PL158973B1 - któw zywnosciowych, sciagacz dociskajacy do zamykania tych opakowan i urzadzenie do nakladania sciagacza dociskowego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób zamykania opakowan w ksztalcie rury lub torebki, zwlaszcza opakowan produktów zywnoscio- wych, znamienny tym, ze przewezony odcinek opakowa- nia sciska sie w pierscieniowym niemetalowym sciagaczu, który zaciska sie na zwezeniu przykladajac z naprzeciw- leglych jego stron cisnienie zamykajace, utrwala sie ksz- talt zwezenia, który osiaga sie przez poddanie zwezenia koncowemu cisnieniu zamykajacemu, przy czym zweze- nie sciska sie miedzy naprzeciwleglymi powierzchniami zasadniczo prostych dociskajacych odcinków (38 i 42) dociskowego sciagacza (2) i zbija sie do ostatecznego ksztaltu, w którym posiada wydluzony przekrój poprze- czny wzdluz zasadniczo równoleglych dociskajacych odcinków o dlugosci korzystnie co najmniej dwukrotnie wiekszej od odleglosci miedzy tymi dociskajacymi odcinkami. 6. Sciagacz dociskajacy do zamykania opakowan w ksztalcie rury lub torebki z materialu niemetalicznego, znamienny tym, ze sklada sie z dwóch naprzeciwleglych dociskajacych czesci (4, 8, 38, 42) i laczników (6, 40) pomiedzy nimi dla uzyskania, lacznie z czesciami doci- skajacymi, pierscieniowej struktury sciskajacej, w której co najmniej jeden z laczników (6 , 2 6 , 30, 40) laczy skoja- rzone czesci dociskajacych odcinków (4, 8, 38, 42), mie- dzy którymi jest przerwa po docisnieciu czesci dociskaja- cych do zwezonej czesci opakowania z jego przeciwleg- lych stron, przy czym naprzeciwlegle dociskajace czesci sa zasadniczo prostymi dociskajacymi odcinkami (4, 8; 38, 42) a laczniki (6, 26 , 28; 40) sa tak umieszczone, aby FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zamykania opakowań w kształcie rury lub torebki, zwłaszcza opakowań produktów żywnościowych, ściągacz dociskający do zamykania opakowań i urządzenie do nakładania ściągacza dociskowego.

Typowymi opakowaniami są opakowania dla artykułów kiełbasopodobnych, ma^ce porowatą skórkę kiełbasianą z ma^r^iiał^u włóknistego oraz opakowania w kształcie toreb lub kiełbas dla artykuóów spożywczych, np. zup, wykonane z mat^rriału opakowaniowego będącego rękawem ze szczelnej folii z tworzywa sztucznego. Maaeriały typu skórka od kiełbasy są porowate, ponieważ produkty muszą być poddane procesowi wędzenia, przez co uzyskują pożądany smak i trwałość, zaś folia z tworzyw sztucznych winna być maksymaanie szczelna w celu zapewnienia maksymalnego okresu trwałości opakowanego produktu.

W obu przypadkach istnieje ten sam problem, mianowicie, że ściśnięcie przewężeń winno być bardzo szczelne tak, by w przypadku kiełbasy ściągacz nie przesuwał się po zwykle bardzo śliskiej skórce przed, ani w trakcie wędzeńLa. Zaciski nakładane na opakowania fokowe powinny być także nieprzesuini i dodatkowo powinny stanowić zabezpieczenie przed dopływem powietrza. W obu przypadkach niezbędne Jest zwykle zastosowanie sił zaciskających tak wysokich, że istnieje potencjalne niebezpieczeństwo uszkodzenia folii i faktycznie wiadomo, że w takich procesach produkcyjnych największe szkody powwtają z tego powodu.

Przeważnie dla tego rodzaju zacisków używe się niemal wyłącznie ściągacza typu- mtalowej zapinki, tzn. paski metalowe w kształcie liter U lub C, które nekłeda się na przewężenie opakowana, e następnie zagina przy użyciu dosyć dużej siły zaciskającej tak, aby zamknęły się na zwężeniu w formie pierścienie. Można by dużo mówić za i przeciw tekim Mei^lowym zapinkom, jednak obecnie wystarczy tylko stwierdzenie, że są one odpowwedzialne za wryzneczne strety, gdyż meją ograniczoną zdolność utrzymania ściśniętego szczelnie materiału, e ich główną wadą Jest to, że są z meealu. Ogólnie rzecz biorąc, biorąc pod uwagę

158 973 nowoczesne normy, obecność jakiegokolwiek metalu w połączeniu z artykułami spożywczymi jest niepożądane. Stwierdzono także, że metalowe zapinki nie sę po prostu w stanie zamknąć opakowanie foliowe w sposób szczególnie szczelny, a przynajmniej nie jest to mooliwe bez spow:^(^oi^ani.a dużego zagrożenia, ponieważ opakowanie zostanie uszkodzone, przez co zamknięcie i tak nie będzie szczelne. W ciągu ostatnich lat wyprodukowano szereg nadzwyczaj szczelnych foli-i z tworzyw sztucznych dla wydłużenia trwałości przechowywania różnych artykułów spożywczych, ale zostało stwierdzone, że mija się to z celem dopóki materiały te nie mogę być zamykane w sposób zapewnnajęcy równie stopień szczelności.

□uz wcześnie, w celu odejścia od stosowania ściągaczy metalowych czyniono próby stosowania ściągaczy z tworzyw sztucznych, lecz wzory tych ściągaczy nie nadawały się do użycia przy opakowaniach o większych rozmiarach, tzn. opakowaniach ze stosunkowo grubym odcinkiem przewężenia. Zaletę ścięgaczy z tworzyw sztucznych oprócz tego, że nie sę z metalu Jest to,że mogę być zaopatrzone w elementy blokujęce, tak więc mogę być zaciśnięte wokół obszaru zwężonego, a następnie zamocowane w kształcie zamkniętego pierścienia, przez co mogę dociskać obszar przewężenia z dużę siłę, nie lgraliczalą zdolnościę maeriału, do pozostania w p^łożallu zagiętym wobec sił odginających powstałych w ściśniętym obszarze zwężenia.

Znane juz wcześniej ścięgacze z tworzyw sztucznych maję jednak szereg minusów, których nie będziemy obecnie szczegółowo omawśać. Ogólnie, sę one oparte na tych samych zasadniczo założeniach co zapinki yetalose. Mlαnowicie powinny służyć do zaciśnięcia wokół obszaru zwężonego wystarczająco szczelnie, aby się nie przesuwały i zapewniły wysoki stopień szczelności obszaru zwężenia. Większość znanych ścięgaczy z tworzyw sztucznych nie może być stosowana przy większych lpakowsnlach, gdyż posiadaję element w kształcie lieery U, którego ramiona sę wsuwane w otwory przeciwległego odcinka, przez co maeriał przewężenia będzie dociśnięty do brzegów otworów, e to może spowodować powssanie kon^enracji sił dociskajęcych mogących wywołać rozdarcie maienału łoHowego.

Nie ma także jak dotęd doniesień o ściągaczach z tworzyw sztucznych zapewniających super szczelne zamkn^cie odnośnych obszarów zwężenia.

W odniesieniu do wynalazku wielki problem stanowi fakt, ze zastosowanie ściągacza w formie pierścienia, lub którego znaczne partie ukszrαłlowane sę w ten sposób, dla ściśnięcia obszaru przewężenia bynajmniej nie jest rozwięzaliey idealnym. Próby i obliczenia wykazały, ze to co się dzieje, jest zgliatantey obwodowym, w wyniku czego powstaja bariera przeciwko przeniesieniu ciśnienia dociskającego do wewnntrznych części powierzchni przewężenia. Przy zastosowaniu dużego ciśnienia stosunkowo cienka warstwa ściśniętego przy obwodzie mθeeriału będzie przemieszczona osiowo, lecz ponieważ mateiał ten jest rerclowl spójny z yaeeΓiaaym wewnnęrznym, ten ostatni będzie przyciągany osiowo przez takie przemieszczenie lub odkształcenie maeriału zewnętrznego, Takie przycięganie wynika z? sprężystości odwrotnej Mat^i^ia^u niaprzesuwαjącagl się i może się zdarzyć, że przy zastosowaniu dużego ciśnienia dociskającego yθtrrieł waN^ę^ny przylegający do matinału w strefie przesuwu maeriału zostanie wycięgnięty poza tzw. granicę wysięgnięcia aż do zarw^r^ίa, tzn. imeria! pęknie.

