NO323872B1 - Kartongbasert beholder, fremgangsmate for fremstilling av en slik beholder samt apparat for a forsegle toppen av en beholder - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår generelt en forbedret beholder, og mer spesielt en kartongbasert beholder som angitt i ingressen av patentkrav 1, en fremgangsmåte for fremstilling av en beholder som angitt i ingressen til patentkrav 3 samt et apparat for forsegling av en beholder som angitt i ingressen til patentkrav 16.

I dag finnes mange typer engangsforpakninger eller kartonger for oppbevaring av væsker, pulver eller lignende. Væskene kan innbefatte drikkevarer, slik som melk og juice. Beholderne kan være tilformet av emner eller flak laget av en rekke forskjellige laminat-materialer som har et substrat slik som kartong, halmpapp, papp, grovpapp og lignende. Substratmaterialet er laminert eller belagt med en termoplast eller et tilsvarende væske-motstandsdyktig belegg for at beholderen kan holde på væsker. Emnene blir foldet eller brettet til en rekke forskjellige beholdertverrsnitt, slik som rørformet, rektangulær, kvadratisk og lignende.

Det er blitt foreslått å fremstille rektangulære kartonger med sidevegger fremstilt av et kartongbasert laminatmateriale hvor den øvre enden er blitt laget utelukkende av et termoplastmateriale. Et slikt forslag er lansert i US patentene 5 158 633 og 5 498 149. Som beskrevet i disse publikasjonene, kan et termoplastmateriale tilformes og avtettes til beholderens sidevegger ved bruk av en sprøytestøpeprosess. Den øvre enden kan være tilformet av en myk plaststrimmel som er plassert over enden av sideveggene og som så blir oppvarmet og termoformet til sideveggene. Termoformingsprosessen blir utført inne i en endestøpeform slik at den resulterende plastendehetten samsvarer med støpeformens form. Endehetten kan være tilformet med en integrert endehette som opp-tar en plugg. Endehetten kan være gjenget for å motta en skruhette.

Den nevnte beholderen som har en termoformet plastendehette eller kapsel, kan i avhen-gighet av omstendighetene være vanskelig å fremstille og krever vesentlig verktøy og bearbeidelse som kommer i tillegg til den eksisterende forpakningsrnaskinen. Den resulterende beholderen kan også være mer kostbar enn tilsvarende tilformet beholder som i sin helhet er tilformet av kartongbasert laminatmateriale.

Beholdere med gavltopp, som enten er flatgjort eller er oppstående, er også ganske po-pulære og er et alternativ til beholderen med termoformet topp, beskrevet ovenfor. De flatgjorte og oppstående gavlformede endene kan innbefatte separate åpningsløsninger, slik som et element av skruhettetypen eller lignende. Eksempler på åpningsløsninger er beskrevet i US patentene 5 248 054; 2 980 304 og 2 432 462.

De konvensjonelle beholdere med gavltopp kan imidlertid også være utsatt for begrensninger som er avhengige av omstendighetene. Gavlformede ender krever mer materiale enn flate ender, selv om beholdere med gavlformede og flate ender gir det samme lag-ringsvolumet. I tillegg er det ofte vanskelig å fremstille en gavlformet beholder med en helletut og kapsel. Når det blir anordnet en tut på den gavlformede beholderen, blir denne tilført det oppstående emnet før tilformingen av gavlen. Når tuten er tilføyd, blir endene foldet eller brettet, oppvarmet og presset sammen for å forme den kjente forseglede finnen av gavltoppstrukturen. Tuten må imidlertid befinne seg fjernt fra finnen for at det skal unngås at tuten innvirker på produksjonsutstyret som oppvarmer og forsegler finnepanelene. En slik fjernplassering av kapselen gjør at denne ofte må plasseres i en uhensiktsmessig posisjon på én side av beholderen.

For å løse disse problemene er det foreslått konvensjonelle beholdere med flate øvre ender som har en tut og hetteåpning i senteret av toppen. Beholdere med flate ender har imidlertid andre begrensninger. I disse beholderne danner de sammenføyde kantene av de foldede endepanelene sømmer. Disse sømmene frilegger kanter av kartongsubstrat-materialet overfor væskeproduktet inne i beholderen. Produktet gjennomgår en oppsu-gings- eller kapillærvirkning og det skjer en oppbløting av kartongkjernen til beholderen og dermed svekkes forseglingen og forpakningens integritet. I tillegg er konvensjonelle beholdere med flat ende ikke i stand til å oppnå en hermetisk forsegling langs sømmene som produseres ved den øvre ende av beholderen. Mens konvensjonelle beholdere med flate ender er væsketette, er således slike beholdere ikke hermetisk forseglet og de er derfor ikke i stand til å opprettholde et indre kammer som står under trykk, slik som er nødvendig for å bevare væsker som er mettet med karbondioksid, slik som mineralvann. I tillegg er de ikke-hermetiske sømmene på konvensjonelle kartongbaserte beholdere et utilfredsstillende medium for å lagre væsker som er høyst sensitive for oksygen, slik som vin, appelsinsaft eller lignende.

