CS214869B2 - Appliance for heat sealing the lateral sides of the thermoplastic material coverings - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení prc· tepelné spojování bočních stran obalů z termoplastických materiálů na strojích obalujících předměty ve tvaru pravoúhlého rovnoběžnostěnu, zejména balíčků cigaret.

Na zařízeních popsaného druhu se prizmatické předměty, například balíčky cigaret, dopravují postupně za sebou v radiálních přihrádkách otáčivého nosiče dvěma nebo více stanicemi, na nichž se provádí tepelné spojování jednoho· místa na -obalu. К tepelnému spojování obalu dochází na těchto stanicích působením čelisti, která je vyhřívaná a působí na obal z termoplastického materiálu tlakem. Dochází tak к natavení obalu a ke vzájemnému přitlačení jeho spojovaných ploch.

Použití plastických hmot, zejména polypropylenu, pro vytváření neprodyšných obalů na balíčcích obalovaných na těchto strojích, kterých se v poslední době používá místo dříve obvyklého celofánu, vede ke snížení rozpětí teplot, se kterými musí spojovací čelisti pracovat. Toto rozpětí, které je například u polypropylenu 125 až 165 °C, je mnohem nižší, než hodnoty 180° až 260° obvyklé u celofánu. Řízení teploty přítlačných čelistí je proto nutno věnovat o to větší péči.

Je známo, že u balicích linek se může pra2 covní rychlost stroje měnit. Ovládání čelistí zajišťujících tepelné spojování termoplastického «obalu je proto nutné učinit, závislým na pracovní rychlosti stroje, aby se pak dosáhlo· toho, že celkový tepelný příkon bude vždy konstantní. Dójde-li к jakékoli výchylce v pracovním rytmu balicího stroje, změní se doba, po kterou je čelist vé styku s obalem. Není-li toto působení nijak regulováno·, změní se i výše teploty, při níž spojování probíhá, a může se překročit přípustné teplotní rozmezí.

Uvedený problém lze řešit v zásadě dvěma způsoby. Při jednom řešení se učiní závislým na pracovní rychlosti stroje zdroj tepla ve vyhřívaných přítlačných čelistí. Zařízení za tímto účelem obsahuje řadu elektrických odporů, které se v závislosti na pracovní rychlosti stroje zapínají a vypínají a mění se tak tepelný příkon na spojovanou plochu. Nevýhodou tohoto řešení je velká složitost elektrických obvodů potřebná pro· dosažení požadovaného· účinku a z toho vyplývající složitost celého zařízení.

Příklad použití druhého řešení, při němž se na pracovní rychlosti stroje učiní závislou délka doby dotyku mezi obalem a vyhřívanou čelistí, je popsán v patentu USA číslo

416 289. Podle tohoto patentového spisu je poháněči ústrojí vyhřívané čelisti opatřeno

214889 vypojovacím ústrojím, které vyhřívanou čelist odtáhne od místa spoje obalu v závislosti na pracovní rychlosti stroje. Mechanismus tohoto· zařízení je vsak značně složitý a přichází v úvahu pro· použití pouze tam, kde se spojování provádí na jediné stanici. Tato 'skutečnost nese . s sebou další závažnou nevýhodu spočívající v tom, že při spojování na jediné stanici je tepelný příkon do odpovídající přítlačné čelisti vyšší, takže v důsledku nedostatečného odvodu tepla dochází v nečinné poloze k . jejímu zvýšenému přehřívání. Při opětovném styku přehřáté čelisti . s obalem pak může dojít k poškození obalu, například ke vzniku zvrásnění nebo dokonce k jeho spálení.

