DK169839B1 - Apparat til formning af en kontinuerlig bane af folielaminatmateriale til et rør, som kan fyldes med et produkt, sammenspændes, forsegles og adskillesi tværretningen til emballager - Google Patents

Description

DK 169839 B1

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til manipulering af en materialebane til et forseglet rør med stor hastighed, navnlig et forbedret apparat til manipulering af et kontinuerligt fremført polyfoliebanemateriale til 5 dannelse af et rør, som kan fyldes med et produkt og forsegles på tværs til aseptiske emballager.

Aseptiske emballager henfører til forseglede beholdere indeholdende en i det væsentlige ensartet, forud fastlagt mængde af et produkt og fremstillet ifølge kommercielle 10 aseptiske emballeringsstandarder. Kommerciel aseptisk emballering indbefatter indføring af et sterilt produkt i en steril beholder og derpå hermetisk forsegling af beholderen i en omgivelse, der er i det væsentlige fri for mikroorganismer, som er i stand til at vokse i et hyldestabilt produkt 15 ved temperaturer, ved hvilket det færdige produkt er udsat for at blive oplagret under fordeling og opbevaring forud for forbrug. Hermetisk forseglede beholdere minimerer overføringen af gas eller fluidum gennem beholderemballagen, så at der i det væsentlige ikke forekommer nogen biologisk 20 overføring. Fortrinsvis er emballagen ligeledes i det væsentlige fri for luft, som, hvis den var til stede i betydelige mængder, kunne fremme uønsket mikrobiel vækst eller, selv i fravær af mikrobiel vækst, påvirke smagen eller farven af produktet ugunstigt. Typiske produkter er flydende materia-25 ler, specielt en flydende drik såsom pasteuriseret mælk, frugtsafter osv.

De sterile beholdere omfatter almindeligvis et lamineret baneemballeringsmateriale fortrinsvis med mindst ét lag af gængs bæremateriale såsom aluminiumfolie, et første 30 udvendigt lag af termoplastisk materiale, som skal blive emballagens indre i berøring med produktet, og et andet udvendigt lag af materiale til berøring med omgivelserne.

Det laminerede materiale, der også her betegnes som "poly-foliebanen”, er typisk stærk nok til at stå opret i en noget 35 stiv færdig udformning for at indeholde produktet til forsendelse og opbevaring og indbefatter almindeligvis et kon- DK 169839 B1 2 ventionelt kartonlag. Produktbetegnelsen kan være trykt på kartonlaget eller det ydre termoplastiske lag. Med hensyn til den i det følgende beskrevne opfindelse omfatter den s til brug mest foretrukne polyfoliebane et laminat af i ræk-5 kefølge et lag af lawægtfyldepolyethylen, papirmateriale,

Surlyn®, aluminiumfolie, Surlyn®, og en lineær lawægtfyl-depolyethylen. Lawægtfyldepolyethylenlaget kunne også være en høj vægt fyldepolyethy len, og den lineære lawægtfyldepoly-ethylen kunne også være en lawægtfyldepolyethylen.

10 Det termoplastiske materiale, som danner det indre af emballagen, må være i stand til at kunne forsegles sammen til dannelse af hermetiske forseglinger. Typisk opvarmes over for hinanden liggende termoplastiske lag til en smeltetemperatur, så at de vil smelte sammen. De termoplastiske 15 lag og metalf olielaget virker sammen til at tilvejebringe den hermetiske barriere for den aseptiske emballage. Metalfolielaget tilvejebringer en lys- og oxygenbarriere. Det ydre lag er almindeligvis et termoplastisk materiale, som kan opvarmes, så det overskydende materiale, der dannes under 20 den endelige formgivning af emballagerne, kan flades ud og klæbes imod emballagesidevæggene for at danne en æstetisk tiltagende emballage. Sådanne polyfolielaminater kan indbefatte med mellemrum anbragte adgangsorganer for at sætte brugeren i stand til let at uddrage produktet fra den færdige 25 emballage.

Der kendes adskillige fremgangsmåder og maskiner til dannelse af aseptiske og ikke-aseptiske emballager eller kartoner af papirmateriale og lamineret banemateriale. Disse fremgangsmåder og maskiner falder i almindelighed i to kate-30 gorier, emnefødede og banefødede.

I emnefødede maskiner formes forrådet af banemateriale først særskilt til udskårne og rilleforsynede emner. Disse emner tilføres så maskinens formningsafsnit én ad gangen og rettes op til beholdere. En kommerciel emnefødet aseptisk a 35 maskine er Combiblok, model nr* CF 606A.

I banefødede maskiner aftages banen direkte fra rullen ' DK 169839 B1 3 med plant banemateriale, rilles (medmindre den er forrillet) og føres til maskinen. Maskinen folder så banen omkring et formningsorgan, f.eks. en kvadratisk eller rørformet formningsdorn, et cirkulært trådledeorgan eller en række af 5 lederuller og stationære ledeorganer til dannelse af en i længderetningen forløbende søjle. De langsgående kanter forsegles så sammen til dannelse af et rør. Røret fyldes med et produkt og bliver så sammenspændt, forseglet og adskilt i tværretningen til dannelse af emballager, som kan 10 formes til en parallelepipedisk facon eller briketfacon.

Banefremføringen kan være kontinuerlig for gradvist at manipulere banen til forseglede emballager eller intermitterende for at udføre hver formnings- og forseglingsoperation, enten mens banen er stationær, eller mens banen 15 bevæger sig mellem stationer. Forseglingstrinene indbefatter typisk varmeforsegling af termoplastiske materialer med hinanden til dannelse af en hermetisk forsegling. Varmeforsegling frembringes f.eks. ved at anvende strålevarme og organer til at presse de opvarmede materialer sammen, over 20 for hinanden liggende, opvarmede berøringselementer såsom nikkelchromtråde eller induktionsopvarmningsspoler (til baner med et konduktivt lag indbefattet deri eller påført derpå) . En kommerciel automatisk, kontinuerlig fødet aseptisk maskine er Tetra-Pak model AB 9. Andre kendte aseptiske 25 maskiner indbefatter International Papir Co.'s banefødede aseptiske emballeringsmaskine model SA.

