In diesem Kapitel geht es um Beutel. Dabei handelt es sich um ein flexibles, vollflächiges und raumbildendes Packmittel. Beutel haben meist unter 2700 cm² Zuschnittsfläche (Breite x Länge + gegebenenfalls Faltenbreite).
Die wichtigsten Beuteltypen nach DIN 55 450
Viele dieser Beutel werden später automatisiert befüllt.
Abb. 162: Beuteltypen (Quelle: Eigene Darstellung)
Spitztüte nach DIN 55 450
Unter einer Spitztüte versteht man ein gefaltetes und geklebtes Blatt in der Form eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks, bei dem ein Schenkel die Öffnung bildet. Sie ist ein aus einem Zuschnitt gefaltetes konisches Packmittel mit einer Längsnaht. Bekannt ist sie hauptsächlich als Obstspitztüte oder Bonbontüte. Spitztüten werden mit und ohne Faltnaht (Fahne) hergestellt und entweder vom Blatt oder von der Rolle gefertigt. Man verwendet fast ausschließlich altpapierhaltige und holzhaltige Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von etwa 40-60 g/m².
Abb. 163: Spitztüte (Quelle: Eigene Darstellung)
Zuschnitt
Die Rollenbreite b wird bestimmt aus der Tütenbreite a, Fahne F und Klebelasche m. Tütenbreite und Länge bilden die Schenkel des dreieckigen Füllkörpers (Breite : Länge - a). Fahne F und Klebelasche m gehen nicht in die Breite/Länge ein.
bR = a + F + m
Die Fahne beträgt in der Regel 20 mm und die Klebelasche 15 mm. Die Abschnittlänge sl₁ entspricht der Tütenbreite. Also sl₁ = a.
Abb. 164: Darstellung einer Fahne (Quelle: Eigene Darstellung)
Bei der maschinellen Herstellung wird von einer Papierbahn mit einer Streichschiene der spätere Klebefalz umgelegt. Auf diesem Klebefalz wird Klebstoff aufgetragen. Die Klebstoffspur ist an jenen Stellen, an denen später der Querschnitt erfolgen soll, ausgespart. Dann wird die Papierbahn in einzelne Abschnitte getrennt und einer Falzstation zugeführt. In der Falzstation werden die vereinzelten Zuschnitte erfasst und mit Hilfe eines Falzmessers in einem Winkel von 45 Grad gefalzt.
Zweinahtbeutel DIN 55 450
Abb. 165: Dimensionen des Zweinahtbeutels (Quelle: Eigene Darstellung)
Zuschnitt
Die Rollenbreite bR wird bestimmt aus der Beutelbreite b₁ und den Klebelaschen m. Die Klebelasche m beträgt in der Regel 12,5 mm
Also bR = b₁ + 2 m.
Die Abschnittlänge sl₁wird bestimmt aus der Beutellänge l₁ und der Verschlusslasche n. Also sl₁ = 2l₁ + n. Die Verschlusslasche n beträgt in der Regel 20 mm.
Abb. 166: Durchlaufen einer Längsfalzeinrichtung (Quelle: Eigene Darstellung)
Beim Durchlaufen einer Längsfalzeinrichtung werden die an beiden Seiten stehengebliebenen Klebelaschen von einem Streichblech hochgestellt und nach innen umgelegt. Diese Klappen werden nun als Klebstoffauftragsstreifen mit dünnen Klebstoffstreifen versehen.
Abb. 167: Klebstoffmuster für Querklebung (Quelle: Eigene Darstellung)
Flach- und Seitenfaltenbeutel DIN 55 450
Flachbeutel ist der Sammelbegriff für Beutel ohne Boden. Für Flachbeutel werden holzhaltige und holzfreie Papiersorten benutzt; für bestimmte Zwecke finden auch Pergamentersatz und Pergamin Verwendung. Mit einer flächenbezogen Masse von 30-130 g/m². In Ausnahmefällen auch noch schwerer.
Die Rollenbreite bR wird bestimmt aus der Beutelbreite b₁ und der Klebelasche m.
bR = 2 b₁ + m. Die Klebelasche beträgt 15-20 mm.
Die Abschnittlänge sl₁ wird bestimmt aus der Beutellänge l₁, Verschlusslasche n und Bodenverschluss n₁.
sl₁ = l₁ + n + n₁
Abb. 168: Dimensionen des Flachbeutels (Quelle: Eigene Darstellung)
Faltenbeutel DIN 55 450
Der Faltenbeutel hat gegenüber dem Flachbeutel zusätzlich Seitenfalten, die ein raumförmiges Packmittel ergeben.
