Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen von Schüttgut in Säcke nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
Es ist bekannt, Schüttgut in Foliensäcke abzufüllen, wobei es üblich ist, das Schüttgut vor bzw. während der Abfüllung mittels geeigneter Wägeeinrichtungen abzuwiegen und dann mit einem vorbestimmten Gewicht in einen Sack abzufüllen und diesen Sack anschließend zu verschließen. Beim Abfüllvorgang ist es meist unvermeidlich, daß in den abzufüllenden Sack auch Luft mit eingeschlossen wird, so daß der abgefüllte und verschlossene Sack nicht nur mit dem Produkt, also dem Schüttgut, gefüllt ist, sondern zusätzlich auch mit Luft. Dies führt zum einen dazu, daß aufgrund des zusätzlichen Luftvolumens das Sackvolumen größer ist als das Volumen des eigentlichen Produktes, was die Transport- und Lagerfähigkeit entsprechend verschlechtert. Wesentlich verschlechtert wird zum anderen dadurch aber auch die Handhabbarkeit, insbesondere die Palettierbarkeit derartiger Säcke.
Es ist deshalb üblich, derartige mit Schüttgut abgefüllte und verschlossene Säcke zwecks Nachentlüftung wenigstens bereichsweise zu perforieren, wobei die Größe der Perforationsöffnungen selbstverständlich wesentlich geringer gewählt ist als der Partikeldurchmesser des Schüttgutes, um zum einen die Festigkeit des Sackes nicht nennenswert zu beeinträchtigen und zum anderen ein Austreten von Partikeln zuverlässig zu verhindern. Wird ein derartig perforierter bzw. "genadelter" Sack nachfolgend transportiert oder gestapelt, kann im Sack befindliche Luft durch die Perforationsöffnungen austreten.
Diese bekannte Art der Entlüftung bzw. Nachentlüftung derartiger Säcke ist für manche Schüttgüter ausreichend, für viele, z.B. hygroskopische Schüttgüter, wie beispielsweise Caprolactam-Flakes (ein schuppenförmiges Zwischenerzeugnis der Nylonproduktion), jedoch nicht akzeptabel. Derartige Produkte können nämlich beeinträchtigt bzw. sogar unbrauchbar werden, wenn sie Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen, die durch die Perforationsöffnungen in den Sack eintreten kann. Für derartige Produkte ist somit das bekannte Nachentlüftungsverfahren nicht geeignet.
Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 7 ist aus DE-A-7 610 302 bekannt. Bei diesem Verfahren wird nach dem bereichsweisen Perforieren des Sackes im Sack enthaltene Luft durch die Perforierung hindurch abgesaugt und nachfolgend der Sack im Bereich der Perforierung wieder dicht verschlossen. Die Perforierung und Absaugung erfolgt dabei mit Hilfe eines glockenartigen Saugkopfes, in den bewegliche Perforationsnadeln integriert sind. Zur Durchführung der Perforierung und der nachfolgenden Absaugung wird der Saugkopf auf die Sackoberfläche abgesenkt und liegt mit seinem umlaufenden Rand auf der Sackoberfläche auf und umgibt somit den zur perforierenden Bereich, so daß ein luftdichter Abschluß des glockenförmigen Saugkopfes gewährleistet ist und zwangsläufig mit diesem Randbereich die Sackoberfläche festgehalten wird, um ein einwandfreies Absaugen zu ermöglichen. Um zu verhindern, daß die innerhalb des Saugkopfes befindliche Sackfläche mit angesaugt wird und eine einwandfreie Luftabsaugung beeinträchtigt, ist innerhalb des Saugkopfes ein Abweiser oder eine luftdurchlässige Platte vorgesehen. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß es bei einer solchen Lösung dazu kommen kann, daß der Sackbereich beim Perforieren beschädigt wird, so daß nachfolgend keine einwandfreie Luftabsaugung gewährleistet ist.
