Verschliessanlage für Behälter
Das Verschliessen von gefüllten Behältern, z.B.
Plastikschalen oder Metallfolien-Behältern, erfolgt vielfach durch Aufsiegeln oder Aufschweissen einer Deckelfolie mit Hilfe einer thermoplastischen Kunststoffschicht. Die Behälter weisen zu diesem Zweck einen nach aussen abgebogenen Rand auf, auf den die Deckelfolie aufgesiegelt wird. Bei den bekannten Verfahren wird die Deckelfolie mit einem Siegelstempel bei vorgegebener Temperatur aufgepresst.
Die an der Verschlussstelle aufzubringende Wärme wird durch Hochfrequenzerwärmung oder durch Wärmekontakt geliefert. Für die Festigkeit solcher Verschlüsse bei gleichen Werkstoffen und Oberflächen sind zwei Faktoren ausschlaggebend: Zunächst die Siegeltemperatur und ferner der Anpressdruck.
Bestimmte von einander abhängige Werte dieser beiden Faktoren geben eine optimale Verschlussfestigkeit.
Die bekannten Methoden fordern einen unsteti gen Geschwindigkeitsablauf. DiePackungen müssen in der Maschine verharren, um verschlossen zu werden; es ist notwendig, die Packungen abzubremsen und wieder zu beschleunigen. Für kontinuierlich verlaufende, nachgeschaltete Verfahren z.B. Sterilisieren oder Etikettieren, ist dies jedoch ein erheblicher Nachteil. Die Synchronisierung einer Gesamtanlage ist umso leichter, je gleichmässiger die einzelnen Elemente sich in Beschleunigung und Geschwindigkeit entsprechen. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, dass für das Siegeln je nach Eigenart des Verschlusses bis zu 70 kg/cm Siegelnaht bei ca. 4 mm Nahtbreite erforderlich sind.
Wird die Gesamtfläche der Packung mit diesem Druck auf einmal beaufschlagt, so sind von der Verschliessanlage grosse Kräfte zu realisieren und aufzunehmen; die Antriebsleistung muss dann entsprechend hoch sein.
Die zu verschliessenden Behälter weisen üblicherweise gegenüber dem zum Verschliessen notwendigen Anpressdruck keine genügende Eigenstabilität auf. Sie müssen deshalb während des Ver schlussvorgangs in einem Unterwerkzeug gehalten werden, das vor allem den nach aussen abgebogenen Rand unterstützt. Dieses Unterwerkzeug ist gewöhnlich fest unter dem Siegelstempel angeordnet. Es sind aber auch Förderketten bekannt, deren Glieder als Unterwerkzeug ausgebildet sind und die zu verschliessenden Behälter aufnehmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Verschliessanlage für Behälter, die durch Aufsiegeln oder Aufschweissen eines von einer Rolle zugeführten Deckelbandes verschlossen werden und die dem dabei auftretenden Anpressdruck gegenüber keine hinreichende Eigenstabilität aufweisen.
Erfindungsgemäss wird das Deckelband über eine beheizte, von der Kontur des Verschlussrandes der Behälter unabhängig ausgebildete Verschliesswalze zur Erzeugung des Schweiss- oder Siegeldruckes zum Verschliessen der Behälter geführt, wobei die Behälter in lose auf ein Transportelement aufgesetzten Unterwerkzeugen zur Unterstützung des Verschlussrandes gehalten und kontinuierlich hierin transportiert und verschlossen werden.
Durch Verwendung einer beheizten Walze als Anpressorgan wird ein stetiger, kontinuierlicher Ablauf des Verschliessvorganges ermöglicht. Beim Wechsel der Behälterform muss die Walze auch nicht ausgewechselt werden, wie bei Verwendung eines Stempels. In dieser Hinsicht bieten auch die losen Unterwerkzeuge Vorteile gegenüber fest angeordnet ten Förderketten, welche die zu verschliessenden Behälter direkt aufnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Verschliessanlage und Fig. 2 ein Querschnitt durch ein Unterwerkzeug mit darin liegendem, verschlossenem Behälter.
Die zu verschliessenden Behälter 1 werden z. B. aus einem Stapel 2 in die losen Unterwerkzeuge 3 eingelegt und in diesen auf einem Transportband 4 weiterbefördert. Sie passieren eine Abfüllstation 5 und kommen dann unter die Verschliesswalze 6. Es ist aber auch möglich, bereits gefüllte Behälter in die Unterwerkzeuge einzulegen. Die Behälter 1, die vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt sind, weisen einen nach aussen abgebogenen Rand 7 auf, der auf dem Rand des Unterwerkzeuges 3 aufliegt und auf den die Deckelfolie aufgesiegelt wird. Die Unterwerkzeuge können aus Grauguss oder einem ähnlichen billigen Werkstoff hergestellt sein; nur ihre Un tersefte und die obere Fläche des Randes müssen bearbeitet sein.
