DE2226502B2

DE2226502B2 - Device for closing plastic containers

Info

Publication number: DE2226502B2
Application number: DE19722226502
Authority: DE
Inventors: Jacob Teunis Teunissen Van Johannesburg Transvaal Manen (Suedafrika)
Original assignee: CONICAL CONTAINERS Co Pty Ltd JOHANNESBURG TRANSVAAL (SUEDAFRIKA)
Current assignee: CONICAL CONTAINERS Co Pty Ltd JOHANNESBURG TRANSVAAL (SUEDAFRIKA)
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1972-05-31
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2226502A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von eine Ausgußöffnung aufweisenden Kunststoffbehältern mit einer die Behälter nacheinander an mindestens drei Stationen vorbeiführenden Fördereinrichtung, die an der ersten Station die Behälter aufnimmt, während an der zweiten Station ein Paar Klemmbacken vorgesehen ist, zwischen denen die Ausgußöffnung zusammenklemmbar ist, sowie ein Heizelement, das zwischen einer ersten Stellung oberhalb der Oberkanten der Ausgußöffnung und einer zweiten Stellung in Berührung mit den Oberkanten der Ausgußöffnung zwecks deren Verschmelzung bewegbar ist, und die dritte Station ein weiteres Paar von Klemmbacken aufweist, zwischen denen die verschmolzenen Oberkanten der Ausgußöffnung zusammendrückbar sind.The invention relates to a device for closing a pouring opening Plastic containers with a conveying device that moves the containers one after the other at at least three stations, which picks up the containers at the first station, while a pair at the second station Clamping jaws are provided, between which the pouring opening can be clamped together, as well as a heating element, that between a first position above the upper edge of the pouring opening and a second position is movable into contact with the upper edges of the pouring opening for the purpose of fusing them, and the third station has another pair of jaws between which the fused top edges the pouring opening are compressible.

Aus der DT-PS 8 72 400 ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines flüssigkeitsdichten Beutels aus einem schlauchförmigen Ende einer Kunststoffolie durch Verschweißen unter Anwendung von Hitze und Druck bekannt, bei dem das aneinandergelegte Ende der schlauchförmigen Folie von der Stirnseite her erwärmt und zum Schmelzen gebracht wird, worauf die noch plastische Naht durch kalte Backen zusammengepreßt wird. Hierfür wird das Schlauchstück an seinem .-ir," Ende zusammengelegt und durch ein Paar Klemmbacken derart gehalten, daß die Stirnflächen der Folie über die Klemmbacken herausragen, worauf eine über den Stirnflächen angeordnete Heizvorrichtung gegen die Stirnflächen bewegt wird, um diese zu verschmelzen. Dann wird die Folie in noch plastischem Zustand der Schweißstelle zwischen zwei kalte Klemmbacken verbracht und von diesen zusammengepreßt. Dieses bekannte Verfahren erfordert jedoch eine sehr genaue Einstellung der Höhenlage der Stirnflächen, damit ein mit konstantem Hub herangeführtes Heizelement die gewünschte Wirkung entfaltenι kann, oder es I₅, erfordVfich, diesen Hub für jeden feinen Schweißvorgang genau auf die jeweiage Hohe der Stu-nflächen einzustellen. Dadurch eignet sich cüeses bekannte Verfahren nicht für die rasche und seneranäßi«e Verscbweißung solcher Stirnflächen von SchlauehfoUen oder ähnlichen Objekten.From DT-PS 8 72 400 a method for producing a liquid-tight bag from a tubular end of a plastic film by welding using heat and pressure is known, in which the abutting end of the tubular film is heated from the front and melted whereupon the still plastic seam is pressed together by cold baking. For this purpose, the hose piece is folded up at its. -Ir, "end and held by a pair of clamping jaws in such a way that the end faces of the film protrude beyond the clamping jaws, whereupon a heating device arranged above the end faces is moved against the end faces in order to fuse them the film is brought into still plastic state of the weld between two cold clamping jaws and compressed by them. However, this known procedure requires a very accurate adjustment of the height position of the end faces, so that a zoom-run with a constant stroke heating element may entfaltenι the desired effect, or I ₅ It is necessary to set this stroke for each fine welding process exactly to the respective height of the step surfaces. As a result, this known method is not suitable for the rapid and sensory welding of such end faces of looped shapes or similar objects.