Oppfinnelsen vedrører således en beholder og fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art, og den er kjennetegnet ved trekkene i karakteristikken til de respektive selv-stendige patentkravene 1, 3 og 15.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de respektive, uselvstendige patentkrav 2; 4-14 og 16-22.

Det er beskrevet en hermetisk forseglet, kartongbasert beholder med flat topp og apparat og fremgangsmåte for å fremstille denne. Den kartongbaserte beholderen består av en rektangulær hylse som har øvre endeseksjoner som er sammenføyd ved folde- eller brettelinjer med sidevegger. De øvre endeseksjonene er inndelt i indre og ytre motstående par som er foldet mot hverandre på en overlappende måte for å danne en generelt flat ende på beholderen. Hver av de indre og ytre motstående seksjonene omfatter en utskjæring. Når de øvre endeseksjonene er foldet inn på en overlappende måte, definerer utskjæringene en åpning som har kanter som innbefatter frilagt kartongsubstrat. Hvert av de indre parene av motstående endeseksjoner er inndelt langs brettelinjer til et midtre område og sideveis motstående sideområder. De sideveis motstående sideområdene blir foldet opp på midtområdet og lagt mellom midtområdet og det ytre paret av motstående seksjoner når de er foldet til å danne beholderens topp. Ett av det ytre paret av motstående øvre endeseksjoner er lengre enn det andre, slik at denne lengste ytre endeseksjonen overlapper utsiden av den korteste av det ytre paret av motstående øvre endeseksjoner. Et åpningselement er anordnet gjennom åpningen og omfatter en flens ved det indre av beholderen. Flensen dekker de frilagte kantene av åpningen. Elementet er fortrinnsvis et frigjørbart deksel, slik som en tut av skruetype og hette som kan skrus av og på, eller lignende, men kan også være i form av en generelt flat skive.

Beholderen foran forenkler fremstillingen av en kartongbasert beholder som er hermetisk forseglet eller avtettet, og som kan fremstilles av en redusert mengde av forpak-ningsmateriale pr. volumenhet sammenlignet med andre valgte beholdertyper. Behol-derutformingen medfører også at den kan fremstilles med et minimum av ekstra verktøy som må tilføyes beholderproduksjonsutstyret.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningene, der;

Figurene 1-7 illustrerer et emne og beholder tilformet av emnet i samsvar med en ut-førelse av den foreliggende oppfinnelsen. Figurene 8-15 illustrerer en utførelse av et apparat som kan anvendes for å tilforme, fylle og avtette eller forsegle beholderen på figurene 1-7. Figur 1 illustrerer i perspektiv en beholder tilformet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen (generelt angitt med henvisningstallet 2). Beholderen 2 kan, i ferdiggjort stand, ha enhver ønskelig tverrsnittsform, slik som en rektangulær form, sirkulær form, kvadratisk form og lignende. Beholderen 2 er fortrinnsvis tilformet med rektangulær form med sidevegger 4, en topp 6 og en bunn 8. Toppen 6 kan innbefatte en skruhette-montasje 10 eller lignende som omfatter et åpningselement og tilsvarende kapsel eller hette.

Det vises nå til figur 2 hvor et vist flatt emne 12 blir brukt til å danne beholderen 2 på figur 1. Emnet 12 er fortrinnsvis tilformet av et laminatmateriale som omfatter et kartongsubstrat anordnet mellom to eller flere væskemotstandsdyktige sjikt, slik som poly-etylensjikt. Emnet 12 består av fire panelseksjoner 14 som er skilt fra hverandre langs brettelinjer 16. Etter valg kan en sideoverlappende seksjon 18 være anordnet integrert langs en side av et panel 14 for å anvendes til å danne sidesømmen 15 vist på figur 3. Den sideoverlappende seksjonen 18 er skilt fra panelet 14 ved brette- eller foldelinjen 20.

Som vist på figur 3, vil den sideoverlappende seksjonen 18, når beholderen er foldet til sin rektangulære form, være foldet innover langs linjen 20 slik at den ligger inntil den indre overflaten 22 til panelet 14. Den overlappende seksjonen 18 omfatter en kant 24 som strekker seg langs dens lengde. En sideleppe 26 er foldet langs lengden til den overlappende seksjonen 18 slik at leppen 26 blir liggende mellom seksjonen 18 og side-panelet 14, på en lagdelt måte, med sidekanten 24 isolert fra det indre av beholderen. Ved å folde leppen 26 på denne måten blir sidekanten 24 ikke frilagt og utsatt for væskeproduktet inne i beholderen.

Det vises igjen til figur 2 hvorav det fremgår at panelene 14 omfatter sideveggpartier 28 som definerer sideveggene 4 på den tilformede beholderen 2. Panelene 14 omfatter også øvre og nedre endeseksjoner 32 og 30. Endeseksjonene 30 og 32 er atskilt fra side-veggpartiene 28 via foldelinjer 34, 36. De øvre og nedre endeseksjonene 30 og 32 omfatter også ytre kanter 38 og 40. Kartongsubstratet i larninatmaterialet er frilagt langs kantene 38,40 og 24.

