Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchdringen von folienartigen Substraten bzw. Materialien, welche luftdicht bzw. unmit- telbar aufeinander liegen.

Üblicherweise werden zum Befüllen von eng einander liegen- den Folien oder Beuteln, Vorrichtungen verwendet, die ent- weder die einzelnen Lagen mechanisch trennen (auseinander ziehen), wobei erst danach in die getrennten Lagen weitere Kanülen o. ä. zum Befüllen eingeführt werden, oder durch aufwendiges und sensibles, manuelles Hantieren versucht wird, Kanülen, Düsen oder dgl. zwischen die Folienlagen zu schieben oder stechen.

Eine weitere praktizierte Methode wäre, in vorhergehenden Fertigungsschritten an geeigneter Stelle Ventile, Einfüll- öffnungen oder Distanzstücke in die zu bearbeitende Folie einzubringen, um dann im Zuge eines Befüllens an dadurch vorbereiteter Stelle entsprechende Kanülen oder Düsen an- schließen zu können. In allen Prozessen sind aber entspre- chende materielle, zeitliche bzw. finanzielle Aufwendungen zu berücksichtigen und es werden Automatisierungsprozesse entsprechend aufwendiger und komplexer. Ebenso sind die durch Zusatzfunktionen (z. B. Ventile oder Einfüllöffnungen) veredelten Folien meist dadurch entstandene Verbundstoffe

und erfordern damit bei fachgerechter Entsorgung aufwendige Arbeitstechniken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu bedienendes und an die Folie anspruchsloses Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen von Folienbeuteln bzw. Tren- nen von eng aneinander liegenden Folienlagen zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Durchdrin- gen von folienähnlichen Substraten bzw. Materialien, welche luftdicht bzw. unmittelbar aufeinander liegen, zur Verfü- gung gestellt, wobei durch definiertes Eindrehen mittels Regelung der Anzahl der Umdrehungen und Höhe des Momentes wenigstens einer Schnittfläche des schraubenförmig ab- schließenden Teils eines zylindrischen Hohlkörpers nur eine gewünschte Anzahl von Folienlagen durchstochen wird.

Gemäß der Erfindung werden die zu trennenden Folien bzw. der zu befüllende Beutel an das die wenigstens eine Schneidfläche aufweisende Ende des einseitig schraubenför- mig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörpers herangeführt.

Entgegen den herkömmlichen Verfahren mit speziellen Öff- nungen zum Befüllen, ist hier eine exakte Positionierung am Werkstück Folie nicht erforderlich. Entweder durch Ansaugen durch den den zylindrischen Hohlkörper umschließenden Trichter oder durch Anpressen mit einer gepolsterten Flä- che, werden die Folien an die Schneidflächen des schrauben- förmig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörpers gedrückt und in der Lage fixiert, wie dies bevorzugten Ausführungs- formen der Erfindung entspricht. Sodann wird der zylind- rische Hohlkörper in eine geregelte und definierte Drehbe- wegung gebracht, wodurch die das Ende bildende Schneidflä-

che des schraubenförmig ausgebildeten, zylindrischen Hohl- körpers vorerst die Folie durch Reibung punktuell aufrauht, um sodann durch die erlangte Rauheit an der Folienoberflä- che mit der Spitze der Schneidfläche die Folie zu fassen und in einer weiteren Drehbewegung in die Folie einzudrin- gen. Dabei wird senkrecht zur erstgenannten, angeordneten Schneidfläche die Folie kreisförmig geöffnet und bedingt durch die Gewindestruktur des zylindrischen Hohlkörpers, die Spitze weiter zwischen die Folienlagen gedreht bzw. be- dingt durch die Gewindestruktur wird dabei die eröffnete Folienlage gemäß der Steigung der Gewindestruktur entlang angehoben. Durch Parametrisierung (Anzahl der Drehungen, Geschwindigkeit und Drehmoment) des Antriebes des zylind- rischen Hohlkörpers können sowohl Materialstärken, Mate- rialeigenschaften wie auch die Anzahl der zu trennenden Fo- lienlagen berücksichtigt werden.

Um ein leichtes Füllen zu ermöglichen, wird gemäß einer be- vorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß durch den de- finiert eingeführten zylindrischen Hohlkörper ein gasför- miges oder flüssiges Medium zwischen die Folienlagen einge- führt werden kann.

