[0001] Die Erfindung liegt im Gebiete der Verpackungstechnik und betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der entsprechenden, unabhängigen Patentansprüche.
Verfahren und Vorrichtung dienen zum Verpacken von flachen Gegenständen mit Hilfe
eines Verpackungsmaterials, das als quasi endlose Bahn zugeführt wird. Das Verpackungsmaterial
ist insbesondere eine verschweissbare Kunststofffolie ab Rolle.
[0002] Ein bekanntes, kontinuierliches Verfahren zum Verpacken von einzelnen Druckprodukten
oder von kleinen Gruppen von Druckprodukten mittels Kunststofffolie ab Rolle besteht
darin, einen Förderstrom, in dem die zu verpackenden Produkte im wesentlichen parallel
zur Förderrichtung ausgerichtet hintereinander und voneinander beabstandet gefördert
werden, zwischen zwei Folienbahnen zu führen oder mit einer Folienbahn zusammenzuführen
und diese um die Produkte des Förderstromes zu legen. Dann werden die Folienbahnen
oder die Folienbahn parallel zur Förderrichtung verschweisst und in den Abständen
zwischen den Produkten quer zur Förderrichtung ebenfalls verschweisst und zertrennt.
Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind beispielsweise in
der Publikation EP-1188670 (F533) beschrieben.
[0003] Solche Verfahren stossen betreffend Stückleistung relativ bald an Grenzen, denn die
Produkte werden parallel zur Förderrichtung ausgerichtet hintereinander gefördert,
was für hohe Stückzahlen und insbesondere für in Förderrichtung relativ lange Produkte
bald zu Fördergeschwindigkeiten führt, die nicht mehr einfach realisierbar sind.
[0004] Höhere Stückleistungen bei einfacher realisierbaren Fördergeschwindigkeiten werden
bekannterweise dann möglich, wenn die Produkte in einem Förderstrom gefördert werden,
in dem sie nicht parallel zur Förderrichtung ausgerichtet sind sondern im wesentlichen
quer dazu. In der Publikation EP-0588764 (Grapha Holding AG) wird eine Vorrichtung
vorgestellt, mit der anscheinend ein derartiges Verfahren durchführbar ist. Die Vorrichtung
weist eine Bearbeitungstrommel auf, wie sie beispielsweise auch zum Einstecken von
Beilagen in Druckprodukte oder gefaltete Verpackungsbogen verwendet wird. Die Folie
wird von einer Zuführungsstelle am Trommelumfang zickzackartig in die am Umfang der
Trommel hintereinander folgenden Trommelabteile eingezogen und die derart gebildeten
Folientaschen werden dann mit Produkten beschickt, voneinander getrennt und verschlossen
und die fertig verpackten Produkte aus den Trommelabteilen entnommen.
[0005] In der Publikation DE-3838985 (MAN) ist in mehr Detail eine entsprechende Vorrichtung
für einen batchweisen Betrieb beschrieben. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird eine
Kunststofffolie ab Rolle zickzackartig aufgespannt, wodurch eine vorgegebene Zahl
von auf drei Seiten offenen, V-förmigen Taschen entsteht, in denen zu verpackende
Druckprodukte positioniert werden. Dann werden die Taschen voneinander getrennt, um
die darin positionierten Produkte geschlossen, an den offenen drei Seiten verschweisst
und aus der Vorrichtung entlassen. Erst dann wird wieder eine vorgegebene Zahl von
Taschen gebildet und das Prozedere repetiert. Für jede für einen Batch zu bildende
Tasche ist eine im wesentlichen gleiche Teilvorrichtung vorgesehen und alle Teilvorrichtungen
werden simultan betätigt.
[0006] In keiner der genannten Publikationen finden sich Vorschläge dazu, wie insbesondere
kontinuierlich betreibbare Vorrichtungen der genannten Art an verschiedene Formate
von zu verpackenden Gegenständen angepasst werden sollen. Aus diesem Grunde stellt
sich die Erfindung eben diese Aufgabe. Solange diese Aufgabe nicht gelöst ist, müssen
entweder für die Verpackung verschiedener Formate von Gegenständen aufwendige Adaptationen
an den Vorrichtungen vorgenommen oder für jedes Format eine eigene Vorrichtung zur
Verfügung gestellt werden oder es werden für die Verpackung verschiedener Formate
von Gegenständen gleiche Formate von Verpackungen produziert oder nur ungenügend angepasste
Verpackungen, was insbesondere bei sehr grossen Zahlen von zu erstellenden Verpackungen
einen relevanten Mehrverbrauch von Verpackungsmaterial darstellt.
[0007] Es ist also die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
mit denen flache Gegenstände mit Hilfe eines als quasi endlose Bahn zugeführten Verpackungsmaterials,
insbesondere mit Hilfe einer verschweissbaren Kunststofffolie verpackt werden können,
wobei die Gegenstände während der Verpackung kontinuierlich gefördert werden und dabei
im wesentlichen quer zur Förderrichtung ausgerichtet sind. Dabei sollen Verfahren
und Vorrichtung möglichst einfach sein und sollen eine einfache Anpassung der zu erstellenden
Verpackungen an verschiedene Formate der zu verpackenden Gegenstände ermöglichen.
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren und Vorrichtung, wie sie in den Patentansprüchen
definiert sind.
[0009] Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, das quasi endlose
Verpackungsmaterial zu einem Strang von auf drei Seiten offenen und einer Seite geschlossenen,
im wesentlichen V-förmigen Taschen zu formen (zickzackartig anzuordnen), wobei die
Taschen in einer Förderrichtung gefördert und während ihrer Förderung mit je einem
flachen Gegenstand oder einer kleinen Gruppe von flachen Gegenständen beschickt und
voneinander getrennt und dann mit im wesentlichen drei Nähten verschlossen werden.