Det primære problem ved de førnævnte formnings-, fyldnings- og forseglingsmaskiner er, at de er begrænsede med hensyn til den maskinhastighed og banestyring, som er 30 nødvendig for kontinuerligt eller intermitterende at fremstille aseptiske emballager med en hastighed større end den, der for tiden kan opnås på en økonomisk effektiv måde.

Den foreliggende opfindelse angår en forbedring af banefødede maskiner og er udformet til at have en produktionshastighed 35 væsentlig større end hastigheden af for tiden kendte maskiner.

DK 169839 B1 4

Den foreliggende opfindelse går ud fra GB offentliggørelsesskrift nr. 2 162 460, som er tilgodeset i indledningen til krav 1, og som omhandler et apparat til tværgående forsegling af emballager, hvilket omfatter organer til frem-5 føring af en polyfoliebane, et stativ, baneledeorganer til bøjning af polyfoliebanen, idet baneledeorganerne strækker sig langs en længde, så at de langsgående kanter af banen gradvis bringes tæt til hinanden i et over og overfor hinanden liggende forhold, efterhånden som banen fremføres 10 langs baneledeorganerne, et par første valser monteret på stativet et stykke fra hinanden, idet én første valse er anbragt på hver side af vejen for den bøjede polyfoliebane, et par andre valser adskilt et stykke fra hinanden og indrettet til at kunne optage de over og overfor hinanden lig-15 gende langsgående kanter af banen og klemme dem sammen, og organer til opvarmning af kanterne.

Intermitterende og kontinuerligt fremførte banef ødede maskiner er begrænsede af den hastighed, med hvilken banen kan fremføres og formes til et i længderetningen fremført 20 rør og derpå forsegles og adskilles i tværretningen til emballager.

Det er derfor et formål for den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et forbedret apparat til formning af en plan bane af polyfoliemateriale til et i længderetningen 25 fremført rør med stor hastighed. Det er ligeledes et formål at tilvejebringe et sådant apparat til rørformning under aseptiske betingelser.

Det er et andet formål at manipulere banen til en i det væsentlige trekantet udformning som forberedelse til 30 dannelse af et rør med henblik på at lette emballagedannelse.

Det er ligeledes et formål at tilvejebringe en formningsvalse ved bunden af den trekantede udformning for at reducere antallet af foldelinier, som foreligger i den endelige rek-tangulære emballage, og medvirke til opretning af de kanter, 35 som skal forsegles med hinanden.

Med henblik på at overvinde problemerne og begræns- ' DK 169839 B1 5 ningerne hos de tradionelle forme-, fylde- og forseglingsmaskiner tilvejebringer den foreliggende opfindelse et forbedret apparat til manipulering af en kontinuerligt fremført bane af polyfoliemateriale til et tærteformet eller trekantet 5 tværsnit med over for hinanden liggende kanter liggende ud for hinanden, og forsegling i længderetningen af kanterne med hinanden til et rør ved anvendelse af en stationær induktionsspole til langsgående forsegling og en tilførsel af elektromagnetisk energi til induktiv opvarmning af kanterne 10 af polyfoliebanen, som presses sammen til dannelse af den langsgående forsegling.

Ifølge den foreliggende opfindelse manipuleres poly-foliekanterne, som skal forsegles med hinanden, med banele-devalser og flanger til tæt overlapning eller berørende 15 kontakt fortrinsvis anbragt termoplastisk lag mod termoplastisk med et termoplastisk lag grænsende til det strømførende lag i polyfolien og det produktberørende termoplastiske lag dannende det indre af røret. Området, som skal forsegles, underkastes så et elektromagnetisk felt, som må have til-20 strækkel ig energi til at inducere en strøm i det strømførende lag i polyfolien. De inducerede strømme, som kan være ensartede eller uensartede, må have en samlet tæthed og opholdstid i det strømførende lag, som er tilstrækkelig til at modstandsopvarme dette lag og derved ved ledning smelte de 25 tilgrænsende, nærliggende eller berørende over for hinanden liggende termoplastiske lag. De smeltede termoplastiske materialer smeltes så sammen fortrinsvis ved påføringen af en fysisk kraft, mekanisk, magnetisk eller en kombination heraf, og får lov til at afkøle til dannelse af en hermetisk 30 forsegling. Ved en alternativ udførelsesform kan der påføres et termoplastisk klæbemiddel mellem lagene, som skal forsegles med hinanden, og varmen, som frembringes i det strømførende lag, anvendes til at aktivere klæbemidlet til forsegling af lagene med hinanden.

35 Induktionsspolen til den langsgående forsegling er fortrinsvis en aflang spole foldet omkring banekanterne, DK 169839 B1 6 som føres mellem de strømførende flader af spolen. Denne udformning tilvejebringer et koncentreret elektromagnetisk felt inden i de langstrakte strømførende ledere, som strækker sig langs længden eller højden af spolen til den langsgående 5 forsegling, og inducerer strømme i polyfolien, som frembringer varme til smeltning af polyfoliens termoplastiske lag.

Det elektromagnetiske felt kan ligeledes frembringe over for hinanden liggende magnetiske kræfter på de over for hinanden liggende strømførende lag af polyfolien, som til-10 trækker og trykker lagene sammen.

Ved den foretrukne udførelsesform dannes den langsgående forsegling ét afsnit ad gangen, mens banen fremføres kontinuerligt. Et styresystem kan anvendes til intermitterende at aktivere den langsgående forseglingsspole i et 15 tidsrum, der er tilstrækkeligt til at smelte en banelængde til dannelse af et rørafsnit. De desaktiverede tidsrum bestemmes således, at styresystemet igen kan aktivere den langsgående forseglingsspole, før den bageste kant af det forudgående smeltede rørafsnit passerer forbi det effektive 20 område for det aktiverede elektromagnetiske felt for at smelte en anden banelængde til rør, så at tilgrænsende længder overlapper. Længden af forseglingsspolen, det aktiverede tidsrum og tidsrummet mellem aktiveringer, hastigheden af banefremføring og den effektive elektromagnetiske feltinten-25 sitet er således indbyrdes relaterede og må indstilles således, at den samlede ekspositionstid, hvori den fremførte bane er udsat for det effektive elektromagnetiske felt, tillader forsegling af termoplasten langs hele banelængden. Styresystemet kan ligeledes styre andre induktionsspoler, 30 hvis funktion ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse.

