EP3755631B1 - Fülleinrichtung und verfahren zum befüllen von säcken mit jeweils einem unverschlossenen oberen ende - Google Patents
Fülleinrichtung und verfahren zum befüllen von säcken mit jeweils einem unverschlossenen oberen endeInfo
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- EP3755631B1 EP3755631B1 EP19703678.3A EP19703678A EP3755631B1 EP 3755631 B1 EP3755631 B1 EP 3755631B1 EP 19703678 A EP19703678 A EP 19703678A EP 3755631 B1 EP3755631 B1 EP 3755631B1
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Definitions
- the invention relates to a filling device for filling bags, each with an unsealed upper end, according to the preamble of claim 1, a method according to the preamble of claim 16, and a form-fill-seal device according to the preamble of claim 18.
- bags whose upper ends are unsealed and which are usually transported hanging are filled from the top.
- the bags are double-layered, with the two layers of material defining an interior space that provides volume for the contents.
- the two layers can be joined by simple side edges or by side folds.
- the bag is sealed at the bottom. This may be achieved by a weld seam encompassing both layers and, if applicable, the side folds.
- an opening station is arranged within a filling station, eliminating the need for transport between the two.
- an opening device engages with each layer. Both opening devices then move away from each other, taking their respective layers with them, thus making the interior of the bag accessible to the filling station and, consequently, to the contents.
- the two material layers adhere so strongly to one another that opening the bag fails.
- one of the opening devices detaches from the other during its movement. The respective position means that filling the bag is no longer possible. The reliability of the opening process therefore leaves much to be desired.
- the machine's output i.e., the number of bags filled per unit of time, is reduced.
- the EP 1 201 545 A1 The image shows a station for fully opening bags. However, this complete opening leads to a reduction in the performance of the entire FFS machine in which this station is installed.
- the DE 36 39 494 A1 The machine reveals an opening station, which, as usual, is located within the filling station. The disadvantages already described are also prominent in this machine.
- the EP 0 293 615 A2 The diagram shows a filling device in which bags are pre-opened at an opening station before they reach the filling station. This pre-opening serves to separate the outer edges of the side gussets so that they can be gripped by grippers.
- the setup with four grippers is very complex.
- the DE 1 511 755 A1 The system includes a filling unit where the bags are pre-opened in a pre-opening station. This allows transport grippers to reach inside the bag and hold the bag walls closed. These grippers then convey the bag to the filling station. This process also slows down the entire FFS (Filling and Sealing) process.
- FFS Filling and Sealing
- the object of the present invention is therefore to propose a filling device and a method in which the opening of the bags before filling is carried out with a higher reliability.
- the filling device comprises at least one layer movement device for moving at least one layer of the bag relative to at least one second layer, with which the layers of the bag can be acted upon, wherein the layer movement device is arranged upstream of the filling station.
- a transport device for transporting a bag to the filling station may also be provided, wherein the bags can be transported successively from the layer movement device to the filling station by means of the transport device.
- the layer movement device comprises at least one suction device which engages on the outside of a layer of the bag and that at least one holding device is provided with which the bag can be held in the layer movement device, wherein the holding device engages the bag below the suction device, wherein the contact surface of the holding device extends to the bag in a transverse direction, wherein the holding device extends over more than 50% of the bag width, wherein the holding device comprises two holding beams (42), one of which can be applied to each outer wall of the bag (18).
- the movement of the two layers of the bag relative to each other reduces the adhesion between them. It is sufficient for the layers to be moved relative to each other in the area between the side gussets, provided side gussets are present. It is also sufficient if the layer movement device can be applied at the upper end of the bag, where "upper end” refers to a maximum of 10% of the bag's length along its longitudinal axis, measured downwards from the top edge.
- the retaining beams are provided that they remain stationary within the filling device before and/or during the action of the layer movement device, or are movable within the filling device in the direction of the bag's longitudinal axis with a stroke of at most 15 mm, preferably at most 10 mm.
- the retaining elements move relative to each other. This eliminates any mechanical effort.
- the distance between the outer edges of a bag held by retaining elements is slightly less than the nominal bag width, so that the layers can move relative to each other solely due to the play.
- the retaining elements can be provided to move in the direction of the bag's longitudinal axis to increase the play.
- the movement of the holding means in the direction of the bag's longitudinal axis is smaller than the movement of holding means which hold the bag for the purpose of opening, for example within the filling station, whereby these holding means are also movable in the filling station in the direction of the bag's longitudinal axis.
- the layer movement device comprises at least one fluid nozzle with which a flow of fluid can be directed onto the upper end of the bag.
- This fluid flow makes it possible, for example, to introduce the fluid between the two layers of the bag in the region of the upper edge, thereby reducing the existing adhesive forces.
- the fluid flow causes the upper edge of the bag to move, with the two layers at the upper end moving slightly away from each other. This often creates a small opening through which the fluid flow can enter the interior and further separate the two layers.
- the fluid is a gas, in particular air, wherein the gas is preferably under overpressure.
- the overpressure is preferably between 4 and 8 bar. At this pressure, the effect according to the invention is particularly evident.
- a fluid nozzle can be used as an air nozzle.
- the invention can be described as follows: A filling device is often already connected to a compressed air system in a factory hall, so the invention can be implemented cost-effectively. The air pressure of such a compressed air system is usually 6 bar, so the overpressure according to the invention is available without further effort.
- At least one fluid nozzle is positioned and/or oriented such that the fluid flow includes a directional component in the direction of the bag's longitudinal axis. In the case where the bag is suspended (i.e., subject only to the influence of gravity), this directional component thus runs vertically downwards.
- the fluid nozzle is also oriented such that at least a portion of the fluid flow strikes the upper edge of the bag precisely. In this case, the described effect leads particularly reliably to a relative movement of the layers.
- a fluid nozzle can be provided that generates a planar fluid flow, whose width is therefore greater than its thickness.
- the fluid nozzle and thus also the fluid flow, is arranged parallel to and, in particular, in the plane of the bag. Nevertheless, the fluid nozzle is preferably arranged at an angle to the bag's axis. Details can be found in the description of the figures.
- it can also be provided to direct the fluid flow with at least one component in a direction orthogonal to the plane spanned by the bag. In other words, the fluid flow exerts pressure on the outside of one of the two layers. This also causes the second layer to move, but both layers shift relative to each other.
- At least one electrode is provided with which the fluid flow can be subjected to an electrical voltage.
- the applied electrical voltage which is sufficiently high, causes atoms or molecules of the fluid to release electrons and thereby acquire an electrical charge.
- the fluid flow is ionized.
- An ionized fluid flow can at least partially compensate for an electrical charge between the layers and consequently Electrostatic attraction forces are reduced. As a result, opening a bag can be even more reliable.
- the electrode is located downstream of the fluid flow from the fluid nozzle and is preferably arranged on or directly attached to it. This allows the fluid nozzle and the electrode to form a compact unit that requires minimal installation space.
- a valve that allows the fluid flow from a pressure source to be passed through and/or interrupted.
- a fluid surge can be generated. This surge can cause the upper end or edge of the bag to move suddenly and forcefully, which helps to separate the two layers and thus reduces the adhesion between them.
- the duration of the fluid flow should preferably be kept short, preferably less than 1 second, and particularly less than 500 milliseconds (msec). The advantage of such a short fluid flow is that only a defined quantity of fluid is introduced into the bag. An excessively large quantity of fluid could potentially cause problems during the subsequent filling process.
- a transport device for moving the bag from the layer handling unit to the filling station, and in particular if the interior of the bag remains free of tools during transport.
- the at least two layers of the bag essentially lie on top of each other during transport. This ensures that the layers of the bag lie on top of each other again, so that as little fluid as possible remains inside the bag and no ambient air enters the interior. Since the adhesion between the two layers is already reduced by the brief movement of the layers relative to each other, reopening before filling is reliably possible.
- the layer movement device further comprises at least one suction device which engages the outer surface of a layer of the bag.
- at least parts of the suction device are preferably movable away from the original plane of the bag.
- at least one lever on which the suction device is arranged may be used.
- the component or components on which the suction device is arranged may remain stationary relative to each other, at least during the movement of the layers. This minimizes the mechanical effort that might be required to move the layers of the bag.
- the suction device is positioned so that it touches or even overlaps the upper edge of the bag.
- the suction device should be positioned as close as possible to the upper edge of the bag to ensure optimal interaction between the suction device and the optional fluid flow.
