NO304145B1 - Apparat for forming av en kontinuerlig bane av flerfoliemateriale til et r°r - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse har befatning med et apparat for bearbeiding av en materialbane til et forseglet rør ved høye hastigheter og vedrører, nærmere bestemt, et forbedret apparat for bearbeiding av en kontinuerlig fremadløpende flerfoliematerialbane, for tilvirking av et rør som kan fylles med et produkt og forsegles i tverretning til aseptiske forpakninger.

Som aseptiske forpakninger betegnes forseglete beholdere inneholdende stort sett samme, forutbestemte mengde av et produkt, og fremstilt i overensstemmelse med kommersielle normer for aseptisk emballering. Ved kommersiell aseptisk emballering innføres et sterilt produkt i en steril beholder som deretter forsegles hermetisk i et miljø som stort sett er fritt for mikroorganismer som vil kunne vokse i et hyllelagret produkt ved de temperaturer hvorunder det ferdige produkt sannsynligvis vil oppbevares under lagring og distribuering før konsume-ring. Hermetisk forseglete beholdere minsker overføringen av eventuell gass eller væske gjennom beholderforpakningen, slik at det praktisk talt ikke foregår biolo-gisk overføring. Fortrinnsvis er forpakningen også praktisk talt fri for luft som i større mengder vil kunne fremme uønsket mikrobevekst eller, selv i fravær av mikrobevekst innvirker ugunstig på smaken eller fargen hos et produkt. Av typiske produkter kan nevnes flytende materialer, særlig drikkevarer såsom pasteurisert melk, fruktsafter o.l.

De sterile beholdere består vanligvis av et laminert emballasjemateriale, fortrinnsvis med minst ett lag av strømledende materiale, et første ytterlag av termoplastmateriale som skal danne emballasjens innerside i kontakt med produktet og et andre materialytterlag for kontakt med omgivelsen. Det laminerte materiale som i beskrivelsen også er benevnt "flerfoliebane", har typisk tilstrekkelig styrke til å stå opprett i ferdig fasong av viss stivhet, for å inneholde produktet som skal fraktes og lagres, og vil som oftest innbefatte et konvensjonelt bære-lag av papp. Produktbetegnelsen kan prentes på papplaget eller på det utvendige termoplastlag. I forbindelse med oppfinnelsen som beskrevet i det etterfølgende, vil det foretrekkes å bruke en flerfoliebane av et laminat som, i rekkefølge, består av et polyetylenlag av lav egenvekt, et pappmateriale, Surlyn, aluminiumfolie, Surlyn og lineær-polyetylen av lav egenvekt. Polyetylenlaget av lav egenvekt kan også erstattes av et polyetylenlag av høy egenvekt, og lineær-polyetylenlaget av lav egenvekt kan også erstattes av et polyetylenlag av lav egenvekt.

Termoplastmaterialet som danner emballasjens innerlag, må kunne sammensmeltes for opprettelse av hermetiske forseglinger. Som regel vil innbyrdes motvendte termoplastlag oppvarmes til smeltetemperatur, for å sammensmeltes. Termoplast- og metallfolielagene vil i samvirkning danne en hermetisk sperring hos den aseptiske emballasje. Metallfolielaget sperrer mot lys og oksy-gen. Ytterlaget vil vanligvis bestå av et termoplastmateriale som kan oppvarmes, slik at overskuddsmateriale som gjenstår etter endelig forming eller bretting av forpakningene, kan brettes eller heftes flatt mot sideveggene av forpakningen som derved får et tiltalende utseende. Flerfolielaminatene kan være utstyrt med adskilte adkomstinnretninger, for at brukeren lettvint skal kunne uthente produktet fra den ferdige forpakning.

Det er kjent mange metoder og maskintyper for fremstilling av aseptiske og uaseptiske forpakninger eller kartonger av papp og laminerte materialbaner. Metodene og maskinene kan generelt inndeles i to grupper, nemlig emnematete og banematete.

Ved emnematete maskiner blir materialbanen først utformet separat til kap-pete og pregete emner. Emnene innmates deretter, ett om gangen, i maskinens formerseksjon, for opprettelse av beholdere. Av handelsførte, emnematete og aseptiske maskiner kan nevnes Combiblok, modell nr. CF 606A.

Ved banematete maskiner trekkes banen direkte ut fra en forrådsrull av flatt banemateriale, preges (hvis den ikke er preget på forhånd) og innmates i maskinen. I maskinen kan banen deretter foldes rundt en formeranordning, f.eks. en kvadratisk eller rørformet formerkjerne, en sirkulær føring av ståltråd, eller en rekke lederruller og stasjonære føringer, for tilvirking av en søyle som strekker seg i langsgående retning. Deretter sammenklebes lengdekantene, for frembringelse av et rør. Røret fylles med et produkt, hvoretter det fastspennes, forsegles og kappes på tvers til forpakninger som kan bearbeides til en endelig blokkfasong.

DE 3 527 097, som svarer til US 4 614 078, beskriver et apparat for tverrforsegling av forpakninger som omfatter en enhet for bretting av banen, en enhet for forsegling av den flettete bane, et rør for innføring av et materiale i slangen. Det anvendes et roterbart element med et antall bærere som er anordnet med lik innbyrdes avstand rundt omkretsen av det roterbare element. Hver bærer har en innerform og en ytterform. I ytterformens åpne stilling, blir slangen, inneholdende et fyllstoff, ført til innerformen, og slangen blir påført en tverrforsegling i retning på tvers av slangens fremføringsretning når ytterformen tvinges mot innerformen for å holde slangen sammenklemt mellom seg. En lukket forpakning som er avgren-set av tilstøtende tverrforseglinger fjernes fra innerformen når ytterformen er i den åpne stilling. En kappeinnretning skjærer gjennom et mellomparti av tverrforseg-lingen og tilslutt anvendes formeinnretninger til å forme forpakningene til et seks-kantet tverrsnitt.

