DE7123854U - Vorrichtung zum Verschließen von Verpackungsbehältern - Google Patents

Description

Aki-'i-liuid & Rausing ...

VORRICHTUNG ZXH-I VERSCHLIESSEN VON VERPACKUNGSBEHÄLTERN

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von Verpackungsbehältern aus ein- oder doppelseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem. Karton dixch Erhitzen der sicii gegenüberliegenden BuötJiiloj'itüiigen. bis zum Einweichen und Zusammenpressen und Versiegeln der erweichten Schichten.

Verpackungsbehälter aus Karton, Aluminium oder Kunststoff, bri denen eine oder beide Seiten mLt thermoplastxschen Kunststoffen, z.B. aus Polyäthylen oder Polypropylen, beschichtet, oxtrudiert oder kaschiert sind, kind bekannt. Die für die vorliegende Neuerung insbesondere in Frage kommenden Behälter siiiii zn Schachteln geformt und weisen ein Behältex'unierteü π::' ιinon Deckel auf. Zum Verschließen der Behälter genügt Os, i;j.c bo schichteten Seiten des Deckelteiles und des oberen Randes dos Behälters, auf welchen der Deckel aufgesetzt werden soll, auf die Erweichtemperatur zu bringen und aneinander zu pr-'.-sscn. Wesentlich dabei ist, daß zum Verschließen diesor Verpackungsbehälter die thermoplastischen Eigenschaften <i'./r Di^;schichtun₍~ ausgenutzt werden.

ι. Konto-Nr. 276 807

Nach bekannten Vorrichtungen zum Verschließen von derartigen Verpackungsbehältern werden die heißsiegelfähigcn Kunststoffschichten, das Polyäthylen, Polypropylen oder das Polyester dadurch den notwendigen Temperaturen zum Erweichen und Haftfähigmachen ausgesetzt, daß erst beispielsweise der Deckel atif den oberen Rand des Behältcruntertcilos aufgesetzt wird und dann die Schweißwärme von außen durch die jeweiligen Kartonteile hindurch auf die innere thermoplastische Siegelschicht aufgebracht wird. Der Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht in den hohen Schweißtemperaturen und in den langen Erwärmungszeiten, während deren nicht unerhebliche Drücke erforderlich sind. Es sind auch besonders hohe Temperaturen bei den bekannten Verfahren notwendig, weil die Wärme erst durch die an sich isolierende Kartonschicht hindurchdringen muß, um zu der Siegelschicht zu gelangen. Infolge der hohen Temperaturen und der Drücke entstehen deshalb Oberflächenschäden am Verpackungsgegenstand, die zu einer Minderung der Verkaufsfähigkeit führen. Darüberhinaus gehen in weiterer nachteiliger Weise durch die großen Wärmeenergien, die vom Verpackungsgegenstand insgesamt aufgenommen werden, oft schädliche Einflüsse auf das Füllgut in der Verpackung über. Besonders nachteilig ist dies bei zu verpackender Kühlkost oder Eiscreme. Des weiteren erweist es sich als sehr schwierig, thermoplastische Kunststoffe, die nur einen sehr engen Siegelbereich aufweisen, njit den bekannten Verfahren und in bekannten Vorrichtungen zu versiegeln, da eine genaue Einhaltung der Temperatur recht schwierig ist.

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Es ist ferner noch ein anderes, nämlich das Hochfrequenzverschweiüverl'ahren bekannt, bei dem es in iiauliteiliger Weise erforderlich ist, die zu verbindenden Teile von beiden Seiten her mit Hilfe geeigneter Hochfrequenzwerkzeuge zusammenzupressen. Diese Verfahrensweise ist bei der Verschließung von Verpackungsbehältern nicht immer möglich, weil diese meistens den zu verpackenden Gegenstand bzw. das Füllgut bereits aufweisen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 261 385 ist eine Vorrichtung zum Verkleben zweier 'wandflächen einer Faltschachtel bekannt, bei der die zu verklebenden Wandfiäclien an einem Heißluftdüsenkopf vorbei bewegt werden. Hierbei sind zwar die Wandflächen im Abstand von der Blasfläche, d.h. den Düsen, gehalten. Es ist jedoch ein Vorbeibewegen der Faltschachteln notwendig,, um die erforderliche Relativbewegung zwischen dem Heizteil und der erwärmten Schicht zu gewährleisten. 'Es ist nicht vorgesehen, die Blasfläche mit den Heißluftdüsen zu bewegen, was maschinentechnisch wohl anch einen nicht zu rechtfertigenden Aufwand bedeuten würde.

