EP1426295A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Versiegeln von Behältern mit einem bahnförmigen Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Versiegeln von Behältern mit einem bahnförmigen Material Download PDF

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EP1426295A1
EP1426295A1 EP03027232A EP03027232A EP1426295A1 EP 1426295 A1 EP1426295 A1 EP 1426295A1 EP 03027232 A EP03027232 A EP 03027232A EP 03027232 A EP03027232 A EP 03027232A EP 1426295 A1 EP1426295 A1 EP 1426295A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
blank
tool
sealing
stapling
Prior art date
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Granted
Application number
EP03027232A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1426295B1 (de
Inventor
Hans-Herbert Fuchs
Robert Russ
Klaus-Dieter Geiser
Stefan Eich
Rolf Eimecke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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Publication date
Application filed by Braun GmbH filed Critical Braun GmbH
Publication of EP1426295A1 publication Critical patent/EP1426295A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1426295B1 publication Critical patent/EP1426295B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/162—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by feeding web material to securing means
    • B65B7/164—Securing by heat-sealing

Definitions

  • the invention relates to a method for sealing containers according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device with which such Procedure can be carried out.
  • DE 37 15 356 C2 discloses a device for sealing cover foils onto packaging containers with a heatable sealing head and an insulation body that additionally a compensation function to compensate for incorrect positioning of the packaging container takes over.
  • the cover film is replaced by one Feeding station applied to the packaging container and then with the hot Seal head pressed against the packaging container.
  • DE 196 29 356 A1 describes an apparatus and a method for heat sealing Container openings known by means of film cuts.
  • a foil blank is gripped with a single tool and in one operation positioned on the opening of the container and with the edge of the container opening sealed.
  • the film cut is taken from a magazine in which the film cuts are stacked.
  • DE-A 19623133 shows a punching and pressing device, it being provided that the container is heated before the blank is punched out and then attached to achieve. With this method, it is a requirement that the one to be sealed Container has a very high heat capacity, so it is made of metal. Otherwise, Particularly when there are interruptions in production, secure attachment cannot be achieved.
  • DE 197 50 075 A1 discloses a method and an apparatus for producing and Application of lids from a material web, in particular cover sheet films from a thin plastic sheet. According to the procedure described there, one of a Storage of removed material web or plastic film web via the filling opening of the container to be closed and attached to the filling edge, preferably sealed. Essentially at the same time as the fastening or sealing process the cover or the cover sheet film is cut out.
  • the invention has for its object the sealing of containers, in particular of plastic containers, by means of cuts from sheet-like material with an acceptable To carry out the effort as reliably and precisely as possible.
  • a web-like material becomes a web of material adjacent to that to be sealed Container positioned. Then the blank is cut out of the material web and pinned to the container. Eventually there will be a seal between the blank and the container, which encloses the area of the container to be sealed.
  • the method according to the invention has the advantage that the magazine and the handling cutting is not required. Another advantage is that the cutting is very precise is positioned on the container. In addition, the cut is attached to the Containers reliably secured against slipping during further processing and thus maintain the high positional accuracy until the sealing connection is completed.
  • the web of material can be unwound from a roll-off device and after Cut out the remaining pieces of the remaining material on a reel-up be wound up. This has the advantage that after the blanks have been removed remaining residual material can be removed in a very simple manner. The positioning of the material web is also facilitated.
  • the blank is removed after removal a separating tool used for the removal pressed against the container and thus fixed in place during the attachment of the blank to the container.
  • An additional tool for fixing the blank can thus be omitted.
  • the cut can be attached to the container by local pressure and heat. It is particularly advantageous if the blank is attached to the container using a stapling tool is attached, which is integrated in the separating tool. This enables a very fast execution of the stitching process.
  • the stapling tool can be attached after the Cut the container at least partially out of the cutting tool become. This can cause the cutting tool to heat up as a result of thermal Expansion inaccuracies can be largely prevented.
  • the blank is preferably punched out of the material web. It is an advantage if the container is punched in a receiving hole during punching inserted cutting plate is arranged, so that a very easily precise positioning of the blank on the container is possible.
  • the seal connection can be formed in a separate work station to which the Container is transported after attaching the blank.
  • To form the seal connection is usually a heatable sealing tool against the attached to the container pinned blank pressed.
  • the container is preferably made of plastic, in particular polypropylene, and can for example be designed as a cartridge and filled with a shaving liquid his.
  • a foil in particular a metal foil, is preferably used as the material web.
  • the material web can have at least one coating which has at least one can contain thermo-activatable adhesive or an activatable film. With the help of the coating or the coatings can optimize the properties of the sealed connection can be tailored to the respective application.
  • the device according to the invention for sealing containers by means of cuts A web-shaped material is characterized in that a cutting tool for cutting out the blank is provided from a material web into which a stapling tool integrated for attaching the blank to the container.
  • the cutting tool is a cutting punch formed and has at least one recess in which a heatable stamp is slidably arranged as a stapling tool. It is advantageous if the stapling tool is thermally insulated from the cutting tool and heating of the cutting tool is largely avoided.
  • the stapling tool can, for example, by a Air gap be thermally insulated.