Banen kan fremføres kontinuerlig for å bearbeides gradvis til forseglete forpakninger, eller periodisk hvorved hver formings- og forseglingsprosess gjen-nomføres mens banen enten er i ro eller i bevegelse mellom stasjoner. Forseg-lingstrinnene vil typisk innbefatte sammenklebing av termoplastmaterialene ved varmesveising, for opprettelse av en hermetisk forsegling. Varmesveisingen kan gjennomføres, f.eks. ved anvendelse av strålevarme og anordninger for sammen-pressing av de oppvarmete materialer mot hverandre, motsatt beliggende, oppvarmete kontaktelementer, eksempelvis nikromtråder, eller induksjonsvarmespoler (for baner med et innlagt eller pålagt, strømledende lag). En kommersiell tilgjengelig, automatisk og kontinuerlig matet, aseptisk maskin er Tetra-Pak Modell AB 9. Av andre kjente, aseptiske maskiner kan nevnes den banematete, aseptiske emballasjemaskin, Modell SA, fra International Paper Company.

Hovedproblemet ved de ovennevnte formings-, ifyllings- og forseglings-maskiner er deres begrensning vedrørende maskinhastighet og banestyring i forhold til det som kreves for kontinuerlig eller periodisk fremstilling av aseptiske forpakninger ved større hastighet enn det som for tiden er oppnåelig på økono-misk rimelig måte. Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedring ved maskiner av banematet type, og er konstruert for en produksjonshastighet som er betydelig høyere enn ved hittil kjente maskiner.

Maskiner både for periodisk og kontinuerlig baneinnmating er begrenset av den hastighet hvormed banen kan fremføres og formes til et langsgående, fremadløpende rør som deretter forsegles og kappes på tvers til forpakninger.

Det er derfor et formål ved oppfinnelsen å frembringe en forbedret fremgangsmåte og anordning for utforming av en plan flerfoliematerialbane til et rør som fremføres i langsgående retning med høy hastighet. Det er også et formål å frembringe en slik fremgangsmåte og anordning for rørutforming under aseptiske betingelser.

Et annet formål er å bearbeide banen til stort sett triangulær form, som for-beredelse for tilvirking av et rør som vil lette emballasjeformingen. Det er også et formål å anordne en formervalse ved grunnlinjen av den triangulære versjon, for redusering av antallet foldelinjer i den endelige, rektangulære forpakning og med-virking til innretting av kantene som skal sammenklebes.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved et apparat som angitt i de etterfølgende patentkrav.

I overensstemmelse med oppfinnelsen blir flerfoliematerialets kanter som skal sammensveises, bearbeidet av banelederruller og -flenser for å overlappes i umiddelbar nærhet av eller i berøring med hverandre, fortrinnsvis termoplastlag mot termoplastlag, hvorved ett termoplastlag forløper i tilgrensning til det strøm-førende lag i flerfoliematerialet, og termoplastlaget som skal bringes i kontakt med produktet, danner rørinnerveggen. Sonen som skal forsegles, påvirkes deretter av et elektromagnetisk felt som må ha tilstrekkelig styrke til å indusere en strøm i flerfoliematerialets strømledende lag. De induserte strømmer som kan være ensartet eller ikke, må ha en samlet tetthet og en oppholdstid i det strømledende lag, som er tilstrekkelig for oppvarming av dette lag ved motstandsvirkning med etter-følgende smelting, ved leding, av de nærmestliggende, tilgrensende eller berøren-de, innbyrdes motvendte termoplastlag. De smeltete termoplastmaterialer blir deretter sammensveiset, fortrinnsvis under påvirkning av en fysisk kraft, mekanisk, magnetisk eller en kombinasjon av disse, og får deretter avkjøles for opprettelse av en hermetisk forsegling. I en modifisert versjon kan det i materialbanen, mellom lagene som skal sammensveises, være innført et termoplastlim som under påvirkning av varmen som oppstår i det strømførende lag, vil sammenklebe lagene.

Den langsgående induksjonsforseglerspole er fortrinnsvis av langstrakt utførelsesform og foldet om banekantene som passerer mellom spolens strøm-førende flater. Denne konstruksjon gir et konsentrert elektromagnetisk felt innenfor de langstrakte, strømførende ledere som forløper i den langsgående forsegler-spoles lengde- eller høyderetning hvorved det, i flerfoliematerialet, induseres strømmer som frembringer varme for smelting av termoplastlaget i flerfoliebanen. Det elektromagnetiske felt kan også overføre motsatt rettete magnetkrefter til de innbyrdes motvendte, strømledende lag i flerfoliebanen, slik at lagene trekkes mot hverandre.

Det foretrekkes at den langsgående forsegling opprettes med ett segment om gangen under uavbrutt fremføring av banen. Det kan benyttes et kontroll-system for periodisk opplading av den langsgående forseglerspole i et tilstrekkelig tidsrom for smelting av en lengde av banen, for frembringelse av en rørseksjon. Utladings-tidsperiodene blir slik bestemt at kontrollsystemet atter vil opplade den langsgående forseglerspole innen bakkanten av det foranliggende, smeltete rør-segment føres ut av den effektive rekkevidde av det oppladete elektromagnetiske felt, for sammensmelting av en annen baneseksjon til et rør, slik at de innbyrdes tilgrensende seksjoner overlapper hverandre. Forseglerspolens lengde, opp-ladingstidsrommet og perioden mellom oppladingene, banens fremføringshastig-het og den effektive elektromagnetiske feltstyrke står følgelig i forhold til hverandre og må justeres, slik at det totale tidsrom hvorunder den fremadløpende bane påvirkes av det effektive elektromagnetiske felt, vil være tilstrekkelig for forsegling av termoplastmaterialet langs hele banelengden. Kontrollsystemet må også kunne styre andre induksjonsspoler hvis funksjon ikke omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen kan også tilpasses for maskiner for periodisk fremføring av en sammenhengende bane, ved opplading av den vertikale forseglerspole mens banen er under fremføring, som tidligere beskrevet, eller mens banen er i ro. Fremføringslengden må i dette tilfelle være mindre enn lengden av et vertikalt forseglingssegment, for å sikre at innbyrdes tilgrensende segmenter overlapper hverandre. Oppfinnelsen kan også tilpasses for kontinuerlig opplading av den langsgående forseglerspole, for uavbrutt fremføring under drift.