Aus der U.S.-Patentschrift 3 O53 726 ist zwar eine Heizplatte bekannt, die zwischen zwei horizontal bewegbaren Stützkörpern für miteinander zu verklebenden Teilen angeordnet ist; Nach der Heizeinwirkung wird die Heizplatte vollständig aus dem Raum zwischen den miteinander zu ver-

bindenden Körpern uerausgezogen, Dies ist maschinentechnisch insbesondere für die Verklebung von Musser.-giiteni, wie Verpackungsbehälter der eingang* /^«nannten Art nachteilig, weil großo Wege cine hohe Taktzeit verhindern.

Aus der DDR-Patentschrift 218C& ist schließlich noch eine Vorrichtung bekannt, mit der Kunststoffhohlprofile miteinander verschweißt werden. Hierbei ist die Vorrichtung mit gegenläufigen Schlitten zum Einspannen der Profile und senkrocht zur Schlittenbewegung gegenläufig einfahrbaren Heizplatten versehen. Diese fahiun jr-doen vertikal in Form von Zangen von oben nach unt^An bzv. von union nach oben, um die zu verschweißenden Flächen aufeinander zu drücken. In nachteiliger Weise wird hier eine Direktberührung erreicht, die neuerungsgemäß vermieden worden soll.

Es besteht neuerungsgemäß die Aufgabe, eine Vorrichtung .\iu Verschließen von Verpackungsbehältern der eingangs genann-

der
en Art so zu verbessern, da:', bereits die zu verpackende

Ware enthaltende Verpackungsbehälter mit einem Minimum an Bewegungs- und Energieaufwand verschlossen werden kann, ohne daß die äußere Erseht inung des Verpackungsbehälters und sein Inhalt durch den Verschließvorgang in Mitleidenschaft gezogen werden.

■.ι·· \ ■ > i'i \i. ι }) (. u.ii;;· mi., ein. ·ι^: Un ( < ■ TVi ·3'1ν^; eug zur Aufnahmt¹ ■■ ■' i.'ll t t r -uir i-rtciL y uii'i ei;:-3' darüb-r angooi'i !no ton, ■ ; - ¹I bewegbaren Dnickpla 1 te wird iinicrim^sccraäO die - :,::!' .i.idiwch ,"v ] [j ? 1 . daß zv.i schrii Uii i: (■ ΓΛν'οΐ' k ζ (¹U(J uiitl Druclc-■ ^: ; ι in liorizonial bowo^liaros lloizv^rkz ug Ui^cordnet ist. '^!-i. ■■ '.ί··::ι·. Γ;1.Η· :Ί jwr-un^ kfinn (hirch Strahliui^ o«:lcr Konvektion orroicht verrinn, ohne daJ3 nine Berührung des Heizwerkzeugs und der Kunststoffschicht erforderlich ist. Besonders zweck· mäßig ist (¹S₁ daß die miteinander zu versiegelnden Teile nur auf L inotn kurzen Weg zusammengeführt werden. Dies gestattet ein sclmclles Versiegeln und damit einen hohen Durchsatz der Verschließeinrichtung. Infolge dar direkten Wärmeeinwirkung auf die Kunststoffschicht braucht das Heizwerkzeug nur noch kurzzeitig für die Wärmeeinwirkung in die Nähe der zu erweichenden Schicht gebracht werden, und außerdem ist der Wärm'M'ibc j-gang derart günstig, daß nur eine geringe Wärme ■ encrgi'¹ no i wendig ist.

