Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Befüllung von Säcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung und Befüllung von Säcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Säcke werden unter anderem von so genannten "Form, Fill and Seal"-Maschinen (im Folgenden FFS-Maschinen) hergestellt.

Eine Art an FFS-Maschinen zeigt die Patentschrift US 6,428,456 B1, die bei der Herstellung von Beutel von einer flexiblen, flachen Bahn ausgeht, die über eine Ziehschulter, welche am oberen Ende eines Rohres angeordnet ist, zunächst zu einem offenen Schlauch zusammengelegt wird. Um einen dauerhaften Schlauch zu bilden, sind die überlappenden Seitenbereiche der Bahn miteinander zu verschweißen. Unterhalb des Rohres wird in einem weiteren Bearbeitungsschritt der Boden des späteren Beutels gebildet, indem eine Querverschlussnaht angebracht wird. Dann wird der Beutel durch das Rohr befüllt, verschlossen und vom nachfolgenden Schlauch abgetrennt. Diese Art der Herstellung wird vor allem zum Abfüllen von geringen Produktgewichten verwendet, wie sie typisch für die Nahrungsmittelindustrie sind.

Die Maschinen, mit der sich die vorliegende Erfindung beschäftigt und welche unter anderem in den Druckschriften DE 199 33 486, EP 534 062, DE 44 23 964, DE 199 20 478 A1 und DE 199 36 660 A1 gezeigt sind, verfügen über Abwicklungsvorrichtungen, auf denen bereits vorgefertigte Schläuche gespeichert sind. Von diesen Abwicklungsvorrichtungen wird der Schlauch abgewickelt und zu Schlauchstücken vereinzelt. In weiteren Arbeitsgängen werden in der Regel Schlauchböden gebildet, Füllgut in den entstandenen Sack gefüllt sowie der Sack verschlossen. In der Regel wird mit diesen Maschinen Schüttgut abgefüllt.

In der Regel werden zur Verarbeitung an den FFS-Maschinen durch Blasfolienextrusion Folienschläuche gebildet, deren Format (hier deren Umfang) mit dem des gebildeten Sackes übereinstimmt. Diese Vorgehensweise führt jedoch dazu, dass schon an den Extrusionsanlagen relativ häufig teure Formatwechsel vorgenommen werden müssen, um unterschiedliche Sackformate realisieren zu können. Darüber hinaus sind die zur Sackbildung benötigten Formate relativ klein und lassen sich relativ unwirtschaftlich erzeugen. Blasfolienanlagen größeren Formats erzeugen gleiche Folie zu geringeren Kosten pro Flächeneinheit.

Daher ist des Öfteren versucht worden, zunächst sehr breite Folienbahnen durch Flachfolienextrusion oder durch Blasfolienextrusion an Anlagen großen Formats herzustellen, wobei in der Regel, ebenfalls in erster Linie aus Kostengründen, Blasfolienextrusionsanlagen bevorzugt wurden. Die entstandenen Folienschläuche oder Folienbahnen großen Formats wurden dann durch formatgerechtes Schneiden zu Flachfolienbahnen weiter verarbeitet.

Daraufhin wurde eine dieser flachgelegten Folienbahnen zu einem Schlauch zusammengelegt und durch eine Längsschweißnaht zu einem Schlauch verbunden. Der Einsatz der dargestellten Maschinen beschränkt sich jedoch in erster Linie auf industrielle Anwendungen, wie die Absackung von Farbstoffen, Kunststoffgranulat, Düngemittel und andere Massengüter.

Konsumgüter, die über den Einzelhandel vertrieben werden, werden in aller Regel in höherwertigen Säcke transportiert und vertrieben. So ist es zum Beispiel bekannt, Seitenfaltenbeutel oder -säcke aus Schlauchstücken herzustellen, welche aus mehreren Folienabschnitten gebildet sind. In der Regel werden zu diesem Zweck die Ränder der jeweiligen Folienabschnitte miteinander verschweißt. Dieser Vorgang wird zwischen Schweißbacken vorgenommen, die das zu verschweißende Material während des Schweißvorgangs arretieren.

In der Regel werden auf diese Weise bereits Schlauchstücke hergestellt, deren Länge der der späteren Säcke entspricht. In anderen Fällen werden die gebildeten Schlauchstücke direkt nach ihrer Herstellung auf die spätere Sacklänge gebracht und in vereinzelter Form Sackbildungs- und Befülleinrichtungen zugeführt. Diese Art der Bildung hochwertiger Säcke ist zum Beispiel im Petfood-Bereich wohlbekannt. Hier wird auf Seitenfaltensäcke Wert gelegt, die an jeder ihrer Außenfalten über Kantennähte verfügen. Diesen Säcken wird eine größere Stabilität, insbesondere aber ein besseres Aussehen nachgesagt. In der Regel werden diese Säcke hergestellt, indem zunächst ein Schlauch durch eine Längsschweißung von Flachfolie hergestellt wird. Dieser Schlauch wird zu Schlauchstücken vereinzelt und mit weiteren Längsschweißnähten beaufschlagt.