  • the device according to the invention is generally designed so that a stapling station is provided is in which the cutting tool with the integrated stapling tool is arranged and a sealing station in which a sealing tool for establishing a seal connection is arranged between the blank and the container. Because the sealing tool is essential develops more heat than the stapling tool, such a spatial is recommended Separation to protect the cutting tool from excessive heat.
  • the sealing tool can in particular be used as a heatable sealing stamp for manufacture a heat seal connection.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the sealing device according to the invention in one schematic side view.
  • the sealing device has a stapling station 1 and a sealing station 2, which are passed through in this order by containers 3.
  • the feed direction the container 3 is illustrated by an arrow 4.
  • the feed takes place in cycles with aids not shown in the figures, such as by means of a conveyor belt.
  • the stapling station 1 has a cutting stamp 5 and one below the cutting stamp 5 arranged cutting plate 6.
  • the cutting punch 5 can and the cutting plate 6 can be moved away from the cutting plate 6.
  • a through hole 7 of the punch 5 is a heatable stamp 8 parallel to the direction of movement of the cutting stamp 5 slidably arranged.
  • the through hole 7 has a larger one Diameter on than would be required for the inclusion of the stamp 8, so that between the stapling stamp 8 and the surrounding material of the cutting stamp 5 Air gap 9 is formed.
  • a receiving bore 10 of the cutting plate 6 is one of the Container 3 arranged such that its top is slightly behind the surface the cutting plate 6 stands back. With its bottom, the container 3 is supported on a counter-holder 11, which is displaceable parallel to the direction of movement of the cutting punch 5.
  • a film strip crosses the space between the die 5 and the die 6 12, which is unwound from a decoiler 13 and wound onto a decoiler 14 becomes. By means of deflection rollers 15, the film strip 12 is directly on the surface of the Cutting plate 6 passed.
  • the sealing station 2 has a heatable sealing stamp 16 and one arranged below it Centering aid 17 with a centering hole 18.
  • the sealing stamp 16 can be used as a centering aid 17 are moved towards and away from the centering aid 17.
  • the centering aid 17 one of the containers 3 is arranged and is supported on a counter-holder 19, which is movable parallel to the direction of movement of the sealing stamp 16.
  • Both the bookmark 8 and the seal stamp 16 are preferably not on one shown temperature control or control device connected so that an adjustment the materials and the manufacturing process.
  • one of the Container 3 is positioned in the receiving bore 10 of the cutting plate 6 and on the counter holder 11 supported. Then the die 5 is moved towards the cutting plate 6 and punches a foil blank 20 from the foil strip 12 according to its contour that runs directly above the cutting plate 6. The film blank 20 is the Cutting punch 5 pressed against the container 3 and fixed in this way. Then the Stapling stamp 8 passed through the through hole 7 of the cutting stamp 5 and pressed against the foil blank 20 in order to attach the foil blank 20 to the container 3. Tacking is done by a sealing operation that is only local in a very narrowly limited area Area is carried out and in which the staple 8, the film blank 20 and the immediately adjacent area of the container 3 heated and interconnected.
  • the stapling stamp 8 and then the cutting stamp 5 are moved back again.
  • the stitching stamp 8 is in a position outside of the next stitching process Die 5 parked to prevent heating of die 5 as possible.
  • the air gap 9 is also provided, which is the stapling stamp 8 surrounds within the through hole 7 of the punch 5.
  • cutting die 5 should be prevented as much as possible because of this Dimensional accuracy would deteriorate due to the associated material expansion and so that the precision when punching out the film blank 20 would be reduced.
  • the foil blank 20 is secured in the correct position on the container 3, so that the Container 3 including the attached foil blank 20 after lifting the cutting plate 6 and the counter-holder 11 can be transported in the direction of the sealing station 2 can. Accordingly, the film strip 12 with the reel 14 around a feed unit transported further, so that in the area of the cutting plate 6 a still intact section of the film strip 12 is positioned.
  • another container 3 is sealed in the sealing station 2.
  • the container 3 in the Centering hole 18 of the centering aid 17 is added and thereby in the correct position to the sealing stamp 16 positioned.
  • the container 3 is in this Fixed position.
  • the details of the handling of the container 3 are not essential for that Invention.
  • the container 3 can be inserted into the centering bore 18 from above or the centering aid 17 can be pushed from below over the container 3. It is also possible to form the centering aid 17 in two parts, so that the container 3 is transported from the side into the opened centering aid 17 and the centering aid 17 is then closed.
  • the sealing stamp 16 When the container 3 is in its predetermined position in the sealing station 2 has reached, the sealing stamp 16 is advanced and against the to the container 3 stapled film blank 20 pressed. As a result, the film blank 20 with the Edge area of the container 3, on which the film blank 20 rests, all around in a heat sealing operation. Temperature, duration and contact pressure of the heat sealing operation are adjusted to the respective application. To Completion of the heat sealing operation, the sealing stamp 16 is moved back as well the container 3 is released from the centering aid 17 and from the counter-holder 19 and transported further.
  • Fig. 2 shows an embodiment for the container 3 and the associated film cut 20 and die 5 in a schematic plan view.
  • the container 3 has a filling opening 21, which is surrounded by an edge 22.
