Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen eines aus Folienmaterial bestehenden Behälters sowie nach dem Verfahren geschlossener
Behälter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschliessen eines Behälters, sowie auf einen nach dem Verfahren geschlossenen Behälter, welcher aus Folienmaterial, insbesondere Leichtmetallfolie, besteht und vorzugsweise schalenartige Form besitzt.
Solche Behälter werden vor allem verwendet, um Esswaren, wie z. B. genussfertige Verpflegungsportionen, Käse- oder Früchtekuchen und dgl. bereitzustellen, zu transportieren und zum Verkauf anzubieten sowie erwünschtenfalls daraus zu essen. Um den ganzen Behälter umhüllendes Verpackungsmaterial einzusparen, wird die Einfüllöffnung dieses das Füllgut enthaltenden Behälters mit einer z. B. aus transparentem Kunststoff oder aus Leichtmetall bestehenden ebenen Deckfolie verschlossen.
Zu diesem Zweck ist der zu verschliessende Behälter längs seiner Öffnung mit einem Randflansch versehen, der eine flache innere Zone und eine stehende äussere Zone aufweist, wobei die ebene Deckfolie auf die flache Flanschzone gelegt und alsdann die äussere Flanschzone unter Einklemmung der Deckfolie auf die innere Flanschzone umgelegt wird. Da insbesondere beim Transport und im Verkauf solche Behälter turmartig aufeinander gestellt werden, muss die Deckfolie am Randflansch des Behälters ausreichend fest verankert werden, um eine Flächenbelastung von wenigstens ungefähr 40 gr/cm2 ertragen zu können, ohne sich aus der Festhaltung am Randflansch zu lösen. Die Anwendung von Klebmasse zum Befestigen am Behälterflansch würde das Schliessverfahren erschweren, verlangsamen und erheblich verteuern.
Versuche haben gezeigt, dass sich Deckfolien leichter am Randflansch des Behälters verankern lassen, wenn sie nicht sehr dünn sind. Da es sich jedoch um Wegwerfmaterial handelt, ist man bestrebt, dessen Kosten möglichst niedrig zu halten und somit dennoch sehr dünne Deckfolien zum Verschliessen solcher Behälter zu verwenden.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt, Behälter auch mit sehr dünnen Deckfolien ohne Klebmasse zuverlässig zu verschliessen, und zeichnet sich dadurch aus, dass während des Umlegens der äusseren Flanschzone diese zusammen mit der inneren Flanschzone und dem Rand der eingeklemmten Deckfolie abwärtsgebogen und längs der Biegungsstelle rillenförmig eingeknickt wird, wonach der noch abwärts gerichtete Aussenrand des Flansches durch Bördeln und Materialzusammendrängung gegen den die Einknickungsrille aufweisenden Flanschteil gestaucht wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist zwei koaxiale, axial bewegliche Stützringe zum Gegeneinanderdrücken der Deckfolie und des Behälterrandflansches von oben und unten auf und zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass koaxial um den oberen Ring kreisende Arbeitsorgane vorgesehen und bestimmt sind, zusammen mit dem unteren Ring und einem diesen koaxial umschliessenden und relativ dazu beweglichen Schubring auf die stehende äussere Zone des Randflansches des Behälters einzuwirken, wenn die beiden letztgenannten Ringe zwischen die kreisenden Organe bewegt werden.
Der aus einer Folie bestehende Behälter, dessen Einfüllöffnung durch eine Deckfolie längs eines um die Öffnung verlaufenden Randflansches gemäss dem Verfahren verschlossen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Rand der Deckfolie zwischen zwei Flansch zonen festgehalten ist, welche eine längslaufende Einknickungsrille aufweisen, und deren äusserer Rand durch Materialzusammendrängung verstärkt ist.
Die Erfindung wird anschliessend an je einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und des nach dem Verfahren zu verschliessenden Behälters anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Schliessvorrichtung, und
Fig. 2-5 zeigen Teile der Schliessorgane der Vorrichtung und des Behälters im Schnitt in vier verschiedenen Stadien des Schliessvorganges.