Powyższe rozważania maję odniesienie do maeerialói opakowaniowych z tworzyw sztucznych, ale podobne rozważania mogę się odnosić do opakowań z mateΓielói włóknistych i w obu przypadkach rezultat będzie taki, że w rzeczywistości nie ma optymalnego ścięgacza pod względem zapewnienia szczelnego zeyl<nlęcίa w sposób bezpieczny, tzn. nie uszkadzajęcy maaeria łu opa^^wana.

Wymmenione powyżej znaczne straty powinny być rozpatrywane na tle faktu, że w oczywisty sposób dotychczas nie zdawano sobie sprawy z tego, co naprawdę się dzieje w rejonie przewężenia w chudii zadziałania dużego ciśnienia dociskającego z odcinków ścięgaczy o różnych układach i uważa się, że obecny wynalazek stanowi w tym względzie pracę pionierskę. Zwykła przy użyciu zapinek metalowych przeprowadza się doświadczenia przed produkccę, aby utrzymać straty na mHiwie niskim poziomie, lecz zastosowanie niższego ciśnienia dociskowego spowoduje tylko powianie Jeszcze większych strat, tym razem spowodowanych nie przerwaniem mθtrΓiału lecz zbyt luźnym osadzeniem ścięgacza na opakowaniu. Tradycyjnym środkiem

158 973 zaradczym jest nakładanie dwóch lub więcej zapinek na każde przewężenie, lecz procent strat będzie nadal wysoki, a pod względem szczelności taki szereg zapinek też nie będzie pomocny, gdyż żadna z zapinek nie zapewni super szczelnego zaMm^ci.a.

3ak wynika z powyższego, głównym celem wynalazku jest opracowanie sposobu i ściągacza, które umooliwię ściąganie przewężeń z dużą siłą przy niskim zagrożeniu uszkodzenia mte^r^ału przewężenia tak, aby straty zostały znacznie ograniczone lub wręcz wyeliminowane .

Dalszym celem wynalazku jest opracowanie sposobu i ściągacza, który byłby użyteczny dla zapewnienia super szczelnych zamknięć zwęzeń, co oczywiście jest najważniejsze.

Sposób zamykania opakowań w kształcie rury lub torebki, zwłaszcza opakowań produktów żywnościowych według wynalazku polega na tym, że przewężony odcinek opakowania ściska się w pierścinniowatym ściągaczu z niemetalu, który zaciska się na przewężeniu przykładając z naprzeciwległych jego stron ciśnlenii zamykające i utrwala się kształt przewężenia, który osiąga się przez poddanie przewężenia końcowemu ciśnieniu zamykającemu, przy czym przewężenie ściska się między naprzeciwległymi powierzchniami zasadniczo prostych odcinków dociskających ściągacze dociskowego i zbija się do ostatecznego kształtu, w którym posiada wydłużony przekrój poprzeczny wzdłuż zasadniczo równoległych odcinków dociskających, o długości korzystnie co najmniej dwukrotnie większej od odległości między odcinkami dociskającymi. Części ściągacze łączące odnośne końce naprzeciwległych odcinków dociskających zawierają przynajmniej na jednym końcu ramię na odcinku, które wsuwa się i blokuje się w otworzi prze^^wym przeciwległego odcinka, w którym to sposobie nie odcina się wolnego końca ramienia, który chowa się całkowicie wewnntrz otworu lub-jeśli znacznie wystaje poza otwór - ma koniec gładko zaokrąglony. Dobiera się tak ściągacz i umieszcza się tak przewężenie, że w ostatecznym kształcie ściągacza jego światło jest całkowicie wypełnione materiaiem przewężenia, który poddaje się taMemu ciśnieniu zwiirajęieou pommędzy odcinkami dociskającymi, że w każdej części końcowej powóerzchni przewężenia tworzywo Mteri.ału rzeczywiście przemieszcza się osiowo do wartości poniżej wydłużenia przy zerwaniu i w ten sposób osiąga stan ogólnego rozciągnięcia osiowego, Stosuje się ciśnienii o wartości stałej wystarczającej do odkształcenia ^att^riału przewężenia, a naprzeciwległe odcinki dociskające zatrzymuje się mechaaicznie w takiej odległości od siebie, odpowiadającej rzeczywistej odległości między odcinkami dociskającymi, o wielkości wymaganej dla zapewnienia ogólnego rozciągnięcia osiowego maeriełu. Przy użyciu ściągacza o stosunkowo małej długości osiowce , części zwężonego Maeri.ału bezpośrednio poza przeciwległymi końcami ściągacza ściska się między elementami narzędzie dociskającego stabilizując osiowo, gdy odcinki dociskające prz^^uwa się do pozycji końcowych.

ściągacz dociskający do zamykania opakowań w kształcie rury lub torebki, zwłaszcza opakowań produktów żywnościowych według wynalazku, składa się z dwóch naprzeciwległych części dociskających i łączników pomiędzy nimi dla uzyskania, łącznie z częściami dociskającymi, piirśclenlooej struktury ściskającej, w której co najmniej jeden z łączników łączy skojarzone części odcinków dociskających, między którymi jest przerwa po dociśnięciu części dociskających do zwężonej części opakowania z jego przeciwległych stron, przy czym naprzeciwległe części dociskające są zasadniczo prostymi odcinkami dociskającymi, a łączniki są tak umieszczone, aby umoOliwić zamknięcie ściągacza wokół nie ściśniętej części przewężenia i ummOliwić zsunięcie razem odcinków dociskających, w celu ściśnięcia części zwężonej do ostatecznego kształtu, w którym odcinki są zasadniczo równa^g^, a odległość między nimi jest onieJsza od odległości między odnośnymi łącznikami. Jeden z odcinków dociskających ma na każdym końcu poprzecznie wystające ramię tworząc sztywny element w kształcie litery U z prostym odcin^em dolnym, zaś zewnętrzny odcinek dociskający posiada dwa osobne otwory do wprowadzania ramion i elementy blokujące umieszczone na każdym ramieniu i/uub w otworze, matące zapobiec ^y^uni-ęciu się ramion z otworów. Elementami blokującymi są elementy kUnowe wystające z wolnych końców ramion tak, aby mogły być o^^lwtdzlii do otworów łącznie z końcami ramion, a następnie wciśnięte z drugiej strony otworów rozszerzając przekrój poprzeczny końców ramion na tyle, aby zablokować wysunięcie ramienia z otworu. Części ściągacza łączące odpowiednie końce na6

158 973 przeciwległych odcinków dociskających zawierają przynajmniej na jednym końcu ramię na odcink;, które jest wsuwane w przelotowy otwór przeciwległego odcinka, przy czym wolny koniec ramenia jest nieodcięty i jest całkowicie schowany wewnątrz otworu lub gdy znacznie wystaje poza otwór, jego koniec jest gładko zaokrąglony.

Urządzenie do nakładania ścięgacza dociskowego na zwężony odcinek opakowania, według wynalazku składa się z elementów przyciskających równoległe części ścięgacza do części zwęzonnj , a poza tym posiada dodatkowe elementy dociskające do dociskania zwężonego mteri.ału bezpośrednio poza przeciwległymi osiowymi końcami ścięgacza dla stabilizacji materiału przeciw nadmiernemu osiowemu przemieszczaniu w obszarze otoczonym ściągaczem.

Zgodnie z nowę koncepcję wynalazku stwierdzono, że dla uzyskania praktycznie idealnej relacji między dużym ciślienjem ściskaęącym i niskim stopneem zagrożenia zniszczenia opakowani, obszar przewężenie powinien być ściskany między naprzeciwległymi powierzchniami zasadniczo prostych odcinków dociskających ścięgacza dociskowego i sprasowany do kształtu ostatecznego, który w przekroju poprzecznym jest podłużny wzdłuż zasadniczo równoległych odcinków dociskajęcych, korzystnie o długości przynajmniej dwukrotnie większej od odległości pomiędzy tymi odcinkami. Jest oczywiste, że w dalszym cięgu wielkość zastosowanego ciśnienia dociskajęcego, jak tez wielkość ściągacza powinny być dostosowane do konkretnego produktu, bioręc pod uwagę doświadczalny dobór warunków. Wówwzas rezultaemm będzie drastyczne obniżenie procentu strat, gdyż dzięki umieszczeniu obszaru przewężenia pomiędzy zasadniczo równoległymi odcinkami dociskającymi można zastosować stosunkowo bardzo duże ciśnienie dociskajęce bez uszkodzenia yteri.ałk opakow^ńa.