Den foreliggende opfindelse kan ligeledes indrettes til maskiner, som intermitterende fremfører en kontinuerlig bane, ved aktivering af den lodrette forseglingsspole, mens 35 banen fremføres som beskrevet foran, eller mens banen er stationær. Ved denne udførelsesform må fremføringslængden DK 169839 B1 7 være mindre end længden af et lodret forseglingsafsnit for at sikre, at tilgrænsende afsnit overlapper. Den foreliggende opfindelse kan ligeledes indrettes til kontinuerlig aktivering af den langsgående forseglingsspole til kontinuerlig 5 fremført drift.

Ved den foretrukne udførelsesform anvendes højfre-kvensstrømme fra en enkelt højfrekvensgenerator. Højfrekvensstrøm tillader anvendelse af et tyndt strømførende lag i polyfoliematerialet, fordi den strøm, som strømmer i le-10 deren, er koncentreret i et forholdsvis tyndt tværsnitsområde ved lederens overflade i overensstemmelse med det velkendte fortrængningsfænomen. Der kan derfor anvendes tynde ledere, så at strømmen, der induceres i polyfolien, hurtigt passerer gennem folielaget i polyfolien og modstandsopvarmer dette 15 lag jævnt, hvilket medfører en kortere forseglingstid end den, der ville være nødvendig til opvarmning af en leder med for meget materiale. Yderligere vil der kunne anvendes tynde langsgående forseglingsspoler, hvilket gør udstyret mindre massivt og lettere at køle.

20 Højfrekvensgenerator og kredsløbsstyreorganer fort sætter at afgive den passende energi til fremstilling af den langsgående forsegling i afsnit eller kontinuerligt afhængigt af banen, spoleudformningen, banehastigheden og effekten af den anvendte højfrekvensgenerator. Styrekredslø-25 bet kan være udformet til skiftevis at afgive energi til den langsgående forseglingsspole og til en induktionsspole, der er indrettet til at forsegle det dannede rør i tværretningen .

En typisk forme-, fylde- og forseglingsmaskine ifølge 30 den foreliggende opfindelse kan indbefatte en rulle af kontinuerligt banemateriale, et banerilningsorgan, et steriliseringsmiddel, f.eks. hydrogenperoxid, og et organ til påføring af steriliseringsmidlet på banen i det tidsrum og ved den temperatur, som er nødvendig for at sterilisere 35 banen, hvis man ønsker aseptisk emballering, rørdannelsesafsnittet ifølge den foreliggende opfindelse til manipulering DK 169839 B1 8 af banen til et trekantet rør med de langsgående kanter anbragt liggende ud for hinanden og over for hinanden indbefattende en lodret induktionsspole til forsegling af de langsgående kanter og en kilde for steril luft til oprethol-5 delse af steriliteten af rørformningsafsnittet, fyldrør til indføring af et produkt i røret, efterhånden som røret fremføres ved en styret hastighed, en eller flere forseglingsmekanismer monteret på et organ indrettet til at sammenspænde røret i tværretningen i rækkefølge for at omslutte den øn-10 skede mængde produkt, idet hver forseglingsmaskine har en tværgående induktionsspole til forsegling af det sammenspændte rør, når den aktiveres, et adskillelsesorgan monteret i hver forseglingsmekanisme til adskillelse af den tværgående forsegling for at adskille den forseglede emballage fra 15 røret, en induktionsgenerator, fortrinsvis en højfrekvensinduktionsgenerator, og koblingsorganer til tilvejebringelse af elektromagnetisk energi til aktivering af de lodrette og tværgående spoler, konventionelle drivorganer til styring af banefremføringen og hastigheden af forseglingsmekanismeme 20 og andre formningsapparater, og en mikrodatamat til styring af maskinfunktionen ifølge et forud fastlagt sæt funktionsbetingelser.

Det må forstås, at mens den foreliggende opfindelse er beskrevet i forbindelse med fremstilling af et rør til 25 brug ved dannelse af kvartliter aseptiske emballager, vil fagmanden kunne anvende apparatet på andre områder indbefattende men ikke begrænset til dannelse af langsgående rør til emballager af forskellig størrelse, ikke-aseptiske emballager eller emballager, som skal holdes afkølede, såvel 30 som til maskiner af den art, hvor der intermitterende fremføres en kontinuerlig bane.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en perspektivisk gengivelse af en asep-35 tisk emballageformnings-, fyldnings- og forseglingsmaskine indrettet til anvendelse af den foreliggende opfindelse, DK 169839 B1 9 fig. 2 set ovenfra et polyfoliebanemateriale svarende til en emballage efter at være forsynet med riller og til brug ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 3 en tværsnitsgengivelse af rilningsafsnittet i 5 den i fig. 1 viste maskine, fig. 4 set ovenfra et snit af produktfylderørene i den i fig. 1 viste maskine, fig. 5 en perspektivisk gengivelse af banefoldningsafsnittet i den fig. 1 viste maskine, 10 fig. 5a et tværsnit langs linien 5a-5a i fig. 5, fig. 5b et tværsnit langs linien 5b-5b i fig. 5, fig. 5c et tværsnit langs linien 5c-5c i fig. 5, fig. 5d et tværsnit langs linien 5d-5d i fig. 5, fig. 5e et tværsnit langs linien 5e-5e i fig. 5, 15 fig. 5f et tværsnit langs linien 5f-5f i fig. 5, fig. 5g et tværsnit langs linien 5g-5g i fig. 5, fig. 6 et snitgengivelse set forfra af produktfylde-og sterilluftrørene og produktniveausonden ifølge den foreliggende opfindelse, 20 fig. 7 en snitgengivelse set bagfra af afsnittet for banefoldning og lodret forsegling i den i fig. 1 viste maskine, fig. 8 en sidegengivelse af den nedre lededel af det i fig. 7 viste afsnit for banefoldning og lodret forsegling, 25 fig. 9 et snit langs linien 9-9 i fig. 7, fig. 10 en frontgengivelse langs linien 10-10 i fig.