Allerdings ist sowohl der Transport vereinzelter Schlauchstücke als auch das spätere Einbringen derselben in einen Sackbildungs- und Befüllungsprozess aufwändig. Dieses erfolgt in der Regel mit Rotationsanlegern oder anderen Saugvorrichtungen, welche die Schlauchstücke einzeln greifen und der Sackbildungsvorrichtung zuführen. Solche Vorrichtungen sind teuer und störungsanfällig.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein FFS-Verfahren und eine FFS-Vorrichtung vorzuschlagen, nach dem beziehungsweise mit der kostengünstige Säcke herstellbar und befüllbar sind, die eine größere Stabilität aufweisen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das schlauchförmige Material in der Sackbildungsvorrichtung mit Längsnähten versehen wird, die sich zumindest über einen großen Teil der Säcke erstrecken, während sich das schlauchförmige Material noch im flachliegenden Zustand befindet.

Der Begriff Nähte oder Längsnähte ist in diesem Zusammenhang als Oberbegriff für Verbindungsnähte und alle weiteren Nähte, wozu auch die Kantennähte zählen, zu verstehen, wobei insbesondere die Kantennähte eben nicht die Aufgabe haben, die Stoßstellen von Flachfolien zusammenzuhalten wie Verbindungsnähte. Die Funktion der Kantennähte besteht in der dargestellten Stabilisierung des Sackes, die insbesondere die Ausprägung einer annähernd quaderartigen Form in seinem befüllten Zustand unterstützt und damit das Stapeln solcher Säcke erleichtert.

Um nun das schlauchförmige Material zu Säcken zu verarbeiten, ist es vorteilhaft, zunächst Sackböden durch Querschweißungen zu bilden. Querschweißungen lassen sich besonders einfach am noch schlauchförmigen Material bilden, da dieses Material noch an verschiedenen Stellen von Greifern oder Zangen oder ähnlichen Haltemitteln ergriffen werden kann.

Aus gleichem Grund bietet es sich an, auch die Längsnähte zu bilden, bevor das Material zu Schlauchstücken vereinzelt wird. Dabei kann das Bilden der Längsnähte noch vor dem Bilden der Querschweißnähte erfolgen. Zudem kann das schlauchförmige Material vor oder nach dem Bilden der Längsnähte mit Diagonalabschweißungen versehen werden, welche an den späteren Säcken so genannte Eckabschweißungen bilden, die die Stabilität der Säcke weiter erhöhen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Säcke in der Sackbildungsvorrichtung auch befüllt werden. Ein Schlauchstück, welches zum Zwecke der Bildung von Längs- oder Quernähten durch Haltemittel gehalten wird, kann von diesen oder weiteren Haltemitteln einer Füllvorrichtung zugeführt werden. Das zeitintensive Ablegen, Speichern und Wiederaufnehmen der Schlauchstücke entfällt damit. Den Transport durch die Sackbildungsvorrichtung übernehmen dabei vorteilhafterweise als Greifer ausgeführte Haltemittel. Die Greifer können jeweils paarweise vorhanden sein, wobei sie die Schlauchstücke seitlich im Bereich des oberen Randes umgreifen. Dabei kann es nötig sein, das Schlauchstück von einem Greiferpaar zu einem anderen Greiferpaar zu übergeben. Zu diesem Zweck sind Transferpositionen vorgesehen, an denen kurzzeitig beide Greiferpaare das Schlauchstück halten.
Der Transport der Schlauchstücke oder der Säcke erfolgt dabei zumindest zur Hälfte in horizontaler Richtung, d. h. dass bei jeder Bewegung der Schlauchstücke oder der Säcke die horizontale Strecke die vertikale Strecke übertrifft.

In der Sackbildungsvorrichtung kann das schlauchförmige Material während der Stillstandsphasen des intermittierenden Transportes mit Längsnähten versehen werden. Grundsätzlich können Längsnähte auch während des Transportes des schlauchförmigen Materials angebracht werden, jedoch können in erstem Fall die Längsnähte über verschiedene Zeiträume gebildet werden, wobei die Zeiträume zwar nach oben durch die reziproke Taktgeschwindigkeit begrenzt, aber ansonsten variabel sind. Werden die Längsnähte beispielsweise durch Schweißungen gebildet, kann die Schweißdauer, etwa in Abhängigkeit von der Materialstärke, gewählt werden.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Die der gegenständlichen Beschreibung zugrunde liegenden Figuren zeigen:

Fig. 1.:

eine Vorrichtung zum Herstellen und Befüllen von Säcken, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt.

