Kartonverschliessmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf Kartonverschliessmaschinen für das Heissversiegeln von Deckelanschnitten eines mit der Rückwand eines Kartonkörpers klappbar verbundenen Deckels mit den beiden Seitenwänden und der Vorderwand des Kartonkörpers, mit denen die Deckelanschnitte zur Deckung gebracht und mittels eines thermoplastischen Klebers verbunden sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Kartonschachtelverschliessmaschine der gattungsgemässen Art die Maschine eine erste, die Kartons (Pappschachteln) in Aufeinanderfolge entlang einer horizontalen Bahn bewegende Fördervorrichtung mit ihr zugeordneten Faltmitteln, welche das Zuklappen der Deckel, die dann auf den Kartonkörpern mit noch abstehenden Deckelanschnitten aufliegen, bewirken, und eine zweite die Kartons von der ersten übernehmende senkrechte Fördervorrichtung aufweist, welche die Kartons durch einen Schacht aus dreiseitig angeordneten, eine Faltung, eine Beheizung und eine Kühlung ausübenden Falt- und Siegelvorrichtungen bewegt,
welche beim Eintauchen der Kartons in den Schacht die drei Deckelanschnitte umfalten und mit den Wänden der Kartonkörper in Berührung bringen und welche die zum Versiegeln erforderliche Hitze auf die niedergeklappten Deckelanschnitte übertragen und welche die heissverklebten Deckelanschnitte kühlen, bevor die Kartons in die Abgabestellung gelangen.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Karton, der durch die erfindungsgemässe Maschine verschlossen werden soll,
Fig. 2A, 2B zwei zusammengehörige Darstellungen einer Seitenansicht der Maschine,
Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 2A in vergrössertem Massstab,
Fig. 4A, 4B zwei zusammengehörige Darstellungen eines Schnittes in Richtung der Linie IV-IV der Fig. 2A, welche einen Teil der Maschine in Aufsicht zeigen,
Fig. 5 einen Teil der waagrecht arbeitenden ersten Fördermittel nach Fig. 2A,
Fig. 6 einen Schnitt in Richtung VI-VI der Fig. 2A und
Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII-VII der Fig. 2A.
In Fig. 1 ist ein Kartonbehälter dargestellt, der aus einem aus Pappe oder Karton bestehenden Zuschnitt hergestellt ist, dessen gegenüberliegende Seiten mit einem wachsähnlichen Überzug aus einem Paraffinwachs niederer Viskosität, der auf den Kartonrohling aufgetragen ist, versehen sind. Der Kartonbehälter besteht aus einem Schachtelteil mit einem rechteckigen vierseitigen Boden 1 und Seitenwänden 2, 3 sowie mit einer Vorderwand 4 und einer Rückwand 5. An der Rückwand 5 hängt ein Deckel 6 mit seitlichen Deckelansätzen oder -klappen 7, 8 und einer vorderen Deckelklappe 9. Die inneren Oberflächen der Klappen 7, 8, 9 tragen einen Überzug aus einem thermoplastischen Kleber, wie er durch das Bezugszeichen 10 angedeutet sein soll, wobei dieser Kleber auf den Klappen unter dem Paraffinüberzug aufgetragen ist.
Der thermoplastische Kleber hat eine solche Zusammensetzung, dass er mit dem Wachs keine klebende Verbindung eingeht und dass er bei normalen Temperaturen nicht klebrig ist und erst bei einer höheren Temperatur als die Schmelztemperatur des Wachsüberzuges weich, d. h. klebend wird. Die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Klebstoffes liegt vorzugsweise merklich oberhalb der Schmelztemperatur des Wachses, wobei die Temperaturdifferenz etwa bei 200 C liegen kann. Eine geeignete Zusammensetzung eines thermoplastischen Klebstoffes kann aus einem Polyvinylacetatkunstharz mit darin eingeschlossenen Weichmachern bestehen, welche ihn hitzeklebend, aber bei normalen Temperaturen nicht klebend machen, wenn er auf einem Kartonzuschnitt aufgetragen ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.