Weiter ist aus der DT-AS 12 14 591 eine Maschine zum Herstellen. Füllen und Verschließen von standfesten Beuteln aus einem schweißbaren Schlauch bekannt, wobei die Stationen für die einzelnen Arbeitsstufen am Umfang eines schrittweise umlaufenden Fördertisches angeordnet sind. Darunter befinden sich auch zum Schließen des gefüllten Beutels zwei aufeinanderfolgende Heizstationea die jeweils eine mit Reflektor versehene Strahlungsheizung sowie gekühlte Klemmbacken zum Halten des Beutels aufweisen. Den beiden Heizstationen schließt sich eine weitere Station mit gekühlten Schließbacken zum Zusammenpressen der durch Erhitzen verschmolzenen Stirnflächen an. Die Verwendung von Strahlungsheizungen hat den Vorteil, daß kein genauer Abstand der Stirnflächen der Beutel von den Heizvorrichtungen eingehalten zu werden braucht weil keine unmittelbare Berührung der Beutel mit den Heizvorrichtungen erforderlich ist. Die Vorrichtung ist jedoch außerordentlich kompliziert, weil sämtliche Klemmbacken mit Kühlmiuelleitungen versehen werden müssen, um zu verhindern, daß die Strahlungswärme sich zerstörend auf weitere Teile des Beutels im Bereich der Ausgußöffnung auswirkt, und der Aufwand verdoppelt sich, wenn zwei aufeinanderfolgende Stationen mit Heizvorrichtungen vorgesehen sind, um bei dem vorgegebenen Vorschubtakt des Fördertisches eine ausreichende Einwirkdauer der Heizung zu gewährleisten.The DT-AS 12 14 591 also provides a machine for manufacturing. Filling and sealing of steady ones Bags made from a weldable hose are known, with the stations for the individual work stages are arranged on the circumference of a gradually revolving conveyor table. Among them are also to close the filled bag, two successive heating stationsa, each one with a reflector provided radiant heating as well as cooled clamping jaws for holding the bag. The two Heating stations is followed by another station with cooled clamping jaws for pressing the end faces fused by heating. The use of radiant heating has the advantage of that no precise spacing of the end faces of the bags from the heating devices has to be maintained needs because no direct contact of the bag with the heating devices is required. The device however, it is extremely complicated because all of the clamping jaws are provided with cooling medium lines must be in order to prevent the radiant heat from damaging other parts of the bag in the area of the pouring opening, and the effort is doubled if two consecutive Stations with heating devices are provided to at the predetermined feed rate of the conveyor table to ensure a sufficient duration of the heating.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verschließen von Kunststoffbehältern zu schaffen, die in rascher Folge angeliefert werden können, ohne daß es erforderlich ist, die Höhenlage der zu verschweißenden Stirnflächen der einzelnen Behälter genau einzustellen und dennoch mit einer Berührungsheizung zu arbeiten und somit ohne den besonderen gerätemäßigen und energiemäßigen Aufwand für eine Strahlungsheizung auszukommen.The invention is based on the object of a device to create for closing plastic containers that can be delivered in quick succession, without it being necessary, the height of the end faces to be welded of the individual containers can be set precisely and still work with touch heating and thus without the special equipment and energy expenditure for radiant heating.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Au dadurch gelöst, daß die zweite Station ein Mehrfachheizelement aufweist, an dem die Behälter über mehrere Förderschritte vorbeileitbar sind, und daß dieses Mehrfachheizelement mehrere Einzelelemente umfaßt, wovon das jeweils folgende etwas tiefer, d. h. näher zu dem Behälter hin liegt als das vorhergehende.This object is achieved according to the invention in the device of the type mentioned at the beginning, that the second station has a multiple heating element, on which the container over several conveying steps are bypassed, and that this multiple heating element comprises several individual elements, of which the following a little deeper, d. H. closer to the container than the previous one.

