DE69312293T2

DE69312293T2 - Vakuumsystem für hochgeschwindigkeitskontaktschweissgerät zum herstellen eines rohres aus einer flachfolie

Info

Publication number: DE69312293T2
Application number: DE69312293T
Authority: DE
Inventors: Kuo-Raid Chen; Raymond Misner; Bernard D Richardson; Elbert P Windham
Original assignee: Capital Formation Inc
Current assignee: Capital Formation Inc
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2013-05-15
Also published as: JP3193053B2; EP0644825B1; WO1993023234A1; JPH08500783A; EP0644825A1; DE69312293D1; ES2106352T3

Description

Diese Erfindung betrifft eine verbesserte Einrichtung zum Fördern einer flexiblen Folie, die aus einem flachen Blatt zu einer Rohrform gebildet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung die Vorrichtung zum Fördern des geformten Folienrohres, wenn die Ränder des Rohres einander überlappen und beispielsweise mittels einer Heizeinrichtung miteinander verschweißt werden.
In US-A 5 085 036 ist eine Einrichtung offenbart, die verwendet wird, um ein flaches Blatt einer flexiblen Folie zu einer rohrförmigen Gestalt zu formen und diese rohrförmige Gestalt entlang eines zylindrischen Rohres zu fördern, wenn die einander überlappenden Ränder der Folie miteinander verschweißt oder verklebt werden. Die Einrichtung ist insbesondere in der Nahrungsmittelverpackungsindustrie brauchbar, bei der die schlauchförmige flexible Folie nach dem Formen und Schweißen mit einem Nahrungsmittelprodukt in einem kontinuierlichen Vorgang gefüllt wird. Andere Verpackungsherstellungsmaschinen sind beschrieben in US-A 4 043 098 und US-A 4 974 396.
Aus US-A 5 085 036 ist es bekannt, eine Vorrichtung für die Herstellung eines Längenstücks eines geschlossenen Folienprodukts aus einem Längenstück einer flexiblen Flachfolie vorzusehen, die in Kombination umfaßt:
(a) einen Stützrahmen;
(b) einen Folienformungskragen mit einer Einführungsseite zur Aufnahme eines Längenstücks einer flachen, flexiblen Folie und zum Falten der Folie zu einer rohrförmigen Gestalt mit einander gegenüberliegenden Längsrändern der sich überlappenden Folie, wobei der Kragen auch ein Abgabeende aufweist;
(c) ein rohrförmiges Element, das von dem Rahmen abgestützt ist, zum Aufnehmen der rohrförmig gestalteten Folie mit einander überlappenden Rändern von dem Abgabeende des Kragens aus;
(d) ein Mittel zum Verkleben der einander überlappenden Längsränder, die entlang des rohrförmigen Elements angeordnet sind, durch Erfassen der Naht, die durch die sich überlappenden Ränder gebildet wird, wenn sich die Folie entlang des rohrförmige Elements bewegt; und
(e) ein Fördermittel zum Fördern der rohrförmigen Folie entlang des rohrförmigen Elements, wobei das Fördermittel mindestens ein sich fortlaufend bewegendes Mittel in gegenüberliegender Beziehung zu dem rohrförmigen Element aufweist und entlang eines Längenstücks des Elements bewegbar ist, um sich dadurch an der Folie festzuhalten und die Folie gleichzeitig mit der Arbeit des Klebemittels zu fördern, wobei das sich bewegende Mittel Rollen und ein Endlosband umfaßt, wobei das Endlosband über die Rollen geführt ist und in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Bewegungsbahn der Folie ent lang des rohrförmigen Elements angeordnet ist,
In US-A 5 085 036 wird die gebildete Folie entlang eines rohrförmigen Dorns mittels eines Endlosbandes oder einer Reihe von Endlosbändern gefördert, die unter Reibung die Folie berühren und sie entlang des rohrformigen Elements fördem, während ein anderes Endlosband, das beheizt ist, die einander überlappenden Ränder der Folie heiß versiegelt. Die beschriebene Vorrichtung ist äußerst brauchbar und kann mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten. Jedoch sind auf den Gebieten des Verpackens von Nahrungsmitteln häufig noch höhere Geschwindigkeiten notwendig. Somit hat die Notwendigkeit fortbestanden, ein System zum schnellen Fördern der Folie zu entwickeln, die zu der Gestalt eines Rohres gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Herstellung