説明

形成・充填・密封機械及び袋を製作し袋に充填し袋を閉じる方法

本発明は、半完成品(5)から袋(1)を製作し、袋に充填してこれらを密封する形成・充填・密封機械(2)であって、複数の処理ステーション(4,7,9,12)を有する機械に関する。少なくとも1つの群(3)に属する少なくとも2つの処理ステーション(4,7,9,12)が、袋(1)の搬送方向(z)において水平面(x,y)内で全体として直線的に連続して配置されている。袋(1)又は半完成品(5)を搬送手段によって処理ステーション(4,7,9,12)相互間で搬送することができ、搬送手段が、一般に把持手段(10,11,21,22)を有する。本発明は、少なくとも1つの処理ステーションから成る少なくとも1つの第2の群(20)が、袋(1)の処理方向(z)において水平面(x,z)内で第1の群(3)の後ろに直線的には配置されていないことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、形成・充填・密封機械及び袋を製作し、袋に充填し、そして袋を閉じる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の機械は、先行技術で知られており、種々の技術分野で用いられている。これら機械は、袋の「形成(Form)」、袋の「充填(Fill)」及び袋の「密封(Seal)」を行うために用いられる。かくして、「形成・充填・密封機械」についてFFSという用語は、これら機械に関して独語圏内でも用いられている。これら機械の効率的且つ自動化された形態は、特に、プラスチックチューブを巻出しステーションから巻き出し、このプラスチックチューブに横方向溶接プロセスを実施し、横方向溶接部を備えたチューブを分離して袋(横方向溶接部を備えたチューブ片)を形成し、袋を開き、袋に充填材料を含む充填パイプを充填し、袋を閉じ、密封した袋の開口部に袋を密封する別の横方向溶接部を提供し、完成した充填状態の袋を適当なパレット又は搬送手段、例えばコンベヤベルト上に配置する。
【0003】
別個独立の処理ステーションが、上述の処理ステップの各々に又は上述した少なくとも複数の処理ステップに割り当てられる場合が多い。この場合、適当な搬送手段が設けられるべきである。巻出しプロセスが処理ステーションであると考えられる場合、管を巻き出しステーションから横方向溶接及び分離ステーションに運ぶ搬送手段は、通常、代表的なチューブ搬送手段、例えば案内ローラを有する。袋の分離に続き、通常把持手段を含む比較的非標準型の搬送手段が必要である。というのは、袋は、一般に、これらの端部が把持され、開かれたままの状態で搬送されるからである。袋の密封端部は、通常、下方に垂れる。個々のグリッパ又は対をなすグリッパが、通常、把持手段として用いられる。
【0004】
この種の機械は、例えば欧州特許第1201539(B1)号明細書に開示されている。袋又は半完成品をこの特許文献に記載された機械で搬送し又は製作する仕方、個々の処理ステーションの順序及びこの機械で袋を製作し、袋に充填し、そして袋を密封する仕方は、この特許文献の内容を理解する上で必要不可欠であり、この特許文献を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【0005】
この種の機械を用いて袋を非常に迅速な順序で製作し、そしてこれらに充填することができる。上述の特許文献に記載された機械では、全ての処理ステーションは、少なくとも袋又は半半製品が処理ステーションに送り出される時点では、袋の処理方向において水平面内で互いに対して全体として直線的に配置されている。水平面は、通常、機械が設置されるホールフロアに相当している。例えば欧州特許第1201539(B1)号明細書に開示されていて、チューブ巻出しステーションを備えた最新型の機械の場合にこの平面を機能的な観点で定めるもう1つの手段は、巻出しステーションの軸線及びチューブの引き取り方向から延びる平面である。この区別が重要でないということはない。というのは、上述の特許文献及び更に米国特許第6,401,439号明細書に記載された種々の処理ステーションを垂直方向に互いに間隔を置いて配置できるということが承認されなければならないからである。
【0006】
この種の機械の保守費及び運転費の削減は、機械設計者のずっと取り組んでいる仕事であり、又、本発明の基礎をなしている。
【0007】
直線的に連続して配置された処理ステーションを有するこの種の機械を作動させたり維持したりする能力を増大させることができるということが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】欧州特許第1201539(B1)号明細書