  • the edge 22 has two radial thickenings 23 for attaching the circular film blank 20, d. H.
  • film blank 20 is provided with two tack points on container 3 fixed.
  • two through holes 7 are in the punch 5 with a stamp 8 provided.
  • the container 3 is in the stapling station 1 relative to Cutting punch 5 arranged such that the thickenings 23 with the stapling 8th aligned. After punching out the film blank 20 with the die 5 the two stamps 8 pressed simultaneously against the film blank 20, so that the film blank 20 is attached to the container 3 with two tacking points.
  • the edge 22 of the container 3 has the same cross-section over the entire circumference.
  • the film blank 20 is except for one radially projecting tab 24 is circular and is in the area of the tab 24 the container 3 pinned.
  • the tab 24 is intended to pull off the seal on the container 3 Ease foil cut 20.
  • the cutting punch 5 has a film cut 20 corresponding outer contour.
  • the Through hole 7 is provided for the staple 8. Also in this embodiment it is necessary that the container 3 is in the correct position for the cutting punch 5 in the stapling station 1 is arranged. After the foil blank 20 has been punched out, it is removed by the Stapling stamp 8 attached to container 3 with a stapling point.
  • the container 3 has a comparison with FIGS. 2 and 3 a relatively complex shape.
  • a container 3 shaped in this way is used in razors and is used to store a shaving liquid.
  • the shape of the container 3 is adapted to a receiving space of the shaver, in which the container 3 as one replaceable cartridge can be inserted.
  • the container 3 is on its upper side largely closed and has a first opening 26 and a second opening 27, which are separated and compared to the total area of the top have relatively small dimensions.
  • the rim 22, which is the top of the container 3 encloses all around, is raised and serves to establish a sealed connection with the foil blank 20.
  • the openings 26 and 27 are not each be sealed for themselves, but together covered by the film blank 20 which extends over the entire top of the container 3.
  • a dome-shaped elevation 28 is formed on the top of the container 3, which at Tacking the film blank 20 is melted.
  • the film blank 20 is with the Cutting punch 5 punched out so that it is flush with the edge 22 except for a partial area of the container 3 completes. In the partial area, the film blank 20 is above the edge 22 of the container 3 to, according to the embodiment of FIG. 3, the tab 24 form, which facilitates the removal of the film blank 20 from the container 3.
  • the container 3 in the stapling station 1 in the correct position for the cutting stamp 5 is arranged.
  • the foil blank 20 After the foil blank 20 has been punched out, it is also cut a tack point in the area of the elevation 28 attached to the container 3. For this is the lateral position of the stamp 8 on the position of the elevation 28 on the top of the Container 3 matched.
  • Fig. 5 shows an embodiment in which the container 3 is formed in two parts.
  • the Foil blank 20 and the cutting punch 5 are not special in this embodiment shown. However, their training results in analogy to the exemplary embodiments 2, 3 and 4 directly from the geometry of the container 3.
  • the container 3rd has a first partial container 29 and a second partial container 30, which by means of a Connecting web 31 are interconnected. After arranging the Container 3 in the stapling station 1 and the punching out of the film blank 20 becomes the film blank 20 in this embodiment by one or more tacking points in the Area of the connecting web 31 attached to the container 3.
  • containers 3 are preferably used which are made of a plastic material, are made in particular of polypropylene.
  • the film strip 12 acts it is usually a single or multiple coated metal foil.
  • the coating has at least one hot melt adhesive or film, which during the Sealing process intimately connects to the container 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Versiegeln von Behältern (3) mittels Zuschnitten (20) aus einem bahnförmigen Material. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Materialbahn (12) benachbart zu dem jeweils zu versiegelnden Behälter (3) positioniert. Dann wird der Zuschnitt (20) aus der Materialbahn (12) herausgetrennt und an den Behälter (3) angeheftet. Schließlich wird eine Siegelverbindung zwischen dem Zuschnitt (20) und dem Behälter (3) ausgebildet, die den zu versiegelnden Bereich des Behälters (3) umschließt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versiegeln von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, mit der ein derartiges Verfahren durchgeführt werden kann.
Verfahren zum Versiegeln von Behältern mit einem bahnförmigen Material, wie beispielsweise einer Folie, werden vielfältig eingesetzt. Sie dienen dazu, Behälter auf kostengünstige Weise dicht zu verschließen und dennoch ein späteres Öffnen der Behälter mit geringem Kraftaufwand zu ermöglichen. Hierzu werden Folienzuschnitte auf die Behälter aufgebracht und unter Einwirkung von Druck und Hitze fest mit den Behältern verbunden. Auf diese Art und Weise können beispielsweise verderbliche Lebensmittel luftdicht verpackt werden, um eine möglichst lange Haltbarkeit zu erreichen, flüchtige Stoffe sicher eingeschlossen werden usw. Für die Durchführung der Versiegelung, d. h. für das Aufbringen der Folienzuschnitte auf die zu versiegelnden Behälter und das Ausbilden der Siegelverbindung ist bereits eine Reihe verschiedener Vorgehensweisen bekannt.