Når de er foldet opp på hverandre, samvirker endeseksjonene 30 slik at de definerer bunnen 8 til beholderen 2, mens endeseksjonene 32 samvirker når de er foldet, slik at de danner toppen 6. De nedre endeseksjonene 30 omfatter et indre par av endeseksjoner 42,44 og et ytre par av endeseksjoner 58, 60. De øvre endeseksjonene 32 omfatter et indre par av endeseksjoner 80 og 82 og et ytre par av endeseksjoner 84 og 86. Som illustrert, er det indre paret av endeseksjoner 42 og 44 tilhørende de nedre endeseksjonene 30 og det indre paret av endeseksjoner 80 og 82 tilhørende de øvre endeseksjonene 32 skilt fra sine respektive sidepaneler av krumme foldelinjer 36.

For å forenkle riktig folding av bunnen 8 til beholderen 2, er de nedre endeseksjonene 42 og 44 ytterligere segmentert langs foldelinjer 46 og 48 for å definere midtområder 50 og 52 og sideveis anordnede side- eller øreområder 54 og 56. I tillegg omfatter den ytre endeseksjonen 58 en ytterste klaff 62, som det vil bli vist i tilknytning til figur 4, overlapper tetninger eller forseglingen tildannet av seksjonene 30 på tvers av bunnen 8 av beholderen. Endeseksjonene 42,44 og 60 omfatter respektive ytre lepper 43,45 og 61, som er dekket av klaffen 62.

Under dannelse av den nedre endeseksjonen 30 blir det indre paret av motstående endeseksjoner 42 og 44 foldet innover inntil leppene 43 og 45 krysser hverandre nær senteret til bunnen 8. Deretter blir det ytre paret av endeseksjoner 58 og 60 foldet innover inntil leppene 61 og 62 sammenføyes. Når de nedre endeseksjonene 30 er foldet innover på hverandre på den forut nevnte måten, vil øreområdene 54 og 56 foldes langs linjer 46 og 48 inntil de overlapper de korresponderende midtområdene 50 og 52. Således blir øreområdene 54 og 56 på lagdelt måte lagt mellom korresponderende midtområder 50 og

52 og korresponderende ytre endeseksjoner 58 og 60.

Figur 4 illustrerer sluttfoldingen av de nedre endeseksjonene 30 i det riktige forholdet. Som illustrert, blir de ytre endeseksjonene 58 og 60 foldet (som forklart nedenfor) slik at de sammenføyes ved en søm 59. Leppen 61 blir foldet utover langs linjen 63 bort fra det indre av beholderen for å isolere kanten 38 fra innholdet i beholderen. Dersom de

krumme foldelinjene illustrert i den nedre enden 30 på figur 4 blir brukt, ligger sømmen 59 tilbaketrukket og derved tilveiebringes en generelt flat og stabil seteoverflate for beholderen. Ytterligere detaljer vedrørende bruken av slike krumme foldelinjer er beskrevet i US patent nr. 5 474 232, utstedt 12. desember 1995, med tittel "Gable Top Carton and Carton Blank Håving Curved Side Creases", som herved er innlemmet som referanse.

Det vendes nå tilbake til figur 2 hvorav det fremgår at de øvre endeseksjonene 32 omfatter et indre par av endeseksjoner 80 og 82 og et ytre par av endeseksjoner 84 og 86. Endeseksjonene 80 og 82 omfatter begge midtområder 88 og 90 tilformet integrert med korresponderende sideveis anordnede øreområder 92 og 94. Øreområdene 92 og 94 er atskilt fra korresponderende delområder 80 og 90 via foldelinjer 96 og 98. Etter valg kan én eller flere av endeseksjonene 30 omfatte en overlappsstrimmel slik som strimmel 100 på endeseksjonen 84. Endeseksjonene 80 - 86 omfatter videre bueformede utskjæringer, henholdsvis 102,104,106 og 108. Som forklart nedenfor, kombineres utskjæringene 102 -106 slik at det dannes en åpning gjennom toppen av beholderen som til slutt mottar åpningselementet.

Folding av toppen 6 til beholderen 2 er illustrert på figur 5. Som vist, er toppen tilformet ved folding av endeseksjonene 80 og 82 innover inntil de ytre endene 81 og 83 i hovedsaken møtes (figur 5). Deretter blir endeseksjonene 84 og 86 foldet innover inntil overlappingen 100 overlapper kanten 40 til seksjonen 86. Under denne foldeoperasjonen blir øreområdene 92 og 94 foldet innover opp på korresponderende delområder, henholdsvis 80 og 90, om korresponderende foldelinjer 96 og 98. Når de er foldet på denne måten, blir øreområdene 92 og 94 på lagdelt måte lagt mellom korresponderende midtområder 88 og 90 og naboendeseksjoner 84 og 86. Ved å folde de øvre endeseksjonene 32 på denne måten, isoleres i hovedsaken mange kanter av kartongsubstratet som ellers ville vært frilagt i forhold til produktinnholdet i beholderen. Alle kanter, innbefattende kanten 40, er isolert fra det indre av beholderen. Bare kantene 103,105, 107 og 109 på de bueformede utskjæringene 102 - 108 forblir frilagte.

