DE2116179B2 - Verfahren und vorrichtung zum verschliessen mit lebensmitteln gefuellter behaelter - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verschliessen mit lebensmitteln gefuellter behaelter

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Ohler Eisenwerk, Theob Pfeiffer, 5970 Plettenberg
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Description

Die Erfindung geht aus von einem bekannten Verfahren zum Verschließen mit Lebensmitteln gefüllter Behälter aus einer dünnwandigen Metallfolie durch Auflegen jeweils eines aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckels auf einem zum Behälterboden parallelen Auflagerand bzw. Randflansch scwie durch Umlegen und Anpressen eines hochstehenden Falzrandes des betreffenden Behälters auf den Deckelrand.
Dieses bekannte Verfahren nach der schweizerischen Patentschrift 403 604 wird mittels einer Vorrichtung durchgeführt, bei welcher zum Umlegen des Falzrandes zwei einander diametral gegenüberliegende und lotrecht angeordnete Börderollen mit je zwei verschiedenen Konizitäten vorgesehen werden, die an einer waagerecht umlaufenden Keilriemenscheibe radial verstellbar gelagert sind. Die Keilriemenscheibe wird von einem Elektromotor mit lotrechter Antriebswelle angetrieben. Hierbei kann eine Schaltung vorgesehen sein, die den von Hand einschaltbaren Elektromotor jeweils nur für einen Hub eines den zu verschließenden Behälter aufnehmenden Tellers in Gang hält.
Dieser Teller mit dom zu verschließenden Verpakkungsbehälter wird durch einen Fußhebel oder auch elektromotorisch angehoben und elastisch sowie konzentrisch gegen einen Prcßrancl eines oberen Tellers gedrückt, so daß der Randflansch des Behälters und der Rand des aufgelegten Deckels zwischen dem Preßrand des oberen Tellers und dem Stützrand des unteren Telly's gehaltert sind. Bei fortschreitendem Hub wird der Deckelrand mit dem Flanschrand und 6;; dem Falzrand abgebogen und alsdann eingeknickt und gestaucht. Letzteres erfolgt durch einen an jeder Bördelrolle vorgesehenen Rollenfortsatz, dem als Gegenform im Stützring des unteren Tellers eine Einknickungsrille zugeordnet ist. Durch das Stauchen soll der Deckel fest und unnachgiebig mit dem Behälter verbunden werden, damit beim Übereinanderstapeln derartiger Behälter der Deckel eine hohe Flächenbeanspruchung aufnehmen kann, ohne sich aus der Verbindung mit dem Behälter zu lösen. Das bekannte Verfahren beruht somit im Abwartsbiegen des zwischen dem Falzrand und dem Randflansch eingeklemmten Deckelrandes sowie in dem darauffolgenden rillenförmigen Einknicken und in einer anschließenden Materialrusammendrängung bzw. Stauchung gegen die Einknickungsstelle.
Bei dem bekannten Verfahren zum Verschließen der Behälter folgen somit eine Anzahl von Verfahrensschritten aufeinander, die einen entsprechenden Zeitbedarf erfordern, zumal nach jedem Arbeitshub des unteren Tellers der die Bördelscheiben antreibende Elektromotor wieder abgeschaltet werden muß. Insbesondere besteht jedoch bei der bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß durch die kreisenden Bördelscheiben mit dem Rollenfortsatz die empfindliche Metallfolie eingerissen oder sonstwie beschädigt wird. Dadurch kann aber kein zuverlässiger und insbesondere flüssigkeitsdichter Deckelverschluß ermöglicht werden, vielmehr müssen solche Behälter umgefüllt und der beschädigte Behälter ausgeschieden werden.
Auch sind durch die französische Patentschrift 1 506 920 Behälter aus dünnwandiger Metallfolie mit je einem Auflagerand bzw. Randflansch bekanntgeworden, auf welchem zum Verschließen jeweils ein Deckel aus dem gleichen V/erkstoff aufgelegt wird. Auf der Unterseite hat dabei jeder Deckel entlang seiner Randzone noch einen Überzug aus einem thermoplastischen Kunststoff. Die x'erbindung des Dekkelrandes mit dem Auflagsrand bzw. dem Randflansch des Behälters erfolgt unter Einwirkung vor Druck und Wärme, die so groß ist, daß der Kunst Stoffüberzug im Bereich der Verbindungszone zuit Schmelzen kommt. Gleichzeitig wird in die Randzone des Deckels und in den Auflagerand eine kreis bogenförmige Sicke geringer Tiefe eingedrückt, urr den Verschluß noch haltbarer zu gestalten.