Das Deckelband 8 wird der Verschliesswalze 6 von einer Rolle zugeführt. Die Verschliesswalze ist beheizt, z. B. elektrisch, mit Dampf oder Heissluft; es kann auch durch eine Hohlachse ein Heizgas einem im Innern der Walze angeordneten Brenner zugeführt und die Innenwand der Walze beheizt werden.
Die beheizte Walze kann auch noch dazu dienen, das in einem grösseren Umschlingungswinkel aufgebrachte Deckelband einer zusätzlichen Wärmebehandlung zu unterziehen. Es hat sich beispielsweise bei Verbundwerkstoffen aus Aluminium mit Polyäthylen gezeigt, dass ein nachträgliches Erwärmen über Schmelztemperatur einen besseren Verbund ergibt.
Auch könnte ein Dberzugmaterial hier beim Über- laufen dieser Walze auf das Deckelfolienband aufgebracht werden; eventuell mit Hilfe zusätzlicher An druckteile, z. B. Gegenwalzen. Dieses zur Herstellung eines Überzuges aufgebrachte Material kann in jeglicher Konsistenz als Band, Pulver, Paste oder auch als Flüssigkeit aufgebracht werden, je nach den grundsätzlichen Möglichkeiten der jeweiligen Produkte.
Die Behälter 1 gelangen vom Transportband 4 auf einen Tisch 9 und von diesem zwischen die Verschliesswalze 6 und die Unterwalze 10, wo der Verschliessvorgang stattfindet. Der Anpressdruck der Verschliesswalze kann auf bekannte Weise geregelt werden. Die Unterwerkzeuge mit den verschlossenen Behältern werden dann durch ein weiteres Transportband 11 weiter befördert. Die Packungen sind alle durch das Deckelband 8 miteinander verbunden und können an diesem hängend aus den Unterwerkzeugen herausgehoben und weiteren Behandlungen zugeführt werden, wobei das Deckelband als Transportelement dient. Die Behälter können aber auch sofort vereinzelt und aus den Unterwerkzeugen entfernt werden.
Die Unterwerkzeuge gelangen vom Transportband 11 auf das unter der Verschliesseinrichtung angeordnete Förderband 12, das sie an die Einlaufseite der Anlage zurücktransportiert, wo sie auf bekannte Weise wieder vom Transportband 4 übernommen werden. Da das Förderband 12 schneller umlaufen kann als die Transportbänder 4 und 11, kann die Zahl der notwendigen Unterwerkzeuge gering gehalten werden; sie müssen für den Rücklauf nicht aneinanderstossen und eine kontinuierliche Kette bilden.
Es ist natürlich auch möglich, den Umlauf der Unterwerkzeuge in anderer als der dargestellten Weise zu bewerkstelligen. Sie können z.B, vom Transportband 11 nach dem Abheben der Packungskette durch einen Abstreifer seitlich abgeschoben und irgendwie zurückgeführt werden. Dabei können sie auch während der Rückführung wieder beladen und an einer Füllstation vorbeigeführt werden, so dass die Füllstation 5 über dem Einlauf-Transportband 4 wegfällt und dieses kürzer gehalten werden kann. Es ist auch möglich, die beladenen Unterwerkzeuge zu mehreren nebeneinander auf das Transportband 4 zu bringen und in mehreren Reihen unter einer breiten Verschliesswalze hindurchzuführen, wodurch die Leistung der Anlage vervielfacht wird.
Es können auch nebeneinanderliegende Unterwerkzeuge zu einem Block zusammengefasst sein, d. h. ein Unterwerkzeug kann dann mehrere Behälter aufnehmen.
Closing system for containers
The closing of filled containers, e.g.
Plastic trays or metal foil containers are often done by sealing or welding on a cover foil with the aid of a thermoplastic plastic layer. For this purpose, the containers have an edge which is bent outwards and onto which the cover film is sealed. In the known methods, the cover film is pressed on with a sealing die at a predetermined temperature.
The heat to be applied to the sealing point is supplied by high-frequency heating or by thermal contact. Two factors are decisive for the strength of such closures with the same materials and surfaces: First, the sealing temperature and then the contact pressure.
Certain interdependent values of these two factors give an optimal seal strength.