Som vist på figur 6, blir kapselmontasjen 10 innført gjennom åpningen 12 definert av utskjæringene utover fra det indre av beholderen gjennom åpningen 112 tilformet når de bueformede utskjæringene 102 -108 sammenføyes. Kapselmontasjen 10 innbefatter et element 114 med en sirkulær basisflens 116 og en rørformet stamme 117 som strekker seg utover gjennom åpningen 112. Flensen 116 omfatter en øvre tetteflate 119 som er sikkert forseglet mot de indre overflatene 121 til de øvre endeseksjonene 80, 82, 84 og 86 nær åpningen 112. Elementet 114 forsegler og isolerer kantene 103,105,107 og 109 på utskjæringene 102,104,106 og 108 fra det indre av beholderen. Etter valg kan stam-men 117 ha gjenger 122 som mottar en korresponderende gjenget hette 124.

Som vist på figur 7, dekker basisflensen 116 et senterområde av endeseksjonene 80, 82, 84 og 86 slik at partier av kantene 40 og 103, 105,107 og 109, som ellers ville ha vært frilagt, blir dekket. Sett fra det indre av beholderen, er produktet i denne således bare frilagt eller avdekket overfor delområdene 88 og 90 og midtområdene 89 og 91 av de respektive endeseksjonene 84 og 86. Foldelinjene 96 og 98 definerer krysninger mellom områder 88 - 91 og danner forseglinger eller tetninger mellom disse for å forhindre produktet i å migrere mellom endeseksjonene 30.

Beholderen foran kan fremstilles med en minimal modifikasjon av tradisjonelle gavl-toppforpakningsmaskiner. Slike maskiner innbefatter TR/6 ®, TR/<9>, TR/8 <®> og Tetra Mini 9 forpakningsmaskiner som er tilgjengelig fra Tetra Pak, Inc.

Et eksempel på en tradisjonell forpaknings- eller emballasjemaskin som kan modifiseres for å produsere beholderen foran, er vist og beskrevet i US patent 3 820 303. Et eksempel på en slik modifisert maskin er vist på figurene 8-15. Som vist på figurene 8 og 9, blir flate pakkeemner 400, som ennå ikke er oppreist eller rettet opp, utmatet fra maga-sinet 405 samtidig som pakkeemnet 400 blir opprettet i en rørformet fasong, som i det foreliggende tilfellet har kvadratisk tverrsnitt. Ved hjelp av mateanordningen 410, som i den foreliggende utførelsen omfatter en roterbar kjede utstyrt med bærere 415, blir de oppreiste pakkeemnene 400 skjøvet på en holder (mandrel) 420 anordnet på et holderhjul 425, idet holderen er blitt forflyttet i en posisjon motstående mateanordningen. (På tegningen er denne posisjonen benevnt I). Når emnet 400 er skjøvet opp på holderen 420, blir holderhjulet 425 indeksert i en retning mot klokken inntil det når posisjon IL hvorpå holderhjulet stopper igjen.

I posisjon II er den øvre enden 32 til pakkeemnet 400 montert på holderen 420 anordnet sentralt motstående til en foldeanordning 430 som styres av en aktuator 435, fortrinnsvis en pneumatisk sylinder. Ved hjelp av aktuatoren 430 blir foldeanordningen 43 forflyttet mot de øvre endeseksjonene 32 på pakkeemnet 400, og den øvre endeseksjonen stikker frem fra holderen 420, hvorved klaffer 437 på foldeanordningen 430 blir foldet innover mot den øvre endeseksjonen av pakkeemnet 400 for initielt å folde eller "bryte" brette-linjene som tidligere var anordnet på den øvre endeseksjonen av pakkeemnet 400. Fol-deprosessen blir imidlertid avbrutt før pakkeemnets veggseksjon, som danner toppen, er blitt fullstendig foldet innover til sin sluttposisjon, og på grunn av elastisiteten i materi-alet går seksjonene 32 av pakkeemnet 400 som stikker frem fra holderen 420 tilbake i alt vesentlig til den posisjon hvor det var før foldeoperasjonen.

Når prefoldingsoperasjonen er komplettert, indekseres igjen holderhjulet 425 og stopper i posisjon EU, i hvilken posisjon de prefoldede øvre endeseksjoner 32 av pakkeemnet 400 ligger sentralt motstående en oppvarmingsanordning 440. Gjennom oppvarmingsanordningen 440 blir varm gass, fortrinnsvis luft, blåst mot de hevede endeseksjonene 32 på pakkeemnet 400, hvorved panelene til den øvre endeseksjonen, som skal virke som forseglingsseksjoner, blir oppvarmet i en slik grad at termoplastmaterialet anordnet om kartongsubstratet mykner. I tillegg blir et åpningselement eller en komplett kapsel-montasje 10 innbefattende åpningselementet styrt gjennom et rør 440 fra en forsyning 450. Røret 445 blir flyttet nær holderen 420 og styrer elementet mellom de åpne panelene ved den øvre enden 32. Elementet danner inngrep med holderen 420 og holdes fast til denne ved hjelp av f.eks. en vakuumanordning eller lignende. Røret 445 blir så forflyttet fra i nærheten av holderen 420 for å tillate holderen med det korresponderende elementet påfestet igjen å bli indeksert og flyttet til posisjon IV.