So offenbart die DE 37 15 356 C2 eine Vorrichtung zum Aufsiegeln von Deckfolien auf Verpackungsbehälter mit einem beheizbaren Siegelkopf und einem Isolationskörper, der zusätzlich eine Ausgleichsfunktion zum Ausgleich von Fehlpositionierungen der Verpackungsbehälter übernimmt. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird die Deckfolie jeweils von einer Zuführstation auf den Verpackungsbehälter aufgebracht und anschließend mit dem heißen Siegelkopf gegen den Verpackungsbehälter gepreßt.
Aus der US 5,363,629 ist eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern durch Aufschmelzen flacher Deckel bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das Deckelmaterial als Folienstreifen zugeführt und es wird eine geeignete Deckelform ausgestanzt, wobei der Verbund im Folienstreifen zunächst noch erhalten bleibt. Anschließend wird der Deckel mittels eines Heißsiegelkopfes auf den Behälter aufgebracht und gleichzeitig vom Folienstreifen getrennt.
Aus der DE 196 29 356 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heißversiegeln von Behälteröffnungen mittels Folienzuschnitten bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird jeweils ein Folienzuschnitt mit einem einzigen Werkzeug erfaßt und in einem Arbeitsgang auf der Öffnung des Behälters positioniert sowie mit dem Rand der Behälteröffnung versiegelt. Der Folienzuschnitt wird jeweils einem Magazin entnommen, in dem die Folienzuschnitte gestapelt sind.
Die DE-A 19623133 zeigt eine Stanz- und Andruckvorrichtung, wobei vorgesehen ist, daß der Behälter vor dem Ausstanzen des Zuschnittes erwärmt wird um anschließend eine Anheftung zu erzielen. Bei diesem Verfahren ist es eine Voraussetzung, daß der zu versiegelnde Behälter eine sehr hohe Wärmekapazität aufweist, also aus Metall ist. Anderenfalls ist, insbesondere bei Unterbrechungen in der Fertigung ein sicheres Anheften nicht realisierbar.
Die DE 197 50 075 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen und Aufbringen von Deckeln aus einer Werkstoffbahn, insbesondere Deckblattfolien aus einer dünnen Kunststoffbahn. Gemäß der dort beschriebenen Vorgehensweise wird eine von einer Bevorratung abgezogene Werkstoffbahn bzw. Kunststoffolienbahn über die Einfüllöffnung des zu verschließenden Behälters gezogen und an dessen Einfüllrand befestigt, vorzugsweise aufgesiegelt. Im wesentlichen zeitgleich mit dem Befestigungs- bzw. Siegelvorgang wird der Deckel bzw. die Deckblattfolie ausgeschnitten.
Mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen lassen sich in vielen Fällen gute Ergebnisse erzielen. Schwierigkeiten treten jedoch insbesondere dann auf, wenn die verwendeten Folienzuschnitte sehr dünn sind, sehr genau positioniert werden müssen, eine komplizierte Form haben und nicht über den Rand der Behälteröffnung überstehen dürfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Versiegelung von Behältern, insbesondere von Kunststoffbehältern, mittels Zuschnitten aus bahnförmigen Material mit einem vertretbaren Aufwand möglichst zuverlässig und präzise durchzuführen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Versiegeln von Behältern mittels Zuschnitten aus einem bahnförmigen Material wird eine Materialbahn benachbart zu dem jeweils zu versiegelnden Behälter positioniert. Dann wird der Zuschnitt aus der Materialbahn herausgetrennt und an den Behälter angeheftet. Schließlich wird eine Siegelverbindung zwischen dem Zuschnitt und dem Behälter ausgebildet, die den zu versiegelnden Bereich des Behälters umschließt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß das Magazinieren und das Handling des Zuschnitts entfallen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Zuschnitt sehr präzise auf dem Behälter positioniert wird. Zudem wird der Zuschnitt durch das Anheften an den Behälter bei der weiteren Bearbeitung zuverlässig gegen Verrutschen gesichert und dadurch die hohe Positionsgenauigkeit bis zur Fertigstellung der Siegelverbindung erhalten.
Die Materialbahn kann von einer Abrolleinrichtung abgewickelt werden und der nach dem Heraustrennen der Zuschnitte verbleibende Rest der Materialbahn auf einer Aufrolleinrichtung aufgewickelt werden. Dies hat den Vorteil, daß das nach dem Heraustrennen der Zuschnitte verbleibende Restmaterial auf sehr einfache Weise abtransportiert werden kann. Außerdem wird die Positionierung der Materialbahn erleichtert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Zuschnitt nach dem Heraustrennen mit einem für das Heraustrennen eingesetzten Trennwerkzeug gegen den Behälter gedrückt und auf diese Weise während des Anheftens des Zuschnitts an den Behälter ortsfest fixiert. Ein zusätzliches Werkzeug zum Fixieren des Zuschnitts kann somit entfallen. Der Zuschnitt kann durch eine lokale Einwirkung von Druck und Wärme an den Behälter angeheftet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zuschnitt mit einem Heftwerkzeug an den Behälter angeheftet wird, das in das Trennwerkzeug integriert ist. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Ausführung des Heftvorgangs. Das Heftwerkzeug kann nach dem Anheften des Zuschnitts an den Behälter wenigstens partiell aus dem Trennwerkzeug herausgefahren werden. Dadurch können ein Aufheizen des Schnittwerkzeugs und die infolge der thermischen Ausdehnung auftretenden Ungenauigkeiten weitgehend verhindert werden.
