SE539446C2 - Förfarande och anordning för djupdragning av ett tråg från fiberbaserat arkmaterial - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande och en anordning för djupdragning av etttråg (1) av fiberbaserat arkmaterial (2), såsom polymerbestruken kartong.Anordningen innefattar ett hon-pressverktyg (3) som innefattar en urholkning(7) för att forma trågets botten på utsidan, ett han-pressverktyg (4) sominnefattar en kolvplatta (11) för att forma trågets botten på insidan, varvidkolvplattan är rörlig relativt urholkningen för att forma tråget, ochfastspänningsanordningar (6, 15) med en gränsyta för att hålla fastarkmaterialet och forma en kantfläns på tråget. Enligt uppfinningentillhandahålls ett spelrum för att fritt forma trågets sldoväggar genom att skapaett lateralt avstånd till åtminstone ett av pressverktygen (3, 4), samtidigt somveckning eller rivning av sidoväggarna undviks. Distansplattor (13) kanplaceras bakom kolvplattan (11) för att justera dess position i förhållande tillurholkningen (7) i hon-pressverktyget (3). Urholkningen kan ha en separatbottenplatta (8) och distansplattor (9) därunder, eller en skruvanordning kanvara anordnad för attjustera avståndet från urholknlngens botten tillfastspänningsanordningens gränsyta, och därigenom variera trågets djup. (Fig. 2)

Description

1 Förfarande och anordning för djupdragning av ett tråg från fiberbaseratarkmaterial Uppfinningens område Denna uppfinning avser ett förfarande och en anordning för djupdragning avett tråg från fiberbaserat arkmaterial, såsom papper, kartong, ellerpolymerbestruken kartong. Även användning av tråget som framställs medhjälp av förfarandet eller anordningen omfattas av uppfinningen. Syftet är isynnerhet att uppnå en grund pappers- eller kartongbaserad tråg, som kanbilda en del av en värmeförseglad, gas- och vätsketät, livsmedelsförpackning.

Beskrivning av relaterad teknik Förpackningsbrickor används i stor utsträckning som förpackningar för färskaeller färdigtillagade livsmedel. Tråget kan vara gjord av polymerbestrukenvärmeförseglingsbar kartong eller papp, och försluten med en värmeförsegladpolymerfilm eller ett lock av polymerbestruken kartong. Färska livsmedel haren mycket kort hållbarhet, och ofta krävs en läcksäker och lufttät försegling.Vissa matvaror kräver också ett relativt styvt förpackningstråg.

Vid framställningen av ett tråg av papper eller kartong genom djupdragningplaceras ett ämne av papper eller kartong mellan ett han- och ett hon-pressverktyg, och pressverktygen förflyttas därefter inbördes för att formatråget, vilken har en botten och sidoväggar som vidgas uppåt, och som omgerdenna botten.

Påtagliga problem vid formandet av ämnen till behållare och tråg är attsubstratet rivs upp under dragningen, och en ojämn yta på den övre periferakanten eller flänsen hos tråget orsakad av att kartongen veckas vid formningenav tråget. Sådan veckning uppstår i synnerhet i hörnen på brickor med enallmänt rektangulär form, men även längs sidoväggar och perifera flänsar pårunda eller ovala brickor. Veckningen utgör en svårighet vid vätske- och lufttätförsegling av produktförpackningen, de tenderar att orsaka läckor mellantrågets fläns och kanten på det lock som förseglats mot denna.

Ett exempel hos brickor och förseglingsbara lock inom känd teknik återfinns iGB 2 123 786 A. Pressning av polyesterbestruket kartongmaterial mot enbrickformad behållare har orsakat korrugeringar (veckade veck) som sträckersig från hörnens sidoväggar till kantflänsen hos tråget. En täckfilm som följersådana oregelbundenheter i flänsens yta har värmeförseglats vid kantflänsenför att ge en läcksäker förpackning. 2 US 4,026,458 visar en rektangulär behållare som djupdragits från ettpolymerbestruket ämne av kartong, veckad för att ha lagda veck i behållarenshörnsidoväggar och kantfläns. Pressverktygen för djupdragning inkluderar enövre kolvplatta och en nedre form, vilka kan flyttas inbördes för att pressaämnet mot formen, så att ämnet antar formen av en behållare. Förslutning avbehållaren diskuteras inte i US 4,026,458, men uppenbarligen skulle ett lockav polymermaterial, eller polymerbestruket material, kunna värmeförseglas vidkantflänsen för att skapa en förseglad behållare.

