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"Appareil de chauffage sélectif de faite pour machine d'emballage en boites de carton revêtu de matière plastique"
La présente invention est relative d'une façon générale à desmachines d'emballage et, plus particulièrement, à un appa- reil de chauffage sélectif de faîte perfectionné destiné à être utilisé dans des machines à emballer dans des récipients, afin de chauffer sélectivement les zones de scellage de récipients en carton revêtu de matière thermoplastique.
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A l'heure actuelle, il est de pratique courante dans la technique des machines d'emballage automatiques en récipients d'utiliser des récipients fait de flans en papier marqués revête d'une substance thermoplastique sensible à la chaleur et à la pression, comme par exemple un polymère à base de polyéthylène,
Toutefois, l'expérience a révélé qu'il ést difficile d'obtenir un scellage convenable des panneaux de fermeture supérieurs de ces récipients avec les appareils de chauffage de faite de la technique antérieure utilisés actuellement dans les machines d'emballage en récipients.
Les appareils de chauffage de faite de la technique antétieure destinés à chauffer les panneaux de fermeture supérieurs de tels récipients passent simplement sur les sommets des panneaux de fermeture et chauffent ces panneaux de façon générale et de telle sorte qu'ils amènent la substance thermoplastique , dans la plupart des cas, à fondre sur les zones internes desdits panneaux de fermeture, en amenant par conséquent lesdites zones à adhérer l'une à l'autre avec pour résultat des bords arrachés et déchiquetés sur les becs verseurs de ces réci- pients lorsqu'ils sont ouverts. Ceci provoque la formation de gouttes et la fuite du contenu lorsque l'on verse à partir du récipient.
Par conséquent, un but principal de la présente in- vent'ion est d'offrir un appareil de chauffage de faite perfection- né et efficace destiné à être utilisé dans des machines d'emballa- ge en récipients utilisant des récipients en carton revêtu de matière thermoplastique, pour chauffer sélectivement des zones de scellage prédéterminées sur les panneaux de fermeture supérieurs des récipients et empêcher les zones internes sans scellage des panneaux d'adhérer entre elles.
Un autre but de la présente invention est d'offrir un appareil de chauffage de faite nouveau et perfectionné destiné à chauffer sélectivement des zones de scellage prédéterminées sur les panneaux de fermeture supérieurs d'un récipient en carton revêtu de matière thermoplastique , qui est doté de tètes de chauf-
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fage destinées à pénétrer dans les récipients jusqu'au voisinage immédiat des zones de scellage prédéterminées afin de les chauffer pour ramollir la matière thermoplastique pour une opéra- tion de scellage par pression ultérieure.
Encore un autre but de l'invention est d'offrir un nouvel appareil de chauffage de faite perfectionné à air chaud pour la commande précise du chauffage des zones de scellage de panneaux de fermeture supérieurs d'un récipient en carton revêtu de matière thermoplastique, qui permet l'utilisation de pressions d'air chaud plus faibles que ce qui a été possible jusqu'à pré- sent avec les appareils de chauffage à air chaud de la technique antérieure et qui est en outre prévu pour être utilisé dans des machines d'emballage en récipients dans lesquellesles récipients se déplacent continuellement ou pas à pas lors du franchissement de l'appareil de chauffage.
Encore un autre but de la présente invention est d'offri un nouveau procédé perfectionné pour chauffer certaines zones des panneaux de fermeture supérieurs d'un récipient en carton revêtu de matière thermoplastique, qui consiste à appliquer suivant un dessin prédéterminé de la chaleur au récipient dans lesdites zones où un joint est nécessaire lorsque le récipient est fermé.
Encore un autre but de la présente invention est d'of- frir des moyens de chauffage destinés à être utilisés sur des récipients revêtus de matière thermoplastique alors que ceux-ci sont déplacés par un transporteur dans une machine d'emballage en récipients afin de chauffer les zones de scellage sur les panneaux de fermeture supérieurs du récipient et lesdits moyens de chauffage comprenant un carter à air chaud prévu pour être situé au-dessus du transporteur à récipients, au moins une tête de chauffage à air chaud montée sur ledit carter et présentant plusieurs trous d'évacuation d'air chaud disposés suivant un
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de:
'ruz pr,èéterF.!i(5., des moyens pour fournir de l'air chaud au ¯ .¯r4= , des maye l' oui supporter à pivotement ledit carter sur
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la machine d'emballage pour un déplacement vers le haut et vers le bas, des moyens pour faire pivoter le carter vers le bas afin de placer la tête de chauffage dans un récipient sur le transpor- teur pour envoyer de l'air chaud sur les zones de scellage des panneaux de fermeture supérieurs du récipient et pour maintenir la tête de chauffage dans le récipient pendant une période de séjour, et pour faire pivoter ensuite ledit carter vers le haut afin d'écarter la tête de chauffage du récipient pour permettre le déplacement de ce dernier vers une station de fermeture par pression.
D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesqueb;
La figure 1 est une vue en perspective d'une machine d'emballage pour récipients en carton revêtu de matière plastique, qui est dotée d'un appareil de chauffage de faite sélectif réa- lisé suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue.en coupe et en élévation par- tielle de la structure représentée à la figure 1, avec certaines parties éliminées,suivant la ligne 2-2 de cette figure, dans le sens des flèches, avec une vue en élévation de l'extrémité de droite de l'appareil de chauffage de fatte sélectif.
La figure 3 est une vue en élévation frontale de l'ap- pareil de chauffage de faite sélectif suivant la présente inven- tion suivant la ligne 3-3 de la figure 2 dans le sens des flèches et illustrant une partie de la machine d'emballage en récipients.
La figure 4 est une vue en plan de dessus partielle de la structure de machine d'emballage et d'appareil de chauffage de faite sélectif représentée à la figure 2, suivant la ligne 4-4 de celle-ci , dans le sens des flèches.
La figure 5 est une vue en plan de dessus à grande échelle de la tête de chauffage menante sur l'appareil de chauffa- ge de faite sélectif représenté à la figure 3, suivant la ligne
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5-5 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 6 est une vue en coupe longitudinale de la téta .de chauffage représentée à la figure 5, suivant la ligne 6-6 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 7 est une vue en coupe transversale de la tê- te de chauffage représentée à la figure 6, suivant la ligne 7-7 de -celle-ci, et dans le sens des flèches ,
La figure 8 est une-vue en élévation latérale de la tête de chauffage représentée à la figure 7, suivant la ligne 8-8 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 9 est une vue en élévation partielle de la tête de chauffage représentée à la figure 5, dans le sens de la flèche marquée "9".
La figure 10 est une vue en élévation partielle analo- gue à la figure 9, illustrant une variante de tête de chauffage dotée d'une ouverture en forme de fente.
La figure 11 est une vue en plan de dessous à grande échelle de la tête de chauffage arrière ou finale représentée à la figure 3, suivant la ligne 11-11 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 12 est une vue en coupe longitudinale de la tête de chauffage représentée à la figure 11, suivant la ligne 12-12 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 13 est une vue en coupe transversale de la tête de chauffage représentée à la figure 12, suivant la ligne 13-13 de celle-ci et dans le sens des flèches.
La figure 14 est une vue générale de la surface inter- ne d'un flan de carton revêtu de matière plastique destiné à être utilisé pour former un récipient du type prévu pour faire chauffer les panneaux de fermeture supérieurs par l'appareil de chauffage de faite sélectif suivant la présente invention.
