DE102020122579A1 - Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Abschnitten zumindest einer Deckelfolie mit wenigstens einem Siegelwerkzeug - Google Patents

Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Abschnitten zumindest einer Deckelfolie mit wenigstens einem Siegelwerkzeug Download PDF

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Abschnitten zumindest einer Deckelfolie mit wenigstens einem Siegelwerkzeug, das zumindest ein etwa ringförmiges Unterwerkzeug zum Aufnehmen wenigstens eines Behälters und zumindest ein etwa ringförmiges Oberwerkzeug zum Andrücken und Aufsiegeln des Abschnittes der Deckelfolie hat, ist vorgesehen, dass das Unterwerkzeug und/oder das Oberwerkzeug in Anlagebereichen an Behälter oder Deckelfolie eine schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche aufweist/aufweisen.Mit dieser Vorrichtung können auch Behälter mit einer Folie aus dem gleichen Material wie das Behältermaterial sicher verschlossen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Abschnitten zumindest einer Deckelfolie mit wenigstens einem Siegelwerkzeug, das zumindest ein etwa ringförmiges Unterwerkzeug zum Aufnehmen wenigstens eines Behälters und zumindest ein etwa ringförmiges Oberwerkzeug zum Andrücken und Aufsiegeln des Abschnittes der Deckelfolie hat.
  • Vorrichtungen der eingangsgenannten Gattung sind bekannt. Sie werden als Siegelstationen bezeichnet, da sie Folien auf Behälter aufsiegeln können. Diese Vorrichtungen weisen Unterwerkzeuge und Oberwerkzeuge auf. In das Unterwerkzeug wird ein Behälter oder werden mehrere Behälter eingestellt, mit dem Oberwerkzeug wird die Deckelfolie an die Behälter herangeführt und durch das Einbringen von Wärme und Druck wird die Deckelfolie auf die Behälter aufgesiegelt. Dabei bewegen sich Oberwerkzeug und Unterwerkzeug aufeinander zu, um einen für das Einlegen der Behälter in das Unterwerkzeug notwendigen Abstand während des Siegelvorganges zu schließen.
  • Bei bekannten Behältern wurden Folien oder Verbundfolien aus Metall beziehungsweise mit Metallanteilen verwendet. Diese Folien wiesen eine gute Reißfestigkeit und Verarbeitungsfähigkeit auf, sind aber aufgrund der enthaltenen Metallanteile, beispielsweise Aluminium, umweltbedenklich. Gerade Verbundfolien mit Metallanteilen sind zudem schwer zu recyceln, da ihre Bestandteile nicht mit einfachen Mitteln wieder voneinander getrennt werden können. Daher sind Kunststoffverbundfolien häufig als Sondermüll zu betrachten.
  • Im Zuge der Verbesserung der Recyclingfähigkeit von Bechern für Frischprodukte, sowie haltbaren Produkten, sollen Aluminium- und Verbundfolien gegen Monomaterial-Platinen (gleiches Material wie Becher, insbesondere PP) nach und nach ausgetauscht werden.
  • Jedoch besteht bei Monomaterial-Kunststoffplatinen eine größere Gefahr von Undichtigkeiten durch fehlende Planlage beim Siegeln auf den ungleichmäßig dicken Siegelrand des Bechers und durch auftretende Werkzeug- und Positionierungstoleranzen. Dies ist bei den heute angewendeten Materialkombinationen weniger problematisch, da „ungleiche“ Materialien andere chemisch-physikalische Eigenschaften aufweisen, die diesen Umstand zum Beispiel durch Ausnutzung des Schmelzpunktes einfacher ausgleichen können.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die auftretenden Toleranzen und Unebenheiten durch eine Sicke/Nut oder einen erhabenen Ring im Siegelwerkzeug beziehungsweise dem Siegelgegenstand auszugleichen, CH 652965 A und US 2002/125253 A1 .