Aus US-Re-30 398 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem mit einem kompressiblen Material, z.B. Fiberglasisolierwolle, gefüllte Kunststoffbeutel nach dem Verschließen auf eine zungenförmige, als Mulde ausgebildete Vakuumkammer gelegt werden. Durch das Vakuum wird das Beutelmaterial in Öffnungen hineingesaugt, die sich in der Vakuumkammer befinden, so daß es schließlich durch mehrere scharfkantige Klingen aufgeschlitzt wird, die verschoben werden können, um die Schlitze zu vergrößern. Durch diese vergrößerten Schlitze wird über die Vakuumkammer die in dem Beutel befindliche Luft abgesaugt. Wenn der Beutel ausreichend komprimiert ist, wird eine Umverpackung, die z.B aus einem mehrlagigen Papiersack bestehen kann, von einem Bedienungsmann über den auf der Kammer aufliegenden Beutel übergestülpt. Bei diesem Verfahren wird offensichtlich der verpackte Sack stark beschädigt, so daß eine weitere Umverpackung erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abfüllen von Säcken zu schaffen, um einwandfrei abgefüllte Säcke zu erhalten, die nahezu luftfrei sind, d.h. nur mit Schüttgut gefüllt sind, ohne daß dabei eine Beschädigung der Säcke beim Perforationsvorgang erfolgt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.
Mit dieser Verfahrensführung ist es möglich, ohne Schädigung des Produktes bzw. Schüttgutes eine Entlüftung des mit Schüttgut abgefüllten Sackes zu erreichen, wobei selbstverständlich die Verfahrensschritte des Perforierens, Absaugens und des Verschließens kurz nacheinander durchgeführt werden. Es werden somit abgefüllte Schüttgutsäcke erreicht, die gegenüber bekannten Perforations- bzw. Nadelungsverfahren aufgrund des Absaugens nahezu vollständig entlüftet werden, wobei durch das anschließende Wiederverschließen zuverlässig gewährleistet ist, daß ein dicht verschlossener und gut geformter Schüttgutsack zur Verfügung steht.
Durch das gezielte Niederdrücken des zu perforierenden Sackbereiches ist sicher gewährleistet, daß beim Perforieren der Sackbereich nicht beschädigt wird, da dieser durch den Niederhalter flächig glattgedrückt wird, außerdem wird eine Beschädigung auch beim Herausziehen der Perforationsnadeln vermieden, die Perforationsöffnungen können sich beim Herausziehen der Nadeln auch nicht wieder verschließen, so daß nachfolgend eine einwandfreie Absaugung gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß ein Sack aus Kunststoffolie, insbesondere Polyethylen, eingesetzt wird, dessen perforierter Bereich durch Aufkleben eines Folienstückes verschlossen wird, wobei vorzugsweise als Folienstück ein selbstklebendes Kunststoffetikett eingesetzt wird. Da üblicherweise ohnehin derartige abgefüllte Säcke mit einem Etikett versehen werden, wird durch die Notwendigkeit des Verschließens des perforierten Bereiches nach dem Absaugen durch das Aufbringen des Etikettes, das gleichzeitig als dichter Verschluß dient, kein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich, der den gesamten Abfüllvorgang verzögern würde.
Werden hochwertige Schüttgüter abgefüllt, beispielsweise Caprolactam, und läßt es sich nicht vermeiden, daß auch Produktstaub mit abgesaugt wird, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das aus dem Sack abgesaugte Luft-Staub-Gemisch zur Produktrückgewinnung aufgearbeitet wird. So kann zur Absaugung beispielsweise eine sogenannte Wasserringpumpe eingesetzt werden, mittels welcher das abgesaugte Luft-Staub-Gemisch in Wasser gelöst und dann einer Produktaufarbeitung zugeführt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der abgefüllte, entlüftete und wieder verschlossene Sack anschließend in einen zusätzlichen Außensack aus Papier, Polypropylen oder dgl. eingefüllt wird. Durch eine solche zusätzliche Umverpackung wird eine noch wesentlich stabilere Verpackungseinheit zur Verfügung gestellt, wobei durch das erfindungsgemäße Entlüftungsverfahren sichergestellt ist, daß der das Schüttgut aufnehmende Innensack bei vorgegebenem Gewicht ein nahezu exakt vorherbestimmbares, reproduzierbares Volumen aufweist, an das der Außensack exakt angepaßt werden kann, so daß der Außensack nach Art einer Wurstpelle sehr eng am Innensack anliegt und insgesamt eine sehr stabile Verpackungseinheit gebildet wird.
Bei Verwendung eines zusätzlichen Außensackes ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Außensack nach dem Einfüllen des Innensackes insbesondere durch Vernähen verschlossen wird. Beim Anwender können dann der Innen- und der Außensack mühelos wieder sortenrein getrennt werden und die einzelnen Verpackungsbestandteile (Innensack und Außensack) können dann getrennt entsorgt bzw. recycelt werden.