La figure 15 est une vue en perspective d'un récipient , formé à partir d'un flan de carton revêtu de matière plastique
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du type représenté à la figure 3 et illustrant les panneaux de fermetare supérieurs en position pour le chauffage de surfaces par,: altères de ces panneaux , grâce à l'utilisation- de l'ap- pareil de chauffage de faîte sélectif suivant la présente inven- tion.
En se référant à présent aux dessins, une forme de réalisation donnée à titre d'exemple de l'appareil de chauffage de faste sélectif suivant la présente invention est représentée utilisée sur une machine d'amballage en récipients qui fonction- ne suivant un mode pas à pas , mais il doit être entendu qu'il peut également être utilisé sur une machine d'emballage en réci- pients qui travaille d'une façon continue. Une vue en perspective de la machine d'emballage en récipients est représentée à la figure 1. Une machine d'emballage en récipients du type repré- senté à la figure 1 a été décrite en détails dans un brevet U.S.A. n 3.002.328, accordé le 3 octobre 1961.
L'appareil de chauffage de faite sélectif suivant la présente invention est désigné globalement par la référence 10 aux figures 1 , 2 et 3. Le type de récipient qui est-dressé, rem- pli et fermé par la machine d'emballage en récipients représentée à la figure 1 est représenté à la figure 14 et désigné globale- ment par la référence 11. Le récipient 11 est doté d'un revête- ment thermoplastique approprié. Un exemple d'une matière thermo- plastique appropriée pour revêtir le récipient 11 est un poly- mère à base de polyéthylène. Comme représenté à la figure 14, le récipient Il comprend un corps tubulaire qui a une section transversale généralementirectangulaire et qui est doté d'une fermeture de fond convenable désignée globalement par la réfé- rence 12.
L'extrémité supérieure du corps du récipient se termine par la fermeture d'extrémité supérieure habituelle, désignée généralement par la référence 13, dans laquelle est incorporé un bec verseur extensible 14 destiné à être utilisé pour la dis-
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tribution du contenu du récipient 11. Des récipients du type re- présenté à la figure 14 sont habituellement formés à partir d'un flan de carton. Lb flan de carton dont le récipient 11 est formé est représenté à la figure 13 et est divisé en plusieurs panneaux qui sont prévus pour former les parois et les organes de fermeture du récipient. Les panneaux sont formés par des lignes de marquage.
La partie de corps du récipient 11 est formée par les quatre panneaux latéraux désignés par la référence 15, panneaux qui sont fixés ensemble par une patte de jonction laté- rale 16. La partie de fermeture inférieure désignée globalement par la référence 12 , est formée à partir des divers panneaux rectangulaires et triangulaires désignés par les références 17 à 24. La fermeture d'extrémité supérieure, désignée globalement par la référence 13, est formée à partir des divers panneaux rec- tangulaires et triangulaires indiqués par les références 25 à 44. Les lignes de marquage dans le flan qui divisent les divers panneaux les uns par rapport aux autres définissent des lignes de pliage qui sont produites lorsque le flan est découpé à partir du carton revêtu de matière thermoplastique.
La fermeture d'extrémité supérieure 13 est réalisée arec une paire d'organes de panneaux de toit qui sont inclinés vers le haut dans la position achevée et entre lesquels sont disposés les panneaux triangulaires internes 26 et 36. L'un des organes de panneau de toit est formé à partir des panneaux 30 et 31 et l'autre des organes de panneau de toit est formé à partir des panneaux 40 et 41. Une paire de panneau;; traiangu- laire à rabattre tels que 25 , 27, et 35, 37 sont disposés sur des cotes opposés de chacun des panneaux triangulaires in- ternes 26 et 36, respectivement. Le panneau triangulaire inter- ne 36 et les panneaux à rabattre adjacents 35 et 37 agissent en tant que bec verseur extensible 14 après que les panneaux d'extrémité supérieurs aient été fermés.
Les panneaux de ferme- ture 25, 26 et 27 sint dotés à leur extrémité supérieure de pan-
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neaux de nervures internes 28 et 29. Les panneaux de fermeture internée 35,36 et 37 sont dotés de panneaux de nervures inter- nes 38 et 39 à leurs extrémités supérieures. Les panneaux de fer- meture externes 30,31, 40 et 41 sont dotés sur leur extrémité supérieure de panneaux de nervures externes 32,33, 42 et 43, respectivement. Les panneaux de nervures externes 32 et 33 sont dotés d'un panneau d'obturation 34 prolongé vers le haut. Les panneaux de nervures externes 42 et 43 sont dotés d'un panneau d'obturation ou de scellage 44, prolongé vers le haut.
La machine d'emballage en récipients représentée à la figure 1 et décrite plus en détails dans le brevet U.S.A. n 3.002.328, précité, comprend une station de magasin destinée à emmagasiner des flans de récipients et une station de dressage où les flans sont façonnés à une forme tubulaire. Les extrémités de base des flans tubulaires sont alors fermées par une série d'opérations dans une station de fermeture de fond. Les réci- pients sont alors envoyés à un mécanisme de remplissage. Les récipients remplis sont ensuite transportés à une station de fermeture de faite où les panneaux de fermeture supérieurs sont fermés et scellés.
Les moyens de chauffage de faite sélectifs suivant la présente invention-sont prévus pour être montés de façon active dans la station de fermeture de faite de la machine d'emballage représentée à la figure 1, afin de chauffer certaines zones de scellage internes et externes sur les panneaux de fermeture supé- rieurs à l'aide d'air chaud à une température suffisante pour fai- re fondre le revêtement de polyéthylène dans ces zones. Les moyens de chauffage de faite sélectifs suivant la présente in- ntion ne viennent pas en contact avec les panneaux de fermeture supérieurs du récipient pendant une opération de chauffage.
Comme décrit plus en détails ci--après, les zones de scellage qui sont chauffées par l'appareil de chauffage de faite sélectif sont les surfaces internes des panneaux de scellage 34 et 44 et
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las surfaces externes des panneaux de nervures internes 28, 29, 38 et 39,
Les sones de scellage sont chauffées de façon sélective et precise à une température suffisante pour maintenir le revê- tement ;:le polyéthylène à un état adhésif pendant l'opération :ne fermeture de sommet ultérieure. L'état adhésif survient antre 225 et 250 F.
Par conséquent, les panneaux de fermeture super le rs du récipient doivent. être chauffés à plus de 250 F et mainten@s à cette température pour assurer un état adhésif jusqu'à ce que les panneaux soient déplacés sous des moyens de fermeture métalliques sous pression à froid convenables du type représenté et décrit dans ledit brevet U.S.A. n 3.002.328. mettent Les moyens de fermeture sou/ les panneaux de fermeture supérieurs du récipient à une pression à froid qui fait tomber la températu- re en dessous de 225 , en établissant par conséquent un scellage complet des panneaux de fermeture supérieurs du récipient.
Comme représenté aux figures 1 à 4, la forme de réali- sation illustrée des moyens de chauffage sélectifs suivant la présente invention comprend un carter d'appareil de chauffage à air chaud, désigné globalement par la référence 45. Le carter 45 est un organe allongé tubulaire , s'étendant horizontale- ment , qui est disposé au-dessus du transporteur à récipients habituel de la machine d'emballage. Le carter 45 de l'appareil de chauffage à air chaud est doté de plusieurs ouvertures 46 le long de sa face inférieure, qui communique avec plusieurs têtes de chauffage désignées globalement par les références 47, 48, 49 et 50. Le carter 45 de l'appareil de chauffage à air chaud est doté le long de sa face inférieure d'une aile longitudinale frontale 51 et d'une aile longitudinale arrière 52.
