CS215092B2 - Facility for thermal joining the lateral sides of the coverings from thermoplastic material packing - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro 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. K tepelnému spojování obalu dochází na těchto stanicích působením čelisti, která je vyhřívaná a působí na obal z termoplastického materiálu tlakem. Dochází tak k 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. Tote roz^pёtí^, kter^é je napMklad u poly^prop^ylenu 125 a^{ž 16}5 °C, je mnohem nižší, než ho^dno^ty 1⁸0° až ²⁶°° obv^yklé u celofěinu. ^Řízení teploty ^pří^tlačn,ýc^h je ^prote nutno věnovat o to větší péči. ¹

Je známo, že u balicích linek se může pracovní rychlost stroje ménit. Ovládání čelistí zajištujících tepelné spojování termoplastického obalu je proto. nutné učinit závislým na pracovní rychlosti stroje, aby.se tak dosáhlo toho, že celkový tepelný příkon bude vždy konstantní. Dojde-li k jakékoli výchylce v pracovním rytmu balicího stroje, změní se doba, po kterou je čelist ve 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 čelistích. 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 americkém patentu č. 3 416 289. Podle tohoto patentového spisu je poháněči ústrojí vyhřívané čelisti opatřeno vypojovacím ústrojím, které vyhřívanou čelist odtáhne od místa spoje obalu v závislosti na'pracovní rychlosti stroje. Mechanismus tohoto zařízení je však 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.

^Uveden^é nedostatty o^teanuje v^yn^ález, jebž ^podstatou je za^řízen^{í p}ro te^peln^é s^pojování bočních. stran obalů z termoplastického obalového materiálu na strojích obalujících prizmatické předměty, například balíčky cigaret, dopravované postupně za sebou v radiálních ^přihrá^dk^ách ot^áčiv^ého nos^iče atespon ^dv^ěma s‘tanⁱcem^{i p}ro te^peb^é spojování jetooho mtete na - obalu, přičemž toto zařízení je opatřeno ohřívacími přítlačnými čelistmi umístěnými na jednotlivých stanicích pro tepelné spojování a uloženými každá na výkyvném nosiči, který sám- je pevně osazen 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 poháněcímu mechanismu balicího stroje, které se podle vynálezu - vyznačuje tím, že kladka každého otáčivého hřídele je uložena na jednom konci dvouramenné páky, mající střed otáčení na otáčivém hřídeli, . první rameno nesoucí na svém konci odpovídající kladku a druhé rameno kloubově připojené na svém konci protilehlém vůči kladce k táhlu spojenému s kotvou elektromagnetu a opatřenému vratnou pružinou, přičemž elektromagnet je napojen na budicí obvod, spojený s hlídacím ústrojím minimální pracovní rychlosti balicího stroje, přičemž každá kladka je výkyvným uložením výkyvné páky pohyblivá mezi první polohou v záběru s odpovídající ovládací vačkou, a tato první poloha odpovídá poloze nuceného posunu konce táhla u kotvy nabuzeného elektromagnetu, a mezi druhou polohou, v níž je kladka mimo kruhovou dráhu. ovládací vačky, a tato druhá poloha odpovídá klidové poloze konce táhla u kotvy elektromagnetu. *

Ta^kto ře^šen^é zai^zetá umořuje s^polehlⁱv^ě reagovat na změn^y pracovní r^yc^hlos^ti stroje a udržovat tepelný příkon k místu spoje obalu na konstantní výši. Vlastní pracovní části zařízení jsou poměrně jednoduché, přičemž pohon v^yhřívaných čelistí do pracovní polohy a směrem od obalu je přímo závislý na pohonu stroje, což je zárukou spolehlivého chodu. Příkon do vyhřívaných čelistí je přitom konstantní, takže odpadá složitost spojená s přepínacím ústrojím jednotlivých odporů, jak tomu bylo u prvního zmíněného řešení dle známého stavu technik^y. Jednoduchost zařízen^{í p}odle vynálezu umořuje a^plikovat toto zaMzení na linkách, kde se spojování provádí na více stanicích, vybavených stejným způsobem, takže rovněž odpadá nebezpečí zvýšeného přehřívání čelisti, odtažené do nečinné polohy. '

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení s odvoláním na výkres, na němž je znázorněno v perpektivě schéma zařízení podle vynálezu.