8, fig. 11 et snit langs linien 11-11 i fig. 7, fig. 12 et snit langs linien 12-12 i fig. 9, 30 fig. 13 et snit langs linien 13-13 i fig. 9, fig. 14 et snit langs linien 14-14 i fig. 9, fig. 15 et snit langs linien 15-15 i fig. 13, fig. 16 et snit langs linien 16-16 i fig. 11, fig. 17 et snit langs linien 17-17 i fig. 10, 35 fig. 18 et snit langs linien 18-18 i fig. 7, fig. 19, 20 og 21 henholdsvis snit set ovenfra, fra DK 169839 B1 10 siden og bagfra af den lodrette forseglingsinduktionsspole i den i fig. 1 viste gengivelse ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 19a en perspektivisk gengivelse af den i fig.

5 19 viste lodrette forseglingsinduktionsspole, fig. 22 en perspektivisk snitgengivelse af toppen af den i fig. 20 viste lodrette forseglingsinduktionsspole, fig. 23 en perspektivisk gengivelse af det i fig. 20 viste afstandselement langs linien 23-23 i fig. 20, og 10 fig. 24 en perspektivisk gengivelse af lederafstands elementet langs linien 24-24 i fig. 20.

Som vist i fig. 1, 5 og 7 er en illustrativ udførelsesform for den foreliggende opfindelse anvendelig i forbindelse med en forme-, fylde- og forseglingsmaskine 10, som 15 kan være et mikrodatamatstyret apparat, der producerer færdige polyfolieemballager 31 fyldt med et produkt 32 ved at føre en polyfoliebane 20 ind i maskinen 10 gennem et ril-ningsområde, føre den rillede bane 20 ind i et område 100, som er renset og fortrinsvis forsteriliseret for at steri-20 lisere banen 20, formning af banen 20 til et polyfolierør 22 ved at forsegle banekanterne 24 og 26 (fig. 2) med hinanden i et lodret forseglingsområde 130, fylde røret 22 med produkt 32 gennem et fyldrør 400 uden at indføre luft i det produktfyldte rør, og føring af det fyldte rør 22 ind i et embal-25 lagedannende organ 200. Det emballagedannende organ 200 er indrettet til at i tværretningen at sammenspænde, forsegle og overskære røret 22 til ikke viste, adskilte, forformede emballager, som derpå formes til færdige beholdere 31 med et ikke vist emballagebehandlingsapparat, og kan anvende én 30 eller flere forseglingsmekanismer til at udføre disse funktioner. Maskinen 10 kan drives intermitterende eller fortrinsvis kontinuerligt på en styret måde, som det vil være kendt af fagmanden på området.

Banen 20 kan på sædvanlig måde forsynes med riller 35 f.eks. ved at anvende samvirkende rilningsvalser, efterhånden som den tages af fra forrådet, eller før den rulles til et DK 169839 Bl 11 baneforråd. Se fig. 2 og 3. Rilningen tilvejebringer positive rillelinier P og negative rillelinier N, så at banen er prædisponeret til at blive foldet i en særlig retning på særlige steder baseret på rilningsmønsteret og konsekvent 5 kan foldes til den ønskede færdige parallelepipediske form.

Til aseptisk emballering kan banen renses på konventionel måde og derpå steriliseres i et steriliseringsområde 100 og holdes i en steril omgivelse i hvert fald indtil den produktindeholdende emballage er fuldstændigt tværforseglet 10 i overensstemmelse med kendte procedurer, som ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse. Steril luft blæses ind i røret 22 for at vedligeholde aseptisk sterilitet af det produktfyldte rør, efter at banen er steriliseret, og før røret fyldes og forsegles i tværretningen.

15 Fortrinsvis fremstilles den langsgående forsegling ved manipulering, bøjning eller krumning af den flade bane 20, efterhånden som den fremføres langs et ledeorgan, så at kanterne ligger ud for hinanden i længderetningen, og de indvendige termoplastiske lag af over for hinanden liggende 20 banekanter forsegles med hinanden. Et varmeaktiveret klæbemiddel anbragt mellem to over for hinanden liggende banestykker vil kunne anvendes i stedet for induktionsopvarmning af det udvendige termoplastiske lag.

Som vist i fig. 1, 4 og 5 og 5a-5g trækkes ved den 25 foretrukne udførelsesform banen 20 ud fra steriliseringsafsnittet over en lederulle 110 og tværs over en baneledeplade 64 med flanger 74, så at banekanterne 24 og 26 holdes tilbage af sideflangerne 74. Flangerne danner en vinkel med pladen 64 og forløber i samme retning. Vinkelen må være tilstræk-30 kelig til at fange og tilbageholde kanten af banen 20, f.eks. en spids eller ret vinkel. Flangerne 74 er udformet til at blive bragt tættere sammen, som de forløber langs pladen 64, for at få banen 20 til at krumme sig. Fortrinsvis er flangerne vinkelstillet i længderetningen i forhold til hinanden 35 til dannelse af en V-facon.

Banen 20 bringes i berøring med pladen 64, så at DK 169839 B1 12 banekanterne, når de fremføres langs pladeflangerne 74, kommer tættere til hinanden og gradvis forøger konkaviteten af banen 20, indtil den bøjer over, og banekanterne 24 og 26 kommer til at ligge ud for hinanden og over hinanden 5 (fig. 4), idet resten af den bøjede bane har en tærteformet udformning eller en udformning med trekantet tværsnit. Tværsnitsudformningen er tildels forud bestemt af rillelinierne i banen og de valser og faconer, som anvendes til at manipulere banen til røret 22.

10 Den trekantede udformning tilvejebringer formning af den ene side af emballagefeltet, f.eks. den som danner det øvre felt i den foretrukne udførelsesform, uden at man må anvende de store kræfter, som kræves til at danne de fire kartonsider på én gang på en rektangulær dorn eller til at 15 omdanne en rørformet søjle til en rektangulær søjle. Den eliminerer ligeledes tilstedeværelsen af nogle sømme eller foldelinier i banen, som forringer den kommercielle accept af den færdige emballage. Yderligere reducerer den trekantede udformning på ønskelig måde antallet af overflader, som må 20 styres for at fremføre banen hurtigt og styre opretningen af banekanterne, når den forsegles i længderetningen.