  • Dies führt jedoch bei der Verwendung von Monomaterialfolien, die zum Öffnen des Bechers wieder abgezogen werden sollen, zu einer Zerstörung der Peelschicht und/oder Beschädigung der Oberfläche bis zur Durchtrennung der Siegelfolie entlang der Nut/Rille.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangsgenannten Gattung aufzuzeigen, mit der Behälter mit einer Folie aus gleichem Material wie das Behältermaterial sicher verschlossen werden können.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Unterwerkzeug und/oder das Oberwerkzeug in Anlagenbereichen an Behälter oder Deckelfolie eine schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche aufweist/aufweisen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zum Aufsiegeln der Folie auf den Behälter nicht Anlageflächen eingesetzt, die zum Beispiel jeweils horizontal ausgerichtet sind. Horizontal ausgerichtete Flächen werden häufig eingesetzt, bereits befüllte Behälter zu versiegeln.
  • Um bei gleichen Materialien von Behälter und Folie eine sichere Verbindung zu erzeugen, sind die fehlenden Planlagen auf ungleichmäßig dicken Siegelabschnitten des Bechers zu überwinden. Dazu ist die schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche vorgesehen. Sie ist aus der Horizontalen der Anlageflächen verrückt, so dass sie schräg angeordnet ist und bei einem Siegelvorgang schräg auf die andere Anlagefläche des anderen Werkzeuges geführt wird. Ist diese Anlagefläche horizontal ausgerichtet, erfolgt zunächst eine punktförmige Anlage von Behälter und Folie, aufgrund der ringförmigen Ausbildungen von Oberwerkzeug und Unterwerkzeug ist dies eine im Schnitt punktförmige Anlage, es liegt eine ringförmige Anlage vor. Diese ist zunächst ein schmaler Ring, der sich erst bei weiterer Annäherung von Unterwerkzeug und Oberwerkzeug verbreitert. Die vorspringenden Abschnitte der schrägen Anlagefläche können etwas weiter in das Material des Behälters eintauchen, um so ganz sicher Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Behälters, insbesondere eines umlaufenden Behälterrandes, auszugleichen.
  • Die Ausrichtung der Anlagefläche schräg zur Andrück- und Siegelrichtung meint eine Abweichung aus einer horizontalen Ausrichtung bei gegebener vertikaler Andrück- und Siegelrichtung. Die Anlagefläche steht vorzugsweise in einem spitzen Winkel zu der horizontalen Ebene an, die wiederum senkrecht zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet ist.
  • Die schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche betrifft die Anlagefläche als solche, nicht einen Abschnitt der Anlagefläche, also nicht einen umlaufenden Vorsprung. Es geht nicht darum, mit einem Vorsprung tief in das gegenüberliegende Material während des Siegelvorganges einzutauchen, vielmehr soll durch die schräg angestellte Anlagefläche zunächst eine im Schnitt punktförmige Anlage erzeugt werden, die durch eine Weiterführung der Werkzeuge zueinander in eine flächige Anlage überführt wird.
  • Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Oberwerkzeug hat, dessen Anlagebereich an die Folie eine im Vertikalschnitt Trapezform hat, wobei die beiden zueinander parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet sind, und wobei eine der parallelen Seiten der Trapezform länger ist als die andere Seite. Der Anlagebereich kann mathematisch als Trapez definiert werden. Ein Trapez hat zwei parallel zueinander verlaufende Seiten, während die beiden anderen Seiten freigestaltet sind. Die parallelen Seiten des Trapezes verlaufen bei dem Anlagebereich des Oberwerkzeuges parallel zur Andrück- und Siegelrichtung, eine andere Seite, die dann die Anlagefläche bereitstellt, kann schräg angeordnet sein. Diese Schräge wird dadurch erreicht, dass eine der parallelen Seiten länger ist als die andere parallele Seite. Die eine der parallelen Seiten steht etwas weiter vor, die Verbindung erfolgt dann über die schräg verlaufende Anlagefläche.
