DE2714288A1

DE2714288A1 - Vibrationsversiegelvorrichtung, vibrierendes werkzeug zur versiegelung eines rechtwinkligen endverschlusses eines thermoplastisch beschichteten pappekartons sowie dorn zur versiegelung eines rechtwinkligen endverschlusses eines thermoplastisch beschichteten pappekartons

Info

Publication number: DE2714288A1
Application number: DE19772714288
Authority: DE
Inventors: Jun Earl W Walke
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1977-10-27
Also published as: NL170939B; NO151737B; NL170939C; SE430679B; JPS5860417U; BE853052A; SE7703673L; US4011800A; IT1083180B; NO771135L; AU2372477A; FR2346128B1; GB1578842A; FI770991A; FR2346128A1; NZ183740A; CA1041967A; NL7703476A; JPS52128973A; NO151737C

Description

> 27H288

DipUng. W. DaWke 29. März 1977

Dipl.-lng. H-J. Lippert ^w

Patentanwälte Frankenforster Straße 137

5060 Bensberg-Refrath

Ex-CeIl-O Corporation 2855 Coolidge, Troy, Michigan 48084

Vibrationsversiegelvorrichtung, vibrierendes Werkzeug zur Versiegelung eines rechtwinkligen ^ndverschlusses eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons sowie Dorn zur Versiegelung eines rechtwinkligen EndverschlusBes eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons

Die Erfindung betrifft eine Vibrationsversiegelungsvorrichtung, ein vibrierendes Werkzeug zur Versiegelung eines rechtwinkligen Endverschlusses eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons sowie einen Born zur Versiegelung eines rechtwinkligen TSidverSchlusses eines ther-

moplastisch beschichteten Pappekartons.

Zum Stand der Technik gehören Vorrichtungen zum Versiegeln von Behäl-

709843/0686

27U288

tern aus thermoplastischem Kunststoff sowohl durch die direkte Pinwirkung von Wärme als auch durch die Erzeugung von Wärme durch Vibra- |

tionen. Die Vibration erfolgt gewöhnlich mit sehr hoher Frequenz, d.h. 20.000 Hz, und man bezeichnet sie häufig als TJltraschallvibration. Beispiele für bekannte Vorrichtungen dieser Art sind in den US-PS 3 ²OO 557i 3 307 325, 3 309 841, 3 468 731, 3 531 908, 3 562 041, 3 579 958, ; 3 681 167, 3 717 539 und 3 912 576 sowie in der DAS 2 I65 620 enthalten.

Die Erfindung betrifft eine VibrationsverSiegelungsvorrichtung zur Versiegelung eines rechtwinkligen T^dverschlusses eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons und ein vibrierendes Werkzeug und einen ortsfesten Dorn der Vorrichtung, die rechtwinklige Arbeitsflächen in gegenüberliegender Lage haben und zwischen deren Arbeitsflächen der rndVerschluß des Kartons eingelegt wird, ^ine der Arbeitsflächen bildet eine langgestreckte Vertiefung, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden

Rändern derselben in einer bestimmten Tiefe erstreckt. Zwei im Abstand

angeordnete Vertiefungen sind jedem der gegenüberliegenden Ränder der ι Arbeitsfläche zugeordnet, zu denen sich die langgestreckte Vertiefung ^! erstreckt. Die im Abstand angeordneten Vertiefungen haben eine größere ι Tiefe als die langgestreckte Vertiefung, und jedes Paar der im Abstand angeordneten Vertiefungen liegt im Abstand zum anderen Paar in einer j gegenüberliegenden Lage. Mindestens eine der im Abstand angeordneten Vertiefungen jedes Paars überlappt sich mit der langgestreckten Vertiefung von derselben Seite der zugehörigen Arbeitsfläche. Die andere Arbeitsfläche hat allgemein diagonale Vertiefungen, die eine mittlere

709843/0686

27H288

Kreuzung bilden, ferner mindestens einen dreieckigen Vorsprung an der Kreuzung der diagonalen Vertiefungen.

In den bevorzugten Ausführungsbeispielen weist das vibrierende Werkzeug, das als Horn bezeichnet wird, einen Körper auf, der die Arbeitsfläche bildet, welche die langgestreckte Vertiefung und die im Abstand angeordneten Vertiefungen hat, während der ortsfeste Dorn einen Körper aufweist, der die Arbeitsfläche bildet, welche die diagonalen Vertiefungen und den dreieckigen Vorsprung hat. Die im Abstand angeordneten Vertiefungen am Horn haben die Form von rechtwinkligen Dreiecken, deren Scheitel aneinander im Abstand zum zugehörigen Rand der Arbeitsfläche des Horns liegen, um eine mit einer Spitze versehene Form entstehen zu lassen, die bo orientiert ist, daß sie zum anderen Paar dreieckiger Vertiefungen zeigt. Eine Randvertiefung in der Arbeitsfläche des Horns erstreckt sich längs einen der Ränder, zu dem sich die langgestreckte Vertiefung erstreckt, und zwar mit der gleichen Tiefe wie die langgestreckte Vertiefung. Die diagonalen Vertiefungen in der Arbeitsfläche des Doms weisen versetzte Partien zu beiden Seiten der Kreuzung der

i
diagonalen Vertiefungen auf.