eines Längenstücks eines geschlossenen Folienprodukts aus einem Längenstück einer flexiblen, flachen Folie dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel ein Vakuum-Fördermittel ist und daß das mindestens eine fortlaufende Bewegungsmittel ein fortlaufendes Ansaug-Bewegungsmittel ist, wobei das Ansaugmittel einen Saugverteiler umfaßt, der sich entlang des rohrförmigen Elements erstreckt, wobei die Rollen an den gegenüberliegenden Enden des Verteilers angeordnet sind und das Endlosband eine Reihe von beabstandeten Durchgangsöffnungen aufweist, die entlang des Verteilers verschiebbar sind, wobei das Band zwischen dem Verteiler und dem rohrförmigen Element angeordnet ist und der Verteiler einen damit in Verbindung stehenden Vakuumkanal aufweist, und daß eine der Rollen eine Antriebsstiftscheibe bildet, die in die Öffnungen des Bandes in aufeinanderfolgender Reihenfolge eingreift, wenn sich das Band entlang der Antriebsstiftscheibe vorbei bewegt, um dadurch das Band entlang des Verteilers zu bewegen, während ein Vakuum durch die dem Verteiler gegenüberliegenden Öffnungen hindurch zur Einwirkung gebracht wird, um gleichzeitig die Folie gegen das Band zu halten, wodurch die Folie entlang des rohrförmigen Elements gefördert wird.
Der Rahmen stützt einen Folienbildungskragen, der dazu bestimmt ist, die Folie zu einer rohrförmigen Gestalt zu falten, wobei die einander gegenüberliegenden langen Ränder der Folie einander überlappen, und ein rohrförmiges Element ab, auf dem die Folie geführt wird. Das rohrförmige Element besitzt in bevorzugter Weise eine lange Rippe, die sich entlang seiner Länge in der Richtung der Folienbewegung erstreckt und in Hinblick darauf ausgerichtet ist, die einander überlappenden Ränder abzustützen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Mittel zum Verkleben der einander überlappenden langen Ränder ein aufgeheiztes Endlosband, das die Folie berührt, wenn sie über die beschriebene Rippe gleitet.
Das Vakuum-Fördermittel, das mindestens ein fortlaufendes Ansaug-Bewegungsmittel umfaßt, ist ebenfalls an dem Rahmen abgestützt und parallel zu dem rohrförmigen Element angebracht. Das Vakuum-Fördermittel dient dazu, die Folie zu ergreifen, wenn sie aus dem Formungskragen abgegeben wird, und diese Folie entlang des im allgemeinen zylindrischen rohrförmigen Elements zu fördern. In bevorzugter Weise ist eine erste Vakuum-Baugruppe an einer Seite der Rippe angeordnet, und ist eine zweite Vakuum-Baugruppe an der gegenüberliegenden Seite der Rippe angeordnet, so daß die gebildete schlauchförmige Folie gleichmäßig und leicht gefördert werden kann. Somit sind die Vakuum-Fördermittel in bevorzugter Weise um etwa 180º um den Umfang des rohrförmigen Elementes voneinander getrennt.
Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform umfassen die Vakuum-Fördermittel ein Endlosband mit hindurchgehenden Öffnungen. Die Öffnungen bewegen sich gleitend über einen Verteiler und insbesondere über Verteilerkanälen, die mit einer Vakuumquelle in Verbindung stehen. Die Folie wird somit mittels des Endlosbandes wirksam erfaßt, das sich selbst infolge des Vakuums an der Folie festlegt und die Folie fördert, wenn sich das Band synchron mit dem Mittel zum Verkleben der einander überlappenden Ränder, die die Naht des gebildeten Folienrohres definieren, bewegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausschließlich beispielhaft und unter Bezug nahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 2 einen Schnitt mit der Darstellung der Art der Arbeitsweise des Verteilerblocks und des Endlosbandes, die für die Vakuumförderung des rohrförmigen Filmprodukts bei der bevorzugten Ausführungsform sorgen.
