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HINTERGRUND
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Beutels mit einem wiederverschließbaren Reißverschluß. Das U.S.Patent
Nr. 4909017, ausgestellt an McMahon und Mitarbeiter, ist ein Beispiel
für eine
konventionelle Vomchtung zur Herstellung eines wiederverschließbaren Beutels,
wobei Verschlußstreifen
an einer kontinuierlichen Länge
der Folie gesichert werden, die dann zu einem Schlauch und zu einer
Reihe von fertiggestellten wiederverschließbaren Beuteln geformt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die Erfindung stellt ein Verfahren
und eine Vorrichtung bereit, bei der eine längliche Bahn der Beutelfolie
unter einer mitlaufenden Reißverschlußaufbringungsvorrichtung
zugeführt
wird, die einen Einsetzkopf umfaßt.
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Insbesondere stellt die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines Beutels mit einem wiederverschließbaren Reißverschluß bereit,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Bereitstellen einer länglichen
Bahn der Beutelfolie mit einer Längsachse
und mit einer Breite in einer Richtung senkrecht zur Achse;
- (b) Bereitstellen eines Reißverschlußsegmentes, das
einen mit Vorsprüngen
versehenen und einen aufnehmenden Streifen des Reißverschlusses umfaßt, die
so in Eingriff kommen, daß sich
das Reißverschlußsegment
im geschlossenen Zustand befindet, wobei das Reißverschlußsegment eine Länge aufweist,
die annähernd
die Hälfte
der Breite der Bahn ist, wobei einer von dem mit Vorsprüngen versehenen
und dem aufnehmenden Streifen einen Flansch umfaßt;
- (c) Bereitstellen eines Reißverschlußeinsetzkopfes
mit einem Stützstreifen;
- (d) Einsetzen des Reißverschlußsegmentes
in den Einsetzkopf, der den Reißverschlußsegmentflansch
mit dem Stützstreifen
zwischen dem mit Vorsprüngen
versehenen und dem aufnehmenden Streifen des Reißverschlußsegmentes stützt, so
daß sich
das Reißverschlußsegment
im allgemeinen senkrecht zur Achse erstreckt, und so, daß sich das
Reißverschlußsegment
nur teilweise über
die Bahn erstreckt;
- (e) Bewegen des Einsetzkopfes und des Reißverschlußsegmentes im allgemeinen senkrecht
zur und in Richtung der Bahn;
- (f) Abdichten von einem des mit Vorsprüngen versehenen und des aufnehmenden
Streifens des Reißverschlußsegmentes
mit der Bahn;
- (g) Entfernen des Reißverschlußsegmentes
aus dem Einsetzkopf; und
- (h) Falten der Bahn über
den anderen des mit Vorsprüngen
versehenen und des aufnehmenden Streifens des Reißverschlußsegmentes
und Abdichten der Bahn daran, um so einen Beutel mit dem Reißverschluß in der Öffnung des
Beutels herzustellen.
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Vorzugsweise wird, sobald sich eine
gewünschte
Länge der
Bahn unter dem Einsetzkopf vorbeibewegt hat, die Bahnzuführung unterbrochen, und
ein Reißverschlußsegment
wird auf der Bahn mittels des Einsetzkopfes angeordnet, so daß sich das
Reißverschlußsegment
senkrecht zur Längsachse
der Bahn erstreckt. Der Reißverschlußeinsetzkopf wirkt
mit einer Abdichtungsschiene zusammen, um das Reißverschlußsegment
an der Bahn abzudichten. Nachdem das Reißverschlußsegment an der Bahn abgedichtet
ist, wird noch mehr von der Bahn unter dem Einsetzkopf zugeführt, um
das nächste Reißverschlußsegment
aufzunehmen, und das befestigte Reißverschlußsegment wird mit der sich
bewegenden Bahn weggeführt.