Die Geschwindigkeit des Verschließvorgangs wird noch weiter dadurch erhöht, daß die eino thermoplastische Kunststoffseil LcIi f längs des oberen Randes des Behälteruntertcilcs und die andere Kunststoffschicht auf der Unterseite des Behälterdeckel= angeordnet ist, der Rand dos Unterteiles in geringein Abstand vorn Deckel und der letzteren gehalten wird, beide Schichten gleichzeitig von de¹' doppelseitig wirkenden Werkzeug dircki erhitzt v.erden, danach das Hcizworkzeug entfernt wird u.id lor nickel auf das Unliort.oil abgesenkt und aufgedruckt w..:. . Die notwendige Wärmeenergie wird in vorteil-

hafter "weise verringert, da nur ein Heizwc^lcBUg üblicher Wärmekapazität notvcendig ist₉ das beide miteinander zu versiegelnde Schichte·¹ gleichzeitig mit gutem Wärmeübergang, d.h. gutem Wirkungsgrad erhitzt. Günstig ist hierbei die unmittelbare und kurzzeitige Einwirkung der Hitze auf die S.tegolsch.icht·

Während die Druckplatte durch das flach ausgebildete Heizverkzeug lediglich kurze Wege auf und ab in vertikaler Richtung zurückzulegen hat, ist durch die Horizontalbewegung des Heizwerkzeuges eine günstige Funktionsabstimmung beider beweglicher Teile aufeinander möglich:

Die Druckplatte ergreift den Deckel, bewegt sich nach/6ben, gleichzeitig bewegt sich das Heizwerkzeug horizontal um die Siegelrandbreite nach innen unter den Deckel und über das Behälterunterteil, erwärmt die Schichten und wird wieder herausgezogene Dann kann die Druckplatte den kurzen Weg nach unten zurücklegen und den Deckel auf das Behälterunterteil aufdrücken. Die Wege sind kurz und der Siegelvorgang dadurch schnell durchführbar. Die Verschleißteile der Vorrichtung sind keinen großen Beanspruchungen ausgesetzt, da nur kurze Wege zurückgelegt werden müssen.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Neuerung besteht das Heizwerkzeug aus zwei einen Rahmen bildenden Winkelteilen, deren Stoßstellen außerhalb der Ecken des Rahmens angeordnet sind und die in Diagonalrichtung des Rahmens beweg-

bar sind. Hierdurch wird in besonders günstiß-er Weise die schwierige Eckenabdichtung des Schachteluntcrteiles berücksichtigt, in dessen Bereich eine sxchere und reichliche Wärmezufuhr gewährleistet ist. Wären die Stoßkanten über den Ecken des Rahmens angeordnet, so wäre c ine Cute und ausreichende Wärmeübertragung infolge des Spaltes an den Stoßstellen nicht gewährleistet. Dieser Nachteil wird ixouerungsgemäß in günstiger Weise ausgeschaltet. Die Wärmekapazität des Heizwerkzeuges ist durch die Rahmen ausbildung niedrig gehalten, und die Wege in Horizontalrichtung längs der Diagonalen sind kurz gehalten.

Die Bewegungsrichtung in der Diagonale des Rahmens ist des halb gewährt, dam:t die automatisch unter die Druckplatte zugeführten Behälterdeckel auf der einen Seite eingeführt und auf der anderen Seite der versiegelte Behälter abgenommen werden kann. An diesen Seiten dürfen keine Halterungen, Icein Gestänge, keine Nockensteuerungen, Kulissenführungen u.dgl. angeordnet sein. Neuerungen imäß sind diese Teile auf den beiden übrigen, für das Zu- und Abführen der zu versiegelnden Behälterteile nicht freizuhaltenden Seiten angeordnet, und dennoch bewegen sich die vier Heizräder an den vier Seiten des Rahmens sicher geführt jeweils radial nach außen. Dies wird durch die Diagonalbewegung der beiden winkelförmigen Heizkörper erreicht .

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Geniäß der Neuerung ist das H_eizworkzeuf; als ■ !nur rb< -nc i ζ · Heizspirale oder Heizpatrone ausgebildet. '■'·: η krmji J.ns Werkzeug aber auch mit Lnpulsbändern au.sbilrlen. Ec-I diesen handelt es sich um Drähte mit uiririJ Durchmesser von ! oder 2 mm aus Konstantonodtr dergleichen. Sie gob«.-n kurzfristig eine hohe Strahlungenergie ab und kühlen sich gleich, danach ab.