Fig. 2.:

einen Querschnitt eines schlauchförmigen Materials, das mit Längsnähten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren versehen wurde.

Fig. 3.:

einen Querschnitt eines weiteren schlauchförmigen Materials, das mit Längsnähten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren versehen wurde.

Diese Vorrichtung 1 umfasst einen Tragarm 2, auf welchem ein Wickel 3 mit schlauchförmiger Folie 4 aufliegt. Die schlauchförmige Folie 4 weist 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 und das Vorschubrollenpaar 15 sorgen insgesamt auf an sich bekannte Weise dafür, dass die schlauchförmige Folie 4 auf ihrem weiteren Transportweg taktweise intermittierend weiterbewegt wird. Im weiteren Verlauf durchläuft die schlauchförmige Folie 4 eine Station 28 zum Anbringen von Längsnähten. Auf nicht näher dargestellte Weise werden an den Außenkanten der Seitenfalten der schlauchförmigen Folie 4 Längsnähte angebracht, wobei die Arbeitslänge der Station 28 zumindest die Länge der späteren Säcke aufweist. Die Längsnähte werden in der Regel durch Anbringen von Schweißungen während der Stillstandsphasen des intermittierenden Transports erzeugt. Über weitere Transportwalzen 8 wird die mit Längsnähten versehene schlauchförmige Folie 4 zu einer Eckabschweißstation 11 und einer Kühlstation 12 gefördert.

Mit dem Vorschubrollenpaar 15 wird die schlauchförmige Folie 4 durch die Schweißbacken 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 in der Querschweißstation 13 eine Querschweißung angebracht, welche den Boden des im nächsten Arbeitstakt der Vorrichtung 1 zu bildenden Schlauchstücks 18 darstellt. Die Bodenherstellung kann 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. Dort wird das Schlauchstück 18 an stationäre Greifer 21 übergeben und von den Saugern 22 geöffnet, so dass das Füllgut, welches durch den Füllstutzen 23 geleitet wird, in das Schlauchstück 18 gelangen kann. Das Schlauchstück liegt dabei mit seinem unteren Ende auf einem Transportband 24 auf, so dass das Schlauchstück 18 während des Befüllvorganges nicht übermäßig entlang seiner Längskanten belastet wird. Weitere Greifer 25 befördern das befüllte Schlauchstück zur Kopfnahtschweißstation 26, in der das Schlauchstück 18 mit einer Kopfschweißnaht 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 wird von dem Transportband 24 aus der Vorrichtung 1 heraus geführt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen Querschnitte durch schlauchförmige Materialien 4, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Längsnähten versehen wurden. Das in der Fig. 2 gezeigte Material 4 wird in der Regel als Schlauchfolie produziert und nach dem Versehen mit Seitenfalten 30 zu einem Wickel 3 aufgewickelt. In der Station 28 zum Anbringen von Längsnähten wurde das schlauchförmige Material 4 an seinen Außenkanten 31 mit Kantennähten 29 versehen. Das in Fig. 3 gezeigte schlauchförmige Material 4 unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten Material 4 durch eine Längsnaht 32, mit welcher die beiden Randbereiche einer Flachfolie zwecks Bildung eines Schlauches miteinander verbunden werden. In der Regel erfolgt das Verbinden durch Verschweißen, jedoch werden in der Praxis auch andere Fügeverfahren wie das Siegeln oder das Aufbringen von Klebstoffen oder Holtmelt angewandt. Nach der derartigen Bildung eines schlauchförmigen Materials 4, das ebenfalls mit Seitenfalten 30 versehen werden kann, wird das schlauchförmige Material 4 zu einem Wickel aufgewickelt. Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung zum Herstellen und Befüllen von Säcken 2 Tragarm 3 Wickel 4 Folie 5 Transportwalze 6 Umlenkwalze 7 Transportwalze 8 Transportwalze 9 Hebel 10 Kolben-Zylinder-Einheit 11 Eckabschweißstation 12 Kühlstation 13 Querschweißstation 14 Parallelogrammanordnung 15 Vorschubrollenpaar 16 Querschneidestation 17 Greifer 18 Schlauchstück 19 Greifer 20 Füllstation 21 Stationärer Greifer 22 Sauger 23 Füllstutzen 24 Transportband 25 Greifer 26 Kopfnahtschweißstation 27 Sack 28 Station zum Anbringen von Längsnähten 29 Kantennähte 30 Seitenfalten 31 Außenkanten 32 Längsnaht