PL169983B1

PL169983B1 - Method of and apparatus for forming packages of materials in the form of thin sheets

Info

Publication number: PL169983B1
Application number: PL92301950A
Authority: PL
Inventors: Pietro Ferrero
Original assignee: Soremartec Sa
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1996-09-30
Also published as: EP0591300A1; JPH06509774A; US5775060A; CH681614A5; EP0591300B1; DE69202339D1; DE69202339T2; ATE122007T1; PT100656A; CA2110987A1; PT100656B; WO1993001093A1; DK0591300T3; ES2074366T3

Abstract

1. Sposób formowania opakowan z ma- terialów w postaci cienkich arkuszy dla przedmiotów, z których kazdy posiada co najmniej jedna zaokraglona czesc, w którym materialowi arkusza nadaje sie ksztalt wkle- sly, znamienny tym, ze prowadzi sie faldo- wanie czesci arkusza (F) przeznaczonego do formowania do wkleslego ksztaltu. 27. Urzadzenie do formowania opako- wan z materialów w postaci cienkich arku- szy, znamienne tym, ze zawiera stempel (1), który posiada zebra (14, 15,16), oraz matry- ce (2), która posiada rowki (3), komplemen- tarne do zeber (14,15,16), przy czym zebra (14, 15, 16) i rowki (3) leza w obszarze faldowania, który odpowiada rozwinieciu czesci wkleslej na plaszczyznie. FIG. 9 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy oraz urządzenie do formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy.

Do chwili obecnej, do kształtowania opakowań z cienkiego materiału w postaci arkusza dla produktów o zaokrąglonych kształtach, były używane dwa różne rozwiązania.

Pierwsze rozwiązanie, szeroko stosowane w przemyśle, polega na użyciu płaskiego arkusza materiału i owijaniu go dokoła produktu podlegającego zawijaniu przy pomocy automatycznego lub półautomatycznego sprzętu, który powtarza kolejność czynności, które byłyby wykonywane przez człowieka.

To rozwiązanie jest całkowicie satysfakcjonujące dla wielu zastosowań, zwłaszcza gdy arkusz do opakowania jest jednolity w swym wyglądzie (na przykład, arkusz posrebrzonej lub pozłacanej folii aluminiowej) tak, że przypadkowe lub pseudoprzypadkowe rozłożenie fałd formowanych w arkuszu, gdy jest on owijany dokoła produktu, nie ma żadnego szczególnego związku z omawianym tematem. Rozłożenie fałd może zatem faktycznie pomóc przy nadaniu wyglądu owiniętemu produktowi czyniąc go przyjemniejszym, co najmniej w niektórych przypadkach. Jeśli jednak na opakowaniu występują rysunki, obrazki lub napisy, to sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana, w tym przypadku tworzenie fałd w arkuszach opakowaniowych może zaszkodzić ogólnemu wyglądowi symboli graficznych i co najmniej w niektórych przypadkach, może uczynić, że napisy na opakowaniu staną się nieczytelne.

Drugie rozwiązanie, które jest znane przykładowo - włoskiego patentu nr 651 202, niemieckiego patentu nr 598 113 i również niemieckiego patentu nr 1 784 647 zapewnia to, że arkusz opakowaniowy zostaje wstępnie ukształtowany zanim zostanie użyty do opakowania produktu, tak, że przyjmuje on uprzednio kształt, który dokładnie pasuje do produktu podlegającego opakowaniu. Wstępne ukształtowanie arkusza materiału może być regulowane precezyjnie tak, aby ograniczyć, jeśli nie całkowicie wyeliminować, tworzenie się fałd.

To rozwiązanie odnosiło znaczny sukces, zwłaszcza przy zastosowaniu materiałów opakowaniowych z tworzyw sztucznych, dla których operacja wstępnego ukształtowania może być dokonywana przez podgrzewanie materiału, tak aby zmiękczyć go i następnie kształtować różnymi formierskimi technikami. Zastosowanie tego rozwiązania do arkuszy opakowaniowych z metalu zwłaszcza z folii aluminiowej, okazuje się jednakże trudniejsze. W praktyce, stwierdzono, że technika wstępnego kształtowania folii metalowej może być użyta zadowalająco jedynie przy materiałach o pewnej grubości, na przykład, mającej parę dziesiątek milimetrów, tak jak to jest w przypadku niektórych opakowań z folii aluminiowej używanej do niektórych wyrobów farmaceutycznych, takich jak czopki, lub do wytwarzania tacek dla przetrzymywania produktów. W związku z tym, szanse na osiągnięcie sukcesu przy użyciu tej techniki są związane zasadniczo przy użyciu materiałów o grubościach takich, że opakowanie lub pokrycie może być kształtowane wstępnie, w procesie ciągnienia, to jest przy pewnym naciągnięciu materiału, bez powodowania rozerwań.

