischen den Riemen 88 und 90 liegt, mit ihrer Beschleunigung durch den ihr zugeordneten Servomotor 96 (Fig. 4) und trifft auf den Film des Rohres 70. Gemäß der Darstellung hat die obere Halbform 134 in der Stellung B das Rohr 70 berührt. Die Halbform 134 beginnt dann mit dem Zusammenlegen des Films 64, während dieser zwischen der oberen und der unteren Halbform zusammengedrückt wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Halbform 134 die Stellung B erreicht hat, ist die in Fig. 2 gezeigte Luftquelle 154 aktiviert worden und bewirkt, daß die Luft aus den Düsen 148 und 190 auf die beiden Seiten des Rohres 70 auftrifft und bei dessen Zusammenfalten zwischen den Halbformen die Zwickel bildet.
In der Stellung C erreicht die Halbform 134 einen Übergangspunkt, an dem sie ihre Bewegung auf einer allgemein vertikalen Richtung in eine allgemein horizontale Richtung für die Dauer des Filmverarbeitungszyklus ändert. Wie nachstehend erläutert wird, muß die Horizontalgeschwindigkeit der Halbform 134 ausgeglichen werden, so daß sie gleich der Horizontalgeschwindigkeit des Films des Rohres 70 wird. Falls dies nicht eintrifft, würde sich entweder ein Strecken des Films des Rohres 70 oder ein Zusammentreffen zwischen den Formen des Formensatzes und den Gegenständen während ihres Verpackens ergeben.
In der Stellung D hat die Halbform 134 die Vertikalkomponente ihrer Bewegung abgeschlossen und muß nun mit dergleichen Geschwindigkeit wie der sich bewegende Film des Rohres 70 nach vorne vorrücken. In der Stellung D sind die obere Formhälfte 134 und die zu dieser passende untere Formhälfte 136 voll geschlossen und klemmen das zusammengefaltete Rohr zwischen den Greifelementen 138 und 140 (Fig. 12) ein. Falls die Riemen 88, 90 (und die entsprechenden Riemen 92, 94) nicht die genügende Stärke zum Verklemmen der oberen Halbform 134 und der unteren Halbform 136 mit ausreichender Kraft aufweisen, können zusätzliche Mittel zum Zusammenklemmen der Halbformen vorgesehen werden.
Zum Beispiel können die Halbformen 134 und 136 an ihren beiden Enden Nocken aufweisen, die zwischen den Stellungen D und F vorgesehene Nockenführungen durchlaufen. Bei Bedarf können auch andere Mittel zum Zusammendrücken der Halbformen verwendet werden.
Zwischen den Stellungen D und E wird der Film des Rohres 70 mit dem Messer 142 (Fig. 12) geschnitten und mit den Schließbändern 144 und 146 verschlossen. Das Messer 142 kann mit einem Nocken betätigt oder in der Form eines in den Formen enthaltenen heißen Drahtes vorliegen (die Mittel werden nicht gezeigt), um den Film in herkömmlicher Weise zu durchtrennen. Die Schließbänder 144 und 146 können in herkömmlicher Weise elektrisch aktiviert werden. Zum Beispiel weisen sie über nicht gezeigte, unter Spannung stehende Stromzuführungsschienen laufende Kontakte auf.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Halbform 134 die Stellung E erreicht, ist der Film des Rohres 70 geschnitten und verschlossen, und die Horizontalgeschwindigkeit der Halbform 134 muß herabgesetzt werden, damit die nächstfolgende Halbform, die sich in der Stellung B befinden sollte, mit dem Ausbilden des Zwickels auf der gegenüberliegenden Seite der aus den Gegenständen 46 bestehenden Gruppe beginnen kann. Die Verzögerung der Halbform 134 setzt sich zwischen den Stellungen E und F fort.
Der Kunststoffilm des Rohres 70 besteht vorzugsweise aus Polyethylen oder einem anderen ähnlichen Kunststoff. Da der Kunststoffilm zwischen den Schließbändern 144 und 146 durch Hitze gesiegelt wurde, muß er nun zum Erreichen einer ausreichenden Schließintegritätabgekühlt werden. In der Stellung F werden die Halbform 134 und die entsprechende untere Halbform 136 geöffnet und leicht vom zusammengelegten Film abgezogen, damit Kühlluft in das Schließgebiet gedrückt werden kann. Die Kühlung setzt sich zwischen den Stellungen F und G fort.
In der Stellung G muß die Halbform 134 zur Anpassung an die Geschwindigkeit der nächstfolgenden oberen Halbform 134, die sich in der Stellung D befinden sollte, beschleunigt werden. Die Beschleunigung hält zwischen den Stellungen G und H an.
In der Stellung H werden die obere Halbform 134 und die untere Halbform 136 geöffnet, und die sich nun teilweise auf dem Austrittsförderer 156 befindende Gruppe 48 wird nun vom Förderer 156 beschleunigt und tritt schnell aus dem Schließabschnitt 34 aus. Die Halbform 134 setzt ihre Bewegung in die Stellung I fort. Diese befindet sich 180º diametral gegenüber der Ausgangsstellung A. Bei zwei sich auf der Achse befindenden Formensätzen würde sich der zweite Formensatz in der Stellung A befinden, während sich der erste Formensatz in der Stellung I befindet. Für diesen Formensatz würde sich das Verfahren dann in genau der oben beschriebenen Weise fortsetzen.