Dabei hat die der geschlossenen Taschenseite gegenüberliegende, offene Seite bzw.
die mittlere der zu erstellenden drei Nähte jeder Tasche in allen Verfahrensschritten
eine vom Format der zu verpackenden Gegenstände unabhängige Position. Die Anpassung
an das Format der zu verpackenden Gegenstände wird realisiert einerseits durch die
Erstellung von entsprechend tieferen oder weniger tiefen Taschen und andererseits
durch die Verwendung von entsprechend breiterem oder weniger breitem Verpackungsmaterial
und einer entsprechenden Einstellung der Position mindestens einer der seitlichen
Nähte. Gegebenenfalls kann auf die eine oder auf die andere der Einstellungsmöglichkeiten
verzichtet werden.
[0010] Dadurch, dass die Taschen mindestens für eine Beschickung, die mindestens teilweise
auf der Schwerkraft der Gegenstände beruht, und vorteilhafterweise bis zu ihrer Verschliessung
mit der der geschlossenen Taschenseite gegenüberliegenden, offenen Seite gegen oben
gefördert und vorteilhafterweise nur im Bereiche dieser mittleren offenen Seite fixiert
werden, wirkt sich die Anpassung der Taschentiefe lediglich auf den Schritt der Formung
der Taschen aus. Alle auf die Formung der Taschen folgenden Schritte bleiben also
unabhängig von dieser Taschentiefe.
[0011] Dadurch, dass mindestens der Schritt des Verschliessens der Taschen in umlaufend
angeordneten Förderabteilen, vorteilhafterweise in entsprechend ausgerüsteten Förderabteilen
einer Bearbeitungstrommel durchgeführt wird, ist es mit einfachen Mitteln möglich,
die Mittel, die in jedem Abteil für die Erstellung der Nähte vorgesehen sind, alle
miteinander für eine Anpassung der Position der seitlichen Nähte an das Format der
zu verpackenden Gegenstände quer zur Förderrichtung zu verstellen. Zusätzlich zum
gegebenenfalls notwendigen Wechsel des zu verarbeitenden Verpakkungsmaterials ist
einzig diese Einstellung notwendig, um die Verpackungen an verschieden breite zu verpackende
Gegenstände anzupassen.
[0012] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist zusätzlich zu Mitteln zum Zuführen und Abführen
der Gegenstände und zum Zuführen des Verpackungsmaterials die folgenden, weiteren
Mittel auf: ein Mittel zum Formen eines Stranges von auf drei Seiten offenen Taschen
aus dem Verpackungsmaterial, ein Mittel zum Fördern der Taschen in einer Förderrichtung,
ein Mittel zum Zertrennen der Taschen und ein Mittel zum Verschliessen der drei offenen
Taschenseiten durch Erstellen von entsprechenden Nähten. Für eine Anpassung der Vorrichtung
an das Format der zu verpackenden Gegenstände ist das Mittel zum Formen des Taschenstranges
ausgerüstet für eine Einstellung der Taschentiefe und/oder das Mittel zum Verschliessen
ist ausgerüstet für eine Einstellung des Abstandes zwischen den zwei seitlichen Nähten.
Alle weiteren Mittel können ohne eine Anpassbarkeit an das Format der zu verpackenden
Gegenstände realisiert werden.
[0013] Das Mittel zum Fördern der Taschen weist vorteilhafterweise Fixierungsmittel auf,
mit deren Hilfe jede Tasche im Bereich ihrer der geschlossenen Seite gegenüberliegenden,
offenen Seite bzw. der entsprechenden Naht fixierbar ist, mindestens für die Zuführung
des zu verpackenden Gegenstandes in die Tasche, für die Abtrennung der Tasche vom
Taschenstrang und bis zum Verschliessen der Tasche. Das Mittel zum Fördern weist ferner
vorteilhafterweise eine Mehrzahl von umlaufenden Förderabteilen auf, in denen die
Taschen mindestens für das Verschliessen, vorzugsweise für alle Verfahrensschritte
positioniert sind.
[0014] Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung basiert auf einer
um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierenden Trommel mit radialen Förderabteilen,
wobei das Verpackungsmaterial zur Formung des Taschenstranges in die Förderabteile
eingezogen wird und die Förderabteile bzw. die darin geformten Taschen dann mit zu
verpackenden Gegenständen beschickt werden. Wenn die Förderabteile bei der Beschickung
derart ausgerichtet sind, dass die den geschlossenen Taschenseiten gegenüberliegenden,
offenen Taschenseiten gegen oben gerichtet sind und die Gegenstände von oben in die
Taschen eingeführt werden, reicht es aus, die Taschen nur im Bereich dieser oberen
Seiten in den Förderabteilen zu fixieren, wo eine Anpassung der Taschentiefe auf diese
Fixiermittel keinen Einfluss hat. Durch die Schwerkraft der Gegenstände wird der untere
Taschenteil auch ohne Fixierung in einer definierten Position gehalten. Alle Förderabteile
weisen ferner relativ zueinander bewegbare Schliesselemente auf, die für die Erstellung
der Nähte ausgerüstet sind und die alle zusammen an verschiedene Breiten der zu verpackenden
Gegenstände bzw. an verschiedene Breiten der zugeführten Bahn von Verpackungsmaterial
anpassbar, das heisst quer zur Förderrichtung bzw. parallel zur Trommelachse verschiebbar
sind.
[0015] Die Beschickung der Förderabteile einer Bearbeitungstrommel mit den zu verpakkenden
Gegenständen im Bereiche des oberen Scheitelpunktes und eine Zuführung des Verpackungsmaterials
in Förderrichtung unmittelbar vor diesem Scheitelpunkt bringen den weiteren Vorteil
mit sich, dass für das Verschliessen und gegebenenfalls das Abtrennen der Taschen
bis zu drei Vierteln der Trommelumdrehung zur Verfügung gestellt werden kann und die
verpackten Gegenstände trotzdem gegen unten, das heisst unter Ausnützung der Schwerkraft
aus den Förderabteilen entnommen werden können.