Abb. 169: Dimensionen des Faltenbeutels (Quelle: Eigene Darstellung)
Berechnungsformel Faltenbeutel
Die Rollenbreite bR wird bestimmt aus der Beutelbreite b₁ , der Faltentiefe b₃ und der Klebelasche m.
bR = 2 b₁ + 4 b₃ + m
Die Abschnittlänge sl₁ ist gleich der Berechnungsformel des Flachbeutels.
Zweinutzige Schlauchbildung
Beim Auflaufen der Papierbahn auf das Formatblech sorgen schräg angeordnete Gummirollen für einen engen Kontakt des Papiers mit dem Formatblech.
Abb. 170: Andruckrollen für einen engen Kontakt des Papiers mit dem Formatblech (Quelle: Eigene Darstellung)
Herstellung von Faltenbeuteln
Um umfangreicheres beziehungsweise großvolumigeres Füllgut zu verpacken, wird der Faltenbeutel hergestellt. Der herstellungstechnische Unterschied zum Flachbeutel liegt hier in der Verwendung eines anders geformten Formatbleches. Das Faltenformatblech besteht aus zwei gleich breiten, jedoch unterschiedlich langen Teilen; diese sind so angeordnet, dass die Papierbahn mit seitlich montierten Faltenblechen zu einem Faltenschlauch geformt werden kann. Alle übrigen Arbeitsgänge entsprechen jenen der Flachbeutelherstellung.
Abb. 171: Formatblech zur Herstellung von Faltenbeuteln und Faltenschlauch (Quelle: Eigene Darstellung)
Schlauchbildung für Faltenbeutel
Die Faltenbildung kann auch durch verstellbare Rollen erfolgen (siehe Abbildung). Nach dieser Station wird der Schlauch mit Hilfe von Vorzugsrollen zur Trenneinrichtung vorgezogen.
Abb. 172: Faltenbildung durch verstellbare Rollen (Quelle: Eigene Darstellung)
Kreuzbodenbeutel DIN 55 450
Der Kreuzbodenbeutel ist ein Bodenbeutel ohne Seitenfalten, der nach dem Füllen einen rechteckigen oder quadratischen Boden hat. Die erste Maschine dafür kam 1894 auf den Markt, ihr Prinzip ist im Wesentlichen heute noch gültig.
Der Kreuzbodenbeutel wird immer von der Rolle gearbeitet. Im ungefüllten gefalzten Zustand hat er einen sechseckigen Boden. Wesentlicher Vorteil des Kreuzbodenbeutels sowie des später beschriebenen Blockbodenbeutels ist die eigene Standfähigkeit.
Abb. 173: Dimension des Kreuzbodenbeutels (Quelle: Eigene Darstellung)
Maßangaben/Bezeichnungen
b₁ = Beutelbreite
l₁ = Beutellänge
b₂ = Beutelbodenbreite
ü₂ = Bodenüberlappung
Die Rollenbreite bR wird bestimmt aus der Beutelbreite b₁ und der Klebelasche m.
bR = 2 b₁ + m
Die Klebelasche m beträgt in der Regel 20 mm.
Die Abschnittlänge sl₁ wird bestimmt aus der Beutellänge l₁, der Bodenbreite b₂ und der Bodenüberlappung ü₂.
Die Bodenüberlappung beträgt je nach Bodenbreite 30-40 mm.
Bodenbildung mittels Falznase
Die Papierrolle wird so in die Maschine eingespannt, dass die glatte Seite oben liegt. Nach dem Abzug der Papierbahn wird ein sogenannter S-Zug umschlungen. Dieser besteht aus zwei eng beieinander liegenden Walzen, welche von der Papierbahn beim Durchlaufen über einen großen Umschlingungswinkel berührt werden. Durch die hierbei auftretende Reibung wird ein konstanter Vorzug durch den angetriebenen S-Zug erreicht. Über Umlenkwalzen vorbei an der Längsklebeeinrichtung wird die Papierbahn auf das Formatblech gezogen, welches sie von oben nach unten zu einem Schlauch umschließt.
An der Oberseite des Formatbleches liegt die Bodenklappenausstanzvorrichtung. Es werden mittels dieser Vorrichtung in die vorbeilaufende obere Schlauchhälfte zwei Längsschlitze geschlagen, deren Abstand voneinander die Breite der später nötigen Bodenklappe ergibt. Die Schlitze werden von einem Stanzmesser geschlagen, welches für jede Klappenbreite ausgewechselt werden muss. Die Klappenhöhe kann durch die Einstechtiefe des Stanzmessers verschieden groß gestaltet werden.