Obwohl die Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf einen Karton, der einen Wachsüberzug trägt, beschrieben ist, kann selbstverständlich die in nachfolgendem beschriebene erfindungsgemässe Maschine auch in Verbindung mit anderen Kartonbehältern, die hitzeversiegelbar sind, verwendet werden, z. B. mit einem solchen, dessen eine Seite mit einem thermoplastischen Überzug, wie Polythen, versehen ist.
Nachdem die Kartons gefüllt sind, werden sie auf ein erstes Fördermittel aufgegeben und von diesem übernommen und in Aufeinanderfolge entlang einer horizontalen Bahn bewegt, während bei dieser Bewegung entsprechend angeordnete Faltmittel dafür sorgen, dass die zunächst offenen Deckel der Kartons heruntergeklappt werden, so dass sie auf den Kartonkörpern aufliegen. Dieses erste, waagrecht arbeitende Fördermittel enthält endlose Ketten 11 (Fig. 2A und 5), die von einem Elektromotor 12 (Fig. 2A), durch Ketten 13, 14 und einer Zwischenwelle 15 angetrieben werden. Die Ketten 11 sind mit einer Mehrzahl von gleichabständigen Schubelementen 16 (Fig. 4A und 5) versehen, welche bei 17 mit den Ketten gelenkig verbunden sind.
Leisten 18 sind an den Ketten 11 befestigt und verbinden zwei solche im Abstand zueinander laufende Ketten, und eine Feder 19 ist unterhalb jedes der Schubelemente 16 angeordnet und mit einem nach unten gerichteten und an einer Leiste 18 befestigten Arm 20 einerseits an dem zugehörigen Schubelement 16 verbunden, so dass das Schubelement durch die Federwirkung eine Stellung einnimmt, in welcher es, wie Fig. 5 zeigt, den Karton beaufschlagt und den am rechten Ende gemäss Fig. 2A geöffnet aufgegebenen Karton nach links horizontal auf die zweite senkrecht arbeitende Fördervorrichtung zu transportieren.
Die von dem ersten Fördermittel aufgenommenen Kartons werden zwischen Seitenführungen 21 (Fig. 4A und 4B), die sich längs der Bewegungsbahn dieser horizontalen Fördermittel erstrecken, bewegt, und eine stationär angeordnete, mit Leitkurven versehene Faltvorrichtung 22 (Fig. 4A) bekannter Konstruktion bewirkt, dass die Deckel der Kartons auf den Kartonkörper während dieser Bewegung heruntergeklappt werden, so dass die Kartondeckel auf dem Kartonoder Schachtelkörper aufliegen, wie dies strichpunktiert in Fig. 5 angedeutet ist.
Die Kartons mit den so heruntergeklappten Deckeln 6 werden durch das erste Fördermittel gegen einen endseitig angeordneten Anschlag 23 (Fig. 4B) bewegt, durch welchen sie in die Bewegungsbahn eines zweiten Fördermittels gebracht werden, welches die Kartons übernimmt und sie in Aufeinanderfolge auf einer vertikalen Bahn, längs welcher beheizte Versieglungsmittel angeordnet sind, zu einer am Ende dieser senkrechten Bahn angeordneten Abgabestelle bewegt, wobei die Versieglungsmittel die zu Beginn der senkrechten Aufwärtsbewegung heruntergeklappten Deckelklappen 7, 8, 9 mit den Seitenwänden 2, 3 und der Vorderwand 4 des Schachtelkörpers in Berührung bringen und halten und ihre Hitzeeinwirkung auf die Deckelklappen ausüben, so dass eine Klebverbindung zwischen ihnen und den Schachtelwänden zustande kommt,
welche anschlie ssend einer Kühlung während des senkrechten Weitertransportes unterworfen werden, bevor die Kartons die Abgabeposition erreichen.