I den foretrukne utførelsesform benyttes radiofrekvens-strømmer fra en enkelt RF-generator. Radiofrekvens-strøm tillater anvendelse av et tynt strøm-ledende lag i flerfoliematerialet, fordi strømmen gjennom lederen konsentreres i et relativt tynt tverrsnittsparti ved lederoverflaten, i overensstemmelse med den kjente skinneffekt. Det kan derfor brukes tynne ledere, slik at strømmen som induseres i flerfoliebanen, vil passere hurtig gjennom det strømledende folielag i flerfoliematerialet, hvorved dette lag oppvarmes jevnt ved motstandsvirkning, og den nødvendige forseglingstid blir derfor kortere enn ved oppvarming av en leder med overflødig materiale. Videre kan det benyttes tynne, langsgående forsegler-spoler, slik at utstyret blir mindre massivt og lettere å avkjøle.

RF-generatoren og kretskontrollsystemet vil fortsatt levere passende strøm for opprettelse av den langsgående forsegling, segmentvis eller kontinuerlig i avhengighet av materialbanen, spolekonstruksjonen, banens fremføringshastighet og ytelsen av den anvendte RF-generator. Kontrollkretsen kan være anordnet for vekselvis overføring av strøm til den langsgående forseglerspole og til en induksjonsspole for tverrforsegling av det tilvirkete rør.

En typisk formings-, ifyllings- og forseglingsmaskin for utnyttelse av foreliggende oppfinnelse kan omfatte en rull av sammenhengende banemateriale, en banepregeranordning, et steriliseringsmedium, f.eks. hydrogenperoksid, og en anordning for overføring av steriliseringsmediet til banen i et tidsrom og ved en temperatur som er nødvendig for sterilisering av banen dersom aseptisk emballasje er ønsket, hvor rørformerseksjonen ifølge oppfinnelsen, for bearbeiding av banen til et triangulært rør med lengdekantene forløpende på linje og innbyrdes motvendt, innbefatter en vertikal induksjonsspole for forsegling av lengdekantene, en kilde av steril luft for opprettholdelse av den sterile tilstand i rørformerseksjo-nen, ifyllingsrør for innføring av et produkt i banerøret mens dette fremføres med styrt hastighet, én eller flere forseglermekanismer som er montert på en anordning for sekvensvis fastspenning av røret i tverretning, for inneslutting av den ønskete produktmengde, hvor hver forseglermekanisme er forsynt med en tversliggende induksjonsspole for forsegling av det fastspente rør etter opplading, en kapper-anordning som er innmontert i hver forseglermekanisme, for kapping av tverrfor-seglingen, slik at den forseglete forpakning skilles fra røret, en induksjonsgene-rator, fortrinnsvis av radiofrekvens-type, et koplingssystem for opprettelse av elektromagnetisk energi for opplading av vertikalspolen og tverrspolene, et konvensjonelt drivsystem for styring av banefremføringen og hastigheten av forseg-lermekanismene og annen formingsapparatur, og en mikroprosessor for styring av maskinens funksjon i overensstemmelse med et forutvalgt sett av driftsbetingel-ser.

Det bør bemerkes, at selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet i tilknytning til fremstilling av et rør for anvendelse ved tilvirking av aseptiske kvart-liters-forpakninger, kan fagkyndige gjøre bruk av apparatet på andre områder innbefattende, men ikke begrenset til, fremstilling av langsgående rør for forpakninger av forskjellige størrelser, uaseptiske forpakninger eller forpakninger som må holdes nedkjølt, samt ved banematete maskiner av type for periodisk bane- fremføring. Ovenstående og etterfølgende beskrivelse er derfor å betrakte som illustrerende og på ingen måte begrensende.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Figur 1 viser et perspektivriss av en maskin for forming, fylling og forsegling av aseptiske forpakninger under anvendelse av foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et øvre planriss av en flerfolie-materialbaneseksjon motsvarende en enkeltforpakning, etter preging for anvendelse i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Figur 3 viser et snitt av pregerseksjonen i maskinen ifølge figur 1.

Figur 4 viser et øvre snitt av produktifyllingsrørene i maskinen ifølge figur 1. Figur 5 viser et perspektivriss av banefolderseksjonen i maskinen ifølge figur 1.

Figur 5a viser et snitt langs linjen 5a-5a i figur 5.

Figur 5b viser et snitt langs linjen 5b-5b i figur 5.

Figur 5c viser et snitt langs linjen 5c-5c i figur 5.

Figur 5d viser et snitt langs linjen 5d-5d i figur 5.

Figur 5e viser et snitt langs linjen 5e-5e i figur 5.

Figur 5f viser et snitt langs linjen 5f-5f i figur 5.

Figur 5g viser et snitt langs linjen 5g-5g i figur 5.

Figur 6 viser et fremre snitt av produktifyllings- og sterilluft-rørene og produktnivåsonden ifølge oppfinnelsen. Figur 7 viser et bakre snitt av banefoldings- og vertikalforseglingsseksjonen i maskinen ifølge figur 1. Figur 8 viser et sideriss av det nedre føringsparti av banefoldings- og vertikalforseglingsseksjonen ifølge figur 7.

Figur 9 viser et sidesnitt, langs linjen 9-9 i figur 7.

Figur 10 viser et fremre enderiss, langs linjen 10-10 i figur 8.

Figur 11 viser et sideriss langs linjen 11-11 i figur 7.

Figur 12 viser et øvre planriss langs linjen 12-12 i figur 9.