Uvedené nedostatky v zásadě řeší zařízení pro tepelné spojování bočních stran obalů z termoplastického .materiálu· na strojích Obalujících prizmatické předměty, dopravované · · · postupně za .sebou v radiálních přihrádkách otáčivého nosiče alespoň dvěma stanicemi pro· tepelné spojování jednoho místa na obalu, přičemž toto zařízení . je ' · opatřeno· ohřívacími přítlačnými čelistmi umístěnými na jednotlivých ' · · stanicích pro tepelné spojování, a přičemž každá přítlačná čelist je· uložena na výkyvném nosiči, · který je sám uložen na hřídeli ovládaném · vačkou, nesoucím kladku sledující obrys ' ovládací vačky uložené na druhém hřídeli. Podle uvedeného patentového spisu je zařízení opatřeno vypojovacím ústrojím zahrnujícím dvouramennou páku .se středem na zmíněném otáčivém hřídeli ovládaném vačkou, .a s jedním· ramenem nesoucím uvedenou kladku pro sledování vačky a druhým· ramenem kloubově připojeným k táhlu, spřaženému s kotvou elektromagnetu. Na budicí obvod eílsktromagnietu je napojeno čidlo, sledující velikost minimální přípustné pracovní rychlosti balicího. stroje. Jakmile rychlost pod tuto . mez. poklesne, odbudí se automaticky jeden z elektromagnetů a pružina, jíž je táhlo spřažené s kotvou elektromagnetu obklopeno, odtlačí . druhé rameno dvouramenné výkyvné páky, čímž dojde ke zrušení ovládacího. záběru mezi vačkou a kladkou a současnému zdvižení přítlačné čelisti mimo dotyk se .spojovaným místem na obalu.

I když . popsané řešení, umožňující regulovat tepelný příkon do spojovaného místa vypojením jedné nebo obou přítlačných čelistí, je v běžných případech zpravidla postačující, bývá někdy žádoucí ještě více zpřesnit možnost ovládání tepelného příkonu a zejména v co nejvyšší míře vyloučit přehřívání nečinných přítlačných čelistí, k němuž nutně . dochází při úplném vypojení přítlačné čelisti. I když při tomto řešení je toto. nebezpečí . v důsledku rozdělení celkového tepelného příkonu na minimální dvě místa Sníženo. na minimum, bývá u některých typů •obalů zvlášť citlivých na vzrůst teploty žádoucí zabývat se následky dočasného . vypojení přítlačných čelistí, a bránit možnosti přehřátí obalu zkracováním úhlového úseku, po který ovládací vačka zabírá . do kladek a přítlačuje přítlačné čelisti k oblasti spoje.

Tohoto cíle je dosaženo vynálezem, jehož podstatou je zařízení pro tepelné spojování bočních stran obalů z termoplastického obalového· materiálu na strojích obalujících prizmatické podměty, například balíčky cigaret, dopravované postupně za sebou v radiálních přihrádkách otáčivého nosiče . alespoň dvěma .stanicemi pro. tepelné spojování jednoho místa na obalu, přičemž toto za- řízení je opatřeno. vyhřívacími přítlačnými čelistmi umístěnými na jednotlivých stanicích pro tepelné .spojování, a opatřenými tepelným čidlem, přičemž každá ohřívací přítlačná čelist je uložena na výkyvném nosiči, který je sám uložen na otáčivém hřídeli ovládaném vačkou, nesoucím kladku, .sledující obrys ovládací vačky uložené na druhém hřídeli, rovnoběžném. s prvním· hřídelem, a tento druhý hřídel je připojen k poháněcírnu mechanismu balicího stroje, přičemž ovládací vačka je opatřena zdvíhací drahou opisující část obvodu vačky a působící zdvih přidružené vyhřívané přítlačné čelisti prostřednictvím jejího otáčivého nosiče z dotyku se spojovanou plochou obalu, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že ' ovládací vačka přidružená alespoň k jedné z vyhřívaných přítlačných čelistí je opatřena přídavnou vačkovou drahou, umístěnou v . axiálním. směru vedle základní vačkové dráhy a mající stejný poloměr jako základní vačková dráha, avšak větší úhlovou délku, přičemž tato ovládací vačka je uložena na svém ovládacím hřídeli posuvně, avšak se zajištěním proti otáčení, a je připojena ke konci prvního pákového ramena dvouramenné výkyvné páky, přičemž opačný konec druhého ramena páky je kloubově připojen k táhlu, připojenému ke kotvě elektromagnetu a opatřenému vratnou pružinou, přičemž tento elektromagňet je napojen na . budicí ' .obvod spojený s tepelným, čidlem odpovídající vyhřívané přítlačné čelisti, a přičemž konec prvního pákového ramene . nesoucí ovládací vačku je pohyblivý . výkyvným uložením výkyvné páky mezi . první polohou, v níž je kladka otáčivého hřídele výkyvného nosiče ohřívací přítlačné čelisti v záběru se základní vačkovou drahou, a tato první poloha . odpovídá klidové poloze . konce táhla u kotvy . elektroniagnetu, a mezi druhou polohou, v níž . je kladka v záběru s přídavnou vačkovou drahou, a tato druhá poloha odpovídá poloze . nuceného posunu kouče táhla u kotvy nabuzeného elektromagnetu.