【特許文献2】米国特許第6,401,439号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、本発明の目的は、少なくとも1つの処理ステーションを含む少なくとも1つの第2の群が、袋(1)の処理方向(z)において水平面(x,z)内で第1の群(直線的に連続して配置された処理ステーションを含む)の後ろに直線的には配置されないという特徴により達成される。
【0010】
この場合、真っ直ぐな搬送ラインを或る程度まで遮る「曲がり部」又は横方向搬送手段のすぐ隣りに位置する処理ステーションの接近性が特に増大する。
【0011】
真っ直ぐな搬送ラインのこの中断は、特に、2つ以上の処理ステーションを含む第2の群が第1の直線的に配置された処理ステーション群及び「直線」の中断箇所に続く場合に有用である。これにより、複数の処理ステーションの接近性が増大する。真っ直ぐな処理ステーションの配置状態は、この場合も又、この第2の群内で行われるのが良い。
【0012】
真っ直ぐな搬送ラインの中断が横方向搬送により実施されると有利であり、横方向搬送は、先の直線的搬送に実質的に垂直に行われる。しかしながら、他の角度も実現可能であり、これら他の角度は、本発明の意味の範囲内において横方向搬送の定義に含まれる。というのは、例を挙げて説明すると、30°の搬送方向の変化の結果として又、当然のことながら、ベクトル方向に横方向成分を含む横方向搬送が生じるからである。
【0013】
「横方向搬送」という用語は、処理ステーション相互間における袋又は袋コンポーネント及び半完成品(これら用語は、本明細書においては区別なく用いられる場合が多く、「袋」という用語は、他のこれら2つの用語を含む場合が多い)の搬送を示唆するものである。「横方向搬送」という用語は、処理ステーション全体の搬送を意味しているわけではない。また、処理ステーション全体の搬送の結果として、当然のことながら、機械フレームに対するそれぞれの処理ステーション内に存在している袋の搬送及び横方向搬送が生じる場合がある。これは、本明細書における「横方向搬送」という用語によって示される搬送ではない。
【0014】
特に、充填ステーションの重量に起因して、充填ステーションの搬送は、価値のあるものではないことが判明した。
【0015】
本発明は、主として、静止状態の処理ステーションを利用しており「袋搬送」は、或る1つの処理ステーションから次の処理ステーションへの袋の運搬を意味するものと理解されたい。この場合も又、少なくとも1つの群を90°の角度をなして横方向搬送手段に連結するのが良い。
【0016】
「少なくとも1つの第2の群」という用語における言葉の選択にあたっては、当然のことながら、少なくとも2つ、3つ又は4つのかかる第2の群も又意図されており、かくして、第1の群及び第2の群のモジュール化構造が示唆されていることが表されている。複数の第2の群は、これが処理ステーションから成り、これら処理ステーションの作動速度が第1の群に属する処理ステーションの作動速度よりも低い場合に特に有利である。作動速度におけるかかる明確な差は、例えば、ほこりっぽい品物を充填する場合に充填ステーションとその上流側に配置されたステーションとの間で結果的に生じる。というのは、ほこりっぽい品物は、可能な充填速度を減少させるからである。ほこりっぽい品物の例は、セメントや二酸化チタンである。これら物質は、充填要素から袋の底部に自由落下すると、これら物質は、多量のほこりを生じさせるので、機械ホールの清浄度、機械の機能及び特に袋の開口部の付近でのフィルムの溶接性が相当の悪影響を受ける。充填されて密封された袋の中に残っている空気は又、これら充填材料の場合に問題を提起する。
【0017】
したがって、充填材料へのほこり及び空気の同伴を減少させる種々の手段が、検討され、これらは、欧州特許出願公開第1459981(A1)号明細書にも部分的に記載されおり、次の通りである。
−ほこりまみれの品物を袋に入れて運搬するスクリューコンベヤ、
−充填されるべき袋の底部と運搬手段の出口開口部との間の相対距離を変化させる昇降手段、
−充填プロセス中、運搬手段の出口開口部と袋の充填レベルとの間の距離を調節する制御手段、
−充填プロセス中及び(又は)充填プロセス後に空気を袋から抜き出す吸引手段、
−充填プロセス中及び(又は)充填プロセス後に袋を揺すぶる振動装置。
【0018】
これら手段のうちの少なくとも一部分は、例えば本明細書に組み込んだ上述の欧州特許第1201539(B1)号明細書に記載された装置と比較して充填速度をかなり減少させる。
【0019】