Z opisu patentowego USA nr 3 748 889 znane jest urządzenie do kształtowania arkuszy, zawierające zestaw matryc, z których jedna posiada elementy tworzące ruchomą, wypukłą powierzchnię, a druga ma powierzchnię całkiem płaską. Elementy tworzące wypukłą powierzchnię są oparte na sprężystej nakładce, która umożliwia kontrolowane stopniowe obciążanie elementów. Urządzenie to umożliwia deformację arkusza za pomocą naprężania i zbierania tego arkusza stopniowo w kierunku na zewnątrz począwszy od środkowej części tego arkusza.

Z opisu patentowego USA nr 4 246 223 znany jest sposób i urządzenie do wytwarzania tacek wielokomorowych, posiadające zestaw matryc, przy czym w górnej umieszczone są stemple o gładkiej powierzchni odciskające komory w tackach, a w dolnej wgłębienia odpowiadające kształtowi tacki.

Gdy materiał opakowania jest cienki (jak w przypadku folii metalowej o grubości rzędu 10 - 20μ) jest praktycznie niemożliwie formować wstępnie folię (na przykład, dla nadania jej kształtu wklęsłego podobnego do części, które tworzą czekoladowe jajko) bez jej rozdzierania lub dzielenia na części.

Zgodnie z rozwiązaniem testowanym przez zgłaszającego, można częściowo zapobiec rozerwaniu opakowania lub pokrycia podczas wstępnego formowania, poprzez poddawanie folii

169 983 procesowi wygniatania, które to określenie, w dziedzinie materiałów w postaci arkusza oznacza kształtowanie gęstego wzoru na powierzchni (na przykład w postaci małych stożków, cylindrów, lub struktury ogólnie podobnej do rawioli), o wymiarach zasadniczo mniejszych niż 1 mm.

Zgłaszający stwierdził jednakże że takie rozwiązanie nie jest zadowalające, ponieważ nie powoduje ono rozerwania arkusza materiału podczas wstępnego formowania poniżej pewnej wartości.

Celem wynalazku jest sposób formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy.

Celem wynalazku jest urządzenie do formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy.

Sposób formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy dla przedmiotów, z których każdy posiada co najmniej jedną zaokrągloną część, w którym materiałowi arkusza nadaje się kształt wklęsły według wynalazku charakteryzuje się tym, że prowadzi się fałdowanie części arkusza przeznaczonego do formowania do wklęsłego kształtu.

Korzystnie fałdowanie arkusza prowadzi się wzdłuż południków jego części wklęsłej.

Korzystnie fałdowanie arkusza prowadzi się zasadniczo symetrycznie.

Korzystnie w czasie prowadzenia fałdowania arkusza utrzymuje się arkusz na płask.

Korzystnie podczas prowadzenia fałdowania arkusza przesuwa się jednocześnie arkusz w kierunku środka obszaru podlegającego fałdowaniu.

Korzystnie fałdowanie prowadzi się stopniowo i progresywnie.

Korzystnie fałdowanie prowadzi się progresywnie poczynając od środkowego obszaru arkusza, który jest fałdowany.

Korzystnie fałdowanie prowadzi się poprzez usytuowanie arkusza pomiędzy dwoma komplementarnymi elementami stempla i matrycy.

Korzystnie podczas prowadzenia fałdowania arkusz podlega ruchowi ograniczającemu, który przeciwstawia się jego wycofaniu w kierunku środka obszaru, który fałduje się.

Korzystnie co najmniej jedną powierzchnię czołową arkusza nakłada się powłokę smarującą.

Korzystnie powłokę nakłada się na obie powierzchnie czołowe arkusza.

Korzystnie jako powłokę stosuje się lakier.

Korzystnie jako powłokę stosuje się lakier na bazie polietylenu.

Korzystnie jako arkusz stosuje się arkusz metalowy.

Korzystnie jako arkusz stosuje się arkusz aluminiowy.

Korzystnie jako arkusz stosuje się arkusz o grubości mniejszej niż jeden milimetr.

Korzystnie jako arkusz stosuje się arkusz o grubości rzędu dziesiątków mikronów.

Korzystnie jako arkusz stosuje się arkusz o grubości około dziesięciu mikronów.

Korzystnie po zakończeniu fałdowania arkusz umieszcza się pomiędzy następnym zestawem matrycy i stempla i nadaje mu się kształt wklęsły.

Korzystnie odprowadza się powietrze z obszaru pomiędzy stemplem i matrycą a arkuszem przez ich otwory odpowietrzające.

Korzystnie po nadaniu arkuszowi kształtu wklęsłego łączy się go z co najmniej jednym komplementarnym wklęsłym arkuszem wzdłuż co najmniej jednej zamkniętej linii, która otacza produkt całkowicie go zawijając przy czym połączenie to wykonuje się za pomocą łączenia mechanicznego, zgrzewania ultradźwiękowego materiału tworzącego opakowanie i klejenie za pomocą dodatkowego materiału tworzącego powłokę.

Korzystnie połączenie wykonuje się przez klejenie, za pomocą zgrzewania na gorąco użytego materiału.

Korzystnie dodatkowy materiał tworzący samosmarującą powłokę nakłada się na powierzchnię czołową arkusza która styka się z linią złącza.

Korzystnie po połączeniu ze sobą komplementarnych części arkusza prowadzi się operację cięcia wzdłuż linii zamkniętej.