In den Figuren und insbesondere in Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die eine Abwandlung der in US-A 5 085 036 dargestellten Vorrichtung ist. Somit ist wie in der US-A 5 085 036 die Baugruppe an einem Rahmen angebracht, der einen Folienbildungskragen 10 abstützt. Ein flexibles Blatt einer Folie 12 kommt von einer Rolle und wird mittels verschiedener einstellbarer Rollen 14 beispielsweise über dem Folienbildungskragen 10 geführt. Die Folie 12 wird dann aus dem flachen Blatt zu einer rohrförmigen Gestalt mit Rändern 16 und 18 der Folie geformt, die sich entlang der langen Richtung unter gegenseitiger Überlappung erstrecken. Die Folie tritt so in eine Einlaßseite 20 des Kragens 10 ein und wird an einer Auslaßseite 22 abgegeben, wo sie über einem länglichen Rohr 24 aufsitzt. Die Baugruppe ist selbstverständlich an einem Rahmen abgestützt.
Die geformte Folie 12 bewegt sich in der rohrförmigen Gestalt über dem Zylinder oder Rohr 24, und die einander überlappenden Ränder 16 und 18, die eine Naht bilden, werden mittels eines erhitzten Endlosbandes 26 erfaßt bzw. berührt, das über eine Heizstange 28 und Rollen 30 und 32 an jedem Ende derselben läuft. Das Band 26 ist direkt gegen die von den einander überlappenden Rändern 16 und 18 gebildete Naht gemäß Darstellung in Fig. 2 gedrückt. Die Heizstange 28 bewirkt somit eine Verschweißung der Naht. Andere Mittel wie beispielsweise eine Klebemittelaufbringungseinrichtung und -walze bzw. -rolle oder anderweitige Mittel können dazu verwendet werden, das Verschweißen bzw. Versiegeln der einander überlappenden Ränder 16 und 18 zu bewirken.
Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist zu beachten, daß das rohrförmige Element 24 eine im allgemeinen planare längliche Rippe 34 aufweisen kann, die sich entlang der Länge des Rohres 24 erstreckt und eine Plattform bildet, auf der sich die einander überlappenden Ränder 16 und 18 der Folie 12 bewegen. Das erhitzte Band 26 drückt somit gegen die Rippe 34, wobei sich die einander überlappenden Ränder 16 und 18 dazwischen befinden, um eine Heißverschweißung bzw. Heißversiegelung wirksamer zu bewirken. Die Rippe 34 kann aus einem Polytetrachlorethylen-Material oder irgendeinem anderen ähnlichen Material hergestellt sein, um den Verschweißungs bzw. Versiegelungs- Vorgang zu unterstützen. In bevorzugter Weise besitzt die Rippe 34 eine flache Fläche, die mit der flachen Fläche zusammenarbeitet, die zu dem Band 26 gehört, um den Verschweißungs- bzw. Versiegelungs-Vorgang zu unterstützen. Das erhitzte Band 26 berührt die einander überlappenden Ränder 16 und 18 stromaufwärts der Fördereinrichtung, die nachfolgend weiter ins Detail gehend beschrieben wird.
An einander gegenüberliegenden Seiten des Rohres 24, etwa um 180º voneinander und um 90º von dem erhitzten Band 26 beabstandet, sind Vakuumvorschubeinrichtungen 36, 38 angeordnet. Die Vakuumvorschubeinrichtung 36 ist an einer Seite des Rohres 26 angeordnet und in Funktion und Arbeitsweise im wesentlichen identisch mit dem Vakuumvorschubsystem 38 auf der gegenüberliegenden Seite des Rohres 24. Die Vakuumvorschubeinrichtung 36 umfaßt ein flexibles Endlosband 40, das über Endspulen oder -rollen 42 und 44 läuft, die an einem Rahmen oder einer Stütze angebracht sind. Eine der Rollen 42 oder 44 ist eine angetriebene Rolle und besitzt Seilscheibenstifte, die in beabstandete Öffnungen 46 in dem flexiblen Endlosband 40 eingreifen.
Ein Verteilerblock 48 ist an dem Rahmen zwischen den Spulen 42 und 44 angeordnet und abgestützt. Eine Vakuumquelle 50 steht über eine Leitung 52 mit einer inneren Vakuumkammer 54 in Verbindung, die zu dem Verteilerblock 48 gehört. Die Vakuumkammer 54 besitzt einen länglichen Schlitz 56 im Block 48. Der Schlitz 56 befindet sich in einer gegenüberliegenden Beziehung zu den Öffnungen 46, die sich entlang der Kammer 54 bewegen und einen Kanal zu der Kammer 54 hin schaffen. Die Öffnungen 46 bilden somit Vakuumkanäle, die in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Folie 12 vorhanden sind, die sich gleitend über dem Rohr oder dem rohrförmigen Element 24 bewegt. Gemäß Darstellung in Fig. 2 bewirken die Kanäle 46 somit, daß die Folie 12 wirksam durch das Band 40 erfaßt wird oder an diesem klebt und durch die Bewegung des Bandes 40 auf den Rollen 42 