j In einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele des Horns überlappt nur ι eine der im Abstand angeordneten dreieckigen Vertiefungen jedes Paars

an der Arbeitsfläche des Horns die langgestreckte Vertiefung, so daß j das Horn zur Versiegelung eines nicht eingefalteten Kartonendverschlussee benutzt werden kann. Ein Karton mit einem eingefalteten ^rjlndverschluß kann mittels eines Horns nach einem anderen Ausführungsbeispiel

70984370686

27H288

versiegelt werden, dessen Arbeitsfläche mit beiden im Abstand angeordneten dreieckigen Vertiefungen jedes Paars die langgestreckte Vertiefung überlappt. Um mit dem Horn nach dem einen wie dem anderen Ausführungsbeispiel verwendbar zu sein, weist die Arbeitsfläche des Doms vorzugsweise zwei der dreieckigen Vorsprünge in gegenüberliegender Lage innerhalb der Umgrenzung eines Satzes gegenüberliegender Winkel auf, die durch die diagonalen Vertiefungen gebildet sind.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Pig. 1 eine Ansicht eines herkömmlichen Pappezuschnitts mit thermoplastischer Beschichtung, wie er zur Herstellung eines Behälters

mit einem nicht eingefalteten Endverschluß benutzt wird, welcher durch die erfindungsgemäße Vorrichtung versiegelt werden kann, Fig. 2 eine Ansicht von unten, die einen Bodenendverschluß eines Kartons zeigt, der aus dem in Fig. 1 gezeigten Zuschnitt hergestellt worden ist,

Fig. 3 und 4 Darstellungen der Versiegelungsvorrichtung nach der Erfindung, in denen jeweils die Arbeitsflächen eines vibrierenden I
j Horns und eines ortsfesten Doms der Vorrichtung gezeigt sind,

Fig. 5 eine Darstellung des vibrierenden Horns längs der Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 eine Darstellung des ortsfesten Doms längs der Linie 6-6 der Fig. 4,

709843/0686

27H288

Pig. 7 eine Darstellung ähnlich der in Fig. 1, in der die untere Partie eines herkömmlichen Pappezuschnitts mit thermoplastischer Beschichtung gezeigt ist, der zur Herstellung eines Behälters mit eingefaltetem Fndverschluß benutzt wird, welcher durch die j Vorrichtung nach der Erfindung versiegelt werden kann, \

Fig. 8 eine Ansicht von unten, die einen':-Endverschluß eines Kartons j zeigt, der aus dem Zuschnitt nach Fig. 7 hergestellt worden ist, !

Fig. 9 eine Ansicht eines vibrierenden Horns nach einem anderen Ausfüh- j rungsbeispiel, bei dem eine Arbeitsfläche gezeigt ist, die mit

der Arbeitsfläche des ortsfesten Doms zusammenwirken kann, welcher in Fig. 4 gezeigt ist, um den Kartonendverschluß nach Fig. θ zu versiegein, u α
Fig. 10 eine Darstellung längs der Linie 10-10 der Fig. 9, die das vibrierende Horn weiter veranschaulicht, das zur Versiegelung des Kartonendverschlusses nach Fig. 8 benutzt wird.

Fig. 1 zeigt einen Zuschnitt aus Pappe mit thermoplastischer Beschichtung zur Herstellung eines Kartons mit einem röhrenförmigen Körper j
rechtwinkligen Querschnitts, wobei an gegenüberliegenden Itoden des

röhrenförmigen Körpers üindverschlüsse vorgesehen sind. Der Zuschnitt ist in mehrere Abschnitte unterteilt, die zur Bildung der Seiten und Endverschltisse des Kartons oder Behälters vorgesehen sind. Die Abschnitte sind durch Kerblinien gebildet, und die Körperpartie des Bej hälters ist durch vier Seitenabschnitte I5 gebildet, die durch Wärme-

Versiegelung oder sonstige Verbindung einer Seitennahtlasche 16 mit der Randpartie 15a des Abschnitts 15 miteinander verbunden sind, die

• - 6 -

70 98Α3/0Ϊ8 6

-•- 27H288 4J

sich an dem Fnde des Zuschnitts befindet, dae der Seitennahtlasche 16 gegenüberliegt.