Vorzugsweise wird der Zuschnitt aus der Materialbahn ausgestanzt. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Behälter während des Ausstanzens in einer Aufnahmebohrung einer beim Stanzvorgang eingesetzten Schnittplatte angeordnet ist, da damit auf sehr einfache Weise eine präzise Positionierung des Zuschnitts auf dem Behälter möglich ist.
Die Siegelverbindung kann in einer separaten Arbeitsstation ausgebildet werden, zu der der Behälter nach dem Anheften des Zuschnitts transportiert wird. Zur Ausbildung der Siegelverbindung wird in der Regel ein beheizbares Siegelwerkzeug gegen den an den Behälter angehefteten Zuschnitt gepreßt.
Der Behälter ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen gefertigt und kann beispielsweise als eine Kartusche ausgebildet und mit einer Rasierflüssigkeit gefüllt sein. Als Materialbahn wird bevorzugt eine Folie, insbesondere eine Metallfolie verwendet. Die Materialbahn kann wenigstens eine Beschichtung aufweisen, die wenigstens einen thermoaktivierbaren Klebstoff bzw. eine aktivierbare Folie enthalten kann. Mit Hilfe der Beschichtung bzw. der Beschichtungen können die Eigenschaften der Siegelverbindung optimal auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Versiegeln von Behältern mittels Zuschnitten aus einem bahnförmigen Material zeichnet sich dadurch aus, daß ein Schnittwerkzeug zum Heraustrennen des Zuschnitts aus einer Materialbahn vorgesehen ist, in das ein Heftwerkzeug zum Anheften des Zuschnitts an den Behälter integriert ist. Dies hat den Vorteil, daß die Vorrichtung sehr kompakt ausgebildet werden kann und daß zusätzliche Einrichtungen zum Sichern des Zuschnitts in der Zeitspanne zwischen dem Heraustrennen und dem Anheften nicht erforderlich sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schnittwerkzeug als ein Schnittstempel ausgebildet und weist wenigstens eine Ausnehmung auf, in der ein beheizbarer Heftstempel als Heftwerkzeug verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Heftwerkzeug zum Schnittwerkzeug thermisch isoliert ist und eine Erwärmung des Schnittwerkzeugs somit weitgehend vermieden wird. Das Heftwerkzeug kann beispielsweise durch einen Luftspalt thermisch isoliert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Regel so ausgebildet, daß eine Heftstation vorgesehen ist, in der das Schnittwerkzeug mit dem integrierten Heftwerkzeug angeordnet ist und eine Siegelstation, in der ein Siegelwerkzeug zum Herstellen einer Siegelverbindung zwischen dem Zuschnitt und dem Behälter angeordnet ist. Da das Siegelwerkzeug wesentlich mehr Wärme entwickelt als das Heftwerkzeug, empfiehlt sich eine derartige räumliche Trennung, um das Schnittwerkzeug vor einer übermäßigen Wärmeeinwirkung zu schützen. Das Siegelwerkzeug kann insbesondere als ein beheizbarer Siegelstempel zum Herstellen einer Heißsiegelverbindung ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1
ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Siegelvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2, 3, 4
verschiedene Ausführungsbeispiele für den Behälter sowie jeweils den zugehörigen Folienzuschnitt und Schnittstempel in einer schematischen Aufsicht und
Fig. 5
ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Behälter in einer schematischen Aufsicht.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Siegelvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht. Die Siegelvorrichtung weist eine Heftstation 1 und eine Siegelstation 2 auf, die in dieser Reihenfolge von Behältern 3 durchlaufen werden. Die Vorschubrichtung der Behälter 3 ist durch einen Pfeil 4 verdeutlicht. Der Vorschub erfolgt taktweise mit figürlich nicht dargestellten Hilfsmitteln wie beispielsweise mittels eines Förderbands. Die Heftstation 1 weist einen Schnittstempel 5 und eine unterhalb des Schnittstempels 5 angeordnete Schnittplatte 6 auf. Der Schnittstempel 5 kann zur Schnittplatte 6 hin und von der Schnittplatte 6 weg bewegt werden. In einer Durchgangsbohrung 7 des Schnittstempels 5 ist ein beheizbarer Heftstempel 8 parallel zur Bewegungsrichtung des Schnittstempels 5 verschiebbar angeordnet. Die Durchgangsbohrung 7 weist einen größeren Durchmesser auf als für die Aufnahme des Heftstempels 8 erforderlich wäre, so daß zwischen dem Heftstempel 8 und dem umgebenden Material des Schnittstempels 5 ein Luftspalt 9 ausgebildet ist. In einer Aufnahmebohrung 10 der Schnittplatte 6 ist einer der Behälter 3 derart angeordnet, daß er mit seiner Oberseite geringfügig hinter der Oberfläche der Schnittplatte 6 zurücksteht. Mit seinem Boden stützt sich der Behälter 3 auf einen Gegenhalter 11 ab, der parallel zur Bewegungsrichtung des Schnittstempels 5 verschiebbar ist. Den Zwischenraum zwischen dem Schnittstempel 5 und der Schnittplatte 6 quert ein Folienband 12, das von einer Abrollhaspel 13 abgewickelt und auf eine Aufrollhaspel 14 aufgewikkelt wird. Mittels Umlenkrollen 15 wird das Folienband 12 unmittelbar an der Oberfläche der Schnittplatte 6 vorbeigeführt.