[0016] Beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung werden im Zusammenhang
mit den folgenden Figuren im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- Figur 1
- ein Schema einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
die eine Trommel mit Förderabteilen aufweist, wobei die Taschen in den Förderabteilen
gebildet werden (Blickrichtung parallel zur Trommelachse);
- Figuren 2 und 3
- Schemas weiterer, beispielhafter Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung,
die ebenfalls eine Trommel mit Förderabteilen aufweist, wobei die Taschen vorgängig
gebildet und in die Förderabteile eingeführt werden, die Förderabteile also nur dem
Schritt des Verschliessens und gegebenenfalls des Zertrennens der Taschen dienen (Blickrichtung
parallel zur Trommelachse);
- Figur 4
- eine beispielhafte Ausführungsform des Förderabteils der Trommel der Vorrichtung gemäss
Figur 1 (Blickrichtung parallel zur Trommelachse);
- Figur 5
- eine der Ausführungsform gemäss Figur 4 entsprechende Ausführungsform des Förderabteils
der Trommel gemäss Figur 2 (Blickwinkel parallel zur Trommelachse);
- Figur 6
- eine weitere Ausführungsform des Förderabteils der Trommel der Vorrichtung gemäss
Figur 1 (Schnitt senkrecht zur Trommelachse);
- Figur 7
- das Förderabteil gemäss Figur 6 mit Blickrichtung senkrecht zur Trommelachse.
[0017] Figur 1 zeigt die bereits weiter oben angesprochene, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung, die eine Trommel mit Förderabteilen aufweist, wobei die Förderabteile
allen Verfahrensschritten dienen.
[0018] Die Trommel 1 ist um die im wesentlichen horizontale Trommelachse A rotierend antreibbar
und weist durch Abteilelemente 2 gebildete Förderabteile 3 auf. In diese Förderabteile
3 werden in im wesentlichen bekannter Art, z.B. mittels Klammertransporteur (Mittel
5 zur Zuführung der zu verpackenden Gegenstände), Gegenstände 4 eingeführt und zwar
in einer oberen Trommelposition derart, dass die Gegenstände durch die Schwerkraft
so tief wie möglich in die Förderabteile 3 getrieben werden. In Richtung der Trommelrotation
vor dem Mittel 5 zur Zuführung der zu verpackenden Gegenstände sind das Mittel 6 zur
Zuführung des quasi endlosen Verpackungsmaterials 7 und darauf folgend das Mittel
8 zum Einziehen des Verpakkungsmaterials 7 in die Förderabteile 3 angeordnet. In Richtung
der Trommelrotation nach dem Mittel 5 zur Zuführung der zu verpackenden Gegenstände
ist das Mittel 9 zur Entnahme der verpackten Gegenstände 4' aus den Förderabteilen
3 und zu ihrer Wegförderung angeordnet. Die Vorrichtung weist ferner ein Trennmittel
10 auf, das zwischen dem Einziehmittel 8 und dem Entnahmemittel 9 (vor oder nach der
Zuführung der zu verpackenden Gegenstände) angeordnet ist.
[0019] Das Mittel 6 zur Zuführung des quasi endlosen Verpackungsmaterials 7 weist beispielsweise
eine Vorratsrolle 6.1 auf, ab der das Verpackungsmaterial über geeignete Führungsmittel
(nicht dargestellt) gegen den Trommelumfang geführt wird.
[0020] Das Mittel 8 zum Einziehen des Verpackungsmaterials 7 in die Förderabteile 3 ist
an der Peripherie der Trommel angeordnet und weist eine Mehrzahl von gelenkig an einem
Umlauforgan 8.1 angeordneten Einziehgliedern 8.2 auf. Das Umlauforgan 8.1 wird mit
der Trommelrotation synchronisiert angetrieben und die Einziehglieder 8.2 in einer
Führung (strichpunktierte Linie 8.3) geführt, derart, dass in jedes der am Einziehmittel
8 vorbeikommenden Förderabteile 3 das distale Ende eines Einziehgliedes 8.2 eintaucht
und das Verpackungsmaterial 7 dadurch in das Förderabteil 3 einzieht, so dass es eine
Tasche 7' bildet. Der Abstand zwischen dem Umlauforgan 8.1 und dem distalen Ende der
Einziehglieder 8.2 ist für eine Einstellung der Einziehtiefe verstellbar. Damit das
Verpackungsmaterial 7 problemlos über die distalen Enden der Einziehglieder 8.2 gleiten
kann, sind sie vorteilhafterweise als frei drehende Rollen 8.4 ausgestaltet. Die Rollen
8.4 erstrecken sich mit einer Länge, die mindestens der grössten Breite von zu verarbeitendem
Verpackungsmaterial entspricht, parallel zur Trommelachse A und sind beispielsweise
beidseitig an in ihrer Länge einstellbaren Schwenkhebeln 8.5 gelagert. Das Umlauforgan
8.1 besteht beispielsweise aus zwei coaxialen, gemeinsam angetriebenen Rädern oder
aus einem Paar von entsprechenden, umlaufenden Ketten, wobei je ein Schwenkhebel 8.5
jedes Einziehgliedes 8.2 mit einem der Räder oder einer der Ketten verbunden ist.
[0021] Damit das Verpackungsmaterial 7 problemlos von den Einziehgliedern 8.2 in die Förderabteile
3 eingezogen werden kann, sind die distalen Enden der Abteilelemente 2, über die das
Verpackungsmaterial 7 wie über die distalen Enden der Einziehglieder 8.2 gezogen wird,
vorteilhafterweise ebenfalls mit frei drehbaren Rollen 2.1 ausgerüstet oder mindestens
mit einer gewölbten Oberfläche, über die das Verpakkungsmaterial 7 ohne wesentliche
Reibung gleiten kann.
[0022] Das Entnahmemittel 9 weist einen Wegförderer beispielsweise in Form eines Förderbandes
auf und ist vorteilhafterweise in der unteren Hälfte des Trommelumfanges angeordnet,
so dass die verpackten Gegenstände 4' mittels Schwerkraft aus den Förderabteilen 3
entnommen werden können.
