NO130334B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved varmeforsegling av overlappende ender

av molekylært orienterte polymeriske ombindingsmateri-

aler og apparat for stramming av slike materialer.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved varmefQrsegling av overlappende ender av molekylært orientert polymerisk ombindingsmateriale og et apparat for stramming av slikt ombindingsmateriale om en gjenstand og innbyrdes varmeforsegling av ombindingens overlappende ender. Hva angår fremgangsmåten ved varmeforseglingen utgjor foreliggende oppfinnelse en forbedring av den oppfinnelse som er beskrevet og krevet beskyt-telse for i nor9k patentansokning 156 578 innlevert den 1. feb-ruar 1965.

Innenfor forpakningeområdet er der utviklet remmer dannet av forskjellige langkjedede lineare filmdannende polymere og sampolymere. Slike polymeriske remmer er fortrinnsvis festat ved varmeforeagling «v de overlappende andar innbyrdes, men det har vist seg at dette krever en spesiell teknikk og foreliggende oppfinnelse er således rettet på en forbedring av denne teknikk og et apparat for utforelse av samme.

For å gjore det hele okonomisk mulig, er et foretrukket materiale for polymeriske remmer polypropylen og oppfinnelsen vil særlig bli beskrevet i forbindelse med dette materiale, men det skal forstås at oppfinnelsen også kan anvendes på remmer laget av andre materialer, såsom andre polyolefiner, polyestere og po-lyamider.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved varmeforsegling av de motsatte endepartier av en rem av orientert polymert materiale i overlappende forhold, omfattende anbringelse av remmens endepartier med innbyrdes avstand, innforing av et varmeelement mellom remmens endepartier for å mykne deres motstående overflater, idet remmens endepartier presses mot varmeelementet under oppvarmingsperioden for å bevirke at de remflater som kontakter varmeelementet, mykner, tilbaketrekning av varmeelementet fra remmens endepartier og etterfølgende sammenpressing av de mykgjorte overflater av remmen, og oppfinnelsen utmerker seg ved at varmeelementet under oppvarmingsperioden stadig påvirkes for forskyvning ut fra mellom remmens endepartier, og at pressekraften er tilstrekkelig til at varmeelementet på grunn av friksjon hindres i bevegelse inntil det tidspunkt hvor overflatenes mykning reduserer friksjonen mellom varmeelementet og remmens endepartier.

Oppfinnelsen skal forklares under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 skjematisk viser et av trinnene ved den forbedrede fremgangsmåte ifolge oppfinnelsen, fig. 2 viser skjematisk et annet trinn i fremgangsmåten, fig. 3 på tilsvarende måte sluttrinnet i fremgangsmåten, fig, 4 er et grunnriss av et apparat eller et verktoy for stramming av orientert polymerisk ombindingsmateriale omkring en gjenstand og varmeforsegling av de overlappende partier av samme innbyrdes, fig. 5 er et vertikalt lengde-snitt gjennom verktoyet og viser delene i stillingen for innledningen av varmeforseglingsoperasjonen, fig. 6 er et snitt av en del av mekanismen vi6t på fig. 5 og fremstiller stillingen av delene ved innledningen av varmeforseglingsoperasjonen,fig, 7 er en tilsvarende fremstilling som fig. 6 og viser delene i et senere trinn i varmeforseglingsoperasjonen og fig. 8 er et snitt etter linjen VIII-VIII på fig. 5.

