SE454433B - Anordning for formning och insettning av invendigt lock i forpackning - Google Patents

Description

454 433 Vid för lågt läge pâ presskolven blir kontakttrycket för högt, vilket kan leda till att fogmedlet, till exempel det svetsbara plastmaterialet pressas ut ur fogen och ger en för liten materialtjocklek i pressfogen och kan till och med riskera att ge genombränning. I bådadera fallen uppkommer sålunda risk för läckage. Vidare uppkommer vid inpressningen av locket iiförpackningstubens ände oundgängligen veck och skrynklor i den uppviktä kant, med vilken locket fästs mot förpackningstuben. Vecken och skrynklorna blir större ju tjockare material som används, och vidare' ökar storleken pâ vecken och skrynklorna med avståndet från lockets bottenyta. Fogen, speciellt svetsfogen mellan lockkanten och förpackningstubens inre mantelyta bör därför förläggas så nära lockets botten som möjligt, och samtidigt kan lockkanten minskas. Även med hänsyn till materialâtgâng och för att utnyttja så stor volym av förpackningstuben som möjligt är det ett önskemål att lockkanten hålls så låg som möjligt. Vid värt nämnda tidigare kända svenska patent sker svetsningen av locket mot förpackningstuben längs en relativt stor del av lockkantens höjd, och metallringen för att åstadkomma konstantvärme-, högfrekvens eller ultraljudssvetsningen är anordnad relativt nära den övre änden på lockkanten. l För att man ska få en god och tät svetsfog är det viktigt att presstrycket mellan lockkanten och förpackningen ligger inom bestämda intervall. Ett för lågt tryck ger en dålig svetsfog, som kan ge upphov till läckage, ett för högt tryck kan i sin tur åstadkomma en utpressning av det svetsbara materialet och dävid ge en bristfällig fog och genombränning med därav följande läckage. Nedföringen av kolven mäste alltså ske till ett mycket exakt bestämt understa läge, där ett exakt förutbestämt presstryck erhålls. Presstrycket kan emellertid variera inte minst beroende pâ variationer i tjockleken på det kartongmaterial, av vilket förpackningen och locket är utförda samt andra yttre omständigheter.

Man har uppenbarligen inte ansett det möjligt att åstadkomma en god svetsfog såvida inte hållare och kolv är koniska, så att man erhåller en pressyta, som sträcker sig över hela höjden pâ den uppvikta lockkanten.

Det har nu emellertid visat sig att man tvärtemot vad som väntats kan erhålla en förbättrad svetsfog om svetskontaktytan mellan den uppvikta lockkanten och förpackningens insida görs smalare än 454 433 lockkantens höjd, och man kan till och med få en god svetsfog vid en ren linjär pressyta från kolvens expanderbara organ.

Det har sålunda visat sig att en helt parallellcylindrisk presskolv, vilken verkar mot en åtminstone i huvudsak parallellcylindrisk yta av förpackningstuben ger en förbättrad säkerhet om tätning mellan lockkanten och förpackningstuben, och problemet med för lågt eller för högt presstryck på grund av att kolven förts ned för kort stycke respektive för lângtistycke har kunnat elimineras. Samtidigt är det möjligt att- anpassa svetsfogens förläggning vid lockkanten på ett noggrant sätt, och genom att utforma presskolven på ett speciellt sätt kan svetsfogen förläggas mycket nära underdelen av lockkanten, dvs nära själva lockplanet. För att det expanderbara organet i presskolven verkligen ska verka så nära underdelen på lockkanten som möjligt måste emellertid underdelen och öyerdelen utformas på speciellt sätt såsom kommer att beskrivas närmare nedan.

Till grund för uppfinningen har alltså legat problemet att åstadkomma en anordning för formning och insättning av invändigt lock i en tubformad förpackning, vilken anordning är utformad pâ sådant sätt att locket kan placeras och svetsas praktiskt taget var som helst,längs med förpackningstubens inre och utan risk för att presskolven ger för lågt eller för högt presstryck mot förpackningstuben, och där svetsfogen kunnat förläggas mycket nära underdelen av lockkanten, där vecken och skrynklorna är minst. Anordningen ger på så sätt en väsentlig förenkling gentemot vad som tidigare varit fallet, och framförallt erhåller man en väsentligt ökad säkerhet mot läckage mellan förpackningstub och lock.

“Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att âstadkonma ett verktyg för tät montering av invändigt lock med uppvikt lockkant i änden till en förpackning av kartong eller material med liknande hâllfashetskaraktär, där verktyget är uformat så att e problemet med för svag eller för härd presskontakt mellan lockkanten och förpackningens insida eliminerats, där problemet med nedföringen av kolven till ett mycket exakt bestämt understa läge eliminerats, och där man uformat verktyget så att man under alla omständigheter får en god och tät svetsfog mellan lockkanten och förpackningens insida. Såväl hâllaren som kolven är utformade med väsentligen raka sidor, varvid svetstrycket âstadkomms praktiskt taget uteslutande av det expanderbara organet, 454 433 nämligen inom omrâdet för hâllarens organ för att åstadkomma svetsvärmen. Organet för att åstadkomma svetsvärmen utgörs av en ring av ledande material, vilken sträcker sig runt hela formen och bildar en konaktyta med förpackningens utsida, och det expanderbara organet utgörs av en gummmiring, vilken i oexpanderbart tillstånd ligger något innanför kolvens yttre mantelyta, så att den inte riskerar att fastna eller klämmas fast mellan kolven och lockkanten.

Närmäre kännetecken på uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen i vilken kommer att hänvisas till bifogade ritningar.

På ritningarna visar figur l i perspektiv en färdig förpackning framställd medelst anordningen enligt uppfinningen, och figur 2 visar ett vertikalt snitt genom en sådan förpackning. Figur 3 visar en lockformningsmaskin enligt uppfinningen. Figur 4 visar ett tvärsnitt genom en presskolv vid anordningen i figur 3. Figur 5 visar förstorat och detaljerat ett avsnitt av presskolven i figur 4 i ett stadium av införingen av locket i förpackningens inre, och figur 6 visar presskolven under svetsningsoperationen.

En förpackning franställd med hjälp av anordningen enligt uppfinningen består av en hylsa l av kartong eller liknande styvt material framställd av ett plant materialämne, som hopfogats med en längsgående fog 2, och där hylsan i toppen är försedd med ett invändigt lock 3 och i botten med en motsvarande invändig botten. Vid den visade utföringsformen har vidare ovankanten 4 på förpackningen rullats in, så att den bildar en jämn och slät avslutning, som täcker lockkanten och stabiliserar förpackningen i dess ändar. I det visade fallet har förpackningen cirkulärcylindrisk form, men det är uppenbart att förpackningen kan ges vilken som helst polygonal eller annan tvärsnittsform förutsatt att polygonalhörnen är rundade. Locket och 'botten 3 franställs av ett plant utstansat ämne 5, som före eller i samband med inpressningen i förpackningstuben formas till ett lockplan 6 och från lockplanet runt om uppstående lockkanter såsom bäst illustreraas i figurerna 5 och 6. Såsom nämnts tidigare önskar man hålla lockkanten 7 så låg som möjligt dels för att få sâ litet materialspel som möjligt, dels även för att kunna utnyttja så stor volym av förpackningen som möjligt. Genom att svetsfogen mellan lockkanten och förpackningens 454 433 innermantel förläggs så nära lockplanet 6 som möjligt kan lockkanten 7 göras lägre än vad som tidigare varit möjligt utan att detta inverkar menligt på förpackningens täthet.

Den i figur 3 visade anordningen består av en form 8 för att hålla förpackningshylsan l under formningen och svetsningen av locket.