Der Bodenendverschluß des Behälters ist aus den verschiedenen rechtwinkligen und dreieckigen Abschnitten 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 und 24 gebildet. Wenn der Karton längs der Kerblinien zwischen den Seitenabschnitten 15 gefaltet wird und die Seitennahtlasche 16 mit der Innenseite des Endabschnitts 15 verschweißt wird, werden die dreieckigen Abschnitte 18 und 22 nach innen gefaltet, und die Abschnitte 17 und )y Komme/., in eine Lage über dem Abschnitt 18, und die Abschnitte 21 und 2J liegen über dem Abschnitt 22. Dieses Palten läßt dreieckige Falten

j doppelter Dicke entstehen, d.h. mit der Dicke von zwei Lagen des Kartonmaterials. Die dreieckige Falte, die durch die Abschnitte I7, 18 und

! gebildet wird, hat einen Scheitel 18a (Fig. 2), wobei die Ränder 17a

! und 19a der Abschnitte I7 bzw. 19 in anstoßender Lage angeordnet sind ι und über dem Abschnitt 18 liegen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Ent-

j sprechend entsteht eine sich entgegengesetzt erstreckende dreieckige

Falte durch die Abschnitte 21, 22 und 23, die einen Scheitel 22a hat, wobei die äußeren Ränder 21a und 2Ja der Abschnitte 21 bzw. 23 in aneinander anstoßender Lage angeordnet sind und über dem Abschnitt 22 liegen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist.

Wenn die dreieckigen Abschnitte 18 und 22 nach innen in ihre in Fig. gezeigte Lage gefaltet sind, stoßen die Rändern17a und 19a aneinander an, ebenso die Ränder 21a und 23a, und zwar längs einer Mittellinie I4, die durch die Scheitel 18a und 22a geht. Der Rand 20a des Abschnitts bedeckt den Rand 24a des Abschnitts 24, wie das in Fig. 2 gezeigt ist.

709843/0686

Vi

27H288

Der Rand 20a überlappt die Mittellinie I4, der Rand 24a überlappt aber nicht die Mittellinie I4. Der in Fig. 2 gezeigte Endverschluß wird als ein nicht eingefalteter oder nicht eingeschlagener ^dverschluß bezeichnet, u^ü zwar wege„ der nicht überlappenden Lage des Rands 24a in bezug auf die Mittellinie 14·

Das untere T^ide 16a der seitlichen Versiegelungslasche 16 in Fig. 1 j

i ist mit der Innenseite des Abschnitts 24 versiegelt, was in Fig. 2 ge- j

zeigt ist. !

Der obere T^adverschluß des Behälters ist durch verschiedene rechteckige und dreieckige Abschnitte gebildet, die an den linden der Seitenabschnitte 15 gebildet sind, die den Abschnitten 17-24 des Bodenendverschlusses gegenüberliegen. Der obere l<!ndVerschluß des Behälters, der aus dem in Fig. 1 gezeigten Zuschnitt hergestellt wird, hat den gleichen Aufbau wie der obere Endverschluß des Behälters, der aus der US-PS 3 905 280 bekannt ist. Der obere Tildverschluß des Behälters ist mit zwei Dachabschnitten versehen, die in der fertigen Lage nach oben schräg verlaufen und zwischen denen die inneren dreieckigen Abschnitte 26 und 36 sitzen. Finer der Daohabschnitte ist aus den Teilen 30 und 3I gebildet, der andere aus den Teilen 40 und 4I· Zwei dreieckige Rückklappabschnitte 25 und 27 sitzen an gegenüberliegenden Seiten des inneren dreieckigen Abschnitts 26, und entsprechend sitzen zwei dreieckige Rückklappabschnitte 35 und 37 an gegenüberliegenden Seiten des inneren dreieckigen Abschnitts 36. Wenn der obere Endverschluß in der Art und Weise fertiggestellt ist, wie das in der US-PS 3 905 280 dargestellt ist,

y- 27U288

funKtionieren der innere dreieckige Abschnitt 26 und die angrenzenden Rückklappabschnitte 2 5 und 27 als eine verlängerbare Gießtülle. Die Abschnitte 25, 26 und 27 sind an ihren oberen ^nden mit inneren Rippenabschnitten 28 und 29 versehen. Die Verschlußabschnitte 35» 36 und 37 sind mit inneren Rippenabschnitten 38 und 39 an ihren oberen Enden versehen. Die äußeren Verschlußteile 30, 3¹» 40 und 4I sind an ihren oberen Enden mit äußeren Rippenabschnitten 32, 33> 43 und 42 versehen. Die Abschnitte 32 und 33 sind mit einem sich nach oben erstreckenden Versiegelungsabschnitt 34 versehen, während die äußeren Rippenabschnitte 42 und 43 mit einem sich nach oben erstreckenden Versiegelungsabschnitt 44 versehen sind. Wie im einzelnen aus der US-PS 3 905 280 bekannt ist, wird der obere ^ndverschluß dadurch hergestellt, daß die gegenüberliegenden Seiten der Versiegelungsabschnitte 34 und 44 miteinander versiegelt und verschweißt werden, ebenso wie die gegenüberliegenden Seiten der Abschnitte 28, 29, 32 und 43» indem die thermoplastische Beschichtung an den gegenüberliegenden Flächen erhitzt wird, um ein Zusammenfließen der Beschichtungen der Abschnitte zu bewirken, so daß die Abschnitte bei Abkühlung des thermoplastischen Materials miteinander verschweißt sind.