Besonders vorteilhaft ist es neuerungsgemaß ferner, wenn die Druckplatte und/oder das UnterAcerkzeug mit einem nachgiebigen Belag» wie Silikongummi, Filz oder dergleichen, versehen ist/sind. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Druckverteilung und ein Ausgl ich von Unebenheiten erreicht.

Die Neuerung ist zweckmäßig weiter noch dadurch ausgestaltet, daß die Druckplatte zur Halterung des Behälterdekkels Vakuumsauger aufweist. Diese können in bekannter Weise mit Vakuum dann beaufschlagt werden, wenn der zu versiegelnde Behälterdeckel gerade unter die Druckplatte geführt liorden ist. Auf diese Weise verliert der Behälterdeckel auch beim schnellen Auf- uiid Abbewegen der Druckplatte seine genau justierte Lage nicht. Um eine einwandfreie Eckendichtheit zu bekommen, kann man das obere Druckwerkzeug, d.h. die Druckplatte, sd aiisbilden, daß sie sich den speziellen Formen und Ausführungen des Behälterunterteiles anpaßt.

Mit dor oben iK-schricbim·'¹!! Vorrichtung vcrschlosaonc Vor packung.sb^hiiltor- s.ind iiurcli die thermische Einwirkung

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durch die direkte Wiinncoinwirkung von dem Heizverkzeug genau eingestellt und eingehalten werden. Bei Unebenheiten des Material?, in den Ecken des Vorpackungsbehälters wird durch das nachgiebige Material» z.B. den Hartkaut schule, ^te Is eine glciclunäßige Druckverteilung gewährleistet. Mit ein und derselben Vorrichtung können in vorteilhafter Weise Behälter und Deckel mit verschiedenen Wandstärken und aus verschiedenen Materialien mit gleicher Sicherheit verschlossen v.-orden. Das KartontrHgermaterial wird nicht ;il »«-.τί!!?: rt-i c- ητΐιί +· -s + . c r> il?^· nnftpr eier VpritiPiHiiTiB· ·νηη SnViä — rlen im Aus seilen auch Wärmeenergie gespart wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise auch das Füllgut nicht in Mitleidenschaft gezogen.

Weitere Vorteile, Merkmale und AnwendungsmÖglichkeiten der vorliegenden Neuerung ergeben sich aus dei· folgenden Be-•chreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen: Es zeigen:

Ti^' ' ''^f-ⁿ -'chnitt durch die neuerungsgemäße Vorrichtung im ileizzurtand,

l^:±.--. ': ■ in' Draufsicht auf das Heizwerkzeug entlang der Linie- H-II der Fig. 1 , ebenfalls im Heizzustand,

Fig. 3 die gleiche Ansicht wie in Fig. 2, jedoch in der Vorsiegelungsstellung.

In dem Unterwerkzeug 8 wird der zu verschließende Behälterunterteil gemäß Fig. 1 so angeordnet, daß insbesondere sein äußerer Rand unterstützt ist. Die thermoplastische Kunststoffbeschichtung befindet sich auf der Oberseite des Randes. In einem Abstand über dem Unterwerkzeug ist das aus zwei einen Rahmen bildenden Winkelteilen bestehende Heizwerkzeug 7 angeordnet, dessen in der Fig. 1 im Schnitt gezeigte Seitenteile in horizontaler Richtung längs des Doppelpfeiles bewegbar sind; wiederum in einem Abstand

angeordnet, dessen Kunststoffbeschichtung auf der Unterseite angeordnet ist. Der Deckel wird von der Druckplatte h getragen_s auf welcher der Deckel 6 im Randbezirk von einem Silikongummistreifen und im mittleren Bereich von vier Vakuumsaugern 3 aus Gummi gehaltert wird. Die Vakuumleitungen 2 sind abgebrochen dargestellt, da die Vakuumanlage nicht Gegenstand der Erfindung ist.

Der mit 1 bezeichnete, an der Druckplatte h befestigte Stempel ist in vertikaler Richtung im Sinne des Doppelpfeiles einschließlich der Vakuumsauger 3 und des SilikongummiStreifens 5 bewegbar.