[0023] Das Trennmittel 10, das in der Richtung der Trommelrotation zwischen dem Einziehmittel
8 und dem Mittel 5 zur Zuführung der zu verpackenden Gegenstände oder unmittelbar
nach diesem angeordnet ist, dient zur Zertrennung des Verpackungsmaterials 7, da,
wo es sich über das distale Ende jedes Abteilelementes 2 erstreckt, wodurch vom Taschenstrang
einzelne Taschen 7' abgetrennt werden. Das Trennmittel 10 weist beispielsweise eine
sich parallel zur Trommelachse A erstreckende, synchronisiert mit der Trommelrotation
angetriebene Trennrolle 10.1 mit regelmässig über ihren Umfang verteilten, axial verlaufenden
Klingen oder Heizdrähten 10.2 auf, wobei die Achse der Trennrolle 10.1 derart angeordnet
ist, dass die Klingen oder Heizdrähte 10.2 das über die distalen Enden der Abteilelemente
2 verlaufende Verpackungsmaterial 7 zu trennen vermögen.
[0024] Ein ausserhalb der Trommel 1 angeordnetes Trennmittel 10, wie es in der Figur 1 dargestellt
ist, ist nur dann vorteilhaft, wenn die Zertrennung des Verpackungsmaterials in einer
sehr kurzen Zeit durchführbar ist. Für Trennverfahren, die mehr Zeit beanspruchen,
sind vorteilhafterweise die distalen Enden der Abteilelemente 2 je mit einem Trennelement
auszustatten, beispielsweise mit sich axial bewegenden Schneidelementen.
[0025] Alle Förderabteile 3 sind ferner ausgerüstet mit steuerbaren Fixierelementen, die
in der Figur 1 nicht dargestellt sind, und mit steuerbaren Schliesselementen, die
in der Figur 1 nur sehr schematisch dargestellt sind.
[0026] Die Fixierelemente sind derart gesteuert, dass ihre die Taschen 7' in den Förderabteilen
fixierende Wirkung dann beginnt, wenn in dem betreffenden Förderabteil 3 das Einziehglied
8.2 seine tiefste Position erreicht hat und frühestens dann aufhört, wenn die Tasche
7' von den Schliesselementen im Förderabteil festgehalten wird. Die Fixierelemente
wirken im Bereich der Öffnung der Förderabteile 3 bzw. der distalen Enden der Abteilelemente
2 (vorteilhafterweise nur in diesem Bereich). Die Funktion einer beispielhaften Ausführungsform
von Fixierelementen wird im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 beschrieben.
[0027] Die Schliesselemente sind zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position
relativ zueinander bewegbar in den Förderabteilen 3 angeordnet und werden derart gesteuert,
dass sie in die geschlossene Position bewegt werden, wenn ein Förderabteil 3 mit einem
Gegenstand 4 beschickt und die darin positionierte Tasche 7' vom Taschenstrang abgetrennt
ist, und dass sie zurück in die offene Position bewegt werden spätestens dann, wenn
der verpackte Gegenstand 4' aus dem Förderabteil entnommen werden soll. Durch die
Wirkung der Schliesselemente wird die in einem Förderabteil 3 positionierte Tasche
7' um den in der Tasche positionierten Gegenstand geschlossen mindestens im Bereiche
der Öffnung des Förderabteils, vorteilhafterweise aber an allen drei offenen Seiten.
Dazu werden die beiden Taschenteile neben dem Gegenstand gegeneinander gepresst, wobei
den Pressstellen gleichzeitig beispielsweise Wärme oder Ultraschallenergie für eine
Verschweissung des Verpakkungsmaterials zugeführt wird oder wobei die Pressstellen
für eine Verbindung durch Prägung entsprechende Prägemuster aufweisen. Die Schliessung
derjenigen Taschenseite, die im Förderabteil axial ausgerichtet ist, wird in einer
vom Format unabhängigen Höhe in den Förderabteilen durchgeführt. Die Schliessung der
seitlichen, offenen Taschenseiten, die in den Förderabteilen radial ausgerichtet sind,
wird durch axiale Verschiebung mindestens eines Teils der Schliesselemente an die
Breite des zu verpackenden Gegenstandes bzw. des verwendeten Verpackungsmaterials
angepasst. Zwei beispielhafte Ausführungsformen von Schliesselementen und deren Einstellung
für verschiedene Breiten von Gegenständen bzw. von Verpackungsmaterial werden im Zusammenhang
mit den Figuren 4 bis 7 beschrieben.
[0028] Aus der Figur 1 ist klar ersichtlich, dass bei eine Zuführung der zu verpackenden
Gegenstände im Bereich des oberen Scheitelpunktes der Bearbeitungstrommel und einer
Zuführung des Verpackungsmaterials unmittelbar davor ein grosser Teil des Trommelumfanges
für die Schliessung der Taschen zur Verfügung steht. Es wäre ohne weiteres möglich,
das Mittel 9 zur Wegführung der verpackten Gegenstände auf die in der Figur linke
Seite der Trommel zu verlegen und dadurch noch einen Viertel der Trommelumdrehung
für das Verschliessen der Taschen zu gewinnen. Da in vielen Fällen der Verschliessschritt
der die Zykluszeit der Verpackung bestimmende Schritt ist, bedeutet dies, dass eine
für das Verfahren verwendete Bearbeitungstrommel mit einer relativ kleinen Anzahl
von Förderabteilen auskommen kann und/oder mit einer relativ hohen Geschwindigkeit
betrieben werden kann.
[0029] Figur 2 zeigt eine weitere, beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
in der eine Trommel 1 mit Förderabteilen 3 nur dem Schritt des Verschliessens der
Taschen 7' dient, die Bildung und Beschickung der Taschen also mindestens teilweise
ausserhalb der Förderabteile durchgeführt wird. Gleiche Funktionselemente sind mit
gleichen Bezugsnummem bezeichnet wie in der Figur 1. Die Förderabteile 3 der Trommel
1 sind auf gegeneinander schwenkbare Schliesselemente reduziert, das Mittel 9 zur
Wegförderung der verpackten Gegenstände ist als Greifertransporteur ausgebildet.