Diese bekannte Vorrichtung hat eine Grundplatte in welcher eine Ausnehmung für einen größeren Be halter vorgesehen ist. In dieser Ausnehmung könne: zwei ineinandergreifende Einsätze für zwei weiten und kleinere Behälter eingebracht werden, die eben falls eine solche Wanddicke aufweisen, daß der frei) Stirnrand jedes Einsatzes als Unterlage des Rand flansches des jeweils zu verschließenden Behälter dient. Außerdem ist an der Grundplatte ein entspre chend angepaßter stufenförmig profilierter Decke angelenkt, der zum Einprägen einer Sicke in den je weiligen Deckel- und Auflagerand bzw. Randflanscl des jeweils zu verschließenden Behälters entspre chend der Behälterform verlaufende Preßleisten auf weist. Der Deckel ist mit elektrischen Heizkörper! und mit einer zum Niederdrücken des Deckels die nenden Handhabe versehen.
Bei einer derartigen Vorrichtung kann jedoch de Deckel ohne weiteres mit der beschichteten Unter seite versehentlich auch nach oben auf dem Rand flansch des jeweiligen Verpackungsbehälters aufge legt werden. Des weiteren wird beim Verschließe von kleineren Behältern mit der entsprechenden, ir Querschnitt flach gewölbten innersten Preßleiste nt
dann ein wesentlicher Druck mittels der Handhabe ausgeübt, wenn die anderen Preßleisten nicht bereits vorher auf ihren zugeordneten Randflächen im freien Stirnrand zur Auflage des Randflansches für die jeweils nächstgrößeren Verpackungsbehälter aufsitzen. Die Vorrichtung muß daher von vornherein sehr genau bearbeitet sein. Wird ein zu großer und zu langer Druck und damit eine zu lange Wärmeeinwirkung ausgeübt, so kann die dünne Kunststoffkaschierung auf der Unterseite des Deckelrandes aus der flachen muldenartigen Sicke herausgedcückt werden. In diesem extremen Falle kommt überhaupt keine Klebenaht zustande. Bei kürzerer Zeitdauer einer Druck- und Wärmeeinwirkung kann zwar unter Umständen der Kunststoff in die Falten der Metallfolie des Randüansches kriechen. In diesem Falle besteht jedoch die Gefahr, daß von der dünnen Kunststoffkaschierung auf der Unterseite des ebenfalls aus Metallfolie bestehenden Deckels praktisch kein Kunststoff mehr zurückbleibt, so daß eine vollständig unzureichende Klebenaht gebildet wird, die bei Belastung des lediglich auf den Randflansch aufliegenden Deckels ohne weiteres nachgibt. Daran ändert auch die eingeprägte Sicke nichts, da ihr flacher konkaver Querschnitt im Randflansch des Behälters einer etwaigen Deckelbelastung praktisch keinen Widerstand entgegensetzt. In allen diesen Fällen wird jedenfalls eine widerstandsfähige Verbindung zwischen Deckel und Randflansch des Behälters nicht gewährleistet, ganz abgesehen davon, daß der von Hand ausgeübte Druck je nach dem Benutzer der Vorrichtung wechselt und demgemäß auch die Wärmeeinwirkung immer verschieden ist und der Deckel lediglich mit dem Deckelrand seiner Unterseite mit dem Randflansch des Behälters verbunden wird. Abgesehen davon muß 7um Verschließen jeder Behälter einzeln in die bekannte Vorrichtung eingesetzt und anschließend wieder entnommen werden.
Demgegenüber besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, das bekannte Verfahren zum Verschließen mit Lebensmitteln gefüllter Behälter aus einer dünnwandigen Metallfolie mit einem auf dem Deckelrand umgelegten Falzrand und mit den weiteren Merkmalen der eingangs im ersten Absatz erläuterten Gattung so weiterzubilden, daß das Verschließen der Behält^' wesentlich einfacher in wirtschaftlicher Weise durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach dem Umlegen und Anpressen des hochstehenden Falzrandes auf diesem bei gleichzeitiger, jedoch nur de·» Deckelrand plastifizierenden Wärmeeinwirkung eine im Querschnitt kantige Sicke eingepreßt wird. Eine günstige Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein im Abeitstakt der Behälterzuführung auf- und abbewegbarer, der Umrißform und der Größe des Außenrandes entsprechender Preßrahmen mit einer an der Unterseite angeordneten, der Querschnittsform der Sicke entsprechenden Preßleiste als Patrize vorgesehen ist, dem etwa in Höhe des Bodens der im Arbeitstakt zugeführten Behälter ein entsprechender beheizbarer Matrizenrahmen mit einer im Innern vorgesehenen, mindestens um die größte Behälterhöhe absenkbaren, den jeweiligen Behälter aufnehmenden Bühne zugeordnet ist.