Die zweiten Fördermittel bestehen aus einer endlosen Kette 24, die von der Welle 15 her über Kegelräder 25, 26 (Fig. 4B) angetrieben wird, und einer Vielzahl von gleichabständigen Kartonmitnahmeelementen 27, die paarweise angeordnet und mit der Kette 24 verbunden sind und die Kartonböden beaufschlagen, während sie sie durch die Versieglungsmittel bewegen. Die Kartonmitnahmeelemente 27 sind an Platten 28 befestigt, von denen aus sie sich nach auswärts erstrecken, und die Platten 28 sind bei 29 drehbar mit der Kette 24 verbunden und werden durch Federn 30 (Fig. 3) in die Stellungen gebracht, in welchen die Mitnahmeelemente 27 den Boden eines Kartons während seiner Bewegung durch die Siegelmittel hindurch beaufschlagen.
Kurz nachdem ein Karton von dem zweiten Fördermittel ergriffen und vertikal aufwärts bewegt wird, gelangen die Deckelklappen des Kartons mit weiteren Faltmitteln in Kontakt, welche die Seiten- und Frontklappen des Deckels mit den ihnen zugeordneten Sei ten- und Frontwänden des Schachtelkörpers in dicht aufliegende Berührung bringen. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese zweiten Faltmittel aus Führungselementen mit bogenförmig abgerundeten unteren Enden R (Fig. 2A) der Seiten der Heizkammer. Die Heizkammer ist eine vertikal angeordnete Kammer, die wie ein Schacht ausgebildet ist und drei Seiten 32, 33, 34 (Fig. 6) aufweist, von denen die Seiten 32 und 34 die Deckelklappen 7 und 8 und die Seiten 33 die vorderen Deckelklappen 9 beaufschlagen.
Auf der der Seite 33 gegenüberliegenden Seite ist dieser Heizschacht offen, das ist dort, wo der Karton mit seiner Rückwand 5 während der senkrechten Förderung zu liegen kommt.
Die Beheizung der Wände 32, 33, 34 kann in geeigneter Weise bewirkt werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die beheizten Seitenwände der Heizkammer elektrische Widerstandheizelemente 35 auf, die an eine elektrische Stromquelle in geeigneter Weise angeschlossen sind.
Die Länge der Heizkammer wird durch den Grad der durch sie bewirkten Beheizung und durch die Zeit, die notwendig ist, um eine Klebeverbindung zwischen den Deckelklappen und den Wänden des Behälters durch Erweichung des thermoplastischen Klebers herzustellen, bestimmt. Wenn beispielsweise 150 Kartons pro Minute durch die Heizkammer hindurchgehen, so wird die Länge der Heizkammer in der Grössenord nung von 1 m liegen, wobei jeder Karton ungefähr vier Sekunden in der Heizkammer verbleibt.
Sobald das zweite Fördermittel den Karton aus der Heizkammer herausbewegt, bringt es ihn sofort in eine Kühlkammer, die sich an die Heizkammer anschliesst und drei Wände 36, 37, 38 (Fig. 7) aufweist, die mit Kanälen 39, 40, 41 versehen sind, durch welche eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen dieser Wände fliesst. Die Kühlflüssigkeit ist vorzugsweise kaltes Wasser, das von einer Hauptzuflussleitung kommt und durch die Kanäle der Kühlkammerwände hindurchfliesst. Das Kühlwasser wird den Kanälen durch Zuflussrohre 42 zugeführt und fliesst aus den Kanälen durch die Ausflussrohre 43 ab. Die Länge der Kühlkammer, die den gleichen Querschnitt wie die ihr zugeordnete Heizkammer aufweist, ist ebenso bestimmt durch die Zeit, die erforderlich ist, um eine ausreichende Kühlung der Kartons zu bewirken.
Wenn die Heizkammer gemäss dem oben angegebenen Beispiel konstruiert ist, um das Schliessen der Kartons in der Grössenordnung von etwa 150/min zu bewirken, so ist die Länge der Kühlkammer etwa gleich einem halben Meter, womit gesagt ist, dass jeder Karton etwa zwei Sekunden in der Kühlkammer verbleibt.