Bereiche verschiedener Dicke, d.h. mit verschiedener Zahl von Lagen, sind durch Schattieren in Fig. 2 dargestellt. Die schattierten Bereiche Ai u d A2 haben vier Materiallagen, während die schattierten Bereiche B1, B2, B3 und B4 drei Lagen haben und die schattierten Bereiche C1 und C2 zwei Lagen aufweisen. Die nicht schattierten Bereiche D1 und D2 haben Dicken, die einer einzigen Lage entsprechen.

709843/0686

Gemäß der Darstellung in Pig. 3 und 4 weist die Vibrationsversiegelungsvorrichtung nach der Erfindung ein vibrierendes Werkzeug oder Horn 50» das in Pig. 3 gezeigt ist, sowie einen ortsfesten Dorn 52 auf, der in Fig. 4 gezeigt ist. Das Horn 50 weist einen Körper 54 (Fig. 5) auf, der eine Arbeitsfläche 56 in rechtwinkliger Form bei Ansicht gemäß Fig. 3 hat. Der Dorn 52 weist einen Körper 58 (Fig. 6) auf, der eine Arbeitsfläche 60 mit rechtwinkliger Form bei Ansicht gemäß Fig. 4 aufweist. Während einer Versiegelung an einem riidverschluß gemäß der Darstellung in Fig. 2 werden das Horn 50 und der Dorn 52 so orientiert, daß deren Arbeitsflächen 56 und 60 einander gegenüberliegen und der von den gefalteten Abschnitten gebildete T^dVerschluß zwischen den Arbeitsflächen liegt. Fin Vibrieren des Horns 50 mit der Ausübung von Spanndruck auf den rtadverschluß zwischen den Arbeitsflächen bewirkt ein Versiegeln des Υηά-verschlusses, was nachstehend noch im einzelnen zu beschreiben sein wird. Obgleich der Dorn 52 während dieser Hornvibration ortsfest bleibt, kön nen der Dorn und/oder das Horn zurückfahrbar gelagert sein, um am Karton- eudverschluß während der Versiegelung anzugreifen und diesen einzuspannen.

Wie durch einen Blick auf Fig. 3 und 5 zu sehen ist, bildet die Arbeitsfläche 56 des Horns 50 eine langgestreckte Vertiefung 62, die sich zwi schen gegenüberliegenden Rändern 64 und 66 derselben in einer gleichmä ßigen bestimmten Tiefe und Breite erstreckt. An jedem gegenüberliegenden Rand 64 und 66 bildet die Arbeitsfläche 56 außerdem zwei zugehörige im Abstand angeordnete Vertiefungen 68, die vorzugsweise die Form von rechtwinkligen Dreiecken haben, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Die

- 10 -

709843/0686

-j/¹- 27H288

dreieckigen Vertiefungen 68 haben eine Tiefe t-1, die größer als die Tiefe t-2 der langgestreckten Vertiefung 62 ist. Die langgestreckte Vertiefung 62 nimmt eine Lage des Kartons auf; folglich ist die Tiefe t-2 im wesentlichen gleich der Dicke einer Lage. Die Vertiefungen 68 sind ein Freischnitt, der zwei oder mehr Lagen des Kartonmaterials aufnimmt. Die Dicke bzw. Tiefe t-1 ist damit etwa gleich der Dicke zweier Lagen des Kartonmaterials. Die Tiefe t-1 ist vorzugsweise etwas größer als die Dicke zweier Lagen des Kartons als Folge der Kompressibilität von Pappematerial. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 überlappt jede der rechts liegenden dreieckigen Vertiefungen 68 teilweise die langgestreckte Vertiefung 62. Die untere rechts liegende Vertiefung 68 überlappt außerdem eine Randvertiefung 70, die sich längs dem Band 66 der Arbeitsfläche vom unteren Ende der langgestreckten Vertiefung nach rechts zur rechts liegenden unteren Ecke der Arbeitsfläche erstreckt. Die Randvertiefung 70 hat die gleiche Tiefe wie die langgestreckte Vertiefung 62 (Fig. 5)·

Die Arbeitsfläche 60 des Doms 52 bildet allgemein diagonale Vertiefungen 72, die sich zwischen deren Ecken erstrecken, wie das aus Fig. 4 zu ersehen ist. Die diagonalen Vertiefungen 72 treffen sich in einer gemeinsamen Kreuzung 74 in der Mitte. Zu beiden Seiten der mittleren Kreuzung 74 weist jede diagonale Vertiefung 7² Partien 76 auf, die gegeneinander versetzt sind. Die Partien J6 der diagonalen Vertiefnngen bilden zwei Sätze gegenüberliegender Winkel, von denen jeder Winkel 90 Grad beträgt. Ein rechtwinklig-dreieckiger Vorsprung 78 sitzt zwischen der Umgrenzung mindestens eines der Winkel, '.die zwischen den Partien 76 der diagonalen Vertiefungen gebildet sind, und aus Gründen, auf die

- 11 -

709843/0686

27H288

noch einzugehen sein wird, sind vorzugsweise zwei solcher Vorsprünge 78 innerhalb der Umgrenzungen eines Satzes der gegenüberliegenden Winkel angeordnet. Die rechtwinklige Spitze jedes dreieckigen Vorsprungs 7Ö ist so orientiert, daß sie zu dem Winkel hin zeigt, der demjenigen gegenüberliegt, dessen Umgrenzungen den Vorsprung aufnehmen. Wie dargestellt, zeigen also die beiden rechtwinklig-dreieckigen Vorsprünge 78 in einer gegenüberliegenden Lage im Abstand zueinander aufeinander zu.