Comme repré- senté au mieux aux figures 2 et 3, la tête menante ou frontale 47 de l'appareil de chauffage est dotée d'une paire d'ailes 53 et 54 s'étendant longitudinalement le long de sa face supérieure ,
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prévue paur être située sur les ailes 51 et 52 du carter de l'ap- parest de chauffage et qui y sont fixées par plusieurs boulons
55. Lestêtes 48 , 49 et 50 de l'appareil de chauffage sont munies d'aires analogues qui sont fixées au carter de l'appareil de chauffage par des boulons analogues qui ont été désignes par les mêmes références suivies des lettres "a,b et c",respective- ment. La. structure et le fonctionnement détailles des têtes de chauffage 47, 48, 49 et 50 seront décrits plus en détails ci-après.
Un thermomètre 36 est monté sur la face frontale du carter 45 de l'appareil de chauffage et il est représenté au mieux à la figure 3. Le carter 45 de 1$appareil de chauffage est muni d'une aile de montage 58 dans laquelle est formée une admission d'air chaud 57, représentée à la figure 2. L'aile de montage 58 du carter est connectée de façon amovible à l'aile 59 du.raccord d'alimentation en air chaud 60, grâce à plusieurs boulons 61.
Le raccord d'alimentation en air chaud 60 est réalisé en tant que duquel est /tube allongé dans'. l' extrémité arrière/monté! à pivotement un joint sphérique d'adaptateur 63 qui est monté à l'extrémité fron- tale d'un tube de transfert de chaleur 62. L'extrémité arrière de ce dernier est montée de façon fixe sur la face interne de la plaque de montage verticale 64. Le tube de transfert de chaleur
62 est fixé à la plaque 64 par des moyens appropriés quelconques, par exemple par soudage.
La plaque de montage verticale 64 est connectée de façon amovible à la branche supérieure verticale 65 d'une équerre de support, L'équerre de support comprend en outre une branche horizontale 66 qui est réalisée en une pièce avec l'extrémité inférieure de la branche verticale 65 de l'équerre, et une branche verticale inférieure 67 qui est en une pièce avec l'extrémité interne de la branche horizontale 66. La branche ver- ticale inférieure 67 de l'équerre est connectée de façon amovible,
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par exemple au moyen de boulons 68 , à la paroi de chassis verti-. cale 69 de la machine d'emballage en récipients.
Comme représente aux figures 2 et 4, un passage à air chaud 70 est formé dans la plaque de montage 64 et un passage à air chaud aligné 71 est également formé dans la branche verti- cale supérieure 65 de l'équerre, ces passages communiquant avec l'extrémité externe du tube de transfert de chaleur 62. Un pistolet à chaleur désigné globalement par la référence 72, est monté de façon acive sur la face extérieure de la branche verticale supérieure 65 de l'équerre, par des moyens appropriés quelconques,:
Le pistolet à chaleur 72 peut être d'un type approprié quelconque: convenant pour la fourniture d'air chaud sous une pression de conduite de 15 à 20 livres par pouce carré au tube de transfert
62, par l'intermédiaire des passages 70 et 71.
La pression de l'air chaud diminue alors qu'il est transporté vers le carter 45 de l'appareil, de chauffage et dans les têtes de chauffage
47, 48,49 et 50, la pression de l'air chaud est approximative- ment d'une demie à une once par pouce carré. Le tube de transfert thermique 62 est enfermé par un tuyau métallique flexible étanche à l'air 73. L'extrémité frontale du tuyau 73 est fixée à l'ex- trémité arrière du raccord 60 par des moyens appropriés quel- conques, par exemple par soudage. L'extrémité arrière du tuyau 73 est connectée de même à l'extrémité frontale de la plaque de montage 64 qui est fixée à la branche verticale supérieure 65 de l'équerre par les boulons 74.
Une caractéristique importante de l'appareil de chauf- fage de faite sélectif suivant la présente invention est qu'il est amené dans un récipient pendant une période prédéterminée et est ensuite sorti du récipient. Ce mouvement d'introduction et de sortie de l'appareil de chauffage peut être réalisé lors- que le récipient est disposé sur un transporteur se déplaçant continuellement dans une machine d'emballage aussi bien que quand il est disposa sur un transporteur qui se déplace pas à pas.:
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Dans la forme de réalisation choisie à titre d'illustration ,le transporteur de la machine d'emballage en récipients déplace les récipients avec un mouvement pas à pas et l'appareil de chauffage de faite sélectif est introduit dans un récipient alors qu'il se trouve dans une position d'arrêt et est ensuite sorti du récipient pour permettre son transfert à la position suivante.
Les moyens d'appareil de chauffage de faite peuvent être suppor- tés pour un déplacement réglé dans le temps avec un transporteur se déplaçant continuellement grâce à des moyens de support d'ap- pareil de chauffage tels que représentés dans le brevet précité U.S.A. n 3.002.328. Le carter 45 de l'appareil de chauffage est construit de telle sorte qu'il sera retiré de la partie supérieure d'un récipient lorsque la machine d'emaballage est totalement ar- rêtée , afin d'empêcher la mise à feu du récipient.
Comme représenté aux figures 2 et 4, le raccord à air chaud 60 est supporté à pivotement à l'aide d'une tige pivot 75 qui est tourillonnée dans l'organe de palier 76, disposé hori- zontalement. Le raccord à air chaud 60 est doté d'ailes s'éten- dant horizontalement 78 et 79 auxquelles l'organe de palier 76 est connecté au moyen de boulons 77. La tige pivot 75 s'étend vers l'extérieur au-delà des extrémités de l'organe de palier 76 et les extrémités de cette tige sont tourillonnées dans des orga- nes de portées espacés. 80 et 81 qui sont en une pièce avec les bras de support espacés 82 et 83 respectivement, qui s'étendent vers l'arrière.
Les bras de support 82 et 83 sont munis d'ailes de montage horizontales sétendant vers l'extérieur en une pièce 84 et 85 , respectivement, qui sont reliées de façon amovible l'aile de paroi 87 du châssis de la machine au moyen de boulons 86. Comme représenté à la figure 2, l'aile de paroi 87 du châssis de la machine est en une pièce avec la paroi de châssis 69. L'or- gane de palier 76 est espacé du carter 45 de l'appareil de chauf- fage à air chaud et est situé au voisinage de l'extrémité arrière du raccord à air chaud 60. Les bras de support 82 et 83 sont
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interconnectés à l'aide d'une plaque horizontale 88 qui repose sur 1?aile de paroi 87 du châssis.
Les figures 2,3 et 4 représentent un bras d'actionne- ment 89 qui est prévu pour faire pivoter le raccord à air chaud ,
60 et le carter 45 de l'appareil de chauffage à air chaud vers le haut et vers La bas auteur de la tige pivot 75. L'extrémité supérieure du bras d'actionnement 89 est en une pièce avec l'or- gane d palier 76 et s'étend vers le bas pour se terminer dans un organe .± étrier 9. Un suiveur de came 91 est monté à rota- tion dans l'étrier 90, au moyen d'un arbre 92.
