DE2119584A1

DE2119584A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Schrumpffolienverpackungen

Info

Publication number: DE2119584A1
Application number: DE19712119584
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1971-04-22
Publication date: 1971-11-11
Also published as: CA919574A; US3629990A; ZA707470B; BE760854A; FR2089406A5; NL7016727A; GB1335577A

Description

PAtENTANWALI DlPL-ING.

HELMl-T GÖRTZ 15. April 1971

6 Frankiuri iin Main 70 Gzh/pn 91 IQCP/

■VhnGckenhofsh·. 27 - Tel. 61 70 77 · * £ I I CJ O O *f

.The Mead Corporation, 118 West First Street, Dayton,' Ohio/USA

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Schrumpf folienverpackungen

Zwei Reihen von Endlosketten, die jede eine Mehrzahl offener Halbschalen, die an ihren Enden vers.chwenkbar miteinander verbunden sind, aufweisen, sind in geringen Abständen zueinander angeordnet, so daß die Arbeitsabschnitte der Ketten parallel liegen und daß die offen-en Schalen der einen Kette den offenen Schalen der anderen Kette gegenüberliegen, um eine Reihe von Hohlräumen entlang der Arbeitsbereiche der Ketten zu bilden. Ein Streifen mittels Hitze abdichtbaren Sjhrumpffilmes ist entlang der offenen Flächen der Halbschalen jeder der Ketten angeordnet und dagegengehalten, und eine Vakuumeinrichtung ist vorgesehen, um die Folie in eine baschichtungsähnliche Anordnung in jede Halbschale zu ziehen. Eine Anordnung von zu verpackenden Gegenständen wird in den Raum zwischen zwei gegenüberliegenden Halbschalen eingeführt neben dem Eingangsende der Arbeitsbereiche beider Ketten. Nachdem die Halbschalen eines Bereiches in eine unter Spannung stehende Berührung mit den offenen Halbschalen des anderen Bereiches kommen, um eine Anordnung zu verpackender Gegenstände einzuschließen, wird ein Strahl heißer Luft entlang der Ober- und Untergrenzen der Schalen geführt, um dichte Ober- und Unterverbindungen zwischen den Streifen herzustellen und dadurch eine Reihe miteinander verbundener Packungen zu erzeugen.

109846/1268

2119534

Nachdem die Packungen durch Hitzeverbindung hergestellt wurden, werden die zusammenliegenden Schalen in entgegengesetzte Richtungen auseinanderbewegt und danach wird -.- jede Packung heißer Luft ausgesetzt, um die Folie etwas zu schrumpfen und dadurch die Einheit der Packung zu erhalten. Vorzugsweise ist die Folie von dem nicht ausgerichteten Typ und wird vorerhilzt, bevor sie in die Halbschalen gezogen wird.

Nachdem eine Mehrzahl von Packungen in miteinander verbundener nacheinander folgender Weise hergestellt wurde durch die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung, werden die Packungen voneinander getrennt durch irgendeine passende Einrichtung. Eine Anordnung zur Trennung miteinander verbundener Packungen ist in der US-Patentanmeldung Nr. offenbart. Während

die Packung selbst verschiedene spezifische Formen annehmen kann, ist eine typische Packung in der US-Anmeldung offenbart.

Gemäß dieser Erfindung wird ein paar hitzeverschmelzbarer Schrumpffolienstreifen entlang gegenüberliegender Seiten einer Mehrzahl von Ansammlungen von zu verpackenden Gegenständen angeordnet, und die oberen und unteren Kanlon der beiden Streifen werden durch Anwendung von Hitze und Druck fest miteinander verbunden, wonach qs^Il- Packung Hitze ausgesetzt wird, um die Folie zu schrumpfen und dadurch die Einheit der einzelnen Packungen zu erhalten. Vorzugsweise werden die Streifen in eine Reihe von Halbschalen gezogen und auf diese Weise gezwungen, im allgemeinen mit den zwei Seiten Halbteilen jeder Ansammlung vorangegangener Packungen übereinzustimmen, wenn die Halbschalen mit der sie bedeckenden Folie in eine Gegenauflage mit den r.n/.aren gebracht werden, um eine Packungsanordnung einzuschließen.

109846/1268 __

BAD ORIGINAL

V/eitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung · eines Ausfi.thrungsbeispieles sowie anhand der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Maschine gemäß der Erfindung, wobei gewisse Teile der Klarheit halber entfernt sind,

Fig.2a eine Draufsicht auf eine offene Halbschale,

Fig.2b eine Schnittansicht entlang der Linie 2B-2B in Fig. 2a,

Fig. 3 eine Ansicht eines Paares offener Halbschalen entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, die die schwenkbare Befestigung der Schalen an ihren Enden zeigt,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Packung, wie sie die Schalen verläßt,

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung,

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 1 und

Fig. 7 einen Querschnitt der Folien Vorerhitzan- ->»- Ordnung entlang der Linie 7-7 in Fig. 1.