- the suction device is positioned horizontally within the plane of the bag in an area where the fluid flow meets the upper edge of the bag.
- At least one suction device is provided on each side of the bag, so that both layers can be actively moved away from each other.
- the suction devices are offset from each other in the plane of the bag, particularly in the horizontal direction of this plane. This prevents the bag from being detached from one of the two suction devices if both suction devices do not apply the same negative pressure.
- At least one suction device can advantageously be designed as a bellows suction device.
- a bellows suction device is a suction device characterized by one or more folds. If this suction device is attached to an object, in this case a bag, it cannot More ambient air is drawn in when a vacuum is applied to the suction cup. Consequently, the bellows suction cup automatically shortens its length, as the vacuum causes the internal volume to also experience a reduction in pressure. This reduction in pressure is compensated for by the reduction in internal volume, particularly by a shortening of the length. However, a shortening of the length leads to the layers of the bag separating from each other.
- a bellows suction cup can be small, particularly less than 20 mm, and especially less than 10 mm, which is nevertheless sufficient to move the layers relative to each other and thus to further reduce the adhesive forces.
- a bellows suction cup is made of an elastomeric material, so that after the vacuum is released, i.e., after disconnection from a vacuum source, it expands again, similar to a compression spring, and returns to its original shape.
- a bellows suction cup is a cost-effective, easy-to-use means of further developing the present invention. It is also advantageous that at least parts of the bellows suction device remain stationary in the layer movement device, at least during the period in which the movement of the two layers of the bag relative to each other is feasible.
- At least one holding device is provided with which the bag is held in the layer handling device.
- the holding device comprises a lever arrangement, thus enabling an opening and closing movement.
- the bag is held in a fixed position within the layer handling device, ensuring, for example, that the fluid flow is directed precisely at the upper end of the bag.
- a holding device can also be advantageous so that a feeding transport device can release the bag within the layer handling device before the transport device of the filling station grasps the bag.
- the holding device can engage the bag a few centimeters, a maximum of 10 cm, preferably a maximum of 5 cm, and especially a maximum of 2 cm below the upper edge of the bag, particularly directly below the suction device. Since the holding device keeps the two layers of the bag pressed together, this prevents excessive fluid from entering the interior of the bag, which in turn facilitates subsequent filling. However, the holding device should also engage at least 5 mm below the upper edge of the bag in a vertical direction to allow for relative movement of the layers.
- At least one holding device is beam-shaped.
- the contact surface of the holding device can extend horizontally in the plane of the bag. This direction can also be referred to as the transverse direction.
- the holding device extends over a large portion of the bag's width, with "large portion” being defined as more than 50%.
- the holding device may include a break and/or a recess. Preferably, this is arranged essentially vertically below the suction device and/or below the point where the fluid flow meets the upper end of the bag.
- a device for cooling a bottom weld seam is provided in the layer movement unit.
- the cooling device comprises at least one cooling jaw, which is preferably pivotably arranged in the machine frame to contact at least one of the two layers of the bag. The cooling jaw can extend over the width of the bag.
- the cooling jaw is permeated by or supplied with another fluid, preferably a liquid.
- the cooling device can include nozzles with which a gas, which is particularly cooled, is applied to the lower weld seam of the bag.
- the aforementioned problem is further solved by a method according to claim 16.
- the method for filling bags, each with an unsealed upper end and at least two superimposed layers, in which filling takes place in a filling station is according to the invention, wherein at least one layer movement device acts on at least one layer of the bag to move this layer relative to the at least one second layer, wherein the layer movement device is arranged upstream of the filling station, characterized in that at least one suction device of the layer movement device engages the outside of a layer of the bag and at least one holding device holds the bag in the layer movement device, wherein the holding device engages the bag below the suction device, wherein the contact surface of the holding device extends to the bag in the transverse direction, and wherein the holding device extends over more than 50% of the bag width, wherein the holding device comprises two holding beams (42), one of which is pressed against each outer wall of the bag (18).
- the method according to the invention achieves the same advantages as those already described above in connection with the filling device according to the invention.
- the same advantages can be achieved as those already described in connection with a filling device according to the invention.
- the bags are produced, filled, and sealed in separate units, which are often also referred to as stations, whereby they are never unguided due to the transport and holding devices within the form-fill-seal device.
- the Figure 1 Figure 1 shows a form-fill-seal machine 1, often called an FFS machine for short, which is suitable for forming, filling, and sealing bags and in which the filling device according to the invention can preferably be provided.
- This device 1 comprises a support arm 2 on which a roll 3 of tubular film 4 rests.
- the tubular film 4 preferably has Figure 1 Side folds not shown.
- the transport rollers 5, some of which may also be driven, ensure a generally continuous unwinding of the tubular film 4.
- the transport roller 8a is part of a register device 29, with which the length of the transport path of the tubular film 4 can be adapted to the format of the resulting bags 27.
- the transport roller 8a is arranged to be displaceable relative to the device 1.
- a manually or electrically operated spindle drive, known per se, is available for this displacement.
- the feed roller pair 15 pushes the tubular film 4 through the welding jaws 33 of a transverse welding station 13 and through a transverse cutting station 16.
- the tools of the transverse welding station 13 and the transverse cutting station 16 can be moved towards and away from the tubular film 4 in planes orthogonal to its feed direction, for example, by a parallelogram arrangement 14, in a manner not described in detail below.
- a tubular section 18 is cut from the tubular film 4 above the grippers 17 in the transverse cutting station 16.
- a transverse weld is applied above the cut edge of the tubular film 4 in the transverse welding station 13, forming the base of the tubular section 18 to be formed in the next work cycle of the device 1. Accordingly, bottom seams are produced in the transverse welding station 13.
- the production of the head or bottom seams can be carried out not only by transverse welding, although preferably, but other joining methods, such as gluing, are also conceivable.
- the grippers 17 transport the hose section 18 to a transfer point, where further grippers 19 grasp the hose section 18 and transport it to a filling station 20.
- This transfer point is the layer movement device 30 of the filling device according to the invention.
- This layer movement device 30 can optionally interact with a bottom cooling device 31. Further details, structure and function of the layer movement device are shown below in conjunction with further figures.
- the hose section 18 is transferred to stationary grippers 21 and opened by suction cups 22, allowing the product, which is conveyed through the filling device 23, to enter the hose section 18.
- the lower end of the hose section 18 rests on a conveyor belt 24, preventing excessive stress along its longitudinal edges during the filling process.
- Additional grippers 25 transport the filled hose section to the top or bottom seam welding station 26, where the hose section 18 is sealed with a top or bottom weld, forming a finished bag 27.
- the hose section 18 can be sealed at the top using a different joining method.
- the finished bag 27 is then conveyed out of the device 1 by the conveyor belt 24.
- the bag 27 is typically much taller (in the y-direction) than it is wide (in the x-direction).
- FIG. 18 now shows in more detail some important features of the filling device according to the invention.
- a finished bag produced, for example, by means of the cross-cutting station 16 and the cross-welding station 13, can be seen on the far right.
- This bag 18 can be provided to the filling device 40 by means of the grippers 17.
- the bag 18 first enters the layer movement device 30.
- a holding device 41 is provided, with which the bag 18 is held in place.
- the holding device 41 is embodied by two holding beams 42, one of which rests against each outer wall of the bag.
- a [missing information - likely a specific component] can be used.
- a lever mechanism connected to the machine frame is provided to enable an opening and closing movement.
- At least one fluid nozzle 43 is preferably arranged, which is preferably attached to a frame-mounted beam 44.
- a fluid is supplied to this fluid nozzle 43, which can be pressurized via a fluid line 45, in the direction of arrow 46.
- the fluid preferably air, comes into direct contact with the upper edge 47 of the bag 18, allowing its two layers to separate. Consequently, one layer of the bag is moved relative to a second layer.
- the bag 18 is at least partially opened, which in the Figure 2 as also shown.
- suction cups 48 are provided as an alternative or additional measure to the fluid nozzle.
- each suction cup 48 is arranged on a support 49, which can be fixed to the frame or movable relative to the machine frame, for example, by means of a lever mechanism, which is not shown.
- the suction cups 48 can be arranged on retaining jaws 42 of the holding device 41, so that the suction cups are already in contact with the outer sides of the bag when the retaining jaws have been closed.
- the suction cups 48 can be designed as bellows suction cups or as corrugated bellows suction cups, as shown in the Figure 2 as also shown.