Comma représenté au mieux aux figures 2 et 3, le sui- veur de came 91 engage par roulement une came circulaire , indi- quée d'une façon générale par la référence 93, qui est formée sur le corps de support de came 94. Le corps 94 est monté sur l'arbre d'entraînement principal 95 de la machine d'emballage en récipients et y est connecté à l'aide d'une clavette 96. La came circulaire 93 est dotée d'une première zone ou surface de came 97 qui s'étend approximativement sur 135 depuis l'extrémi- té de départ 98 sur la circonférence de la came , jusqu'à l'ex- trémité finale 99.
La came circulaire 93 comprend en outre une seconde zone de came 100 qui s'étend depuis l'extrémité 99 de la première zone de came sur la circonférence de la came 93 jusqu'à l'extrémité de départ 98 de la première zone de came.
Il doit être entendu que l'organe de came circulaire 93 tourne dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, tel qu'observé à la figure 2, en synchronisme dans le temps avec l'avance de la machine d'emballage en récipients. Lorsque le suiveur de came 91 engage en roulant la surface 97, le carter 45 de l'appareil de chauffage à air chaud est amené à pivoter ou à progresser vers le bas dans une position de chauffage active, de façon à amener l'une des tête de chauffage dans le récipient 11 situé en dessous du carter et à chauffer les zones de scella-
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ge sélectionnées décrites précédemment.
Lorsque la machine d'em- ballage en récipients avance et que l'arbre d'entraînement princi- pal 95 agit à nouveau, la came circulaire 93 est amenée à tour- ner ,. façon à engager la seconde zone de came 100 avec le sui- veur de came 91 pour retirer ou faire pivoter le carter 45 de l'appareil de chauffage vers le haut jusqu'à la position en pointillés représentée à la figure 2,dans laquelle le carter
45 de l'appareil de chauffage est situé au-dessus du récipient
11 et celui-ci est alors avancé jusqu'à la position suivante, A la figure 2, la position avancée ou de chauffage active du carter 45 de l'appareil de chauffage est représentée par la po- sition en traits pleins et la position en retrait ou inactive par la position en pointillés désignée par la référence 150.
La figure 2 représente également le bras d'actionnement 89 du carter de l'appareil de chauffage dans la position en traits pleins qu'il occupe lorsque le carter 45 est avancé vers le bas jusqu'à la position de chauffage active. La référence 151 indi- que la position en pointillés que le bras d'actionnement 89 prend lorsque le carter 45 de l'appareil de chauffage est retiré vers le haut jusqu'à la position inactive 150. Il doit être en- tendu qu'il existe un léger jeu entre le joint sphérique 63 et le raccord à air chaud 60, afin de permettre la rotation nécessaire du raccord à air chaud 60 autour du joint sphérique 63.
Si la machine d'emballage en récipients est arrêtée pendant le fonctionnement, le carter 45 de l'appareil de chauffa- ge est avancé de façon à pivoter vers le haut jusqu'à la posi- tion inactive relevée extrême représentée par la position en pointillés 152 à la figure 2, de façon à libérer totalement la sone du récipient et afin d'empêcher une combustion des réci- pients. Ce déplacement du carter 45 de l'appareil de chauffage jusqu'à une position inactive extrême est amorcé par un commuta-
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teur approprié quelconque (non représenté) dans le circuit de commande de la machine. Il doit être entendu que n'importe quel circuit de commande approprié peut être utilisé pour la machine d'emballage en récipients.
La structure destinée au relevage du carter 45 de l'appareil de chauffage jusqu'à la position inactive extrême lorsque la machine d'emballage est arrêtée,comprend le bra/s de levier 101 qui est connecté de façon articulée à son extrémité arrière à un étrier 102 à l'aide d'une goupille 103.
L'étrier 102 est fixé à l'extrémité supérieure de la,tige de cy-
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lindre l04 du cylindre pneumatique 105. Ce dernier serait ;o:;idaa= , de par le commutateur dans ledit circuit de commande approprie. 1 extrémité inférieure du cylindre pneumatique 105 a '" '¯-"; "sâP3-^ paire de tourillons 106 montés à rotation entre les bras d'é- querre verticaux espacés 107 et 108. Ces derniers sont en une
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pièce avec la plaque d 9 e'.csuesre verticale bzz fixée à 1s. ps.roi 69 du châssis ce la machine au moyen de boulons 110.
Le bras de levier 101 est muni à son extrémité avant d'un organe de portée en une pièce 111 qui -est monté. à rotation sur une extrémité de la tige de pivot 75. Comme représenté à la
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figure 4 la première extrémité de la tige pivot 75 ast :ào =4o# d'une r,éte élargie 114. La tige pivot 75 est msiïiten #çi;)3ag;e au Moyen d'un boulon 113 qui est visse dans 3x'crénite 3 de
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la tige, et/la rondelle de retenue 112. Comme représenté nwx s 3.w #ces ? 5 et 3y le bras de levier 101 est doté d'un prolongemz-n'; 1er- tical 115 dirige vers le bas, auquel est associé en une place un bras 3Qm ?.fJï:'i.
C:.ePide"Pâ latéralement 116. Le bras hos'isontal 116 olé,;7-end latéralement dans la direction de 1 "organe de ;î,634'S. - 76 de raccord à air chaud et engage sur son côté arrière une branche prolongée vers le bas 117 qui est réalisée en une pièce
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&'/sc l'organe de support de raccord 76. La branche bzz17 est reliée au bri=s 116 l'aide d 'une via 147. Lors du fonctionnement le ;ylf.=:dr.e pneurnatique 105 fonctionne de façon a toujours maintenir
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la tige 104 dans la position en traits pleins représentée à la figure 2, de façon à faire pivoter le bras de levier 101 pour amener le galet 91 à maintenir son contact avec les surfaces de came 97 et 100.
Si la machine d'emballage s'arrête, la pression de l'air est inversée dans le cylindre 105 et l'étrier se déplace vers la position en pointillés 118, le bras d'actionnement
89 se déplace jusqu'à la position en pointillés 153 et le galet
91 quitte la came 93, tandis que le carter 45 de l'appareil de chauffage est relevé jusqu'à la position inactive relevée extrê- me 152 au-dessus des récipients, afin d'empêcher l'envoi de l'air à haute température sur ces derniers.
La tête de chauffage frontale 47 est représentée en détails aux figures 9, La -este de chauffage 4? comprend une
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chambre supérieure 119 qui s"étend longitudinalemerm et qui est munie de parois latérales verticales #.25 03t ].211, et de parois d'extrémité verticales .'.22 et 1232 Les parois latérales 130 et 121 de la .tS c> de chauffage prë&ente!':;*. plusieurs orifice3 à air chaud 124 et 125,, ..t;}?fc):iqrÙ01GJ dirigés '."era le bac eh vers l'eKttsrieur . Comrne représente à la figure 50 lorsque- la tête de chauffage fr-ntaie 47 e?.'. abaissés 6&11.8 '.Ü1 récipient 11., les orifices d'évacuation d'ai..: ,oeixa=à;1 124 et 12N sont ::lt;'t18s au voisinage des sone.s ùe s.#*13,ag;e internes 34 et 44;, icsàJecti= veillent.