Den forbedrede fremgangsmåte skal forst forklares under henvisning til fig. 1 - 3, hvor endepartier 10 og 22 av en molekylært orientert polymerisk rem er anbrakt overfor hverandre med innbyrdes avstand, se fig. 1, med endepartiet 10 liggende under en pressende eller klemmende blokk 12 og endepartiet 11 hvilende på en understøttelse 13. Selve remmen har et rektangulært tverrsnitt og på fig. 1 - 3 er det dens smale kant som er vist i meget forstorret målestokk. I virkeligheten er remmen ca. 0,5 mm tykk og vanligvis et sted mellom 6 mm og 32 mm bred. Remmen vil vanligvis mellom endene 10 og 11 være strammet omkring en gjenstand, såsom en eske eller boks, i det oyeblikk varmeforseglingsoperasjonen finner sted, men dette oppnås fortrinnsvis på en slik måte at de overlappende endepartier er avslappet eller uten spenning. Med remendene anbrakt på denne måte innfores et varmeelement 14 mellom dem og presseblokken påvirkes nedover for å presse varmeelementet mellom remmens ender. Varmeelementet er fortrinnsvis i form av et plant blad og fortrinnsvis ikke oppvarmet for det anbringes mellom remendene som vist på fig» 2. Varmeelementet 14 påvirkes stadig, f.eks. ved hjelp av en fjær 15, til en forskyvning ut fra mellomstillingen mellom de overlappende ender,

men disse remender presses mot dette med tilstrekkelig styrke til at fjæren ikke er istand til å overvinne friksjonen mellom remmens ender og varmeelementet sålenge remmens overflater er kalde og i en fast, ikke smeltet tilstand. Med varmeelementet anbrakt som vist på fig, 2 blir dette hurtig opphetet til en temmelig hoy temperatur, omkring 400° C når remmen er laget av polypropylen. Dette bevirker at remmens overflatearealer som er i kontakt med varmeelementet smelter eller mykner og derved reduseres friksjonen mellom varmeelementet og remmens ender og tillater fjæren 15 å forskyve varmeelementet ut fra stillingen mellom de overlappende remender. Den kraft som påfores blokken 12, er slik at fjæren 15 kan bevege varmeelementet når remendenes overflater er myknet til en dybde på bare noen få hundredels millimeter, idet de myknede partier er antydet med prikkskraverte pmråder på fig. 2. Når varmeelementet er trukket tilbake, presses de myknende overflater av remmen mot hverandre som antydet på fig. 3, hvorved endepar-tiens blir fast sammensmeltet.

Oppvarming av en orientert polymerisk rem odelegger den molekylære orientering med derav fHlgende tap av strekkstyrke. Ved for8eglingsmetoden som er beskrevet i det foregående påvirkas imidlertid den molekylære orientering bare over et meget lite parti av remmens tverrsnitt og det er derfor mulig å oppnå en

forsegling som er praktisk talt like sterk som selve remmen.

Ved å anvende remmens friksjon mot vermeelementet til å motvirke bevegelsen av varmeelementet, fås en ideell måte for tidsinnstilling av varmeoperasjonen, idet variasjon av fjærens 15 kraft og blokkens 12 trykk gjor at man kan oppnå en hvilken som helst onsket dybde av varmegjennbmtrengning i remmen.

Denne fremgangsmåte ved tidsinnstilling av oppvarm-ingen er anvendelig enten varmeelementet trekkes ut i tverret-ningen av remmen eller i dennes lengderetning. Av ikke helt for-ståtte grunner later det imidlertid til å være av en viss fordel å trekke varmeelementet ut fra stillingen mellom remendene i remmens lengderetning som antydet på tegningen. Det antas at eventuell stryking eller gliding av varmeelementet i remmens lengderetning kan fore til en viss reorientering av molekylene i remmens lengderetning, idet orienteringen til å begynne med er odelagt av varmen som nevnt ovenfor. I et hvert tilfelle og uavhengig av denne teori har det vist seg onskelig å trekke varmeelementet ut i remmens lengderetning og dette utgjor et av trekkene ved oppfinnelsen.

Verktoyet som er vist på fig. 4 - B omfatter en kapsel 16 som kan være stopt. I eller på denne kapsel er der svingbart festet en gripeklo 18 som klemmer et parti av en rem 20 mot en kant 22 på kapselen. Remmens ytterste ende strekker seg fremover foran gripeinnretningen og ligger ovenpå en list 24 i kapselen sam vist på fig. 5-7. Verktoyet kan hvile på den gjenstend som skal ombindes og remmen 20 strekker seg fra gripeinnretningen 18 rundt gjenstanden og er fort inn under en holdeklo 26 som er svingbart festet på en fremoverforlopende ribbe 28 av kapselen og tjener til å klemme remmen mot en list 30 på kapselen. Fra kloen 26 strekker remmen seg over listen 24 og gjennom kapselens hoveddel til et forråd, såsom en rull, som ikke er vist. Kloen 26 er slik innrettet at den tillater remmen å trekkes stramt omkring gjenstanden, men hindrer dennes tilbakegåande bevegelse.