und 44 bewegt oder gefördert wird. In bedeutsamer Weise sind die Rollen 42, 44, die zu der Förderbaugruppe 36 gehören, in Hinblick auf Rollen 62 und 64 synchronisiert, die zu der Förderbaugruppe 38 gehören. Des weiteren ist das erhitzte Band 26 in Hinblick auf die Förderbaugruppen 36 und 38 synchronisiert, so daß sich das Band 26 und die Bänder 40 alle im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Auf diese Weise bewegen sich die Förderbaugruppen 36 und 38 zum Fördern der Folie 12 über dem rohrförmigen Element 24. Das Band 26 bewegt sich, um den Verschweißungs- bzw. Versiegelungs-Vorgang der einander überlappenden Ränder 16 und 18 zu bewirken.
Die Förderbaugruppen 36 und 38 sorgen für eine Erfassung der Folie 12 stromabwärts der Erfassung der einander überlappenden Ränder 16 und 18 durch das Band 26. Dies ist eine bevorzugte Ausbildung; die Erfindung zieht jedoch auch in Erwägung, daß das erhitzte Band 26 die einander überlappenden Ränder 16 und 18 zur selben Zeit wie die Vakuumverteiler-Förderbaugruppen 36, 38, hiervor oder hieran anschließend erfassen oder berühren kann.
Bei der Bauweise der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie diese in den Zeichnungen dargestellt und beschrieben ist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Folie über dem rohrförmigen Element 24 erheblich vergrößert werden, und kann der Ausstoß der Vorrichtung somit im Vergleich beispielsweise zu der Bauweise gemäß Darstellung in US-A 5 085 036 erheblich vergrößert werden. Somit ist es bei der Bauweise der bevorzugten Ausführungsform möglich, die Länge oder das Stück, das zu den Baugruppen 36 und 38 gehört, sowie das Stück, das zu dem Heizband 26 gehört, zu verkürzen. Des weiteren kann das Heizband 26 mit einer höheren Temperatur betrieben werden, da die Dauer des Kontaktes des Bandes 26 mit den einander überlappenden Rändern 16 und 18 verkürzt ist. Bei der bevorzugten Vorrichtung der Erfindung ist daher eine geringere Anzahl von Teilen mit einer kleineren Konfiguration im Verhältnis zu der Bauweise des Standes der Technik möglich. Des weiteren ist es bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, das aus der Vakuumquelle 50 stammende Vakuum einzustellen und somit verschiedene Arten eines flexiblen Folienmaterials, das sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten und verschiedenen Überlappungskonfigurationen bewegt, einzustellen und aufzunehmen. Da es keine reibende Berührung des Endlosbandes 40 gibt, ist die Wahrscheinlichkeit eines Reißens des geformten schlauchförmigen Materials in hohem Maße verringert. Die verbesserte Bauweise der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung macht daher die Herstellung eines verbesserten Produkts mit einer Herstellungsakzeptanz höheren Maßes möglich. Zurückgewiesenes rohrförmiges Material ist bei der bevorzugten Bauweise der Erfindung weniger wahrscheinlich.
Somit ist mindestens bei der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zur Hochgeschwindigkeits-Bildung einer flexiblen flachen Folie zu einer rohrförmigen Form geschaffen; des weiteren ist eine Einrichtung zum Fördern der gebildeten schlauchförmigen Folie schneller als die bekannte Einrichtung geschaffen; des weiteren ist ein verbessertes Vakuum-Fördermittel geschaffen, das die gebildete Folie leicht verklebt und erfaßt und die gebildete Folie in einer Weise fördert, die bestrebt ist, die Integrität der gebildeten Folie aufrechtzuerhalten; des weiteren ist eine verbesserte Vorrichtung für die Herstellung eines Längenstücks eines geschlossenen Folienprodukts aus einem Längenstücks einer flexiblen flachen Folie geschaffen, die wirtschaftlich ist, leicht bzw. einfach herzustellen und zu reparieren ist und die einen hohen Grad der Wirksamkeit in Hinblick auf die Herstellung des geschlossenen Folienprodukts aufweist.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Längenstücks eines geschlossenen Folienprodukts aus einem Längenstück einer flexiblen, flachen Folie, umfassend in Kombination:

(a) einen Stützrahmen;

(b) einen Folienformungskragen (10) mit einer Einführungsseite (20) zur Aufnahme eines Längenstücks einer flachen, flexiblen Folie (12) und zum Falten der Folie zu einer rohrförmigen Gestalt mit einander gegenüberliegenden Längsrändern (16, 18) der sich überlappenden Folie, wobei der Kragen auch ein Abgabeende (22) aufweist;

(c) ein rohrförmiges Element (24), das von dem Rahmen abgestützt ist, zum Aufnehmen der rohrförmig gestalteten Folie (12) mit einander überlappenden Rändern von dem Abgabeende des Kragens aus;

(d) ein Mittel (26) zum Verkleben der einander überlappenden Längsränder, die entlang des rohrförmigen Elements angeordnet sind, durch Erfassen der Naht, die durch die sich überlappenden Ränder gebildet wird, wenn sich die Folie durch das rohrförmige Element hindurch bewegt; und

(e) ein Fördermittel (36, 38) zum Fördern der rohrförmigen Folie entlang des rohrförmigen Elements, wobei das Fördermittel mindestens ein sich fortlaufend bewegendes Mittel (46, 54, 56) in gegenüberliegender Beziehung zu dem rohrförmigen Element aufweist und entlang eines Längenstücks des Elements bewegbar ist, um sich dadurch an der Folie festzuhalten und die Folie gleichzeitig mit der Arbeit des Klebemittels zu fördern, wobei das sich bewegende Mittel Rollen (42, 44) und ein Endlosband (40) umfaßt, wobei das Endlosband über die Rollen geführt ist und in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Bewegungsbahn der Folie entlang des rohrförmigen Elements angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (36, 38), ein Vakuum-Fördermittel (36, 38) ist und daß das mindestens eine fortlaufende Bewegungsmittel (46, 54, 56) ein fortlaufendes Ansaug-Bewegungsmittel ist, wobei das Ansaugmittel einen Saugverteiler (54) umfaßt, der sich entlang des rohrförmigen Elements erstreckt, wobei die Rollen (42, 44) an den gegenüberliegenden Enden des Verteilers angeordnet sind und das Endlosband (40) eine Reihe von beabstandeten Durchgangsöffnungen (46) aufweist, die entlang des Verteilers verschiebbar sind, wobei das Band zwischen dem Verteiler und dem rohrförmigen Element angeordnet ist und der Verteiler einen damit in Verbindung stehenden Vakuumkanal aufweist, und daß eine der Rollen eine Antriebsstiftscheibe bildet, die in die Öffnungen des Bandes in aufeinanderfolgender Reihenfolge eingreift, wenn sich das Band entlang der Antriebsstiftscheibe vorbei bewegt, um dadurch das Band entlang des Verteilers zu bewegen, wahrend ein Vakuum durch die dem Verteiler gegenüberliegenden Öffnungen hindurch zur Einwirkung gebracht wird, um gleichzeitig die Folie gegen das Band zu halten, wodurch die Folie entlang des rohrförmigen Elements gefördert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Vakuumfördermittel (36, 38) eine erste und eine zweite Förderbaugruppe an gegenüberliegenden Seiten des rohrförmigen Elements (24) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel zum Verkleben (26) ein Erwärmungsmittel aufweist, das in gegenüberliegender Beziehung zu dem rohrförmigen Element (24) angeordnet ist, und wobei das rohrförmige Element eine Längsrippe (34) aufweist, die von dem rohrförmigen Element aus vorsteht und mit der Naht und dem Mittel zum Verkleben fluchtet.

4. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verteiler (54) einen länglichen Vakuum-Schlitzkanal entlang eines Teiltrums des Bandes (40) aufweist, der dem Rohr (24) gegenüberliegt.

5. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Erhitzungsmittel (26) ein Endlosband umfaßt, das in Hinblick auf eine im wesentlichen gleichzeitige Bewegung mit der Geschwindigkeit des endlosen Vakuum-Förderbandes (40) synchronisiert ist.