Wynalazek oparty jest na szczegółowych badaniach zachowań Mt^r^ałk opakowaniowego w obszarze przewężenia, poddanego działaniu ciśnienia ściskającego. Zostało stwierdzona, że Mżl.iwy jest dobór odpowiedniego ścięgacza i wielkości ciśnienia dociskającego w oparciu o znajomość parametrów poczętkowych procesu, tzn. wymiary i stałe mai^riab^we maaeriału opakowaniowego, a nie w oparciu wyłęcznie o wyniki doświadczeń. Uważa się jednakże, że w zwięzku z obecnę sprawę naświetlαlij teoretycznej podstawy wynalazku nie jest niezbędne, gdy wyniki mogę być wyrażone w kategorii lowitoΓskiego i zwięzłego sposobu i warunków projektowych.

Krótko fizyczny efekt zastosowania ciśnienie dociskającego pomiędzy prostymi i równoległymi odcinkami dociskającymi będzie taki., że ciśnijnij to zostanie przeniesione na wewnnęrzny mae^rriał w obszarze przewężenia w sposób niezakłócony jakimkolwiek zagęszczeneem powstającym wzdłuż odcinków dociskajęcych. Jak to ma miejsce przy zaciskach zakrzywionych i dlatego ciśnienie dociskαjącj zostanie przejęte przez powierzchnię przewężenie w sposób łagodny, nie powodujęc drastycznych różnic w zachowaniu zróżnicowanych st6iadkJęcych warstw yyteriału w obszarze przewężenia. Odpowiednic fizyczny efekt wyt^łuzena powierzchni przewężenia w okreś^nym kierunku będzie taki, że stopień SciSliąiia powierzchni przewężenia będzie stosunkowo niski., przez co zapewnia się, że ściśnięcie targowo spójnych partii mat^rriału nie spowoduje znaczniejszych tarć. Tak więc maariiał nie zostanie przedarty. Żędene dociśnięcie do siebie dwóch naprzeciwległych odcinków dociskających do pożędanego położenia ostatecznego można uzyskać przy użyciu odcinków dociskajęcych, które zasadniczo sę sztywne i pouczone sę końcami poprzez ramiona, z których przynajmniej jedno dostosowane jest do wsunlęcie w otwór w naprzeciwległym odcinku dociskającym w sposób umoOllwίaJący regulowanie i ustalanie długości. Przy każdym produkcie występię różnice w ogólnej grubości obszarów przewężenia, w zwięzku z czym ramię bardziej lub mn^j wchodzi w otwór, a nawet wystaje bardziej lub mi^J z drugiej strony naprzeciwległego odcinka dociskajęcego. W zwięzku z tym, w celu ograniczenie ilości róż nych wzorcowych ś^ęgaczy może być wskazane, dla danego produktu dobranie takiego typu ścięgecza, z którego otworów ramiona będę zbyt wystawały. Ogólnie będzie to niekorzystne, gdyż takie wystajęce partie ścięgaczy będę mogły spowodować rozdercie sęsiedliegc opakowanie.

W stanie techniki w zakresie ścię^zy z tworzyw sztucznych problem ten też istniał, aczkolwiek w znacznie większym stopniu, spowodowanym większym przemieszczeniem ramienia w trakcie zaciskania i w zwięzku z tym proponowano rczwięzalie problemu długich odcinków wysta158 973 jących ramion poprzez zwykłe odcięcie tych odcinków bezpośrednio przy ściance ściągacze, z której wystaaę. Okazało się jednak, że rozwiązanie to nie może być przyjęte, gdyż przy produkcji artykułów spożywczych niedopuszczalne jest występowanie luźnych odciętych fragmentów ściągaczy łęcznie z tymi artykułami.

Obecny wynalazek zapewnia to, że dany ścięgacz będzie miał długość odpowiednię ramion do stosowania go dla różnych produktów i związanych z tym różnych grubości obszarów przewężonych, gdyż przy wydłużonym kształcie powlerzchnl zaciśniętego przewężenia, wsunięcie lub wystawienie ramienia z otworu będzie niewielkie, dzięki niewielkiemu przemeszczeniu dociskowemu ramienia. Jest więc mooliwe praktycznie całkowite uniknięcie odcinania ramion poprzez zestosowanli takiej grubości odcinka blokującego, by koniec ramienia pozostał wewnątrz otworu pomimo różnych grubości obszaru przewężenia, lub w przypadku, gdy koniec ramienia będzie nieznacznie wystawał z otworu, by końce ramion były gładko zaokrąglone, aby nie stwarzały zagrożenia rozdarcia. Tak więc każdy wzorcowy typ ściągacze będzie mógł być zastosowany do ściągania zarówno różnych produktów jak tez ściągania produktów standardowych o małej tolerancji pod względem ogólnej grubości obszaru przewężenia, bez potrzeby odcinania końcówek ramion.

ile te efekty wynalazku są ważne, o tyle może okazać się jeszcze ważniejsze to, iz wynalazek zapewnia praktyczną mooiiwość osiągnięcia super szczelnego zamknęcia w sposób jasno określony i pow wa rzalny. Stwierdzono, ze podstawowy urunek otrzymania super szczelnego zamknęcia jest właściwie raczej łatwy do sformułowania i zauważenia, w oparciu o zasady wynalazku, a jednocześnie wykazano jasno, dlaczego otrzymane takiego zamknęcia w inny sposób jest praktycznie niemożliwe.

W celu zapewnienia całkowitej szczelności, wszystkie warstwy Mterlału na całej powleΓZchli przewężenia powinny być ściśle dociśnięte do siebie jak i do otaczającego zacisku. YiewlntΓZ obszaru przewężenia i na jego ^«^τζ^πί istnieje duża liczba niizamkπiętyJh wąskich kanałów, utworzonych między załamaniami folii, które nie zostaną zamknńęte przy zasto soweniu jedynie ciśnienia wystarczającego do ścisłego dociśnięcia do siebie podprzestrzeni powierzchni folii. W celu zamknęcia tych kanałów należy po prostu poddać każde odpowiednie miejsce takemmu ciśnieniu, aby materiał z tworzyw sztucznych uległ odkształceniu, a ponieważ zgniecenia mogą wystąpić w całym obszarze przewężenia, warunkiem uzyskania całkowicie szczelnego zaMr_llęc:Lα będzie poddanie każdego kawałka obszaru przewężonego takemmu ciśnieniu odkształcaącemmu, aby żaden taki kawałek nie pękł.

Wytworzenie takiego dużego nie niszczącego Jłśliena nawet wewnltrz środkowej części obszeru jest przeważnie (naoliwe przy użyciu sposobu według wynalazku, zaś przy użyciu konwencjonalnych zapinek metalowych istnieje szereg podrejrlów, w których ciśnienie będzie za wysokie lub za niskie, lub innymi słowy, nli^^^^^wi jest uniknę cie sytoa^i, w której ciśnienie j^est rdpowiednli w jednym miejscu bez Jednoczesnego występowania zbyt wysokiego lub zbyt niskiego ciśnienie w innych miejscach, przez co rezultat nie może być zadowll8aącyNiektóre ze znanych ściągaczy z tworzyw sztucznych moggyby być bardziej stosowne do zapewnienia enlej zróznjrowanigr ciśnienia w obszarze przewężenia, lecz jak juz powiedziano, istnieje problem przyciskania folii do brzegów otworów, przez co może łatwo pęknąć w tych miejscach po zastosowaniu dużego ciśnienia. Innym jest to, że w stanie techniki czyniono wysiłki, aby uzyskać ostatecznie ściśnięty obszar przewężenia o z grubsza jednolitej grubości i szerokość i.