En luftkniv 97, som afgiver en strøm af steril luft fra en ledning 98, er rettet mod banen 20 omtrent på det sted, hvor den forlader steriliseringsafsnittet 100, for at 25 fordampe eventuelt resterende steriliseringsmiddel. Luftkniven 97 har ligeledes en luftafgang 72 til at føre steril luft ind i det sterile kammer for at medvirke til at opretholde et positivt sterilt lufttryk.

Som vist i fig. 7 til 18 omfatter formningsafsnittet 30 130 sæt af samvirkende valser og ledeelementer monteret på understativer 131 og 132, som er monteret på stativet 11 for maskinen 10. Understativet 130 er svingeligt forbundet med understativet 132 ved en stander 133, så at det kan åbnes (vist i stiplet streg, jfr. fig. 12 og 13) med henblik 35 på manuel fremføring af banen 20 til den rigtige foldede orientering, vedligeholdelse eller andre maskin- eller bane- DK 169839 B1 13 indstillinger, og lukkes (vist i fuldstreg) med henblik på maskinens drift. Et håndtag 134, some er vist i fig. 13 og 15, anvendes til at åbne og lukke understativet 131 i forhold til understativet 132 på en konventionel fjederbelastet 5 måde. Fortrinsvis er håndtaget 134 svingeligt forbundet med understativet 132 ved en stander 135 og forbundet med understativet 131 med en stang 136, som er fast befæstet til et nav 137 på håndtaget 134 og forskydeligt monteret i et nav 138, som er monteret på understativet 131. En fjeder 139 er 10 monteret omkring stangen 136 mellem navene 137 og 138. Indstillingsmøtrikker 140 kan ændre den effektive længde af stangen 136 ved at føre den frem gennem navet 138 og derved indstille den spænding, der udøves af fjederen 139. Navene 137 og 138 er svingeligt monteret i håndtaget 134 og under-15 stativet 131 således, at placeringen af svingningspunkterne 135, 133, 138 og 137 er sådanne, at fjederen 139 tilbageholder understativet 131 i enten en åbnet eller lukket stilling afhængigt af, på hvilken side af navet 138 navet 137 er fysisk placeret i forhold til standeren 135 enten bort fra 20 røret 22 eller imod røret 22 ved det yderste bevægelsesområde.

De tilsvarende samparrede elementer, som er monteret på hver af understat iver ne 131 og 132, og som er i det væsentlige ens i opbygning og funktion og anbragt over for 25 hinanden er angivet ved suffixet "a" svarende til understativet 132 eller suffixet "b" svarende til understativet 131, medmindre andet er anført. For at lette forklaringen skal kun det ene element beskrives, selv om beskrivelsen ligeledes gælder det overfor liggende element.

30 Som vist i fig. 12 kommer den trekantformede bane efter at have forladt ledeflangerne 74 i berøring med ledevalser 142a og 142b, som er vinkelstillet imod hinanden og vinkelstillet nedad fra understativet 132 for at presse banesidefelterne 44 og 45 (se fig. 2) plane og imod hinanden 35 og derved folde banen 20 om rillelinierne 62 og 63 til et i det væsentlige trekantet rør 22. Ledevalserne 142a og 142b DK 169839 B1 14 kan være forbundet med understativet 132 med sædvanlige, ikke viste kardanforbindelser, som muliggør indstilling af vinkelorienteringen af valserne inden for et vist vinkelområde.

5 Over for hinanden liggende længdesømsklemmevalser 143 presser under tryk banekanterne 24 og 26 sammen liggende over og ud for hinanden for at medvirke til at styre banefremføringen til en spole 120. Kanten 24 er banedelen uden for rillelinien 66 og kanten 26 er banedelen uden for ril-10 lelinien 66a (se fig. 2) . Som vist i fig. 7 og 18 er valserne 143 drejeligt monteret på en stander 141 liggende ud for hinanden ved enden af et åg 162 og udøver en kraft, der er tilstrækkelig til at presse og trykke kanterne sammen oprettet i længderetningen.

15 Valserne 143 er stillet i smig, dvs. fastgjort under en vinkel på ca. 10 til 15° med banen, for at medvirke til at tilvejebringe en kraftkomposant vinkelret på den langsgående banekant, når valserne roterer, efterhånden som banen fremføres, for at trykke selve kantdelen af banen til opret-20 ning i forhold til en rille 122 i spolen 120 for at sikre en lige og jævn langsgående søm. Smigvinkelen om standeren 141 kan indstilles for at sikre optimal opretning.

Knyttet til valserne 143 findes en fritløbende understøtningsvalse 169 orienteret således, at den berører røret 25 22 på tværs. Valsen 169 har fortrinsvis omtrent den samme bredde som feltet 39a i- den færdige emballage 31 og er svingel igt monteret i en konsol 168 for at berøre området af banen 20 mellem rillelinierne 62 og 63 med henblik på at medvirke til foldning om rillelinierne 62 og 63 og trekant-30 forme det, som danner oversiden af emballagen 31, mens den lodrette eller langsgående forsegling fremstilles. De ud for hinanden liggende banekanter 24 og 26 føres gennem spolen 120, som aktiveres for at opvarme kanterne. Ved den foretrukne udførelsesform dannes forseglingen ved, at de magnetiske 35 kræfter, der frembringes af spolen 120, trykker de opvarmede langsgående banekanter sammen. Ved alternative udførelses- DK 169839 B1 15 former opvarmer spolen blot banekanterne, så at forseglingen dannes med klemmevalser, som presser de opvarmede banekanter sammen. Arme 153 og 154 er i det væsentlige stive elementer, som fastholder længdeforseglingsspolen 120 i den passende 5 afstand fra understativet 132 og forhindrer spolen 120 i at bevæge sig i forhold til stativet 11. Således minimeres enhver tilbøjelighed hos spolen 120 til at ændre orientering på grund af det elektromagnetiske felt, der frembringes, når spolen 120 aktiveres, eller på grund af vibrationer under 10 drift af maskinen 10.