Wenn die Kartons durch das zweite Fördermittel aus der Kühlkammer herauskommen, gelangen sie in die Abgabestellung, in welche sie seitlich vom zweiten Fördermittel in irgendeiner Weise bewegt werden. Bei der in der Zeichnung dargestellten Maschine werden die Kartons von den Kartonmitnahmeelementen 27 dadurch seitlich fortbewegt, dass die Kartonmitnahmeelemente um ihre Zapfen 29 geschwenkt werden, so dass die Kartons unter Einwirkung der Schwerkraft seitlich in eine schräg angeordnete Gleitbahn 44 rutschen (Fig. 2A, 2B und 3) und ebenfalls unter Wirkung der Schwerkraft in dieser Gleitbahn bis nach unten zu einem den Abtransport der Kartons bewirkenden Förderband 45 (Fig.
2B) gelangen, das am unteren Auslaufende der Gleitbahn 44 angeordnet ist, wobei eine Führung 46 den Zwischenraum zwischen der Gleitbahn 44 und dem Förderband 45 überbrückt, so dass die aus der Gleitbahn 44 kommenden Kartons auf das Förderband 45 gelangen, welches sie von der Gleitbahn 44 fort transportiert.
Die Schwenkbewegung der Kartonmitnahmeelemente 27 um ihre Zapfen 29 wird durch eine sta tionäre Steuerkurve 47 bewirkt, die in der Höhe des oberen Endes der Gleitbahn 44 an einer der senkrechten Führungen 48 des zweiten Fördermittels justierbar angeordnet ist und welche mit einem an der Platte 28 der Mitnahmeelemente 27 entsprechend angeordneten Vorsprung, der die Steuerkurve 47 be aufschlagt, zusammenwirkt und bei der Aufwärtsbewegung durch Entlangführen an der Steuerkurve die Schwenkung der Platte 28 bewirkt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Die unter der Wirkung der Zugfedern 30 stehenden schwenkbaren Platten 28 der Kartonmitnahmeelemente 27 sind während der Aufwärtsbewegung der Kartons, wenn diese die Heiz- und Kühlkammern durchlaufen, gegen Schwenkbewegung um ihre Zapfen 29 gesichert, da die Führungsvorsprünge dieser Platten dann an den senkrechten Führungen 48 entlanggleiten und so die Platten 28 in der in Fig. 3 gezeichneten waagrechten Stellung halten, bis sie auf die Steuerkurve 47 auflaufen. Die schräge Gleitbahn 44 wird relativ zu den vertikalen Hitzeund Kühlkammern durch Stützglieder 49 (Fig. 2) gehalten.
Carton sealing machine
The invention relates to carton sealing machines for the heat sealing of lid sections of a lid hingedly connected to the rear wall of a cardboard body with the two side walls and the front wall of the cardboard body, with which the lid sections are brought into congruence and connected by means of a thermoplastic adhesive.
This object is achieved according to the invention in that, in a cardboard box sealing machine of the generic type, the machine has a first conveyor device which moves the cardboard boxes (cardboard boxes) in succession along a horizontal path with its associated folding means, which folds the lids shut, which then on the cardboard bodies rest with protruding lid cuts, and have a second vertical conveyor device that takes over the cartons from the first, which moves the cartons through a shaft of folding and sealing devices that are arranged on three sides and that perform folding, heating and cooling,
which, when the boxes are dipped into the shaft, fold over the three cover cuts and bring them into contact with the walls of the cardboard body and which transfer the heat required for sealing to the folded-down cover cuts and which cool the hot-melted cover cuts before the boxes reach the delivery position.
The object of the invention is shown in the drawing, for example, namely show:
1 shows a box which is to be closed by the machine according to the invention,
2A, 2B show two associated representations of a side view of the machine,
FIG. 3 shows a detail of FIG. 2A on an enlarged scale,
4A, 4B show two related representations of a section in the direction of the line IV-IV of FIG. 2A, which show part of the machine in a plan view,
FIG. 5 shows a part of the horizontally operating first conveying means according to FIG. 2A,
6 shows a section in the direction VI-VI of FIGS. 2A and
7 shows a section in the direction VII-VII of FIG. 2A.