V levé polovině obrázku je patrný . otáčivý nosič 1 s šesti radiálními přihrádkami 2 pro uložení obalovaného předmětu, v daném případě balíčku cigaret £·. Otáčivý nosič j. sé otáčí ve směru hodinových ručiček přetržitým otáčivým pohybem tak, že jednotlivé radiální přihrádky 2 procházejí postupně jednotlivými stanicemi po obvodě jeho otáčivé dráhy. Na obrázku je vyznačena stanice I, ne níž je do příslušné přihrádky £ vsouván balíček cigaret

P s listem obalovaného materiálu, který se známým způsobem přehne na vnější boční stranu.......

balíčku. 2a touto stanicí I následují stanice II a stanice III. na nichž se provádí tepelné spojování obalu. Dráha otáčení hlavy £ je po obvodě vymezována segmenty £, přerušenými v místě stanice II а III.

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

Na každém otáčivém hřídeli £ je uložena dvouramenná páka 8, mající na hřídeli £ střed otáčení. Tento střed vymezuje na dvouramenné páce 8 dvě ramena, a to první rameno 2 ^a druhé rameno 10.

První rameno 2 dvouramenné páky 8 nese na svém konci kladku ££, určenou pro sledování povrchu ovládací vačky 12 za účelem přenášení jejího ovládacího účinku na přítlačnou čelist £. Druhé rameno dvouramenné páky 8 je na svém konci opatřeno kloubově připojeným táhlem ££, spojeným s kotvou elektromagnetu ££. 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. Pružina 15 má tendenci zkracovat táhlo ££, takže přitahuje druhé rameno dvouramenné páky 8 к nabuzenému elektromagnetu, pokud tomuto působení není kladen odpor.

Ovládací vačky 12 jsou uloženy na společném hřídeli £6, rovnoběžném s ovládacím hřídelem £. Společný hřídel 16 obou vaček 12 je pak spojen dále popisovaným mechanismem s poháněcím ústrojím stroje.

Poháněči mechanismus zařízení podle vynálezu zahrnuje hlavní vodorovný hřídel 17. mechanicky spojený s pohonem balicího stroje, od něhož 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 20. 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 £. Spojením hřídele 22 s hlavním hřídelem 17 přes šestidráŽkový maltézský kříž 21 lze tak dosáhnout přerušovaného pohybu otáčivého nosiče £ s délkou kroku 60°, jak bylo uvedeno výše.

Na hlavním hřídeli 17 je dále nasazeno výstředně ojniční kolo 23 ojnice 2£, jejíž druhý konec je kloubově spojen páčkou 25 se společným hřídelem 16 obou ovládacích vaček ££. Spojení obou hřídelů 16 a 17 přes popsaný ojniční spoj pak vyvolává kývavý pohyb společného hřídele 16 okolo jeho osy a tím i ovládacích vaček 12.

Zařízení pracuje následovně: Za normálního pracovního režimu stroje jsou oba elektromagnety 14 nabuzeny a teleskopické členy táhla 13 jsou roztaženy od sebe proti zpětnému tahu vratných pružin 15. To má za následek, že konec prvního ramena 2 každé dvouramenné páky 8 je přitlačován se svou kladkou 11 к povrchu ovládací vačky 12 a můžé tak snímat její profil a přenášet ovládací působení na přítlačné čelisti £. Dochází tak ke kmitavému pohybu páky 8 v závislosti na profilu vačky 12. a tedy i hřídele £ a nosičů g s přítlačnými čelistmi £. Toto kmitání je umožňováno jednak teleskopickým řešením táhlá 13. jehož vratná pružina 15 zajištuje stálé přitahování konce ramena 10 páky 8 vzhůru, a tím i přitlačovárií kladky 11 k vačce 12. Kloubové připojení táhla 13 ke kotvě elektromagnetu 14 pak zajiětuje druhou složku pohybu konce ramena JO, takže páka 8 se může kmitavě otáčet. Prooil vaček £2 je volen tak, aby pokaždé, když je otáčivá hlava £ v klidu, se obě čeeisti £ přiblížily do dotyku s příslušnou boční stranou balíčku cigaret P, nacházející se na stanici II a III. a pak se od ní ihned oddděily, jakmile je úkon tepelného spojování dokončen. Tepelné spojování obalu se ea těchto normálních provozních podmínek provádí ve dvou oddělených fázích na jednom a tomtéž místě obalu, a to v počáteční fáei na stanici II a v dokončovací fáei

III. Doba exponování obalu vyhřívarým přítlačýým čelistím 4 se volí tak, aby došlo k provedení dokonalého tepelného spoje.