Durch die gleichzeitige Anwendung eines verhältnismäßig hohen Druckes z.B. von etwa 1,5 kg/cm Sickenlänge und einer kurzzeitig z. B. 0,4 bis 0,5 Sekunden andauernden Einwirkung einer hohen Temperatur z.B. von etwa 300° C wird der vom Preßrahmen bzw. von der Preßleiste erfaßte Rand des Deckels, der sich zwischen dem Randflansch und dem Falzrand des zu verschließenden Behälters befindet, lediglich plastifiziert, aber keineswegs verflüssigt. Unter Einwirkung des ausgeübten Druckes kriecht nun der plastifizierte bzw. teigig gewordene Kunststoff in die Falten der den Randflansch und
ίο den Falzrand bildenden Metallfolie ein und bildet auf diese Weise durch gleichzeitiges Zusammenwirken mit der Sicke eine hohe Belastung standhaltende Verbindung, so daß der Deckel selbst beim Übereinanderstapeln der Behälter nicht eingedrückt werden kann. Dabei wird dieser Erfolg im Arbeitstakt der Behälterzuführung praktisch nur mit zwei Verfahrensschritten erreicht, die durch das Umlegen des Falzrandes und das gleichzeitige Prägen und Plastifizieren gebildet werden. P'ientschutz wird hiernach nur für die gleichzeitige Anwendung der im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale bei dem bekannten Verfahren begehrt. Selbstverständlich sind die Kanten dei Sicke und der Preßleisie an der Vorrichtung so gestaltet, daß beim Prägen die Metallfolie nicht beschädigt werden kann. Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine rein schematisch dargestellte beheizbare Vorrichtung zum Einpressen von Sicken im Außenrand und gleichzeitigem Plastifizieren des Deckelrandes eines auf einen zu verschließenden Behälter aufgelegten Deckels,
F i g. 2 eine Ansicht einer rein schematisch darge-
stellten Vorrichtung für eine intermittierende Zuführung der zu verschließenden Pehäl'er zu den beiden Bearbeitungsstationen,
F i g. 3 einen Querschnitt durch einen teilweise dargestellten Deckelrand eines verschlossenen Behäl-
ters im vergrößerten Maßstab.
Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel besteht jeder Behälter 1 aus einer Metallfolie, und zwar vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie. Die Seitenwände verlaufen schräg nach außen, so daß die Behälteröffnung gegenüber dem Behälterboden größer ist. Dieser durch einen Deckel 3 aus Kunststoff verschließbare Behälter 1 dient im vorliegenden Fall als Kuchenform und muß aus Platzersparnisgründen stapelbar sein, ohne daß jedoch der in eii.em Behälter 1 eingebrachte Kuchen oder ein sonstiges druckempfindliches Lebensmittel zusammengedrückt werden kann. Dies erfordert zwischen dem Behälter und dem Deckel 3 eine Verbindung hoher Festigkeit und großer Widerstandsfähigkeit, damit sich der Deckel 3 unter Jer Belastung aufgesetzter Behälter nicht nach innen durchwölben kann.
Jeder Behälter 1 hat in bekannter Weise einen die Behälteröffnung umgrenzenden and zum Behälterboden 2 parallelen Auflagerand 4 für den Deckel 3 sowie einen zu diesem senkrecht stehenden Falzrand 5. Dieser schließt sich am äußerem Umfang des Auflagerandes 4 an und wird in gleicher Weise wie der Auflagerand 4 einstückig aus der den Behälter 1 bildenden Aluminiumfolie herausgeformt.