Hâllarformen 8 har väsentligen samma ytterform som hylsan l, men den är i sin underdel försedd med en instyrningskona 9 för att förenkla införingen av hylsantl underifrån. Den är vidare försedd med ett ringformat Û svetsverktyg l0, vilket företrädesvis utgörs av en ring för överföring av högfrekvensvärme eller ultraljudsvärme till svetsfogen i locket och/eller förpackningshylsan. För att ge den ovanför svetsverktyget 10 belägna delen av hylsan en möjlighet att införingen av lockämnet 5 i hylsan l och under svetsningen expandera något är lämpligen svetsverktyget 10 svagt koniskt viögat i riktning uppåt. Konan ll i svetsverktyget är så liten att den knappast syns med blotta ögat, och konvinkeln kan vara 2- 6°. Från ovankanten på svetsverktyget och uppåt är formen 8 vidgad till en parallellcylinder l2, vars periferi överensstämer med ovankanten på svetsverktyget 10. För att bilda en stoppkant, som bestämmer förpackningshylsans övre läge i hâllaren kan det vidgade partiet l2 avslutas med en ansats.

Ovanpå formen 8 har i detta fall ett lockformningsverktyg monterats, vilket består av en hållarskiva l3, med ett hål, där lockämnet 5 placeras, och en under hållarskivan l3 monterad formningsskiva 14 med rundade ovankanter l5. För att kunna bilda runt om gående kanter måste lockämnet 5 vara något större än hylsans l inre, och hålet i hållarskivan l3 är motsvarande mycket större. Det ska påpekas, att locket även kan fonnas genom direkt inpressning i hylsan, varvid hållarskivan och formningsskivan kan uteslutas.

Vidare innehåller verktyget en presskolv 16 och ett i och för sig känt organ för att förskjuta presskolven l6 uppåt och nedåt vid formning och intryckning av locket i förpackningshylsan och för att vidga det expanderbara organet i presskolven i samband med svetsningsoperationen.

Förskjutningsorganet kan lämpligen utgöras av en hydraulisk eller pneumatisk cylinder eller något annat känt organ. Presskolven l6 består av en underdel l8, vilken samtidigt bildar hållare för det expanderbara organet l9, och kring underdelen l8 är en överdel 20 monterad. Underdelen 454 433 'och överdelen är axiellt förskjutbara i förhållande till varandra, och de är utformade på sådant sätt att det expanderbara organet l9 vid sammantryckning av underdelen och överdelen mot varandra expanderas på ett sådant sätt att en pressyta erhålls så nära lockkantens 7 anslutning till lockplanet 6 som möjligt. §åsom bäst visas i figurerna 5 och 6 är underdelen l8 för ändamålet utformad med en mycket tunn presskant 2l vilken sluttar utåt-nedåt.

Vidare är underdelen utformad med en käl 22, som går ett litet stycke in i underdelen, och vars form motsvarar formen på det expanderbara organet. i opâverkat tillstånd. Lämpligen utgörs det expanderbara organet av en ring 23 av gummi eller annat lämpligt elastiskt material, och kälen 22 har sålunda cirkulärcylindrisk form. Kälen 22 kan vara av sådan omfattning, att den omsluter mellan 90 och l60° av gummiringen 23. Kälen 22 övergår med sin nederkant i den utåt-nedåt sluttande kanten 24 på presskanten 2l. Presskanten 2l har en ytterdiameter, som är så mycket mindre än innerdiametern på förpackningshylsan l, att locket med lätt glidpassning kan tryckas ned i förpackningshylsan. Ytterdiametern på presskanten bör därför vara åtminstone två gånger lockmaterialets tjocklek mindre än hylsans innerdiameter, och dessutom bör den ha ett toleransspel om l/2 - l%. överdelen 20 ska med lät glidpassning vara förskjutbar utanpå underdelen 18, och den ska ha en ytterdiameter som är något större än ytterdiametern på presskanten 2l. Överdelen 20 är i sin underkant skålad vid 25 i en form, som överensstämmer med eller är större än diametern på gummiringen 23. Formen på den skålade ytan 25 ska vara sådan att den får gummiringen 23 att vid sammantryckning få en så låg yttersta trycklinje 26 som möjligt, och för ändamålet kan skâlytan 25 vara lägre vid ytterkanten än vid innerkanten.