Når holderhjulet 425 med holderen 420 flyttes fra posisjon HI til posisjon IV, stikker seksjonen 32 av pakkeemnet 400 frem fra holderen 420 og kommer i kontakt med en

bretteinnretning 460 som folder de øvre endeseksjonene 32 på måten som er beskrevet i tilknytning til figur 5. Ved dette tidspunktet begynner panelene til de øvre endeseksjonene 32 å bli varmeforseglet til hverandre og til flensen 116 på elementet 114. Når holderen 420 har nådd posisjon IV, blir en avkjølt trykkform 465, som kan være forskjø-vet av en aktuator 470, fortrinnsvis en pneumatisk sylinder, presset mot den foldede og forseglede toppseksjonen, hvorved det tilformes en generelt flat beholdertopp som har et åpningselement. Ved å avkjøle de oppvarmede delene av endeseksjonene 32 samtidig som seksjonene blir presset sammen av trykkplaten 465 og enden på holderen 420, bringes det oppvarmede termoplastlaget til å stivne når de oppvarmede flatene er blitt kom-binert ved overflatesammensmeltning, hvorved seksjonene som danner toppen blir holdt sammen i den sammentrykte posisjonen for å danne en væskesikker topp. For å sikre at det oppnås en god forsegling, er det viktig at de foldede toppseksjonene blir presset mot hverandre med stor kraft, og det tilrådes å gjøre bruk av trykk på opptil flere tonn, siden trykk av denne størrelsesorden medfører effektiv flyt av plasten i tettesonen og lukking av enhver lekkasjekanal som kan opptre når overlappende materialsjikt blir sammen-føyd.

Så snart basisen er blitt trykket på, blir holderhjulet indeksert til posisjon V, slik at beholderen 400, som er gitt en tilformet og forseglet topp, blir snudd eller vendt, etter en tidsperiode som tilsvarer med en indekseringsperiode, til posisjon VI, i hvilken holderen 420 blir rettet nedover.

I posisjon VI blir beholderen 400 trukket fra holderen 420 ved hjelp av en avtrekkings-anordning 470 som er vertikal forflyttbar og som ved sin fremre del har en suge- eller gripeanordning som griper beholderen 400. Avtrekksoperasjonen blir utført ved å heve avtrel±saiiordningen 470 ved hjelp av en aktuator 475 inntil dens suge- eller gripehode 480 kommer i kontakt med toppen av beholderen 400. Når avtrekksanordningen 470 deretter bringes til å forflyttes nedover, blir beholderen 400 trukket fra holderen 420 og senket mellom de gjenværende anordningene som er anordnet på en intermitterende bevegbar kjedetransportør 485, ved hjelp av hvilken beholderne 400 blir trukket fra holderhjulet 425 og besørget transportert i en hovedsakelig horisontal retning i en omsnudd tilstand. Holderhjulet 425 blir indeksert etter kompletteringen av avtrekksoperasjonen til posisjon I, i hvilken et nytt pakkeemne 400 blir skjøvet på holderen 420 av mateanordningen 410.

I beskrivelsen ovenfor er det angitt en driftsmåte hvor et holderhjul 425 utfører en fullstendig indekseringssyklus, men under hver indekseirngspause blir det utført samtidige operasjoner i alle posisjonene med unntak for posisjon V. Dette betyr at en fullstendig behandlet beholder 400 blir avtrukket under hver indekseringspause samtidig som et nytt pakkeemne 400 blir montert på holderen 420. Følgelig blir i den foreliggende ut-førelsen tiden mellom to påfølgende indekseringsoperasjoner valgt slik at alle operasjo-nene i de forskjellige posisjonene kan sluttføres.

Siden to eller flere holderhjul 425 samtidig er tilordnet en transportør 485, blir i den illustrerte utførelsen to eller flere beholdere 400 utstyrt med en forseglet og tilformet topp, begge til enhver tid sendt fra holderhjulet 425 til transportøren 485 ved hjelp av to eller flere avtrekkingsanordninger 470. Med maskinen som her er beskrevet, er hver transportør 485 tilordnet to holderhjul 425, slik at to beholdere 400 blir sendt til transportøren 485 under hver indekseringsoperasjon. Siden transportøren blir matet med to beholdere 400 under hver indekseringsoperasjon, må beholderen forflyttes av to pakke-seksjoner under hver indekseringsoperasjon, og alle behandlingsstasjonene for å folde toppene til beholderne og for å fylle og lukke beholderne 400 må være duplisert. Siden imidlertid behandlingsstasjonene befinner seg sidestilt i forhold til hverandre, kan det anvendes en felles drivmekanisme for hvert par av anordninger. Alternativt kan én eller flere servomotorer brukes for å drive de korresponderende mekanismene i et tidsbestemt forhold.