Wie aus Fig. 5 und 6 zu ersehen ist, haben die dreieckigen Vorsprünge 78 der Arbeitsfläche 60 des Doms eine Höhe t-3» die gleich bis etwas weniger als die Dicke zweier Lagen des Kartonmaterials ist, und zwar wegen der Kompressibilitätseigenschaften des Pappematerials. Die diagonalen Vertiefungen 72 der Arbeitsfläche 60 des Doms haben eine Tiefe t-4f die gleich der Dicke von zwei Lagen oder mehr des Pappematerials des Kartons ist.

Während einer Versiegelung des in Fig. 2 gezeigten Kartonendverschlusses mittels des Horns und des Doms nach Fig. 3 und 4 wird der Dorn 52 im aufgeklappten Karton aufgenommen, so daß dessen Arbeitsfläche 60 an der Innenseite des Kartonwndverschlusses anliegt. Das vibroerende Horn 50 wird dann in eine solche Lage gebracht, daß dessen Arbeitsfläche 56 an der Außenseite des Kartonendverschlusses in einer Lage gegenüber der Arbeitsfläche 60 des Doms anliegt. Der Dorn ist so orientiert, daß einer seiner dreieckigen Vorsprünge 78 an dem Bereich C1 angreift, der doppeltlagig ist, während das Horn 50 so orientiert ist, daß dessen Randvertiefung 70 mit dem doppelt-lagigen Bereich C2 ausgerichtet ist. Das vibrie-

- 12 -

709843/0686

rende Horn 50 ist ein Teil eines Vibrationsgenerators in einer Ausführung, wie sie aus den US-PS 3 432 691 und 3 526 792 bekannt ist und bei der elektrische ^rnergie in mechanische Energie umgesetzt wird, die ein Vibrieren des Horns mit einer gewünschten Frequenz bewirkt. Die Formationen an den Arbeitsflächen greifen am Kartonendverschluß mit einem "inspanndruck während der Hornvibration an und lassen Wärme entstehen, um damit die thermoplastischen Beschichtungen thermisch zu aktivieren und ein Fließen oder Klebrigwerden derselben an den Abschnit- ' ten zu bewirken, die den Fndverschluß bilden. Die Hornvibration bewirkt j eine Aktivierung des thermoplastischen Materials in der Form, die durch ! die schattierten Bereiche in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn die Vibra- j

tion des Horns beendet wird, kann der Einspanndruck eine bestimmte Zeit j lang zwischen der Arbeitsfläche des Horns und der des Doms aufrechterhalten werden, so daß sich das thermoplastische Material verfestigen kann und die Lagen miteinander verschweißt werden, um den Endverschluß zu versiegeln.

Die langgestreckte Vertiefung 62 an der Arbeitsfläche 56 des Horns ist

' mit dem vier-lagigen Bereich A 1 des Kartonendverschlusses während der

j Versiegelung ausgerichtet. Die rechtwinkligen Spitzen der im Abstand angeordneten dreieckigen Vertiefungen 68 an jedem Rand 64 und 66 der Arbeitsfläche des Horns liegen im Abstand voneinander und vom angrenzenden Rand der Arbeitsfläche, so daß die dreieckigen Vertiefungen eine spitze Formation bilden, die zum gegenüberliegenden Rand der Arbeitsfläche zeigt. Während der Versiegelung befinden sich diese dreieckigen

- 13 -

709843/0686

Vertiefungen an gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie I4 des Kartonendverschlusses in jeweiliger Flucht mit den dreieckigen Abschnitten 17, 19t 21 und 23. Der Abstand der dreieckigen Vertiefungen 68 zu den betreffenden Rändern 64 und 66 der Arbeitsfläche des Horns und zueinander sowie die überlappende Lage der langgestreckten Vertiefung 62 mit einer der dreieckigen Vertiefungen an jedem Rand der Arbeitsfläche läßt eine Arbeitsflächenformation entstehen, die in der Lage ist, eine ', effektive Versiegelung des Kartonendverschlusses, wie er in Fig. 2 ge- | zeigt ist, in Zusammenwirken mit der Formation der Arbeitsfläche 60 des \ Dorne entstehen zu lassen. Jede der versetzten Partien 76 der diagona- I len Vertiefungen fluchtet mit dem Winkelrand eines der dreieckigen Ab- \ schnitte 17, 19» 21 und 23 während der Versiegelung, so daß ein Zusam- ι

menwirken mit der Formation der Arbeitsfläche 56 des Horns erfolgt, um j eine Versiegelung der Ränder der dreieckigen Abschnitte mit den recht- I

winkligen Abschnitten 20 und 24 zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Versiegelungen entstehen zu lassen.