Obecnie stwierdzono, zarówno teoretycznie jak i do6wladdczlnie, że ciśnienie odkształ' cające nie może być wytworzone w obszarze przewężenia bez uszkodzenia pozostałego maaeriału, o ile grubość tzn. odległość pomiędzy przeciwległymi odcinkami dociskającymi jest zauważalnie mmejsza od szerokości tego obszaru. Z tego samego powodu ^^żne jest, aby dociskanie następowało pomiędzy odcinkami zasadniczo prostym, naprzeciwległymi,

W praktyce dla każdego produktu priilnr być uponίβηιβ, że ciśnienie dociskające jest dostosowane tak, aby było efekt^/ne dla osiągnięcia konkretnego rezultatu, tzn, wystarczająco wysokie, żeby spowodować ogólne przesuwne odkształcenie mteiiału, lecz nie powodujące

156 973 uszkodzenia materiału. Funkcji tych nie można obserwować bezpośrednio, lecz można wyprodukować próbki, które mogę być poddane próbom i zbadane. Spełnienie warunku uzyskania super szczelnego zartr^irCia według wynalazku może być zweryfikowane przez usunięcie zacisku i rozszerzenie rurowego mae^riału opakowaniowego przew^rien^a i przebadanie maeri-słu pod kętem uszkodzeń i zmorzenie grubości folii wzdłuż całego obwodu dla stwierdzenia odkształcenia w każdym punkcie, co się więżę ściśle z przemieszczaniem osiowym maaeriału i w zwięzku z tym z trwałym zmniejszeniem jego grubości. Tak więc, gdy maeriał nie jest uszkodzony, a jego grubość jest zr^c^ur^k^waia wzdłuż całego obwodu przewężenia, zastosowane ciśnienie było prawidłowe i zastosowane prawidoowo do uzyskania super szczelnego zamk^ęcia, a produkcję możne rozpoczęć lub kontynuować w warunkach montowania podobnych do montowania ścięgaczy wybranego typu.

Nieuchronne przy stosowaniu ścięgaczy z tworzyw sztucznych Jest to, że po umieszczeniu ściągacza i usunięciu narzędzi dociskających ścięgacz nieco się rozsunie wskutek działania sił rozprężających maE^riału ściśniętego w przewężeniu. Jest to zwykle dopuszczalne, gdyż stwierdzono, że wysoki stopień szczelności uzyskany przez zastosowanie duzego-ciśnienia dociskającego pozostanie niezmieniony nawet po późniejszym poważnym zmniejszeniu ciśnienia.

Zsm^(^t^ι«£^r^lr ścięgacza, tzn. zablokowanie ramion w odcinku blokującym powinno być tak wykonane, aby nie występował znaczny ruch powrotny po odjęciu narzędzi dociskających.

W zwięzku z powyższym jednakże. Jest dopuszczalny niewielki ruch powrotny, który ułatwia zaprojekoowanie odpowiedniego ścięgacza.

Dla uzyskania doskonałej szczelności w obrębie przewężenia przeważnie niezbędne będzie sprasowanie maaeriału o 10-50%, w zależności od kształtu przekroju poprzecznego i modułu sprężystości wzdłużnej poszczególnych folii, tzn. należy dokonać znacznego przemieszczenia osiowego maeriału dla uzyskania pewnnośc, że wszelkie rodzaje prześwitów osiowych zostały zam^nęte. Zwłaszcza przy maaeriałech foloowych o niskim module sprężystości wzdłużnej niekorzystne dla integralności maoriaj może się okazać stosowanie mocno ściągającego ścięgacza o małej wysokości tzn. o małych wymmiarach osiowych, gdyż maatriał w warstwach zewnętrznych przewężenia może pęknęć przy siinim nacisku cienkich odcinków dociskajęcych. Idealne dla tego celu byłoby użycie raczej wysokiego lub długiego ścięgacza, który rozłoży ciśnienie na większej powierzchni przewężenia i w ten sposób będzie bardziej dogodny dla maaeriału. Matriał ten i tak musi być ściśnięty wystarczajęco dla ogólnego rozszerzenia w kierunku osiowym, ale przy użyciu stosunkowo długiego ścięgacza rozszerzanie osiowe będzie złagodzone i częściowo powstrzymywane, gdyż siły rozszerzajęce zostanę zrównoważone przez siły przeciwdziała jące sprężystości maaeriału ta^^wo trzymanego przez ścięgacz, stycznie do Jego końców osiowych.

Jednakże takie długie ściągacze będę odpowiednio drogie i dla wynalazku ważne Jest stwierdzenie, ze odpowóedni efekt zostanie osięgnięty przy użyciu krótkich ścięgaczy, IiianowOcle przez odpowóednie zaprojektowanie narzędzi używanych do zaciskania ścięgaczy.

W ten sposób zamierzony efekt zostanie osięgnięty przez przytrzymanie maaeriału przewężania od zewnątrz bezpośrednio w pobliżu obszaru ściąganego w taki sposób, że mateΓiał nie może się przemieszczać dowoknle, a osięga się to przez użycie specjalnych elementów narzędzi dociskających, które w połęczeniu z zaciskałem ścięgacza, przycisnę się do maaeriału przewężenia tuż obok naprzeciwległych końców ścięgacza.

Powwtaje dzięki temu opór tarcia zapobiegajęcy rozszerzaniu osiowemu mat^eiełu, co odpowiada wzrostowi modułu sprężystości wzdłużnej w samym obszarze ściskania, co powo^je, że duże siły ściskajęce mogę być przyłożone do krótkiego ścięgacza bez uszkodzenia miaeriału. Po odjęciu ciśnienia dociskającego 1 usunięciu elementów narzędzia dociekąJęcrgk, ciśnienie ścięgajęce może spowodować pewne rozszerzenie wtórne, lecz jak już mółono, nie jest istotne, czy oystępi zwięzany z tym spedek ciśnienia wewniąrz zamknnętej powwerzchni, o ile uzyskano wcześniej pewność, że nastąpiło pełne zagęszczenie i odkształcenie osiowe we wszystkich częściach maaeriału.

Ważne jest, aby światło ścięgacza było wcześniej dobrane kształem odpoi^wedn^o do ogólnego kształtu przekroju poprzecznego obszaru przewężanie tak, aby maaeriał opakowaniowy

158 973 przed zaciskaniem nie był zbyt rozciągnięty na boki dla umożliwienia połączenia ramionami obu odcinków dociskających.

Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony przykłedowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ściągacz według wynalazku w stanie rozżożonym w widoku perspektywicznym, w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2, 3, 4 - kolejne etepy użycia ściągacza z fig. 1, pokazanego schemmtycznie, fig. 5 - ściągacz, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, w widoku perspektywicznym , fig. 6 - ściągacz z fig. 5 ukazany schemotyczπie, fig. 7 - ściągacz według wynalazku w trzecóm przykładzie wykonania w widoku perspektywicznym, fig. 8 - ściągacz, według wynalazku, w czwartym przykładzie wykonanne, w widoku perspektywicznym, fig. 9 - ściągacz w piątym przykładzie wykonania według wynalazku, fig. 10, 11, 12, 13 - kolejne etapy zaciskanie ściągacza, według wwyaleazu, 8chhmotycznie, fig. 14, 15, 16.

- kolejne etapy zaciskania ściągaczem z fig. 10, 11. '12, 13 w rzucie, schematycznie, fig. 18 - ściągacz, według wynalazku, w szóstym przybędzie ww^ona^, fig. 15) - sposób według wynalazku zamykanie opakowania przy użyciu dzOdtkowγch neezędzi, w rzucie bocznym cząściowo w przekroju, fig. 20 - sposób z fig. 19, w rzucie perspektywicznym, fig. 21 - zakładanie ściągacza na ściśniątą cząść opakowania w rzucie perspektywicznym i fig. 22 - zakładanie ściągacze z fig. 21 - w widoku z góry z cyęścżrwym przekrojem.

ściągacz przedstawiony na fig.l - 4 składa sią z ele^oeitg 2 w kształcie litery U, maJącego odcinek dociskający 4 i dwa ramiona 6 oraz ze stosunkowo grubego, luźnego odcinka 8 blokującego docisk z dwoma otworami pzzelożowymi 10 dla ramion 6. U końcach gładkich ramion 6 znajdują sią podłużne szczeliny 12 o lekko falujących ścianach bocznych i koniec każdego z ramion zaopatrzony jest w element kinowy 14 wystający z przodu, połączony z końcem rajenia łatwo łamlwwym łącynikjoo 16 w taki sposób. Ze łącznik 16 łamie sią przy w^j.śniąciu klina 14 do szczeliny 12, przez co odcinek końcowy ramienia 6 rozszerza sią na boki. Boczne ściany elementu kinowego 14 są również pofałdowane. 3ak pokazano na fig.2 elementy kl^owe 14 są tak umieszczone, aby mooly być wprowadzone do otworów 10, gdy obie cząści 2 i 8 ściągacza są złozone razem wokół przewężenia 18 opakowania rurowego mmJącego zewnętrzną osłoną z folii.