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 vor.
Diese Vorrichtung kann in zusätzlicher vorteilhafter Ausgestaltung außerdem eine Umsackeinrichtung aufweisen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
In der Zeichnung ist allgemein eine Sackentlüftungsvorrichtung mit 1 bezeichnet. Diese Sackentlüftungsvorrichtung weist zunächst eine mit 2 bezeichnete Transporteinrichtung auf, welche beispielsweise als Gurtförderer ausgebildet sein kann. Auf dieser Transporteinrichtung 2 werden vorzugsweise liegend mit Schüttgut in einer vorgeschalteten Abfüllanlage abgefüllte und verschlossene Säcke 3 nacheinander angefördert. Dabei bestehen diese Säcke 3 vorzugsweise aus einem Polyethylenfolienschlauch und sind in der vorgeschalteten Abfüllanlage mit einem Schüttgut, vorzugsweise mit einem hygroskopischen Produkt, mit einem exakt abgewogenen Gewicht befüllt worden.
Die Sackentlüftungsvorrichtung 1 weist darüber hinaus oberhalb der Transporteinrichtung 2 eine Perforationseinrichtung 4, eine Absaugeinrichtung 5 und eine Etikettiereinrichtung 6 auf.
Die Perforationseinrichtung 4 weist vorzugsweise an einer plattenförmigen Scheibe eine Mehrzahl von Perforationsnadeln 7 auf und ist über eine nicht dargestellte Kolben-/Zylindereinheit oder dgl. an einem vertikal beweglichen Träger angeordnet, wobei die Kolben-/Zylindereinheit die Perforationseinrichtung 4 in Vertikalrichtung verfahrbar macht. Der Perforationseinrichtung 4 ist ein Niederhalter 8 zugeordnet, welcher vorzugsweise in Anpassung an die Gestaltung der Perforationseinrichtung scheibenförmig ausgebildet ist und mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, derart, daß die Perforationsnadeln 7 durch diese Öffnungen hindurch durch den Niederhalter 8 hindurchgeführt werden können. Dieser Niederhalter 8 kann an dem Träger fest angeordnet oder gegenüber diesem ebenfalls in Vertikalrichtung über eine Kolben-/Zylindereinheit bewegbar angeordnet sein.
Wird nun auf der Transporteinrichtung 2 liegend ein abgefüllter Sack 3 zugeführt, so wird die Transporteinrichtung 2 angehalten und es wird zunächst der Niederhalter 8 der Perforationseinrichtung 4 in Richtung des Pfeiles 9 vertikal nach unten derart bewegt, daß der Niederhalter 8 fest drückend auf der zugeordneten Seitenfläche des Sackes 3 aufliegt und somit unterhalb des Niederhalters an der Kontaktfläche zum Sack 3 eine glatte Auflagefläche bildet. Anschließend wird die Perforationseinrichtung 4 betätigt, d.h. die Perforationsnadeln 7 werden in Richtung des Pfeiles 9 durch den Niederhalter 8 hindurch in den Sack 3 gedrückt, wobei entsprechend der Bereich der Sackwand perforiert wird. Anschließend werden die Perforationsnadeln 7 aus dem Sack wieder herausgezogen, wobei jedoch der Niederhalter 8 noch im Druckkontakt mit der Sackwand verbleibt.
Nachfolgend wird dann auch der Niederhalter 8 vom Sack 3 abgehoben und der Sack 3 wird dann so positioniert, daß sich der entstandene perforierte Bereich exakt unterhalb der Absaugeinrichtung 5 befindet. Dies kann dadurch geschehen, daß entweder der Sack 3 von der Transporteinrichtung 2 unter die Absaugeinrichtung 5 gefördert wird oder, wie dies Fig. 2 zeigt, die Absaugeinrichtung 5 entsprechend in Horizontalrichtung verschoben wird. Diese Absaugeinrichtung 5, von der nur ein faltenbalgartiger Saugrüssel dargestellt ist, wird anschließend in geeigneter Weise auf den perforierten Bereich der Sackwand des Sackes 3 aufgedrückt und anschließend wird eine mit dem Saugrüssel verbundene Pumpe oder dgl. derart betätigt, daß in Richtung der Pfeile 10 Luft aus dem Sack 3 abgesaugt wird.