したがって、幾つかの充填ステーションを機械内に設けることが有利である。したがって、本発明の技術背景の内容とは対照的に、直線搬送は、横方向溶接又は分離ステーション後に遮られる。袋の充填後、複数の充填ステーションにより充填された袋は、再び、共通の処理ステーションに送られるのが良い。かくして、袋は、共通のステーションか充填ステーションに個々に割り当てられたステーションかのいずれかで密封、そして溶接可能である。
【0020】
また、中間又は移送ステーションを有利には、横方向搬送と関連して且つ作動速度の理由で配置するのが良いことが理解された。かかるステーションは、把持手段を有し、通常、機械サイクルの一部分の間、袋を保持する。このステーションは、横方向搬送手段の前に又はその後に配置されるのが良い。これらグリッパは又、袋搬送方向の運動を行うことができる。
【0021】
本発明の追加の例示の実施形態は、具体的な実施形態及び特許請求の範囲の記載に基づいている。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の機械の第1の例示の実施形態の平面図である。
【図2】本発明の機械の第1の例示の実施形態の側面図である。
【図3】中間ステーションを有する本発明の機械の第2の例示の実施形態の平面図である。
【図4】中間ステーションを有する本発明の機械の第2の例示の実施形態の側面図である。
【図5】第1の例示の実施形態においてグリッパを用いる長手方向搬送状態を示す図である。
【図6】中間ステーションを有する第2の例示の実施形態におけるグリッパを用いる長手方向搬送状態を示す図である。
【図7】各々が中間ステーションを含む2つの第2の処理ステーション群を有する本発明の機械の第3の例示の実施形態の平面図である。
【図8】袋の搬送中、袋の向きを示すために中間ステーションを有する第2の例示の実施形態におけるグリッパを用いる長手方向搬送状態を示す図である。
【図9】「締め付け状態」の袋開口部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図1〜図4及び図7は、本発明の機械2のスケッチを示しており、これらスケッチでは、搬送手段6,10,11,12,21,22及び個々の処理ステーション4,7,9,12,13は、様式化された形態で示されているに過ぎない。これらコンポーネントの詳細な説明は、上記において数回引用し、本明細書の一部とした欧州特許1201539(B1)号明細書、欧州特許出願公開第1459981(A1)号明細書及び米国特許第6,401,439号明細書に与えられており、これら最後の2つの特許文献も同様に、上述されており、この点に関し細かい説明及び図を含む。
【0024】
この説明は、特に、グリッパ及びグリッパ対10,11並びにこれら10,11が機械2を通って袋1を搬送する仕方及び方法(とりわけz)についても当てはまる。欧州特許第1201539(B1)号明細書の関連通路は、この特許文献の範囲内で本明細書に明示的に組み込まれている。最新式の機械で袋を搬送する決定的な要因は、上述の把持手段10,11又は21,22を用いたステーションからステーションへの既に分離された袋(底部シームを備えたチューブ片)の確実なサイクル運搬である。把持手段は、通常、搬送方向zにおける直線的搬送(当然のことながら、x方向における横方向搬送を除く)を達成する。例えば欧州特許第1201539(B1)号明細書に記載された最新式の機械では、グリッパ又はグリッパ対10,11は、袋開口部をその端部のところで把持する。袋開口部を締め付けると、袋は、互いに接触し、このようにする際、袋は、搬送方向zと直角をなし、即ち、これら袋は、x方向に差し向けられる。
【0025】
同じことは、巻出しプロセス後又は巻出しプロセス中におけるチューブ5の運搬方向(z)及びその壁の向き(x方向)についても当てはまる。
【0026】
図1及び図2は、特に処理ステーションの順序を指摘することを狙いとしている。プラスチックチューブ5がロール6から巻き出される巻出しステーション4のところの巻出しプロセスの実施後、横方向溶接がチューブ5に対して行われ、チューブ5は、横方向分離切れ目によって分離される。最後の2つの処理ステップは、横方向溶接及び分離ステーション7で行われる。
【0027】
次に、横方向搬送が把持手段の助けを借りて行われ、かかる把持手段は又、x方向の運動を行うことができる。グリッパは、図に矢印8で概略的に示されているに過ぎない。横方向搬送に続き、チューブ5は、充填ステーション9に達し、このステーションにおいて、袋1への充填が行われる。
【0028】