Umožní se tak zcela vyloučit přehřívání přítlačných čelistí při regulaci jejich dotyku . se spojovaným . obalem i v případě velké citlivosti materiálu obalu na teplo a současně .se dosáhne možnosti velmi přesné . regulace tepelného příkonu v širokých mezích bez nutnosti měnění proudového příkonu do vyhřívacích elektrických odporů, jimiž jsou přítlačné čelisti opatřeny.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení s odvoláním na připojený výkres, znázorňující v perspektivě schéma zařízení podle vynálezu. Zařízení podle vynálezu může být provedeno i bez vypo-jovacího ústrojí jednotlivých přítlačných čehstí s tím, že regulace záběru přítlačných čelistí do spojovaných ploch obalu je dosahováno výhradně přesunem ovládacích vaček v axiálním směru na jejich ovládacím hřídeli.

V levé polovině obrázku je patrný otáčivý nosič 1 s šesti radiálními přihrádkami 2 pro uložení obalovaného předmětu, v daném případě balíčku cigaret P. Otáčivý nosič 1 se otáčí ve směru hodinových ručiček přetržitým otáčivým pohybem tak, že jednotlilivé radiální přihrádky 2 procházejí postupně jednotlivými stanicemi po obvodě jeho· otáčivé dráhy. Na obrázku je vyznačena stanice I, na níž je do příslušné přihrádky 2 vsouván balíček cigaret P s listem obalového materiálu, který se známým způsobem přehne na vnější boční stranu balíčku. Za touto stanicí I následují stanice II a stanice III, na nichž se provádí tepelné spojování obalu. Dráha otáčení hlavy 1 je po· obvodě vymezována segmenty 3, přerušenými v místě stanice II а III.

Na každé z obou stanic II а III je umístěna vyhřívaná přítlačná čelist 4a, 4b pro provádění tepelného spoje termoplastického· obalu, nesená deskovým otáčivým nosičem 5a, 5b. Deskový otáčivý nosič 5a, 5b je uložen na vodorovné čtyřhranné tyči 6, která tvoří axiální prodloužení ovládacího otáčivého hřídele 7. Tento ovládací otáčivý hřídel 7 zajišťuje výkyvné uležení deskového nosiče 5a, 5b. Ke každému otáčivému deskovému nosiči 5a, 5b je připojen jeden konec pružiny 26. Roztažená poloha pružiny 26 odpovídá stavu, kdy deskové nosiče 5a, 5b přitlačují přítlačné čelisti 4a, 4b ke spojovaným plochám termoplastického obalu. Pružina 26 má tedy tendenci odtahovat přítlačné čelisti 4a, 4b od spojovaných ploch termoplastického obalu, není-li jinou silou bráněno jejímu smršťování.

N-a každém otáčivém hřídeli 7 je uložena dvouramenná páka 8, mající na hřídeli 7 střed otáčení. Tento střed vymezuje na dvouramenné páce 8 dvě ramena, a to první rameno 9 a druhé rameno 10.

První rameno 9 dvouramenné páky 8 nese na svém konci kladku 11, určenou pro sledování povrchu ovládací vačky 12, 34 za účelem přenášení jejího ovládacího účinku na přítlačnou čelist 4. Druhé rameno· dvouramenné páky 8 je na svém konci opatřeno kloubově připojeným táhlem 13, spojeným s kotvou elektromagnetu 14. Táhlo 13 má teleskopickou část, jejíž dva díly se mohou do sebe zasouvat a kterou obklopuje vratná pružina 15, jejíž konce jsou připojeny každý к jednomu teleskopickému dílu. Pru6 žina 15 má tendenci zkracovat táhlo 13, takže přitahuje druhé rameno· dvouramenné páky 8 к nabuzenému elektromagnetu, pokud tomuto působení není kladen odpor.

Ovládací vačky 12, 34 jsou uloženy na společném* hřídeli 16, rovnoběžném s ovládacím hřídelem 7. Společný hřídel 16 obou vaček 12, 34 je pak spojen dále popisovaným mechanismem s poháněcím ústrojím stroje.