Korzystnie operację cięcia przeprowadza się z utworzeniem obrzeża wystającego z opakowania wzdłuż linii złącza.

Korzystnie obrzeże zagina się na opakowaniu.

169 983

Urządzenie do formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera stempel który posiada żebra oraz matrycę, która posiada rowki komplementarne do żeber, przy czym żebra i rowki lezą w obszarze fałdowania, który odpowiada rozwinięciu części wklęsłej na płaszczyźnie.

Korzystnie żebra i rowki są ustawione wzdłuż południków obszaru fałdowania.

Korzystnie żebra i rowki są rozmieszczone zasadniczo w konfiguracji symetrycznej.

Korzystnie żebra i rowki posiadają zasadniczo przekrój w kształcie trójkątnym lub w kształcie V.

Korzystnie z zestawu żeber i z zestawu rowków jeden zestaw rowków jest umieszczony w matrycy, zaś drugi zestaw żeber jest zamontowany ruchomo na stemplu przy czym może on być wycofany zasadniczo podczas zazębienia elementów matryc gdy ma miejsce operacja fałdowania tak, że fałdowanie jest wykonywane kolejno w odmiennych częściach arkusza materiału.

Korzystnie zebra są zamocowane ruchomo i przesuwnie we wnęce stempla przy czym w stanie spoczynku żebra wystają co najmniej częściowo ze stempla, zaś podczas przesuwu stempla i matrycy są stopniowo wsuwane do wnęki.

Korzystnie urządzenie posiada sprężyny przeciwdziałające wsunięciu żeber do wnęki) stempla.

Korzystnie sprężyny połączone z żebrami mają rożne stałe sprężystości, które korzystnie są większe dla żeber usytuowanych na zewnątrz obszaru fałdowania.

Korzystnie co najmniej na jednej z części na stemplu lub matrycy umieszczone są ograniczające ruch arkusza elementy usytuowane w obszarze otaczającym obszar fałdowania.

Korzystnie ograniczające elementy są umieszczone na stemplu i na matrycy.

Korzystnie urządzenie posiada ograniczające elementy uginające się sprężyście.

Korzystnie ograniczające elementy stanowią taśmy ze spienionego materiału.

Korzystnie ograniczające elementy w postaci zasadniczo ciągłego pokrycia umieszczonego na matrycy i w postaci nieciągłych elementów umieszczonych na stemplu.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskuje się opakowanie z cienkiego materiału, zwłaszcza metalu takiego, jak na przykład, aluminium, które ma kształt wklęsły. Opakowanie to jest mocne pod warunkiem, że przed etapem kształtowania arkusz poddany zostanie procesowi fałdowania, który korzystnie jest przeprowadzany wzdłuż południków o wklęsłym kształcie.

Tytułem wstępu, należy zaznaczyć, że określenie fałdowanie, jakie jest używane w niniejszym opisie i w następujących po tym opisie zastrzeżeniach odnosi się do kształtowania w arkuszu materiału, szeregu zagięć lub fałd posiadających wymiary zasadniczo większe niz jeden milimetr, zwłaszcza rzędu co najmniej kilku milimetrów, na przykład rzędu 5 do 8 milimetrów, lub więcej.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 do fig. 8 pokazują schematycznie etapy sposobu formowania opakowania według wynalazku, fig. 9 i 10 przedstawiają uformowany arkusz przeznaczony na opakowanie, fig. 11 przedstawia urządzenie do formowania opakowań według wynalazku, fig. 12 - urządzenie z fig. 11 w przekroju poprzecznym poprowadzonym wzdłuż linii XII - XII z fig. 11, a fig. 13 do 15 opisuje działanie urządzenia pokazanego na fig. 11 i fig. 12 w sposób bardziej szczegółowy.

Obecny wynalazek zostanie opisany, w drodze przykładu, w nawiązaniu do formowania cienkiego aluminiowego opakowania (o grubości rzędu 10 - 20 μ, zwykle 11,4 μ) dla produktu utworzonego przez czekoladowe jako U mające zasadniczo te same wymiary, co jajko kurze. Szczególnie na fig. 1 do fig. 4 pokazano schematycznie kolejność etapów, które prowadzą do utworzenia jednej z dwóch symetrycznych połówek opakowania, to jest wklęsłej części (pokazanej szczegółowo na fig. 10), która jest przeznaczona do przykrycia jednej połowy jajka. Natomiast na fig. 5 do fig. 8 pokazano jak dwie wklęsłe części utworzone w kolejnych etapach przedstawionych na fig. 1 do fig. 4 mogą być rozmieszczone wokół czekoladowego jajka U tak, aby uformować opakowanie z cienkiego arkusza materiału.

Na fig. 1 pokazano pakowy arkusz materiału F (na przykład z folii aluminiowej o grubości

11,4 grubości), który jest przesuwany przez zespół zawierający stempel 1 i matrycę 2 posiadającą charakterystyczne cechy przytoczone poniżej w oparciu o fig. 11 i 12, aby utworzyć zakładkę.