Comfue représenté *=>a ù1iet1:r 1"Je figures 5 ;3t 6p la tête da chauffage 4.7 cJI.)uipren.d .=1 .=i;.i=z i des -i''&!abres à s.iy chaud ter- i.<ài."mies 5.nfê17i<ei:#:os 126 e- à.2J>, dspacées l'un.3 vié l é#u.é:re ec cui communiquent :O.'J'2."C 1ét ,,;Ù12,-,1b:;:e air chaud 119 .] ;'spo.i!ée vers le haut com<ne représenté eu #aisi=t:c à la figure les chambres terminales 126 zc 1.2'f sont munies de parois internes 'jiriqes vers l'intêrbr, a3pa:'';3& ne elles et de forme angulaire 128 et 3,29, dans lesqueli'3& zo#ii pratiqués plusieurs -riìcee; àéfliacita= tion d'air chaud 130 et 131, respectivement. Les parois 128 et
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129 de la tête de chauffage sont prévues pour être situées le long des surfaces extérieures des panneaux de scellage de :
nervu- res internes 28, 29 et 38,39, afin de chauffer sélectivement ceux-ci lorsque la tête de chauffage frontale 47 est abaissée dans supérieure d'un récipient 11. La chambre termi- @@le inférieure 126 est enfermée par la paroi inférieure 132 et. les parois latérales verticales 133 et 134. L'autre chambre ter- minale nféxieure 127 est de même enfermée par la paroi inférieu- re 135 et les parois d'extrémité latérales verticales 136 et 137.
Les tâtes de chauffage intermédiaires 48 et 49 sont construites d'une façon idantique à celle décrite pour la tête de chauffage frontale 47.
La figure 10 représente une variante de tête de chauf- fage 148 dans laquelle les orifices d'évacuation d'air chaud 130 ont été -,remplacés par une fente allongée 149 de part et d'au- ! tre de la paroi de tourne angulaire 128. Les orifices d'évacua- tion d'air chaud 124, 125 et 131 peuvent également être formés en tant que fentes analogues à la fente 149.
La fente allongée 149 projette de l'air chaud sur les zones de scellage du réci- pient. La tête de chauffage 148 est analogue à la tête de chauf- fage 47 et des pièces analogues sont désignées par des références identiques suivies de la lettre "d".
Les figures 11.12 et 13 représentent les détails de la tête de chauffage finale ou arrière 50 qui est prévue Pour appliquer de l'air chaud sur la zone de nervures de fermeture supérieure complète du récipient. Le but de la tête de chauffaqe 50 est d'empêcher un refroidissement des organes de fermeture chauffés alors que le récipient est amené en contact actif avec des mâchoires de fermeture 146,
Comme représenté au mieux à la figure 11, la tête de chauffage 50 comprend une chambre à air chaud 138 qui est formée par les parois latérales verticales longitudinales 139 et 140 et les parois d'extrémité verticales 141 et 142.
La chambre à
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air chaud 138 est enfermée à son extrémité inférieure par la pa- roi inclinée 143 qui s'incline vers le haut et vers l'avant dans la direction de la dernière tête de chauffage 49.
Dans la paroi inférieure 143 de la tête de chauffage sont prati- qués plusieurs orifices d'évacuation d'air chaud 144 et 145 dis- posés en forme de "V", avec le sommet écarté de l'extrémité arrière de la tête de chauffage 49 disposé au voisinage des têtes de fermeture de la d'emballage, comme représenté aux figures 3 et 4,
Les moyens de chauffage à air chaud sélectifs suivant la présente invention ont été représentés somme comportant trois tête de chauffage, mais il,doit âtre entendu qu'une ou plusieurs des têtes de chauffage peuvent être utilisées conjointement avec la tête de chauffage terminale 50. Dans la description qui précè- de, les trois têtes de chauffage 47,
48 et 49 seront déplacées simultanément vers le bas dans les extrémités supérieures de trois récipients 11 après que le transporteur de la machine d'emballage ait avancé les récipients vers l'avant jusqu'aux positions convenables. En disposant de plus d'une tête de chauf- fage, il est possible de faire avancer le système transporteur à une vitesse plus rapide et d'augmenter la production.
La figure 5 représente schématiquement la façon dont les têtes de chauffage 47, 48 et 49 sont déplacées vers la bas jusqu'au voisinage des zones de scellage 34, 44, 28, 29, 38 et 39 sur les organes de fermeture d'un récipient 11. L'air est maintenu dans le carter 45 à une température d'environ 850 F, de telle sorte qu'il sera suffisamment chaud lorsqu'il sort des orifices dans les têtes de chauffage pour faire fondre le revê- tement thermoplastique sur les zones de scellage. Les têtes de chauffage n'engagent pas les surfaces de scellage des organes de fermeture du récipient et en sont espacées d'environ 1/8 de pouce. La pression de l'air chaud dans les têtes de chauffage
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est de l'ordre d'une demi once à une once par pouce carré.
Si la pression de l'air chaud est inférieure à cette gamme, les têtes de chauffage peuvent être situées plus près des zones de scellage qu'un huitième de pouce, sans effet pertubateur sur le récipient. Les têtes de chauffage séjournent dans les réci- pients 11 pendant environ une demi-seconde et il s'est révélé que la température de la surface de scellage pendant cette pé- riode est amenée à une température supérieure à 250 F. Lorsqu' un récipient 11 est avancé de la position située en dessous de la tête de chauffage 49 jusqu'à celle située en dessous de la tête de chauffage 50, les surfaces de scellage sont maintenues à l'état chauffé dans la tête de chauffage 50 pour un déplacement ultérieur dans les organes de fermeture appropriés indiqués par la référence 146 à la figure 3.
Il doit être entendu que n'impor- te quels organes de fermeture appropriés peuvent être utilisés, comme par exemple ceux décrits dans le brevet U.S.A. précité n 3.002.328.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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"Selective heater made for plastic coated cardboard box packaging machine"
The present invention relates generally to packaging machines and, more particularly, to an improved selective ridge heater for use in container-packing machines to selectively heat areas. for sealing cardboard containers coated with thermoplastic material.
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At the present time, it is common practice in the art of automatic container packaging machines to use containers made of marked paper blanks coated with a thermoplastic substance sensitive to heat and pressure, as by example a polyethylene-based polymer,
However, experience has shown that it is difficult to achieve a proper sealing of the top closure panels of such containers with the prior art rack heaters currently used in container packaging machines.
Prior art heaters for heating the upper closure panels of such containers simply pass over the tops of the closure panels and heat these panels generally and in such a manner that they bring the thermoplastic substance into the body. in most cases, to melt on the internal areas of said closure panels, thereby causing said areas to adhere to each other resulting in torn and jagged edges on the spouts of these containers when they are open. This causes drops to form and the contents to leak when pouring from the container.
Therefore, a primary object of the present invention is to provide an improved and efficient de facto heater for use in container packing machines using cardboard coated containers. thermoplastic material, for selectively heating predetermined sealing areas on the top closure panels of the containers and preventing the unsealed internal areas of the panels from adhering to each other.
Another object of the present invention is to provide a new and improved heating apparatus for selectively heating predetermined sealing areas on the top closure panels of a thermoplastic coated cardboard container, which is provided with heating heads
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fage intended to penetrate into the containers to the immediate vicinity of the predetermined sealing zones in order to heat them to soften the thermoplastic material for a subsequent pressure sealing operation.
Yet another object of the invention is to provide a new and improved hot air ridge heater for the precise control of the heating of the sealing areas of top closure panels of a thermoplastic coated cardboard container, which allows the use of lower hot air pressures than has heretofore been possible with prior art hot air heaters and which is further intended for use in hot air heaters. packaging in containers in which the containers move continuously or step by step when passing through the heater.