Der vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie bestehende schalenartig runde Behälter 1 besitzt nach oben eine von einem abstehenden Randflansch umgebene, kreisrunde Öffnung 2. Von diesem Randflansch ist eine äussere Ringzone 3' rechtwinklig nach oben umgebogen und steht als Umrandung auf dem eine flache, innere Ringzone 3" bildenden restlichen Teil des Flansches, auf welche zum Verschliessen des ein Füllgut 4 enthaltenden Behälters eine in die Umrandung 3' passende, ebene Deckfolie 5, z. B. aus Transparentkunststoff oder Leichtmetall von z. B. weniger als 0,05 mm Dicke, gelegt wird.
Dieser verschliessbereite Behälter 1 wird in der Schliessvorrichtung über den Tisch 6 auf einen Sup portleller 7 geschoben. Durch nicht gezeigten Pedaloder Motorantrieb wird mittels einer im Unterteil 8 der Vorrichtung geführten Hubstange 9 ein auf dieser auswechselbar befestigter Teller 10 gehoben, an welchem ein koaxialer Stützring 11 geführt und über Druckfedern 12 (Fig. 2) in Axialrichtung beweglich abgestützt ist, der mit seiner Stirnfläche 13 an der Unterseite der Flanschzone 3', zum Anstehen gelangt und gleichzeitig mit seiner Innenkonusfläche 14 den Behälter 1 zentriert.
Bei fortgesetztem Hub wird der Behälter 1 durch den Stützring 11 vom Supportteller 7 abgehoben und gelangt mit der Oberseite der Flanschzone 3" bzw. mit dem daraufliegenden Rand der Deckfolie 5 am Ringrand 15 eines oberen Tellers 16 zum Anstehen, der an einer in einer Büchse 17 des Oberteils 18 der Vorrichtung axial geführten Stange 18 koaxial zum unteren Teller 10 und auswechselbar befestigt.
Bei weiterem Hub gegen das Eigengewicht des Tellers 16 und der Stange 19 wird die Deckfolie 5 auf der Flanschzone 3" festgehalten und die stehende Flanschzone 3' in den Bereich von mindestens zwei Bördelrollen 21 gehoben, welche mit radial zum Teller 16 liegenden Drehachsen 22 in je einem Halter 23 drehbar gelagert sind, wobei die beiden Halter in je einem Radialschlitz 24 einer im Oberteil 18 der Vorrichtung koaxial zur Büchse 17 gelagerten Keilriemenscheibe 25 radial verstellbar befestigt sind, so dass beim Drehen der durch einen Elektromotor 26 über einen Keilriemen 27 angetriebenen Scheibe 25 die Bördelrollen 21 den Teller 16 in diametraler Lage zueinander umkreisen.
Die mit den umlaufenden Bördelrollen 21 in Berührung gelangende Flanschzone 3' wird durch dessen zwei nebeneinander angeordnete Umfangs-Konusflächen 28 und 29 gegen die Deckfolie 5 einwärts geneigt (Fig. 2).
Mit der Fortsetzung des Hubes wird der untere Teil der Flanschzone 3' mit dem Rand der Deckfolie 5 und einem Teil der Flanschzone 3" zuerst durch die Konusflächen 28 und 29 der Rollen 21 und anschliessend durch die radial über einen axialen Fortsatz 30 der Bördelrollen 21 hinausragende Rollenstirnfläche 31 der sich am Behälterflansch abwälzenden Rollen auf der Aussenseite des Stützringes 11 abwärts gebogen, wodurch der Deckfolienrand zwischen den beiden Flanschzonen 3' und 3', einge- klemmt wird.
Der Flanschteil 3' wird dabei wieder aufgerichtet und reicht annähernd bis an den Rollenfortsatz 30 (Fig. 3), der nun mit seiner konisch hinterschnittenen Umfangsfläche 32 längs der Abbiegungsstelle des Behälterflansches zur Wirkung kommt und denselben teilweise in eine unter der Abbiegungsstelle vorhandene Ringnut 33 am Stützring 11 drückt und gleichzeitig den oberen Rand des Flanschteils 3' einstaucht, wobei am Behälterflansch eine rundum laufende rillenförmige Einknickung 34 entsteht (Fig. 4). Der Teller 16 hat nun seine maximale Hubstellung erreicht, in welcher die Stange 19 mit ihrer oberen Stirnseite 35 an einer axial einstellbaren Anschlagschraube 36 ansteht.