Die Formationen an den Arbeitsflächen 56 und 60 des Horns und des Dorne können ohne weiteres spangebend durch Stirnfräsen hergestellt werden.

Dieses Fräsen erfolgt an flachen rechtwinkligen Flächen der Körper 54 j und 58 des Horns und des Doms, um die Vertiefungen und Vorsprünge her-

zustellen, die zur Vornahme des Versiegeins des Kartonendverschlusses benutzt werden, wie das vorstehend beschrieben worden ist.

Als ein Beispiel für die Frequenzen und Arbeitespielzeiten, mit denen gearbeitet wird, ist bei der Auslegung des Horns 50 zum Schwingen mit einer Frequenz von 20.000 Hz für jedes Verschweißen an der thermopla-

709843/0686

stisch beschichteten Pappe am dargestellten Karton eine Vibrationszeit von 0,1 bis 0,5 Sekunden erforderlich, um ein Fließen des thermoplastischen Materials zu bewirken. In Anschluß an die Vibrationszeit von 0,1 bis 0,5 Sekunden kann das Horn 50 mit dem Behälterendverschluß für eine Zeitdauer von etwa 0,5 bis 1,5 Sekunden in Kontakt gehalten werden, um ein Abkühlen und Erstarren des thermoplaetischen Materials zu ermöglichen, damit die Versieglung längs der Bereiche abgeschlossen wird an denen eine Versiegelung erfolgt, wie das vorstehend erwähnt worden ist. Die vorstehenden speziellen Zahlen bezüglich der Vibrationsfrequenz und der Arbeitsspielzeit sowie die Frstarrungszeit des thermoplastischen Materials sind nur als Beispiel angegeben, und sie können : sich in Abhängigkeit vom Material und von der Dicke der Pappe, dem Material und der Dicke der thermoplastischen Beschichtung usw. ändern.

Fig. 7 zeigt die untere Partie eines Kartonzuschnitts ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Kartonzuschnitt, abgesehen von der Form des Abschnitts 24 an der links liegenden unteren Ecke. Der untere Rand 24a dieses Abschnitts erstreckt sich nach unten um die gleiche Strecke wie der Abschnitt 20, so daß die unteren Ränder 20a und 24a miteinander fluchten. Folglich erstreckt sich der Rand 24a an der Mittellinie 14 des Kartone endverschlusses vorbei, wenn er in die in Fig. θ geneigte Lage gefaltet wird, wo er vom Rand 20a des Abschnitts 20 abgedeckt ist. Die Art und Weise, wie die Ränder 20a und 24a beide an der Mittellinie 14 vorbeigeführt sind, wird als die Form bezeichnet, die ein "Einfalt-ütadverschluß hat. Mit bestimmten Ausnahmen ist der gefaltete Kartonendverschluß nach Fig. θ der gleiche wie der KartonendVerschluß, der in Ver-

- 15 -

709843/0616

27H288 04

bindung mit Fig. 2 beschrieben worden ist. Der doppelt-lagige Bereich j C1 befindet sich jedoch zu beiden Seiten der Mittellinie "Μ und hat j eine allgemein Halsschleifenform, ^tsprechend befinden sich auch Bereiche vier-lagiger Dicker, nämlich die Bereiche A1 und A2, zu beiden ! Seiten der Mittellinie I4, und als Folge davon haben die drei-lagigen Bereiche B1 und B2 eine kleinere Größe als jene, die in Fig. 2 gezeigt sind.

Fig. 9 und 10 sind Ansichten, die jeweils denen der Fig. 3 und 5 ähn-

\ lieh sind und die ein anderes Ausführungsbeispiel des vibrierenden Horns j

■ zeigen. Dieses Ausführungsbeispiel des vibrierenden Horns hat mit einem

Strich versehene Bezugszahlen, die ansonsten die gleichen wie- jene des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind. Tntsprechend gilt ein Großteil der Beschreibung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels des vibrierenden Horns auch hier, abgesehen von bestimmten Merkmalen, die erwähnt werden.

Dae vibrierende Horn 50* nach Fig. 9 und 10 wird in Verbindung mit dem in Fig. 4 gezeigten Dorn 52 zur Versiegelung des in Fig. 8 gezeigten Kartonendverschlusees benutzt. Um den Rand 24a aufzunehmen, der sich über die Mittellinie I4 des Kartonendverschlusses hinaus erstreckt, überlappen beide im Abstand angeordnete dreieckige Vertiefungen 68· des modifizierten vibrierenden Horns 50¹ die flachere langgestreckte Vertiefung 62', die sich zwischen den gegenüberliegenden Rändern 64 * und 66· der Arbeitsfläche 56¹ des Horns erstreckt. TJm für diese Überlappung zu sorgen, hat die langgestreckte Vertiefung 62' eine größere