Die Siegelstation 2 weist einen beheizbaren Siegelstempel 16 und eine darunter angeordnete Zentrierhilfe 17 mit einer Zentrierbohrung 18 auf. Der Siegelstempel 16 kann zur Zentrierhilfe 17 hin und von der Zentrierhilfe 17 wegbewegt werden. In der Zentrierbohrung 18 der Zentrierhilfe 17 ist einer der Behälter 3 angeordnet und stützt sich auf einen Gegenhalter 19 ab, der parallel zur Bewegungsrichtung des Siegelstempels 16 bewegbar ist.
Sowohl der Heftstempel 8 als auch der Siegelstempel 16 sind vorzugsweise an eine nicht dargestellte Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung angeschlossen, so daß eine Anpassung an die Materialien und an den Fertigungsprozess möglich ist.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst jeweils einer der Behälter 3 in der Aufnahmebohrung 10 der Schnittplatte 6 positioniert und auf den Gegenhalter 11 abgestützt. Danach wird der Schnittstempel 5 zur Schnittplatte 6 hin bewegt und stanzt dabei entsprechend seiner Kontur einen Folienzuschnitt 20 aus dem Folienband 12 aus, das unmittelbar über der Schnittplatte 6 verläuft. Der Folienzuschnitt 20 wird von dem Schnittstempel 5 gegen den Behälter 3 gedrückt und auf diese Weise fixiert. Dann wird der Heftstempel 8 durch die Durchgangsbohrung 7 des Schnittstempels 5 hindurchgeführt und gegen den Folienzuschnitt 20 gepreßt, um den Folienzuschnitt 20 am Behälter 3 anzuheften. Das Anheften erfolgt durch eine Siegeloperation, die nur lokal in einem sehr eng begrenzten Bereich durchgeführt wird und bei der der Heftstempel 8 den Folienzuschnitt 20 sowie den unmittelbar angrenzenden Bereich des Behälters 3 erwärmt und miteinander verbindet. Danach wird der Heftstempel 8 und anschließend der Schnittstempel 5 wieder zurückgefahren. Der Heftstempel 8 wird bis zum nächsten Heftvorgang in einer Position außerhalb des Schnittstempels 5 geparkt, um eine Erwärmung des Schnittstempels 5 möglichst zu verhindern. Aus dem gleichen Grund ist auch der Luftspalt 9 vorgesehen, der den Heftstempel 8 innerhalb der Durchgangsbohrung 7 des Schnittstempels 5 umgibt. Eine Erwärmung des Schnittstempels 5 soll insbesondere deshalb möglichst verhindert werden, weil sich dessen Maßhaltigkeit durch die damit verbundene Materialausdehnung verschlechtern würde und damit die Präzision beim Ausstanzen des Folienzuschnitts 20 verringert würde. Durch das Anheften wird der Folienzuschnitt 20 lagerichtig auf dem Behälter 3 gesichert, so daß der Behälter 3 inklusive des angehefteten Folienzuschnitts 20 nach dem Abheben der Schnittplatte 6 und des Gegenhalters 11 in Richtung Siegelstation 2 weitertransportiert werden kann. Entsprechend wird das Folienband 12 mit der Aufrollhaspel 14 um eine Vorschubeinheit weitertransportiert, so daß im Bereich der Schnittplatte 6 ein noch unversehrter Abschnitt des Folienbands 12 positioniert wird.