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Die Erfindung stellt ebenfalls eine
Vorrichtung zum Herstellen eines Beutels mit einem wiederverschließbaren Reißverschluß aus einer
kontinuierlichen Bahn der Beutelfolie bereit, die eine Längsachse
aufweist, und wobei eine kontinuierliche Länge der Reißverschlußeinheit einen mit Vorsprüngen versehenen
und einen aufnehmenden Streifen des Reißverschlusses aufweist, die
so in Eingriff gebracht werden, daß sich der Reißverschluß im geschlossenen
Zustand befindet, wobei die Vorrichtung einen Einsetzkopf aufweist,
der in einer im allgemeinen senkrechten Richtung mit Bezugnahme
auf die Bahn beweglich ist, wobei der Einsetzkopf so angepaßt ist, daß er ein
Segment der Reißverschlußeinheit
trägt, wobei
das Reißverschlußsegment
einen mit Vorsprüngen
versehenen und einen aufnehmenden Streifen und eine Länge aufweist,
die annähernd
eine Hälfte
der Breite der Bahn beträgt,
wobei der Einsetzkopf einen Stützstreifen,
der so ausgeführt
ist, daß er sich
zwischen dem mit Vorsprüngen
versehenen und dem aufnehmenden Streifen des Reißverschlußsegmentes erstreckt, und eine
Vielzahl von freibeweglichen Rollen umfaßt, die so ausgeführt sind,
daß sie das
Reißverschlußsegment
gegen den Stützstreifen halten,
wobei die Rollen so ausgerichtet sind, daß die Drehung der Rollen das
Reißverschlußsegment
in der gewünschten
Position im Einsetzkopf hält.
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Weitere charakteristische Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden den Fachleuten bei Betrachtung
der folgenden detaillierten Beschreibung, der Patentansprüche und
der Zeichnungen ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer mitlaufenden Reißverschlußaufbringungsvorrichtung,
die die Erfindung verkörpert;
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung des
mit A in 1 gekennzeichneten
eingekreisten Abschnittes;
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3 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Reißverschlußeinsetzkopfes,
der in 1 gezeigt wird;
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4 eine
vergrößerte Darstellung
des in 3 mit B gekennzeichneten
eingekreisten Abschnittes;
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5 eine
Vorderansicht des Reißverschlußeinsetzkopfes,
der in 3 gezeigt wird;
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6 eine
Schnittdarstellung längs
der Linie 6-6 in 5;
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7 eine
Seitenansicht des in 1 gezeigten
Reißverschlußmessers;
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8 die
Beutelfolie, die über
einem Reißverschlußsegment
gefaltet wird, um einen Beutel zu bilden.
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Bevor eine Ausführung der Erfindung detailliert
erklärt
wird, soll verstanden werden, daß die Erfindung in ihrer Anwendung
nicht auf Details der Konstruktion und die Anordnungen von Bauteilen
begrenzt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in
den Zeichnungen veranschaulicht werden. Die Erfindung kann ebenfalls
durch andere Ausführungen
verkörpert
oder in unterschiedlicher Weise in die Praxis überführt oder durchgeführt werden.
Es wird ebenfalls verstanden, daß die hierin verwendete Ausdrucksweise
und Terminologie für
den Zweck der Beschreibung ist und nicht als einschränkend betrachtet
werden darf. Die Verwendung von „umfassend" und „aufweisend" und deren Abwandlungen bedeutet
hierin, daß die
danach aufgelisteten Posten und deren Äquivalente ebenso wie zusätzliche
Posten eingeschlossen werden. Die Verwendung von „bestehend
aus" und deren Abwandlungen
bedeutet hierin, daß nur
die danach aufgelisteten Posten eingeschlossen werden. Die Verwendung
von Buchstaben, um die Schritte eines Verfahrens zu kennzeichnen,
bedeutet nicht, daß aufgezeigt
wird, daß die Schritte
in einer speziellen Reihenfolge durchgeführt werden sollten.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1 veranschaulicht
eine Vorrichtung 10 für
das Herstellen von Kunststoffbeuteln mit wiederverschließbaren Reißverschlüssen. Jeder
Beutel (nicht gezeigt) weist eine Breite 14, eine Länge 18 und
eine Öffnung
mit einem wiederverschließbaren Reißverschluß auf.