- 16 -

709843/0686

27H288

gleichmäßige Breite als die langgestreckte Vertiefung 62 des in Fig. 3 gezeigten Horns. Ansonsten haben die beiden vibrierenden Hörner die

gleiche Arbeitsflächenformation. Darüber hinaus sind die beiden rechtwinklig-dreieckigen Vorspränge 78 des Dorns 52 zum Zusammenwirken mit dem modifizierten vibrierendem Horn vorgesehen, um den zwei-lagigen Bereich C1 der halsschleifen-förmigen Anordnung am Kartonendverschluß zu versiegeln, der in Fig. θ gezeigt ist. Um für ein vollständiges Versiegeln dieses in Fig. 8 gezeigten Kartonendverschlusses zu sorgen, müssen zwei Sätze dreieckiger Vorsprünge 78 benutzt werden, jedoch ist ein vollständiges Versiegeln des in Fig. 2 gezeigten Kartonendverschlusses mit nur einem einzigen Vorsprung 78 möglich, weil der Rand 24a des Abschnitts 24 nach Fig. 2 am dortigen Endverachluß an oder vor der Mittellinie I4 endet.

709843/0816

Leerseite

Claims

Ex-CeIl-O Corporation 29· März 1977

2855 Coolidge, Troy, Michigan 48084 ^w

Patentansprüche

1 . jVibrationsversiegelungsvorriciitung zur Versiege lung eines rechtwinkligen ^ndverSchlusses eines th-moplas fciach beschichte ten Pappekartons, gekennzeichnet durch ein vibrierend^s Werkzeug, insbesondere Horn (50) nit einer rechtwinkligen Arbeitsflr'che- (56)» einen ortsfesten Dorn (52) mit einer rechtwinkligen Arbeitsfläche (6θ) zur Anordnung in einer Lage gegenüber der Arbeitsfläche (56) d*-s Horns (50) bei dazwischenliegendem "'nciverschluß des Kartons, wobei eine der rechtwinkligen Arbeitsflächen (56» 60) eine langgestreckte Vertiefung (62) bildet, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Rändern derselben in einer bestimmten Tiefe (t-2) erstreckt, und diese Arbeitsfläche (56) auch zwei im Abstand angeordnete Vertiefungen (68) bildet, die jedem der gege überliegenden Ränder (64, 66) der Arbeitsfläche (56) zugeordnet sind, zu denen sich die langgestreckte Vertiefung (62) erstreckt, und die eine größere. Tiefe (t-1) als die langgestreckte Vertiefung (62) haben, wobei jedes Paar im Abstand angeordneter Vertiefungen (68) eine T¹Orm hat, >dit zusammenwirkend durch diese Vertiefungen gebildet int,und eine solche Orientierung vorgesehen ist, daß es den anderen Paar, im Abstand angeordneter Vertiefungen (68) im Abstand gegenüberliegt, wobei mindestens eine der im Abstand angeordneten Vertiefungen ι (68) jädos Paars die langgestreckte Vertiefung (62) von derselben Sei- :

te derselben aus überlappt, und wobei die andere Arbeitisflache (6θ) all- ; gemein diagonale Vertiefungen (72) hat, die e-ine Kreuzung (74) bilden, und die andere Arbeitsfläche (6θ) auch mindestens einen dreieckigen Vorsprung (70) an der Kreuzung (74) der diagonalen Vertiefungen (72) aufweist.

709843/0686 ORIGINAL INSPECTED

--- 27H288

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand angeordneten Vertiefungen (68) der einen Arbeitsfläche (56) rechtwinklige Dreiecke sind, die rechtwinkligen Spitzen jedes Paars im Abstand angeordneter rechtwinkligdreieckiger Vorsprünge (68) aneinander im Abstand vom zugehörigen Rand ^64, 6b; der einen Arbeitsfläche (56) angeordnet sind, derart, daß jedes Paar dreieckiger Vertiefungen (68) eine spitze Formation bildet, die zum anderen Faar der dreieckigen Vertiefungen (68) zeigt, und eine Randvertiefung (70) in der einen Arbeitsfläche (56) sich längs einen der gegenüberliegenden Ränder (64, 66) derselben von der le.nggestreckten Vertiefung (62) in der gleichen Tiefe (t-2) wie die langgestreckte Vertiefung (62) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, da3 die diagonalen Vertiefungen (72) der anderen Arbeitsfläche (60) versetzte Partien (76) zur jeweiligen Seite der :

Kreuzung (74) der diagonalen Vertiefungen (72) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Arbeitsfläche (56) mit der langgestreckten Vertiefung (62) und den im Abstand angeordneten dreieckigen Vertiefungen ! (68) am Horn (50) vorgesehen ist und daß die Arbeitsfläche (60) mit

₍ den diagonalen Vertiefungen (72) und dem dreieckigen Vorsprung (7⁸) ! am Dorn (52) vorgesehen ist.

: 5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

■~7 0~9 8Τ3706~β6~

"³- 27U288

net, daß die langgestreckte Vertiefung (62) an äer eim-n Arbeitsfläche (56) eine gleichmäßige Breite hat und daß nur eine Vertiefung jedes Paars im Abstand angeordneter Vertiefungen (68) an der ei;.eii Arbeitsfläche (56) die langgestreckte Vertiefung (62) überlappt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Vertiefung (62) der einen Arbeitsfläche (56) eine gleichmäßige Breite hat und beide Vertiefungen (68) jedes Paars im Abstand angeordneter Vertiefungen (6G) die langgestreckte Vertiefung (62) überlappen.