Zeitgleich mit den vorstehend beschriebenen Bearbeitungsschritten in der Heftstation 1 wird ein anderer Behälter 3 in der Siegelstation 2 versiegelt. Hierzu wird der Behälter 3 in der Zentrierbohrung 18 der Zentrierhilfe 17 aufgenommen und dadurch lagerichtig zum Siegelstempel 16 positioniert. Unter Zuhilfenahme des Gegenhalters 19 wird der Behälter 3 in dieser Position fixiert. Die Details des Handlings der Behälter 3 sind nicht wesentlich für die Erfindung. Beispielsweise kann der Behälter 3 von oben in die Zentrierbohrung 18 eingeführt werden oder die Zentrierhilfe 17 kann von unten über den Behälter 3 geschoben werden. Ebenso ist es auch möglich, die Zentrierhilfe 17 zweiteilig auszubilden, so daß der Behälter 3 von der Seite in die geöffnete Zentrierhilfe 17 transportiert wird und die Zentrierhilfe 17 danach geschlossen wird. Wenn der Behälter 3 seine vorgegebene Position in der Siegelstation 2 erreicht hat, wird der Siegelstempel 16 vorgefahren und gegen den an den Behälter 3 gehefteten Folienzuschnitt 20 gepreßt. Dadurch wird der Folienzuschnitt 20 mit dem Randbereich des Behälters 3, auf dem der Folienzuschnitt 20 aufliegt, rundherum flächig in einer Heißsiegeloperation verbunden. Temperatur, Zeitdauer und Anpreßdruck der Heißsiegeloperation werden dabei abgestimmt auf den jeweiligen Anwendungsfall eingestellt. Nach Beendigung der Heißsiegeloperation wird der Siegelstempel 16 wieder zurückgefahren sowie der Behälter 3 von der Zentrierhilfe 17 und vom Gegenhalter 19 freigegeben und weitertransportiert.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Behälter 3 sowie den jeweils zugehörigen Folienzuschnitt 20 und Schnittstempel 5 in einer schematischen Aufsicht. Der Behälter 3 weist eine Einfüllöffnung 21 auf, die von einem Rand 22 umgeben ist. Der Rand 22 weist zwei radiale Verdickungen 23 zum Anheften des kreisrunden Folienzuschnitts 20 auf, d. h. der Folienzuschnitt 20 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Heftpunkten am Behälter 3 fixiert. In entsprechender Weise sind im Schnittstempel 5 zwei Durchgangsbohrungen 7 mit je einem Heftstempel 8 vorgesehen. Der Behälter 3 wird in der Heftstation 1 relativ zum Schnittstempel 5 derart angeordnet, daß die Verdickungen 23 mit den Heftstempeln 8 fluchten. Nach dem Ausstanzen des Folienzuschnitts 20 mit dem Schnittstempel 5 werden die beiden Heftstempel 8 gleichzeitig gegen den Folienzuschnitt 20 gepreßt, so daß der Folienzuschnitt 20 mit zwei Heftpunkten an den Behälter 3 angeheftet wird.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rand 22 des Behälters 3 über den gesamten Umfang den gleichen Querschnitt auf. Der Folienzuschnitt 20 ist bis auf eine radial überstehende Lasche 24 kreisrund ausgebildet und wird im Bereich der Lasche 24 an den Behälter 3 angeheftet. Die Lasche 24 soll das Abziehen des auf den Behälter 3 aufgesiegelten Folienzuschnitts 20 erleichtern. Der Schnittstempel 5 weist eine dem Folienzuschnitt 20 entsprechende Außenkontur auf. Im Bereich einer radialen Ausbuchtung 25 des Schnittstempels 5, mit der die Lasche 24 des Folienzuschnitts 20 ausgestanzt wird, ist die Durchgangsbohrung 7 für den Heftstempel 8 vorgesehen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, daß der Behälter 3 lagerichtig zum Schnittstempel 5 in der Heftstation 1 angeordnet wird. Nach dem Ausstanzen des Folienzuschnitts 20 wird dieser durch den Heftstempel 8 mit einem Heftpunkt an den Behälter 3 angeheftet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 weist der Behälter 3 verglichen mit den Fig. 2 und 3 eine relativ komplexe Form auf. Ein derart geformter Behälter 3 wird bei Rasiergeräten eingesetzt und dient der Aufbewahrung einer Rasierflüssigkeit. Die Formgebung des Behälters 3 ist an einen Aufnahmeraum des Rasiergeräts angepaßt, in den der Behälter 3 als eine auswechselbare Kartusche eingeführt werden kann. Auf seiner Oberseite ist der Behälter 3 weitgehend geschlossen und weist eine erste Öffnung 26 und eine zweite Öffnung 27 auf, die getrennt voneinander angeordnet sind und verglichen mit der Gesamtfläche der Oberseite relativ kleine Abmessungen besitzen. Der Rand 22, der die Oberseite des Behälters 3 rundherum umschließt, ist erhaben ausgebildet und dient der Herstellung einer Siegelverbindung mit dem Folienzuschnitt 20. Dies bedeutet, daß die Öffnungen 26 und 27 nicht jeweils für sich versiegelt werden, sondern gemeinsam von dem Folienzuschnitt 20 abgedeckt werden, der sich über die gesamte Oberseite des Behälters 3 erstreckt. In zentraler Position ist auf der Oberseite des Behälters 3 eine domförmige Erhöhung 28 ausgeformt, die beim Anheften des Folienzuschnitts 20 abgeschmolzen wird. Der Folienzuschnitt 20 wird mit dem Schnittstempel 5 so ausgestanzt, daß er bis auf einen Teilbereich bündig mit dem Rand 22 des Behälters 3 abschließt. In dem Teilbereich steht der Folienzuschnitt 20 über den Rand 22 des Behälters 3 über, um entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Lasche 24 auszubilden, die das Abziehen des Folienzuschnitts 20 vom Behälter 3 erleichtert. Um eine paßgenaue Positionierung des Folienzuschnitts 20 auf dem Behälter 3 zu ermöglichen, ist es wiederum erforderlich, daß der Behälter 3 in der Heftstation 1 lagerichtig zum Schnittstempel 5 angeordnet wird. Nach dem Ausstanzen des Folienzuschnitts 20 wird dieser mit einem Heftpunkt im Bereich der Erhöhung 28 an den Behälter 3 angeheftet. Hierzu ist die laterale Position des Heftstempels 8 auf die Position der Erhöhung 28 auf der Oberseite des Behälters 3 abgestimmt.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Behälter 3 zweiteilig ausgebildet ist. Der Folienzuschnitt 20 und der Schnittstempel 5 sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht eigens dargestellt. Deren Ausbildung ergibt sich allerdings in Analogie zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 3 und 4 unmittelbar aus der Geometrie des Behälters 3. Der Behälter 3 weist einen ersten Teilbehälter 29 und einen zweiten Teilbehälter 30 auf, die mittels eines Verbindungsstegs 31 miteinander verbunden sind. Nach dem lagerichtigen Anordnen des Behälters 3 in der Heftstation 1 und dem Ausstanzen des Folienzuschnitts 20 wird der Folienzuschnitt 20 bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen oder mehrere Heftpunkte im Bereich des Verbindungsstegs 31 an den Behälter 3 angeheftet.