次に、袋は、密封ステーション12で密封され、このステーションでは、袋の頂部シームが通常、別の横方向溶接プロセスで形成される。図3及び図4は、中間又は移送ステーション13が、横方向分離ステーション7と充填ステーション9との間に設けられたFFS機械の別の構造を示している。図示の場合、中間又は移送ステーション13は、処理ステーション4,7から成る第1の群とちょうど同様、処理ステーション9,12から成る第2の群に割り当てられ、これら処理ステーションは、この場合、袋の搬送方向zにおけるx座標及びz座標により形成される水平面内に直線的に連続して配置されている。かくして、図示の2つの例示の実施形態では、処理ステーション4,7の第1の群は、これ又ひとまとめに袋製造区分3と呼ばれるコンポーネント4,7を含み、これらコンポーネントは、頂部に向かって開口した袋を製作する。
【0029】
追加の処理ステーション、例えば充填材料を押し固める振動ステーション及び(又は)充填状態の袋の次の搬送及び支持を行うためのコンベヤベルトは、図示されていないが、本発明の意味の範囲内において処理ステーションであると考えることができる。
【0030】
グリッパ10,11が、中間ステーションの機能を明確にするために図5及び図6に示されている。グリッパ10,11は、袋1を充填ステーション9の付近で保持し、これらを先へ搬送する搬送手段である。かくして、袋は、図5に矢印8で象徴的に示された横方向搬送装置により充填ステーション9に送られる。この目的のため、横方向搬送装置は、x方向における袋の横方向搬送を行う適当な把持手段(図示せず)を有する。
【0031】
中間ステーション13を有する別の例示の実施形態が、図6に示されている。この場合、横方向搬送装置8は、先ず最初に、袋1を一対のグリッパ21,22に送る。次に、これら2つのグリッパは、袋1をこれ又矢印18で示されている袋搬送方向zに搬送する。この対をなすグリッパ21,22による搬送の結果として、袋1は、充填ステーション9の領域に達し、この充填ステーションにおいて、他の対をなすグリッパ10,11が再び袋1を図5に示す仕方と同一の仕方で先へ搬送する。
【0032】
何回も上述したように、例えば欧州特許第1201539(B1)号明細書に記載された最新式のFFS機械の袋1又は袋コンポーネントの搬送の一特徴は、袋を図8に示す仕方で搬送する対をなすグリッパ又は実際には個々のグリッパ10,11,21,22の使用にあり、即ち、かかる機械(例えば、欧州特許第1201539(B1)号明細書の機械)では、グリッパ又は対をなすグリッパ10,11は、袋開口部の端部23,24を把持する。袋開口部を締め付けると、袋壁25,26は、互いに接触し、搬送方向zと直角をなしてx方向に沿って延びる。
【0033】
図9は、この場合も又、「締め付けられた」袋開口部の平面図により最後に述べた用語の意義を説明している。図9は、目で見て分かりやすくするために2つの袋壁24,25相互間の接触状態を示していない。しかしながら、図の記載から、袋壁は、この搬送状況においてx方向に差し向けられ、他方、袋はz方向に搬送されていることは明らかである。
【符号の説明】
【0034】
1 袋
2 機械
3 袋製造区分
4 巻出しステーション
5 チューブ
6 チューブロール
7 横方向溶接・分離ステーション
8 横方向搬送
9 充填ステーション
10 グリッパ
11 グリッパ
12 密封ステーション
13 中間又は移送ステーション
14 グリッパ10の案内ロッド
15 グリッパ11の案内ロッド
16 1つの第2の処理ステーション群
17 別の第2の処理ステーション群
18 長手方向移送方向の矢印
19 材料の流れを示す矢印
20 袋充填・密封区分
21 グリッパ
22 グリッパ
23 袋の端
24 袋の端
25 袋の壁
26 袋の壁
x 袋1の横搬送方向
y 縦方向
z 袋1の縦搬送方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半完成品(5)から袋(1)を製作し、袋に充填し、そして袋を閉じる形成・充填・密封機械であって、
−複数の処理ステーション(4,7,9,12)を有し、
−少なくとも1つの群(3)に属する少なくとも2つの処理ステーション(4,7,9,12)が、前記袋(1)の搬送方向(z)において水平面(x,y)内で全体として直線的に連続して配置され、
−前記袋(1)又は半完成品(5)を搬送手段によって処理ステーション(4,7,9,12)相互間で搬送することができ、前記搬送手段が、一般に把持手段(10,11,21,22)を有する、形成・充填・密封機械において、
−少なくとも1つの処理ステーションから成る少なくとも1つの第2の群(20)が、前記袋(1)の処理方向(z)において水平面(x,z)内で前記第1の群(3)の後ろに直線的には配置されていない、形成・充填・密封機械。
【請求項2】