[0030] Als Mittel 8 zum Formen des Taschenstranges aus dem quasi endlosen, bandförmigen
Verpackungsmaterial 7 ist ein Umlaufsystem mit abwechselnd für ein Führen der Verpackungsmaterials
7 von entgegengesetzten Seiten ausgerüsteten Führungen 8.7 und 8.8 vorgesehen. Die
Funktion der Führungen 8.7 entspricht im wesentlichen der Funktion der Rollen 2.1
in Figur 1, die Funktion der Führungen 8.8 der Funktion der Einziehglieder 8.2 der
Figur 1. Der Taschenstrang aus dem Verpackungsmaterial 7 wird unabhängig von der Trommel
1 geformt, dadurch, dass die alternierenden Führungen 8.7 und 8.8 relativ zueinander
zusammen mit dem Verpackungsmaterial quer zur Umlaufrichtung verschoben werden, wobei
das Ausmass dieser relativen Verschiebung für eine an das Format der zu verpackenden
Gegenstände angepasste Taschentiefe einstellbar ist. Die durch Umlaufen und Verschiebung
definierte Umlaufbahn der Führungen 8.7 bleibt dabei formatunabhängig. Sobald die
Führungen 8.7 und 8.8 ihre maximal verschobenen Positionen erreicht haben und die
so geformten Taschen 7' mit ihrer der geschlossenen Seite gegenüberliegenden, offenen
Seite im wesentlichen gegen oben ausgerichtet sind, werden die Führungen 8.7 in eine
fixierende Konfiguration gebracht und die Führungen 8.8 entfernt, so dass die Gegenstände
4 in die Taschen 7' eingeführt werden können. Die beschickten Taschen 7' werden immer
noch durch die Führungen 8.7 geführt und fixiert in die Förderabteile 3 der Trommel
1 eingebracht und mit Hilfe der in diesen Förderabteilen angeordneten Schliesselemente
verschlossen. Sobald die Pressmittel aktiv sind, können die Führungen 8.7 weggefahren
werden. Die Zertrennung des Taschenstranges zu einzelnen Taschen erfolgt auch hier
vor oder nach der Beschickung, wobei das Trennmittel 10 vorteilhafterweise nicht wie
gemäss Figur 1 mit den Abteilelementen der Bearbeitungstrommel sondern mit den Führungen
8.7 zusammenwirkt.
[0031] Die Führungen 8.7 und 8.8 sind beispielsweise als frei drehende Rollen oder Rollengruppen
ausgebildet, wobei die Rollen der Führungen 8.8 beispielsweise seitlich über das Verpackungsmaterial
eingefahren oder eingeschwenkt werden und wobei für die Führungen 8.7 beispielsweise
Rollenpaare mit dazwischen angeordneten, gesteuert aktivierbaren Fixiermitteln (z.B.
ausfahrbaren Nadelreihen) und gegebenenfalls mit einem mit dem Trennmittel kooperierenden
Element ausgestattet sind (Siehe Figur 5).
[0032] Figur 3 zeigt eine weitere Trommel 1, die in der Vorrichtung gemäss Figur 2 anwendbar ist.
Während gemäss Figur 2 die Gegenstände 4 in die von den Führungen 8.7 und 8.8 aufgespannten
Taschen 7' gegeben werden, werden sie gemäss Figur 3 zwischen die Schliesselemente
der Förderabteile 3 gegeben. Das Mittel 10 zum Zertrennen der Taschen kooperiert hier
mit den Schliesselementen.
[0033] Figur 4 zeigt in einer sehr schematischen Art und Weise eine beispielhafte Ausführungsform
eines Förderabteils 3 der Trommel gemäss Figur 1 (Blickrichtung parallel zur Trommelachse).
Die Öffnung des Förderabteils 3 am Trommelumfang ist definiert durch zwei Rollen 2.1,
die beispielsweise zwischen zwei an den Stirnseiten der Trommel angeordneten, rotierend
angetriebenen Antriebsringen 20 gelagert sind und die die distalen Enden der Abteilelemente
bilden. An weiteren, nicht dargestellten Teilen der mit den Antriebsringen 20 und
den Rollen 2.1 rotierenden Abteilelementen sind in jedem Förderabteil 3 zwei gegeneinander
schwenkbare und durch nicht dargestellte Mittel in einer gegeneinander gepressten
Position haltbare Schliesselemente 21.1 und 21.2 gelagert, die an ihrem distalen Ende
mit axial verlaufenden Fixierelementen 22, beispielsweise mit Nadelreihen ausgerüstet
sind. Die Schliesselemente 21.1 und 21.2 sind in drei Stellungen dargestellt: in einer
fixierenden, offenen Stellung, in der sie das Verpackungsmaterial fixieren und für
das Einführen des zu verpackenden Gegenstandes offen sind (ausgezogen und mit 21.1
und 21.2 bezeichnet), in einer inaktiven offenen Stellung, in der sie das Verpackungsmaterial
nicht fixieren, also dessen Einziehen in das Förderabteil erlauben (strichpunktiert
und mit 21.1' und 21.2' bezeichnet), und in einer fixierenden und geschlossenen Stellung
(strichpunktiert und mit 21.1" und 21.2" bezeichnet), in der sie gegeneinander gepresst
sind. Zur Steuerung der Schliesselemente 21.1 und 21.2 ist beispielsweise ein Paar
von gelenkig miteinander und gelenkig mit den distalen Enden der Schliesselemente
bzw. mit den Fixierelementen verbundenen Steuerhebeln 23 miteinander verbunden, wobei
die Spreizung der Steuerhebel 23 bzw. die relative Position der Schliesselemente 21.1
und 21.2 mittels Steuerrolle 24 und entsprechend angeordneter, ortsfester Kulisse
(angedeutet durch Linie 25) gesteuert wird. Vorteilhafterweise liegen die drei Positionen
der Schliesselemente 21.1 und 21.2 so nahe wie möglich beieinander.