Figur 13 viser et øvre planriss, delvis i snitt, langs linjen 13-13 i figur 9. Figur 14 viser et øvre planriss, delvis i snitt, langs linjen 14-14 i figur 9.

Figur 15 viser et sidesnitt langs linjen 15-15 i figur 13.

Figur 16 viser et fremre snitt langs linjen 16-16 i figur 11.

Figur 17 viser et bakre snitt langs linjen 17-17 i figur 10.

Figur 18 viser et øvre riss langs linjen 18-18 i figur 7.

Figur 19, 20 og 21 viser henholdsvis et øvre riss, et sideriss og et bakre riss, delvis gjennomskårne, av vertikalforsegler-induksjonsspolen ifølge oppfinnelsen, jevnført med figur 1. Figur 19a viser et perspektivriss av vertikalforsegler-induksjonsspolen ifølge figur 19. Figur 22 viser et perspektivriss, delvis gjennomskåret, av den øvre del av vertikalforsegler-induksjonsspolen ifølge figur 20. Figur 23 viser et perspektivriss langs linjen 23-23 av avstandsholderen ifølge figur 20. Figur 24 viser et perspektivriss langs linjen 24-24 av lednings-avstandsholderen ifølge figur 20.

Som vist i figur 1, 5 og 7 er anordningen ifølge oppfinnelsen egnet for anvendelse i forbindelse med en formings-, ifyllings-, forseglings- og brettings-maskin 10 som kan være mikroprosessorstyrt, for fremstilling av ferdige flerfolie-forpakninger 31, fylt med produkt 32, ved innmating av flerfoliebanen 20 i maskinen 10 gjennom en pregingssone 51, videreføring av den pregete banen 20 til en renset og fortrinnsvis forsterilisert sone 100, for sterilisering av banen 20, forming av banen 20 til et flerfolierør 22 ved sammenklebing av banekanter 24 og 26 (figur 2) i en vertikal forseglingssone 130, fylling av røret 22 med produkt 32 gjennom et ifyllingsrør 400, uten innføring av luft i det produktfylte rør, og videreføring av det fylte rør 22 inn i forpakningsformeranordningen 200. Forpakningsformeranordningen 200 er innrettet for fastspenning, forsegling og kapping av røret 22 i tversgående retning til adskilte, forutformete forpakninger (ikke vist) som deretter formes til ferdige beholdere 31 ved hjelp av en emballasjebehandlingsanordning (ikke vist) hvorved disse prosesser kan gjennomføres ved anvendelse av én eller flere forseglermekanismer. Maskinen 10 kan drives periodisk, eller fortrinnsvis kontinuerlig, på en styrt måte som vil være kjent for fagkyndige.

Banen 20 kan preges på vanlig måte, eksempelvis ved anvendelse av samvirkende pregervalser under uttrekkingen fra forrådsrullen eller innen banen er oppspolet til en rull. Se figur 2 og 3. Ved pregingen opprettes positive pregningslinjer P og negative pregningslinjer N, hvorved banen blir tilbøyelig til å foldes i en spesiell retning i spesielle soner, basert på pregningslinjene, og kan brettes ensartet til den ønskete, ferdige blokkform.

For aseptisk emballering kan banen rengjøres på vanlig måte og deretter steriliseres i steriliseringssonen 100, og bevares i et sterilt miljø, ihvertfall til etter at den produktfylte emballasje er fullstendig forseglet i tverretningen, i overensstemmelse med kjente prosesser som ikke omfattes av foreliggende oppfinnelse. Steril luft innblåses i røret 22 for opprettholdelse av den sterile tilstand i røret etter at banen er sterilisert og innen røret fylles og forsegles på tvers.

Den langsgående forsegling opprettes fortrinnsvis ved bearbeiding, bøying eller krumming av den plane banen 20 som fremføres langs en føringsanordning, slik at kantene innrettes på linje i lengderetningen og det indre termoplastlag på innbyrdes motvendte banekanter sammenklebes. I stedet for induktiv oppvarming av det ytre termoplastlag kan det benyttes et varmeaktiviserbart lim som anbringes mellom to motsatt beliggende banestykker.

Ved den foretrukne utførelsesform som vist i figur 1, 4, 5 og 5a-5g, trekkes banen 20 ut av steriliseringsseksjonen over styreruller 110 og langs en bane-føringsflate 64 med flenser 74, hvor banekantene 24 og 26 sammentrenges av sideflensene på føringen 64. Flensene danner en vinkel med hverandre i lengderetningen av platen 64. Vinkelen må være tilstrekkelig, f.eks. spiss eller rettvinklet, til at kantene av banen 20 gripes og sammentrenges. Avstanden mellom flensene 74 avtar langs platen 64, slik at banen 20 krummes. Flensene forløper fortrinnsvis skrått i langsgående retning, i V-form, i forhold til hverandre.

Banen 20 bringes i kontakt med platen 64 og banekantene forflyttes langs

platen hvor avstanden mellom flensene 74 avtar slik at konkaviteten på innersiden av banen 20 øker gradvis, til banen ombøyes med banekantene 24 og 26 plassert mot hverandre og på linje (figur 4) mens resten av den bøyde banen får en pailik-nende eller triangulær tverrsnittsform. Tverrsnittsformen er tildels forutbestemt av pregningslinjene i banen og av rullene og formene som brukes for bearbeiding av banen til røret 22.

På grunn av den triangulære fasong kan en side av emballasjeplaten, eksempelvis den som vil danne oversiden av den foretrukne forpakning, formes uten bruk av de store kraftmengder som kreves for utforming av de fire kartong-sider under ett på en rektangulær kjernedel, eller for å omdanne en rørformet søyle til en rektangulær søyle. Videre elimineres enkelte sømmer eller brettelinjer i banen, som fra et kommersielt synspunkt forringer utseende av den ferdige forpakning. Dessuten vil den triangulære utforming gi en gunstig reduksjon av antallet flatepartier som må kontrolleres for at banen skal kunne fremføres hurtig med banekantene innrettet på linje under forseglingen i lengderetningen.