Såsom tidigare nämnts är formen 8 tillverkad med en undre instyrningskona 9, och svetsverktyget l0 har en uppåt riktad kona ll, vilken övergår i den något vidgade cylinderdelen 12. Kondelarna i formen är mycket små. Vid en praktisk utföringsform av verktyget, vilket är avsett för tillverkning av runda burkar av kartong med en innerdiameter om 72,6 mm har formen utbildats med en instyrningskona om 7°, och svetsverktyget l00, vilket har en höjd av 3,8 mm har formats med en uppåt vidgad kona om 3f, vilket ger en tolerans i den vidgade cylinderdelen l2 om cirka 0,2 mm. Vid en praktisk utföringsform tillverkades en ourk med 454 433 samma material i lock och i hylsa, där materialet utgjordes av kartong, som på insidan var laminerat med aluminium och svetsbar polyeten, där den totala materialtjockleken var 0,5 mm. Burken hade en invändig diameter om 72,6 mm, och diametern på presskanten 2l gjordes 71,2 mm, vilket innebär en tolerans utöver två gånger materialtjockleken om 0,4 mm. Ytterdiametern på överdelen 20 utfördes utan tolerans och gavs sålunda en diameter om 71,6 mmj Efter införingen av förpackningshylsan l i formen 8 pressas kolven l6 ned och formar dävid lockämnet 5 mot den rundade ovankanten på fonnningsringen l4, varvid locket formas med uppvikta kanter. Kolven förs ned till ett förutbestämt läge, vilket är beräknat så att gummiringens 23 pressyta ska vara belägen mitt för svetsringen l0. 2 Gummiringen 23 bildar i sammantryckt tillstånd en nära linjär pressyta 26, mitt för syetsringen 10. Efter påsläppninng av värme i svetsringen l0 expanderas alltså gummiringen 23, varvid de svetsbara materialskikten i förpackningshylsan och i locket smälter samman. Smält material har möjlighet att krypa såväl nedåt som uppåt, och den över svetsringen 10 belägna delen av förpackningshylsan och lockkanten har möjlighet at expandera något för egenanpassning av kontakttrycket.

Svetsningen tar endast någon sekund i anspråk, och efter svetsningen säras överdelen och underdelen på kolven 3, varvid gummiringen 23 återtar sin cirkulära fonn med ytterytan belägen innanför överdelens yttre mantelyta, och kolven återdras för en förnyad arbetscykel.

Såsom tydligast illustreras i figur 6 kommer gummiringen 23 att med sin yttersta trycklinje 26 förläggas mycket nära lockplanet 6 och väsentligen mittför svetsverktyget l0. Vid svetsning kommer plastskiket i locket att smälta samman med plastskiktet i hylsan, och någon del av det svetsbara plastmateialet konnær att pressas uppåt och nedåt och bilda små förtjockningar 27, 28 av plastmaterial, vilka bidrar till en god täthet mellan lock och hylsa. Efter hopsvetsning av lock och hylsa rullas ovankanten 4 in såsom visas i figurerna l och 2.

Det är underförstått att den ovanstående beskrivningen och de på ritningarna visade utföringsformerna av uppfinningen endast utgör belysande exempel och att olika modifikationer kan förekomma inom ramen för följande patentkrav.

Claims (1)