Zur Lösung des obengenannten Ziels wird weiters eine Vor- richtung zum Durchdringen von folienähnlichen Substraten, welche luftdicht bzw. unmittelbar aufeinander liegen, zur Verfügung gestellt, umfassend einen einseitig schraubenför- mig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörper, worin wenig- stens eine Schnittfläche des schraubenförmig abschließenden Teiles des zylindrischen Hohlkörpers ausgebildet ist, durch Drehen auf einer Folie diese schrittweise zu durchstechen, so daß bei definiertem Anhalten der Drehbewegung ein Ein- dringen in die nächstfolgende Folienlage verhindert wird.

Gemäß der Erfindung wird ein drehbar gelagerter und ent- sprechend angetriebener, röhrenförmiger Hohlzylinder einge- setzt, der einseitig, schraubenförmig ausgebildet ist. Das auslaufende Ende dieses schraubenförmigen Hohlzylinders ist mit beispielsweise zwei aufeinander senkrecht angeordneten Schneidflächen versehen, die zueinander und im Umfang des Hohlzylinders verlaufend zu einer Spitze zusammenführen.

Die Funktionen dieser Schneidflächen sind derart geglie- dert, daß die für den Prozeßanfang bestimmende Schneidflä- che, welche weitgehend senkrecht zur Bohrachse des Hohlzy- linders angeordnet ist, für das Aufrauhen und Anschneiden des zu durchdringenden Materials verantwortlich ist. Die Schneide dieser Schnittfläche ist somit auch nur einseitig zum Ende hin auslaufend angeschliffen. Die senkrecht dazu stehende (somit parallel zur Bohrachse des Hohlzylinders) zweite Schneidfläche ist im weiteren Verlauf für einen, dem Umfang des Hohlzylinder kreisförmig verlaufenden Schnitt verantwortlich. Der zusammenlaufende Spitz beider Schneid- flächen, ist wiederum derart gestaltet, daß die durch die senkrecht zur Bohrachse verlaufende Schneidfläche aufge- rauhte Folienoberfläche gefaßt werden kann, wobei damit die Spitze in einem sehr flachen Winkel in das Folienmaterial eindringen kann. Eine Winkelabweichung der ersten Schneid- fläche bezogen auf die Senkrechte zur Bohrachse des Hohlzy- linders ist bestimmend für das Aufrauh-und Eindringverhal- ten. Je stumpfer der Winkel, bezogen auf die Senkrechte zur Bohrachse, wird, desto aggressiver durchdringt der schrau- benförmig ausgebildete Hohlzylinder die Folien und läuft damit Gefahr, auch gleich die darunter anliegende, zweite Folienlage zu durchdringen bzw. zu verletzen. Derartige Konstellationen werden daher nur für widerstandsfähige und dickere Folienmaterialien zur Anwendung kommen.

Eine einfache Anpassung an unterschiedliche Materialien und Materialdicken ist durch den Neigungswinkel der Schneid- oberfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung erzielbar.

Für eine einfache Bestimmung des Abstands von einzelnen Fo- lienlagen relativ zueinander wird vorzugsweise vorgeschla- gen, daß ein derartiger Abstand während einer Trennung durch die Steigung des die schraubenförmige Ausprägung bil- denden Gewindes bestimmbar ist.

In vielen Fällen muß das Ausmaß einer Anhaftung einer ein- zelnen Folienlage berücksichtigt werden. In diesem Zusam- menhang wird bevorzugt weiters vorgeschlagen, daß durch die Bestimmung des Maßes des die schraubenförmige Ausprägung bildenden Gewindes das Maß der Haftung der einzelnen Fo- lienlagen am zylindrischen Hohlkörper bestimmbar ist.

Um ein sicheres Positionieren der erfindungsgemäßen Vor- richtung zu erlauben, wenn wenigstens eine Folienlage durchdrungen wird, wird weiters bevorzugt vorgeschlagen, daß sie von einem trichterförmigen Teil feststehend umgeben ist, durch welches die umliegende Atmosphäre derart gesaugt werden kann, daß die an den schraubenförmigen zylindrischen Hohlkörper angelegten Folienlagen mittels Vakuum angesaugt werden und damit in eine definierte und unverrückbare Lage zu den das Ende des schraubenförmigen zylindrischen Hohl- körpers bildenden Schnittflächen bringbar sind.

Zur Verbesserung der exakten Positionierung sowie zur Ver- meidung der Tatsache, daß eine übermäßige Belastung insbe- sondere auf eine Folie ausgeübt wird, welche der zu durch-

stechenden bzw. zu durchdringenden Folie gegenüberliegt, wird weiters bevorzugt vorgeschlagen, daß die erfindungsge- mäße Vorrichtung mit einem dem Ende des schraubenförmigen zylindrischen Hohlkörper bildenden Schnittflächen gegen- überliegenden polsternden Teil derart in Verbindung bring- bar ist, daß dieser polsternde Teil die Folienlagen in eine definierte und unverrückbare Lage zu den das Ende des schraubenförmigen zylindrischen Hohlkörper bildenden Schnittflächen bringt.