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2 veranschaulicht
eine Reißverschlußeinheit 22,
die in die Vorrichtung 10 eingeführt wird. Die Reißverschlußeinheit 22,
die im geschlossenen Zustand gezeigt wird, umfaßt einen ersten Flansch oder
aufnehmenden Streifen 26 mit einer oberen Fläche 30 und
einer unteren Fläche 34,
einen zweiten Flansch oder mit Vorsprüngen versehenen Streifen 38 und
einen Reißverschluß 42 zwischen
dem ersten und zweiten Flansch 26, 38. Der Reißverschluß 42 umfaßt einen
aufnehmenden Abschnitt 46, der am ersten Flansch 26 befestigt
oder zusammenhängend damit
ausgebildet ist, und einen mit Vorsprüngen versehenen Abschnitt 50,
der am zweiten Flansch 38 befestigt oder zusammenhängend damit
ausgebildet ist. Die gesamte Reißverschlußeinheit 22 wird vorzugsweise
aus extrudiertem Kunststoff hergestellt.
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Der zweite Flansch 38 umfaßt einen
ersten und zweiten Abschnitt 62, 66. Der erste
Abschnitt 62 des zweiten Flansches 38 ist entgegengesetzt
dem ersten Flansch 26 positioniert und ist im wesentlichen von
der gleichen Größe wie der
erste Flansch 26.
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Wie in 1 gezeigt
wird, wirken eine servogetriebene Rolle 70 und eine Zugrolle 74 auf
die Reißverschlußeinheit 22,
die die Reißverschlußeinheit 22 durch
eine Führung
und Führungsbahn 78 führen. Auf
diese Weise bewegt sich die Reißverschlußeinheit 22 in
einer ersten Richtung 82 durch eine Reißverschlußmesserbaugruppe 86,
wie in 1 und 7 gezeigt wird. Die Reißverschlußmesserbaugruppe 86 umfaßt eine
Scherplatte 90, die einen profilierten Schlitz 94 aufweist,
durch den sich die Reißverschlußeinheit 22 bewegt.
Die Reißverschlußmesserbaugruppe 86 umfaßt ebenfalls
ein Reißverschlußmesser 98,
das gegen die Scherplatte 90 mittels einer Tellerfeder 102 und
eines Befestigungselementes 106 gehalten wird.
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Während
sich die Reißverschlußeinheit 22 durch
den profilierten Schlitz 94 in der Scherplatte 90 bewegt,
gelangt sie in einen Reißverschlußeinsetzkopf 110.
Der Reißverschlußeinsetzkopf 110 ist
längs einer
vertikalen Linie 114 beweglich, wie in l zwischen
einer „oberen" Position 118 (in
Vollinien gezeigt) und einer „unteren" Position 122 (in
gestrichelten Linien gezeigt) gezeigt wird. Der Reißverschlußeinsetzkopf 110 befindet
sich in der oberen Position, wenn er die Reißverschlußeinheit 22 aufnimmt.
Der Reißverschlußeinsetzkopf 110,
wie am besten in 3 bis 6 zu sehen ist, weist eine
Breite 126 auf, die im wesentlichen gleich der Breite 14 des
Kunststoffbeutels ist, der nach dem Herstellungssystema 10 hergestellt
wird.
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Wie in 4 bis 6 gezeigt wird, umfaßt der Einsetzkopf 110 einen
Stützstreifen 130 mit
einer oberen Fläche 134.
Der Stützstreifen 130 ist
längs der
gesamten Breite 126 des Einsetzkopfes 110 positioniert.