Przez dalsze dociskanie obu części, jak pokazują na fig- 3 strzałki nacisku, odcinki 4 i 8 wyw^ują pożądany i określony nacisk zamykający rrzerężeile 18, które w ten sposób zostaje sprasowane do określonej grubości w ramach danego zakresu tolerancji. Dla konkretnej produkcji wybrano zaciek 2, 8, dostosowany do łącznej powierzchni przekroju poprzecznego folii osłaniającej tak, aby w położeniu końcowym przewężenie 18 wypeeniało cełą lub prawie cełą przestrzeń pżoOądyy ramionami 6, gdy rowrerzJhnia ściągające ściągacze przyjmuje kształt podłużny wzdłuż równoległych odcinków 4 i 8. Szerokość miądzy ramionami 6 powinna korzystnie być przynajmniej ZwuUkOtnie rięksye od odległości miądzy odcinkami 4 i 8.

Jak pokazano na fig.4, gdy ściągacz osiągnie swe ostateczne położenie ^imędzy narządziami, nie pokazanymi na rysunkach, kliny 14 bądą w^iśniąte lub wbite w szczeliny 12, przez co końce ramion 6 rozszerzą sią w^»^nntiz otworów 10 i w ten sposób zostaną zabezpieczone przed w^^i^r^i.ąci^^m sią z nich. Dla polepszenia tej blokady otwory 10 mogą być lekko rozbież ne lub mogą mieć lekko z^żone wejście. Jeżeli produkt, który ma być zawiązmy jest typu kiełbasy, tzn. ma osłoną porowatą, wystarczy, aby przestrzeń pomiądzy ramionami 6 była prawie wypełniona ^^wążeniem 18. Zaś, gdy potrzebne jest wyjątkowo szczelne zαo^:uięcle osłony plastikowej, przestrzeń ta winna być wypełniona całkowicie, jak to poniżej wyjaśniono bardziej szczegółowo. Jednakże w obu przypadkach, podłużny kształt powierzchni zwężającej pomiądzy odcinkami 4 i 8 będzie warunkować stosunkowo wysokie ciśnienie dociskowe, które można zastosować bez spowodowmia rozerwania mter^ałg osłony, tak wiąc w obu przypadkach można osiągnąć wyjątkowo ścisły chwyt klamry na przewężaniu. Ponadto w obu przypadkach można zapewnić, aby wolne końce ramion 6 były całkowicie umieszczone ^won^z otworów 10 tak, aby nie wystawały po drugiej stronie i nie stały sią elementami rozdzierającymi. Będzie to zagadnienie dostosowania grubości odcinka blokującego 8 do spodziewanej lub znanej tolerancji całkowitej powrerychni przekroju poprzecznego osłony, tworzącej kolejne p'«wążenia 18. W praktyce oczywiście tylko ograniczona ilość odcinków blokujących 8 o różnych grubościach będzie

158 973 dostępna dla odpowiadających im ilościowo różnych odległości pomiędzy otworami 10. Lecz nawet pomimo to stwierdzono, że stosunkowo niewielka Hość zróżnćoowanych wzorcowych wielkości ściągacza będzie wystarczająca dla istnieJceego zapotrzebowania. Może 9ię zdarzyć, że końce ramion 6 będę lekko wystawać po drugiej stronie odcinka blokującego 8, niezależnie od sposobu mocowania ramion w odcinku blokującym 8. Jest to dopuszczalne, jeśli w^l.ne końce ramion 6 będę gładko zaokręglone, aby nie tworzyły rozdzierających występów.

Problem wolno wystających końców ramion 6 mógłby oczywiście być zJ-kwyHowany przez stosowanie bardzo grubych odcinków blokujących 8 jako ale wszelkie niepotrzebne nadwymmary podniosę tylko koszty własne, a to jest ważne, gdyż ścięgacze dla oiawianych potrzeb używane sę w milionach lub biUonach sztuk.

□ ak już Μόϋοηο, naprzeciwległe odcinki 4 i 8 powinny być idealnie proste i pozostać proste, aczkolwiek lekki kształt łukowaty mógłby być dopuszczalny. Przewężenie 18 będzie usiłowało się rozszerzyć i rozepchnęć odcinki na zewnęęrz. Odcinek blckujęcy 8, dzięki pogrubieniu go, nie zagna się łatwo, lecz odcinek 4 powinien mieć równie ciężkę konstrukcję, jeśli ma się oprzeć jakimkolwiek odkształcen^m w momiicie odjęcia nacisku narzędzia dociskającego. Aby uniknęć nadwymiaΓowanla odcinka 4, nacisk narzędzi dociskajęcych może być zwiększony, aby z lekka przewyższał zędane ciśnienie końcowe. Chodzi o to, aby po wyjęciu ściągacza z narzędzia dociskaetcigl, ciśnienie było odpomednie, przy czym odcinek 4 jest lekko odgięty na skutek działania ciśnienia rznego przewężenia 18.

Alternatywnie, ciśnienie dociskajęce mogłoby być zastosowane między odcin^em blokującym 8 i ayΞtaetcyii końcami ramion 6, czyli przy zewnętrznych końcach odcinka 4. Ten fragment odcinka 4 mógłby być lekko wygięty do środka tak, aby wyprostować się pod wpływem ciśnienia dociskajtcigl, zastosowanego wyłęcznie w rejonach końców ramion 6. Także narzędzie dociskajęce współpracujące z odcinkiem 4 może być lekko wygięte dla os lęgnięcia takiego samego efektu.

Na figurze 5 i 6 pokazano ścięgacz w drugim przykładzie wykonnrna, w którym szpilka mtal^owa 20 jest umieszczona wstępnie w odpowiednich końcach odcinka blokującego 8 i początkowo nie w otwory 10. Należy zaznaczyć, ze ramiona 5 ’ę tu blokowane w końcowym położeniu szpilkami 20 poprzez nagięcie ich do siebie tak, aby przeszły przez koniec ramienia 6 i weszły w otwór 10, jak pokazano w lewej części fig.6. 3ak pokazano linią przerywaj w prawej części tego rysunku, wolne końce ramm 6 mogę być gładko zaokręglone, jak już proponowano powyżee, aby nie trzeba było ich odcinać, nawet jeśli w końcu trochę wystaję po drugiej stronie odcinka blokującego 8.

W ścięgaczu pokazanym na fig.7 ramiona 5 maję środkowe poprzeczne szczeliny 22, mogące współpracować z elementem kH^wym 24 skojanonym z ldpowaednit końcówkę odcinka blokujęcego 8 i umieszczonym w jego wycięciu, pracującym w ten sposób, że może być wepchmęty do szczeliny 22, w celu zablokowanie końce ramienia 6 przez rozepchnitcie go.

Na figurze 8 pokazano ścięgacz, w którym odcinki 4 i 8 pouczone sę w sposób trwały w Jednym końcu za pomogę fragmentu ramienia 7, które stanwi lub zawiera zawias, przez co oba odcinki można zamk^ć - od położenia całkowicie otwartego, ukazanego linią cięgłę, do położenia zamkniętego, narysowanego linią przerywaną. W tym ścięgaczu, wolny fragment ramienia 26 odcinka 4 można wprowadzić do otworu 30 we fragmencie 28 rajenia 4 na wolnym końcu odcinka 8. Fragment ramienia 26 posiada występy 32 w kształcie rębków. Otwór 30 posiada odpi^t^nad^jące im wgłębienia 34, które skutecznie zapobiegaję wysurnęciu się fragmentu 26 ramienia 4 z otworu 30, skoro już zostanie w nim umieszczone. 3ak w poprzednich przypadkach, także i w tym, ramię 4 nie pozostanie dokładnie w położeniu, do którego zostanie wciśnięte dociskatążml działetążml na odcinki 4 i 8, lecz jak to już omówiono wczeίnlei, niewielkie cofnięcie jest z reguły dopuuzzzalne. Odcinki 4 i 8 m^^łyby być proste. Jak w poprzednich przykładach, lecz fig.6 pokazuje, że lekkie wygięcie tych odcinków jest dopuszczalne, tak jak w poprzednich przypadkach. Gdy długość ramienia 7 nie daje się regulować, odcinki 4 i 8 mogę nie być całkowicie równ^eg^, lecz tu także Jest dopuszczalne minimalne odchylenie od warunków idealnych bez naruszania podstawowych korzyści.