Der Rahmen der Maschine, wie er zum Teil in den Zeichnungen dargestellt ist, besteht aus einem Paar horizontaler Trageelemente, die durch die Nummern 1 und 2 gekennzeichnet sind, sowie aus einem horizontalen Tragebalken 3. Diese Elemente werden von vertikalen Pfeilern unterstützt und sind durch longitudinal angeordnete Streben h und 5 zwischenverbunden, die an ihren Enden auf ein Paar vertikaler Blocke 6 und 7 montiert sind.

109846/1268

BAD ORIGINAL

Die vertikalen Träger für den longitudinalen Balken sind der Klarheit und Einfachheit halber in den Zeichnungen fortgelassen.

Zu verpackendende Gegenstände wie Erstverpackungen oder Dosen C werden an der linken Seite der Maschine eingeführt in Richtung zum rechten Ende, wie durch den Pfeil 8 angedeutet, auf einem Hochgeschwindigkeitsförderer 8a. Dieäe Dosen C werden durch ein Paar Sternenräder 9 und 10 zugemessen, die auf vertikalen Wellen befestigt sind und mit einer Geschwindigkeit drehbar sind, die mit der Geschwindigkeit der nachfolgenden Verpackoperationen synchronlst. Diese Sternenräder 9 und 10^ zusammen mit einer keilförmigen Anordnung 10a wirken zusammen, um die ankommenden Dosen C zu teilen in zwei Reihen, und die Reihen sind angeordnet, um sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu bewegen.

Zum Zwecke der Teilung der Dosen C in den beiden Reihen in eine Anordnung von Dosen und ebenso, um in der Bewegung jeder Ansammlung von Dosen ein bestimmtes Maß von Beschleunigung zu übertragen, sind Beschleunigungselemente 11 und 12 drehbar auf vertikalen Wellen 13 und 14 angeordnet, die mit vorbestimmten Geschwindigkeiten angetrieben werden, und ein Paar von Fingern 15 und 16 ist schwenkbar auf den Elementen 11 und befestigt und angeordnet, um die gewünschte Trennungsund Beschieunigungsfunktion zu erzielen. Während diese Elemente verschiedene Formen haben können, ist eine Anordnung, die sich besonders gut für den Gebrauch im Zusammenhang mit dieser Erfindung eignet, in der US-Anmeldung Nr. 762.775 offenbart.

109846/ 1268

BAD

Nachdem die Dosen C in Gruppen angeordnet sind neben den Beschleunigungsrädern 11 und 12 und der damit verbundenen Vorrichtung, werden die Gruppen in einer Reihe von Packungen geformt mittels eines Paares von Ketten, von denen jede eine Mehrzahl von Halbschalen 23 aufweist und die allgemein in den Zeichnungen mit den Nummern 17 und 18 gekennzeichnet sind.

Beide Ketten sind endlos und die Kette 17 ist drehbar angeordnet auf drehbaren Elementen 19 und 20, während die Endloskette 18 drehbar angeordnet ist auf einem drehbaren Element 21 und einem anderen Element, das der Klarheit halber in der Fig. 1 nicht gezeigt ist aber in der Gegend der Nummer 22 liegt. Da beide Endlosketten 17 und 18 identisch in der Konstruktion sind, wird nur die Kette 18 im Detail beschrieben.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, weist die Kette 18 eine Reihe von offenen Halbschalen 23 auf. Diese Halbschalen laufen auf Rollen 24 c und 25 c und sind schwenkbar miteinander verbunden an ihren Enden, und jede enthält ein Paar äußerer Seitenwände 24 und 25, ein Paar innerer Seitenwände 24 a und 25 a und ein Paar Endwände 26 und 27, wie am besten aus den Fig. 2 a und 2 b zu ersehen. Die Endwände 26 und 27 sind nach innen abgesetzt, wie bei 28 und 29 angedeutet. Der Boden 30 ist mit einer Reihe von Öffnungen 31 bis 34 versehen, die mit einem Leitungssystem verbunden sind, wie bei 35 in der Fig. 1 am besten gezeigt. Ein Vakuum wird in jeder Halbschale 23 erzeugt durch eine zugehörige Leitung 35 und über eine Reihe flexibler Röhren 36, die mit einem rotierbaren Unterdruckkessel 37 verbunden sind, der seinerseits über eine nicht gezeigte Einrichtung mit einer ebenfalls nicht gezeigten Unterdruckquelle verbunden ist.