Ved den foretrukne udførelsesform frembringer strømmene, der induceres i de over for hinanden liggende polyfo-liebanekanter af spolen 120, ligeledes hver sin sekundære elektromagnetiske kraft af en størrelse afhængig af den 15 inducerede strømtæthedsfordeling i kanten. Kræfterne, som er af modsat polaritet, tiltrækker hinanden. Banekanterne 24 og 26 i rillen 122 vil udsat for det magnetiske felt frembragt af spolen 120 tiltrække og klæbe til hinanden, og når termoplasten blødgøres og smelter, smeltes sammen. For-20 seglingen kan ligeledes føres gennem klemmevalser 144a og 144b, mens termoplastlagene i banen 20 stadig er varme, så at over for hinanden liggende termoplastiske lag vil blive mere gennemgribende sammensmeltet mekanisk til dannelse af en homogen hermetisk forsegling. Valserne 144 er monteret 25 ved enderne af arme 163 og trykkes sammen under spænding med en kraft, der er tilstrækkelig til at presse de opvarmede banekanter sammen.

Fortrinsvis fremstilles den langsgående forsegling på det, der bliver bundfeltet i emballagen, af både æstetiske 30 grunde og emballeringsgrunde, som ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse.

Efter at røret 22 er forseglet i længderetningen, fremføres det og føres mellem drevne ruller 145a og 145b og medløberruller 146a og 146b. Som vist i fig. 7, 9, 10, 11, 35 14, 16 og 17 er drivrullerne 145a og 145b anbragt i det væsentlige parallelt og har bånd 206a og 206b ført derpå DK 169839 B1 16 for friktionsmæssigt at lægge an mod siderne af det trekantede rør 22 for at trykke røret 22 til en mere rektangulær form som vist i fig. 14. Medløberrullerne 146a og 146b er anbragt under de drevne ruller 145a og 145b men har en mindre 5 radius og er forsat for at forsyne båndene 206a og 206b med en større grad af omvikling omkring rullerne 145a og 145b.

De drevne ruller 145a og 145b drives af en rem 170, som forbinder en skive 171 knyttet til rullen 145a, en skive 172 knyttet til rullen 145b, en strammeskive 173 og en driv-10 skive 174 monteret på en aksel 189. Skiven 173 er monteret på en aksel 173' (fig. 16) og fastgjort til et understativ 175 med en gevindforsynet bolt og et møtrikarrangement. Strammeskiven 173 sørger for at holde remmen 170 under korrekt spænding og i friktionsindgreb med skiverne 171, 172 15 og 174. Skiven 172 er forbundet med drivrullen 145b ved hjælp af en aksel 178b med en kardanforbindelse 179b og 180b ved hver ende, idet kardanforbindelsen 180b er forbundet med en aksel 181b, som har en stift 182b, der er indrettet til at forskydes ind i og ud af et optagekammer 183b (med 20 en langsgående slids 184b), som igen ender i et lejehus 185b monteret på understativet 131. Skiven 171 er på lignende måde forbundet med drivrullen 145a. Remmen 170 er indrettet til at sætte drivrullerne 145a og 145b i modsatte omdrejninger for at fremføre røret 22 i det væsentlige ensartet.

25 Stift- og slidsarrangementet tillader bevægelse af understativet 175 i forhold til understativet 131 for f.eks. at oprette drivrulleme 145 korrekt med røret 120, at indstille afgivelsen af kraft fra et ikke vist drivorgan til drivskiven 170 eller for at tilpasse maskinen 10 til forskelligt dimen-30 sionerede emballager.

Drivskiven 174 er forbundet med drivorganet for maskinen 10 ved akselen 189 gennem en række tidsstyreremme, gearkasser og skiver af forskellige konventionelle udformninger.

35 Som vist i fig. 7, 8, 9 og 10 fremføres røret 22 efter at have passeret formningsrullerne 145a og 145b mellem bån- DK 169839 B1 17 dene 206a og 206b ved over for hinanden liggende ledeplader 147a og 147b anbragt under rullerne henholdsvis 145a og 145b. Ledepladerne 147 strækker sig nedad og indad og er adskilt fra hinanden et stykke for at medvirke til styring 5 af rumfanget af produkt 32 inden i røret 22 og holde røret 22 langs en i det væsentlige lodret akse uanset de påfølgende emballagedannelsesoperationer, som bevæger røret 22 ud fra lodret opretning. Ruller 194a og 194b er drejeligt monteret på aksler 204a og 204b. Banebåndene 206a og 206b (fig. 10 10 og 17) er således monteret over hver sine af rullerne 145 og rullerne 194, at de friktionsmæssigt ligger an imod røret 22 og fremfører det, når båndene 206 drives af rullerne 145. Ved den foretrukne udførelsesform har rullerne 194 en overflade, og enderne af akslerne 204 kan være opslidsede, 15 så at aksen for akselen 204 kan ændres og fastgøres i en stilling i forhold til vandret for at holde banebåndet løbende langs dets tilsigtede bane. Aksen for akselen 204 kan således indstilles til at modvirke de kræfter, der trækker i sideretningen på røret 22, mens det fremføres, og holde 20 de over for hinanden liggende bånd 206a og 206b løbende lodret på sporet. Pladerne 107a og 107b kan være adskilt fra hinanden med omtrent bredden af en emballage, så at vægten af produktet 32 vil få røret 22 til at udvide sig og forøge sit rumfang til omtrent den korrekte emballagetyk-25 kelse, og er fortrinsvis tilspidsede til dannelse af en spalteåbning på c. 3,2 mm for at styre rørdimensionerne forud for tværgående sammenspænding og forsegling.

Som vist i fig. 1, 4 og 6 presses en kontinuerlig strøm af steril luft ved et tryk større end omgivelsernes 30 gennem ledningen 150 for at skylle det indre af røret 22 og den steriliserede bane. Den sterile luft opretholder steriliteten af røret 22 og den foldede bane 20 som den forlader steriliseringskammeret 100 før den formes til et rør, fyldes og tværforsegles. Ved at tilvejebringe et tryk over den 35 omgivende lufts minimerer den sterile luftstrøm i det væsentlige sandsynligheden for forurening af den steriliserede DK 169839 B1 18 bane fra de øvrige omgivelser. Ledningen 50 må afsluttes langt nok over produktet 22 til ikke at forstyrre påvisningen af fyldningsniveauet men ikke så langt, at det forhindrer en kontinuerlig udveksling af steril luft ved produktfyld-5 ningsniveauet.