Durch den erfindungsgemäß vorgegebenen unterschiedlichen Abstand der Einzelheizelemente von dem zu verschließenden Behälter bzw. dessen Stirnflächen ist gewährleistet, daß auch bei unterschiedlicher Höhenlage der Stirnflächen der aufeinanderfolgenden einzelnen Behälter eine Berührung mit einem oder mehreren der Heizelemente stattfindet. Dabei ist die Heizwirkung infolge Berührung praktisch auf denjenigen Bereich des Behälters beschränkt, der zum Schmelzen gebracht werden soll, wodurch der Energieverbrauch gering gehalten wird und außerdem keine Notwendigkeit besteht, weitere Bereiche durch Kühlmittel zu schützen, wie im Fall einer Strahlungsheizung. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Raumbedarf für ein solches Einzelheizelement. Dadurch kann der Weg des Behälters von einem Heizelement zu.n anderen sehr kurz gehaltenDue to the different spacing of the individual heating elements from the predetermined according to the invention to be closed container or its end faces is guaranteed that even at different heights the end faces of the successive individual containers make contact with one or more the heating elements takes place. The heating effect due to contact is practically on that area of the container to be melted, which means that energy consumption is low and there is no need to protect other areas with coolants, as in the case of radiant heating. Another advantage is the small space required for such a single heating element. As a result, the path of the container from one heating element to another can be kept very short

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m so daß die Heizwirkungen der Etnzelheizelefljeat« sich addieren, weil in der Zeitspanne, die Sir den fearzea Weg benötigt wird, keine wesentliche Abkühlung des geschmolzenen Materials eintritt m so that the heating effects of the individual heating elements add up, because in the period of time which is required for the fearzea way, no substantial cooling of the molten material occurs

Gemäß einer bevorzugten Aiisführun&jform der Er- s findung ist vorgesehen, daß die unteren Oberflächen der Einzelheizelemente geriffelt sind Dies ergibt den doppelten Vorteil, daß Höhendifferenzen schon durch ein Einzelheizelement in gewissen Grenzen überbrückt werden und daß außerdem die Gesamt-Berührunjsfläehe eines E^nents erheblich vergrößert wird.According to a preferred Aiisführun & jform the ER s invention it is provided that the lower surfaces of the individual heating elements are ribbed This yields the double advantage of differences in height to be bridged even by a Einzelheizelement within certain limits, and also that the total Berührunjsfläehe an E ^ nents significantly increased will.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example, namely shows

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, ,₅ F i g. 1 is a side view of a device according to the invention, ₅

F i g. 2 vergrößert eine Seitenansicht des mittleren Teils der F i g. 1 mit der Heizeinrichtung,F i g. FIG. 2 is an enlarged side view of the central part of FIG. 1 with the heating device,

Fig.3 vergrößert und perspektivisch eine Ansicht des die Heiz- und Klemmeinrichtungen enthaltenden Teils der Vorrichtung,3 is an enlarged and perspective view the part of the device containing the heating and clamping devices,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Klemmbacken, die zum Zusammendrücken der Ausgußöffnung beim Erhitzen Verwendung finden, undFig.4 is a plan view of the jaws that to compress the pouring opening during heating use, and

F i g. 5 eine Seitenansicht der Klemmbacken, die zum Zusammendrücken der geschmolzenen Oberkanten der Ausgußöffnungen dienen.F i g. FIG. 5 is a side view of the jaws used to compress the molten top edges of FIG Serve pouring openings.