Auf dem Auflagerand4 eines derartigen, z.B. mit einem Kuchen gefüllten Behälters 1 wird der zugeordnete Deckel 3 aufgelegt und der Falzrand 5 mittels einer Vorrichtung 6 auf die Außenseite des Dek-
5 6
kelrandes umgelegt und angedrückt. Auf diese Weise diese Vorrichtung bzw. Bearbeitungsstation auf sind bisher Behälter 1 der erläuterten Art verschlos- einem weiteren Maschinengestell 11 angeordnet sein sen worden, wobei in der Randzone des Deckels die kann. Die Vorrichtung 7 wird im wesentlichen von drei übereinanderliegenden Werkstoff lagen von Auf- einem im Arbeitstakt auf- und abbeweglichen Preßlagerand 4, Deckelrand und Falzrand 5 nicht mitein- 5 rahmen 12 gebildet, der beispielsweise an einer an ander versiegelt sind und an dem auf diese Weise zwei Stangen geführten Traverse 12a befestigt sein verschlossenen Behälter einen einheitlichen Außen- kann und eine dem Auflagerand 4 bzw. dem Außenrand bilden. rand der Behälter 1 entsprechende Größe und Um-Um der Verbindung zwischen dem Deckel 3 und rißform aufweist. An der Unterseite dieses Preßrahdem Behälter 1 eine hohe Festigkeit und eine io mens 12 ist eine der Querschnittsform der Sicke 8 große Widerstandsfähigkeit zu verleihen, wird an- entsprechende Preßleiste 13 als Patrize vorgesehen, schließend nach dem Umlegen und Anpressen des Mindestens im Abstand der größten Höhe eines Behochstehenden Falzrandes S auf dem Deckelrand in hälters 1 von der hochstehenden Patrize bzw. in dem so gebildeten und aus drei Werkstofflagen beste- Höhe des Bodens 2 der im Arbeitstakt zugeführten henden Außenrand mittels einer zweiten Vorrich- »5 Behälter 1 ist ein beheizbarer, dem Preßrahmen 12 tung7 unter Druck und gleichzeitiger, den Deckel- entsprechender Matrizenrahmen 14 fest angeordnet, rand des aus thermoplastischem Kunststoff bestehen- der in seinem Innern eine mindestens um die Beden Deckels 3 jedoch nur plastifizierende Wärmeein- hälterhöhe absenkbare und den jeweils ankommenwirkung von etwa 300° C eine im Querschnitt kan- den Behälter aufnehmende Bühne 15 aufweist. Auf tige, z. B. dreieckförmige Sicke 8 eingepreßt. Zwar *> der Oberseite des Matrizenrahmens 14 ist eine Nut tritt auch hier durch die Wärmeeinwirkung eine Ver- 16 vorgesehen, deren Querschnittsform der dreiecksiegelung der drei Werkstofflagen nicht ein, weil zwi- förmigen Querschnittsform der Preßleiste entspricht, sehen einer artfremden Metallfolie und einer thermo- jedoch gegenüber dieser etwa um die doppelte plastischen Kunststofffolie eine homogene Verbin- Außer'anddicke der Behälter 1 größer ist. dung nicht zustande kommen kann. Der plastifizierte «5 Ein bei hochstehendem Preßrahmen 12 ankom-Kunststoff kriecht jedoch unter der Einwirkung des mender bzw. im Arbeitstakt vorgeschobener Behäldie Sicke 8 formenden Druckes in die Falten der zum ter 1 wird von der ebenfalls hochstehenden Bühne 15 Auflagerand 4 und ram umgelegten Falzrand 5 ver- stoßfrei aufgenommen. Alsdann wird die Bühne so formten Metallfolie hinein, *so daß der Außenrand weit abgesenkt, bis der AuBenrand des Behälters mit des Behälters im Zusammenwirken mit der Sicke 3<> der Unterseite auf dem elektrisch beheizten Matrieine hohe Festigkeit erhält. Der Deckel 3 ist nunmehr zenrahmen 14 aufliegt und von diesem getragen mit seinem Rand nicht nur zwischen dem Auflage- wird. Gleichzeitig ist auch der hochstehende Preßrand 4 und dem umgelegten Falzrand 5 des Behälters rahmen 12 (vgl. die linke Seite der Darstellung in gehaltert, sondern durch die Sicke 8 zugleich mit die- F i g. 2) nach unten auf die Oberseite des Außenransen beiden Rändern auch formschlüssig verbunden 35 des abgesenkt worden. Durch einen kurzzeitigen und zusätzlich wirkungsvoll verklebt, wobei der um- Druck des Preßrahmens 12 auf diesen Außenrand gelegte Falzrand 5 im Zusammenhang mit dem in des in der Vorrichtung befindlichen Behälters wird den Falten der Ränder eingedrungenen Kunststoff dann unter Plastifizierung des Deckelrandes die als weitere Sicherung dient und verhindert, daß sich Sicke 8 in den Außenrand eingepreßt, worauf der der Deckelrand selbst bei hoher Belastung des Dek- 40 PreSrahmen 12 und die Bühne 15 wieder in ihre kels nicht aus der Sicke des Auflagerandes 4 heraus- Ausgangsstellung zunickkehren. Der von dem nachheben kann. Dabei ist diese Kraft um so kleiner, je folgenden Behälter 1 aus der Vorrichtung herausgekleiner der Winkel an der Spitze der im Querschnitt schobene und nunmehr stapelfähig verschlossene Bedreieckförmigen Sicke ist. hälter 1 kann alsdann von einem Förderband 17 auf-
Zur wirtschaftlichen Durchführung des Verfahrens 45 genommen und an eine gewünschte Ablagestelle
zum Verschließen der Kuchenformen bzw. Behälter 1 transportiert werden.