Som vist i fig. 1, 5 og 6 indføres produktet 32 i det kontinuerligt dannede rør 22 med et fylderør 400. En produktniveaudetektor 410 til bestemmelse af produktniveauet i røret er ligeledes indsat i røret 22 for at påvise niveauet 10 af produktet 32 i røret, mens røret 22 fremføres og formes til emballager 30. Fyldrøret 400 er bestemt til at afsluttes et godt stykker under produktniveauet, så at ingen luftbobler indføres i produktet 32 inden i røret 22 ved faldende produkt, omrøring eller en hvirvelvirkning. Ved den foretrukne 15 udførelsesform kan produktniveaudetektoren 410 være en konventionel kapacitativ sonde, som undergår en impedansændring som reaktion på den del af sonden, der er neddykket i produktet 32. Denne impedans kan korreleres til at angive den øjeblikkelige produktniveauposition ved en mikrodatamat og 20 anvendes til at indstille fyldningshastigheden som det skal beskrives senere.

Ifølge den foretrukne udførelsesform er der altid produkt nok i røret til adskillige emballager. Det øjeblikkelige produktniveau påvises af detektoren 410, som ligeledes 25 anvendes med en konventionel mikrodatamat til at sammenligne produktniveauet med et forud fastlagt overstrømningsafbrydelsesniveau, understrømningsafbrydelsesniveau og arbejdsproduktområde inden for afbrydelsesniveaugrænserne. Fyldningshastigheden kan styres af en mikrodatamat gennem anven-30 delse f.eks. af en drøvleventil til at holde produktniveauet inden for arbejdsområdet, idet man tager stigning af produktniveauet inden for arbejdsområdet i betragtning, efterhånden som emballager dannes og fraskilles ved enden af det fremførte rør 22.

35 Som vist i fig. 19 til 24 omfatter længdeforseglings- induktionsspolen 120 en flersløj fespole med halvdelen af DK 169839 B1 19 sløjferne anbragt med jævne mellemrum på modsatte sider af en langsgående kanal eller rille 122, der strækker sig langs med og mellem de aflange sidesløj feafsnit af spolen 120 (se fig. 19a). Den foldede sløjfeudformning forøger den udstrå-5 lede feltintensitet og fordeler mere jævnt det elektromagnetiske felt, som udstråles af spolen 120 ved induktion, når den aktiveres, end en plan spole ville. Det jævnt fordelte magnetiske felt tilvejebringer en jævnt fordelt induceret strøm i, langs og tværs over de strømførende lag i 10 polyfoliebanekanterne 24 og 26, når de fremføres gennem den U-formede rille 122, og tilvejebringer moderat jævn opvarmning af de mod hinanden vendende termoplastiske lag og efter køling en i det væsentlige ensartet langsgående hermetisk forsegling. Rillen 122 er indrettet til at optage banekan-15 terne 24 og 26 og holde dem oprettet, mens de passerer derigennem med henblik på opvarmning og forsegling, når spolen 120 er aktiveret. Baneindgangen kan have en affasning på f.eks. 60° for at lette indsætning af banen i rillen. Se fig. 22. Sløjfen i den langsgående forseglingsspole 120 20 omfatter et ledende rør 656 og et midtpunktsudtag 656a, hvilket kan være fastgjort i et ikke-ledende, stift hus 658 f.eks. af epoxy, et epoxy-fiberglasmateriale, plast eller lignende. Det ledende rør 656 er fortrinsvis et hult kobberrør indrettet til at have et kølemiddel såsom vand strømmende 25 derigennem. Midtpunktsudtaget 656a er elektrisk forbundet til lederen 656 ved et sted 657 for at forhindre en strømbue over til banen under funktion. Afstandselementer 655a og 655b kan som vist i fig. 23 og 24 anvendes til at holde spolerne og lederne adskilt fra hinanden og oprettet i huset 30 658 og spolen 120.

Ved den foretrukne udførelsesform dannes den langsgående forsegling ved intermitterende aktivering af længdeforseglingsinduktionsspolen 120 og bliver bundforseglingen i emballagen tværs over emballagebredden. Længden af spolen 35 120 er tilnærmelsesvis lig med eller større end en udfladet emballagebredde, så at den langsgående længde af røret 22, DK 169839 B1 20 svarende i det mindste til bundforseglingen, vil passere gennem det elektromagnetiske felt, der er frembragt af spolen 120, mens spolen 120 er aktiveret. Banehastigheden og det tidsrum, som spolen er aktiveret og udstråler et elektromag-5 netisk felt, kan koordineres således, at de over for hinanden liggende termoplastiske lag smelter effektivt og forsegler hermetisk som en kontinuerlig forsegling fortrinsvis dannet i overlappende afsnit.

Den langsgående forseglingsoperation ifølge den fore-10 liggende opfindelse kan energiforsynes med en ikke vist højfrekvensgenerator, som frembringer et forud valgt energiniveau til dannelse af den lodrette forsegling, f.eks. ca. 3 til 5 kW ved ca. 650 kHz. Højfrekvensgeneratoren er elektrisk forbundet med længdeforseglingsinduktionsspolen 15 120 med lederne 656 og fakultativt med en tvær induktionsspole gennem en koblingsmekanisme 652, som ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse.

Energien fra højfrekvensgeneratoren kan med et styrekredsløb tilsluttes længdeforseglingsinduktionsspolen 120, 20 i hvilken der induceres en strøm, som igen inducerer en strøm i de over for hinanden liggende kanter 24 og 26 af polyfoliebanen 20 i den u-formede spalte 122 i spolen 120 i et forud fastlagt tidsrum. Dette tidsrum kan dels afhænge af hastigheden af polyfoliebanen 20 eller røret 22, der 25 passerer gennem spolen 120, den tid koblingsmekanismen 652 der aktiveret, de fysiske egenskaber af banen 20, induktionsspoleudformningen og andre produktionsparametre.