Poháněči mechanismus zařízení podle vynálezu zahrnuje hlavní vo-dorovný hřídel 17, mechanicky spojený s pohonem balicího stroje; od něhež odvozuje svůj pohyb i zařízení podle vynálezu. Na hlavním vodorovném hřídeli 17 je naklínováno ozubené kolo .18, na jehož jedné straně jsou připevněny diametrálně vůči sobě kladka 19 a obloukový středící člen 26. Uvedené kladky 19 a obloukového středícího členu 20 je známým způsobem, použito pro vyvolání přerušovaného pohybu šestidrážkového maltézského· kříže 21, který je pevně uložen na vodorovném hřídeli 22, nesoucím otáčivý nosič 1. Spojením hřídele 22 s hlavním hřídelem 17 pres šestidrážkový maltézský kříž 21 lze tak dosáhnout přerušovaného· pohybu otáčivého nosiče 1 s délkou kroku 60°, jak bylo uvedeno výše.

Na hlavním hřídeli 17 je dále nasazeno výstředně ojniční kolo 23 ojnice 24, jejíž druhý konec je kloubově spojen páčkou 25 se společným hřídelem 16 obou ovládacích vaček 12, 34. Spojení obou hřídelů 16 a 17 přes popsaný ojniční spoj pak vyvo-lává kývavý pohyb společného· hřídele 16 okolo jeho osy a tím i ovládacích vaček 12, 34.

Popsané zařízení pracuje tak, že při normálním pracovním režimu stroje jsou oba elektromagnety 14 nabuzeny a. táhla 13 jsou zatížena proti tlaku vratných pružin 15. To má za následek, že konec prvního· ramena 9 každé dvouramenné páky 8 je přitlačován se svou kladkou 11 к povrchu ovládací vačky 12, 34 a může tak snímat její profil a přenášet ovládací působení na přítlačné čelisti 4. Dochází tak ke kmitavému pohybu páky 8 v závislosti na profilu vačky 12, 34, a tedy i hřídele 7 a nosičů 5a, 5b s přítlačnými čelistmi 4a, 4b. Toto kmitání je umožňováno jednak teleskopickým řešením táhla 13, jehož vratná pružina 15 zajišťuje stálé přitahování konce ramena 10 páky 8 vzhůru, a tím i přitlačování kladky 11 к vačce 12, 34. Kloubové připojení táhla 13 ke kotvě elektromagnetu 14 pak zajišťuje druhou složku pohybu konce ramena 10, takže páka 8 se může kmitavě otáčet. Profil vaček 12, 34 je volen tak, aby pokaždé, když je otáčivá hlava 1 v klidu, se obě čelisti 4a, 4b přiblížily dc·-dotyku s příslušnou boční stranou balíčku cigaret P, nacházející se na stanici II а III, a pak se od ní ihned oddělily, jakmile je úkon tepelného spojování dokončen. Tepelné spojování obalu se za těchto normálních provozních podmínek provádí ve dvou oddělených fázích na jednom a tomtéž místě obalu, a to v počáteční fázi na stanici II a v dokončovací fázi III. Doba exponování obalu vyhřívaným přítlačným čelistím 4a, 4b se volí tak, aby došlo к provedení dokonalého tepelného spoje.

Jak je známo z předmětu čs. patentového spisu 4 АО 315 092, dojde při snížení rychlosti v důsledku signálu z čidla sledujícího tuto rychlost к odbuzení jednoho z elektromagnetů 14. Vratná pružina 15 pak odtlačí druhé rameno 10 výkyvné páky 8, čímž dojde к současnému zrušení záběru příslušné kladky 11 s ovládací vačkou 12 nebo 34 a zdvižení vyhřívané přítlačné čelistí od možného dotyku s obalovaným předmětem, a to za spolupůsobení další vratné pružiny 26, jíž jsou deskové nosiče 5 obou vyhřívaných přítlačných čelistí 4a, 4b opatřeny.

Aby se zabránilo přehřívání vypojených přítlačných čelistí 4a, 4b v důsledku nedostatečného odvádění tepla, je podle vynálezu alespoň jedna z obou vaček, a to vačka 34 uložena na hřídeli 16 s možností axiálního posuvu, a je opatřena dvěma vačkovými drahami 34a a 34b s rozdílnou úhlovou délkou vystupujícího úseku. Průměr vystupujících úseků je přitom shodný, takže obě vačkové dráhy 34a a 34b poskytují stejný ovládací tyčinek, tj. zdvižení vyhřívané přítlačné čelisti 4a z dotyku s tepelně spojovým obalem, avšak s rozdílnou dobou trvání.