Je nach Anwendungsfall unterschiedlich kann oder muß die durch das Befüllen entstandene Öffnung wieder verschlossen werden. Das kann durch Kleben, Verschweißen oder Ver- schließen mit einem Verschluß in einem weiteren Arbeitsgang unabhängig passieren. Ebenso können diese Prozesse aber auch in die Vorrichtung integriert werden und im steue- rungstechnischen Ablauf einbezogen werden.

Die Art und Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der erfindungsgemäße Ablauf sind jedenfalls geeignet, in ein einfaches Handbedienungsgerät integriert zu werden, so daß eine benutzerfreundliche und mobile Apparatur zum flexiblen Befüllen von Folienbeuteln oder zum Trennen von Folienlagen zur Verfügung steht.

Darüber hinaus kann der schraubenförmige Hohlzylinder der- art ausgebildet werden, daß innerhalb der Gewindegänge mehrere Öffnungen zur Verfügung stehen. In diesem Zusammen- hang wird bevorzugt vorgeschlagen, daß wenigstens eine Öff- nung nahe der Schneidoberfläche oder entlang des Gewindes mündet, welche mit dem Inneren des zylindrischen Hohlkör- pers in Verbindung steht. Damit ist es möglich, in einem Arbeitsgang mehrere Folienlagen voneinander zu trennen und

gleichzeitig zwischen den Lagen ein Medium einzufüllen.

Werden diese Bohrungen noch durch ein im Inneren des Hohl- zylinder laufenden Rohres unterschiedlich frei bzw. ver- schlossen, so können auch unterschiedliche Füllgrade bzw.

Füllmedien in den einzelnen Lagen eingebracht werden. Ein einfaches Befüllen von zweilagigen Folienbeuteln ist somit ebenso möglich wie ein Spülen, Trennen und Belüften von mehrlagigen, durch Adhäsion oder Materialhaftung verbunde- nen Flachfolien zum Zweck der optimierten Weiterverarbei- tung derartiger Folienrohlingen. In diesem Zusammenhang wird bevorzugt vorgeschlagen, daß die erfindungsgemäße Vor- richtung einen innenliegenden, zweiten, einseitig geschlos- senen Hohlzylinder umfaßt, worin der zweite Hohlzylinder durch Veränderung der Lage die Austrittsöffnung für das gasförmige oder flüssige Medium zwischen den getrennten Fo- lienlagen bestimmt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu- tert. Es zeigt : Fig. 1 eine zusammengesetzte, erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen zweilagiger Folien zur Durchführung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 den schraubenförmig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und Fig. 3 den in zwei Folienlagen eingedrehten, schraubenför- mig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörper.

In Fig. 1 ist gezeigt, wie ein schraubenförmig ausgebilde- ter, zylindrischer Hohlkörper 3 einer Vorrichtung zum Durchstechen bzw. Durchdringen von folienartigen Substraten bzw. Materialien in einem Gehäuse 7 drehend gelagert ist und über eine flexible Kupplung 2 mit einem Motor 1 ange-

trieben wird. Über den Trichter 4 kann mittels der Leitung 5 Vakuum erzeugt werden, so daß Folienlagen 8 an die Schneidflächen 9 des schraubenförmig ausgebildeten, zylind- rischen Hohlkörper 3 positioniert und fixiert werden. Nach erfolgter Folienlagentrennung durch den drehenden schrau- benförmig ausgebildeten, zylindrischen Hohlkörper 3 kann dann durch die Leitung 6. und über die Bohrung 10 ein Medium zwischen die Folienlagen 8 eingeführt werden.

In Fig. 2 ist der schraubenförmig ausgebildete, zylind- rische Hohlkörper 3 gezeigt, der mittels dem Schaftende 15 an einen Antrieb gekoppelt werden kann und über das schrau- benförmig ausgebildete Ende 12 anderseits verfügt, welches in die Schneidflächen 14 ausläuft. Durch die Bohrung 13 mit der Einlaßöffnung 11 können gasförmige oder flüssige Medien geführt werden.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie der schraubenförmig ausge- bildete, zylindrische Hohlkörper 3 in einen Beutel mit zwei Folienlagen 17 und 18 eingedreht ist, so daß die obere Fo- lienlage 18 durch den schraubenförmig ausgebildeten Gewin- degang 16 angehoben und von der zweiten Folienlage 17 ge- trennt wurde.