Fig. 14 zeigt die Relativgeschwindigkeiten. Diese wurden bei dem in Verbindung mit Fig. 13 erläuterten Schließverfahren beschrieben. Für die Zwecke der Beschreibung sei festgestellt, daß die Riemen 88 und 90 eine Länge von viertausend Einheiten aufweisen. Damit weisen die Riemen zwischen den Stellungen A und I die halbe Länge oder zweitausend Einheiten auf. Diese Einheiten werden in Fig. 14 auf der horizontalen Achse gezeigt. Die Vertikalachse stellt die relative Formengeschwindigkeit dar. Dies ist die Geschwindigkeit der Formen der Halbformen 134 (und der Halbformen 136) im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Filmes des Rohres 70 bei seinem Eintritt in den Schließabschnitt 34. Gemäß der obigen Erläuterung ist die Geschwindigkeit des Rohres 70 bei seinem Eintritt in den Schließabschnitt 34 konstant. Falls die Geschwindigkeit der Formen an die des Films angepaßt ist, liegt die Relativgeschwindigkeit der Form bei Eins. Falls die Geschwindigkeit der Form unter der des Filmes liegt, liegt die Relativgeschwindigkeit der Form unter Eins, und umgekehrt, falls die Geschwindigkeit der Formen über der des Filmes liegt, liegt die Relativgeschwindigkeit der Form über Eins. Die Stellungen A bis 1 der oberen Halbform 134, die in Fig. 13 dargestellt werden, werden auch in Fig. 14 gezeigt. Man erkennt, daß die Halbformen zwischen den Stellungen A und B zur Anpassung an die Geschwindigkeit des Filmes zuerst beschleunigt und dann verzögert werden. Während des Zusammenlegens des Films zwischen den Halbformen zwischen den Stellungen B und D nimmt die Relativgeschwindigkeit der Form ab und steigt dann wieder auf Eins an. Zwischen den Stellungen D und E liegt die Relativgeschwindigkeit der Form bei Eins. Nach der Stellung E jedoch nimmt die Relativgeschwindigkeit der Form wieder bis zur Stellung F ab, wo sie zwischen den Stellungen F und G konstant bleibt. Die Relativgeschwindigkeit der Form wird dann bis zur Stellung H erhöht. Dort öffnen sich die Formen und ermöglichen die Freigabe der nun verschlossenen Packung.
Fig. 15 zeigt ein mit Figur zeigt ein mit Fig. 14 identisches Schaubild, wobei aber die Positionen A bis I aus Gründen der Klarheit einfach weggelassen und statt dessen mit den Ziffern 1 bis 8 gezeigt wird, wo verschiedene Funktionen der Verfahrensachse stattfinden. In der Stellung 1 wird die Luftquelle 154 zum Ausbilden der Zwickel aktiviert. In der Stellung 2 wird diese Luftquelle nach vollständiger Ausbildung der Zwickel und nach Schließen des Formensatzes deaktiviert. In der Stellung 3 wird das Messer 142 zum Abtrennen des Films zwischen den Schließbändern aktiviert. In Stellung 4 wird das Messer zurückgezogen.
Das Schließen beginnt in Stellung 5. Die Schließbänder 144 und 146 werden in dieser Stellung aktiviert und bleiben bis zur Stellung 6 aktiviert. Bei einem typischen Schließzyklus beträgt die Verweilzeit zwischen den Stellungen 5 und 6 etwa 400 ms.
In der Stellung 7 sind die Formen geöffnet, und Kühlluft aus einer nicht dargestellten Quelle trifft zum Abkühlen des geschmolzenen Verschlusses auf den gesiegelten Film. Die Kühlung hält zwischen den Stellungen 7 und 8 an. Dort wird die Kühlluft abgeschaltet, und die Formen gemäß der obigen Beschreibung werden vollständig geöffnet, damit die nun geschlossene Packung auf dem Förderer 156 (Fig. 1) austreten kann.
Die beschriebene Vorrichtung kann zum Schließen von Packungen unterschiedlicher Höhen und Längen verwendet werden. Die einzigen Veränderlichen für verschiedene Packungslängen sind die Stellungen E, F und G aus Fig. 13. Für kürzere Packungslängen würden die Stellungen E, F und G in Fig. 13 nach rechts bewegt, während sie für größere Packungslängen nach links bewegt würden. Sämtliche anderen Stellungen bleiben gleich.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen und Bearbeiten eines Kunststoffilms (64) zwischen aufeinanderfolgenden Gegenständen, gekennzeichnet durch ein vielachsiges System mit mindestens zwei nebeneinanderverlaufenden Bearbeitungsachsen (A, B), wobei jede Achse mindestens einen Formensatz (132) und Mittel (96A, 96B) zum unabhängigen Antreiben der Achse mit einer veränderlichen Geschwindigkeit aufweist, so daß die Geschwindigkeit der Achsen zueinander während eines Zyklus zum Ausbilden einer Verpackung geändert werden kann, ohne daß ein Formensatz (132) auf irgendeinen anderen Formensatz störend einwirkt.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Verpacken von mindestens zwei einen linearen Weg durchlaufenden Gegenständen (46) mit:

a) einem Zuführungsabschnitt (32) und einem bewegungsunterhalb liegenden Bearbeitungsabschnitt (34), durch den die Gegenstände und der Kunststoffilm (64) zum Überbrücken der Gegenstände durchtreten, wobei der Bearbeitungsabschnitt ein Einlaßende aufweist,

b) dem Formensatz (132), der zum Zusammenlegen des Kunststoffilms (64) zwischen den Gegenständen (46) am Einlaßende vorgesehen ist,

c) Mitteln (60, 62, 66, 68) zum Antreiben des Films mit den Gegenständen mit einer konstanten Geschwindigkeit im Zuführungsabschnitt, gekennzeichnet durch

d) Mittel (88, 90, 92, 94) zum Antreiben des Films mit den Gegenständen mit einer veränderlichen Geschwindigkeit im Bearbeitungsabschnitt aus den Mitteln zum getrennten Antreiben jeder Bearbeitungsachse (A, B) unabhängig von jeder anderen Abdichtachse.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch mindestens einen zusätzlichen Formensatz (132) für die Bearbeitungsachsen (A, B).

4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Formensätze (132) jeder Achse (A, B) im gleichen Abstand auseinanderliegen.

5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der jeder Formensatz (132) einander gegenüberliegende Halbformen (134, 136) aufweist, wobei jede Halbform von der anderen Halbform vollständig trennbar ist, und das Antriebsmittel für jede Bearbeitungsachse (A, B) zwei Riemenpaare (88, 90, 92, 94) aufweist, von denen ein Paar (88, 90) antriebsmäßig mit einer Halbform (134) des Formensatzes und das andere Paar (92, 94) antriebsmäßig mit der anderen Halbform (136) des Formensatzes verbunden ist, und Transmissionsmittel (104, 110) zum gleichförmigen Antreiben sämtlicher Riemen (88, 90, 92, 94) einer Bearbeitungsachse enthält.