Gemäß der Zeichnung ist ein endloser Förderer 10 vorgesehen, der an einem Maschinenrahmen 11 gelagert ist Der Förderer 10 trägt eine Vielzahl von Bechern 12 od. dgl, deren jeder einen der zu verschließenden Kunststoffbehälter 13 aufnimmt.According to the drawing, an endless conveyor 10 is provided, which is mounted on a machine frame 11 The conveyor 10 carries a plurality of cups 12 or the like, each of which is one of the ones to be closed Plastic container 13 receives.

Die Behälter 13 werden an dem einen Ende 14 des Förderers 10 in die Becher 12 eingesetzt. Mittels des Förderers 10 können die Behälter von dem Ende 14 zum anderen Ende 15 transportiert werden. Die Bewegung des Förderers 10 ist dabei intermittierend bzw. schrittweise.The containers 13 are inserted into the cups 12 at one end 14 of the conveyor 10. Using the Conveyor 10, the containers can be transported from end 14 to the other end 15. The movement of the conveyor 10 is intermittent or gradual.

Die auf dem Förderer 10 angebrachten Behälter werden von der Aufnahmestation am Ende 14 einer weiteren Station 16 für das Füllen und Vorfalten zügeführt. Hier werden die Behälter 13 nacheinander mit der gewünschten Substanz, beispielsweise Milch, gefüllt. Danach wird die Ausgußöffnung des Behälters \orgefaltet, um das Verschließen zu erleichtern. Beispielsweise werden dabei für Behälter mit giebelförmigem Verschlußende Randbereiche der Öffnung nach innen vorgefalte'., die beim späteren Zusammendrücken durch Klemmbacken als Falten zwischen außenliegenden Randbereichen zu liegen kommen.The containers mounted on the conveyor 10 are taken from the pick-up station at the end 14 of a another station 16 for filling and pre-folding. Here the containers 13 are sequentially with the desired substance, such as milk, filled. Then the pouring opening of the container Folded to make it easier to close. For example, for containers with a gable top Closing edge areas of the opening inwardly pre-folded come to lie as folds between outer edge areas by clamping jaws.

Das Verschließen der Ausgußöffnungen der Behälter findet an einer weiteren Station 17 statt, die insbesondere aus F i g. 2 und 3 ersichtlich ist.The pouring openings of the containers are closed at a further station 17, which in particular from Fig. 2 and 3 can be seen.

Zur besseren Erläuterung ist im folgenden die Bewegung eines einzelnen Behälters durch die Station 17 näher beschrieben.For a better explanation, the movement of an individual container through station 17 is detailed below described.

Beim Erreichen der Station 17 ist der Behälter also bereits gefüllt und seine Ausgußöffnung ist vorgefaltet. Beim Eintritt in die Station 17, in der das Verschließen erfolgt, wird die Ausgußöffnung des Behälters zwischen zwei zunächst offene Klemmbacken 18 eingeführt, deren innere, die Ausgußöffnung erfassende Oberflächen gerippt sind (F i g. 3). Bei jedem Anhalten des Behälters während seiner intermittierenden Vorwärtsbewegung schließen sich die Klemmbacken 18 und drücken dabei die Ausgußöffnung des Behälters zwischen sich zusammen. Danach öffnen sich die Klemmbacken wieder, und der Behälter wird einen weiteren Schritt vorwärts transportiert.When the station 17 is reached, the container is already filled and its pouring opening is pre-folded. When entering the station 17, in which the closure takes place, the pouring opening of the container is between two initially open clamping jaws 18 introduced, their inner surfaces engaging the pouring opening are ribbed (Fig. 3). Each time the container stops during its intermittent forward movement close the clamping jaws 18 and thereby press the pouring opening of the container together between them. Then the jaws open again and the container takes one more step forward transported.