I boringer anordnet i kapselens 16 nedre del er der forskyvbart anordnet et par stenger 32, til hvilke der er festet et element 34 med en list 36 som ligger i semme plan som listen 30. Et remgripeelement 38 er svingbert festet pfi elementet 34 og remmen er tredd innunder dette gripeelement som vist på fig. 5.

Til det nedre parti av elementet 34 er en ende av en betjenings-vektarm 40 svingbart festet, hvortil en ende av et ledd 44 er svingbart festet ved 42, idet den annen ende av dette ledd er svingbart forbundet med kapselens ribbe 28. Det vil fremgå av fig. 5 at svingebevegelse av vektarmen 40 bevirker at elementet 34 og gripeinnretningen 38 som fores av dette, beveges frem og tilbake mellom stillinger'som er vist med henholdsvis heltrukne linjer og med strektrukne linjer. Når elementet 34 beveger seg fremover til den med strektrukne linje viste stilling, svinger gripeinnretningen "33 mot urvisernes retning og glir over remmen 20, mens remmen holdes fast av kloen 26. Når elementet 34 beveger seg mot den med heltrukne linjer viste stilling, presser gripeinnretningen 38 remmen mot listen 36, hvorved remmen skyves under kloen 26, idet denne er festet på en slik måte at den tillater remmen å gli under samme i en retning som strammer remmen. Således vil betjening av vektarmen 40 bevirke stramming av remmen omkring gjenstanden. Det vil bemerkes at de rempartier som ligger ovenfor listen 24, er avslappet og uten spenning.

Det endeparti av remmen som holdes av gripeinnretningen 18 bringes til å ligge temmelig plant mot listen 24 ved at det ledes under en varmeskjerm 42 festet ved den ene ende til kapselens 16 nedre parti og som strekker seg på en utliggerlignende måte mot kapselens åpne side som vist på fig. 8, Det endeparti av remmen som skal holdes av gripeinnretningen 18, kan således innfores med kanten foran under foringen 42 og griperen. Over listen 24 ligger et parti av remmen mellom kloen 26 og remforrådet over den ende som hviler på listen 24, men holdes med en liten avstand fra samme på grunn av nærheten av det punkt hvor det holdes mot listen 30, idet denne siste list er loftet over listen 24

som vist på fig, 5-7.

I spor 44 og 46 (se fig. 8) anordnet i kapselen 16

er en slede 48 forskyvbart montert som påvirkes elastisk i retning bakover ved hjelp av en fjær 50, hvis ene ende er forbundet med sleden og den annen ende er forankret i kapselen. Et varmeelement 52 i form av et plant blad med glatt overflate strekker seg som en utligger ut fra sleden. Varmeelementet er gjennom et relé som styres ved hjelp av et par normalt åpne kontakter 54 og 56

og en elektrisk ledning 58 forbundet med en egnet kilde, fortrinnsvis for lavspenning, som kan tilfores fra et batteri eller gjennom en transformator fra det vanlige elektriske nett. Kontakten 54 bæree av en bladfjar 60 med forspenn som normalt holder kretsen åpen til vermeelementet 52 og kan bevegee slik at kontakten 54 ligger an mot kontakten 56 på en måte som skal forklares nærmere.