- the operating principle is as follows: After the suction cup 48 is in contact with the outer wall of the bag 18, a vacuum is applied to the bag via the vacuum line 50. As soon as the outer layer has pressed against the suction cup 48, so that no air is drawn between these two elements, the continuing vacuum causes the suction cup to contract, thus moving the outer wall or the layer in question. It is important that the supports remain stationary during this process, i.e., no movement is permitted to open the bag. carry out this process.
- a device 51 for ionizing the fluid flow For this purpose, two electrodes are provided, which are arranged on both sides of the fluid flow and between which an electrical voltage is applied. In this way, the fluid flow can be ionized so that it can reduce electrical charges on the layers of the bag. This results in the layers being easier to separate from one another.
- the electrodes can be fixed to a frame, but are preferably connected directly to the fluid nozzle 43.
- the fluid flow can be interrupted.
- a valve 52 is provided in the fluid line 45, which allows the fluid flow to be interrupted.
- the negative pressure acting on the suction cups 49 is also interrupted or reduced.
- the holding device 41 can be released from the bag 18.
- the bag 18 can now be transported by the grippers 19 to the filling station 20, so that conventional suction cups 22, which are arranged on carriers 61 movable by means of levers 60, can open the bag 18. Since the layers of the bag 18 have already been partially separated from each other or moved relative to each other in the layer movement device, the opening of the bag for the purpose of filling is significantly more reliable. In the prior art, however, it can be observed that the suction cups 22 lose contact with the bag during the opening process or are unable to separate the two layers from each other, so that in the end the bag is not opened.
- the filling funnel 62 of the filling device 23 can be moved so that the filling funnel 62 protrudes into the interior of the bag 63.
- the bag can then be filled.
- the Figure 3 View III - III now shows the Figure 2
- two fluid nozzles 43 are shown, both arranged on the beam 44 at an angle to the direction z.
- the position of the fluid nozzles can be symbolized by the arrows S.
- This direction can also be referred to as the main flow direction, although it is intended that the fluid flow fans out by means of the fluid nozzles, which is represented by a plurality of arrows 46.
- the two fluid nozzles are offset outwards from the imaginary center line 64 of the bag 18, i.e., in the direction of the vertical edges of the bag. This makes it possible to increase the area of influence of the fluid flow and even to intensify it in the area of the center line 64.
- the Figure 3 The devices 51 for ionizing the fluid flow are not shown. However, it should be emphasized that preferably each fluid nozzle 43 is assigned at least one such device 51.
- the figure shows the retaining beams 42 of the holding device 41. It is shown as an example that the retaining beams 42 do not have to be a single piece, but can be interrupted to allow the bag material in the middle area to open. In a further development, it can be provided that the retaining beams are movable in or against the direction y, so that the bag material can be given even more room to move.
- the suction cups 48 may also be displaced relative to the center line 64, which can be determined from the Figure 4 This will be explained in more detail later. It can also be seen that the suction cups 48 are positioned near or touching the upper edge of the bag 66. Overlap is also possible. This means that the suction cup can extend partially beyond the upper edge of the bag.
- FIG. 4 View IV - IV from the Figure 3 This view shows another embodiment in which the bag comprises 18 side pleats 65. It can also be seen again that the suction cups 48 are opposite The suction cups may be shifted towards the side edges along the center line. This prevents them from suctioning onto each other, as this would prevent the bag from opening.
- the fluid nozzles 43 can be rotated about their own longitudinal axis in the direction R relative to the plane defined by the bag 18. This ensures that the fluid flow reaches the edge of the bag 66 in any case, even if the fluid nozzle 43 does not point exactly into the plane defined by the bag 18.
- FIG. 4 Another variant is shown in which the retaining bars 42 are not interrupted, as can be seen from the Figure 3 It has not been explained, but merely has recesses 67 which also allow the bag material to move. In this illustration, the retaining bars 42 are shown as open, which, however, need not be the case. This is only for the sake of clarity.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Fülleinrichtung zum Befüllen von Säcken mit jeweils einem unverschlossenen oberen Ende nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 sowie eine Form-Fill-Seal-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
- Mit gattungsgemäßen Fülleinrichtungen werden Säcke, deren oberen Enden unverschlossen sind und die in der Regel hängend transportiert werden, von oben befüllt. Die Säcke sind dabei doppellagig, wobei die beiden Materiallagen einen Innenraum begrenzen, welcher ein Volumen für ein Füllgut bereitstellt. Die beiden Materiallagen können durch einfache Seitenkanten oder durch Seitenfalten miteinander verbunden sein. An den unteren Enden ist der Sack verschlossen. Hierzu kann eine die beiden Lagen und gegebenenfalls die Seitenfalten erfassende Schweißnaht erzeugt worden sein.
- In einer bekannten Fülleinrichtung, wie sie in der
EP 1 201 539 A1 beschrieben ist, ist eine Öffnungsstation in einer Füllstation angeordnet, so dass zwischen der Öffnungsstation und der Füllstation kein Transport notwendig ist. In der Öffnungsstation greift jeweils ein Öffnungsmittel an je eine Lage an. Beide Öffnungsmittel bewegen sich anschließend voneinander weg und nehmen die jeweilige Lage mit, so dass für die Füllstation und somit für das Füllgut der Innenraum des Sacks erreichbar ist. Dabei kann es passieren, dass die beiden Materiallagen derart stark aneinanderhaften, dass ein Öffnen des Sacks misslingt. Dabei löst sich ein Öffnungsmittel sich bei seiner Bewegung von der jeweiligen Lage. Ein Befüllen des Sacks ist damit nicht mehr möglich. Die Zuverlässigkeit des Öffnungsvorgangs lässt also zu wünschen übrig. Als Folge ist die Maschinenleistung, also die Anzahl der befüllten Säcke pro Zeiteinheit, reduziert. - Die
EP 1 201 545 A1 zeigt eine Station zum vollständigen Öffnen von Säcken. Dieses vollständige Öffnen führt jedoch zu einer Leistungsverringerung der gesamten FFS-Maschine, in der diese Station eingebaut ist. - Die
DE 36 39 494 A1 offenbart eine Öffnungsstation, die wie üblich innerhalb der Füllstation angeordnet ist. Die bereits beschriebenen Nachteile treten auch bei dieser Maschine in den Vordergrund. - Die
EP 0 293 615 A2 zeigt eine Fülleinrichtung, mit welcher Säcke in einer Öffnungsstation vorgeöffnet werden, bevor diese zur Füllstation kommen. Diese Voröffnung hat jedoch den Zweck, die Außenkanten der Seitenfalten voneinander zu separieren, damit diese von Greifern ergriffen werden können. Der Aufbau mit vier Greifern ist sehr aufwändig. - Die
DE 1 511 755 A1 hat eine Fülleinrichtung zum Inhalt, bei der in einer Voröffnungsstation die Säcke vorgeöffnet werden mit dem Zweck, dass Transportgreifer auch in den Sack hineingreifen können, um die Sackwände zu halten. Diese Transportgreifer fördern den Sack dann zur Füllstation. Dieses Vorgehen führt ebenfalls zu einer Verlangsamung des gesamten FFS-Verfahrens. - Die
DE 78 24 437 U1 offenbart eine Voröffnungsstation, in der Sauger den Sack weit öffnen. Ein weites Öffnen kann jedoch dazu führen, dass sich die Sauger von den Sackwandungen lösen, so dass der Sack letztendlich herabrutscht und nicht mehr zur Füllstation transportiert werden kann. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fülleinrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, bei denen das Öffnen der Säcke vor dem Befüllen mit einer höheren Zuverlässigkeit erfolgt.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind mögliche Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Fülleinrichtung wenigstens eine Lagenbewegungseinrichtung zum Bewegen der zumindest einen Lage des Sacks relativ zu der zumindest einen zweiten Lage umfasst, mit welcher auf die Lagen des Sacks einwirkbar ist, wobei die Lagenbewegungseinrichtung der Füllstation vorgeordnet ist. Dabei kann noch eine Transporteinrichtung zum Transportieren eines Sackes zur Füllstation vorgesehen sein, wobei mit der Transporteinrichtung die Säcke nacheinander von der Lagenbewegungseinrichtung zur Füllstation transportierbar sind.
- Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Lagenbewegungseinrichtung zumindest eine Saugeinrichtung umfasst, welcher außenseitig an einer Lage des Sackes angreift und dass zumindest eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Sack in der Lagenbewegungseinrichtung haltbar ist, wobei die Halteeinrichtung unterhalb der Saugeinrichtung an den Sack angreift, wobei sich die Anlagefläche der Halteeinrichtung an den Sack in Querrichtung erstreckt, wobei sich die Halteeinrichtung über mehr als 50 % der Sackbreite erstreckt, wobei die Halteeinrichtung zwei Haltebalken (42) umfasst, von denen jeweils einer an je eine Außenwand des Sackes (18) anlegbar ist.