Der Stützstreifen 130 besteht
vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl. Der Einsetzkopf 110 umfaßt ebenfalls
einen Hohlraum 138 längs
eines unteren Abschnittes 142 des Einsetzkopfes 110.
Der Stützstreifen 130 ist
am Einsetzkopf 110 mittels einer Vielzahl von Schrauben 146 befestigt
und erstreckt sich horizontal in den Hohlraum 138 hinein.
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Über
dem Stützstreifen 130 ist
eine Reihe von Aussparungen 150 vorhanden, wobei eine jede Aussparung
einen Paßstift
oder eine Rolle 154 aufnimmt. Jeder Paßstift 154 weist einen
Durchmesser 158 auf. Jeder Paßstift 154 ist in
seiner entsprechenden Aussparung 150 frei beweglich, so
daß der
Paßstift 154 aus
einem offenen Ende 162 der Aussparung 150 vorsteht
und auf der oberen Fläche 134 des Stützstreifens 130 aufliegt.
Der Paßstift 154 ragt
aus der Aussparung 150 über
einen Abstand heraus, der kleiner ist als der halbe Durchmesser 158 des
Paßstiftes 154 und
vorzugsweise so klein wie möglich, um
zu sichern, daß der
Paßstift 154 nicht
vollständig aus
der Aussparung 150 herauskommen wird, wenn nicht der Stützstreifen 130 aus
dem Einsetzkopf 110 entfernt wird. Die Aussparungen 150 sind
mit Bezugnahme auf eine zweite Richtung 166 (die Richtung der
Bewegung der Beutelfolie, wie nachfolgend erklärt wird) so ausgerichtet, daß die Drehungsachse 170 eines
jeden Paßstiftes 154 unter
einem Winkel 174 mit Bezugnahme auf die zweite Richtung 166 ausgerichtet
ist, wie in 6 gezeigt
wird. Die zweite Richtung 166 ist im wesentlichen senkrecht
zur ersten Richtung 82.
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Wenn sich die Reißverschlußeinheit 22 durch
den profilierten Schlitz 94 und in den Reißverschlußeinsetzkopf 110 bewegt,
verschiebt sich die untere Fläche 34 des
ersten Flansches 26 längs
der oberen Fläche 134 des
Stützstreifens 130,
und die obere Fläche 30 des
ersten Flansches 26 bewegt sich unterhalb der Paßstifte 154.
Die Paßstifte 154 liegen
daher auf der oberen Fläche 30 des
ersten Flansches 26 auf.
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Das Gewicht der Paßstifte 154 hilft
dabei, den ersten Flansch 26 gegen den Stützstreifen 130 zu
halten. Ebenfalls bewirken die Reibungskräfte zwischen der oberen Fläche 30 des
ersten Flansches 26 und den Paßstiften 154, daß sich die
Paßstifte 154 in
einer Uhrzeigerrichtung 178 drehen, wie in 5 zu sehen ist. Wegen des Winkels 174 der
Achsen 170 der Paßstifte 154 und
wegen der Reibung zwischen den Paßstiften 154 und der
oberen Fläche 30 des
ersten Flansches 26 neigen die Paßstifte 154 ebenfalls
dazu, die Reißverschlußeinheit 22 in
einer Richtung 182 (6)
senkrecht zu den Drehungsachsen 170 zu treiben, während sich
die Paßstifte 154 drehen,
wodurch gesichert wird, daß die
Reißverschlußeinheit 22 im
Reißverschlußeinsetzkopf 110 gehalten
wird.
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Mit Bezugnahme auf 4 umfaßt der Einsetzkopf 110 ebenfalls
einen elastischen Streifen 186, der längs der Breite des Einsetzkopfes 110 befestigt
ist. Der elastische Streifen 186 ist vorzugsweise ein Silikongummistreifen.