[0034] Die Schliesselemente 21.1 und 21.2 haben insbesondere die Aufgabe, das Verpakkungsmaterial
7, das beidseitig des zu verpackenden Gegenstandes angeordnet ist, um den Gegenstand
zu schliessen, wobei das Verpackungsmaterial während diesem Schliessen durch die Fixierelemente
22 fixiert bleibt. Die Schliesselemente sind also für das Verschliessen eines schweissbaren
Verpackungsmaterials mit einem axialen und zwei radialen Schweissbacken ausgerüstet,
die neben dem zu verpackenden Gegenstand vorstehendes Verpackungsmaterial zusammenpressen
und verschweissen. Die radialen Schweissbacken sind dabei zur Anpassung an die Breite
der zu verpakkenden Gegenstände axial relativ zueinander verschiebbar. Eine beispielhafte
Ausführung derartig verschiebbarer Schweissbalken wird im Zusammenhang mit der Figur
7 beschrieben. Es ist auch möglich, nur das eine der Schliessmittel mit verschiebbaren
Schweissbacken auszugestalten und das andere als Gegenfläche, die für alle Verschiebepositionen
der Schweissbacken breit genug ist.
[0035] Die Funktion des Förderabteils gemäss Figur 4 ist wie bereits weiter oben angesprochen
die Folgende: Im Bereich der Zuführung des Verpackungsmaterials sind die Schliesselemente
in ihrer inaktiven, offenen Position 21.1' und 21.2'. Sobald das Verpackungsmaterial
eingezogen ist, werden sie in ihre fixierende, offene Position 21.1 und 21.2 geschwenkt.
Nach der Beschickung mit dem zu verpackenden Gegenstand und der Zertrennung des Verpackungsmaterials
(Trennmittel 10) werden sie in ihre fixierende und geschlossene Position 21.1" und
21.2" gebracht, so dass der Schliessvorgang durch Aktivierung der Schweissbalken durchgeführt
werden kann. Figur 4 zeigt deutlich, dass für die Anpassung der Taschentiefe im Bereich
des Förderabteils 3 keine Massnahmen notwendig sind.
[0036] Figur 5 zeigt in einer gleichen schematischen Art wie Figur 4 ein Förderabteil 3 der Trommel
gemäss Figur 2, die mit Führungen 8.7 kooperiert. Die Führungen 8.7 weisen je ein
Paar von Rollen 26 auf sowie ein zwischen den Rollen 26 angeordnetes Fixierelement
27 (z.B. Nadelreihen), das zwischen zwei Fixierbereichen einen Trennbereich (Gegenlager
für Trennmittel 10) aufweist. Die Bestandteile der Führungen 8.7 sind in nicht dargestellter
Weise derart miteinander verbunden, dass das Fixierelement 27 relativ zu den Rollen
26 in eine aktive (obere) und eine passive (untere) Stellung verschiebbar ist. Die
Führungen 8.7 sind in einer ebenfalls nicht dargestellten Weise entlang einer Umlaufbahn
derart verschiebbar, dass sie während eines Abschnittes ihrer Umlaufbahn mit den Förderabteilen
3 synchron bewegt werden und die distalen Enden von Abteilelementen bilden. Vom Förderabteil
3 sind in der Figur 3 lediglich die Schliesselemente 21.1 und 21.2 dargestellt, von
denen das eine 21.2 relativ zur Führung 8.7 eine unveränderte Position einnimmt, also
beispielsweise ein Teil des Abteilelementes darstellt und das andere 21.1 in eine
offene und eine geschlossene, am Element 21.2 anliegende Position schwenkbar ist.
Die in der Figur 4 dargestellte Steuerung der Schliesselemente 21.1 und 21.2 ist in
analoger Weise anwendbar.
[0037] Die in der Figur 5 gezeigte Führung 8.7 kann in einer Vorrichtung gemäss Figur 1
auch anstelle der Rolle 2.1 eingesetzt werden, wodurch sich Fixierelemente an den
Schliesselementen erübrigen.
[0038] Figuren 6 und 7 zeigen etwas mehr im Detail weitere beispielhafte Ausführungsformen von Förderabteilen
3 der Trommel gemäss Figur 1. Figur 6 zeigt eine Gruppe von benachbarten Förderabteilen
3 in einem Schnitt senkrecht zur Trommelachse und illustriert insbesondere die Funktion
der Elemente der Förderabteile. Die Figur 7 zeigt ein gleiches Förderabteil 3 in einem
Schnitt parallel zur Trommelachse und illustriert insbesondere die axiale Einstellbarkeit
der Schliesselemente. Funktionsmässig gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet wie in den vorangehenden Figuren.
[0039] Die Förderabteile gemäss Figuren 6 und 7 unterscheiden sich vom Förderabteil gemäss
Figur 4 dadurch, dass eines der Schliesselemente (21.2) relativ zu den Rollen 2.1
stationär bleibt und das andere (21.1) entsprechend verschwenkbar ist. Ferner ist
ersichtlich, wie die Schliesselemente 21.1 und 21.2 mit gegeneinander vorstehenden
axialen Schweissbalken 30 und radialen Schweissbalken 31 ausgestattet sind aber auch
zentrale Bereiche 32 aufweisen, die den zu verpackenden Gegenstand 4 stützen. Das
stationäre Schliesselement 21.2 weist auf seiner gegen das benachbarte Förderabteil
3 gerichteten Seite eine Einformung 34 auf, in die das schwenkbare Schliesselement
21.1 dieses benachbarten Förderabteils in seiner offenen Position versenkbar ist.
Fixierelemente 22 sind beidseitig am distalen Ende des stationären Schliesselementes
21.2 und am distalen Ende des schwenkbaren Schliesselementes 21.1 vorgesehen, wobei
diese Fixierelemente 22 in eine aktive und eine passive Stellung bringbar sind. Es
handelt sich dabei beispielsweise um verschiebbare Nadelreihen.