169 983

W sposobie na skalę przemysłową, arkusz pakowego materiału F jest przesuwany w kierunku stempel-matryca 1,2 z rozwijanego zwoju (nie pokazanego) i może być podzielony uprzednio lub jednocześnie, na małe arkusze dla formowania poszczególnych wklęsłych pakowych części.

Powierzchnia matrycy 2 (lub obejmująca zewnętrzną część zakładkowego urządzenia) pokrywa się z rozwinięciem na płaszczyźnie całkowitego kształtu produktu, który zostanie zawinięty w arkusz F. Na przykład w przypadku kulistego produktu, matryca 2 ma kształt kołowy, podczas gdy w przypadku produktu w kształcie jajka (który jest specyficznym przypadkiem, do którego odnosi się niniejszy opis) ma kształt zasadniczo owalny (i płaski). W obu przypadkach matryca 2 posiada rząd rowków 3 o trójkątnym przekroju poprzecznym, rozciągającym się zasadniczo wzdłuż południków. Południkowo ustawione rowki zbiegają się przy wierzchołkach wgłębienia w kształcie jajka w matrycy 2. Na przykład, w przypadku matrycy owalnej (patrz także fig. 11), rowki 3 rozciągają się w zasadniczo symetrycznym ustawieniu od podstawy formy jajowatej w kierunku jego wierzchołka. Rowki 3, a stąd i odpowiadające im zakładki utworzone w arkuszu F, posiadają wymiary rzędu co najmniej kilku milimetrów.

Na fig. 2 pokazano sytuację, w której stempel 1 i matryca 2 stykają się zaciskając arkusz F pomiędzy sobą i tworząc tam w ten sposób zakładki. Podczas operacji fałdowania, arkusz F nie jest zaciśnięty całkowicie sztywno, ale zachowuje on zdolność do ślizgania się pomiędzy stemplem 1 i matrycą 2, powodując, zasadniczo skierowany do wewnątrz, ruch w kierunku środka fałdującego urządzenia, gdy operacja fałdowania postępuje stopniowo, w kierunku środka urządzenia jest ułatwiony, przez konformację stempla 1, który w stanie spoczynku, posiada zasadniczo kształt trójwymiarowy ze środkowymi częściami, które wystają dalej niż jego części obwodowe, a które podczas swojego ruchu mającego na celu zazębienie z matrycą 2 - stopniowo zmienia się do zasadniczo płaskiej konfiguracji.

Zgłaszający stwierdził zdolności poślizgowe, które wzmaga obecność lakieru zwilżającego (na przykład lakieru polietylenowego) na co najmniej jednej lub korzystnej na obydwu powierzchniach czołowych arkusza F jest szczególnie korzystna dla zapobieżenia rozdarciu. Arkusz F, który jest pofałdowany (co pokazane jest szczegółowo na fig. 9), jest następnie przepuszczany (fig. 3 i 4) do dalszego formującego urządzenia, które także posiada stempel 4 i matrycę 5. Dzięki temu pofałdowaniu arkusz F uzyskuje kształt wyrobu (np. jajko U jak pokazano w przykładzie wykonania), który ma być zapakowany w arkusz F.

W przykładzie wykonania, stempel 4 i matryca 5 mają odpowiednio kształt wypukły i wklęsły (połowy) kształtów jajka. Jako rezultat poprzedniego procesu fałdowania (fig. 1 i 2) można nadać arkuszowi F kształt wklęsły bez ryzyka rozdarcia, nawet przy bardzo cienkiej warstwie arkusza F, na przykład, stosując folię aluminiową o grubości 11,4 μ.

Dzięki operacji fałdowania zapobiega się jakiemukolwiek rozciągnięciu materiału (co jednakże zdarza się w rozwiązaniach, w których formowanie wykonywane jest bezpośrednio na płaskim arkuszu), w trakcie kolejności operacji kształtowania, nawet jako efekt jego znikomego ruchu w kierunku środka urządzenia formującego.

Lakier, o właściwościach smarujących pokrywający co najmniej jedną powierzchnię czołową arkusza F zmniejsza ryzyko rozerwania. Ponadto stwierdzono, że korzystne jest, aby zarówno do stempla 4 jak i do matrycy 5 doprowadzone zostały przewody 6 i 7, którymi uwięzione pomiędzy stemplem 4 i arkuszem F, z jednej strony, lub pomiędzy arkuszem F i matrycą 5 z drugiej strony, zwłaszcza gdy - jak to się zdarza w procesach przemysłowych tłoczenie ma być wykonane szczególnie szybko ( z czasem tłoczenia mniejszym niż jedna sekunda). W tym przypadku, dla przykrycia czekoladowego jajka U można zastosować połówki wytłoczek opakowania w kształcie jajka, uformowanego z arkusza F, jak to pokazano na fig. 10. W tym celu pierwsza połówka wytłoczki z arkusza F w kształcie jajka jest umieszczona w przytrzymującej matrycy 8 (która w gruncie rzeczy odpowiada matrycy 5 z fig. 3, używanej do kształtowania) w celu otrzymania jajka U (które jest kształtowane zgodnie z szeroko znanymi kryteriami w linii odlewniczej, nie pokazanej), że tylko górna połówka jajka U zostaje wystając z matrycy 8.