En luftkniv 97 som utsender en strøm av steril luft fra ledningen 98 rettes mot banen 20 omtrent i den sone hvor banen forlater steriliseringsseksjonen 100, for å fordampe eventuelt gjenværende steriliseringsmiddel. Luftkniven 97 innbefatter også en ledning 72 hvorigjennom steril luft kan innføres i det sterile kammer og medvirke til opprettholdelse av et positivt sterilluft-trykk.

Ifølge figur 7-18 omfatter formerseksjonen 130 grupper av samvirkende ruller og føringsdeler som er montert på underrammer 131 og 132 som er forbundet med maskinens 10 ramme 11. Gjennom en tapp 133 er underrammen 131 svingbart forbundet med underrammen 132 og kan derved åpnes (vist med brutte linjer, jevnfør figur 12, 13) for manuell innmating av banen 20 i den riktig foldete stilling, vedlikehold eller andre maskin- eller banejusteringer, og lukkes (vist med heltruk-ne linjer) for drift av maskinen. En hendel 134 som er vist i figur 13 og 15, benyttes for å åpne og lukke underrammen 131 i forhold til underrammen 132 under fjærbelastning, på vanlig måte. Hendelen 134 er fortrinnsvis svingbart forbundet med underrammen 132 gjennom en tapp 135 og forbundet med underrammen 131 ved hjelp av en stang 136 som er fastgjort til en bøssing 137 på håndtaket 134 og glidbart opplagret i en bøssing 138 som er montert på underrammen 131. Stangen 136 omsluttes av en fjær 139 mellom bøssingene 137 og 138. Det er anordnet justermuttere 140 som kan endre den effektive lengde av stangen 136 ved å skyve den gjennom bøssingen 138, og derved justere kraften fra fjæren 139. Bøssingene 137 og 138 er svingbart innmontert i hendelen 134 og underrammen 131, hvorved svingtappene 135, 133 er slik plassert at fjæren 139 vil fastholde underrammen 131 enten i åpen eller i lukket stilling, avhengig av hvilken side av bøssingen 138 bøssingen 137 er fysisk plassert på, i forhold til tappen 135 enten bort fra røret 22 eller mot røret 22 i bevegelses-ytterstillingen.

De innbyrdes motsvarende, parvise elementer som er montert på hver av underrammene 131 og 132 og som er stort sett identiske i konstruksjon og funksjon og anbragt rett overfor hverandre, er angitt med suffikset "a" for underrammen 132 eller suffikset "b" for underrammen 131, dersom intet annet er angitt. For enkelthets skyld kan bare det ene element være beskrevet, selv om beskrivelsen også gjelder det overforliggende element.

Det fremgår av figur 12, at etter å ha forlatt styreflensene 74 vil den triangelformete bane bringes i kontakt med styreruller 142a og 142b som heller mot hverandre og nedad fra underrammen 132 og derved tvinger banens side-flater 44 og 45 (se figur 2) flatt mot hverandre, slik at banen 20 foldes om pregningslinjene 62 og 63 til et stort sett triangulært rør 22. Styrerullene 142a og 142b kan være forbundet med underrammen 132 gjennom konvensjonelle kardanledd (ikke vist) hvor-ved rullenes vinkelstilling kan justeres innenfor et visst område.

Innbyrdes motvendte lengdesøms-trykkruller eller -klemruller 143a, 143b tvinger banekantene 24 og 26 på linje mot hverandre under trykk, og medvirker til styring av banefremføringen i spolen 120. Kanten 24 er banepartiet utenfor pregningslinjen 66, og kanten 26 er banepartiet utenfor pregningslinjen 66a (se figur 2). Som det fremgår av figur 7 og 18, er rullene 143 dreibart opplagret i flukt med hverandre på en støtte 141 ved enden av et åk 162, og utøver en kraft som er tilstrekkelig til å presse og tvinge kantene sammen på linje i langsgående retning.

Rullene 143 er skråstilt, dvs. fiksert i en vinkel av 10-15° mot banen, for å medvirke til opprettelse av en kraftkomponent perpendikulært mot banens lengdekant, mens rullene ro-terer og banen fremføres, for å tvinge hele kantpartiet av banen i flukt med sporet 122 i spolen 120, for å sikre en rettlinjet og jevn, langsgående søm. Skråvinkelen i forhold til støtten 141 kan justeres for oppnåelse av optimal innretting.

I tilknytning til rullene 143 er det anordnet en frittløpende støtterulle 169 som ringes i kontakt med røret 22 i tverretningen. Rullen 169 har fortrinnsvis stort sett samme bredde som sideplaten 39a av den ferdige blokkforpakning 31, og er dreibart montert i en lagerbukk 168, for å ligge an mot banens 20 flateparti mellom pregningslinjene 62 og 63, og derved medvirker til bretting om pregningslinjene 62 og 63 og triangelutforming av den del som vil danne oversiden av forpakningen 31 når den vertikale eller lengderettete forsegling er fullført.

De fluktende banekanter 24 og 26 fremføres gjennom den oppladete spolen 120, for oppvarming av kantene. I den foretrukne versjon er forseglingen opprettet ved hjelp av de magnetiske krefter som frembringes av spolen 120 og som tvinger de oppvarmete banelengdekanter mot hverandre. I andre tilfeller kan spolen bare tjene for oppvarming av banekantene, slik at forseglingen opprettes ved hjelp av trykkruller eller klemruller som presser de oppvarmete banekanter mot hverandre. Det er anordnet stort sett stive armer 153 og 154 for opprettholdelse av den riktige avstand mellom lengderetnings-forseglerspolen 120 og underrammen 132, og fastholding av spolen 120 mot bevegelse i forhold til rammen 11. Derved minskes enhver tendens hos spolen 120 til å endre plassering under innvirkning av det elektromagnetiske felt som opprettes når spolen 120 opplades, eller på grunn av vibrasjoner når maskinen 10 er i gang.