- Mit der Bewegung der beiden Lagen des Sackes zueinander wird demnach erreicht, dass die Haftung der beiden Lagen aneinander reduziert wird. Es ist dabei ausreichend, dass die Lagen im Bereich zwischen den Seitenfalten relativ zueinander bewegt werden, soweit Seitenfalten vorhanden sind. Auch ist es ausreichend, wenn mit der Lagenbewegungseinrichtung am oberen Ende des Sacks einwirkbar, wobei mit "oberen Ende" maximal 10% der Erstreckung des Sackes in seiner Längsachse von der oberen Kante aus nach unten gesehen gemeint ist.
- Wenn nun ein auf diese Weise vorbereiteter Sack zur Füllstation transportiert und dort weiterverarbeitet wird, erfolgt die Öffnung des Sackes mit einer deutlich höheren Zuverlässigkeit im Vergleich mit Fülleinrichtungen des Standes der Technik.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Haltebalken vor und/oder während der Einwirkung der Lagenbewegungseinrichtung ortsfest innerhalb der Fülleinrichtung verbleibt oder mit einem Hub von höchstens 15mm, vorzugsweise von höchstens 10mm, innerhalb der Fülleinrichtung in Richtung der Sacklängsachse bewegbar ist. Es ist also zum Bewegen der Lagen relativ zueinander vorzugsweise nicht vorgesehen, dass die Haltemittel sich bewegen. Damit entfällt ein mechanischer Aufwand. In der Regel ist der Abstand der Außenkanten eines Sackes, der von Haltemitteln gehalten wird, geringfügig kleiner als die nominelle Sackbreite, so dass sich die Lagen alleine aufgrund des Spiels relativ zueinander bewegen lassen. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Haltemittel eine Bewegung in Richtung auf die Sacklängsachse vollführen, um das Spiel zu vergrößern. Dabei ist jedoch vorgesehen, dass die Bewegung der Haltemittel in Richtung auf die Sacklängsachse kleiner ist, als die Bewegung von Haltemitteln, welche den Sack zum Zwecke des Öffnens, etwa innerhalb der Füllstation, halten, wobei auch diese Haltemittel in der Füllstation in Richtung auf die Sacklängsachse bewegbar sind.
- In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lagenbewegungseinrichtung wenigstens eine Fluiddüse umfasst, mit welcher ein Strom eines Fluids auf das obere Ende des Sackes gebbar ist. Durch diesen Fluidstrom ist es beispielsweise möglich, im Bereich des oberen Randes zwischen die beiden Lagen des Sackes das Fluid einzubringen und so die vorhandenen Haftkräfte zu verringern. Der Fluidstrom führt dabei zu einer Bewegung der oberen Kante des Sackes, wobei sich die beiden Lagen des oberen Endes leicht voneinander wegbewegen. Oft entsteht dabei eine kleine Öffnung, in die der Fluidstrom in das Innere eintreten und die beiden Lagen noch etwas weiter voneinander entfernen kann.
- Vorzugsweise ist das Fluid ein Gas, insbesondere Luft, wobei das Gas vorzugsweise unter Überdruck steht. Der Überdruck beträgt vorzugsweise zwischen 4 und 8 bar. Bei diesem Druck zeigt sich der erfindungsgemäße Effekt besonders gut. Eine Fluiddüse kann in diesem Fall als Luftdüse bezeichnet werden. Eine Fülleinrichtung ist häufig bereits an einem Druckluftsystem einer Werkhalle angeschlossen, so dass sich die Erfindung kostengünstig realisieren lässt. Der Luftdruck eines derartigen Druckluftsystems liegt in der Regel bei 6 bar, so dass der erfindungsgemäße Überdruck ohne weiteren Aufwand zur Verfügung steht.
- Vorteilhaft ist es, wenn die wenigstens eine Fluiddüse derart positioniert und/oder ausgerichtet ist, dass der Fluidstrom eine Richtungskomponente in Richtung der Sacklängsachse umfasst. In dem Fall, in dem der Sack hängend (also lediglich dem Einfluss der Schwerkraft unterliegt) angeordnet ist, verläuft diese Richtungskomponente somit senkrecht nach unten. Vorzugsweise ist die Fluiddüse zudem so ausgerichtet, dass zumindest ein Teil des Fluidstroms genau auf die obere Kante des Sacks trifft. In diesem Fall führt der beschriebene Effekt besonders zuverlässig zu einer Relativbewegung der Lagen. Es kann eine Fluiddüse vorgesehen sein, die einen flächigen Fluidstrom erzeugt, dessen Breite also größer ist als die Dicke. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Fluiddüse und damit auch der Fluidstrom parallel zur und insbesondere in der Ebene des Sackes angeordnet ist. Dennoch ist die Fluiddüse vorzugsweise schräg zur Sackachse angeordnet. Einzelheiten hierzu sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen. Vorteilhafterweise kann es jedoch auch vorgesehen sein, den Fluidstrom zumindest mit einer Komponente in Richtung orthogonal zu der Ebene, die durch den Sack aufgespannt wird, zu leiten. Mit anderen Worten drückt der Fluidstrom außenseitlich auf eine der beiden Lagen. Dadurch bewegt sich jedoch auch die zweite Lage, wobei sich jedoch beide Lagen relativ zueinander verschieben.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Elektrode vorgesehen, mit welcher der Fluidstrom mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Die angelegte elektrische Spannung, die ausreichend groß ist, führt dazu, dass Atome oder Moleküle des Fluids Elektronen abgeben und dadurch eine elektrische Ladung erhalten. Mit anderen Worten wird der Fluidstrom ionisiert. Ein ionisierter Fluidstrom kann eine elektrische Aufladung zwischen den Lagen zumindest teilweise kompensieren und folglich elektrostatische Anziehungskräfte verringern. Im Ergebnis kann das Öffnen eines Sacks nochmals zuverlässiger erfolgen.
- In weiterer Ausgestaltung ist die Elektrode stromabwärts des Fluidstroms der Fluiddüse nachgeordnet und vorzugsweise an dieser angeordnet oder direkt an dieser befestigt. Damit bilden die Fluiddüse und die Elektrode eine kompakte Einheit, welche nur einen geringen Bauraum beansprucht.
- Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn ein Ventil vorgesehen ist, mit welchem der Fluidstrom von einer Überdruckquelle durchleitbar und/oder unterbrechbar ist. In diesem Fall kann ein Fluidstoß erzeugbar sein bzw. erzeugt werden. Durch diesen Fluidstoß kann das obere Ende bzw. die obere Kante des Sacks in eine plötzliche und starke Bewegung versetzt werden, was das Lösen der beiden Lagen voneinander unterstützt und somit die Haftung zwischen den Lagen des Sacks herabsetzen kann. Dabei ist vorzugsweise die Zeitdauer des Aufrechterhaltens des Fluidstroms kurz zu halten, bevorzugt weniger als 1 Sekunden, insbesondere weniger als 500 Millisekunden (msec). Der Vorteil eines derart kurzen Fluidstroms ist es, dass höchstens eine festgelegte Menge des Fluids in den Sack eingetragen wird. Eine zu große Fluidmenge würde möglicherweise beim späteren Befüllvorgang zu Problemen führen.
- Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine Transporteinrichtung zum Transport des Sacks von der Lagenbewegungseinrichtung zur Füllstation vorgesehen ist und insbesondere während eines Transports des Sacks zur Füllstation das Innere des Sacks werkzeugfrei bleibt. Es kann somit auf ein Werkzeug, das in das Innere des Sacks eingreift, um diesen beim Transport zur Füllstation offen zu halten, verzichtet werden. Insbesondere liegen die zumindest zwei Lagen des Sacks während des Transports im Wesentlichen aufeinander. Damit wird erreicht, dass sich die Lagen des Sacks wieder aufeinander legen, so dass möglichst kein Fluid im Sackinneren verbleibt und auch keine Umgebungsluft in das Sackinnere gelangt Da sich die Haftung der beiden Lagen aneinander durch das kurzzeitige Bewegen der Lagen relativ zueinander bereits reduziert haben, ist ein erneutes Öffnen vor dem Befüllen zuverlässig möglich.