[0040] Die schwenkbaren Schliesselemente 21.1 sind an der Basis der Förderabteile vorteilhafterweise
gefedert gelagert (gefederte Lagerungen 35).
[0041] Die in der Figur 6 dargestellten, von links nach rechts mit a bis e bezeichneten
Förderabteile 3 weisen die folgenden Zustände auf:
a Das Verpackungsmaterial ist eingezogen und zertrennt und bildet eine Tasche 7',
das Schliesselement 21.1 ist in seiner offenen Stellung, die Fixierelemente 22 sind
aktiv, der zu verpackende Gegenstand 4 ist positioniert;
b die Fixierelemente sind weiter aktiv, das Schliesslement wird in seine geschlossenen
Stellung gebracht;
c die Fixierelemente 22 sind weiter aktiv, das Schliesselement 21.1 ist in seiner
geschlossenen Stellung, die Nähte werden erstellt;
d die Tasche 7' ist geschlossen, die Fixierelemente 22 sind weiter aktiv, das Schliesselement
21.1 wird in die offene Stellung gebracht;
e die Fixierelemente 22 sind passiv, das Schliesselement 21.1 ist in seiner offenen
Stellung, der verpackte Gegenstand 4' wird entnommen.
[0042] Figur 7 zeigt ein im wesentlichen gleiches Förderabteil wie Figur 6 mit Blickrichtung
quer zur Trommelachse A (Trommel entlang der Achse geschnitten) und illustriert insbesondere
eine vorteilhafte Realisierung der axialen Verschiebbarkeit der Schliesselemente 21.1
und 21.2. Die Figur zeigt die stirnseitigen Antriebsringe 20 der Trommel, die über
einen äusseren Zahnkranz angetrieben werden. Zwischen den Antriebsringen 20 erstrecken
sich die Rollen 2.1 und Mitnehmerstangen 40. Im Zentrum der Trommel ist eine stationäre
Einstelleinrichtung 41 angeordnet, die im wesentlichen zwei mit geeigneten Mitteln
an einem Maschinengestell angeordnete Stirnplatten 42, drei in den Stirnplatten drehbar
gelagerte Gewindestangen 43 und stirnseitige Mittel 44 zur synchronen Drehung der
Gewindestangen 43 aufweist. Die Gewindestangen weisen auf einer linken und rechten
Trommelseite entgegengesetzte Gewinde auf. Auf den Gewindestangen 43 sind zwei Einstellplatten
45 mittels Gewindemuttem 46 gelagert, derart, dass sie bei einer Drehung der Gewindestangen
43 axial gegeneinander oder voneinander weg verschoben werden. Mit den Einstellplatten
45 verschiebbar und gegenüber diesen mittels Lagern 47 drehbar gelagert sind die zweiteiligen
Schliesselemente 21.1 und 21.2, die je mit einem axialen Schweissbacken 30 und zwei
radialen Schweissbacken 31 ausgerüstet sind. Das stationäre Schliessmittel 21.2 ist
für die Rotationsbewegung in geeigneter Weise, beispielsweise über die Mitnehmerringe
48 und die Mitnehmerstangen 40 mit den Antriebsringen 20 verbunden.
[0043] Die in der Figur 7 dargestellte Trommel mit der Einstelleinrichtung 41 ist in der
Publikation EP-0753386 (F413) detailliert beschrieben, so dass hier auf eine genauere
Beschreibung verzichtet werden kann.
[0044] In der Trommel gemäss Figur 7 werden die Schliesselementteile symmetrisch zu einer
Mittelebene der Trommel verschoben, so dass das Verpackungsmaterial, unabhängig von
seiner Breite, der Trommel immer mittig zugeführt werden kann. Es ist natürlich auch
möglich, die Position der Mittel zur Erstellung der einen seitlichen Naht konstant
zu halten und nur das Mittel für die andere seitliche Naht axial zu verschieben, wobei
dann das zugeführte Verpackungsmaterial immer auf eine konstante Position einer seiner
Längskanten auszurichten ist.
[0045] Die Einstelleinrichtung 41 der Figur 7 ist in analoger Weise auch für die umlaufenden
Förderabteile der Figuren 4 und 5 anwendbar.
1. Verfahren zum Verpacken von flachen Gegenständen (4), in welchem Verfahren ein quasi
endloses bahnförmiges Verpackungsmaterial (7) kontinuierlich zu einem Strang von auf
drei Seiten offenen und auf einer Seite geschlossenen, in einer Förderrichtung geförderten
Taschen (7') geformt wird, die Taschen (7') während ihrer Förderung mit je mindestens
einem flachen Gegenstand (4) beschickt und vom Taschenstrang abgetrennt und dann mit
den offenen Taschenseiten entsprechenden Nähten geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die der geschlossenen Taschenseite gegenüberliegende, offene Taschenseite und die
entsprechende Naht in allen Verfahrensschritten eine vom Format der zu verpackenden
Gegenstände (4) unabhängige Position einnehmen und dass beim Formen des Stranges von
Taschen (7') die Taschentiefe und/oder beim Schliessen der Taschen (7') die Distanz
zwischen zwei seitlichen Nähten an das Format der zu verpackenden Gegenstände (4)
bzw. an die Breite des Verpackungsmaterials (7) angepasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (7') von oben durch ihre der geschlossenen Taschenseite gegenüberliegenden
Seite beschickt werden und von vor dem Beschicken und Abtrennen bis zum Schliessen
im Bereich der genannten Taschenseite fixiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (7') in in Förderrichtung umlaufenden Förderabteilen (3) verschlossen
werden, wobei die Taschen (7') in den Förderabteilen (3) gebildet oder diesen zugeführt
werden und wobei die Taschen (7') in den Förderabteilen (3) oder vor ihrer Zuführung
zu den Förderabteilen (3) mit den zu verpakkenden Gegenständen (4) beschickt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpakkungsmaterial (7) zur Formung des Taschenstranges mit Hilfe einer Mehrzahl
von Einziehgliedern (8.2) in die umlaufenden Förderabteile (3) gezogen wird, dass
jede fertig geformte Tasche (7') im Bereich ihrer der geschlossenen Seite gegenüberliegenden,
offenen Seite im Förderabteil (3) fixiert wird und dass dann das Einziehglied (8.2)
aus der Tasche (7') entfernt wird, wobei die Taschentiefe durch die Länge der Einziehglieder
(8.2) eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Taschenstrang aus dem Verpackungsmaterial (7) mittels alternierend auf beiden
Seiten des Verpackungsmaterials angreifenden Führungen (8.7, 8.8) geformt wird, welche
Führungen (8.7, 8.8) in Förderrichtung bewegt werden, wobei sie alternierend von zwei
entgegengesetzten Seiten auf das Verpackungsmaterial (7) wirken und quer zur Förderrichtung
relativ zueinander in einem an eine zu erstellende Taschentiefe angepassten Mass verschoben
werden, und dass die Taschen (7') mittels jeder zweiten Führung (8.7) fixiert, dann
mit Gegenständen (4) beschickt und dann für das Schliessen in den umlaufenden Förderabteilen
(3) positioniert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpackungsmaterial (7) eine verschweissbare Kunststofffolie ist und dass die
Nähte beim Schliessen der Taschen durch Schweissen erstellt werden.