I det foretrukne tilfelle vil strømmene som induseres av spolen 120 i de innbyrdes motvendte flerfoliebanekanter, også frembringe respektive, elektromagnetiske sekundærkrefter av en størrelse som står i forhold til fordelingen av den induserte strømtetthet i kanten. Kreftene som er av motsatt polaritet, tiltrek-ker hverandre. Følgelig vil banekantene 24 og 26 i sporet 122, som påvirkes av magnetfeltet som frembringes av spolen 120, tiltrekkes og fastklebes mot hverandre når termoplastmaterialet mykner og smelter, slik at kantene sammensveises. Forseglingssømmen kan også passere gjennom klemrullene 144a og 144b mens termoplastlagene i banen 20 fremdeles er varme, hvorved de innbyrdes motvendte termoplastlag vil sammensveises mekanisk på sikrere måte, og danne en homogen, hermetisk forsegling. Rullene 144 er opplagret ved endene av armene 163 og tvinges mot hverandre under belastning med tilstrekkelig kraft til å sammenpresse de oppvarmete banekanter.

Den langsgående forsegling vil fortrinnsvis bli anordnet på den del som vil danne forpakningens underside, både av utseendemessige og emballeringsmes-sige grunner som ikke omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Etter å være forseglet i langsgående retning videreføres røret 22 og passerer mellom drevne ruller 145a og 145b og løperuller 146a og 146b. Som vist i figur 7, 9, 10, 11, 14, 16 og 17, er drivrullene 145a og 145b anordnet stort sett parallelt og forbundet med belter 206a og 206b som bringes i friksjonsinngrep med sidene av det triangulære røret 22 som derved får en mer rektangulær form, som vist i figur 14. Løperullene 146a og 146b er plassert under drivrullene henholdsvis 145a og 145b, men har mindre radius og er forskjøvet, for at beltene 206a og 206b skal omslutte et større periferiparti av rullene 145a og 145b.

De drevne ruller 145a og 145b drives av et belte 170 som forbinder rullen 171 i tilknytning til rullen 145a, rullen 172 i tilknytning til rullen 145b, opptakerrullen 173 og drivrullen 174, montert på akselen 189, med hverandre. Rullen 173 er opplagret på akselen 173' (figur 16) og fastgjort til underrammen 175 ved hjelp av en skrubolt- og mutteranordning. Strekkrullen 173 holder beltet 170 passende strammet og i friksjonsforbindelse med rullene 171, 172 og 174. Rullen 172 er forbundet med drivrullen 145b gjennom en aksel 178b med universalledd henholdsvis 179b og 180b i hver ende, hvor universalleddet 180b er forbundet med en aksel 181b med en tapp 182b som er tilpasset for glidebevegelse inn i og ut av et opptakerkammer 183b (med en langsgående sliss 184b) som i sin tur ender i et lagerhus 185b som er opplagret på underrammen 131. Rullen 171 er på tilsvar-ende måte forbundet med drivrullen 145a. Beltet 170 vil løpe rundt drivrullene 145a og 145b i hver sin rotasjonsretning, for stort sett jevn fremføring av røret 22. Tapp- og slissanordningen muliggjør flytting av underrammen 175 i forhold til underrammen 131, eksempelvis for nøyaktig innretting av drivrullene 145 i flukt med røret 22, for justering av kraftoverføringen fra en drivanordning (ikke vist) til drivrullen 174, eller for anpassing av maskinen 10 til forpakninger av ulike dimen-sjoner.

Drivrullen 174 er forbundet med drivverket for maskinen 10 ved hjelp av en aksel 189 og gjennom en rekke innstillingsbelter, girkasser og remskiver av forskjellige og vanlige typer.

Som det fremgår av fig. 7, 8, 9 og 10, etter å ha passert formerrullene 145a og 145b fremføres røret 22 mellom belter 206a og 206b ved hjelp av motsatt beliggende føringsplater 147a og 147b som er plassert under rullene henholdsvis 145a og 145b. Føringsplatene 147 strekker seg nedad og innad med mellomlig-gende avstand, for å medvirke til regulering av produktmengden 32 i røret 22 og opprettholde røret 22 i stilling langs en stort sett vertikal akse, på tross av de etterfølgende forpakningsformingsprosesser som vil føre røret 22 ut av vertikal-retning. Ruller 194a og 194b er dreibart opplagret på aksler 204a og 204b. Ved hjelp av dukbelter 206a og 206b (figur 10, 17) som er ført over respektive ruller 145 og 146 og rullene 194 i friksjonsinngrep med røret 22 fremføres røret av beltene 206 som drives av rullen 145. I den foretrukne versjon har rullene 194 en kronet ytterflate, og endene av akslene 204 kan være slisset, slik at aksen for akselen 204 kan forandres eller fikseres i stilling i forhold til horisontalplanet, for at dukbeltet fortsatt skal løpe langs den på-tenkte bane. Aksen for akselen 204 kan således justeres for å motvirke de siderettete strekkrefter mot røret 22 under frem-føringen av dette, slik at de motsatt beliggende belter 206a og 206b fortsatt vil løpe vertikalt på skinnen. Platene 147a og 147b kan være anordnet i en avstand, stort sett motsvarende bredden av en forpakning, slik at røret 22 vil ekspandere under innvirkning av tyngden av produktet 32, og øke i volum til praktisk talt den riktige forpakningstykkelse og fortrinnsvis avsmalnende for avgrensing av en sliss-åpning av ca. 3 mm bredde, for regulering av dimensjonene innen røret fastspennes og forsegles i tverretningen.