Wenn es sich um ein hochwertiges Schüttgut im Sack 3 handelt, beispielsweise Caprolactam, wird das aus dem Sack 3 abgesaugte Luft-Staub-Gemisch vorzugsweise einer Produktaufarbeitung zugeführt, was im einzelnen nicht dargestellt ist.
Während des Absaugens (Fig. 2) wird bereits von einem Etikettvorrat (Rollen 11,12) ein Kunststoffetikett 13 oder dgl. in den Bereich der Etikettiereinrichtung 6 geführt, welche beispielsweise als Vakuumsaugplatte ausgebildet ist. Dabei sind auf der Vorratsrolle 11 nacheinander auf einem Substrat 20 eine Vielzahl von Etiketten 13 angeordnet, welche nacheinander in einem Bereich 21 vom Substrat 20 abgeschert bzw. abgelöst und der Etikettiereinrichtung 6 zugeführt werden.
Nach dem Absaugen des Luft-Staub-Gemisches aus dem Sack 3 mittels der Absaugeinrichtung 5 wird der perforierte Bereich der Sackwand des Sackes 3 sofort in den Bereich unter die Etikettiereinrichtung 6 befördert, wie dies Fig. 3 zeigt. Dies kann wiederum dadurch geschehen, daß entweder die Transporteinrichtung 2 betätigt wird oder wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die Etikettiereinrichtung 6 zusammen mit der Absaugeinrichtung 5 und der Perforationseinrichtung 4 horizontal nach links verschoben werden. Die Etikettiereinrichtung 6 bzw. Saugplatte hat inzwischen ein Etikett 13 angesaugt, wobei das Etikett 13 auf der dem Sack 3 zugewandten Seite vorzugsweise mit einer selbstklebenden Beschichtung versehen ist. Die Etikettiereinrichtung 6 wird nun mit dem Etikett 13 vertikal nach unten auf den perforierten Bereich des Sackes 3 aufgedrückt und aufgeklebt, so daß der Sack 3 wieder dicht verschlossen und gleichzeitig mit einem Etikett versehen ist.
Wie dies Fig. 4 zeigt, kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, daß ein entsprechend entlüfteter und wieder verschlossener Sack 3 nachfolgend noch in einen Außensack eingefüllt wird, wozu der Sackentlüftungsvorrichtung 1 eine Umsackvorrichtung 14 nachgeschaltet ist. Diese Umsackvorrichtung 14 weist zunächst eine aufsteigende Transporteinrichtung 15 auf, welche in Transportrichtung gesehen hinter der Transporteinrichtung 2 angeordnet ist und vorzugsweise ebenfalls als Gurtförderer ausgebildet ist. Diese Transporteinrichtung 15 endet im Bereich der Umsackvorrichtung 14 im Bereich von vorzugsweise zwei gegeneinander verfahrbaren Klemmgurtförderern 16, welche einen von der Transporteinrichtung 15 angeförderten Sack 3 aufnehmen können. Diese Klemmgurtförderer 16 sind um eine Horizontalachse in Richtung des Pfeiles 17 derart schwenkbar, daß der ergriffene Sack 3 in aufrechter Position senkrecht gestellt werden kann. Unterhalb dieser Klemmgurtförderer 16 ist in der Umsackvorrichtung 14 ein Außensackhalter 18 vorgesehen, in welchem jeweils ein oben offen gehaltener Außensack 19 angeordnet wird, in den von den Klemmgurtförderern 16 der jeweils ergriffene Sack 3 eingegeben wird. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß der Antrieb der Klemmgurtförderer 16 reversiert wird oder daß die Klemmgurtförderer 16 auseinandergefahren werden und somit den Sack 3 freigeben. Als Außensack 19 wird beispielsweise ein Umsack aus Papier oder Polypropylen-Bändchengewebe eingesetzt.
Da die der Umsackvorrichtung 14 zugeführten Säcke 3 nahezu vollständig entlüftet worden sind und somit nur mit dem Schüttgut mit einem bestimmten Gewicht gefüllt sind, ist das Volumen des jeweiligen Sackes 3 exakt und reproduzierbar vorgegeben, so daß Außensäcke verwendet werden können, die so dimensioniert sind, daß der Innensack 3 jeweils genau in den Außensack hineinpaßt, derart, daß der Außensack 19 eng am Innensack 3 anliegt und somit eine besonders stabile Verpackungseinheit bildet.