7. Vorrichtung zum Verpacken von flachen Gegenständen (4) mit einem Verpakkungsmaterial
(7) in Form einer quasi endlosen Bahn, welche Vorrichtung Mittel (5, 9) zur Zuführung
der zu verpackenden Gegenstände (4) und zur Wegführung der verpackten Gegenstände
(4') und Mittel (6) zur Zuführung des Verpackungsmaterials (7) aufweist und welche
Vorrichtung ferner ein Mittel zum Formen eines Stranges von auf drei Seiten offenen
und auf einer Seite geschlossenen Taschen (7') aus dem Verpackungsmaterial (7), ein
Mittel zum Fördern der Taschen (7') in einer Förderrichtung, ein Mittel zum Abtrennen
von Taschen (7') vom Taschenstrang und ein Mittel zum Verschliessen der offenen Seiten
der Taschen (7') durch Erstellen von entsprechenden Nähten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Formung des Stranges von Taschen (7') und das Mittel zur Förderung
der Taschen (7') derart ausgelegt sind, dass die der geschlossenen Taschenseite gegenüberliegende,
offene Taschenseite und die entsprechende Naht der Taschen (7') eine vom Format der
zu verpackenden Gegenstände (4) unabhängige, gleiche Position hat und dass das Mittel
zur Formung des Stranges von Taschen (7') für eine Einstellung der Taschentiefe und/oder
das Mittel zum Verschliessen der Taschen (7') für eine Einstellung der Distanz zwischen
zwei seitlichen Nähten einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Fördern der Taschen (7') derart ausgebildet und angeordnet ist, dass
die Taschen (7') mindestens bei der Zuführung der zu verpackenden Gegenstände (4)
mit ihrer der geschlossenen Seite gegenüberliegenden, offenen Seite gegen oben ausgerichtet
sind und dass das Mittel zum Fördern der Taschen mit Fixierelementen (22, 27) ausgerüstet
ist, mit denen die Taschen (7') im Bereich der genannten, offenen Seite fixierbar
sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Formen des Stranges von Taschen (7') mit distalen Enden von umlaufenden
Abteilelementen (2) kooperierende Einziehglieder (8.2) mit einstellbarer Länge aufweist
und dass die Fixierelemente (22) in durch die Abteilelemente (2) gebildeten Förderabteilen
(3) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Enden der umlaufenden Abteilelemente (2) als frei drehende Rollen (2.1)
ausgebildet sind und die Einziehglieder (8.2) ebenfalls frei drehende Rollen aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Formen des Stranges von Taschen (7') umlaufende Führungen (8.7, 8.8)
aufweist, wobei die Führungen alternierend für eine Wirkung auf das Verpackungsmaterial
(7) von zwei entgegengesetzten Seiten und für eine Verschiebung quer zur Umlaufrichtung
relativ zueinander ausgerüstet sind und wobei das Mass dieser Verschiebung einstellbar
ist, und dass die Fixierelemente (27) an jeder zweiten der Führungen (8.7) angeordnet
sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufbahn der Führungen (8.7) an die Umlaufbahn von umlaufenden Förderabteilen
(3) angepasst ist, derart, dass die Führungen (8.7) über einen Teil ihrer Umlaufbahn
im Bereich der distalen Enden der die Förderabteile (3) bildenden Abteilungselemente
(2) gefördert werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Förderabteile (3) mit gesteuert gegeneinander bewegbaren Schliesselementen
(21.1, 21.2) ausgerüstet sind, wobei die Schliesselemente (21.1, 21.2) für die Erstellung
von drei, den drei offenen Taschenseiten entsprechenden Nähten ausgerüstet sind, und
dass mindestens ein Teil der Schliesselemente (21.1, 21.2) für verschiedene Distanzen
zwischen seitlichen Nähten gemeinsam einstellbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderabteile (3) an einer um eine Trommelachse (A) rotierenden Trommel (1) angeordnet
sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (1) ein zentral angeordnetes Einstellsystem (41) aufweist, mit dem die
Schliesselemente (21.1, 21.2) aller Förderabteile (3) miteinander einstellbar sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (5) zur Zuführung der Gegenstände (4) im Bereich eines oberen Scheitelpunktes
der Trommel (1), das Mittel (6) zur Zuführung des Verpackungsmaterials (7) oder die
Zuführung des Taschenstranges in Förderrichtung unmittelbar vor dem Mittel (5) zur
Zuführung der Gegenstände (4) und das Mittel (9) zur Wegförderung der verpackten Gegenstände
(4') in einem unteren Bereich der Trommel (1) angeordnet sind.