Vacka 34 je zajištěna proti otáčení na hřídeli 16 axiálně probíhajícím perem 27, a je připojena ke konci prvního pákového ramene 29 dvouramenné výkyvné páky 28, jejíž druhé pákové rameno 30 je kloubově připojeno к táhlu 31, připojenému ke kotvě elektromagnetu 32. Okolo táhla 31 je uložena vratná pružina 33. Elektromagnet 32 je napojen na budicí obvod spojený s tepelným čidlem, umístěným v přítlačné čelisti 4a, ovládané vačkou 34.

Zařízení pracuje následovně: Dojde-li v důsledku předchozího vypojení к nežádoucímu vzrůstu teploty vyhřívané přítlačné čelisti 4a, je tento vzrůst teploty zjištěn výše uvedeným čidlem, a automaticky se nabudí elektromagnet 32. Jeho kotva к sobě přitáhne proti tlaku vratné pružiny 33 táhlo 31. Tím dojde к přesunu protilehlého konce prvního ramene 29 dvouramenné páky 28 opačným směrem, takže se zruší záběr vačkové dráhy 34a s odpovídající kladksu 11 a v záběru s kladkou 11 je nyní přídavná vačková dráha 34b, jejíž vystupující úsek je delší. Tím se zkrátí záběr přehřáté přítlačné čelisti 4a do· obalovaného předmětu P, takže celkový tepelný příkon na místo spoje zůstává v zásadě nezměněný. Jakmile se teplota přítlačné čelisti 4a sama stabilizuje odběrem tepla na přípustnou hodnotu pro normální pracovní cyklus, odbudí se signálem z tepelného čidla elektromagnet 32, tah na táhlo 31 se zruší a vratná pružina 33 vrátí tlakem na konec druhého ramene 30 dvouramenné páky 28 vačkovou dráhu 34a do záběru s příslušnou kladkou 11.

Claims (1)

1. Zařízení pro tepelné spojování bočních stran obalů z termoplastického materiálu na strojích obalujících prizmatické předměty, například balíčky cigaret, dopravované postupně za sebou v radiálních přihrádkách otáčivého· nosiče alespoň dvěma stanicemi pro tepelné spojování jednoho místa na obalu, přičemž toto zařízení je opatřeno vyhřívacími přítlačnými čelistmi umístěnými na jednotlivých stanicích pro tepelné spojování, a opatřenými tepelným čidlem, přičemž každá ohřívací přítlačná čelist je uložena na výkyvném nosiči, který je sám uložen na otáčivém hřídeli ovládaném vačkou, nesoucím kladku sledující obrys ovládací vačky uložené na druhém hřídeli, rovnoběžném s prvním hřídelem, a tento druhý hřídel je připojen к poháněcímu mechanismu balicího stroje, přičemž ovládací vačka je opatřena zdvíhací drahou opisující část obvodu vačky a působící zdvih přidružené vyhřívané přítlačné čelisti prostřednictvím jejího· otáčivého· nosiče z dotyku se spojovanou plochou obalu, vyznačené tím, že ovládací vačka (34) přidružená alespoň к jedné z vyhřívaných přítlačných čelistí (4a, 4b) je opatřena přídavnou vačkovou drahou (34b), umístěnou v axiálním směru vedle základní vačkové dráhy (34a) a mající stejný polo měr jako základní vačková dráha (34a), avšak větší úhlovou délku, přičemž tato ovládací vačka (34) je uložena na svém ovládacím hřídeli (16) posuvně, avšak se zajištěním proti otáčení, a je připojena ke konci prvního pákového ramena [29) dvouramenné výkyvné páky (28), přičemž opačný konec druhého- ramena (30) páky (28) je kloubově připojen к táhlu (31), připojenému ke kotvě elektromagnetu (32) a opatřenému vratnou pružinou (33), přičemž tento elektromagnet (32) je napojen na budicí obvod spojený s tepelným čidlem odpovídající vyhřívané přítlačné čelisti (4a), a přičemž konec prvního pákového ramene [29) nesoucí ovládací vačku (34) je pohyblivý výkyvným uložením výkyvné páky (28) mezi první polohou, v níž je kladka (11) otáčivého· hřídele (7) výkyvného nosiče (5aJ ohřívací přítlačné čelisti (4a) v záběru se základní vačkovou drahou (34a), a tato první poloha odpovídá klidové poloze konce táhla (31) u kotvy elektromagnetu (32), a mezi druhou polohou, v níž je kladka (11) v záběru s přídavnou vačkovou- drahou (34b), a tato druhá poloha odpovídá poloze nuceného· posunu konce táhla (31) u kotvy nabuzeného elektromagnetu (32).