durch jeweils einen Deckel 3 wird ein Traggestell 9 Selbstverständlich können die Maschinengestelle
vorgesehen, auf welches die gefüllten und bereits 10 und 11 auch zu einem einzigen Gestell zusam-
einen aufgelegten Decket 1 aufweisenden Behälter mengefaßt werden. Auch können sie fest angeordnet
hintereinander aufgesetzt und auf ein zweites Ma- 50 oder fahrbar ausgebildet werden. Das die gefüllten
schinengestell 10 vorgeschoben werden. Auf dem Behälter 1 bzw. die Kuchenformen aufnehmende
Maschinengestell 10 ist die an sich bekannte Vor- Traggestell kann eine beliebige Länge aufweisen
richtung 6 zum Umlegen des noch hochstehenden und ebenfalls mit einem Förderband versehen sein.
Falzrandes 5 auf die Oberseite des Deckelrandes an- das im Arbeitstakt der beiden Bearbeitungsstatio-
geordnet. Diese Vorrichtung gehört zum Stand der 55 nen6 und 7 die aufgestellten Behälter weiterbeför-
Technik. so daß sich eine eingehende Erläuterung ;b- dert.
res Aufbaues erübrigt Sie besteht im wesentlichen Schließlich kann die erläuteite Vorrichtung zum aus einem auf- und abbewegbaren Stempel, der in Verschließen von mit Lebensmitteln gefüllten Behäl-Richtung zum Behälter divergierende, den Falz- tem noch dadurch erheblich vereinfacht werden, daß rand 5 umlegende Schrägflächen und weitere zum 60 die beiden Bearbeitungsstationen zu einem Mehr-Auflagerand 4 parallele Druckflächen zum Andrük- fachwerkzeug baulich zusammengefaßt werden, wo-'ten des umgelegten FaJzrandes an die Oberseite des durch der zwischen den beiden Bearbeitungsstati>Deckelrandes aufweist nen vorhandene GesteTlteil in Fortfall kommt DuTch
Von dieser Bearbeitungsstation 6 gelangen die Be- diese Zusammenfassung wird insbesondere der Platzhälter 1 bzw. die Kuchenformen zu der weiteren in 65 bedarf für eine Vorrichtung verringert and auch der Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung? zum Konstruktionsaufwand vermindert, so daß sich eine Eindrücken einer Sicke 8 fn den von drei Werkstoff- derart vereinfachte Vorrichtung durch eine sodi grelagen gebildeten Außenrand der Behälter 1, wobei ßere Wirtschaftlichkeit auszeichnet
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verschließen mit Lebensmitteln gefüllter Behälter aus einer dünnwandigen Metallfolie durch Auflegen jeweils eines aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckels auf einem zum Behälterboden parallelen Auflagerand sowie durch Umlegen und Anpressen eines hochstehenden Falzrandes des betreffenden Behälters auf den Deckelrand, dadurch ge-io kennzeichnet, daß nach dem Umlegen und Anpressen des hochstehenden Faizrandes(5) auf diesem bei gleichzeitiger, jedoch nur den Deckelrand piastifizierenden Wärmeeinwirkung eine im Querschnitt kantige Sicke (8) eingepreßt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, tlaß ein im \rbeitstakt der Behälterzuführung auf- und abbewegbarer, der Umrißform und der Größe des Außenrandes entsprechender Preßrahmen (12) mit einer an der Unterseite angeordneten, der Querschnittsform der Sicke (8t entsprechenden Preßleiste (13) au Patrize vorgesehen ist, dem etwa in Höhe des Boüens (2) der im Arbeitstakt zugeführten Behälter (1) ein entsprechender beheizbarer Matrizenrahmen (14) mit einer im Innern vorgesehenen, mindestens um die größte Behälterhöhe absenkbaren, den jeweiligen Behälter (1) aufnehmenden Bühne (15) zugeordnet ist.
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