Wenn die Reißverschlußeinheit 22 in
den Einsetzkopf 110 eingeführt wird, wie es vorangehend
beschrieben wird, wird der zweite Abschnitt 66 des zweiten
Flansches 38 unterhalb des elastischen Streifens 186 positioniert.
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Wenn eine gewünschte Länge der Reißverschlußeinheit 22 durch
den profilierten Schlitz 94 in der Scherplatte 90 geführt wurde,
unterbrechen die Rollen 70, 74 die Drehung, und
das Messer 98 funktioniert bei der Reißverschlußeinheit. Wenn sich der Einsetzkopf 110 in
der oberen Position 118 befindet, wird er in nächster Nähe zur Scherplatte 90 positioniert.
Wiederum mit Bezugnahme auf 7 hält die Federwirkung
der Feder 102 das Messer gegen die Scherplatte 90 und
erzeugt daher eine Scherkraft an der Reißverschlußeinheit 22 und durchtrennt
die Reißverschlußeinheit 22.
Auf diese Weise wird ein Reißverschlußsegment
von einer Länge,
die im wesentlichen der Breite 126 des Einsetzkopfes 110 gleicht,
hergestellt, und das Reißverschlußsegment wird
im Hohlraum 138 des Einsetzkopfes 110 gehalten.
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Wie in 1 gesehen
wird, wird eine Bahn der Kunststoffbeutelfolie 194 mit
einer Längsachse 198 und
einer Breite 202 in der zweiten Richtung 166 längs der
Längsachse 198 mittels
eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) geführt. Die Länge des Reißverschlußsegmentes und die Breite 126 des Einsetzkopfes 110 sind
beide annähernd
eine Hälfte der
Breite 202 der Bahn 194. Der Einsetzkopf 110 wird
im wesentlichen über
der Breite 202 der Bahn 194 zentriert. Die Breite 202 der
Kunststoffbahn 194 ist im wesentlichen das Doppelte der
Breite 14 des Kunststoffbeutels.
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Nachdem sich eine gewünschte Länge der Bahn 194,
die annähernd
der Länge 18 des
Kunststoffbeutels gleich ist, unter dem Reißverschlußeinsetzkopf 110 bewegt,
unterbricht der Antriebsmechanismus die Zuführung der Bahn 194,
und die Bahn kommt zum Stillstand. Danach wird der Einsetzkopf 110 in
die untere Position 122 bewegt, wo er in nächster Nähe zur Bahn 194 ist.
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Wie am besten in 4 zu sehen ist, wird ein Zylinder oder
eine Abdichtungsschiene 210 unterhalb der Bahn 194 positioniert
und erstreckt sich über eine
Länge (nicht
gezeigt) im wesentlichen gleich der Breite 126 des Einsetzkopfes 110.
Der Zylinder 210 weist eine heiße Oberfläche 214 auf. Der Zylinder 210 ist
mit dem elastischen Streifen 186 des Einsetzkopfes 110 ausgerichtet
und längs
einer vertikalen Linie 218 zwischen einer Eingriffsposition
(nicht gezeigt), bei der der Zylinder 210 einen Abschnitt
der Bahn 194 gegen den elastischen Streifen 186 zusammendrückt, und
einer Außereingriffsposition 222 (in 4 gezeigt) beweglich, bei
der der Zylinder 210 gestattet, daß sich die Bahn 194 zwischen
dem Zylinder 210 und dem Einsetzkopf 110 bewegt.
Während er
sich in der Eingriffsposition befindet, erwärmt die heiße Oberfläche 214 die Bahn 194 und
einen zweiten Abschnitt 66 des zweiten Flansches 38,
und der Zylinder 210 preßt die Bahn 194 und
den zweiten Abschnitt 66 gegen den elastischen Streifen 186,
wodurch bewirkt wird, daß die
Bahn 194 mit dem zweiten Abschnitt 66 des zweiten
Flansches 38 verschmilzt. Auf diese Weise wird das Reißverschlußsegment
an der Bahn 194 senkrecht zur Längsachse 198 der Bahn
befestigt.