  • Die längere Seite der Trapezform kann auf der Innenseite der Ringform oder auf der Außenseite der Ringform angeordnet sein. So kann die Anlagefläche des Oberwerkzeuges in beide Richtungen schräg angeordnet sein. Ist die längere Seite der Trapezform auf der Innenseite der Ringform angeordnet, dann wird die punktförmige Anlage von Folie und Behälter nahe dem Behälterinneren erreicht. Ist dagegen die längere Seite der Trapezform auf der Außenseite der Ringform angeordnet, wird die Folie an den Behälter zunächst im Außenbereich des Behälters im Schnitt punktförmig angelegt und befestigt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass sie ein Unterwerkzeug hat, dessen Anlagebereich an die Folie eine im Vertikalschnitt Trapezform hat, wobei die beiden zueinander parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet sind und wobei eine der parallelen Seiten der Trapezform länger ist als die andere Seite. Auch für das Unterwerkzeug ist auf diese Weise eine schräge Anlagefläche ermöglicht. Die längere Seite der beiden Seiten der Trapezform kann dann wieder auf der Innenseite der Ringform des Unterwerkzeuges oder auf der Außenseite der Ringform des Unterwerkzeuges liegen, um die zunächst im Schnitt punktförmig ausgebildete Siegelnaht zwischen Folie und Behälter mehr auf der Innenseite des Behälters oder mehr auf der Außenseite des Behälters auszubilden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die längere Seite der Trapezform beim Übergang in eine Anlagefläche des Anlagebereiches eine abgerundete Ausbildung aufweist. Insbesondere ist der Übergang in die schräge Anlagefläche abgerundet ausgebildet, da dieser Bereich des jeweiligen Anlagebereiches am weitesten vorsteht. Er trifft zunächst auf die Folie oder den Becherrand und drückt sich in diese Bauteile des Bechers hinein. Dabei sollen keine Verletzungen von Folie oder Becherrand auftreten. Scharfe Kanten werden vermieden.
  • Der Winkel zwischen der schräg angestellten Anlagefläche und einer Siegelebene, regelmäßig einer Horizontalen, die wiederum vertikal zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet ist, beträgt nach einer Weiterbildung der Erfindung 1 bis 25 Grad, vorzugsweise 2 bis 8 Grad. Es wird ein spitzer Winkel gewählt, der eine ausreichend flächige Auflage der beiden Anlageflächen der Werkzeuge ermöglicht.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • 1 und 2: schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 3 und 4: schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 5 und 6: schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern nach einem dritten Ausführungsbeispiel; und
    • 7 und 8: schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern nach einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • In 1 ist eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern 4 schematisch nur mit einem Oberwerkzeug 1 und einem Unterwerkzeug 2 dargestellt. Das Unterwerkzeug 2 nimmt einen teilweise dargestellten Behälter 4 auf. Dieser Behälter 4 soll mit einer Deckelfolie 3 verschlossen werden.
  • Das Oberwerkzeug 1 weist einen Anlagebereich 5 zum Anlegen an die Folie 3 auf. Auch das Unterwerkzeug 2 hat einen Anlagebereich 6, auf den der Behälter 4 mit einem umlaufenden Behälterrand 7 auflegbar ist.
  • Deckelfolie 3 und Ausrichtung des Behälterrandes 7 sind in 1 in einer Horizontalen angeordnet. Der Anlagebereich 5 des Oberwerkzeuges 1 weist eine Anlagefläche 8, die schräg zur Andrück- und Siegelrichtung nach Pfeil 9 ausgerichtet ist. In 1 ist ein spitzer Winkel α eingezeichnet, der den Verlauf der schrägen Anlagefläche 8 zur Horizontalen und somit zur Deckelfolie 3 verdeutlicht.