- Gemäß der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, dass die Lagenbewegungseinrichtung zumindest eine Saugeinrichtung umfasst, welche außenseitig an einer Lage des Sacks angreift. Insbesondere können zwei Saugeinrichtungen vorgesehen sein. Mit einer solchen Saugeinrichtung ist es möglich, die Lagen des Sackes auseinander zu ziehen und somit das Einleiten eines Fluidstroms zur Reduzierung der Haftung zwischen den beiden Lagen zu unterstützen. Zumindest Teile der Saugeinrichtung sind dabei vorzugsweise von der ursprünglichen Ebene des Sacks weg bewegbar. Dazu kann beispielsweise zumindest ein Hebel dienen, an denen der Sauger angeordnet ist. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, dass das Bauteil oder die Bauteile, an denen der Sauger angeordnet ist, zumindest während der Bewegung der Lagen relativ zueinander ortsfest verbleibt. Damit kann der mechanische Aufwand, welcher zum Bewegen der Lagen des Sackes nötig werden könnte, minimiert werden.
- Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Saugeinrichtung die obere Kante berührt oder sogar mit der oberen Kante des Sacks überlappt. Mit anderen Worten ist der Sauger möglichst nah am oberen Rand des Sacks zu positionieren, so dass die Sauger und der optionale Fluidstrom optimal zusammenwirken können. Insbesondere ist der Sauger in horizontaler Richtung der Sackebene in einem Bereich positioniert, in welchem der Fluidstrom auf die obere Kante des Sacks trifft.
- Besonders bevorzugt ist es, wenn auf jeder Seite des Sackes zumindest eine Saugeinrichtung vorgesehen ist, so dass beide Lagen aktiv voneinander weg bewegbar sind. Vorzugsweise sind dabei die Saugeinrichtungen in der Ebene des Sacks zueinander versetzt, insbesondere in horizontaler Richtung dieser Ebene. Damit wird verhindert, dass, wenn beide Sauger nicht einen gleichen Unterdruck aufbringen, der Sack von einem der beiden Sauger abgelöst wird.
- Die zumindest eine Saugeinrichtung kann vorteilhafterweise als Faltenbalgsauger ausgestaltet sein. Ein Faltenbalgsauger ist ein Sauger, der sich durch eine oder mehrere Falten auszeichnet. Ist dieser Sauger an einem Gegenstand, im vorliegenden Fall an einem Sack, angelegt, so kann er keine Umgebungsluft mehr einsaugen, wenn ein Unterdruck an dem Sauger anliegt. Folglich verkürzt der Faltenbalgsauger automatisch seine Länge, da der Unterdruck dafür sorgt, dass das Innenvolumen ebenfalls eine Druckverringerung erfährt. Diese Druckverringerung wird durch die Verkleinerung des Innenvolumens, insbesondere einer Längenverkürzung, ausgeglichen. Eine Längenverkürzung führt jedoch zum gegenseitigen Entfernen der Lagen des Sacks. Die Bewegungsreichweite eines Faltenbalgsaugers kann dabei gering sein, insbesondere weniger als 20mm, insbesondere weniger als 10mm, was jedoch zum Bewegen der Lagen relativ zueinander und somit zur weiteren Reduzierung der Haftkräfte ausreichend ist. Vorzugsweise ist ein Faltenbalgsauger aus einem elastomeren Material gefertigt, so dass sich dieser nach dem Aufheben des Unterdrucks, also dem Trennen von einer Unterdruckquelle, wieder ähnlich einer Druckfeder wieder ausdehnt und seine ursprüngliche Form annimmt. Somit ist ein Faltenbalgsauger ein kostengünstiges, einfach handzuhabendes Mittel, um die vorliegende Erfindung weiterzubilden. Von Vorteil ist es außerdem, dass zumindest Teile des Faltenbalgsaugers ortsfest in der Lagenbewegungseinrichtung verbleiben, zumindest in dem Zeitraum, in dem die Bewegung der beiden Lagen des Sacks relativ zueinander durchführbar ist.
- Erfindungsgemäß ist zumindest eine Halteeinrichtung vorgesehen, mit welcher der Sack in der Lagenbewegungseinrichtung haltbar ist. Diese kann eine zusätzliche Halteeinrichtung sein oder identisch mit den bereits oben erwähnten Haltemitteln sein. Bevorzugt umfasst die Halteeinrichtung eine Hebelanordnung, so dass eine Öffnungs- und Schließbewegung ermöglicht wird. Mit einer Halteeinrichtung wird der Sack in der Lagenbewegungseinrichtung ortsfest gehalten, so dass beispielsweise der Fluidstrom auch genau auf das obere Ende des Sacks gerichtet ist. Eine Halteeinrichtung kann auch vorteilhaft sein, damit eine zuführende Transporteinrichtung den Sack innerhalb der Lagenbewegungseinrichtung loslassen kann, noch bevor die Transporteinrichtung der Füllstation den Sack ergreift.
- Insbesondere kann die Halteeinrichtung wenige Zentimeter, maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm und insbesondere maximal 2cm unterhalb der oberen Sackkante an den Sack angreifen, insbesondere direkt unterhalb der Saugeinrichtung. Da die Halteeinrichtung die beiden Lagen des Sacks zusammengedrückt hält, kann so ein zu starker Fluideintrag in das Innere des Sacks verhindert, was wiederum das spätere Befüllen des Sacks erleichtert. Jedoch sollte die Halteeinrichtung auch in vertikaler Richtung mindestens 5mm unterhalb der oberen Sackkante angreifen, um eine Relativbewegung der Lagen zu ermöglichen.
- Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Halteeinrichtung balkenförmig ausgebildet ist. Dabei kann sich die Anlagefläche der Halteeinrichtung an den Sack in der Sackebene in horizontaler Richtung erstrecken. Diese Richtung kann auch als Querrichtung bezeichnet werden. Dabei erstreckt sich die Halteeinrichtung über einen Großteil der Sackbreite, wobei unter "Großteil" ein Anteil von mehr als 50% verstanden wird. Um jedoch trotz dieser großen Erstreckung noch ein Öffnen des Sackes zuverlässig zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung eine Unterbrechung und/oder eine Aussparung umfasst. Vorzugsweise ist diese im Wesentlichen senkrecht unterhalb der Saugeinrichtung und/oder unterhalb der Stelle, an der der Fluidstrom auf das obere Ende des Sacks trifft, angeordnet.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der Lagenbewegungseinrichtung eine Einrichtung zur Kühlung einer Bodenschweißnaht vorgesehen. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, eine kombinierte Lagenbewegungs- und Bodennahtkühlstation vorzusehen. Während die Lagen des oberen Endes des Sackes mit den erfindungsgemäßen Einrichtungen relativ zueinander bewegt werden, ist das untere Ende frei. Es bietet sich daher an, die Zeit, die zum Bewegen der Lagen am oberen Ende des Sacks benötigt wird, zu einem weiteren Bearbeitungsschritt zu nutzen. Bevorzugt ist dies die Kühlung der Bodenschweißnaht des Sacks. Bevorzugt umfasst die Kühleinrichtung zumindest eine Kühlbacke, welche vorzugsweise zur Anlage an zumindest eine der beiden Lagen des Sacks schwenkbar im Maschinenrahmen angeordnet. Die Kühlbacke kann sich dabei über die Breite des Sacks erstrecken. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kühlbacke von einem weiteren Fluid, bevorzugt von einer Flüssigkeit durchflossen oder mit dieser beaufschlagt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühleinrichtung Blasdüsen umfassen, mit welchen ein Gas, das insbesondere gekühlt ist, auf die untere Schweißnaht des Sacks gegeben wird.
- Die oben genannte Aufgabe wird ferner auch gelöst durch ein Verfahren nach dem Anspruch 16. Das Verfahren von Säcken mit jeweils einem unverschlossenen oberen Ende und zumindest zwei aufeinander liegenden Lagen, bei dem das Befüllen in einer Füllstation erfolgt ist erfindungsgemäß wobei mit wenigstens einer Lagenbewegungseinrichtung auf zumindest eine Lage des Sacks eingewirkt wird, um diese Lage relativ zu der zumindest einen zweiten Lage zu bewegen, wobei die Lagenbewegungseinrichtung der Füllstation vorgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einer Saugeinrichtung der Lagenbewegungseinrichtung außenseitig an einer Lage des Sackes angegriffen wird und mit zumindest einer Halteeinrichtung der Sack in der Lagenbewegungseinrichtung gehalten wird, wobei die Halteeinrichtung unterhalb der Saugeinrichtung an den Sack angreift, wobei sich die Anlagefläche der Halteeinrichtung an den Sack in Querrichtung erstreckt, wobei sich die Halteeinrichtung über mehr als 50 % der Sackbreite erstreckt. wobei die Halteeinrichtung zwei Haltebalken (42) umfasst, von denen jeweils einer an je eine Außenwand des Sackes (18) angelegt wird.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dabei die gleichen Vorteile erzielt, die bereits oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abfülleinrichtung beschrieben worden sind.