Inna wytłoczka, na fig. 10, zostaje nałożona, tak aby jajko U zostało całkowicie otoczone arkuszem materiału opakowaniowego. Teraz, niezbędne staje się zamknięcie formowanego opakowania i połączenie dwóch połówek wytłoczek, w kształcie jajka, ich wzajemnie stykają8

169 983 cymi się częściami na obwodzie jajka U osłoniętego pomiędzy nimi. Można to uzyskać wieloma technikami, takimi jak połączenie mechaniczne przez pakowanie, klejenie, spawanie ultradźwiękowe, zgrzewanie materiałów tworzących wytłoczki opakowania itp., ewentualnie z jednoczesnym cięciem arkuszy F, które są połączone razem na obwodzie jajka U. W związku z tym należy spełnić następujące warunki. Po pierwsze, dwie aluminiowe wytłoczki opakowania muszą być łączone bez uszkodzenia jajka U, nawet miejscowo. To ryzyko może pojawić się, jeśli dwie wytłoczki opakowania są połączone razem poprzez zgrzewanie materiału, z którego są wykonane.

Z drugiej strony, pożądane jest, aby wytłoczki opakowania były cięte tak blisko wyrobu, jak jest to tylko możliwe, aby zapobiec powstaniu obrzeża 11 lub pierścienia Saturna, który jest ukształtowany wokół jajka U jako rezultat cięcia wytłoczki aluminiowej wystającej zbyt daleko (fig. 7). W związku z tym, stosowanie arkusza F, który posiada warstwę zgrzewalnego lakieru lub żywicy, na przykład lakieru polietylenowego, na co najmniej jednej ze swoich powierzchni czołowych (a w szczególności, na powierzchni czołowej, która styka się z wyrobem U) zostało uznane za szczególnie korzystne. Występowanie warstwy lakieru jest pożyteczne, aby przeprowadzić operację tworzenia się fałd. Ponadto lakier można stosować na opakowania produktów żywnościowych. Ponadto lakier umożliwia łatwe zgrzanie wytłoczek opakowania, poprzez opuszczenie tak zwanej zgrzewającej mufli 9 w pobliże obszaru łączenia pomiędzy dwiema wytłoczkami dokoła obrzeża wyrobu 4. Mufla 9 posiada pierścieniowy, podgrzewany korpus posiadający otwór, kształt którego ściśle odwzorowuje zarys jajka U pomiędzy dwiema wytłoczkami materiału w postaci arkusza. Mufla 9, gdy jest wsparta na krawędziach dwóch wytłoczek, które stykają się ze sobą, co pokazano na fig. 6, a która jest podgrzana do temperatury rzędu 80°, miejscowo rozpuszcza lakier lub żywicę tak, aby zgrzać i pewnie połączyć razem dwie wytłoczki arkusza F, w czasie około 1 sekundy. To nie powoduje żadnych uszkodzeń jajka U (zarówno z uwagi na stosunkowo niską temperaturę jak i z uwagi na krótki czas stosowania).

Połączenie utworzone pomiędzy dwiema wytłoczkami poprzez miejscowe stopienie lakieru lub żywicy, która pokrywa ich powierzchnie, jest także korzystne i zapewnia całkowite zamknięcie opakowania, nawetjeśli występują niewielkie fałdy lub zmarszczki wzdłuż otworów wylotowych wytłoczek, które są razem połączone,

Po zgrzaniu razem dwóch wytłoczek, co pokazuje fig. 6, następuje cięcie opakowania wokół obrzeża jajka U. Można to wykonać przykładowo za pomocą wklęsłego stempla 10 mającego krawędź tnącą 10a, zarys którego odpowiada w przybliżeniu zarysowi wyrobu U w obszarze, w którym połączone są ze sobą dwie wytłoczki.

Krawędź tnącą 10a podąża za zarysem wyrobu U zachowując pewien luz tak, że tnąc formuje obrzeże 11 (zewnętrzny pierścień) utworzony przez połączone części materiału F w arkuszach. Obrzeze 11 tworzy kołnierz o szerokości 1 lub 2 mm, który wystaje z opakowanego wyrobu U. Obrzeże 11 może być zagięte na zewnętrznej powierzchni opakowania w trakcie kolejnej operacji zaginania.

W innych zastosowaniach, jednakże, obrzeże 11 można pozostawić w stanie niezmienionym, ponieważ ich obecności nie wpływa niekorzystnie na wygląd produktu finalnego.

Na fig. 11 i 12 pokazano, ze co najmniej jedno, a korzystnie zarówno stempel 1 jak i matryca 2 posiadają ograniczające elementy 12, 13 umieszczone na płaskiej powierzchni otaczającej faktycznie zewnętrzną - obejmującą i wewnętrzną - obejmowaną część matrycy. Ograniczające elementy 12, 13 są utworzone, na przykład, ze spienionej taśmy przyklejonej do płaskiej powierzchni wewnętrznej - obejmowanej matrycy 1 i prawie całkowicie płaskiego pokrycia 13 na płaskiej powierzchni czołowej zewnętrznej - obejmującej matrycy 2, także utworzonego, na przykład, z przylepnej spienionej taśmy.