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	und 3	-11- :,," .'	Verfahrens-	SfS
	, wobei		Versiegelungs-
In den Figuren 2	sind verschiedene
schritte gezeig1;	gemäß Fig. 2 im

j :5us land die uwj-utiii. WxixKeJL cieö Heizvei""icz©Lige3 7 ζνίΞόλΐίΐίϋΰίΐ-

gefahren sind und den Rand des zu verschließenden Behälters 9 überdecken und in Fig. 3 freigeben. Durch die Doppelpfeile ist die diagonale Bewegungsrichtung der zwei das Heizwerkzeug 7 bildenden Winkelteile 7' und 7" gezeigt, Man erkennt ferner, daß die Stoßstellen 10 außerhalb der Ecken des Rahmens angeordnet sind. Der Rahmen ist also nicht diagonal, sondern an zwei inneren Ecken entlang zweier Rahmen-seitenteile geschnitten.

Die Tätigkeit dei· Verschließvorrichtung ge;näß Fig. 1 bis 3 ist folgendes In das leere Unterwerkzeug wird bei ausgefahrenem Heizwerkzeug 7 (Fig. 3) der zu verschließende Behälter 9 eingesetzt. Der Deckel 6 wird unter der Druckplatte h in genau ausgerichteter Stellung angebracht und durch VtJcuum in dieser Stellung gehalten. Die beiden Winkelteile 7' und 7" des Heizwerkzeuges 7 fahren aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung nach innen zusammen, so daß sie die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnehmen. Ein impulsartiger Wärmestoß oder die kurze Wärmeeinwirkung vom Heizwerkzeug 7 nach unten zum oberen Rand des Behälterunterteiles und nach oben zum unteren Rand des Behälterdeckels erweicht die betreffenden Kunststoffschichten.

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Ist die Erweicht einige ratur bzv.^r. der VeicUzustand erreicht, so fahren die Winkelteile 7' in der Diagonali^ichtuiic aus dem Zustand der Fig-. 2 wieder in den Zustand der Piß. 3

geschehen sein, wonach die Druckplatte U ebenfalls im Bruchteil einer Sekunde nachuiten fährt und über die SiIikongummistreifen 5 die entsprechenden Randteile des Deckel? auf die des U-iterteiles des Behälters 9 aufdrückt. Die Ver siegelung ist vollzogen. Nach Hochfahren der Druckplatte kann der versiegelte Behälter aus dem Werkzeug enI ferrit werden, Der Vorgang beginnt von neuem, vie oben beschrieben.

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Claims (1)

1. - η ■·

   Schutz^' η s ρ r ü c h e

   1. Vorrichtung zum Vcrsiogel/n eines Verpackungsbehälters a\is ein- oder doppelseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Karton durch erhitzen der sich gegenüberliegenden Beschichtungen bis zum Erweichen und Zusammenpressen und Versiegeln der erweichten Schichten, mit einem Unterwerkzeug zur Aufnahme des Bchaiterunterteiles und einer darüber angeordneten, vertikal bewegbaren Druckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Unterwerk-Zeug (8) und Druckplatte (h) ein horizontal bewegbares Heizwerkzeug (7) angeordnet ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizwerkzeug (7) aus zwei einen horizontal angeordneten Rahmen bildenden Winkelte!!en (7¹» 7") besteht, deren Stoßstellen (1O) außerhalb der Ecken des Rahmens angeordnet sind und die in Diagonalricl-Cung des Rahmens bewe gbar s ind.

   3. Vorrichtung nnch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizwerkzeug (7) als dauerbeheizte Heizspirale oder Heizpatrone ausgebildet ist.

   Ί. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizwerkzeug (7) Impulsbänder aufweist.

   _ l/l -

   5. Vorrichtung nach einem dor Ansprüche I IkLr ■!, <ΐ;ι-clurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (¹I ) und/oder das Unterwerkzeug (8) mit einem nachgiebigen Belag (j), wie Silikongummi, Filz oder dergleichen, versehen ist/sinu.

   6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte {h) zur Halterung der Behälterdeckel (6) Vakuumsauger (3) aufweist.