158 973

Na figurze 9 pokazano ściągacz z tworzywa sztucznego w tr^^ecm przykładzie wykonania, składający się z elementu 36 w kształcie litery U mającego dolny odcinek 38 z ramionami 40, wystającymi do przodu i luźnego poprzecznego odcinka 42 zawierającego otwory 44 na ramiona 40. Wskazane jest, aby element 36 nałożyć jako obejmę na przewężoną powierzchnię 46 opakowanie rurowego 48, zawierającego stałe, półstałe lub płynne produkty żywnościowe. Zewnętrzne ściany ramion 40 posiadaję małe rąbki 50 przystosowane do współpracy z odpowiadającymi im żebrami trzymającymi 52 umieszczonymi na zewnętrznych ścianach bocznych otworów 44.

ściąganie zwężonej powwerzchni 46 osiąga się przez proste dociśnięcie do siebie odcinków 38 i 42, wprowadzając ramiona 40 do otworów 44. Chodzi o to, aby osiągnąć super szczelne ściągnięcie p&wiθΓzchni zwężonej 46 bardzo ścisłego maeriału opakowaniowego 53 z tworzywa sztucznego. Zakłada się, że maJeriał ten w okolicy zwężonej nie będzie wstępnie pofałdowany lub układany, lecz tylko zostanie zabrany i wsunięty do wewnntrz elementu 36 o kształcie litery U, a następnie ściśnięty odcinkiem poprzecznym 42. Y tej fazie początkowej, gdy ramiona 40 mogą dopiero dotykać wejścia do otworów 44, a Maeriał przewężania 46 zaczyna stawiać opór przy dociskaniu do siebie odcinków 38 i 42, maeriał 52 będzie nadal jedynie luźno zebrany i nie wypełni nawet otworu ściągacza - patrz fig.10.

W następnej fazie pokazanej na fig.ll - odcinki 38 i 42 są dociskane do siebie do momentu uzyskania całkowitego ściśnięcia, tzn. dopóki nie zostaną zamknięte praktycznie wszystkie przejścia osiowe przez obszar ściągacza, zasadniczo odpowwadający powierzchni otworu ściągacza, który obecnie jest prawie równy całkowitej powwerzchni przekroju poprzecznego maeriału rurowego 52. Ma^ri-ał 52 zostanie poddany największemu ciśnieniu w tych okooicach, które bezpośrednio stykają się ze środkowymi obszarami naprzeciwległych odcinków dociskających, zaś w kierunku rogów, ciśnienie to będzie spadać do zera, dopóki dający się odkształcić imatelał będzie nadal przemieszczał się w kierunku tych okolic. Właśnie dlatego. Ze maeriał daje się odkształcać, będzie w tych okolicach wyższego ciśnienia lekko rozciągnięty osiowo przed wstępnym wytworzeniem ciśnienia w okolicach narożników. A kiedy to się stanie całkowita powwerzchnia przekroju poprzecznego mat^r^ału będzie już nieco mnnejsza niz ta same powierzchnia w stanie luźnym.

MaJeriJł będzie poprzecznie dociśnięty w kierunku zewnętrznym do partii środkowych ramion 40 już przed wciśnięciem materiału w rogi otworu ściągacza i dlatego w tych miejscach powstaną naprzeciwległe rejony sprężania, które poprzez weNcni^m tarcie maeriału w ściskanym obszarze przewężenia będą działać jak mostki ciśni^e^nót^we pomiędzy odpowiednimi naprzeciwległymi końcami odcinków dociskających 38 i 42. W ten sposób siła dociskająca przyłożona do tych odcinków nie będzie przeniesiona bezpośrednio do środkowych rejonów zaciskanej powierzch ni, a także z tego powodu, wytworzenie początkowego ciśnienia na każdy z osobna i wszystkie razem fragmenty ściskanego przekroju poprzecznego wymagać będzie przyłożenia juz wytworzonej stosunkowo dużej siły dociskającej do odcinków dociskających, przez co maertLał przylegający bezpośrednio do części środkowych odcinków 38 i 42 oraz ramion łączących 40 ulegnie odpowiednio pewnemu rozciągnięciu osit^iieJ.

Warunki 2im^^trzii są czynnikiem, który jak juz wspomniano, unlimooliiiα uzyskanie wystarczająco dużego ciśnienia zamykającego w rejonie przewężenia, który jest zwężony głównie wzdłuż długości obwodowej lub częściowej, gdyż towarzyszące powstawanie obrzeżnego m^^^ka ciśniinSiwegs może po prostu nie dopuścić do powiania znacznego cίśiiiiia w okolicy środkowej, dopóki ciśnienie przyłożone nie jest wystarczająco duże, aby uszkodzić maeriał powierzchni. To samo dotyczy pokazanego ściągacza, jeśli efektywna długość ramion 40 jest większa, niż efektywna długość odcinków 38, 42 lub nawet większa niz połowa tej ostatniej długości. W takim przypadku imoski ciśnientoii wzdłuż ramion zaznaczy się w ten sposób, ze dalsze dociskanie odcinków nie może spowodować powiania ciśnienia początkowego w części śród · kowej przewężenia, dopóki mase^ał w tych mostkach nie będzie ściśnięty aż do stopnia uszkodzenia go, po czym uzyskanie całkowitej szczelności będzie niemożliwe. Dlatego właśnie tak ważne jest, aby poprzeczny przekrój ściągający był mędzy odcinkami dociskaj ącymi płaski..

158 973

W celu zapewnienia całkowitego ściągnięcia, odcinki 38, 42 są w dalszym ciągu dociskane do siebie, jak pokazano na fig.12, przez co Mter^ał przewężenia będzie zdecydowanie zdeformowany i rozciągnięty osiowo na każdym odcinku przekroju poprzecznego. Stopień rozciągnięcia osiowego nie będzie taki sam na cełej powierzchni, ale to jest bez znaczenia, jeśli tylko osiągnie się jakiś stopień rozcięgnięcia w każdym z odcinków przekroju.

Po usunięciu narzędzi dociskających ze ścięgacza, jak pokazano na fig.13, odcinki mogę się nieco wybrzuszyć, ale towarzysząca redukcja ciśnienia w rejonie zdefomowanego przewężenia jest na ogół dobrze przyjmowana, kiedy już się osiągnie deformację całości.

Dzięki odcinkom rąbkowanym 50, 52, element 36 o kształcie litery U sam się blokuje w położeniu, w którym umieszcza go narzędzie dociskające przed jego usunięciem, ale jeśli rąbki są grube może nastąpić pewne cofnięcie elementu lecz to z kolei może być dopuszczalne, zwłaszcza gdy moduł sprężystości mtsri.ału jest niski.. Dla wyższych wartości modułu korzystne będzie zastosowanie ściągacza typu samooiokującego bezząbkowego, na przykład Jak pokazano na fig. 1 - 7.

Rozkład ciśnienia w obszarze środkowym przewężenia jest graficznie przedstawiony na fig.14 - 17, na których jako przerywane linie a, b, c, d, ukazano częściowo wspólne poziomy ciśnieniowe .

Poziom a na fig.14, praktycznie zerowy, przedstawia ciśnienie w przewężeniu już zebranym, ale jeszcze nie ściśnię^m /fig.9 i 10/.

Poziom b, na fig.15, przedstawia lekko podwyższone ciśnienie w obszarze środkowym, gdy odcinki dociskające przesunęły się w kierunku całkowitego ściśnięcia maeriału, jak to omówiono w związku z fig.11. Należy zauważyć, że ciśnienie przy odcinkach dociskających jest nieco powyżej poziomu b.

Poziom c na fig.16, ukazuje maksymalne ciśnienie w obszarze środkowym po odkształceniu clśnieniowyr maeriiału, fig.12.

Poziom d, na fig.17, pokazuje ostateczne ciśnienie po odjęciu zewn(^t:rznego ciśnienia dociskającego, fig.13.

Linie pianowe wskazujące warunki ciέnlenlowt w Maeriale mogą również dobrze przedstawiać stopień osiowego rozszerzenia Mteriału.

Figura 10 - 13 ukazuje sytuację, gdy ramiona 40 wystają znacznie z drugiej strony odcinka dociskającego 42 i są odcięte, Jak pokazano linią przerywaną na fig.13. Należy jednakże podkkeeiić, że jest zarówno możliwe jak i wysoce korzystne, aby stosować ściągacze, które jak już omówiono w odniesieniu do fig. 1 - 6, są wcześniej żdpowlednlż przygotowane tak, aby odcinanie końcówek nie było potrzebne.