- Die genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Form-Fill-Seal-Einrichtung gemäß dem Anspruch 18, welche
- eine Sackbildungseinrichtung, mit welcher aus einem Schlauchmaterial nacheinander Schlauchstücke vereinzelbar sind, deren untere Enden mit jeweils einem Boden versehbar sind, um oben offene Säcke zu bilden,
- eine Fülleinrichtung zum sukzessiven Abfüllen eines Produkts in die Säcke,
- eine Verschließeinrichtung, mit welcher die oberen Öffnungen der Säcke verschließbar sind,
- Halteeinrichtungen, mit welchen die Säcke innerhalb wenigstens einer der vorgenannten Einrichtungen haltbar ist,
- Transporteinrichtungen, mit welchen die Säcke zwischen den einzelnen vorgenannten Einrichtungen einzeln verbringbar sind,
- Mit einer solchen Form-Fill-Seal-Einrichtung sind die gleichen Vorteile erreichbar, wie sie im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Fülleinrichtung bereits beschrieben wurden. In der erfindungsgemäßen Form-Fill-Seal-Einrichtung werden die Säcke in jeweils separaten Einrichtungen, die häufig auch als Stationen bezeichnet werden, erzeugt, befüllt und verschlossen, wobei sie aufgrund der Transport- und Halteeinrichtungen innerhalb der Form-Fill-Seal-Einrichtung niemals ungeführt sind.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung und/oder Form-Fill-Seal-Einrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
- Fig. 1
- Seitenansicht einer FFS-Maschine, welche die erfindungsgemäße Fülleinrichtung umfasst.
- Fig. 2
- Detailansicht einer erfindungsgemäßen Fülleinrichtung
- Fig. 3
- Ansicht III - III der
Figur 2 - Fig. 4
- Ansicht IV - IV der
Figur 3 - Die
Figur 1 zeigt eine Form-Fill-Seal-Maschine 1, oft kurz FFS-Maschine genannt, die zum Formen, Füllen und Schließen von Säcken geeignet ist und in welcher die erfindungsgemäße Fülleinrichtung sich bevorzugt vorsehen lässt. Diese Vorrichtung 1 umfasst einen Tragarm 2, auf welchem ein Wickel 3 mit schlauchförmiger Folie 4 aufliegt. Die schlauchförmige Folie 4 weist vorzugsweise inFigur 1 nicht dargestellte Seitenfalten auf. Die Transportwalzen 5, die zum Teil auch angetrieben sein können, sorgen für eine in der Regel kontinuierliche Abwicklung der schlauchförmigen Folie 4. Der durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 mit einer Last beaufschlagte Hebel 9, welcher eine Umlenkwalze 6 trägt und insgesamt häufig als Tänzereinrichtung bezeichnet wird, und die Transportwalze 7, 8 sowie das Vorschubrollenpaar 15 sorgen insgesamt auf an sich bekannte Weise dafür, dass die schlauchförmige Folie 4 auf ihrem weiteren Transportweg intermittierend weiterbewegt wird. Die Transportwalze 8a ist Bestandteil einer Registervorrichtung 29, mit welcher die Länge des Transportweges der schlauchförmigen Folie 4 an das Format der späteren Säcke 27 angepasst werden kann. Dazu ist die Transportwalze 8a relativ zur Vorrichtung 1 verschieblich angeordnet. Zum Verschieben steht ein händisch oder elektromotorisch betriebener und an sich bekannter Spindeltrieb zur Verfügung. - Mit dem Vorschubrollenpaar 15 wird die schlauchförmige Folie 4 durch die Schweißbacken 33 einer Querschweißstation 13 und durch eine Querschneidestation 16 hindurch geschoben. Die Werkzeuge der Querschweißstation 13 und der Querschneidestation 16 können auf nicht näher beschriebene Weise, beispielsweise durch eine Parallelogrammanordnung 14, in Ebenen orthogonal zur Vorschubrichtung der schlauchförmigen Folie 4 auf diese zu und von dieser weg bewegt werden. Nachdem die Greifer 17 die schlauchförmige Folie 4 ergriffen haben, wird oberhalb der Greifer 17 ein Schlauchstück 18 in der Querschneidestation 16 von der schlauchförmigen Folie 4 abgetrennt. Zeitgleich wird oberhalb der Schnittkante an der schlauchförmigen Folie 4 in der Querschweißstation 13 eine Querschweißung angebracht, welche den Boden des im nächsten Arbeitstakt der Vorrichtung 1 zu bildenden Schlauchstücks 18 darstellt. Dementsprechend werden in der Querschweißstation 13 Bodennähte erzeugt. Allgemein kann die Herstellung der Kopf- oder Bodennähte jedoch nicht nur, auch wenn vorzugsweise, durch eine Querschweißung erfolgen, sondern es sind auch weitere Fügeverfahren, etwa das Kleben, denkbar.
- Die Greifer 17 befördern das Schlauchstück 18 zu einem Übergabepunkt, an dem weitere Greifer 19 das Schlauchstück 18 erfassen und zu einer Füllstation 20 transportieren.
- Dieser Übergabepunkt ist die Lagenbewegungseinrichtung 30 der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung. Diese Lagenbewegungseinrichtung 30 kann optional mit einer Bodenkühlvorrichtung 31 zusammenwirken. Weitere Einzelheiten, Aufbau und Funktion der Lagenbewegungseinrichtung werden weiter unten im Zusammenhang mit weiteren Figuren gezeigt.
- In der Füllstation wird das Schlauchstück 18 an stationäre Greifer 21 übergeben und von den Saugern 22 geöffnet, so dass das Produkt, welches durch die Abfülleinrichtung 23 geleitet wird, in das Schlauchstück 18 gelangen kann. Das Schlauchstück 18 liegt dabei mit seinem unteren Ende auf einem Transportband 24 auf, so dass das Schlauchstück 18 während des Befüllvorgangs nicht übermäßig entlang seiner Längskanten belastet wird. Weitere Greifer 25 befördern das befüllte Schlauchstück zur Kopf- oder Bodennahtschweißstation 26, in der das Schlauchstück 18 mit einer Kopf- bzw. Bodenschweißnaht verschlossen wird und so einen fertigen Sack 27 bildet. Auch das Verschließen des Schlauchstücks 18 in seinem Kopfbereich kann durch ein anderes Fügeverfahren erfolgen. Der fertige Sack 27 wird von dem Transportband 24 aus der Vorrichtung 1 heraus geführt. Hierbei ist der Sack 27 in der Regel sehr viel höher (in y-Richtung) als breit (in x-Richtung).