EP 1 115 572 B1 behandlar det potentiella läckageproblemet med försegladeförpackningar som innefattar en behållare av papper med böjningslinjer(veckade veck) i hörnen och ett lock som värmeförseglats vid den ringformigakanten (flänsen) av behållaren. l referensen föreslås användning av ettbestrykningsskikt med den minsta tjocklek som krävs för attjämna ut allaojämnheter i hörnen, och därigenom undvika läckor genom de veckadevecken. Emellertid saknas det mer utförliga instruktioner ombestrykningsmaterial och skikttjocklekar i denna referens.

Ett känt förfarande för att hantera problemet vid veckning är att i förväg försekartongmaterialet med bigar, vilka dras ihop och sluter sig när ett ämne avmaterialet formas till ett tråg. Sådana bigar kan utföras genom skärning ellermed laseranordningar. US 4,246,223 utgör ett exempel på känd teknik därsådana bigar används.

Fl-ansökan 20125304 behandlar lösning av veckningsproblemet genom attmultiplicera formningen av sidoväggar som sker i ett eller ett flertal arbetssteg,och därigenom forma trågets sidoväggar så att denna får en stegviskoncentrisk profil runt trågets botten. Lösningen är, på sätt och vis, att deladen uppåtriktade deformationslinje som annars skulle forma tillräckligt kortabitar av vecken, för att låta papperet anpassa sig till böjkraften utan veckning.Längden på sådana bitar, eller höjden på stegen i trågets sidoväggar, kanvariera efter det pappersmaterial som används, men för vanliga typer av pappeller kartong skulle denna längd vara i storleksordningen högst 6 millimeter.

Ett ytterligare problem med pressverktyg enligt känd teknik är att varje storlekkräver sitt eget pressverktyg då trågets storlek varieras, utan någonanpassningsbarhet till t.ex. olika djup hos tråget. Detta gäller även förtjockleken hos det arkmaterial som används; byte av materialtjockleken gör detäven här nödvändigt att ändra arbetsverktygen.

I känd teknik enligt WO 2010/018306 beskrivs ett system för pressverktyg ivilket djupet hos en kartongbaserad behållare kan ändras genom att 3 lösgöringsbart fästa en insats vid hon-pressverktygets urholkning, vilken insatsbildar en ny botten i urholkningen och därigenom reducerar dess djup ochdärmed djupet hos behållaren.

Syften och sammandrag av uppfinningen Föreliggande uppfinning har som syfte att lösa de problem som beskrivs häri,med hjälp av ett nytt förfarande och en anordning för att forma ett fiberbaserattråg genom djupdragning.

Förfarandet enligt uppfinningen innefattar följande steg: (i) att placera arkmaterialet mellan ett hon-pressverktyg, sominnefattar en urholkning för att forma trågets botten på utsidan, ochett han-pressverktyg, som innefattar en kolvplatta för att formatrågets botten på insidan, (ii) att spänna fast arkmaterialet längs omkretsen av hon- och han-pressverktygen, för att hålla fast materialet underdjupdragningssteget, och (iii) att förflytta kolvplattan relativt urholkningen för att forma tråget,medan åtminstone ett av han- och hon-pressverktyget befinner sigpå lateralt avstånd från arkmaterialet, mellan urholkningens bottenoch fastspänningsanordningens gränsyta, för att tillåta fri formningav icke veckade sidoväggar hos tråget.

Apparaten enligt uppfinningen, för att djup-dra ett tråg av fiberbaseratarkmaterial, innefattar (i) ett hon-pressverktyg, vilket innefattar en urholkning för att formatrågets botten på utsidan, (ii) ett han-pressverktyg, vilket innefattar en kolvplatta för att formatrågets botten på insidan, varvid kolvplattan kan förflyttas iförhållande till urholkningen för att forma tråget, och (iii) en fastspänningsanordning med en gränsyta för att hålla fastarkmaterialet och forma en kantfläns på tråget, medan han- och hon-pressverktyget befinner sig på lateralt inbördesavstånd, inom ett vertikalt avstånd mellan urholkningens botten ochfastspänningsanordningens gränsyta, för att tillåta fri formning av trågetssidovägg.