Yet another object of the present invention is to provide a new and improved method of heating certain areas of the upper closure panels of a thermoplastic coated cardboard container, which comprises applying in a predetermined pattern heat to the container within. said areas where a seal is required when the container is closed.
Yet another object of the present invention is to provide heating means for use on thermoplastic coated containers as these are moved by a conveyor in a container wrapping machine in order to heat. the sealing areas on the upper closure panels of the container and said heating means comprising a hot air casing intended to be located above the container conveyor, at least one hot air heating head mounted on said casing and having several hot air exhaust holes arranged in a
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of:
'ruz pr, èéterF.! i (5., means for supplying hot air to ¯ .¯r4 =, maye l' yes pivotally support said housing on
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the packaging machine for upward and downward movement, means for pivoting the housing downward in order to place the heating head in a container on the conveyor to send hot air over the sealing areas of the top closure panels of the container and for holding the heater head in the container for a residence period, and then pivoting said housing upward to separate the heater head from the container to allow movement from the latter to a pressure closing station.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in lesqueb;
Fig. 1 is a perspective view of a wrapping machine for plastic coated cardboard containers which is provided with a selective ridge heater made in accordance with the present invention.
Figure 2 is a sectional view in part elevation of the structure shown in Figure 1, with certain parts removed, taken along line 2-2 of this figure, in the direction of the arrows, with an elevational view from the right end of the selective fatte heater.
Figure 3 is a front elevational view of the selective ridge heater according to the present invention taken along line 3-3 of Figure 2 in the direction of the arrows and illustrating part of the ridge machine. packaging in containers.
Fig. 4 is a partial top plan view of the packaging machine and selective ridge heater structure shown in Fig. 2, taken along line 4-4 thereof, in the direction of the arrows .
Figure 5 is an enlarged top plan view of the drive heater head on the selective ridge heater shown in Figure 3, taken along the line
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5-5 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 6 is a longitudinal sectional view of the heating teta shown in Figure 5, taken along line 6-6 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 7 is a cross-sectional view of the heater head shown in Figure 6, taken along line 7-7 thereof, and in the direction of the arrows,
Figure 8 is a side elevational view of the heater head shown in Figure 7, taken along line 8-8 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 9 is a partial elevational view of the heating head shown in Figure 5, looking in the direction of the arrow marked "9".
Figure 10 is a partial elevational view similar to Figure 9 illustrating an alternative heater head with a slit-shaped opening.
Figure 11 is an enlarged bottom plan view of the rear or final heater head shown in Figure 3, taken along line 11-11 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 12 is a longitudinal sectional view of the heating head shown in Figure 11, taken along line 12-12 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 13 is a cross-sectional view of the heater head shown in Figure 12, taken along line 13-13 thereof and in the direction of the arrows.
Figure 14 is a general view of the internal surface of a plastics coated cardboard blank for use in forming a container of the type intended for heating the top closure panels by the rim heater. selective according to the present invention.
Figure 15 is a perspective view of a container formed from a cardboard blank coated with plastics material.
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of the type shown in figure 3 and illustrating the upper fermetare panels in position for the heating of surfaces by,: alterations of these panels, thanks to the use of the selective ridge heating apparatus according to the present invention. - tion.
Referring now to the drawings, an exemplary embodiment of the selective pomp heater according to the present invention is shown used on a container wrapping machine which operates in a non-operating mode. stepwise, but it should be understood that it can also be used on a container wrapping machine which operates continuously. A perspective view of the container wrapping machine is shown in Figure 1. A container wrapping machine of the type shown in Figure 1 has been described in detail in U.S. Patent No. 3,002,328, granted. October 3, 1961.
The selective line heater according to the present invention is generally designated by reference numeral 10 in Figures 1, 2 and 3. The type of container which is erected, filled and closed by the illustrated container packing machine. in Figure 1 is shown in Figure 14 and denoted generally by the numeral 11. The container 11 is provided with a suitable thermoplastic coating. An example of a suitable thermoplastic material for coating the container 11 is a polyethylene-based polymer. As shown in Figure 14, the container II comprises a tubular body which has a generally directangular cross section and which is provided with a suitable bottom closure referred to generally as 12.
The upper end of the container body terminates in the usual upper end closure, generally designated 13, in which there is incorporated an extendable pouring spout 14 for use in dispensing.
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Contribution of contents of container 11. Containers of the type shown in Figure 14 are usually formed from a cardboard blank. The cardboard blank from which the container 11 is formed is shown in FIG. 13 and is divided into several panels which are provided to form the walls and the closure members of the container. The panels are formed by marking lines.
The body portion of the container 11 is formed by the four side panels designated 15, which panels are secured together by a side joining tab 16. The lower closure portion designated generally 12, is formed by a side joining tab. from the various rectangular and triangular panels designated 17-24. The top end closure, generally designated 13, is formed from the various rectangular and triangular panels designated 25-44. Score lines in the blank which divide the various panels from one another define fold lines which are produced when the blank is cut from the thermoplastic coated cardboard.
The upper end closure 13 is formed by a pair of roof panel members which are inclined upwardly in the completed position and between which the inner triangular panels 26 and 36 are disposed. One of the roof panel members roof is formed from panels 30 and 31 and the other of the roof panel members is formed from panels 40 and 41. A pair of panels ;; fold-down angles such as 25, 27, and 35, 37 are disposed on opposite sides of each of the inner triangular panels 26 and 36, respectively. The inner triangular panel 36 and adjacent hinged panels 35 and 37 act as an extendable spout 14 after the top end panels have been closed.
The closing panels 25, 26 and 27 are provided at their upper end with panels.
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Internal rib panels 28 and 29. The internal closure panels 35, 36 and 37 have internal rib panels 38 and 39 at their upper ends. The outer closure panels 30, 31, 40 and 41 are provided on their upper end with outer rib panels 32, 33, 42 and 43, respectively. The outer rib panels 32 and 33 are provided with a blanking panel 34 extended upward. The outer rib panels 42 and 43 are provided with a blanking or sealing panel 44, extended upward.
The container packing machine shown in Figure 1 and described in more detail in U.S. Patent No. 3,002,328, supra, comprises a magazine station for storing container blanks and a dressing station where the blanks are formed. to a tubular shape. The base ends of the tubular blanks are then closed by a series of operations in a bottom closing station. The containers are then sent to a filling mechanism. The filled containers are then transported to a ridge closing station where the top closure panels are closed and sealed.
The selective ridge heating means according to the present invention are intended to be actively mounted in the ridge closing station of the packaging machine shown in FIG. 1, in order to heat certain internal and external sealing areas on. the top closure panels with hot air at a temperature sufficient to melt the polyethylene coating in these areas. The selective ridge heating means according to the present invention do not come into contact with the upper closure panels of the container during a heating operation.
As described in more detail below, the seal areas which are heated by the selective wave heater are the internal surfaces of the seal panels 34 and 44 and.
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the external surfaces of the internal rib panels 28, 29, 38 and 39,
The sealants are selectively and precisely heated to a temperature sufficient to maintain the coating: the polyethylene in an adhesive state during operation: no subsequent top closure. The adhesive state occurs between 225 and 250 F.
Therefore, the super closure panels of the container must. be heated to more than 250 F and maintained at that temperature to ensure an adhesive condition until the panels are moved under suitable cold pressurized metal closure means of the type shown and described in said US Patent No. 3,002 .328. brings the closure means or upper closure panels of the container to a cold pressure which drops the temperature below 225, thereby establishing a complete seal of the upper closure panels of the container.