- Die
Figur 2 zeigt nun detaillierter einige wichtige Merkmale der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung. Ganz rechts ist ein fertiger Sack zu erkennen, der beispielsweise mittels der Querschneidestation 16 und der Querschweißstation 13 hergestellt wurde. Mittels der Greifer 17 kann dieser Sack 18 der Fülleinrichtung 40 zur Verfügung gestellt werden. Dabei gelangt der Sack 18 zunächst in die Lagenbewegungseinrichtung 30. Hier ist zunächst eine Halteeinrichtung 41 vorgesehen, mit welcher der Sack 18 haltbar ist beziehungsweise gehalten wird. Erfindungsgemäß ist die Halteeinrichtung 41 durch zwei Haltebalken 42 verkörpert, von denen sich jeweils einer an je eine Außenwand des Sacks anlegt. Hierzu kann ein mit dem Maschinengestell verbundener Hebelmechanismus vorgesehen sein, so dass eine Öffnungs- und Schließbewegung ermöglicht wird. Sobald der Sack 18 von der Halteeinrichtung 41 gehalten wird, können die Greifer 17 sich von dem Sack lösen und zurückschwenken, um den nachfolgenden Sack 18 aufzunehmen. - In der Lagenbewegungseinrichtung 30 ist bevorzugt wenigstens eine Fluiddüse 43 angeordnet, welche vorzugsweise an einem gestellfesten Balken 44 befestigt ist. Mit dieser Fluiddüse 43, die über eine Fluidleitung 45 mit einem unter Überdruck stehenden Fluid beaufschlagbar ist, wird ein Fluid in Richtung des Pfeils 46 gegeben. Das Fluid, vorzugsweise Luft, gelangt direkt auf die obere Kante 47 des Sacks 18, so dass sich dessen beiden Lagen voneinander lösen können. Folglich wird eine Lage des Sacks relativ zu einer zweiten Lage bewegt. Insbesondere wird der Sack 18 zumindest teilweise geöffnet, was in der
Figur 2 auch dargestellt ist. Um die Relativbewegung der Lagen des Sacks 18 weiter zu hervorzurufen, sind alternativ oder zusätzlich zu der Fluiddüse Sauger 48 vorgesehen, die oberhalb, also entgegen der Richtung z, der Halteeinrichtung angeordnet sind und ebenfalls von außen an jeweils einer Außenwand des Sacks anlegbar sind. Dazu ist jeder Sauger 48 an einem Träger 49 angeordnet, wobei der Träger gestellfest angeordnet sein kann oder relativ zum Maschinengestell bewegbar sein kann, beispielsweise mittels eines Hebelmechanismus, der jedoch nicht dargestellt ist. Die Sauger 48 können alternativ an Haltebacken 42 der Halteeinrichtung 41 angeordnet sein, so dass die Sauger bereits an den Sackaußenseiten anliegen, wenn die Haltebacken geschlossen worden sind. Da es vorgesehen sein kann, dass die Sauger 48 nur eine kleine Hubbewegung vollführen, können diese als Faltenbalgsauger oder als Wellenbalgsauger ausgestaltet sein, wie es in derFigur 2 auch gezeigt ist. Die Funktionsweise ist die folgende: Nachdem der Sauger 48 an der Außenwand des Sacks 18 anliegt, wird dieser über die Vakuumleitung 50 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Sobald die Außenlage sich an den Sauger 48 angelegt hat, so dass zwischen diesen beiden Elementen keine Luft hindurch gesaugt wird, verursacht der weiterhin bestehende Unterdruck ein Zusammenziehen des Saugers, so dass die Außenwand bzw. die betreffende Lage bewegt wird. Wichtig ist, dass während diesem Vorgang die Träger positionsfest verbleiben, also zum Öffnen des Sacks keine Bewegung durchführen. Da dieser Vorgang mit beiden Lagen des Sacks erfolgt, werden auf diese Weise die beiden Lagen voneinander getrennt. Erfolgt währenddessen weiterhin ein Fluideintrag durch die Fluiddüse 43, so erfolgt eine Relativbewegung der Lagen des Sacks nicht nur im Bereich der Sauger, sondern auch im Bereich zwischen den Saugern 48 und dem Haltemittel 41. - Weiterhin ist es, wie in der
Figur 2 gezeigt, vorteilhaft, eine Einrichtung 51 zum Ionisieren des Fluidstroms vorzusehen. Hierzu sind zwei Elektroden vorgesehen, die beidseits des Fluidstroms angeordnet sind und zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. Auf diese Weise kann der Fluidstrom ionisiert werden, so dass dieser elektrische Aufladungen an den Lagen des Sackes verringern kann. Das führt dazu, dass die Lagen besser voneinander trennbar sind. Die Elektroden können gestellfest angeordnet sein, sind aber bevorzugt direkt mit der Fluiddüse 43 verbunden. - Nachdem der Sack 18 in der Lagenbewegungseinrichtung 30 geöffnet wurde, kann der Fluidstrom unterbrochen werden. Zu diesem Zweck ist ein Ventil 52 in der Fluidleitung 45 vorgesehen, mit welchem der Fluidstrom unterbrechbar ist. Auch der Unterdruck, der auf die Sauger 49 wirkt, wird unterbrochen oder verringert. Nachdem die Greifer 19 den Sack 18 ergriffen haben, kann die Halteeinrichtung 41 von dem Sack 18 gelöst werden. Der Sack 18 kann durch die Greifer 19 nun zur Füllstation 20 transportiert werden, so dass herkömmliche Sauger 22, die auf mittels Hebel 60 bewegbaren Trägern 61 angeordnet sind, den Sack 18 öffnen können. Da die Lagen des Sacks 18 in der Lagenbewegungseinrichtung bereits bereichsweise voneinander gelöst oder relativ zueinander bewegt wurden, erfolgt das Öffnen des Sacks zum Zwecke seiner Befüllung wesentlich zuverlässiger. Im Stand der Technik ist es hingegen zu beobachten, dass die Sauger 22 während des Öffnungsvorgangs den Kontakt zum Sack verlieren oder die beiden Lagen nicht voneinander gelöst bekommen, so dass dieser im Endeffekt nicht geöffnet wird.
- Nach dem Öffnen des Sacks 18 kann dieser und/oder der Fülltrichter 62 der Abfülleinrichtung 23 bewegt werden, so dass der Fülltrichter 62 in das Sackinnere 63 hineinragt. Anschließend kann die Befüllung des Sacks erfolgen.
- Die
Figur 3 zeigt nun die Ansicht III - III derFigur 2 . In dieser Figur sind nun zwei Fluiddüsen 43 zu sehen, die beide auf dem Balken 44 angeordnet sind, wobei diese gegenüber der Richtung z einen Winkel einnehmen. Die Lage der Fluiddüsen kann durch die Pfeile S symbolisiert werden. Diese Richtung kann auch als Hauptströmungsrichtung bezeichnet werden, wobei jedoch vorgesehen ist, dass die Fluidstrom mittels der Fluiddüsen auffächert, was jeweils durch eine Mehrzahl an Pfeilen 46 dargestellt ist. Die beiden Fluiddüsen sind gegenüber der gedachten Mittellinie 64 des Sacks 18 nach außen, also in Richtung der senkrechten Sackkanten, versetzt. Dadurch ist es möglich, den Einflussbereich des Fluidstroms flächenmäßig zu vergrößern und mit Bereich der Mittellinie 64 sogar zu verstärken. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in derFigur 3 die Einrichtungen 51 zur Ionisierung des Fluidstroms nicht gezeigt. Zu betonen ist allerdings, dass vorzugsweise jeder Fluiddüse 43 zumindest eine solche Einrichtung 51 zugeordnet ist. - Dargestellt sind hingegen die Haltebalken 42 der Halteeinrichtung 41. Es ist beispielhaft gezeigt, dass die Haltebalken 42 nicht einstückig sein müssen, sondern unterbrochen sein können, um dem Sackmaterial im mittleren Bereich eine Öffnungsbewegung zu ermöglichen. In einer Weiterbildung kann dazu vorgesehen sein, dass die Haltebalken in bzw. gegen die Richtung y bewegbar sind, so dass dem Sackmaterial noch zusätzlicher Bewegungsraum gegeben werden kann.
- Auch die Sauger 48, von denen nur einer sichtbar ist, können gegenüber der Mittellinie 64 verschoben sein, was anhand der
Figur 4 näher erklärt werden wird. Zu erkennen ist zudem, dass die Sauger 48 nahe der oberen Sackkante 66 positioniert sind bzw. diese berühren. Auch eine Überlappung ist möglich. Das heißt, dass der Sauger teilweise über die obere Sackkante hinaus reichen kann. - Die
Figur 4 zeigt die Ansicht IV - IV aus derFigur 3 . In dieser Ansicht ist eine weitere Ausführungsform zu erkennen, in der der Sack 18 Seitenfalten 65 umfasst. Weiterhin ist nochmals zu erkennen, dass die Sauger 48 gegenüber der Mittellinie in Richtung der Seitenkanten verschoben sein können. Dieses hat den Zweck, dass sich die Sauger nicht gegenseitig ansaugen, denn in diesem Fall könnte keine Öffnung des Sacks erfolgen. - Weiterhin ist in der
Figur 4 zu erkennen, dass die Fluiddüsen 43 um ihre eigene Längsachse gegenüber der durch den Sack 18 aufgespannte Ebene in Richtung R verdreht sein können. Dadurch wird erreicht, dass der Fluidstrom in jedem Falle die Sackkante 66 erreicht, auch wenn die Fluiddüse 43 nicht genau in die durch den Sack 18 aufgespannte Ebene zeigt. - Schließlich ist anhand der
Figur 4 noch eine Ausführungsvariante dargestellt, in der die Haltebalken 42 nicht unterbrochen sind, wie es anhand derFigur 3 erläutert wurde, sondern lediglich Aussparungen 67 aufweist, welche ebenfalls es dem Sackmaterial erlauben, sich zu bewegen. In dieser Darstellung sind die Haltebalken 42 als geöffnet dargestellt, was jedoch nicht der Fall zu sein braucht. Dieses dient hier nur der besseren Übersichtlichkeit. - Abschließend ist zu betonen, dass unter den angegebenen Richtungen sowie Richtungsbeziehungen, wie etwa "oben" oder "oberhalb", stets die normalen Richtungen bezogen auf die Schwerkraft zu verstehen sind.