6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 mit einer ersten drehbaren Welle (116, 124), die eins der Riemenpaare (88, 90) verbindet, und einer zweiten drehbaren Welle (120, 128), die das andere der Riemenpaare (92, 94) verbindet, wobei das Transmissionsmittel (104, 110) einen auf den Wellen antriebsmäßig in Anlage liegenden Vortriebsriemen (104, 110) umfaßt.

7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 mit drei Bearbeitungsachsen (A, B, C) und einem die Achsen derart synchronisierenden Mittel (42), daß die Formensätze (132) der Bearbeitungsachsen verbunden sind und während der Bearbeitung einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der Film (64) eine langgestreckte Platte ist, mit Mitteln (32) zum Verformen des Films in ein Rohr (70) in einer Bewegungsbahn der Gegenstände.

9. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Formmittel eine um die Bewegungsbahn verlaufende Formschulter (32) umfaßt, mit Mitteln (60, 62) zum Einführen der Gegenstände in das Rohr (70).

10. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Einführungsmittel (60, 62) eine Aufeinanderfolge von getrennten, antriebsmäßig miteinander verbundenen, endlosen parallelen Riemen (60, 62) umfaßt.

11. Eine Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Riemen (60, 62) sich an die Gestalt der Formschulter (32) anpassende Längen aufweisen.

12. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Rohr (70) mit einer Längsüberlappung des Films gebildet ist, mit Mitteln (72) zum Versiegeln der Längsüberlappung.

13. Eine Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Mittel (72) zum Versiegeln eine an der Längsüberlappung angeordnete Heißluftquelle umfaßt.

14. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 mit Mitteln (154) zum Einschlagen des Films des Rohres (70) zum Ausbilden von Zwickeln zwischen Gegenständen, während sich Halbformen (134, 136) des Formensatzes (132) auf dem Rohr (70) schließen.

15. Eine Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Mittel (154) zum Einschlagen auf gegenüberliegenden Seiten des Rohrs (70) angeordnet ist.

16. Eine Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Mittel (154) zum Einschlagen eine Luftdüse auf jeder der gegenüberliegenden Seiten des Rohrs aufweist, jede Düse (148, 150) auf das Rohr (70) gerichtet ist und Mittel (152) zum Leiten der Luft durch die Düsen enthält, während sich die Halbformen jedes Formensatzes schließen.

17. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 mit Mitteln (82) zum Herabsetzen des Luftvolumens in dem Rohr.

18. Eine Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Mittel (82) zum Herabsetzen eine in dem Rohr (70) verlaufende Leitung (82) umfassen und einen Einlaß (84) an einem Ende in dem Rohr aufweisen, mit einer an die Leitung angeschlossenen Vakuumquelle (86).

19. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der jeder Formensatz (132) zwei einander gegenüberliegende, seitlich über den Kunststoffilm verlaufende Halbformen (134, 136) umfaßt.

20. Eine Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der jede Halbform (134, 136) auseinanderliegende Mittel (138, 140) zum Klemmen des Kunststoffilms und der Schließmittel (144, 146), die über den Film verlaufen, aufweist.

21. Eine Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der eine der Halbformen (134, 136) Mittel (142) enthält, die den Film, wenn er zwischen den Halbformen eingeschlossen ist, abtrennt.

22. Eine Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Halbformen (134, 136) Mittel zum Ausbilden eines Handgriffs in dem Kunststoffilm aufweisen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Mittel (132) zum Zusammenlegen eine Aufeinanderfolge von auseinanderliegenden Formensätzen umfaßt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Antriebsmittel (60, 62, 66, 68) eine Aufeinanderfolge von getrennten, antriebsmäßig miteinander verbundenen, endlosen parallelen Riemen umfaßt und diese mit einer konstanten Oberflächengeschwindigkeit angetrieben werden.

25. Eine Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der jede der mindestens zwei Bearbeitungsachsen (A, B) in dem Bearbeitungsabschnitt (34) mindestens einen Formensatz (132) aufweist und sich jeder Formensatz während des Schließens zwischen den Gegenständen (46) mit dem Film (64) in konstanter Berührung befindet.