Hver transportør 485 består av to parallelle endeløse kjeder som er utstyrt med holdean-ordninger 490, hvorved holdeanordningene befinner seg sentralt motstående hverandre på de to kjedene og danner mellom seg et rom 495 som er slik utformet at en omsnudd beholder 400 kan plasseres i dette. Når en beholder 400 blir trukket fra holderen 420 av avtrekkanordningen 470 og forflyttet nedover, blir den innført i rommet 500 definert av holdeanordningene 490. For at dette skal være mulig er bevegelsen til transportøren synkronisert ved holderhjulet slik at transportøren beveger seg forover med to holdean-ordningsinndelinger under hver indekseringsoperasjon av holderhjulet 425 samtidig som nye tomme rom avgrenset av holdeelementene 490 alltid er rettet under holderne 420 i posisjon VI.

I stasjon A blir bunnendeseksjoner 30 til beholderne 400 prefoldet ved hjelp av en foldeanordning SOS festet til et åk 510 som kan heves og senkes. Foldeoperasjonen blir utført ved i det minste delvis å folde bunnendeseksjonen 30 på måten som er beskrevet ovenfor. Foldingen har bare det formålet å bøye eller "bryte" brettelinjemønsteret som er anordnet på pakkeemnet og som er ment å definere foldemønsteret som er nødvendig for å forsegle toppen til beholderen, og således blir ikke foldeoperasjonen fullført, men foldeanordningen SOS blir hevet til sin øvre posisjon så snart brettelinjemønsteret er blitt bøyd.

Etter indeksering av holderhjulet 425 og forflytning av transportøren 485 ett trinn, er de foldede beholderne 400 på stasjon B, dvs. direkte under fylleanordningen 515, ved hjelp av hvilken en målt mengde av produktet blir innført i beholderen. Fylling av beholderne 400 blir utført på en slik måte at beholderne blir hevet om fyllerørene 520 ved hjelp av en løftemekanisme og gradvis senket mens beholderen blir fylt. Deretter blir de fylte beholderne forflyttet i trinn og synkront med indekseringsmekanismen til stasjon C, hvor bunnendeseksjonene 30 av beholderen er direkte under en oppvarmingsanordning 525. Akkurat som toppoppvarmingsanordningen 440, består bunnoppvarrningsanord-ningen 525 av en oppvarmingsanordning utstyrt med hull, hvorved varm luft blir blåst gjennom hullene som er anordnet i et slikt mønster at varmen når bare de deler av de øvre endeseksjonene 30 som er ment å forsegles mot hverandre. Termoplastmaterialet blir hurtig oppvarmet til plastifiseringspunktet, hvoretter beholderne 33 blir flyttet fra stasjon C til stasjon D hvor bunnendeseksjonene blir sluttfoldet og forseglet til konfigu-rasjonen vist på figur 4. I stasjon E ved slutten av transportøren blir holdeanordningene som omgir beholderne under transporten separert og den fullførte emballasjen blir fjer-net fra embaUasjemaskinen og omsnudd av en pakkeomsnuingsmekanisme 530 som snur om beholderne 400 til en oppstående posisjon for påfølgende transport og fordeling.

Selv om driften og koordineringen av de forskjellige mekanismene i behandlingsstasjonene kan utføres ved bruk av en eller flere servomotorer og et passende styresystem, blir

pakke- eller emballasjemaskinen i denne utførelsen drevet ved hjelp av en elektrisk mo-tor og et tilsvarende sett av drivaksler og kam-mekanismer. Det vil imidlertid umiddel-bart forstås at forskjellige konfigurasjoner er egnet for å drive og koordinere maskinsta-sjonene, og at den illustrerte utførelsen bare er en slik konfigurasjon.

Med emballasje- eller pakkemaskiner av typen som tidligere er beskrevet, blir toppen av pakken tilformet ved å folde de øvre endeseksjonene 32 mot hverandre og om elementet. Seksjonene 32 som danner toppen og blir foldet innover, blir holdt i den foldede inn-overposisjonen ved oppvarming av termoplastbelegget til pakkeemnet 400 i området til seksjonene 35 som danner basisen, inntil plastifisering opptrer, hvorpå termoplastmate-rialbelegget på overflatene av seksjonene blir sammenfestet etter folding ved overflate-fusjon for å danne en permanent forsegling eller tetning.

Figurene 10 - 12 illustrerer en måte hvorved toppendepanelene 32 på beholderne 400 kan varmeforsegles om elementet. I den illustrerte utførelsen blir elementet 114 innført i posisjon IQ og ytterligere oppvarming av toppendeseksjonene 32 finner likeledes sted her. Elementet 114 kan innføres på måten som er vist på figur 10 og 11, der en lineær aktuator 560 er tilkoblet for å drive røret 445 mellom en første posisjon hvori enden 565 av røret 445 inkludert en deflektor 570 er klar av holderen 420 og toppendepanelene 32 strekker seg fra holderen 420, og en andre posisjon hvori enden 565 til røret 445 er anordnet nær et sentralt parti av holderen 420 som tilsvarer posisjonen der elementet 114 vil bli festet til beholderen 400. Når det er anordnet i den andre posisjonen, illustrert på figur 11, blir elementet 114 styrt gjennom røret 445 ved hjelp av luft, tyngde-kraft eller lignende, for å dekke åpningen til en sentral vakuumkanal 575 som er tilkoblet en vakuumkilde (ikke vist). Vakuumkanalen 575 hjelper til med å feste elementet 114 til holderen 420, mens toppen av beholderen 400 blir foldet og varmeforseglet om elementet 114.