Bezugszeichenliste 1 Form-Fill-Seal-Maschine, FFS-Maschine 2 Tragarm 3 Wickel 4 Folie 5 Transportwalze 6 Umlenkwalze 7 Transportwalze 8 8a Transportwalze 9 Hebel 10 Kolben-Zylinder-Einheit 11 12 13 Querschweißstation 14 Parallelogrammanordnung 15 Vorschubrollenpaar 16 Querschneidestation 17 Greifer 18 Schlauchstück 19 Greifer 20 Füllstation 21 Stationärer Greifer 22 Sauger 23 Abfülleinrichtung 24 25 26 27 Sack 28 29 30 Lagenbewegungseinrichtung 31 32 33 Schweißbacke 34 35 36 37 38 39 40 41 Halteeinrichtung 42 Haltebalken 43 Fluiddüse 44 Balken 45 Fluidleitung 46 Auffächerung des Fluidstroms mittels Fluiddüsen 47 48 Sauger 49 Sauger 50 51 Einrichtung zur Ionisierung des Fluidstroms 52 Ventil 53 54 55 56 57 58 59 60 Hebel 61 Träger 62 Fülltrichter 63 Sackinneres 64 Gedachte Mittellinie 65 Seitenfalten 66 Obere Sackkante 67 Aussparung R Richtungsangabe y Richtungsangabe S Symbolisierung der Lage der Fluiddüsen
Claims (18)
- Fülleinrichtung zum Befüllen von Säcken (18) mit jeweils einem unverschlossenen oberen Ende und zumindest zwei aufeinander liegenden Lagen, mit einer Füllstation (20) zum Befüllen der Säcke (18),wobei die Fülleinrichtung wenigstens eine Lagenbewegungseinrichtung (30) zum Bewegen der zumindest einer Lage des Sacks (18) relativ zu der zumindest einen zweiten Lage umfasst, mit welcher auf die Lagen des Sacks (18) einwirkbar ist, wobei die Lagenbewegungseinrichtung (30) der Füllstation (20) vorgeordnet ist,dass die Lagenbewegungseinrichtung (30) zumindest eine Saugeinrichtung (22, 48, 49) umfasst, welche außenseitig an einer Lage des Sackes (18) angreift unddass zumindest eine Halteeinrichtung (41) vorgesehen ist, mit welcher der Sack (18) in der Lagenbewegungseinrichtung (30) haltbar ist, wobei die Halteeinrichtung unterhalb der Saugeinrichtung (22) an den Sack (18) angreift, wobei sich die Anlagefläche der Halteeinrichtung (41) an den Sack (18) in Querrichtung erstreckt, wobei sich die Halteeinrichtung (41) über mehr als 50 % der Sackbreite erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dassdie Halteeinrichtung (41) zwei Haltebalken (42) umfasst, von denen jeweils einer an je eine Außenwand des Sackes (18) anlegbar ist.
- Fülleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haltebalken (42) vor und/oder während der Einwirkung der Lagenbewegungseinrichtung (30) ortsfest innerhalb der Fülleinrichtung verbleibt oder mit einem Hub von höchstens 15 mm, vorzugsweise von höchstens 10 mm, innerhalb der Fülleinrichtung bewegbar ist. - Fülleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagenbewegungseinrichtung wenigstens eine Fluiddüse (43) umfasst, mit welcher ein Strom eines Fluids auf das obere Ende des Sackes (47) gebbar ist. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fluid ein Gas, insbesondere Luft, ist, welches vorzugsweise unter Überdruck steht. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fluiddüse (43) derart ausgerichtet ist, dass der Fluidstrom (46) zumindest eine Richtungskomponente in Richtung der Sacklängsachse umfasst. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Elektrode (51) vorgesehen ist, mit welcher der Fluidstrom (46) mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. - Fülleinrichtung nach dem vorstehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektrode (51) stromabwärts des Fluidstrom (46) dem Austritt der Fluiddüse (43) nachgeordnet ist. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Ventil (52) vorgesehen ist, mit welchem der Fluidstrom (46) von einer Überdruckquelle durchleitbar und/oder unterbrechbar ist, um einen Fluidstoß erzeugen zu können. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Transporteinrichtung zum Transport des Sacks (18) von der Lagenbewegungseinrichtung (30) zur Füllstation (20) vorgesehen ist, wobei während des Transports des Sackes (18) zur Füllstation (20) das Innere des Sackes (18) werkzeugfrei ist. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugeinrichtung (22, 48, 49) die obere Kante des Sacks (47) berührt oder mit der oberen Kante des Sacks (47) überlappt. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf jeder Seite des Sackes (18) zumindest eine Saugeinrichtung (22, 48, 49) vorgesehen ist, welche vorzugsweise in der Ebene des Sacks (18) zueinander versetzt sind. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugeinrichtung (22, 48, 49) ein Faltenbalgsauger ist. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugeinrichtung (22, 48, 49) an zumindest einem Tragelement (61) angeordnet ist, wobei das Tragelement (61) zumindest während der Einwirkung der Lagenbewegungseinrichtung (30) ortsfest innerhalb der Fülleinrichtung verbleibt. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haltebalken (42) eine Unterbrechung, insbesondere im Bereich einer Saugeinrichtung, und/oder wenigstens eine Aussparung umfasst. - Fülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Lagenbewegungseinrichtung (30) zusätzlich eine Kühleinrichtung (31) zur Kühlung der Bodennaht des Sacks vorgesehen ist. - Verfahren zum Befüllen von Säcken (18) mit jeweils einem unverschlossenen oberen Ende und zumindest zwei aufeinander liegenden Lagen, wobei das Befüllen in einer Füllstation (20) erfolgt,wobei mit wenigstens einer Lagenbewegungseinrichtung (30) auf zumindest eine Lage des Sacks (18) eingewirkt wird, um diese Lage relativ zu der zumindest einen zweiten Lage zu bewegen, wobei die Lagenbewegungseinrichtung (30) der Füllstation (20) vorgeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass mit zumindest einer Saugeinrichtung (22, 48, 49) der Lagenbewegungseinrichtung (30) außenseitig an einer Lage des Sackes (18) angegriffen wird unddass mit zumindest einer Halteeinrichtung (41) der Sack (18) in der Lagenbewegungseinrichtung (30) gehalten wird, wobei die Halteeinrichtung (41) unterhalb der Saugeinrichtung (22, 48, 49) an den Sack (18) angreift, wobei sich die Anlagefläche der Halteeinrichtung (41) an den Sack (18) in Querrichtung erstreckt, wobei sich die Halteeinrichtung (41) über mehr als 50% der Sackbreite erstreckt. wobei die Halteeinrichtung (41) zwei Haltebalken (42) umfasst, von denen jeweils einer an je eine Außenwand des Sackes (18) angelegt wird.
- Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand der beiden Seitenkanten des Sacks (18) vor und/oder während der Einwirkung der Lagenbewegungseinrichtung (30) konstant gehalten oder um höchstens 15 mm, vorzugsweise um höchstens 10 mm, verringert wird. - Form-Fill-Seal-Einrichtung (1), umfassend- eine Sackbildungseinrichtung, mit welcher aus einem Schlauchmaterial (4) nacheinander Schlauchstücke (18) vereinzelbar sind, deren untere Enden mit jeweils einem Boden versehbar sind, um oben offene Säcke zu bilden,- eine Fülleinrichtung zum sukzessiven Abfüllen eines Produkts in die Säcke,- eine Verschließeinrichtung (26), mit welcher die oberen Öffnungen der Säcke verschließbar sind- Halteeinrichtungen (41), mit welchen die Säcke (27) innerhalb wenigstens einer der vorgenannten Einrichtungen haltbar ist- Transporteinrichtungen (24), mit welchen die Säcke (27) zwischen den einzelnen vorgenannten Einrichtungen einzeln verbringbar sind,dadurch gekennzeichnet, dass
die Fülleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist.
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