Oczywiście części 121 pokrycia 13 można zamienić umieszczając części 12 na obejmującej - zewnętrznej matrycy 2 i na zasadniczo nieprzerwanym pokryciu 13 na płaskiej powierzchni czołowej obejmowanej - wewnętrznej matrycy 1.

Ograniczające ruch elementy 12 są utworzone, na przykład, z taśm spienionych, przy czym każda ma przyczepną powierzchnię taką, aby elementy te mogły być trwale przymocowane do płaskiej powierzchni czołowej poszczególnych elementów stempla 1 i matrycy 2, pozostawiając

169 983 wolną zasadniczo gładką powierzchnię, która posiada pewną zdolność do odkształcenia plastycznego.

Elementy 12 i 13 mają za zadanie uchwycić arkusz F, gdy znajduje się on pomiędzy stemplem 1 i matrycą 2, celem przeprowadzenia czynności fałdowania. Elementy 12 i 13 faktycznie zaciskają arkusz F zasadniczo w sposób elastyczny, to znaczy niecałkowicie przeciwstawiają się stopniowemu ruchowi arkusza F w stronie środka urządzenia do fałdowania.

Jak pokazano na fig. 11 ukształtowana część matrycy 2 posiada zestaw żeber lub rowków 3, ustawionych tak, że tworrzą fałdy wzdłuż południków. Aby owinąć czekoladowe jajko posiadające wielkość normalnego kurzego jajka, forma 3 posiada zestaw pięciu rowków o przekroju zasadniczo trójkątnym lub w kształcie V, który to zestaw składa się ze środkowego rowka, dwóch pośrednich bocznych rowków i dwóch zewnętrznych bocznych rowków.

Naturalnie, można stosować różne rozwiązania, zależnie od wymiarów i ogólnego kształtu produktu podlegającego pokryciu. Taki sam układ ukształtowanych żeber jest umieszczony na wewnętrznej stronie stempla 1, pokazanej bardziej szczegółowo w górnej części na fig. 11 i, w przekroju poprzecznym, na fig. 12.

W pokazanym przykładzie wykonania, stempel 1 także posiada pięć żeber o przekroju poprzecznym w kształcie trójkąta lub V. Stempel 1 posiada środkowe żebro 14, dwa pośrednie, boczne żebra 15 i dwa zewnętrzne, boczne żebra 16, aby współpracować ze środkowym rowkiem, pośrednimi bocznymi rowkami i zewnętrznymi bocznymi rowkami matrycy 2.

Matryca 2 jest zasadniczo płaska, gdyż posiada ona nieciągły zarys rozciągający się zasadniczo w jednej linii z płaską częścią matrycy 2, zaś stempel 1 posiada kształt wypukły, gdyż środkowe żebro 14 wystaje poza obrys pośrednich, bocznych żeber 15, które z kolei wystają poza obrys zewnętrznych bocznych żeber 16. Określenie wystają poza oznacza, że odpowiednie żebro wystaje z powierzchni stempla 1 dalej niż sąsiednie żebra zewnętrzne. Jak pokazano schematycznie na fig. 12, zewnętrzne boczne żebra 16 stanowią części, które są integralnie przymocowane do konstrukcji stempla 1, a pośrednie, boczne żebra 15 i środkowe żebro 14 tworzą bloki, które ślizgają się względem korpusu stempla 1.

Wewnętrzne brzegi zewnętrznych bocznych żeber 16 stempla 1 tworzą zasadniczo owalną lub dwuwypukłą wnękę, w której ślizga się środkowe żebro 14, które z kolei ma w zasadzie kształt stępki lub płetwy. W tylnej ściance stempla 1 od strony wnęki 17 w otworach są umieszczone śruby 18 i 19, przy czym śruby 18 są połączone ze środkowym żebrem 14, zaś śruby 19 są połączone z żebrami 15. Za pomocą śrub 18 i 19 można regulować przesuwem żeber

14, 15 wewnątrz wnęki 17 przeciwdziałając sile wywieranej przez poszczególne sprężyny 18a, 19a, które są zamocowane na śrubach 18 i 19 wewnątrz wnęki 17. Każda sprężyna 18a, 19a działa pomiędzy tylną ścianką wnęki 17 i centralnym żebrem 14 lub pośrednim żebrem 15, w kierunku na zewnątrz stempla 1. Sprężyna 18a połączona ze środkowym żebrem 14 zwykle posiada niższą stałą sprężystości niż sprężyna 19a połączona z pośrednimi, bocznymi żebrami

15. W ten sposób, począwszy od położenia spoczynkowego pokazanego linią ciągłą na fig. 12, zebro 14, a następnie żebra 15, są stopniowo wsuwane do wnęki 17. Na fig. 12 pokazano liniami przerywanymi pośrednie położenia środkowego żebra 14 oraz bocznych żeber 15.

Gdy żebra 14 i 15 zajmują położenie końcowe, to stempel 1 również przyjmuje kształt zasadniczo płaski, komplementarny z matrycą 2.