  • 2 zeigt dann die zum Siegeln geschlossene Vorrichtung, das Oberwerkzeug 1 ist an das Unterwerkzeug 2 entlang Pfeil 9 in 1 herangeführt worden. Die Deckelfolie 3 ist auf den Rand 7 des Behälters 4 aufgelegt und wird jetzt durch Eintragen von Wärme angesiegelt. Die schräge Fläche 8 steht dabei verschieden weit in die Deckelfolie 3 und in den Rand 7 des Behälters 4 vor. Dem Behälterinneren zugekehrt ist ein weiter vorstehender Bereich des Anlagebereiches 5, hervorgerufen durch die Schrägheit der Anlagefläche 8. Das in 2 rechts gezeigte Ende der Anlagefläche 8 geht über eine Abrundung in die vertikale Seitenfläche des Anlagebereiches 5 über.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 ist die Ausrichtung der schrägen Fläche 8 im Anlagebereich 5 des Oberwerkzeuges 1 gespiegelt ausgerichtet. Der Winkel α kann jetzt zu dem horizontal ausgerichteten Oberwerkzeug 1 eingezeichnet werden. Die Deckelfolie 3 wird mit dem Oberwerkzeug 1 wieder auf den Rand 7 des Behälters 4 aufgesiegelt, wie 4 zeigt.
  • Die 5 und 6 sowie 7 und 8 zeigen ähnliche Ausbildungen. Hier ist jeweils das Oberwerkzeug 1 mit einem eine horizontale Anlagefläche aufweisenden Anlagebereich 5 ausgestattet, während der Anlagebereich 6 im Unterwerkzeug 2 jetzt eine schräge Anlagefläche 8 hat. Der Winkel α ist jeweils dem Unterwerkzeug 2 zugeordnet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CH 652965 A [0006]
    • US 2002125253 A1 [0006]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Abschnitten zumindest einer Deckelfolie mit wenigstens einem Siegelwerkzeug, das zumindest ein etwa ringförmiges Unterwerkzeug zum Aufnehmen wenigstens eines Behälters und zumindest ein etwa ringförmiges Oberwerkzeug zum Andrücken und Aufsiegeln des Abschnittes der Deckelfolie hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwerkzeug (2) und/oder das Oberwerkzeug (1) in Anlagebereichen (5, 6) an Behälter (4) oder Deckelfolie (3) eine schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche (8) aufweist/aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Oberwerkzeug (1) hat, dessen Anlagebereich (5) an die Folie (3) eine im Vertikalschnitt Trapezform hat, wobei die beiden zueinander parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet sind und wobei eine der parallelen Seiten der Trapezform länger ist als die andere Seite.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite auf der Innenseite der Ringform des Oberwerkzeuges (1) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite auf der Außenseite der Ringform des Oberwerkzeuges (1) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Unterwerkzeug (2) hat, dessen Anlagebereich (6) an den Behälter (4) eine im Vertikalschnitt Trapezform hat, wobei die beiden zueinander parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtet sind und wobei eine der parallelen Seiten der Trapezform länger ist als sie andere Seite.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite auf der Innenseite der Ringform des Unterwerkzeuges (2) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite auf der Außenseite der Ringform des Unterwerkzeuges (2) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite der Trapezform beim Übergang in eine Anlagefläche des Anlagebereiches (5, 6) eine abgerundete Ausbildung aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche (8) in einem Winkel zu einer Siegelebene von 1° bis 25° ausgerichtet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schräg zur Andrück- und Siegelrichtung ausgerichtete Anlagefläche (8) einen Winkel zur Siegelebene von 2° bis 8° hat.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH652965A5 (en) 1983-04-28 1985-12-13 Altradec Ag Welding method for the leaktight closure of thermoplastic containers, particularly containers intended to contain foodstuffs
US20020125253A1 (en) 2000-08-03 2002-09-12 Massey Samuel M. Container lid sealing method

Patent Citations (2)

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