Figura 18 ukazuje jeszcze inny ściągacz samr01okujęcy, którego ramiona są gładkie, zaś w otworach przyjmujących znajdują się ostre krawędzie wewnęąrznt 56 w formie ząbków, które wcinają się w boki ramion i w ten sposóo zapobiegają wysuwaniu się ich z otworów.

Niezbędne jest, aby ramiona ściągacza nie wciągały ma^ri-ału opakowania do wewnątrz otworów, tzn., że imeriał po^anien być odsunięty od brzegów otworów dopóki końce ramion nie zostaną wsunięte w otwory. Ramiona i otwory powinny być tak rozmieszczone, aby ^^t^nnęrzne powierzchnie ramion pasowały ściśle do krawędzi otworów tak, by materiał opakowania nie mógł dostać się do szpar mędzy ramionami i krawędziami otworów w czasie zwiększania ciśnienia. Ideatem byłoby, aby odcinki dociskające były bardzo długie, tak by ostateczny kształt powierzchni przewężenia był krańcowo wydłużony, ale oczywiście spowodowlłoly to, że odcinki dociskające muiałyby być bardzo ciężkie, aby były jednocześnie odpowiednio sztywne. W praktyce, pow^erzchnia ta nie musi być bardziej spłaszczona niż taka, która zasadniczo odpowiada powierzchni prostokątnej o stosunku boków 1 : 8, zwykle nawet 1 : 4, zaś końcowy stosunek 1 : 2 będzie przeważnie za duży dla uzyskania efektywnego ściśnięcia i odkształcenia całkowitej powlerzchni przekroju poprzecznego.

W oparciu o znajomość powierzchni przekroju poprzecznego i rodzaj ma^ri.ału opakowaniowego można więc odpowiednio dobrać rozmiar ściągacza tak, aby ostateczna powierzchnia przewężenia wynosząca przy^adon 20 - 40% lub inna żądana, zawierała się w prostoką^ym

158 973 otworze o stosunku boków zwykle pomiędzy 1 : 2,5 a 1 : 6. Szerokość ściągacza /duugość odcinków dociskających/ może być w ten sposób określona przynajmniej w przybliżeniu.

Następnie należy dobrać długość ramion 6 i 40 tak, aby materiał opakowaniony w stanie luźnym /fig. 2, 9, 1^/ zmieśccł się w elemencie 2, 36 o kształcie litery U i aby końce ramion mogły być wstępnie umieszczone w otworach 10, 44, przed wzrostem nacisku na eacenieł.

Pozostałym parametrem będzie grubość odcinka blokującego 8, 42, który powinien być dobrany idealnie tak, aby po osiągnięciu ostatniego etapu ściskania końce ramion nie wystawały zbyt dużo poza odcinek blokujący. Tak więc grubość tych odcinków może być łatwo dobrana na drodze praktycznych testów.

Jest oczywiście ważne w praktyce, aby proces ściskania był tak przeprowadzony, by · powierzchnia przewężenia ostatecznie przyjęła żądany rozmar lub też grubość pomiędzy odcinkami dociskającymi. O ile ciśnienie dociskające powinno być na tyle wysokie, aby spowodować przepływ meceniału, o tyle należy je nagle obniżyć w momencie, gdy osiągnie się żądany stopień odkształcenia, na przykład 20 - 40% lub korzystnie suw narzędzia dociskającego powinien być tak ograniczony, aby ruch dociskający odcinków został zatrymmany w momeecie osiągnięcia założonej ostatecznej grubości zwężenia. Wyposażenie narzędzia w stosowną blokadę jest proste. Tak więc zastosowane liśniecie dociskające, o ile Jest wysokie tylko w stopniu umośliwiającym osiągnięcie deformac^, nie jest liśniennee krytycznym. Na ogół liśninnie 100 kp na mm rzeczywistej szerokości ściągacza będzie wystarczające.

Stwierdzono, że mooiiwe jest ustalenie teoretycznych i empirycznych wyrażeń dla dopuszczalnego kształtu powierzchni przewężenia i minimalnego liścienia dociskającego niezbędnego dla uzyskania szczelności, opartych na dokładnej znajomości wszystkich odnośnych stałych eaCθΓiαSowylh dla Maeri.ału opakowaniowego i ściągacza, lecz nie uważa się za niezbędne by to obecnie omówić bardziej szczegółowo, gdyż Jak to Już wcześniej wskazano, odpowiednie parametry mogą być dobrane ^^ttodą prób. Poza tym uważa się nawet, że skoro Już zostało udowodnione w oparciu o rozważania o obecnym wynalazku, że ostatecznie żądany efekt jest osiągalny, znajdą się spec^Uści bardziej wykwiClflkowacι aby zająć się tym tematem od strony obliczeniowej.

Innymi słowy, skoro wiadomo, że można osiągnąć teki rezultet, może to mchęci spr^jo Uatów do bliższego zbadanie sprawy i wtedy okaże się, że możne w sposób naukowy rweΓłfkSowcć obecny wynalazek 1 opracować metody korzystnego stosowanie go w różnych sytuecjech produkcyjnych w celu osiągnięcie efektu szczelności 10 - 100-^^tnie wyższego od osiąganego dotychczas.

Jak juz nadt^eniono, może okazać się korzystnym zastosowanie zewnętrznego uchwytu MC^rI.cłu przewężenia poza ściągaczem dla zwiększenia oporu przeciwko oei^<^w^mu prrneinsrlrcniu się eaceniału, przez co zwłaszcza w przypadkach mt^rriału o ciskee module sprężystości, tzn. eecerlcłu stosunkowo miękkiego, molowe będzie renCejerncin zarówno wymaganego ciśnienia dociskającego jak i przesuwu odcinków dociskających. Odcinki dociskające mogą wtedy mmc mnCejezą grubość i wymiary osiowe ściągacza mogą być niewielkie tak, aby można było stosować ściągacze stosunkowo tanie. Taka technika jest rilustsiwaca elhemecyczcin na fig.19 i 20, gdzie częściowo cłlcndryczce elementy dociskające 58 dociskane są z prreliwcylh stron do przewężenia opakowanna, stycznie do obu końców ściągacza. Elementy dociskające należą do oprzyrządowania maszyny, posiadającej także urządzenie przedstawione strzałkami 60, do doliskacic do siebie odcinków dociskających ściągacza. Należy oczywiście uważać, aby nlnmnceł dociskające 58 nie zgniotły maerlału na tyle, by go uszkodzić. Nawet tutaj, chociaż pokazane elementy mają kształt łuku, powinny korzystnie być płaskie i pracować w pobliżu odnośnych odcinków ściągacza.

W figurze 21 i 22 pokazano, że założenie ściągacza cc przewężenie 18, 46, może być dokonane przez przesunięcie zwężenia wzdłuż szczeliny 62 pomiędzy naprzeciwległymi prowadniμιιι 64, które umleercrsce są powyżej i poniżej poziomu ściągania. Szczelina 62 ma przy wlocie rozszerzone odcinki 66 służące do spłaszczenia powierzchni przewężenia w trakcie wprowadzania macericłu do szczeliny. Przy wylocie ze szczeliny 62 znajduje się uminercrscy w odpowiednim uchwycie 68 element 2, 36 tak, eby wolne końce jego ramion lekko wysiewały

158 973 poza zew^^trine końce prowadnic 64. Materie! przewężenia przesuwany jest przez szczelinę przy użyciu odcinka blokujęcego 8, 42, który z kolei sam jest poruszany przez odpowiedni mechanizm napędowy /nie pokazanyy. Zwitaszcza w widoku z góry /fig.22/ można zauważyć, że ten układ utrzymuje materiał z dala od otworów w odcinku blokuj ęcym w chwili wprowadzania do nich końców ramion, zaś z drugiej strony umożżiwia się wypełnienie maf^riałem całkowitego światła ścięgacza Jeszcze przed wstępnym ściśnięcimm przez dalszy ruch dociskajęcy odcinka blokującego w kierunku naprzeciwległego odcinka 4, 38. Pewierzchnia ściśnięta będzie usunięta bokiem i operacja pow^rzona. W przypadku użycia elementów dociskających 58 /fig.19, 20/, będę one umieszczone odpowiednio powyżej i poniżej prowadnic 64.

Na koniec należy przedstawić kilka przykładów uzyskiwania szczelnego zamnl^t^ia.

Przykład I.