Ifølge figur 1, 4 og 6 blir en uavbrutt strøm av steril luft av et trykk som over-stiger omgivelsestrykket, presset gjennom en ledning 150, for spyling av det indre av røret 22 og den steriliserte banen. Den sterile luftstrømmen bevarer den sterile tilstand av røret 22 og den foldete banen 20 idet den forlater det sterile kammer

100 og innen den formes til et rør, fylles og forsegles på tvers. Ved opprettelse av et lufttrykk større enn omgivelsestrykket, vil den sterile overtrykks-luftstrøm i størst mulig grad redusere sannsynligheten for at den steriliserte bane skal forurenses av det ytre mil-jø. Ledningen 150 må ende i tilstrekkelig avstand over produktet 32 til ikke å innvirke forstyrrende på sporingen av oppfyllingsnivået, men ikke i for stor avstand til å hindre en kontinuerlig utskifting av steril luft i nivå med det ifylte produkt.

Som vist i figur 1, 5 og 6, innføres produktet 32 i det kontinuerlig tilvirkete røret 22 gjennom et ifyllingsrør 400. En produktnivådetektor 410 for bestemmelse av produktnivået i røret, innføres likeledes i røret 22, for sporing av nivået av produktet 32 i røret 22 mens røret fremføres og formes til forpakninger 30. Ifyllings-røret 400 skal ende i tilstrekkelig avstand under produktnivået, for å unngå at det innføres luftbobler i produktet 32 i røret 22 som følge av nedfallende produkt, om-røring eller virveldannelse. I den foretrukne versjon kan produktnivådetektoren 410 bestå av en konvensjonell kapasitetssonde som gjennomgår en impedans-forandring i avhengighet av den del av sonden som er nedsenket i produktet 32. Denne impedans kan korreleres for angivelse av den øyeblikkelige produktnivå-posisjon, ved hjelp av en mikroprosessor, og benyttes for justering av fyllingshastigheten, som beskrevet i det etterfølgende.

I overensstemmelse med den foretrukne versjon vil røret alltid inneholde tilstrekkelig produkt for flere forpakninger. Det øyeblikkelige produktnivå spores av detektoren 410 som også benyttes av en konvensjonell mikroprosessor, for jevnføring av produktnivået med et forutfastlagt overløpsavstengingsnivå, under-løpsavstengingsnivå og produktbearbeidingsområde innen avstengningsnivå- grensene. Fyllingshastigheten kan reguleres av en mikroprosessor, f.eks. ved anvendelse av en spjeldventil for opprettholdelse av produktnivået innenfor bearbeidingsområdet, under hensyntaking til bølgebevegelse av produktnivået innenfor bearbeidingsområdet, når forpakningene formes og kappes ved enden av det fremførte rør 22.

Det er i figur 19-24 vist en lengdeforseglings-induksjonsspole 120 omfattende et flersløyfe-spoleelement, hvor spolene er jevnt fordelt med en halvdel på mot-satte sider av en langsgående kanal eller et spor 122 som strekker seg langs og mellom de avlange sidesløyfeseksjoner av spolen 120 (se figur 19a). Den foldete sløyfeform øker den utstrålte feltstyrke og gir en jevnere fordeling av det elektromagnetiske felt som utstråles av den induksjonsoppladete spolen 120, enn ved en flat spole. Det jevnt fordelte magnetiske felt gir en jevnt fordelt, indusert strøm i, langs og på tvers av de strømledende lag i flerfoliebanekantene 24 og 26 mens disse fremføres gjennom det U-formete spor 122, og gir en rimelig jevn oppvarming av de innbyrdes motvendte termoplastlag og, etter avkjøling, en stort sett ensartet, hermetisk forsegling i langsgående retning. Sporet 122 er tilpasset for opptakelse av banekantene 24 og 26 og opprettholdelse av disse på linje under fremføringen gjennom sporet, for oppvarming og sammenklebing når spolen 120 opplades. Baneinngangen kan være avfaset, f.eks. i 60°, for å lette innføringen av banen 20 i sporet. Se figur 24a. Sløyfen i lengderetnings-forseglingsspolen 120 kan bestå av ledende rørledning 656 og en avgrenet midtre jordforbindelse 656a som kan være fastgjort i et ikke-ledende, stivt ytterhus 658, eksempelvis av epoksy, epoksy-fiberglassmateriale av type G-10, plast e.l. Den strømledende rørledning 656 er fortrinnsvis av kobber og innrettet for å gjennomstrømmes av et kjølemedium, såsom vann. Jordforbindelsen 656a er elektrisk koplet til en leder 656 i en posisjon 657, for å forebygge gnistoverslag til banen under drift. Avstandsholdere 655a og 655b som vist i figur 23 og 24, kan benyttes for å holde spolen og strømlederne adskilt og i flukt i ytterhuset 658 og spolen 120.

Det foretrekkes at den langsgående forsegling opprettes ved periodisk opplading av lengderetningsforseglings-induksjonsspolen 120, for å danne bunnforseglingen som strekker seg over forpakningsbredden. Lengden av spolen 120 er tilnærmelsesvis lik eller større enn bredden av en utbrettet forpakning slik at en langsgående seksjon av røret 22, ihvertfall i motsvarighet til bunnforseglingen, vil passere gjennom det elektromagnetiske felt som er opprettet av den oppladete spolen 120. Banens fremføringshastighet og tidsrommet hvorunder spolen er oppladet og utstråler et elektromagnetisk felt, kan koordineres slik at de innbyrdes motvendte termoplastlag vil sammensmeltes effektivt og danne en sammenhengende, hermetisk forsegling, fortrinnsvis bestående av overlappende segmenter.

Den nødvendige strøm til lengdeforseglingsprosessen ifølge oppfinnelsen kan leveres av en radiofrekvens-generator (ikke vist) som utvikler et forutvalgt energinivå, f.eks. 3-5 kw ved ca. 650 KHz, for opprettelse av vertikalforseglingen. RF-generatoren er elektrisk forbundet med lengdeforseglings-induksjonsspolen 120 gjennom ledere 656 og eventuelt med en induksjonstverrspole gjennom en koplingsmekanisme 652 som ikke omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Strømmen fra RF-generatoren kan ved hjelp av en styrekrets koples til lengdeforseglings-induksjonsspolen 120 hvori det induseres en strøm som i sin tur induserer en strøm i de innbyrdes motvendte kanter 24 og 26 av flerfoliebanen 20

i den U-formete seksjon 122 av spolen 120 i et forutbestemt tidsrom. Dette tidsrom kan tildels avhenge av hastigheten av flerfoliebanen 20/røret 22 gjennom spolen 120, tidsrommet hvorunder koplingsmekanismen 652 er i funksjon, de fysiske egenskaper hos banen 20, induksjonsspoleformen og andre produksjons-parametre.