1 shows a cardboard container which is made from a blank made of cardboard or cardboard, the opposite sides of which are provided with a wax-like coating of a paraffin wax of low viscosity which is applied to the cardboard blank. The cardboard container consists of a box part with a rectangular four-sided base 1 and side walls 2, 3 as well as with a front wall 4 and a rear wall 5. A lid 6 with lateral lid attachments or flaps 7, 8 and a front lid flap 9 hangs on the rear wall 5. The inner surfaces of the flaps 7, 8, 9 are coated with a thermoplastic adhesive, as should be indicated by the reference number 10, this adhesive being applied to the flaps under the paraffin coating.
The thermoplastic adhesive has a composition such that it does not form an adhesive bond with the wax and that it is not tacky at normal temperatures and only softens at a temperature higher than the melting temperature of the wax coating, i.e. H. becomes sticky. The softening temperature of the thermoplastic adhesive is preferably well above the melting temperature of the wax, and the temperature difference can be around 200.degree. A suitable composition of a thermoplastic adhesive may consist of a polyvinyl acetate synthetic resin with plasticizers incorporated therein which make it thermally adhesive but non-adhesive at normal temperatures when applied to a cardboard blank as shown in the drawing.
Although the invention is described with particular reference to a cardboard box bearing a wax coating, the machine according to the invention described below can of course also be used in connection with other cardboard containers which are heat-sealable, e.g. B. with one whose one side is provided with a thermoplastic coating such as polythene.
After the cartons are filled, they are placed on a first conveyor and taken over by this and moved in succession along a horizontal path, while during this movement appropriately arranged folding means ensure that the initially open lids of the cartons are folded down so that they are opened rest on the cardboard bodies. This first, horizontally operating conveyor contains endless chains 11 (FIGS. 2A and 5) which are driven by an electric motor 12 (FIG. 2A), chains 13, 14 and an intermediate shaft 15. The chains 11 are provided with a plurality of equally spaced pushing elements 16 (FIGS. 4A and 5) which are articulated at 17 to the chains.
Bars 18 are attached to the chains 11 and connect two such chains running at a distance from one another, and a spring 19 is arranged below each of the pushing elements 16 and connected to the associated pushing element 16 with a downwardly directed arm 20 attached to a bar 18 so that the spring action takes the pushing element into a position in which it acts on the box, as shown in FIG. 5, and transports the box opened at the right end according to FIG. 2A horizontally to the left onto the second vertical conveyor device.
The cartons picked up by the first conveyor are moved between side guides 21 (FIGS. 4A and 4B), which extend along the path of movement of this horizontal conveyor, and a stationary folding device 22 provided with guide curves (FIG. 4A) of known construction is effected, that the lids of the cardboard boxes are folded down onto the cardboard body during this movement, so that the cardboard lids rest on the cardboard box or box body, as indicated by dash-dotted lines in FIG.
The cartons with the lids 6 folded down in this way are moved by the first conveyor against a stop 23 (FIG. 4B) arranged at the end, by means of which they are brought into the path of movement of a second conveyor, which takes over the cartons and moves them in succession on a vertical path , along which heated sealing means are arranged, moved to a delivery point arranged at the end of this vertical path, the sealing means bringing the lid flaps 7, 8, 9, which were folded down at the beginning of the vertical upward movement, into contact with the side walls 2, 3 and the front wall 4 of the box body and hold and exert their heat effect on the lid flaps, so that an adhesive bond is created between them and the box walls,
which are then subjected to cooling during the vertical further transport before the boxes reach the delivery position.
The second conveying means consist of an endless chain 24 which is driven from the shaft 15 via bevel gears 25, 26 (Fig. 4B), and a plurality of equally spaced carton entrainment elements 27, which are arranged in pairs and connected to the chain 24 and the carton bottoms act as they move through the sealing means. The carton driving elements 27 are attached to plates 28 from which they extend outwardly and the plates 28 are pivotally connected at 29 to the chain 24 and are brought into the positions in which the driving elements are by springs 30 (Fig. 3) 27 act on the bottom of a carton during its movement through the sealing means.