前記少なくとも第2の群(20)は、少なくとも2つの処理ステーション(4,7,9,12)から成る、請求項1記載の形成・充填・密封機械。
【請求項3】
前記第2の群(20)に属する前記処理ステーション(4,7,9,12)は、これらの側において、この場合も又、前記水平面(x,z)内で全体として直線的に連続して配置されている、請求項2記載の形成・充填・密封機械。
【請求項4】
前記処理ステーション(4,7,9,12)から成る前記第1の群(3)により定められる直線は、前記処理ステーション(4,7,9,12)から成る前記第2の群(20)により形成される直線に全体として平行に延びている、請求項3記載の形成・充填・密封機械。
【請求項5】
前記処理ステーション(4,7,9,12)から成る前記第2の群(20)を2つ有する、請求項1〜4のうちいずれか一に記載の形成・充填・密封機械。
【請求項6】
底部シームを溶接する処理ステーション(7)は、前記第1の処理ステーション群(3)の一部であり、少なくとも1つの充填ステーション(9)は、少なくとも1つの前記第2の処理ステーション群(20)の一部である、請求項1〜5のうちいずれか一に記載の形成・充填・密封機械。
【請求項7】
少なくとも1つの移送ステーション(13)が、前記底部シームを密封する前記処理ステーション(7)と前記少なくとも1つの第2の処理ステーション群(20)の前記少なくとも1つの充填ステーション(9)との間に配置されている、請求項6記載の形成・充填・密封機械。
【請求項8】
前記移送ステーション(13)は、前記少なくとも1つの第2の処理ステーション群(20)に割り当てられている、請求項1〜7のうちいずれか一に記載の形成・充填・密封機械。
【請求項9】
前記少なくとも1つの第2の処理ステーション群(20)は、次の構成上の特徴、即ち、
−ほこりまみれの品物を袋に入れて運搬するスクリューコンベヤ、
−充填されるべき袋の底部と前記運搬手段の出口開口部との間の相対距離を変化させる昇降手段、
−充填プロセス中、前記運搬手段の前記出口開口部と前記袋の充填レベルとの間の距離を調節する制御手段、
−前記充填プロセス中及び(又は)前記充填プロセス後に空気を前記袋から抜き出す吸引手段、
−前記充填プロセス中及び(又は)前記充填プロセス後に前記袋を揺すぶる振動装置
のうち少なくとも1つを有する、請求項7又は8記載の形成・充填・密封機械。
【請求項10】
把持手段(10,11,21,22)を有し、前記把持手段により、前記開口部の付近に位置する接合された袋壁(25,26)が全体として前記袋(1)の前記搬送方向(z)と直角をなした状態で、前記袋(1)又は前記半完成品(5)の上方に向いた開口部を把持してこれらを一方の処理ステーション群(3,20)に属する前記処理ステーション(4,7,9,12)相互間で且つ(或いは)これら処理ステーションの一区分内で搬送することができる、請求項1〜9のうちいずれか一に記載の形成・充填・密封機械。
【請求項11】
半完成品(5)から袋(1)を製作し、袋に充填する方法であって、
−前記方法のプロセスステップを複数の処理ステーション(4,7,9,12)で実施し、
−前記袋(1)又は前記半完成品(5)を前記袋(1)又は前記半完成品(5)の処理方向(z)において水平面(x,z)内で前記処理ステーション(4,7,9,12)相互間で全体として直線的に搬送する、方法において、
前記袋又は前記半完成品を少なくとも2つの前記処理ステーション(4,7,9,12)相互間で前記直線搬送方向(z)に対して横方向に搬送する、方法。
【請求項12】
前記袋(1)の充填を前記横方向搬送(8)後に前記袋の処理中に行う、請求項11記載の方法。
【請求項13】
前記袋(1)の充填を2つの充填ステーション(9)で交互に又は連続的に行う、請求項12記載の方法。
【請求項14】
充填される前記品物は、ほこりっぽい材料である、請求項11〜13のうちいずれか一に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2009−536904(P2009−536904A)
【公表日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−510395(P2009−510395)
【出願日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際出願番号】PCT/EP2007/054123
【国際公開番号】WO2007/131870
【国際公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【出願人】(590002909)ヴィントメーラー ウント ヘルシャー コマンディトゲゼルシャフト (33)
【Fターム(参考)】