Nach dem Durchlaufen der Stanzvorrichtung wird der Schlauch fertiggebildet, verklebt und von der Vorzugseinrichtung dem Querschneider zugeführt. Nach dem erfolgten Querschnitt wird die vordere Kante des Schlauchabschnittes zur Bodenquadratbildung vorgeschoben. Eine im Formatblech befindliche, in ihrer Längsrichtung verschiebbare und über Kipphebel bewegte Zungenfeder spreizt nun den Schlauch derart auseinander, dass er auf eine fest in der Maschine montierte Falznase aufgeschoben werden kann. Es gleitet hierbei die Oberseite des Schlauches über beziehungsweise die Unterseite unter die Falznase. Die Zungenfeder wird in diesem Augenblick nach rückwärts weggezogen. Sie muss sich zum Zeitpunkt des nächsten Querschnittes hinter der Schneideeinrichtung befinden.
Abb. 174: Schlitzung der Bodenklappe mittels Stanzmesser (Quelle: Eigene Darstellung)
Wenn der Schlauch bis zur halben Beutelbreite auf der Falznase aufgeschoben ist, so wird er von einem quer zur Maschine liegenden Falter erfasst und unter der Falznase durchgeschoben. Hierbei bildet sich das Bodenquadrat.
Abb. 175: Schlauchbildung über das Formatblech (Quelle: Eigene Darstellung)
Bodenquaderbildung
Abb. 176: Bildung des Bodenquaders (Quelle: Eigene Darstellung)
Abb. 177: Falzstation zur Bildung der Bodenklappe (Quelle: Eigene Darstellung)
Der Schlauchabschnitt wird mit dem nun fertig gebildeten Bodenquadrat unter den Bodenformatzylinder (Bodenmacherzylinder) geführt und hier von einem in der Mitte des Formatzylinders befindlichen Klebstoffsegment mit dem für die Bodenverklebung erforderlichen Klebstoff versehen. Der Bodenformatzylinder muss für jede Abschnittlänge ausgewechselt werden. Sein Umfang bestimmt die Abschnittlänge. Die Länge des Klebstoffsegments ist abhängig von der Beutelbreite.
Der Schlauchabschnitt erreicht nun die erste Falzstation. Hier wird von einem Pendelfalzmesser die erste Bodenklappe gebildet, indem der Schlauchabschnitt zwischen einer Presswalze und der Bodenbildungstrommel durchgeschoben wird. Unmittelbar darunter liegt die zweite Falzstation. Der zweite Falter verschließt den Boden, indem er den vom ersten Falter vorgefalzten Boden durch die zweite Presswalze drückt. Der jetzt fertiggestellte Beutel wird über Bänderführungen zur Ablagetrommel gebracht und gezählt abgelegt.
Falzvorgang
Abb. 178: Falzvorgang im Bodenmacherzylinder (Quelle: Eigene Darstellung)
Blockbodenbeutel DIN 55 450
Der Blockbodenbeutel ist ein Bodenbeutel mit zwei Seitenfalten sowie einem gefalteten rechtwinkligen Boden. Dieser wird meist zusätzlich mit einem Bodenblatt versehen. Da er ursprünglich über einen Klotz hergestellt wurde, wird er gelegentlich noch Klotzbodenbeutel genannt.
Abb. 179: Dimensionen des Blockbodenbeutels (Quelle: Eigene Darstellung)
Die Rollenbreite bR wird bestimmt aus der Beutelbreite b₁, Faltentiefe b₃ und der Klebelasche m.
bR = 2 x b₁ + 4 x b₃ + m
Die Klebelasche schwankt je nach Größe der herzustellenden Beutel zwischen 15 und 25 mm. Die Schlauchabschnittlänge sl₁ wird bestimmt aus der Beutelhöhe l₁, der Bodenbreite b₂ und der Bodenüberlappung ü₂. (Die Bodenbreite ist gleich der Faltenbreite.)
Die Bodenüberlappung beträgt 30 bis 40 mm, je nach Größe des Beutels.
Blockbodenbeutel oder Klotzbodenbeutel werden aus Faltenschläuchen hergestellt, besitzen einen rechteckigen bis quadratischen Boden und sind für die Verwendung auf automatischen Abpackmaschinen die günstigste Ausführung. Blockbodenbeutel werden in den unterschiedlichsten Größenausführungen dargestellt vom Gewürzsäckchen bis hin zu großen Tragebeuteln.