Im Rahmen der Erfindung werden bevorzugt Behälter 3 eingesetzt, die aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus Polypropylen gefertigt sind. Bei dem Folienband 12 handelt es sich in der Regel um eine einfach oder mehrfach beschichtete Metallfolie. Die Beschichtung weist mindestens einen Schmelzklebstoff oder auch Folie auf, der sich während des Siegelvorgangs innig mit dem Behälter 3 verbindet.
Prinzipiell ist es auch möglich, statt des beheizbaren Heftstempels 8 und/oder statt des beheizbaren Siegelstempels 16 jeweils ein Werkzeug einzusetzen, das Ultraschallwellen erzeugt.

Claims (22)

  1. Verfahren zum Versiegeln von Behältern (3) mittels Zuschnitten (20) aus einem bahnförmigen Material, wobei
    eine Materialbahn (12) benachbart zu dem jeweils zu versiegelnden Behälter (3) positioniert wird,
    der Zuschnitt (20) aus der Materialbahn (12) herausgetrennt wird,
    der Zuschnitt (20) an den Behälter (3) angeheftet wird und
    eine Siegelverbindung zwischen dem Zuschnitt (20) und dem Behälter (3) ausgebildet wird, die den zu versiegelnden Bereich des Behälters (3) umschließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (12) von einer Abrolleinrichtung (13) abgewickelt wird und der nach dem Heraustrennen der Zuschnitte (20) verbleibende Rest der Materialbahn (12) auf eine Aufrolleinrichtung (14) aufgewickelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (20) nach dem Heraustrennen mit einem für das Heraustrennen eingesetzten Trennwerkzeug (5) gegen den Behälter (3) gedrückt wird und auf diese Weise während des Anheftens des Zuschnitts (20) an den Behälter (3) ortsfest fixiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (20) durch eine lokale Einwirkung von Druck und Wärme an den Behälter (3) angeheftet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (20) mit einem Heftwerkzeug (8) an den Behälter (3) angeheftet wird, das in das Trennwerkzeug (5) integriert ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heftwerkzeug (8) nach dem Anheften des Zuschnitts (20) an den Behälter (3) wenigstens partiell aus dem Trennwerkzeug (5) herausgefahren wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (20) aus der Materialbahn (12) ausgestanzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) während des Ausstanzens des Zuschnitts (20) aus der Materialbahn (12) in einer Aufnahmebohrung (10) einer beim Stanzvorgang eingesetzten Schnittplatte (6) angeordnet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelverbindung in einer separaten Arbeitsstation (2) ausgebildet wird, zu der der Behälter (3) nach dem Anheften des Zuschnitts (20) transportiert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Siegelverbindung ein beheizbares Siegelwerkzeug (16) gegen den an den Behälter (3) angehefteten Zuschnitt (20) gepreßt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen gefertigt ist.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) als eine Kartusche ausgebildet und mit einer Rasierflüssigkeit gefüllt ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialbahn (12) eine Folie, insbesondere eine Metallfolie verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (12) wenigstens eine Beschichtung aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens einen thermoaktivierbaren Klebstoff enthält.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens eine coextrudierte oder andersartig aufgebrachte Folie ist.
  17. Vorrichtung zum Versiegeln von Behältern (3) mittels Zuschnitten (20) aus einem bahnförmigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnittwerkzeug (5) zum Heraustrennen des Zuschnitts (20) aus einer Materialbahn (12) vorgesehen ist, in das ein Heftwerkzeug (8) zum Anheften des Zuschnitts (20) an den Behälter (3) integriert ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnittwerkzeug (5) als ein Schnittstempel ausgebildet ist und wenigstens eine Ausnehmung (7) aufweist, in der ein beheizbarer Heftstempel als Heftwerkzeug (8) verschiebbar angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder18, dadurch gekennzeichnet, daß das Heftwerkzeug (8) zum Schnittwerkzeug (5) thermisch isoliert ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Heftwerkzeug (8) durch einen Luftspalt (9) thermisch isoliert ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heftstation (1) vorgesehen ist, in der das Schnittwerkzeug (5) mit dem integrierten Heftwerkzeug (8) angeordnet ist und eine Siegelstation (2), in der ein Siegelwerkzeug (16) zum Herstellen einer Siegelverbindung zwischen dem Zuschnitt (20) und dem Behälter (3) angeordnet ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Siegelwerkzeug (16) als ein beheizbarer Siegelstempel zum Herstellen einer Heißsiegelverbindung ausgebildet ist.
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