Enligt uppfinningen förebyggs uppkomsten av veck i trågets sidoväggar ochkantflänsar genom att skapa ett lateralt avstånd, från urholkningens botten ochfastspänningsanordningens gränsyta hos åtminstone ett av han- och hon-pressverktyget till arkmaterialet, för att därigenom tillåta fri formning av trågetssidoväggar. Till exempel, han-pressverktyget kan innefatta distansplattor 4 placerade bakom kolvplattan och på Iateralt avstånd från arkmaterialet, ochdärigenom lämna ett fritt öppet utrymme på insidan av den sidovägg hos trågetsom formas. Föredraget har både han- och hon-pressverktyget ett Iateraltavstånd från arkmaterialet, för att därigenom lämna fritt öppet utrymme tillbåda sidor av den sidovägg hos tråget som formas.

Fördelen med ovanstående utföringsformer är att pressverktygens ytor intesom brukligt pressas in tätt intill det tunna arkmaterialet, och därigenomvåldsamt sträcker materialet så att revor uppstår, utan det öppna utrymmetlåter arkmaterialet anpassas till formen utan revor och veck, och åtföljandeproblem med läckagefri försegling av förpackningar.

Användning av distansplattor för att separera han-pressverktyget frånarkmaterialet tillåter även justering av kolvplattans position relativt hon-pressverktyget. Genom att även göra hon-pressverktygets urholkning justerbarkan man variera djupet hos tråget som formas.

Enligt en utföringsform av uppfinningen har hon-pressverktyget enurholkningsbottenplatta, som kan höjas med hjälp av distansplattor sominstalleras under nämnda bottenplatta. Trågets djup kan därigenom ökasgenom tillsats av distansplattor till han-pressverktyget, och genom att ta bortdistansplattor från hon-pressverktyget, dvs. från under bottenplattan, påmotsvarande sätt. Givetvis kan det motsatta utföras då trågets djup skaminskas. l enlighet med en annan utföringsform av uppfinningen tillhandahålls i hon-pressverktyget åtminstone en skruv för att justera avståndet tillfastspänningsanordningens gränsyta. En sådan skruv ersätter de ovannämnda distansplattorna under bottenplattan. Skruven kan koppla ihopurholkningen med en fastspänningsanordning på undersidan av trågetskantfläns. På detta sätt kan apparaten enkelt och precist anpassas till småskillnader i tjocklek hos arkmaterialet, utan något behov av att lägga till eller tabort några delar från konstruktionen.

Uppfinningen är särskilt användbar vid framställningen av flata (med litet djup)förseglade trågförpackningar för skivat kött, skivad fisk, ost och andra skivadematvaror. Djupdragning av tråget kan utföras som ett enda steg, ochproducera veckfria brickor med ett djup väl överstigande 6 mm, vilket är denövre gräns som anges i Fl 20125304.

Kort beskrivning av ritningarnaUppfinningen illustreras med hjälp av exempel som visas i figurerna, i vilka Fig. 1 visar en anordning enligt uppfinningen i en sprängskiss, Fig. 2 visar ett ämne av arkmaterial som pressas till ett tråg i apparaten enligtfig. 1, Fig. 3 visar ett djupdraget tråg och delar av apparaten enligt en andrautföringsform av uppfinningen, och Fig. 4 visar ett djupdraget tråg och delar av apparaten enligt en tredjeutföringsform av uppfinningen Utförlig beskrivning Den anordning som visas i figurerna formar ett förpackningstråg 1 från ettämne av arkmaterial 2 genom ett djupdragningsmoment. Arkmaterialet ärföredraget av polymerbestruken kartong eller papper, men kan även varametallfoliebelagd kartong eller papper, möjligen med en ytterligare bestrykningav polymer, ej obestruken kartong eller papper, eller polymerark eller film.