Tragbeutel und Tragtaschen DlN 55 455
Unter Tragbeutel versteht man einen Blockbodenbeutel mit Tragevorrichtung.
Als Tragtaschen werden Flach- oder Faltenbeutel mit ausgestanzten Grifflöchern oder zusätzlich angebrachten Tragegriffen bezeichnet.
Abb. 180: verschiedene Formen von Tragbeuteln und Tragetaschen (Quelle: Eigene Darstellung)
Je nach der Henkel- bzw. Grifflochausführung verwendet man zur Fertigung:
- Tragbeutelmaschinen, bei denen die Einklebung des Griffes in der
- Blockbodenbeutelmaschine (Innenhenkel) erfolgt (Tragbeutel für Lebensmittelsektor)
- Tragbeutelmaschinen, die als selbstständiges Aggregat an fertige Kreuzboden- oder Blockbodenbeutel Griffe anbringen (Außenhenkel)
- Tragtaschenmaschinen, die in einem Arbeitsgang Pappverstärkungen einkleben und durch anschließende Stanzung Grifflöcher anbringen (Textiltragtaschen)
- Sonstige Einrichtungen, wie Schnureinziehmaschinen für Tragbeutel mit kartonverstärktem Rand und Schnur, Aggregate für alle möglichen Sondergriffausführungen – zum Beispiel mit Kunststoff –, die vorgefertigt werden, usw.
Tragbeutel mit Innenhenkel
Moderne Herstellungsmaschinen für Tragbeutel besitzen eine Zusatzeinrichtung zur Herstellung von Papiertraggriffen. Diese werden aus einer schmalen und sehr reißfesten Papierbahn der Länge nach dreifach gefaltet und verklebt, so dass ein etwa 2 cm breites Papierband entsteht. Dieses wird auf die erforderliche Länge abgeschnitten und so geknickt, dass daraus der Traggriff entsteht. Dieser Griff wird nun in der Beutelmaschine so in die Innenbahn des Schlauches geklebt und mit einem Deckblatt fixiert, dass er nach dem Abtrennen des Schlauchabschnittes an dessen Oberkante herausragt.
Tragbeutel mit Außenhenkel
Die fertigen Beutel werden von oben kontinuierlich in eine Anlage gelegt, die auf die Beutelgröße eingestellt ist. Ein rotierender Zylinder erfasst mit einem Sauger den untersten Beutel in dieser Anlage und gibt ihn an Zangen des Zylinders ab, die ihn bei der weiteren Drehung des Zylinders auf eine Transportkette legen. Die Kette trägt ihn taktmäßig in die einzelnen Arbeitsstationen. Während dieser Vorgänge werden die beiden Traggriffe hergestellt. Von zwei schmalen Papierrollen, deren Breite gleich der zwei- oder dreifachen Griffbreite ist, werden die Papierstreifen abgerollt. In einer Rillstation werden in das Papier feine Längsrillen für die spätere Einlage von Textilfäden geprägt. In der nächsten Arbeitsstation wird am linken und rechten Rand des Papierstreifens durch Düsen ein schmaler Klebstoffauftrag vorgenommen.
Traggriffmaschine
Anschließend wird der angeleimte Papierstreifen zwei- oder dreifach übereinander zusammengelegt. Dann passiert die Papierbahn die Vorzugrollen, wodurch der zusammengelegte Streifen als laufende Bahn zusätzlich gepresst wird. Anschließend läuft die Bahn durch das Schneidwerk. Ein pendelndes Segment übergibt den Abschnitt an den Falzzylinder. An seinem Scheitelpunkt erfolgt der Vorbruch für die U-Formbildung (eine Rillung diagonal in den Streifen). Dann leitet der Zylinder den Abschnitt in Führungsbleche, durch die er an den gerillten Stellen zum Tragegriff geformt wird. Vom Falzzylinder übernimmt ihn der Übergabezylinder. Jetzt folgt der Klebstoffauftrag durch mit Schaumgummiklischees beklebte Segmente. Der Übergabezylinder presst dann den Griff an die Außenseite des Beutels. Der zweite Griff wird gleichzeitig gefertigt und aufgeklebt. Durch einen Bändertransport wird der fertige Beutel der Ablage zugeführt. In Fangblechen wird eine bestimmte Stückzahl Beutel gesammelt und dann gezählt ausgeworfen.
Abb. 181: Schema der Aufklebung des Griffes (Henkel) (Quelle: Eigene Darstellung)