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Wir ermittelten, daß ein elastischer
Streifen am besten für
das Sichern einer zuverlässigen
Abdichtung längs
der gesamten Länge
des Reißverschlußsegmentes
zwischen der Bahn 194 und dem zweiten Abschnitt 66 des
zweiten Flansches 38 funktioniert. Es ist ebenfalls möglich, eine
gute Abdichtung zwischen der Bahn 194 und dem Reißverschlußsegment
bei Verwendung eines nichtelastischen Streifens aus Metall oder
einer anderen harten Substanz zu erhalten, aber eine derartige Abdichtung kann
nicht als zuverlässig
und übereinstimmend
damit erhalten werden, als wenn ein elastischer Streifen verwendet
wird.
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Nachdem die Bahn 194 mit
dem zweiten Flansch 38 des Reißverschlußsegmentes verschmolzen wurde,
wird der Einsetzkopf 110 in die obere Position 118 angehoben,
und die Bahn 194 wird in der zweiten Richtung 166 mittels
des Antriebsmechanismus weiterbewegt. Während der Einsetzkopf 110 angehoben
und die Bahn 194 weiterbewegt wird, wird das Reißverschlußsegment
vom Stützstreifen 130 weg
und unter den elastischen Streifen 186 gezogen und durch
die Bahn 194 weggetragen.
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Der vorangehend beschriebene Vorgang wiederholt
sich dann, wobei eine weitere Länge
der Reißverschlußeinheit 22 in
den Einsetzkopf 110 geführt
und mit dem Messer 98 geschnitten wird, um ein Reißverschlußsegment
herzustellen, das im Hohlraum 138 des Einsetzkopfes 110 gehalten
wird. Die Bahn 194 wird wiederum in der zweiten Richtung 166 über einen
Abstand weiterbewegt, der der Länge 18 des Kunststoffbeutels
gleich ist, und der Einsetzkopf 110 wird in eine Position 122 abgesenkt,
die sehr nahe an der Bahn 194 ist. Der Zylinder 210 wird
wiederum in die Eingriffsposition angehoben, wo Wärme und
Druck auf die Bahn 194 angewandt werden, wodurch das Reißverschlußsegment
mit der Bahn 194 verschmilzt. Der Einsetzkopf 110 hebt
sich wiederum, und die Bahn 194 trägt wiederum das Reißverschlußsegment
weg.
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Nachdem das Reißverschlußsegment an der Bahn 194 befestigt
ist, wird die Bahn 194 mittels des Antriebsmechanismus
in eine konventionelle vertikale Form-, Füll- und Abdichtmaschine (nicht
gezeigt) bewegt, wo die Bahn 194 über das Reißverschlußsegment gefaltet (teilweise
in 8 gezeigt) und am ersten
Flansch 26 abgedichtet wird, um den Beutel zu bilden, der
dann mit dem Produkt gefüllt
wird, und wobei die Oberseite des Beutels für den Versand abgedichtet wird.
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Die vorangehende Beschreibung sollte
mit Bezugnahme auf die Ausrichtung des mit Vorsprüngen versehenen
und des aufnehmenden Abschnittes 50, 46 des Reißverschlusses 42 nicht
als einschränkend
betrachtet werden. Das vorangehend beschriebene Verfahren zum Befestigen
der Reißverschlußeinheit 22 an
der Bahn 194 wird gleichermaßen gut funktionieren, wenn
der mit Vorsprüngen
versehene Abschnitt 50 des Reißverschlusses 42 am
ersten Flansch 26 befestigt wird, wodurch der erste Flansch 26 zum
mit Vorsprüngen
versehenen Flansch wird, und der aufnehmende Abschnitt 46 des
Reißverschlusses 42 am
zweiten Flansch 38 befestigt wird, wodurch der zweite Flansch 38 zum
aufnehmenden Flansch wird.