As shown in Figures 1-4, the illustrated embodiment of the selective heater means according to the present invention comprises a hot air heater housing, generally designated 45. Housing 45 is an elongated member. tubular, horizontally extending, which is disposed above the usual container conveyor of the packaging machine. The housing 45 of the hot air heater is provided with a plurality of openings 46 along its underside, which communicates with several heater heads generally designated as 47, 48, 49 and 50. The housing 45 of the hot air heater The hot air heater is provided along its underside with a front longitudinal wing 51 and a rear longitudinal wing 52.
As best shown in Figures 2 and 3, the driving or front head 47 of the heater is provided with a pair of wings 53 and 54 extending longitudinally along its upper face,
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intended to be located on the wings 51 and 52 of the housing of the heater and which are fixed there by several bolts
55. The heads 48, 49 and 50 of the heater are provided with similar areas which are fixed to the housing of the heater by similar bolts which have been designated by the same references followed by the letters "a, b and c ", respectively. The detailed structure and operation of the heater heads 47, 48, 49 and 50 will be described in more detail hereinafter.
A thermometer 36 is mounted on the front face of the housing 45 of the heater and is best shown in Figure 3. The housing 45 of the heater is provided with a mounting wing 58 in which is formed a hot air intake 57, shown in Figure 2. The housing mounting flange 58 is removably connected to the flange 59 of the hot air supply fitting 60, by means of several bolts 61.
The hot air supply connection 60 is made as an elongated tube / tube. rear end / mounted! pivotally an adapter ball joint 63 which is mounted at the front end of a heat transfer tube 62. The rear end of the latter is fixedly mounted on the inner face of the mounting plate vertical 64. The heat transfer tube
62 is attached to plate 64 by any suitable means, for example by welding.
The vertical mounting plate 64 is removably connected to the vertical upper leg 65 of a support bracket. The support bracket further includes a horizontal leg 66 which is formed integrally with the lower end of the leg. vertical 65 of the square, and a lower vertical branch 67 which is in one piece with the inner end of the horizontal branch 66. The lower vertical branch 67 of the square is removably connected,
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for example by means of bolts 68, to the vertical frame wall. wedge 69 of the container packing machine.
As shown in Figures 2 and 4, a hot air passage 70 is formed in the mounting plate 64 and an aligned hot air passage 71 is also formed in the upper vertical leg 65 of the bracket, these passages communicating with. the outer end of the heat transfer tube 62. A heat gun generally designated by the numeral 72, is actively mounted on the outer face of the upper vertical branch 65 of the bracket, by any suitable means:
Heat gun 72 may be of any suitable type: suitable for supplying hot air at 15 to 20 pounds per square inch line pressure to the transfer tube
62, through passages 70 and 71.
The pressure of the hot air decreases as it is transported to the housing 45 of the heater, and into the heating heads
47, 48, 49 and 50, the pressure of the hot air is approximately one-half to one ounce per square inch. The heat transfer tube 62 is enclosed by an airtight flexible metal pipe 73. The front end of the pipe 73 is attached to the rear end of the fitting 60 by any suitable means, for example by welding. The rear end of the pipe 73 is likewise connected to the front end of the mounting plate 64 which is attached to the upper vertical branch 65 of the bracket by the bolts 74.
An important feature of the selective ridge heater according to the present invention is that it is brought into a container for a predetermined time and then taken out of the container. This movement in and out of the heater can be achieved when the container is placed on a continuously moving conveyor in a packaging machine as well as when it is placed on a non-moving conveyor. by step .:
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In the illustrative embodiment, the container wrapping machine conveyor moves the containers in a stepwise motion and the selective edge heater is introduced into a container as it moves. found in a stop position and then removed from the container to allow its transfer to the next position.
The ridge heater means can be supported for time controlled displacement with a continuously moving conveyor by means of heater support means as shown in the aforementioned US Patent No. 3,002. .328. The heater housing 45 is constructed such that it will be removed from the top of a container when the wrapping machine is completely off, to prevent ignition of the container.
As shown in Figures 2 and 4, the hot air fitting 60 is pivotally supported by a pivot rod 75 which is journalled in the bearing member 76, disposed horizontally. The hot air fitting 60 has horizontally extending wings 78 and 79 to which the bearing member 76 is connected by means of bolts 77. The pivot rod 75 extends outwardly beyond the legs. ends of the bearing member 76 and the ends of this rod are journaled in spaced apart bearing members. 80 and 81 which are in one piece with the spaced support arms 82 and 83 respectively, which extend rearwardly.
The support arms 82 and 83 are provided with horizontal one-piece outwardly extending mounting wings 84 and 85, respectively, which are removably connected to the wall wing 87 of the machine frame by means of bolts. 86. As shown in Figure 2, the wall flange 87 of the machine frame is integral with the frame wall 69. The bearing member 76 is spaced from the housing 45 of the heater. - hot air fage and is located near the rear end of the hot air connection 60. The support arms 82 and 83 are
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interconnected by means of a horizontal plate 88 which rests on the wall flange 87 of the frame.
Figures 2, 3 and 4 show an actuating arm 89 which is provided to pivot the hot air connection,
60 and casing 45 of the hot air heater up and down causing the pivot rod 75. The upper end of the actuating arm 89 is integral with the bearing member. 76 and extends downward to terminate in a member ± caliper 9. A cam follower 91 is rotatably mounted in caliper 90 by means of a shaft 92.
As best shown in Figures 2 and 3, the cam follower 91 rollably engages a circular cam, generally indicated by the numeral 93, which is formed on the cam support body 94. The cam follower 91. body 94 is mounted on the main drive shaft 95 of the container wrapping machine and is connected to it by means of a key 96. The circular cam 93 has a first zone or cam surface 97 which extends approximately 135 from the starting end 98 around the circumference of the cam, to the final end 99.
The circular cam 93 further comprises a second cam region 100 which extends from the end 99 of the first cam region around the circumference of the cam 93 to the starting end 98 of the first cam region. .
It should be understood that the circular cam member 93 rotates counterclockwise, as seen in Figure 2, in time synchronism with the advance of the packaging machine. in containers. As the cam follower 91 rolling engages the surface 97, the casing 45 of the hot air heater is caused to pivot or progress downward into an active heating position, so as to cause one of the hot air heater to move. heating head in the receptacle 11 located below the casing and to heat the sealed areas
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selected ge described previously.
As the container packing machine moves forward and the main drive shaft 95 acts again, the circular cam 93 is caused to rotate,. so as to engage the second cam region 100 with the cam follower 91 to remove or rotate the housing 45 of the heater upwardly to the dotted position shown in Figure 2, in which the casing
45 of the heater is located above the container
11 and the latter is then advanced to the next position, In FIG. 2, the advanced or active heating position of the housing 45 of the heater is represented by the solid line position and the in-line position. withdrawn or inactive by the dotted position designated by the reference 150.
FIG. 2 also shows the heater housing actuator arm 89 in the solid line position it occupies when housing 45 is advanced downward to the active heating position. Reference 151 indicates the dotted position that actuator arm 89 assumes when heater housing 45 is pulled up to inactive position 150. It should be understood that it There is a slight clearance between the ball joint 63 and the hot air connection 60, in order to allow the necessary rotation of the hot air connection 60 around the ball joint 63.
If the container-packing machine is stopped during operation, the heater housing 45 is moved forward so as to pivot upward to the extreme raised inactive position shown by the dotted position. 152 in FIG. 2, so as to completely free the sone from the container and to prevent combustion of the containers. This movement of the housing 45 of the heater to an extreme inactive position is initiated by a switch-over.