Der weitere Hub des Tellers 10 bewirkt nun ein Zusammendrücken der Federn 12 und somit nur noch den Hub eines Schubringes 37, der den Stützring 11 koaxial umschliesst und sich relativ zu diesem unter Zusammendrängen des abwärtsragenden Teiles 38 des Flanschrandes nach oben verschiebt und dessen obere Stirnfläche 39 rillenförmig gekehlt ist (Fig. 5). Durch diese Materialkomprimierung wird die Faltungsverbindung zwischen Flansch und Folienrand sehr kompakt und der letztere bestens verankert, während der Flansch selbst versteift und dadurch gegen Deformation widerstandsfähig wird.
Nach Erreichen dieses Endstadiums des Schliessvorgangs wird der verschlossene Behälter auf den Supportteller 7 abgesenkt und aus der Vorrichtung genommen. Bei elektromotorisch bewirktem Hub kann eine Schaltung vorgesehen sein, die den Motor nach seiner manuellen Einschaltung jeweils nur für einen Hub mit anschliessender Senkung in Gang hält.
Die Teller 10 und 16 mit den zugehörigen Teilen sind auswechselbar, um das Verschliessen unterschiedlich grosser Behälter mit der beschriebenen Vorrichtung zu ermöglichen.
Method and device for closing a container made of film material as well as closed containers according to the method
container
The invention relates to a method and a device for closing a container, as well as to a container closed according to the method, which consists of foil material, in particular light metal foil, and preferably has a shell-like shape.
Such containers are mainly used to store edibles, e.g. B. ready-to-eat meals, cheese or fruit cakes and the like. To provide, to transport and to offer for sale and, if desired, to eat from them. In order to save the whole container enveloping packaging material, the filling opening of this container containing the filling material with a z. B. closed from transparent plastic or from light metal existing flat cover sheet.
For this purpose, the container to be closed is provided with an edge flange along its opening, which has a flat inner zone and a standing outer zone, the flat cover film being placed on the flat flange zone and then the outer flange zone with the cover film being clamped onto the inner flange zone is turned over. Since such containers are placed on top of each other like a tower, especially during transport and sale, the cover film must be anchored sufficiently firmly on the edge flange of the container in order to be able to withstand a surface load of at least approximately 40 g / cm2 without loosing its grip on the edge flange. The use of adhesive for fastening to the container flange would make the closing process more difficult, slower and considerably more expensive.
Tests have shown that cover films can be anchored more easily on the edge flange of the container if they are not very thin. However, since the material is disposable, efforts are made to keep its costs as low as possible and thus to use very thin cover films to close such containers.
The purpose of the method according to the invention is to reliably seal containers even with very thin cover films without adhesive, and is characterized in that, while the outer flange zone is folded over, it is bent downwards together with the inner flange zone and the edge of the clamped cover film and kinked in a groove-like manner along the bending point , after which the downwardly directed outer edge of the flange is compressed against the flange part having the buckling groove by flanging and material crowding.
The device for carrying out the method has two coaxial, axially movable support rings for pressing the cover sheet and the container edge flange against one another from above and below and is characterized according to the invention in that working organs rotating coaxially around the upper ring are provided and determined, together with the lower ring and a thrust ring which coaxially encloses it and is movable relative to it to act on the standing outer zone of the edge flange of the container when the two last-mentioned rings are moved between the rotating organs.
The container consisting of a film, the filling opening of which is closed by a cover film along an edge flange running around the opening according to the method, is characterized in that the edge of the cover film is held between two flange zones that have a longitudinal kink groove and their outer edge is reinforced by material crowding.
The invention will then be explained in more detail using one exemplary embodiment each of the device for carrying out the method and of the container to be closed according to the method with the aid of the accompanying drawing.