Na początku operacji fałdowania, gdy stempel 1 i matryca 2 są oddzielone od siebie, stempel 1jest w stanie spoczynku, a zarys jego żeber 14,15 pokazano linią ciągłą na fig. 12. Na skutek stopniowego ruchu stempla 1 w kierunku matrycy 2 arkusz F zetknie się najpierw ze środkowym żebrem 14, które z kolei będzie współpracować z odpowiadającym mu środkowym rowkiem matrycy 2, w ten sposób tworząc pierwszą środkową fałdę w arkuszu F. Gdy ruchu łączenia stempla 1 i matrycy 2 nadal postępuje, to środkowe żebro 14 rozpocznie wycofywanie się do środka stempla 1, zaś pośrednie, boczne żebra 15 zaczną zaczepiać o odpowiadające im pośrednie, boczne rowki w matrycy 2, w ten sposób tworząc dalsze fałdy w arkuszu F, który jest w trakcie operacji fałdowania.

Gdy stempel 1 kontynuuje ruch dalej w stronę matrycy 2, to boczne żebra 15 rozpoczną ruch w kierunku tylnej ścianki wnęki 17 (podobnie jak środkowe żebra 14, które kontynuują ruch wycofujący do środka stempla 1) tak, że zewnętrzne boczne żebra 16 zaczynają współpra10

169 983 cować z odpowiadającymi im rowkami w matrycy 2, tworząc w ten sposób fałdy położone najdalej środka arkusza F.

Kolejność etapów prowadzenia fałdowania arkusza F jest przedstawiona schematycznie na fig. 13 - 15, które pokazują, że pofałdowanie arkusza F nie uzyskuje się poprzez pojedyncze wydmuchanie ale, wprost przeciwnie, pofałdowany arkusz F powstaje stopniowo poprzez tworzenie najpierw środkowej fałdy, następnie dwóch bocznych fałd po przeciwnych stronach arkusza i w końcu, dwóch dalszych zewnętrznych fałd. W ten sposób pofałdowany arkusz F jest wykonywany stopniowo w kierunku środka urządzenia do fałdowania. Ma to miejsce pod wpływem odkształcenia plastycznego taśmy 12 i 13. Umieszczenie lakieru lub żywicy, posiadającego własności smarujące (na przykład lakier lub żywica polietylenowa) na przeciwległych powierzchniach czołowych arkusza F, powoduje, że opisywane wyżej fałdowanie arkusza F odbywa się stopniowo bez szarpnięć.

Sposób według wynalazku można także zastosować dla produktów owijanych innych niż wyroby cukiernicze lub środki żywności w ogóle, lub do produktów zawijanych, które nie są w kształcie jajka lub kuli. Przykładowo można je użyć do zawijania produktów takich jak kuliste pralinki. W tym ostatnim przypadku sposób według wynalazku może być korzystnie użyty dla utworzenia wklęsłej części przeznaczonej dla przykrycia półkulistej części produktu. Wklęsła częśc utworzona według wynalazku mogła być połączona z, na przykład, płaskim arkuszem lub z arkuszem w kształcie kopuły tworzącym część opakowania, które jest owinięte dokoła podstawy produktu. Sposób według wynalazku może także być z pożytkiem wykorzystany dla utworzenia jedynie szczególnej wklęsłej części należącej do części większego opakowania.

Oczywiście, szczegóły konstrukcji urządzenia mogą się zmieniać znacznie od tych opisywanych i zilustrowanych, pozostawiając jednak zasadę wynalazku taką samą i tym samym nie wykraczając poza zakres niniejszego wynalazku.

169 983

FIS. 13

FIS. 15 /15 χ1

169 983

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy dla przedmiotów, z których każdy posiada co najmniej jedną zaokrągloną część, w którym materiałowi arkusza nadaje się kształt wklęsły, znamienny tym, że prowadzi się fałdowanie części arkusza (F) przeznaczonego do formowania do wklęsłego kształtu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fałdowanie arkusza (F) prowadzi się wzdłuż południków jego części wklęsłej.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że fałdowanie arkusza (F) prowadzi się zasadniczo symetrycznie.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w czasie prowadzenia fałdowania arkusza (F) utrzymuje się arkusz (F) na płask.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że podczas prowadzenia fałdowania arkusza (F) przesuwa się jednocześnie arkusz (F) w kierunku środka obszaru podlegającego fałdowaniu.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że fałdowanie prowadzi się stopniowo i progresywnie.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że fałdowanie prowadzi się progresywnie poczynając od środkowego obszaru arkusza (F), który jest fałdowany.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że fałdowanie prowadzi się poprzez usytuowanie arkusza (F) pomiędzy dwoma komplementarnymi elementami stempla i matrycy.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podczas prowadzenia fałdowania arkusz (F) podlega ruchowi ograniczającemu, który przeciwstawia się jego wycofaniu w kierunku środka obszaru, który fałduje się.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że co najmniej jedną powierzchnię czołową arkusza (F) nakłada się powłokę smarującą.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że powłokę nakłada się na obie powierzchnie czołowe arkusza (F).
12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że jako powłokę stosuje się lakier.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako powłokę stosuje się lakier na bazie polietylenu.
14. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że jako arkusz (F) stosuje się arkusz metalowy.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że jako arkusz (F) stosuje się arkusz aluminiowy.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że jako arkusz (F) stosuje się arkusz o grubości mniejszej niż jeden milimetr.
17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że jako arkusz (F) stosuje się arkusz o grubości rzędu dziesiątków mikronów.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że jako arkusz (F) stosuje się arkusz o grubości około dziesięciu mikronów.
19. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że po zakończeniu fałdowania arkusz (F) umieszcza się pomiędzy następnym zestawem matrycy i stempla i nadaje mu się kształt wklęsły.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że odprowadza się powietrze z obszaru pomiędzy stemplem i matrycą a arkuszem (F) przez ich otwory odpowietrzające.
21. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że po nadaniu arkuszowi (F) kształtu wklęsłego łączy się go z co najmniej jednym komplementarnym wklęsłym arkuszem (F) wzdłuż co najmniej jednej zamkniętej linii, która otacza produkt (U) całkowicie go zawijając przy czym połączenie to wykonuje się za pomocą łączenia mechanicznego, zgrzewania ultradźwiękowego