En avskjaring9tråd 62 for remmen er forbundet med sleden 48 og strekker seg derfra parallelt med bladet 52 og temmelig tett inntil nevnte bleds bekre kent. Tråden 62 er fortrinnsvis tsmmelig stiv og forbundet med samme lavspente stromkilde som bladet 52 ved hjelp av et par normalt åpne kontakter 64 og 66. Kontakten 64 bæres av en bladfjær 68 med slik forspenning at den normalt holder kretsen til tråden 62 åpen. En betjeningsarm 70 strekker seg fra bladfjæren 68 parallelt med tråden 62 og har kontakt med et parti av remmen på en måte som skal forklares og som bevirker at kontakten 64 og 66 sluttes og derved energiserer avskjæringstråden.

Gjennom kapselens 16 ovre parti ag dreibart festet i denne strekker en aksel 72, til hvis ene ende er festet en be-tjeningsvektarm 74. Inne i kapselen er et sperrehjul 76 festet til kapselen 72 for dreining sammen med denne, og dette hjul har inngrep med en sperrehake 78 som er svingbart festet på en kam 80 som er lost montert på samme aksel. Kammen 60 har en sirkulær omkrets med et antall utskjæringer rundt denne sam frembringer tilstøtende flater 82 og 84, hvorav den ene ligger inntil en opp-rettstående arm 86 på sleden 48 når betjeningshåndtaket 74 befinner seg i sin forreste stilling som vist på fig. 5. For å bevirke varmeforsegling av de overlappende rempartier svinges betjeningshåndtaket 74 med urviserne og under den forste del av denne bevegelse får den plane flate 84 inngrep med armen 86 og forer sleden 48 fremover mot fjærens 50 virkning for anbringelse av varmeelementet 52 mellom de rempartier som ligger over listen 24 som vist på fig. 6.

Umiddelbart over listen 24 er et klemme- eller presse-element 88 festet vertikalt forskyvbart. En ende av bladfjæren 90 strekker seg gjennom slissen 89 i elementet 88 og den annen ende av fjæren 90 er festet i kapselens 16 bakre vegg. En kam 91 er festet til akselen 72 rett overfor fjæren 90 og i det Syeblikk sleden 48 når sin forreste stilling bestemt av kamflaten 84 som beveger seg forbi armen 86, får kammen 91 inngrep med fjæren for derved å bevege elementet 88 nedover og bevirke at de overlappende rempartier klemmer mot varmeelementet. Ved fortsatt dreining av akselen 72 ligger kammens 80 sirkulære omkrets an mot armen 86 for å hindre tilbaketrekning av sleden 48 inntil den neste etterfølg-ende kamflate 82 beveges til stilling over armen 86, hvorpå fjæren 50 forer sleden tilbake til den tilbaketrukne stilling vist på fig. 5, bortsett fra det faktum at elementet 88 da presser nedover med tilstrekkelig styrke til at friksjonen mellom remmen og bladet tjener til å hindre at varmeelementet forskyves ut fra stillingen mellom de overlappende rempartier.

Når presseelementet 88 beveger remmens ovre gren nedover, får remmen kontakt med betjeningsarmen 70 på bladfjæren 68 og bevirker at kontakten 64 stater mot kontakten 66 og slutter kretsen for avskjæringstråden 62, hvorved denne tråd hurtig får en temmelig hoy temperatur som er tilstrekkelig til å gjennomsmelte remmen som presses mot denne på et punkt tett inntil klemmeele-mentet 88, På fig. 6 er det remparti sam dannBr en lokke omkring gjenstanden som skal ombindes, vist adskilt fra det parti som forer til forrådet, hvilket sistnevnte parti er antydet ved 20'

på figuren. Straks remmen er adskilt ved hjelp av den varme tråd 62, fjernes remmens trykk fra kontaktbetjeningsarmen 70

og kontaktene 64 og 66 åpner, hvorved tråden blir stromlos som vist på fig. 6.