Fig. 1 shows a vertical section through the locking device, and
2-5 show parts of the closing elements of the device and of the container in section in four different stages of the closing process.
The bowl-like round container 1, which is preferably made of aluminum foil, has a circular opening 2 at the top, surrounded by a protruding edge flange. From this edge flange, an outer ring zone 3 'is bent upwards at right angles and stands as a border on which a flat, inner ring zone 3 " forming the remaining part of the flange, on which a flat cover sheet 5, e.g. made of transparent plastic or light metal, e.g. less than 0.05 mm thick, fits into the border 3 'to close the container containing a filling material 4 becomes.
This container 1, which is ready to be closed, is pushed over the table 6 onto a sup portleller 7 in the closing device. Pedal or motor drive (not shown) is used to lift a lifting rod 9, which is guided in the lower part 8 of the device, and which is exchangeably attached to the plate 10, on which a coaxial support ring 11 is guided and supported movably in the axial direction via compression springs 12 (FIG. 2) End face 13 on the underside of flange zone 3 ′, comes to rest and at the same time centers container 1 with its inner conical surface 14.
As the stroke continues, the container 1 is lifted from the support plate 7 by the support ring 11 and, with the upper side of the flange zone 3 "or with the edge of the cover film 5 lying thereon, it comes to the ring edge 15 of an upper plate 16, which is attached to a sleeve 17 of the upper part 18 of the device axially guided rod 18 coaxially attached to the lower plate 10 and exchangeable.
With a further stroke against the dead weight of the plate 16 and the rod 19, the cover film 5 is held on the flange zone 3 "and the standing flange zone 3 'is lifted into the area of at least two flanging rollers 21, which with axes of rotation 22 located radially to the plate 16 in each a holder 23 are rotatably mounted, the two holders each being fastened in a radial slot 24 of a V-belt pulley 25 mounted in the upper part 18 of the device coaxially to the bushing 17, so that when the pulley 25 is driven by an electric motor 26 via a V-belt 27 the flanging rollers 21 encircle the plate 16 in a diametrical position to one another.
The flange zone 3 'which comes into contact with the rotating flanging rollers 21 is inclined inwardly against the cover film 5 by its two circumferential conical surfaces 28 and 29 arranged next to one another (FIG. 2).
With the continuation of the stroke, the lower part of the flange zone 3 'with the edge of the cover sheet 5 and part of the flange zone 3 "first through the conical surfaces 28 and 29 of the rollers 21 and then through the radially protruding beyond an axial extension 30 of the flanging rollers 21 The roller end face 31 of the rollers rolling on the container flange is bent downward on the outside of the support ring 11, as a result of which the cover film edge is clamped between the two flange zones 3 'and 3'.
The flange part 3 'is erected again and extends almost to the roller extension 30 (Fig. 3), which now comes into effect with its conically undercut circumferential surface 32 along the bend of the container flange and the same partially into an annular groove 33 on the underside of the bend The support ring 11 presses and at the same time plunges the upper edge of the flange part 3 ', with an all-round groove-shaped kink 34 being formed on the container flange (FIG. 4). The plate 16 has now reached its maximum stroke position, in which the rod 19 rests with its upper end face 35 on an axially adjustable stop screw 36.
The further stroke of the plate 10 now causes a compression of the springs 12 and thus only the stroke of a thrust ring 37, which coaxially surrounds the support ring 11 and moves upwards relative to it while pressing together the downwardly protruding part 38 of the flange edge and its upper end face 39 is grooved (Fig. 5). This material compression makes the fold connection between the flange and the edge of the film very compact and the latter anchored in the best possible way, while the flange itself is stiffened and thus becomes resistant to deformation.
After this final stage of the closing process has been reached, the closed container is lowered onto the support plate 7 and removed from the device. In the case of a stroke effected by an electric motor, a circuit can be provided which, after it has been switched on manually, keeps the motor running for only one stroke with subsequent lowering.
The plates 10 and 16 with the associated parts are exchangeable in order to enable containers of different sizes to be closed with the device described.