Oppvarming av de øvre endepanelene 32 er best illustrert i tilknytning til figur 12. Som vist blir beholderne 400 brakt fram til et varmesystem 580 som tilveiebringer en varm, steril gass, slik som luft, gjennom en flerhet av åpninger 585 anordnet i posisjoner som er valgt slik at den varme gassen rettes mot delene av de øvre endeklaffene 32 som skal varmeforsegles til hverandre. Den varme gassen bringes til en temperatur som er til-strekkelig til å plastifisere polymersjiktene som blir brukt til å varmeforsegle beholderen 400 over hviletiden i indekseringsperioden. Det er under denne hvile- eller oppholdsti-den at elementet 114 blir styrt til posisjon for forsegling til beholderen 400. Elementet 114 som fortrinnsvis er tilformet av et polymermaterial, blir på fordelaktig måte beskyt-tet mot den varme gassen av røret 445 og deflektoren 570.

Mens beholderne 400 blir indeksert fra posisjon m til posisjon IV, blir de øvre endepanelene 32 foldet av foldemekanismen 460 før de når den avkjølte trykkformen 465. En utførelse av en slik foldemekanisme er illustrert på figurene 13 - 15. Ytterligere detaljer vedrørende driften av foldemekanismen kan finnes i det forutnevnte US-patent 3.820.303, som er innlemmet som referanse.

Som et ytterligere alternativ, kan fremgangsmåten ved hvilken beholderen blir tilformet modifiseres, slik at de øvre seksjonene 32 blir foldet på hverandre og forseglet til hverandre i en første stasjon før anordningen av elementet. Deretter kan beholderen bli fjer-net fra holderen og elementet innført gjennom den motstående, åpne bunnenden av hyl-sen inntil elementet 114 danner inngrep med den indre overflaten av beholderens øvre ende. Således vil den øvre enden av beholderen bli tilformet i en første stasjon og elementet 114 vil så bli innført i en andre stasjon, med flensen 220 separat forseglet til de indre overflatene av endeseksjonene 32. Alternativt kan det anvendes andre fremgangs-måter for å feste elementet, slik som å lime det til beholderen, fastgjøre det ved ultralyd eller lignende.

Selv om det er vist og beskrevet bestemte elementer, utførelser og applikasjoner av den foreliggende oppfinnelsen, må det selvfølgelig forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse og at modifikasjoner kan utføres av fagkyndige på området, spesielt i lys av den forutgående beskrivelsen. Det er derfor forutsatt at de vedlagte patentkrav skal dekke slike modifikasjoner og innlemme disse trekkene som vil ligge innenfor rammen og det oppfinneriske konseptet ved oppfinnelsen.

Claims (22)

1. Kartongbasert beholder (2) som omfatter: en hylse som har sidepaneler som er foldet for å danne et generelt rektangulært tverrsnitt, og der sidepanelene har sideveggseksjoner (14), en øvre endeseksjon (32) og en nedre endeseksjon (30) delt fra hverandre ved folde-eller brettelinjer (34,36), idet de øvre endeseksjoner er delt ved folde- eller brettelinjer til et indre, motstående par av seksjoner (80,82) og et ytre, motstående par av seksjoner (84,86), hvor hvert av det indre og ytre paret av motstående seksjoner har utskjæringer (102,104,106,108), idet hver av det indre paret av motstående seksjoner er definert av folde- eller brettelinjer (96,98) for å danne et midtområde (88,90) og sideeis motstående sideregioner (92,94) på hver side av midtområdet, der de øvre endeseksjonene er foldet eller brettet og forseglet for å danne en generelt flatgjort topp (6) på beholderen, idet de sideveis motstående sideområdene til hvert indre par av motstående seksjoner ligger mellom et parti av et respektivt av det ytre paret av motstående sidepartier og et respektivt midtområde, og der utskjæringene til de øvre endeseksjonene definerer en åpning som har kanter (103,105,107,109) med frilagt kartongsubstrat tilpasset til å motta et til-behørelement (114), karakterisert ved attilbehørelementet(114) har en flens (116), hvor flensen er sikret over en indre overflate (121) av beholderen og forenkler beskyttelse av kantene til den frilagte kartongen fra det indre av beholderen.

2. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at tilbehør-elementet er i formen av en skive.