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any suitable tor (not shown) in the machine control circuit. It should be understood that any suitable control circuit can be used for the container packaging machine.
The structure for raising the housing 45 of the heater to the extreme inactive position when the wrapping machine is stopped, includes the lever arm 101 which is hingedly connected at its rear end to a caliper 102 using a pin 103.
Caliper 102 is attached to the upper end of the cy-
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the l04 of the pneumatic cylinder 105. The latter would be; o:; idaa =, through the switch in said appropriate control circuit. 1 lower end of the air cylinder 105 a '"' ¯-"; sâP3- ^ pair of journals 106 rotatably mounted between the spaced vertical square arms 107 and 108. These are in one piece.
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part with the vertical 9 e'.csuesre plate bzz fixed at 1s. ps. 69 king of the frame and the machine by means of bolts 110.
The lever arm 101 is provided at its front end with a one-piece bearing member 111 which is mounted. rotating on one end of the pivot rod 75. As shown in
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figure 4 the first end of the pivot rod 75 ast: ào = 4o # of a widened r, t 114. The pivot rod 75 is msiïiten # çi;) 3ag; e by means of a bolt 113 which is screwed in 3x 'crenite 3 of
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the rod, and / the retaining washer 112. As shown nwx s 3.w #ces? 5 and 3y the lever arm 101 is provided with an extension-n '; 1st- tical 115 directs downwards, to which is associated in one place an arm 3Qm? .FJï: 'i.
C: .ePide "Past laterally 116. The hosisontal arm 116 olé,; 7-end laterally in the direction of the organ of; î, 634'S. - 76 of hot air connection and engages on its rear side a branch extended downwards 117 which is made in one piece
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& '/ sc the connection support member 76. The bzz17 branch is connected to the bri = s 116 by means of a via 147. During operation the; ylf. =: dr.e pneurnatique 105 operates in such a way as to always maintain
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the rod 104 in the position in solid lines shown in Figure 2, so as to pivot the lever arm 101 to cause the roller 91 to maintain its contact with the cam surfaces 97 and 100.
If the packaging machine stops, the air pressure is reversed in the cylinder 105 and the caliper moves to the dotted position 118, the actuator arm
89 moves to the dotted position 153 and the roller
91 exits cam 93, while heater casing 45 is raised to the extreme raised inactive position 152 above the vessels, to prevent high temperature air from being sent. on these.
The front heating head 47 is shown in detail in Figures 9, The heating -est 4? includes a
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upper chamber 119 which extends longitudinally and which is provided with vertical side walls # .25 03t] .211, and vertical end walls. '. 22 and 1232 The side walls 130 and 121 of the .tS c> heating present! ':; *. several hot air orifice3 124 and 125 ,, ..t;}? fc): iqrÙ01GJ directed'. "will be the eh tray towards the eKttsrieur. Comrne shows in Figure 50 when- the fr-ntaie heater head 47 e ?. '. lowered 6 & 11.8 '.Ü1 container 11., the air outlets ..:, oeixa = to; 1 124 and 12N are :: lt;' t18s in the vicinity of the sone.s ùe s. # * 13 , ag; e interns 34 and 44 ;, icsàJecti = watch.
Comfue represented * => a ù1iet1: r 1 "I figures 5; 3t 6p the heating head 4.7 cJI.) Uipren.d. = 1. = I; .i = zi des -i '' &! Abres à s. iy warm ter- i. <ài. "mies 5.nfê17i <ei: #: os 126 e- to.2J>, spaced un.3 vié l é # u.é: rec cui communicate: O. ' J'2. "C 1ét ,,; Ù12, -, 1b:;: e hot air 119.]; 'Spo.i! Ée upwards com <not represented eu # aisi = t: c in the figure the rooms terminals 126 zc 1.2'f are provided with internal walls 'jiriqes towards the intêrbr, a3pa:' '; 3 & ne them and of angular shape 128 and 3.29, in which' 3 & zo # ii practiced several -riìcee; àéfliacita = hot air tion 130 and 131, respectively. The walls 128 and
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129 of the heater head are intended to be located along the outer surfaces of the sealing panels of:
internal ribs 28, 29 and 38,39, in order to selectively heat these when the front heating head 47 is lowered into the top of a vessel 11. The lower end chamber 126 is enclosed by the wall lower 132 and. the vertical side walls 133 and 134. The other end chamber 127 is likewise enclosed by the bottom wall 135 and the vertical side end walls 136 and 137.
The intermediate heating heads 48 and 49 are constructed in the same way as described for the front heating head 47.
FIG. 10 shows an alternative heater head 148 in which the hot air discharge orifices 130 have been replaced by an elongated slot 149 on either side! Be of the angular turn wall 128. The hot air exhaust openings 124, 125 and 131 can also be formed as slits similar to the slit 149.
The elongated slit 149 projects hot air over the seal areas of the container. Heater head 148 is analogous to heater head 47 and like parts are designated by like references followed by the letter "d".
Figures 11.12 and 13 show the details of the final or rear heating head 50 which is intended to apply hot air to the entire top closure rib area of the container. The purpose of the heating head 50 is to prevent cooling of the heated closure members as the container is brought into active contact with closure jaws 146,
As best shown in Figure 11, the heater head 50 includes a hot air chamber 138 which is formed by the longitudinal vertical side walls 139 and 140 and the vertical end walls 141 and 142.
The room at
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hot air 138 is enclosed at its lower end by inclined wall 143 which tilts upward and forward in the direction of the last heater head 49.
In the lower wall 143 of the heating head are formed several hot air discharge openings 144 and 145 arranged in a "V" shape, with the top spaced from the rear end of the heating head. 49 arranged in the vicinity of the closure heads of the packaging, as shown in Figures 3 and 4,
The selective hot air heating means according to the present invention have been shown comprising three heating heads, but it should be understood that one or more of the heating heads can be used in conjunction with the terminal heating head 50. In this case, the above description, the three heating heads 47,
48 and 49 will simultaneously be moved downward into the upper ends of three containers 11 after the packaging machine conveyor has advanced the containers forward to the proper positions. By having more than one heating head, it is possible to advance the conveyor system at a faster speed and increase production.
Figure 5 shows schematically how the heating heads 47, 48 and 49 are moved down to the vicinity of the sealing areas 34, 44, 28, 29, 38 and 39 on the closure members of a container 11. The air is maintained in the housing 45 at a temperature of about 850 F so that it will be hot enough when it exits the holes in the heater heads to melt the thermoplastic coating on the heaters. sealing areas. The heater heads do not engage the sealing surfaces of the container closures and are spaced approximately 1/8 inch from them. Hot air pressure in the heating heads
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is in the range of half an ounce to one ounce per square inch.
If the hot air pressure is below this range, the heater heads can be located closer to the seal areas than an eighth of an inch, without disrupting the vessel. The heating heads remain in the containers 11 for about half a second and it has been found that the temperature of the sealing surface during this period is brought to a temperature above 250 F. When a container 11 is advanced from the position below the heating head 49 to that below the heating head 50, the sealing surfaces are maintained in the heated state in the heating head 50 for subsequent movement in the appropriate closures indicated by the reference 146 in Figure 3.
It should be understood that any suitable closure members may be used, such as, for example, those described in the aforementioned U.S. Patent No. 3,002,328.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
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