- 6 109846/1268

Die Halbschalen 23 sind an ihren Enden mit vorstehenden Aufhängern 38 und 39 versehen an einem Ende und mit nach innen versetzten Aufhängern 40 und 41 am anderen Ende. Passende Stifte, wie bei 42 und 43 gekennzeichnet, dienen, um die Aufhänger an benachbarten Enden benachbarter Halbschalen 23 miteinander zu verbinden, wie in Fig. 5 am besten gezeigt. Auf diese Weise wird ein Paar kontinuierlicher Ketten 17 und 18 geschaffen gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 1 zu erkennen,ist eine Gruppe von Gegenständen wie, z. B. Dosen C neben dem Singangsencle der Arbeitsbereiche 44 und 45 der Endlosketten 17 und 18 angeordnet, wie durch den Pfeil 46 allgemein gekennzeichnet.

Eine Endlosfolienzuführungsbahn 47 mit einer oberen Aufhängekette 47 a und einer unteren Kette 47 b sowie Stützplatten 48 a und 48 b ist drehbar um Doppelzahnräder 48 und 49 und wird von einer Reihe von Bolzen 50 getragen und hält den Polienstreifen F 1 neben den offenen Flächen und in Berührung mit den Kanten 24 b und 25 b der Seitenwände 24 a und 25 a der Schalen 23, die die Endloskette 18 bilden. Da die Enden 27 und 28 der Schalen abgesetzt sind, wie bei 28 und 29 gezeigt, ist eine Reihe von Ansetzen 51, die auf dem Endlosband 52 montiert sind, angeordnet, um die Folie F 1 zu ergreifen und in bündigen Eingriff mit den Absätzen 28 und 29 zu drücken und dadurch die..;yakuumformation der Folie zum Bedecken der Schalen zu erleichtern. Das Band oder die Kette 52 ist auf Zahnrädern 53 und 54 montiert, und die Stützplatte 53 a trägt den Arbeitsbereich an der Kette 52 gegen eine seitliche Bewegung nach links, wie in Fig. 7 gezeigt.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, bedingt die Rotation der Endloskette 17 im Gegenuhrzeigersinn, daß die Halbschalen, wenn sie sich in der Lage 46 befinden, einen Hohlkörper bilden.

- 7 -109846/1268

Da der Folienstreifen F 1 in eine Beschichtungslage in den Halbschalen 23 gezogen wurde, die die Endloskette 18 bilden,und da der Folienstreifen F 2 in die Halbschalen 23 der Endloskette 17 gezogen wurde, ist es offensichtlich, daß jede Gruppe von Dosen von zwei Seite an Seite liegenden Folienhalbteilen eingeschlossen wird. Weiterhin ist es offensichtlich, daß diese Halbteile in Ende zu Endebeziehung miteinander verbunden sind.

Wie besonders aus Fig. 6 ersichtlich, wird ein Strahl sehr heißer Luft oder eines anderen gasförmigen Stoffes durch Düsen 55 und 56 von Heizern 55 a und 56 a entlang der sich berührenden Kantenteile jeder Folie F 1 und F 2 gelenkt sowohl über als auch unter jeder Gruppe von Dosen C, wobei Druck von den gegenüberliegenden Kanten 24 b und 25 b der Wände 24 a und 25 a aufgebracht wird. Diese sehr heiße Luft und der Druck der Kanten 24 b und 25 b der Wände 24 a und 25 a bewirkt, daß die Kanten der Folien F 1 und F 2 sicher miteinander verbunden werden. Wie in den Fig. 1 und 6 gezeigt, stehen die Arbeitsbereiche der Ketten 17 und 18 im Eingriff mit Spuren oder Schienen %>a. Zum Zwecke des Vorspannens der Schalen 23 einer Kette gegen die entsprechenden Schalen der anderen Kette sind die Spuren oder Schienen 23 a quer beweglich und durch Druckfedern 23 c nach innen vorgespannt, die mit ihren äußeren Enden an Trägern 23 b befestigt sind. Die Schienen 23 a stehen im Eingriff mit Rollen 42 a und 43 a an den Halbschalen 23. Auf diese V/eise wird ein fester gleichmäßiger Druck aufgebracht, um eine feste Verbindung zwischen den Folien F 1 und F 2 sicherzustellen.