Předpokládejme nyní, že b^O^icí stroj pracuje sníženou oycháootí. Jelikož tepelný příkon do vyhřívaných - čelistí £ je konstantní, -došlo by při zpomaaení ' chodu stroje a tím i prodloužení doby expozice spojovaného místa obalu př^^nným čelistím 4 k přehřátí a následnému poškození obalu. Za tímto účelem je podle vynálezu buddcí obvod elektromagnetu ££ spojen s hlídacím ústrojím minimmání přípustné-pracovní rycch-osti balicího stroje. Klesnreli pracovní rychlost stroje pod tuto ryclh^<^Í^t, dojde k odbuzen! jednoho e elektromagnetů 14. Zruší se tak přitahování horního konce táhla 13 směrem vzhůru a tím i tah vyvíjený ve směru hodinových ručiček či dvouramennou páku 8, který v důsledku odpoovdaaícího otočení hřídele Z vyvolával roztažení - pružiny 26· Pružina 26 se tak částečně smrští, čímž zdvihne odpovídající otáčivý deskový - nosič 2 s jeho přítlačnou čeeistí 4 mimo možný dotyk s obalovaným předmětem. Jelikož se současně zdvihne kladka 11 mimo záběrovou dráhu vačky lg, vyloučí se až do nového nabuzení elektromagnetu 14 ovládací působení vačky 12 na hřídel J. Tepelné spojování je nadále zajišoováčo pouze jednou z obou přítlačných čeeistí 4, a to po dobu, dokud stroj nezačne pracovat rormmání rychhooti.

i

Zaattav-li se balicí stroj, takže k poškození obalu by mohlo dooít i při působení jediné přítlačné - čeeisti, odbudí se automaHcky oba elektromagrety 14, takže se zdvihnou obě přítlačné čeeisti 4 a odpooí se od působení ovládacího mechanismu. Po odstranění závady nebo po obnovení rormminího rytmu stroje se oba elektromagnety 14 opět nabudí, takže přitáhnou k sobě konec druhého ramene £0 výkyvné dvouramenné páky 8. Tím se opět otočí přítlačné čeeisti 4 úo pracovní poiohy a současně se obnoví spřažení kiedek 11 s oveádacími vačkami £2.

V uvedeném příkladě provedení - byl popsán čejobvyklleSí případ, kdy tepelné spojování se provádí na dvou stařicích a ovládané přítlačné čeeisti jsou dvě. Počet stanic i přítlačných čeeistí ovládaných zařízením podle vynálezu může být i vySSí, i když popsané provedení je v zásadě postačující pro postižení všech provozních variant, které mohou nastat, tj. rormmáního provozu, zpommleného provozu a úplné výluky.

V předchozím popisu bylo otáčení páky 8 ve směru proti pohybu hodinových ručiček označeno jako důsledek působení pružiny 26. Takové proveddnč, při němž je otáčivý pohyb páky 8 ve směru proti pohybu hodinových ručiček vyvoláván působením pružiny 26 může - být pokládán za čejvýhodnněSí - způsob praktického řešení vyrálemu. Teleskopická sestava táhla 13 však může odpadnout ód odbuzeného elektromagnetu pouhým - působením vlastní tíže, čímž sama vyvolá pootočení páky 8 ve směru proti pohybu hodinových ručiček bez působení pružiny. Pružina 26 může být proto pokládána za přídavný prvek, který lze s výhodou uplatnit ve spojení se zařízením podle vynálezu. V praxi však samooížné působení teleskopického táhla 13 nemuuí být shledáno dostatečným pro žajištěčí spolehlivého a účinného otočení pákou 8 a z tohoto důvodu se jeví jako účelné podppořt ho současiým působením výše uvedené pružiry 26.

Claims (1)

1. Zařízení pro tepelné spojování bočních stran obalů z termoplastického obalového 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 ohřívacími přítlačnými čelistmi, umístěnými na jednotlivých stanicích pro tepelné spojování a uloženými každá na výkyvném nosiči, který sám je pevně osazen 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, vyznačené tím, že kladka (11) každého otáčivého hřídele (7) je uložena na jednom konci dvouramenné páky (8), mající střed otáčení na otáčivém hřídeli (7) a tvořené prvním ramenem (9), nesoucím na svém konci odpovídající kladku (11), a druhým ramenem (10), kloubově připojeným na svém konci protilehlém vůči kladce (11) к táhlu (13), spojeným s kotvou elektromagnetu (14) a opatřeným vratnou pružinou (15), přičemž elektromagnet (14) je napojen na budicí obvod, spojený s hlídacím ústrojím minimální pracovní rychlosti balicího stroje, přičemž každá kladka (11) je výkyvným uložením výkyvné páky (8) pohyblivá mezi první polohou v záběru s odpovídající ovládací vačkou (12), a tato první poloha odpovídá poloze nuceného posunu konce táhla (13) u kotvy nabuzeného elektromagnetu (14), a mezi druhou polohou, v níž je kladka (11) mimo kruhovou dráhu ovládací vačky (12), a tato druhá poloha odpovídá klidové poloze konce táhla (13) u kotvy elektromagnetu (14).