Maeriał na osłonę: BC-1, Cryovac, USA.

p

Granica plastyczności : 450 kp/cm 2

Moduł Younga: 3.500 kp/cm

Grubość: 0,059 mm

Długość obwodowa: 500 mm

Wydłużenie przy pęknięciu: 135%

Wysokość ściągacza:6 mm

Efekt-wna szerokość ściągacza: 7 mm

Efektowna grubość ściągacza przed deformację: 4,2 mm

Efektywna grubość ściągecza po deformaaci: 2,8 mm

Przyłożone ciśnienie zaciskowe: 700-800 kp /przewiano zaciskanie przy 2,8 mn/.

Przykład II.

Maaeriał na osłonę: BT-1, Cryovac, USA.

o

Granica plastyczności! 500 kp/cm 2

Moduł Younga: 4.600 kp/cm

Grubość: 0,08 mm

Długość obwodowa: 800 mm

Wssółczynnik tarcia /mierzony/ 0,20

Wyddużenie przy pęknięciu: 130%

Wysokość ścięgacza: 7 mm

Efekt-wna szerokość ścięgacza: 12 mm

Efektywna grubość ściągacza przed deformację; 5,4 mm

Efektywna grubość ściągacza po deformaji: 2,5 mm

Przyłożone ciśnienie zaciskowe; 1,200 kp.

V tym przykładzie zbliżono się do krytycznej wielkości odkształcenia i dla zwiększenia bezpieczoństwa należałoby zastosować zewnętrzne elementy dociskajęce, według fig.19 i 20

Przykłady oparto na wartościach nominalnych różnych charakterystyk maaeriaoowych i nie wzięto pod uwagę, że przynajmniej niektóre z tych wartości mogę się wahać w granicach tolerancj i.

Przykłady :

Maaeriał	Poliester	Polietylen
2 granica plastyczności: kp/cm	800	130
2 moduł Younga:kó/ci	13.200	2.100
grubość: mm	0,0175	0,095
obwód: mm	400	800
współczynnik tarcia:	0,24	0,27
wydłużenie przy pęknięciu:		410%
ścięgacz: wysokość: mm	5	7
szerokość:mm	4	16+
grubość: Start mm	1,75	4,75
Stop oo	1,45	2,6
ciśnienie kpi	400	700

158 973

W przykładzie A szerokość ściągacza może być zredukowana w przypadku użycia zewnętrznych dociskających elementów 58 według fig.19 i 20.

1Ε8 973

158 973

158 973

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz;.

Cena 5000 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1· Sposób zamykania opakowań w kształcie rury lub torebki, zwłaszcza opakowań produktów żywnościowych, znamienny tym, że przewężony odcinek opakowańia ściska się w pierścmnoowym memetaoowym ściągaczu, który zaciska się na zwężeniu przykładając z naprzeciwległych Jego stron ciśnienie zamykające, utrwala się kształt zwężenia, który osięga się przez poddanie zwężenia końcowemu ciśnieniu zamykającemu, przy czym zwężenie ściska się mędzy naprzeciwległymi powierzchniami zasadniczo prostych dociekających odcinków /38 i 42/ dociskowego ściągacza /2/ i zbija się do ostatecznego kształtu, w którym posiada wydłużony przekrój poprzeczny wzdłuż zasadniczo równoległych dociskających odcinków o długości korzystnie co najmniej dwuukotnie większej od odległości między tymi dociskającymi odcinkami.
2. 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym. Ze części ściągacza łączące odnośne końce naprzećiwległych dociskających odcinków /38, 43/ zawierają przynajmniej na jednym końcu ramię /6. 40, 26/ na odcinku, który wsuwa się i blokuje się w prze^^wym otworze /10, 30, 44/ przeciwległego odcinka, w którym to sposobie nie odcina się wolnego końca rami^r^ia, który chowa się całkowicie wewnntrz otworu lub jeśli znacznie wystaje poza otwór, ma koniec gładko zaokrąglony.
3. 3. Sposób według za^trz^.^l, znamienny tym, że dobiera się tak ściągacz

   1 umieszcza się zwężenie tak. Ze w ostatecznym kształcie ściągacza Jego światło Jest całkowicie wypełnione Mt^nałem zwężenia, który poddaje się takiemu ciśnieniu zwierająeemu pomiędzy dociskającymi odcinkami /38, 42/, że w każdej części końcowej powierzchni zwężenia tworzywo mat^ri-ału rzeczywiście przemieszcza się osiowo do wartości poniżej wydłużenia przy zerwaniu i w ten sposób osiąga stan ogólnego rozciągnięcia osiowego.
4. 4. Sposób według zastrz.3, znamienny tym. Ze stosuje się ciśnienie o wartości stałej wystarczającej do odkształcenia Mt^I^^ału zwężenia a naprzeciwległe dociskające odcinki /38, 42/ zatrzymuje się m^ehhni<^;znie w takiej odległości od siebie, która odpowiada rzeczywistej odległości między odcinkami dociskającymi o wielkości wymijanej dla zapewnienia ogólnego rozciągnięcia osiowego materlθłu.
5. 5. Sposób według zastrz.4, znamienny tym, ze przy użyciu ściągacza o stosunkowo małej długości osiowee, części zwężonego Mt^r^nłu bezpośrednio poza przeciwległymi końcami ściągacza ściska się mędzy elementami /58/ narzędzia dociskającego stabilizując osiowo, gdy dociskające odcinki /38, 42/ przesuwa się do pozycji końcowych.
6. 6. ściągacz dociskający do zamykania opakowań w kształcie rury lub torebki z e8ter'in łu niemetalicznego, znamienny tym, że składa się z dwóch naprzeciwległych dociskających części /4, 8, 38, 42/ i łączników /6, 40/ pomiędzy nimi dla uzyskania, łącznie z częściami dociskającym, pierścieniowej struktury ściskającej, w której co najmniej Jeden z łączników /6, 26, 30, 40/ łączy skojarzone części dociskających odcinków /4, 8, 38, 42/, między którymi jest przerwa po dociśnięciu części dociskających do zwężonej części opekowania z jego przeciwległych stron, przy czym naprzeciwległe dociskające części są zasadniczo prostymi dociskającymi odcinkami /4, 8, 38, 42/, a łączniki /6, 26, 28, 40/ są tak umieszczone, aby umoliwić zankrnęcie ściągacza wokół nie ściśniętej części zwężenia i umeOlioić zsunięcie razem odcinków dociskających, w celu ściśnięcia części zwężonej do ostatecznego kształtu, w którym odcinki są zasadniczo róonotegłe, a odległość między nimi Jest mnlejszn od odległości między odnośnymi łącznikami.

   158 973
7. 7. ściągacz według zastrz.6, znamienny tym, ze jeden z odcinków dociskających /4, 36/ ma na każdym końcu poprzecznie wystające ramię /6, 40/ tworząc sztywny element w kształcie litery U” z prostym odcinkiem dolnym, zaś zewnętrzny dociskający odcinek /8, 42/ posiada dwa osobne otwory /10, 44/ do wprowadzeńia ramion i blokujące elementy /14, 20, 24, 50, 56/ umieszczone na każdym ramieniu l/lub w otworze, mające zapobiec wysunięciu się ramion z otworów.
8. 8. ściągacz według zastrz.7, znamienny tym, że elementami blokującymi są elementy klnnowe /14/ wystające z wolnych końców ramion tak, aby mogły być wprowadzone do otworów /10/ łącznie z końcami ramion /6/, a następnie wciśnięta z drugiej strony otworów rozszerzając przekrój poprzeczny końców ramion na tyle, aby zablokować wysunnęcie ramienia z otworu.
9. 9. ściągacz według zastrz.6, znamienny tym, ze części ściągacza łączące odpowiednie końce naprzeciwległych odcinków dociskajęcych zawierają przynajmniej na jednym końcu ramię na odcinku /4, 38/, które jest wsuwane w przelotowy otwór /10, 30, 44/ przeciwległego odcinka, przy czym wolny koniec ramenia jest nieodcięty i jest całkowicie schowany wewnntrz otworu lub gdy znacznie wystaje poza otwór, jego koniec jest gładko zaokrąglony.
10. 10. Urządzenie do nakładania ściągacza dociskowego na zwężony odcinek opakowanna, znamienne tym, że składa się z elementów /60/ przyciskających naprzeciwległe części ściągacza do części zwężonej oraz, że posiada również dodatkowe dociskające elementy /58/ do dociskania zwężonego materiału bezpośrednio poza przeciwległymi osi^oiwymi końcami ściągacza dla stabilizacji maaeriału przeciw nadmiernemu osiowemu przemieszczaniu w obszarze otoczonym ściągaczem.