169 983 materiału tworzącego opakowanie i klejenia za pomocą dodatkowego materiału tworzącego powłokę.
22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że połączenie wykonuje się przez klejenie, za pomocą zgrzewania na gorąco użytego materiału.
23. Sposób według zastrz. 10 albo 22, znamienny tym, że dodatkowy materiał tworzący samosmarującą powłokę nakłada się na powierzchnię czołową arkusza (F), która styka się z linią złącza.
24. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że po połączeniu ze sobą komplementarnych części arkusza (F) prowadzi się operację cięcia wzdłuż linii zamkniętej.
25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że operację cięcia przeprowadza się z utworzeniem obrzeża wystającego z opakowania wzdłuż linii złącza.
26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że obrzeże zagina się na opakowaniu.
27. Urządzenie do formowania opakowań z materiałów w postaci cienkich arkuszy, znamienne tym, że zawiera stempel (1), który posiada żebra (14,15,16), oraz matrycę (2), która posiada rowki (3), komplementarne do żeber (14,15,16), przy czym żebra (14,15,16) i rowki (3) leżą w obszarze fałdowania, który odpowiada rozwinięciu części wklęsłej na płaszczyźnie.
28. Urządzenie według zastrz. 27, znamienne tym, że żebra (14, 15, 16) i rowki (3) są ustawione wzdłuż południków obszaru fałdowania.
29. Urządzenie według zastrz. 28, znamienne tym, że żebra (14, 15, 16) i rowki (3) są rozmieszczone zasadniczo w konfiguracji symetrycznej.
30. Urządzenie według zastrz. 29, znamienne tym, że żebra (14, 15, 16) i rowki (3) posiadają zasadniczo przekrój w kształcie trójkątnym lub w kształcie V.
31. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że z zestawu żeber (14, 15, 16) i z zestawu rowków (3), jeden zestaw rowków (3) jest umieszczony w matrycy (2), zaś drugi zestaw żeber (14,15,16) jest zamontowany ruchomo na stemplu (1) przy czym może on być wycofany zasadniczo podczas zazębienia elementów matryc (1, 2) gdy ma miejsce operacja fałdowania tak, że fałdowanie jest wykonywane kolejno w odmiennych częściach arkusza materiału (F).
32. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że żebra (14,15,16) są zamocowane ruchomo i przesuwnie we wnęce (17) stempla (1), przy czym w stanie spoczynku żebra (14,15, 16) wzrastają co najmniej częściowo ze stempla (1), zaś podczas przesuwu stempla (1) i matrycy (2) są stopniowo wsuwane do wnęki (17).
33. Urządzenie według zastrz. 32, znamienne tym, że posiada sprężyny (18a, 19a) przeciwdziałające wsunięciu żeber (14,15,16) do wnęki (17) stempla (1).
34. Urządzenie według zastrz. 33, znamienne tym, że sprężyny (18a, 18b) połączone z żebrami (14, 15, 16) mają różne stałe sprężystości, które korzystnie są większe dla żeber (15) usytuowanych na zewnątrz obszaru fałdowania.
35. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że co najmniej na jednej z części na stemplu (1) lub matrycy (2) umieszczone są ograniczające ruch arkusza (F) elementy (12,13), usytuowane w obszarze otaczającym obszar fałdowania.
36. Urządzenie według zastrz. 35, znamienne tym, że ograniczające elementy (12,13) są umieszczone na stemplu (1) i na matrycy (2).
37. Urządzenie według zastrz. 36, znamienne tym, że posiada ograniczające elementy (12,13) uginające się sprężyście.
38. Urządzenie według zastrz. 37, znamienne tym, że ograniczające elementy (12, 13) stanowią taśmy ze spienionego materiału.
39. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że ograniczające elementy (12,13) w postaci zasadniczo ciągłego pokrycia (13) umieszczonego na matrycy (2) i w postaci nieciągłych elementów (12) umieszczonych na stemplu (1).

169 983