Koplingsmekanismen 652 forbinder forseglingsspolen 120 med RF-generatoren, som vist i figur 13. Koplingsmekanismen 652 omfatter koplingshuset 653 av isolerende materiale, fortrinnsvis plast, og eventuelt en frakoplingsanordning

for selektiv sammenkopling og fråkopling av spolen 120 og generatoren 650. Det er anordnet kjølekanaler 1656a og 1656b for leding av et sirkulerende kjølefluidum gjennom spolen 120 i det strømførende ledningsrøret. Ledningsrøret er elektrisk tilkoplet ved kanalene, for opprettholdelse av en fullstendig strømkrets.

Under fremføringen i apparatet 200 blir røret 22 fastspent på tvers av den ene forseglermekanisme etter den annen, for fastlegging av stort sett samme produktvolum og banematerialmengde for hver forpakning mellom forseglermeka-nismene og deretter forseglet i den tversgående klemsone. Det forseglete rør kappes deretter til enkeltforpakninger i forseglingssonen, ved hjelp av en kapper-anordning som er innmontert i forseglermekanismen eller anbragt annet sted på maskinen 10. De fraskilte forpakninger kan deretter bearbeides til ferdige beholdere 31 ved anvendelse av annen apparatur som heller ikke omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Claims (4)

1. Apparat for forming av en sammenhengende bane (20) av flerfoliemateriale til et rør (22) som kan fylles med et produkt (32) og fastspennes i tverretningen, forsegles, og kappes i forpakninger (31), omfattende: en anordning (110) for fremføring av flerfoliebanen; en ramme (11, 131, 132); en for bøying av flerfoliebanen anordnet baneføringsanordning (64, 74) som strekker seg i slik lengde at banen vil bøyes når dens lengdekanter (24, 26) gradvis bringes nærmere hverandre til et overlappende og motstående forhold idet banen skal fremføres langs baneføringsanordningen; et par første ruller (142a, 142b) som er montert på rammen (131, 132) med innbyrdes avstand, på hver sin side av flerfoliebanens fremføringsbane; et par andre ruller (143a, 143b) som er anordnet med innbyrdes avstand og innrettet til å oppta flerfoliebanens overlappende og motstående lengdekanter og klemme dem sammen; en anordning (120) for oppvarming av banens motstående lengdekanter slik at de vil sammensmeltes og danne en homogen lengdeforsegling,karakterisert ved1)at baneføringsanordningen videre omfatter: en øvre rulle (110) for styring av den fremadløpende flerfoliebane; en plate (64) med en overside, en underside og to flenser (74) som danner spisse eller rette vinkler med platen fra oversiden til undersiden ved platekantene, hvor platekantene er slik utformet at avstanden mellom flensene avtar fra oversiden til undersiden, og hvor flensene er skråstilt for opptakelse av banen fra den øvre rulle (110) og styring av banens lengdekanter under fremføringen av banen, slik at banen vil bøyes og lengdekantene sammenføres i anlegg mot hverandre og motsatt beliggende ved undersiden av platen; og 2) at det første par ruller (142a, 142b) er montert på rammen med innbyrdes vinkel og nedad fra rammen slik at de ligger an mot den bøyde flerfoliebanen for utflating av banepartiene nær de motstående lengdekanter under banens fremføring; at en sporinnretning (122) er anordnet ved banens lengdekanter for å oppta og innrette banens lengdekanter under banens fremføring; at det andre par ruller (143) har parallelle rotasjonsakser som danner en vinkel med banens lengdekant for derved å utøve en kraftkomponent på banekantene vinkelrett på banens fremføringsretning for å tvinge kantene inn i spor-innretningen (122) og på linje i lengderetningen; og at en rulle (169) er montert i rammen og innrettet til å ligge an mot banepartiet mellom de to utflatete banepartier for å tvinge banekantene inn i sporinnret-ningen og bringe banekantene på linje i lengderetningen, for derved å gi banen en stort sett trekantet triangulær tverrsnittsform.

2. Apparat i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det omfatter: et tredje par ruller (144a, 144b) som er adskilt og anordnet for opptakelse av de oppvarmete banelengdekanter (24, 26) som ligger an mot hverandre, og presse disse ytterligere sammen for opprettelse av en homogen lengdeforsegling.

3. Apparat i samsvar med krav 1,karakterisert vedat sporanord-ningen (122) og anordningen (120) for oppvarming av flerfoliebanen videre omfatter: en lengderettet induksjonsspole (120) som er fast montert (153, 154) i forhold til rammen (11, 132), elektrisk forbundet (652, 656) med en elektromagnetisk energikilde (650) og plassert nær banekantene, slik at et elektromagnetisk felt som opprettes av induksjonsspolen, vil indusere en strøm i flerfoliebanens lengdekanter og oppvarme disse nærmest spolen; og et spormateriale som er tilpasset for opptakelse av de fremadløpende banekanter (24, 26) som skal innrettes på linje, hvor sporet (122) er U-formet og plassert mellom banen og spolen, og hvor materialet ikke innvirker ugunstig på det elektromagnetiske felt som opprettes av spolen.

4. Apparat i samsvar med krav 3,karakterisert vedat den lengderettete induksjonsspole (120) er utformet for frembringelse av en magnetisk kraft som vil bevirke at de innbyrdes motvendte banelengdekanter som ligger an mot hverandre, vil tvinges sammen når det induseres en strøm i flerfoliematerialet, slik at de oppvarmete kanter vil bli sammenpresset og danne en forsegling.