3. Fremgangsmåte for å fremstille en beholder på en form-, fylle- og forseglingsforpak-ningsmaskin, slik at beholderen til slutt har et mangfold av sidepaneler, en toppende definert av paneler og en bunnende definert av bunnpaneler, samt et tilbehørselement (114), karakterisert ved plassering av en delvis tilformet beholder på en holder (mandrel), idet toppenden av den delvis tilformede beholderen stikker frem fra toppen av holderen; folding av toppanelene til den delvis tilformede beholderen for å bryte et flertall av brettelinjer som definerer toppanelene fra sidepanelene; forsegling av hvert av flertallet av toppanelene til den delvis tilformede beholderen til hvert tilstøtende toppanel, og festing av tilbehørelementet (114) til toppenden av beholderen, idet påføringen av tilbe-hørelementet på den delvis tilformede beholderen utføres etter avgivelse av beholderen fra holderen, idet tilbehørelementet festes til det ytre av den delvis tilformede beholderen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at ved avlevering av den delvis tilformede beholderen fra holderen etter forsegling, blir den delvis tilformede beholderen avlevert til en transportinnretning for ytterligere behandling.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at toppanelene oppvarmes før forseglingen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at tilbehørelementet stikker frem fra den delvis tilformede beholderen gjennom en utskjæring i toppenden.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved levering av et tilbehørelement fra et rør (445) for å danne inngrep med holderen (420), idet tilbehørelementet holdes på holderen ved hjelp av vakuum.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved åla holderen stikke frem fra et holderhjul (425) som er indeksert for å rotere om en fast akse, idet holderhjulet roterer holderen fra et mangfold av stasjoner anordnet langs en rotasjonsbane til holderhjulet.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at tilbehørelementet festes ved hjelp av en aktuator (560) og tilbehørelementet plasseres gjennom en utskjæring på toppenden og forsegles til den delvis tilformede beholderen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert v e d at den delvis tilformede beholderen fylles med et ønsket produkt, og at bunnen av den delvis tilformede beholderen blir forseglet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den delvis tilformede beholderen forsynes av et kartongmateriale som er belagt både på den indre og den ytre overflaten med et materiale valgt fra gruppen som består av polyetylen, polyetylentereftalat, polypropylen og etylenvinylalkohol.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at tilbehørelementet velges fra gruppen som består av klaffhette, skruhette, innskyvnings-hette og trekklapphette.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at toppenden forsynes med en kvadratisk utskjæring.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at toppenden forsynes med en sirkulær utskjæring.

15. Apparat for å forsegle toppen av en beholder før fylling og forsegling av bunnen til beholderen, hvor beholderen har et mangfold av sidepaneler, toppaneler og bunnpaneler, og et mangfold av merkelinjer som definerer hvert av de individuelle panelene og et tilbehørelement (114), karakterisert ved minst én holder (mandrel) (420) som stikker frem utad fra et holderhjul (425), idet holderhjulet er roterbart om en fast akse, idet holderen (420) har et legeme og en fremstikkende ende, der den fremstikkende enden er motstående en ende av holderen festet til holderhjulet, og der den fremstikkende enden har en forutbestemt kontur; en skyver (410) for å plassere en opprettet, delvis tilformet beholder på holderen med bunnenden av beholderen nær holderhjulet og toppenden av den delvis tilformede beholderen som stikker frem fra holderen; en foldeanordning (430) for å folde toppanelene på den delvis tilformede beholderen for å bryte et flertall av brettelinjer som definerer toppanelene på sidepanelene til den delvis tilformede beholder, der foldeanordningen er anordnet langs holderhjulets rotasjon; en oppvarmmgsanordning (440) for oppvarming av toppanelene på den delvis tilformede beholderen, der oppvarmingsanordningen er anordnet etterfølgende foldeanordningen langs holderhjulets rotasjon; en presse (465) for å forsegle hvert av flertallet av toppaneler til hvert tilstøtende topp-panel, der toppenden på den delvis tilformede beholder er tilpasset den forutbestemte konturen av holderens fremstikkende ende, idet pressen er anordnet langs holderhjulets rotasjon og er i stand til å foreta en oscillerende bevegelse mot og bort fra holderens fremstikkende ende; innretning (470) for å avgi den delvis tilformede beholderen fra holderen, og en påfø-ringsinnretning (440; 445, 560, 580) for å sette et tilbehørelement (114) på den delvis tilformede beholderen.

16. Apparat ifølge krav 15, karakterisert ved at påføringsinnretningen er et rør (445) for levering av et tilbehørelement fra en kilde av tilbehørelementer til holderen (420), idet tilbehørelementet blir holdt på holderen av et vakuum ved fremspringenden.

17. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at påføringsinnretningen er anordnet etter pressen, og at påføringsinnretningen er innrettet til å sette tilbehørelementet på den ytre overflaten av toppen til den delvis tilformede beholderen.

18. Apparat ifølge krav 15, karakterisert ved at påføringsinnretningen er anordnet etter avføringsinnretningen og før fyllestasjonen.

19. Apparat ifølge krav 15, karakterisert ved at den fremstikkende enden har en forutbestemt kontur i form av en kartong med tetrahederfor-met topp eller i form av en beholder med flat topp.

20. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at rørets ende (445) med deflektor (570) har en utsparing for å oppta tilbehørelementet under forseglingen av hvert av flertallet av toppaneler til hvert tilstøtende toppanel.

21. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at avgivel-sesinnretningen er en gripeanordning for å trekke den delvis tilformede beholderen av holderen.

22. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at en bunn-forseglingsanordning er anordnet etter en fyllestasjon på en forpakningsmaskin.