7· "Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (60) des Dorne (52) gegenüberliegende rechtwinklig-dreieckige Vorsprünge (7Q) an der Kreuzung (74) der diagonalen Vertiefungen (72) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die dreieckigen Vertiefungen (6ε) an der Arbeitsfläche (56) im wesentlichen die gleiche Tiufe wie die diagonalen Vertiefungen (72) und wie die Höhe der dreieckigen Vorsprünge (78) an der Arbeitsfläche (60) des Doms (52) haben.

9. Vibrierendes Werkzeug, insbesondere Horn, zur Versiegelung eines rechtwinkligen ""ndverSchlusses eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons, gekennzeichnet durch einen Körper

-A-

709843/0686

~⁴~ 27U288

(54) mit oiner rechteckigen Arbeitsflacht- (56) zum Angreifen am ^ndverschluB des Kartons, die eine langgestreckte Vertiefung (62), welche sich ζ v/i sehen zv/ei gegenüberliegenden Rändern (6/1₁ 66) derselben in einer bestimmten Tiefe (t-2) erstreckt, und zwei im Abstand angeordnete Vertiefungen (60) bildet, die jedem gegenüberliegenden Ran'¹ (64i 66) der Arbeitsfläche (56) zugeordnet sind und eine größere Tiefe (t-1) als die langgestreckte Vertiefung (62) haben, wobei jedes Paar im Abstand angeordneter Vertiefungen (68) zusammenwirkend eint Formation bilden, die so orientiert ist, daß sie dem anderen Paar im Abstand angeordneter Vertiefungen (60) im Abstand gegenüberliegt, und mindestens eine der in Abstand angeordneten Vertiefungen (68) jedes Paars die langgestreckte Vertiefung (62) von derselben Seite derselben überlappt.

10. Werkzeug nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß dessen Arbeitsfläche (56) eine Randvertiefung (70) auf-

weist, die sich von einer Seite der langgestreckten Vertiefung (62) I

längs eines (66) der gegenüberliegenden Ränder (64, 66) in der gleichen

, Tiefe wie die langgestreckte Vertiefung (62) erstreckt.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich-J η e t , daß die im Abstand angeordneter Vertiefungen (68) rechtwinklige Dreiecke bilden, deren rechtwinklige Spitzen jeweils im Abstand aneinander angrenzen, derart, daß jedes Paar dreieckiger Vertiefungen ! (68) eine spitze Formation bildet, die zum anderen Paar Vertiefungen j zeigt, und jedes Paar im Abstand angeordneter dreieckiger Vertiefungen (68) im Abstand vom zugehörigen Rand (64, 66) der Arbeitsfläche (56)

709843/0686

27U288

liegt.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der dreieckigen Vertiefungen (68) jedes Paars im Abstand angeordneter dreieckiger Vertiefungen die langgestreckte Vertiefung (62) der Arbeitsfläche (56) überlappt.

13. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- ; net, daß beide dreieckigen Vertiefungen (68) jedes Paars im Abstand angeordneter dreieckiger Vertiefungen (68) die langgestreckte Vertiefung (62) überlappen.

14· Dorn zur Versiegelung eines rechtwinkligen Pndverschlusses eines thermoplastisch beschichteten Pappekartons, gekennzeichnet, t durch einen Körper (58) mit einer rechtwinkligen Arbeitsfläche (60) , zum Angreifen am Tildverschluß des Kartons, diagonale Vertiefungen (72), die sich zwischen den Ecken der Arbeitsfläche (60) erstrecken und eine Kreuzung (74) haben, an der zwei Sätze gegenüberliegender Winkel gebil-

^; det sind, und mindestens einen dreieckigen Vorsprung (78) an der Ατι

j beitsflache (60) an der Kreuzung (74) der diagonalen Vertiefungen (72), j der einem der Sätze gegenüberliegender Winkel innerhalb der Begrenzun-

j gen eines der Winkel derselben zugeordnet ist und so orientiert ist, daß eine Spitze davon zum anderen zugeordneten gegenüberliegenden Winkel in entgegengesetzter Lage zeigt.

' 15· Born nach Anspruch 14i dadurch gekennzeichnet,

7 098 A3 /068T

27U288

die diagonalen Vertiefungen (7?) versetzte Partien (76) auf gegenüberliegenden Seiten der Kreuzung (74) der diagonalen Vertiefungen
(72) aufweisen.

16. Dorn nach Anspruch I4» dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (60) zwei dreieckige Vorsprünge (J8j aufweist, die sich jeweils innerhalb der Umgrenzungen der gegenüberliegenden Winkel des einen Satzes befinden und so orientiert sind, daß deren Spitzen in gegenüberliegender Lage aufeinander zu zeigen.

17· Dorn nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß der dreieckige Vorsprung (78) ein rechtes Dreieck ist.

709843/0686