Som vist i fig. 13 forbinder koblingsmekanismen 652 forseglingsspolen 120 til højfrekvensgeneratoren. Koblings-30 mekanismen 652 omfatter et hus 653 af et isolerende materiale og fortrinsvis fremstillet af plast og kan indeholde et udkoblingsorgan til selektivt at tilkoble og frakoble spolen 120 til generatoren. Der er tilvejebragt kølefluidumtilslut-ninger 1656a og 1656b til at cirkulere et kølefluidum gennem 35 spolen 120 i de ledende rør. De ledende rør er elektrisk forbundet ved tilslutningerne for at opretholde et fuldstæn- DK 169839 B1 21 digt elektrisk kredsløb.

Efterhånden som røret 22 fremføres i apparatet 200 sammenspændes det i tværretningen med den ene forseglingsmekanisme efter den anden for at fastholde i det væsentlige 5 det samme produktrumfang og den samme mængde bane mellem forseglingsmekanismerne for hver emballage, og det forsegles så i det på tværs sammenspændte område. De forseglede rør overskæres så i det forseglede område til dannelse af emballager med et overskæringsorgan, som fortrinsvis er monteret 10 i forseglingsmekanismen eller placeret andet steds på maskinen 10. De adskilte emballager kan så behandles til færdige beholdere 31 med andet apparatur, der ligeledes ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse.

Claims (5)

1. Apparat (10) til formning af en kontinuerlig bane (20) af polyfoliemateriale til et rør (22), som kan fyldes med et produkt (32) og sammenspændes, forsegles og adskilles 5 i tværretningen til emballager (31), hvilket apparat omfatter: organer (110) til fremføring af polyfoliebanen, et stativ (11,131,132), baneledeorganer (64,74) til bøjning af polyfolieba-10 nen, idet baneledeorganerne strækker sig langs en længde, så at banen bøjes, efterhånden som de langsgående kanter (24,26) af banen gradvis bringes tæt sammen til at ligge over og over for hinanden, mens banen fremføres langs baneledeorganerne, 15 et par første valser (142a,142b) monteret på stativet (131,132) i afstand fra hinanden, idet én af de første valser er anbragt på hver side af den bøjede polyfoliebane, et par andre valser (143) adskilt et stykke fra hinanden og indrettet til at kunne optage de over og overfor 20 hinanden liggende langsgående kanter af banen og klemme dem sammen, og organer (120) til at opvarme de overfor hinanden liggende banekanter, så at de smelter sammen til dannelse af en homogen, langsgående forsegling, 25 kendetegnet ved, at de første valser (142a,142b) er monteret på stativet vinkelrettet imod hinanden og nedad fra stativet, så de berører den bøjede polyfoliebane for at udflade de dele af banen, der grænser til de over for hinanden liggende langs-30 gående kanter, efterhånden som banen fremføres, der er tilvejebragt rilleorganer (122) til at modtage og oprette de langsgående kanter af banen anbragt tæt ved de langsgående baner af kanten, efterhånden som banen fremføres, 35 de andre valser (143) har parallelle omdrejningsakser, som befinder sig under en vinkel med den langsgående kant DK 169839 B1 23 af banen for at udøve en kraftkomposant på banekanterne vinkelret på fremføringsretningen for banen for at trykke kanterne ind i rilleorganerne (122) og oprettet i længderetningen, og at 5 en tredje valse (168) er monteret i stativet og an bragt til berøring af banedelen mellem de to udfladede banedele for at trykke banekanterne ind i rilleorganet og i længderetningen oprette banekanterne og derved forsyne banen med en i det væsentlige trekantet tværsnitsudformning.

2. Apparat ifølge krav 1, k endetegnet ved, at det yderligere omfatter: et par fjerde valser (144a,144b) adskilt et stykke fra hinanden og indrettet til at modtage de opvarmede, over hinanden liggende og berørende langsgående kanter (24,26) 15 og yderligere presse dem sammen til dannelse af en homogen langsgående forsegling.

3. Apparat ifølge krav 1, k endetegnet ved, at rilleorganet (122) og organerne (120) til opvarmning af polyfoliebanen yderligere omfatter: 20 en langsgående induktionsspole (120) strækkende sig over en længde, monteret i et fast forhold (153,154) til stativet, elektrisk forbundet (652,656) med en kilde (650) for elektromagnetisk energi og anbragt tæt ved banekanterne, så at et elektromagnetisk felt frembragt af induktionsspolen 25 vil inducere en strøm i og derved opvarme polyfoliens langsgående banekanter tæt ved spolen, og et rillemateriale indrettet til at optage de fremførte banekanter for at oprette banekanterne (24,26), idet rillen (122) er U-formet og indskudt mellem banen og spolen, og hvor 30 materialet ikke ugunstigt påvirker det elektromagnetiske felt, der er frembragt af spolen.

4. Apparat ifølge krav 3, k endetegnet ved, at den langsgående induktionsspole (120) er foldet omkring de banekanter, som føres mellem de strømførende 35 flader af spolen, for at tilvejebringe en magnetisk kraft, som trykker de over og overfor hinanden liggende langsgående 24 DK 169839 B1 banekanter sammen, når der induceres en strøm i polyfoliematerialet, for at bringe de opvarmede kanter sammen til dannelse af en forsegling.

5. Apparat ifølge krav 2, k endetegnet 5 ved, at baneledeorganerne yderligere omfatter: en femte valse (110) til at dirigere fremføringen af polyfoliebanen, en plade (64) med en top, bund og to flanger (74) strækkende sig under spidse eller rette vinkler med pladen 10 fra toppen til bunden ved kanterne af pladen, og hvor pladekanterne er udformet således, at afstanden mellem flangerne bliver mindre fra toppen til bunden, idet flangerne er vinkelstillet til modtagelse af banen fra den femte valse (110) og styring af de langsgående kanter af banen, efterhånden 15 som banen fremføres, så at banen bøjes til at bringe de langsgående kanter sammen i et oven på og over for hinanden liggende forhold ved bunden af pladen. c