På en akselstump 92 festet i kapselens 16 vegg er et element 93 svingbart montert og har en fotdel 94 som når sleden 48 befinner seg i den forreste eller varmeforseglende stilling, ligger over en flik 95 anordnet ved enden av fjæren 60 som bærer kontakten 54. En skrueformet fjær 96 som omgir akselstumpen 92 holder normalt elementet 93 mot en stopper 97 med foten 94 over flikens 95 bevegelseslinje. En kam 9B med et fremspring 99 er festet på akselen 72 rett overfor elementet 93 og omtrent samtidig som avskjæringstråden 62 får strom eller umiddelbart deretter, får fremspringet 99 kontakt med elementet 93 og svinger dette nedover for å bevirke at fotdelen 94 kontakter fliken 95 og slutter kontaktene 54 og 56 hvorved varmeelementet 52 får strom som nevnt tid-ligere, idet denne tilstand er vist på fig, 7.

Varmeelementet 52 har liten elektrisk motstand, slik at når dettes stromkrets sluttes, vil det trekke en hoy strøm-styrke selv fra en lavspendt kilde og som folge derav kommer varmeelementet temmelig hurtig opp på en nokså hoy temperatur. Denne hoye temperatur vil hurtig mykne eller smelte remmens overflate-områder som er i kontakt med varmeelementet og derved gjore disse overflater glatte og redusere friksjonen mellom remmen og varmeelementet. Storrelsen av det trykk som påfores på og ved hjelp av presseelementet 88 er slik at fjæren 50 kan forskyve varmeelementet ut fra stillingen mellom remendene når de overfor hverandre liggendB rempartier er blitt myke ned til en dybde på bare noen få hundredels millimeter. Når fjæren 50 forer sleden 48 til sin tilbaketrukna stilling, glir kontaktbetjeningsfliken 95 bort fra

sin stilling under fotdelen 94 av elementet 93 og kontaktene 54

og 56 åpnes, hvorved varmeelementet blir stromlost. Såsnart varmeelementet glir ut fra stillingen mellom remendene, trykker presseelementet 88 de smeltede rempartier sammen, hvoretter disse ender etter ca. et halvt sekund smeltes sammen med slik styrke at de tåler praktisk talt like stor strekkspenning som remmens hovedlegemeo Betjeningshåndtaket 74 svinges deretter tilbake til den på fig„ 5 viste stilling for å tillate at fjæren 90 lofter presseelementet 88 og frigir den sammensmeltede skjot. Ved fri-

gjøring av remmens gripeelementer 18, 26 og 38 fores verktoyet i sideretning frem under den nu forseglede rem,

Claims (4)

1o Fremgangsmåte ved varmeforsegling av de motsatte ende-

partier av en rem av orientert polymert materiale i overlappende forhold, omfattende anbringelse av remmens endepartier med innbyrdes avstand, innforing av et varmeelement mellom remmens endepartier for å mykne deres motstående overflater, idet remmens endepartier presses mot varmeelementet under oppvarmingsperioden for å bevirke at de remflater som kontakter varmeelementet, mykner, tilbaketrekning av varmeelementet fra remmens endepartier og etterfBlgende sammenpressing av de mykgjorte overflater av remmen,karakterisert ved at varmeelementet under oppvarmingsperioden stadig påvirkes for forskyvning ut fra mellom remmens endepartier, og at pressekraften er tilstrekkelig til at varmeelementet på grunn av friksjon hindres i bevegelse inntil det tidspunkt hvor overflatenes mykning reduserer friksjonen mellom varmeelementet og remmens endepartier.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at varmeelementet forskyves i en retning som svarer til remmens lengderetning.

3. Innretning for utforelae av fremgangsmåten ifolge krav 1 og 2, omfattende en anordning for bevegelse av varmeelementet fra en tilbaketrukket stilling til en stilling mellom de overlappende endepartier av remmen og en anordning for oppvarming av varmeelementet for å bevirke smelting av de motstående overflater av endepartiene, samt en anordning som presser de overlappende endepartier av remmen mot varmeelementet, karakterisert ved en anordning som ved innledende smelting av overfla tk ne .f.or^' skyver varmeelementet ut fra mellom remmens overlappende endepartier.

4. Innretning ifolge krav 3, karakterisert ved at dan forskyvende anordning inkluderer et elastisk fjærende element som påvirker varmeelementet mot dettes tilbaketrukne stilling.