1. 454 433 P a t e n t k r a v -__--_----_____-_--

   1. Anordning för formning och insättning av ett invändigt 1ock i en tubformad förpackning och för tät anslutning av ïocket ti11 förpack- ningstubens inre genom konstantvärmesvetsning e11er högfrekvens- e11er u1tra1judssvetsning och bestående av en form (8) för att bära upp förpackningstuben (1) under införingen och fastsvetsningen av 1ocket (6, 7) i tubens inre, ett anhå1) (13) ovanför formen (8) för inpassning i 1äge av ett p1ant utstansat 1ockämne (5) med större ytterperiferi än förpackningstubens inre, ett ko1vorgan (16) för inpressning av 10 kämnet (5) i förpackningstuben (1) under det att en kant (7) av 1ockämne: uppåt, och där koivorganet (16) består av en underde1 (18) och enlöverde1 (20) och ett me11an dessa de1ar anordnat expanderbart organ (19). och där ko1vorganets överdei (20) är axie11t förskjutbar utanpå underde1en (18) mot och från presskontakt med det expanderbara organet (19). varvid detta böjes i opâverkat ti11stånd hâ11s i ett 1äge vid e11er innanför kolvdeiarnas (18, 20) ytterperiferi, medan den vid koïvdeiarnas (18, 20) axie11a röreïse mot varandra pressas så att det expanderas radie11t utåt, k ä n n e t e c k n a d av att det expanderbara organet (19) utgörs av en separat pressring (23) av e1astiskt materia), av att ko1vorganets (16) underde1 (18) vid sin botten är utformad med en runtom gående tunn presskant (21), vars ovanyta s1uttar utåt-nedåt och bi1dar en pressyta för den expanderbara pressringen (23), _ och av att överde1en (19) på sin undersida är utformad med en skå1ad bottenyta (25), som är 1ägre vid ytterperiferien än vid innerperiferin, varvid pressringen (23) vid anpressning me11an kolvorganets (16) under- och överde1ar (18, 20) expanderas så att den ger en pressan1iggning (26) nära iockkantens (7) anslutning ti11 1ockp1anet (6). Ze Anordning en1igt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att koivorganets (16)'underde1 (18) är utbi1dad med en bågformad käi (22), f; u 454 433 vilken i underkanten övergår i den utåt-nedåt sluttande ytan (24). och av att kälen (22) är utformade med en radie, som väsentligen överensstämmer med radien för den elastiska pressringen (23) i tryckavlastat tillstånd.

   3. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e k n a d av att kolvöverdelen (20) har något mindre ytterperiferi än press: (21) på kolvunderdelen (18). Ä 4, Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att medlen för att åstadkomma konstantvärmesvetsning eller högfrekvens- eller ultraljudssvetsning utgörs av ett svetsverktyg (10 i form av en metallring (10), vilket är monterad i formen (8) väsentligen i plan med anten den linje, där den expanderbara pressringen (23) har sin pressyta (26) då kolvorganets underdel och överdel (18, 20) är sammanpressade mot varandra. 5- Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a d av att såväl hållarformen (8) som kolven (16) har väsentligen raka sidor, varvid svetstrycket âstadkomms praktiskt taget uteslutande av expanderbara organet (19) inom området för hållarfonnens (8) svetsverktyg (10). 5, Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att svetsringen (10) är koniskt vidgad i riktning uppåt i en vinkel om cirka 2-6°, och att formen (8) ovanför svetsringen (10) har en hålighet, som överensstämmer med svetsringens största omkrets.

   7. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att formen (8) har en hålighet, som ovanför svetsringen (10) är något litet vidare än ytterperiferin på den förpackningstub (1), som ska ändtillslutas, företrädesvis l/2-1% vidare.

   8. Anordning enligt patentkravet 4, 5 eller 6, k ä n n e- t e c k n a d av att svetsringen (10) med sin underkant är förlagd vid .eller ett obetydligt stycke ovanför ovanytan på det invändiga lockplanet (6). 9_ Anordning enligt något av patentkraven 5-8, k ä n n e t e c k- n a d av att hâllaren (8) bildar en ansats i överänden av den vidgade cylinderdelen (12), vilken ansats bestämmer förpackningshylsans (l) översta läge i hâllaren. l0.Anordning enligt något av patentkraven 5-8. k ä n n e t e c k- n a d av att hållarformen (8) är utformad på sådant sätt,'att förpackningshylsan (l) i fullt infört läge ligger i plan med hâllarformens (3) ovankant eller skjuter upp ett litet stycke ovanför hâllarformens ovankant varvid locket, vilket formas av ett plant utstansat lockämne (5) formas med upphöjda kanter vid direkt indrivning i förpackningshylsan (1).