109846/1268

Nach Herstellung der Verbindung wird jede Packung vorwärts von links nach rechts durch die Maschine transportiert, bis sie die Schrumpfofen 57 und 58 erreicht, die unmittelbar über und unter den Endloske.tten 17 und 18 und ihren dazugehörigen untereinander verbundenen Packungen P angeordnet sind.

Um die Folie ausreichend zu schrumpfen, um die Einheit der einzelnen Packungen zu erhalten und ebenso um eine Anordnung zu&chaffen, die robust genug ist, um dem nachfolgenden Auseinandertrennen zu widerstehen, können die Packungen P mittels der öfen 57 und 58 Hitze ausgesetzt werden, wie am besten in Fig. 5 gezeigt. Nachdem das Schrumpfen abgeschlossen ist, werden die Packungen nach rechts in der durch den Pfeil 59 gekennzeichneten Richtung ausgeliefert auf einem passend bemessenen Förderer, der seinerseits mit einem geeigneten Mechanismus zusammenwirkt, um benachbarte Packungen voneinander zu trennen. Eine hierfür geeignete Anordnung ist in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung Nummer offenbart.

Während die Öfen 57 und 58 in Bewegungsrichtung vor den Trennelementen angeordnet sein können, von denen eine Packung von der anderen getrennt wird, wie z. B. in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist eine solche Anordnug für viele Anwendungen der Erfindung nicht notwendig. Angenommen andererseits das Erhitzen, das durch die Öfen 57 und 58 repräsentiert wird, wird hinter die Trennoperation verschoben, bei der die Anwendung von Hitze in konventioneller Weise benutzt werden kann, um die erwünschte Schrumpfoperation auszuführen. Wenn der Schrumpfvorgang vor der Trennung ausgeführt wird, kann es wünschens- ·'· wert sein, eine gewisse Kurvenseheibenanordnung vorzu- '. sehen, um die Halbschalen etwas zur Seite zu steuern, um die Anwendung der Hitze innerhalb der Schalen und

- 9 109846/1268

um den Umfang der Packungen zu ermöglichen, so wie es innerhalb oder neben den Öfen 57 und 58 bewirkt werden kann. In anderen Anwendungen können die·öfen 57 und für ein lokalisiertes oder Vorschrumpfen benutzt werden, während das entgültige Schrumpfen danach ausgeführt werden kann.·

Wie bereits dargelegt, werden die Folien F 1 und F 2 in die zugehörigen Halbschalen hineingezogen. Dieses ist wie erklärt ein Vakuumvorgang und, um wirkungsvoll zu sein, muß die Folie mit den Kanten der Halbschale in Eingriff stehen, d. h. mit den Kanten 24 b und 25 b der Seitenwände 24 a und 25 a und den gebogenen Enden 28 und 29 bevor und während des Aufbringens von Unterdruck durch die Öffnungen 31 bis 34. Wie erklärt wird die Folie gegen die Bogenteile 28 und 29 der Endwände 26 und 27 mittels der Elemente 51 gehalten.

Um einen festen und sicheren aber doch weichen Kontakt der Folie mit den Kanten 24 b und 25 b der Seitenwände 24 a und 25 a zu gewährleisten, kann eine Anordnung, wie sie am besten aus Fig. 7 zu ersehen ist, benutzt werden. Ein Trägerstreifen 60 eines L-förmigen Querschnitts ist mittels Bolzen 61 und 62 an einem Rahmen glied 5 befestigt. In ähnlicher Weise ist ein Trägerstreifen von L-förmigem Querschnitt 63 mittels Bolzen 64 und 65 an einem Trägerelement 5 a befestigt, um ein unteres Trägerelement zu bilden.

Die Anordnung 47 mit einer unteren Trägerplatte 66 und einer oberen Trägerplatte 67 ist verschiebbar mit den Trägerstreifen 63 und 60 verbunden durch eine Reihe SpieVaufweisender Verbindungen in der Form einer Mehrzahl von Bolzen 68, die sicher in Bolzenöffnungen in den Platten 66 und 67 befestigt sind,

- 10 -

109846/1268

und eines langgestreckten Schlitzes 69 in der L-föriaigen Platte 60 und eines ähnlichen langgestreckten Schlitzes 69 in dem L-förmigen Trägerglied 63. Dadurch ist die Anordnung 47 sicher aber nachgiebig für eine seitliche Bewegung von links nach rechts und entgegengesetzt» in Fig. 7 zum Beispiel, befestigt.