The known methods require a discontinuous speed sequence. The packs must remain in the machine to be sealed; it is necessary to slow down the packs and accelerate again. For continuously running, downstream processes e.g. However, sterilizing or labeling, this is a significant disadvantage. The synchronization of an overall system is easier, the more evenly the individual elements correspond in acceleration and speed. Another difficulty arises from the fact that, depending on the nature of the closure, up to 70 kg / cm of sealing seam with a seam width of approximately 4 mm are required for sealing.
If this pressure is applied to the entire area of the pack at once, the sealing system has to realize and absorb great forces; the drive power must then be correspondingly high.
The containers to be closed usually do not have sufficient inherent stability with respect to the contact pressure required for closing. They must therefore be held in a lower tool during the closing process, which primarily supports the edge that is bent outwards. This lower tool is usually arranged firmly under the sealing stamp. However, conveyor chains are also known, the links of which are designed as lower tools and which accommodate the containers to be closed.
The present invention relates to a closing system for containers which are closed by sealing or welding on a cover strip supplied from a roll and which do not have sufficient inherent stability with respect to the contact pressure that occurs.
According to the invention, the cover band is guided over a heated closing roller, which is designed independently of the contour of the closure edge of the container, to generate the welding or sealing pressure for closing the container, the container being held in loosely placed lower tools on a transport element to support the closure edge and continuously transported therein and be locked.
By using a heated roller as a pressure element, a steady, continuous sequence of the closing process is made possible. When changing the shape of the container, the roller does not have to be changed, as is the case when using a stamp. In this regard, the loose lower tools also offer advantages over fixed conveyor chains that directly pick up the containers to be closed.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. FIG. 1 is a side view of the closing system and FIG. 2 is a cross section through a lower tool with a closed container located therein.
The container to be closed 1 are z. B. inserted from a stack 2 into the loose lower tools 3 and conveyed on a conveyor belt 4 therein. They pass a filling station 5 and then come under the sealing roller 6. However, it is also possible to insert already filled containers into the lower tools. The containers 1, which are preferably produced by deep drawing, have an edge 7 which is bent outwards and which rests on the edge of the lower tool 3 and onto which the cover film is sealed. The lower tools can be made of gray cast iron or a similar cheap material; only its lower part and the upper surface of the rim need to be processed.
The cover strip 8 is fed to the sealing roller 6 from a roll. The sealing roller is heated, e.g. B. electrically, with steam or hot air; a heating gas can also be fed to a burner arranged in the interior of the roller through a hollow axle and the inner wall of the roller can be heated.
The heated roller can also serve to subject the cover strip, which is applied at a larger angle of wrap, to an additional heat treatment. In the case of composite materials made of aluminum with polyethylene, for example, it has been shown that subsequent heating above the melting temperature results in a better bond.
A covering material could also be applied to the cover film strip when this roller runs over; possibly with the help of additional pressure parts, z. B. counter rolls. This material applied to produce a coating can be applied in any consistency as a tape, powder, paste or also as a liquid, depending on the basic possibilities of the respective products.
The containers 1 pass from the conveyor belt 4 to a table 9 and from there between the sealing roller 6 and the lower roller 10, where the sealing process takes place. The contact pressure of the sealing roller can be regulated in a known manner. The lower tools with the closed containers are then transported on by a further conveyor belt 11. The packs are all connected to one another by the cover strip 8 and can be lifted out of the lower tools while hanging on it and fed to further treatments, the cover strip serving as a transport element. However, the containers can also be separated immediately and removed from the lower tools.
The lower tools pass from the conveyor belt 11 to the conveyor belt 12 arranged under the closing device, which transports them back to the inlet side of the system, where they are taken over again by the conveyor belt 4 in a known manner. Since the conveyor belt 12 can run faster than the conveyor belts 4 and 11, the number of lower tools required can be kept low; they do not have to come into contact with one another for the return flow and form a continuous chain.
It is of course also possible to circulate the lower tools in a manner other than that shown. For example, they can be pushed off to the side by a scraper after the pack chain has been lifted off the conveyor belt 11 and then somehow returned. In doing so, they can also be reloaded during the return and guided past a filling station, so that the filling station 5 above the infeed conveyor belt 4 is omitted and this can be kept shorter. It is also possible to bring the loaded lower tools to several side by side on the conveyor belt 4 and to pass them in several rows under a wide sealing roller, whereby the performance of the system is multiplied.
Sub-tools lying next to one another can also be combined into a block, i.e. H. a lower tool can then accommodate several containers.