Auf diese Weise befindet sich der Behälter schließlich unmittelbar unterbalb des ersten ven vier Heizelententen 19 bis 22, die an der Unterseite eines Trägers 23 gelagert sind. Während dieses Anhalteos des Behälters unterhalb des Heizelements 19 schließen sich die Klemmbacken 18 wieder und halten die zusammengedrückte Ausgußöffnung zwischen sich fest Unmittelbar anschließend senkt sich der Träger 23 ab und bringt das Heizelement 19 auf die Oberkanten der Ausgußöffnung. In this way, the container is finally located directly below the first four heating elements 19 to 22, which are mounted on the underside of a carrier 23. During this stop of the container below the heating element 19, the close Clamping jaws 18 again and hold the compressed pouring opening firmly between them immediately then the carrier 23 lowers and brings the heating element 19 onto the upper edges of the pouring opening.

Infolgedessen werden die Oberkanten der Ausgußöffnung des Behälters geschmolzen und dadurch die Oberkanten aller Kunststofflagen, welche die Ausgußöffnung bilden, zu einer einzigen Masse verschmolzen. Die unteren Oberflächen der Heizelemente 19 bis 22 skid vorzugsweise geriffelt um die Schmelzwirkung zu verstärken. Auch werden diese Heizelemente vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts von dem Kunststoffmaterial, aus dem die Behälter bestehen, erhitzt Für Polyäthylen hoher Dichte betrüge die Temperatur der Heizelemente daher zwischen 250 und 300⁰C.As a result, the upper edges of the pouring opening of the container are melted and thereby the upper edges of all the plastic layers which form the pouring opening are fused into a single mass. The lower surfaces of the heating elements 19 to 22 are preferably corrugated to increase the melting effect. These heating elements are preferably heated to a temperature above the melting point of the plastic material from which the containers are heated for high density polyethylene fraudulent the temperature of the heating elements, therefore, between 250 and 300 ⁰ C.

Unmittelbar vor dem nächsten Schritt der Behälter öffnen sich die Klemmbacken 18 wieder und der Träger 23 hebt das Heizelement 19 von den geschmolzenen Kanten der Ausgußöffnung ab. Der Behälter bewegt sich mit dem nächsten Schritt unmittelbar unterhalb das zweite Heizelement 20. Beim Verweilen des Behälters an dieser Stelle schließen sich die Klemmbacken 18 wieder und der Träger 23 bringt durch erneute Abwärtsbewegung das Heizelement 20 auf die bereits geschmolzenen Oberkanten der Ausgußöffnung. Es ist jedoch zu beachten, daß, wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, das zweite Heizelement 20 etwas weiter nach unten ragt als das voraufgehende erste Heizelement 19, während das dritte Heizelement 21 wiederum etwas weiter nach unten ragt als das zweite Heizelement 20 usw. Bei der Bewegung des Behälters von einem Heizelement zum nächsten wird daher ein immer tiefer liegender Teil der Ausgußöffnung geschmolzen.Immediately before the next step of the container, the clamping jaws 18 and the carrier open again 23 lifts the heating element 19 from the molten edges of the pouring opening. The container moves In the next step, the second heating element 20 is immediately below it. When the container remains at this point the clamping jaws 18 close again and the carrier 23 moves downwards again the heating element 20 on the already melted upper edges of the pouring opening. However, it is note that, as shown in FIG. 2 and 3 can be seen, the second heating element 20 a little further down protrudes as the preceding first heating element 19, while the third heating element 21 again a little further protrudes downward as the second heating element 20, etc. When moving the container from a heating element to the next, therefore, an ever deeper part of the pouring opening is melted.