Um die Anordnung 47» wie in Fig. 7 gezeigt, nach rechts zu drängen und dabei eine leichte Dichtkraft aufzubringen, durch die die Kanten 24 b und 25 b der Wände der KsIbschalen in Eingriff mit den Folien F 1 und F 2 treten, ist die Oberplatte 67 mit einem vertikal angeordneten» sich nach oben erstreckenden herausragenden Streifen versehen, und die Platte 66 ist mit einem vertikal angeordneten, sich nach unten erstreckenden herausragenden Streifen 71 versehen. Zwischen dem Streifen 70 und dem Trägerglied 60 ist eine flexible hohle Flüssigkeitsleitung 72 angeordnet, während eine ähnliche Leitung zwischen den Streifen 63 und dein Glied 71 liegt. Ein Aufbringen von Druckflüssigkeit auf das innere der Leitungen 72 und 73 läßt diese Leitungen expandieren und ruft dadurch eine seitliche Bewegung nach rechts der Anordnung 47 hervor. Zwischenräume 101 und 102 dienen dazu* die Teile für eine günstige Operation in Wechselbeziehung zu bringen.

- 11 -

109846/1268

Claims

Patentansprüche

1.} Vorrichtung zur Herstellung einer Reihe von Backungen aus einem Paar kontinuierlicher Streifen aus hitzeschmelzbarer Folie, gekennzeichnet durch ein Paar Endlosketten aus offenen Schalen, deren Arbeitsbereiche parallel und dicht beieinander angeordnet sind, so daß die offenen Seiten der Schalen jeder Kette zu den entsprechenden Schalen der andere Kette hinsehen, um eine Reihe von Hohlräumen entlang der Arbeitsbereiche der besagten Ketten zu bilden, durch eine Einrichtung, um den besagten Ketten eine synchrone.,Bewegung zu erteilen, durch eine Einrichtung, um Teile der besagten Steifen dazu zu bringen, das Innere der Schalen einer der besagten Ketten zu beschichten, wobei Kantenteile der be- . sagten Streifen Über die Kanten der besagten Schalen hervorragen und miteinander im Kontakt stehen, durch eine Einrichtung, um zu verpackende Artikel in die besagten Schalen einzuführen neben dem Eingangsende der besagten Arbeitsbereiche und durch eine Ein· richtung, um eine Verbindung zwischen den nach außen vorragenden Kanten der besagten Streifen zu bewirken und dadurch eine kontinuierliche Reihe Miteinander verbundener Packungen herzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander verbundene Aufhänger synchron mit jeder der Ketten bewegbar sind und so angeordnet sind, daß sie die Folie in Eingriff mit den Kanten der besagten Schalen drängen und dadurch die Beschichtung der besagten Schalen durch einen innerhalb der besagten Schalen aufgebrachten Hiederdruck erleichtern.

' — 12 —

109846/1268

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von in Abständen angeordneten Aufhängern synchron mit jeder der Ketten bewegbar ist, von denen ^eder Aufhänger so angeordnet ist, um die Folie in Eingriff mit den benachbarten Enden benachbarter miteinander verbundener Schalen zu drängen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkanten der besagten Schalen nach innen abgesetzt sind und daß eine Reihe von versetzt angeordneten Aufhängern synchron mit Jeder der Ketten bewegbar ist und angeordnet ist, um die Folienstreifen in die zurückgesetzten Teile der Enden der besagten Schalen der entsprechenden Kette zu drücken und dadurch die Beschichtung der besagten Schalen durch einen innerhalb der Schalen aufgebrachten Niederdruck zu erleichtern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Herstellung einer Verbindung aufweist» um heiße Luft an die nach außen vorstehenden Karifcen der besagten Streifen zu führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ^Uf t überhitzt ist.

"7. Verfahren zur Herstellung einer Packung aus einem Paar hitsKschmelzbarer Folienstreifen, gekennzeichnet durch Herstellung eines Paares gegenüber im Abstand voneinanderliegender Hohlräume, die Halbteile aus. den besagten Streifen bilden, Einbringen mindestens eines zu verpackenden Artikels zwischen die Halbteile, Bewegen in der besagten Halbteile in

- 13 -

109846/1268

komplementären Eingriff miteinander, um den dazwischen befindlichen Artikel einzuschließen, Verbinden der in Eingriff miteinander stehenden Teile der besagten Halbteile miteinander, und Hitzebehandeln der besagten benachbarten Halbteile, um die Folie ausreichend zu schrumpfen, um die Einheit der Packung zu erhalten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbteile dadurch geformt werden, daß Folienschichten in Eingriff mit Schalen gebracht werden und daß ein Niederdruck innerhalb der Schalen.erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbteile durch eine Vakuumeinrichtung gebildet werden und daß die Folienstreifen über die Umgebungstemperatur erhitzt werden, um die Bildung der besagten Halbteile zu erleichtern.

109846/1266