Shortly after a box is gripped by the second conveyor and moved vertically upwards, the lid flaps of the box come into contact with further folding means, which bring the side and front flaps of the lid with the associated side and front walls of the box body in tight contact . In the embodiment shown in the drawing, these second folding means consist of guide elements with curved lower ends R (FIG. 2A) of the sides of the heating chamber. The heating chamber is a vertically arranged chamber which is designed like a shaft and has three sides 32, 33, 34 (Fig. 6), of which the sides 32 and 34 act on the cover flaps 7 and 8 and the sides 33 act on the front cover flaps 9 .
This heating shaft is open on the side opposite page 33, that is where the carton comes to rest with its rear wall 5 during vertical conveyance.
The walls 32, 33, 34 can be heated in a suitable manner. In the preferred embodiment of the invention, the heated side walls of the heating chamber have electrical resistance heating elements 35 which are suitably connected to an electrical power source.
The length of the heating chamber is determined by the degree of heating it produces and the time required to produce an adhesive bond between the lid flaps and the walls of the container by softening the thermoplastic adhesive. For example, if 150 boxes per minute pass through the heating chamber, the length of the heating chamber will be in the order of magnitude of 1 m, with each box remaining in the heating chamber for about four seconds.
As soon as the second conveying means moves the box out of the heating chamber, it immediately brings it into a cooling chamber, which adjoins the heating chamber and has three walls 36, 37, 38 (FIG. 7), which are provided with channels 39, 40, 41 through which a cooling liquid flows to cool these walls. The cooling liquid is preferably cold water which comes from a main inflow line and flows through the channels of the cooling chamber walls. The cooling water is supplied to the channels through inlet pipes 42 and flows out of the channels through outflow pipes 43. The length of the cooling chamber, which has the same cross-section as the heating chamber assigned to it, is also determined by the time which is required to bring about sufficient cooling of the cartons.
If the heating chamber is constructed in accordance with the example given above to effect the closing of the boxes in the order of magnitude of about 150 / min, the length of the cooling chamber is about half a meter, which means that each box takes about two seconds the cooling chamber remains.
When the cartons come out of the cooling chamber by the second conveying means, they arrive in the delivery position, into which they are moved laterally by the second conveying means in any way. In the machine shown in the drawing, the cartons are moved laterally by the carton entrainment elements 27 in that the carton entrainment elements are pivoted about their pegs 29 so that the cartons slide laterally into an inclined slide 44 under the action of gravity (FIGS. 2A, 2B and 3) and also under the action of gravity in this slideway down to a conveyor belt 45 causing the removal of the cardboard boxes (Fig.
2B), which is arranged at the lower end of the slide 44, with a guide 46 bridging the gap between the slide 44 and the conveyor belt 45, so that the cartons coming from the slide 44 reach the conveyor belt 45, which they remove from the slide 44 transported away.
The pivoting movement of the carton entrainment elements 27 about their pins 29 is caused by a sta tionary control cam 47 which is adjustable at the height of the upper end of the slide 44 on one of the vertical guides 48 of the second conveyor and which is connected to one of the entrainment elements on the plate 28 27 correspondingly arranged projection, which acts on the control cam 47, interacts and causes the pivoting of the plate 28 during the upward movement by guiding it along the control cam, as shown in FIG.
The pivotable plates 28 of the carton entrainment elements 27 under the action of the tension springs 30 are secured against pivoting movement about their pins 29 during the upward movement of the cartons when they pass through the heating and cooling chambers, since the guide projections of these plates then slide along the vertical guides 48 and so hold the plates 28 in the horizontal position shown in FIG. 3 until they run onto the control cam 47. The inclined slide 44 is supported relative to the vertical heating and cooling chambers by support members 49 (Fig. 2).