Schließlich bilden beim Verlassen des vierten Heizelements 22 die Oberkanten der Ausgußöffnung eine einzige homogene verschmolzene Kunststoffmasse. Der Behälter wird dann weiterbewegt, bis seine Ausgußöffnung zwischen ein zweites Paar von Klemmbakken 24 gerät. Beim Verweilen des Behälters an dieser Stelle schließen sich die Klemmbacken 24 und glätten die geschmolzene Kunststoffmasse am oberen Ende der Ausgußöffnung. Gleichzeitig wird die obere Kante des geglätteten Teils beschnitten, um einen sauberen Abschluß zu ergeben. Dieses Beschneiden kann auf verschiedene Arten geschehen, und ein Beispiel hierfür ist an Hand de·· F i g. 3 und 5 gezeigt. Wie ersichtlich, sind die Backen 24 zum gleichzeitigen Zusammendrükken und Beschneiden ausgebildet. Die Ausgußöffnung tritt in die öffnung 25 zwischen den beiden Becken 24 ein und wenn diese sich schließen, wird die Oberkante der Ausgußöffnung durch den horizontalen oberen Abschnitt 26 des linken Backens 24 (F i g. 5), der sich über den rechten Backen schiebt, abgeschnitten.Finally, when leaving the fourth heating element 22, the upper edges of the pouring opening form a single homogeneous fused plastic mass. The container is then moved further up to its pouring opening between a second pair of jaws 24 device. When the container lingers on it In place, the clamping jaws 24 close and smooth the melted plastic mass at the upper end the pouring opening. At the same time, the top edge of the smoothed part is trimmed to make a clean one Conclusion to surrender. This pruning can be done in a number of ways, and an example of this is based on the ·· F i g. 3 and 5 shown. As can be seen the jaws 24 are designed for simultaneous pressing together and trimming. The pouring opening enters the opening 25 between the two basins 24 and when these close, the upper edge becomes the pouring opening through the horizontal upper portion 26 of the left jaw 24 (Fig. 5), which extends over pushes the right cheek, cut off.

Die Backen 24 sind vorzugsweise mit Kanälen 27 zur Aufnahme von Kühlwasser versehen.The jaws 24 are preferably provided with channels 27 for receiving cooling water.

Um das Glätten der verschmolzenen Teile der Ausgußöffnung zu erleichtern bzw. zu verbessern, insbesondere wenn der verschlossene Teil der Ausgußöffnung mehr als vier übereinanderliegende Kunststofflagen enthält, kann ein Streifen aus elastischem Material, beispielsweise aus Gummi, auf einer der wirksamenIn order to facilitate or improve the smoothing of the fused parts of the pouring opening, in particular if the closed part of the pouring opening has more than four layers of plastic on top of each other contains, a strip of elastic material, for example rubber, on one of the effective

Oberflächen der Klemmbacken 24 vorgesehen werden. Nach dem Zusammendrücken, Glätten und Beschneiden zwischen den, vorzugsweise gekühlten Klemmbakken 24, ist der Behälter fertig verschlossen und versandbereit. Surfaces of the jaws 24 are provided. After squeezing, smoothing and trimming between the, preferably cooled, clamping jaws 24, the container is completely closed and ready for dispatch.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf Einzelheiten des Ausführungsbeispiels beschränkt und gegebenenfalls auch für andere Materialien als Kunststoff, beispielsweise kunststoffbeschichtete Unterlagen, insbesondere kunststoffbeschichtete Pappe, mit Vorteil verwendbar.The invention is of course not restricted to details of the exemplary embodiment and, if applicable also for materials other than plastic, for example plastic-coated substrates, in particular plastic-coated cardboard, can be used with advantage.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device mm closing νοα a Ausgußöffoung exhibiting JCanststofibehälta with a conveyor device that moves the containers one after the other at at least three stations and that picks up the containers at the first station, while a pair of clamping jaws is provided at the second station, between which the pouring opening can be clamped, as well as a heating element which can be moved between a first position above the upper edges of the pouring opening and an i-wide position in contact with the upper edges of the pouring opening for the purpose of fusing them, and the third station has a further pair of clamping jaws between which the fused upper edges dtr the pouring opening are compressible, characterized in that the second station has a multiple heating element (23), past which the container (13) can be guided over several conveying steps, and that this multiple heating element comprises several individual elements (19 to 22), of which the following approximately s is lower, ie closer to the container (13) than the previous one.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the lower surfaces of the Einzelheizelemen'e (19 to 22) are corrugated.

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