Apparaten, såsom visad ifigurerna 1 och 2, innefattar som sina huvudsakligadelar ett hon-pressverktyg 3 för att forma tråget från dess utsida, ett han-pressverktyg 4 för att forma tråget från dess insida, och enfastspänningsanordning 5 för att hålla fast ämnet av arkmaterial underdjupdragningsmomentet och formandet av en kantfläns på tråget.

Hon-pressverktyget 3 innefattar en ram 6 med en urholkning 7, vilken allmäntmotsvarar formen hos tråget 1 som formas. l den utföringsform som visas ifigurerna 1 och 2 har en separat bottenplatta 8 installerats i urholkningen 7,denna kan höjas med hjälp av distansplattor 9 för att reducera djupet hos dettråg som formas. Distansplattorna 9 kan dock avlägsnas, så att bottenplattan 8kommer att vara i nivå med botten av urholkningen 7, så att formen och djupethos tråget 1 enbart bestäms av ramen 6.

Nedanför ramen 6 hos hon-pressverktyget 3 har en värmeenhet 10 placerats.

Han-pressverktyget 4 innefattar en kolvplatta 11 för att forma botten av tråget1 från dess insida, en stomme 12, som är rörlig relativt hon-pressverktyget 3,vilket föredraget hålls stationärt under djupdragningsförloppet. Ett antaldistansplattor 13 har placerats mellan kolvplattan 11 och stommen 12, för attskapa ett mellanrum mellan den förstnämnda och den sistnämnda. Genom 6 vertikal rörelse hos han-pressverktyget 4 pressar kolvplattan 11 ämnet 2 avarkmaterial in i urholkningen 7 hos hon-pressverktyget 3, för att anpassamaterialet till den form som bestäms av bottenplattan 8 och urholkningenssidoväggar.

En särskild egenskap hos distansplattorna 13 i han-pressverktyget 4 är att deär smalare än den horisontella tvärsnittssektionen hos tråget 3, så att ett frittutrymme 14, som omger traven av plattor 13, bildas mellan plattorna ochsidoväggarna av tråget som formas. På detta sätt tillåts fri formning av trågetssidoväggar, och därigenom undviks rivning av arkmaterialet och veckning avtrågets hörn.

Fastspänningsanordningen 5 innefattar ramar 15, vilka omger stommen 12hos han-pressverktyget 4, och är vertikalt rörliga oberoende av detsistnämnda. I utföringsformerna enligt figurerna 1 och 2 bildar ramarna 15 ettövre fastspänningsverktyg, medan ramen 6 hos hon-pressverktyget 3 tjänarsom ett lägre fastspänningsverktyg. Fastspänningsverktygen 15, 6 har engemensam gränsyta, som håller kanten av ämnet 2 på plats underfastspänningsförloppet och därigenom bildar en platt kantfläns på tråget 1 somformas.

Apparaten enligt figurerna 1 och 2 drivs genom att man förstjusterarplaceringen av bottenplattan 8 hos hon-pressverktyget 3, så att det motsvarardet önskade djupet hos tråget 1, genom att installera ett motsvarande antaldistansplattor 9 därunder. Därefter förs ett ämne 2 av arkmaterial, såsompolymerbestruken kartong, in mellan hon- och han-pressverktyget 3, 4, vilkatillsammans med fastspänningsanordningen 5 befinner sig på inbördesavstånd från varandra. Fastspänningsramarna 15 förs därefter direkt motramen 6 hos hon-pressverktyget 3, för att därigenom spänna fast kanten avämnet 2 på plats för djupdragningsmomentet. Slutligen förflyttas stommen 12hos det manliga pressverktyget 4 nedåt tillsammans med kolvplattan 11 ochdistansplattorna 13, så att kolvplattan går in i urholkningen 7 och pressarämnet 2 mot bottenplattan 8 hos hon-pressverktyget 3. Bottnen av tråget 3kommer att anpassas till formen hos kolvplattan 11, medan trågets sidor harplats att formas fritt och anta en något vågig konfiguration, och därigenomundvika veckning eller rivning. I synnerhet eftersom ämnet inte har markeratseller bigats i förväg, dvs. det är omarkerad och/eller obigad, och ämnets kanthålls fastspänt mellan fastspänningsverktygen 15, 6, säkras perfekt planakanter hos det färdiga tråget, vilket sedan förebygger läckageproblem dåtråget senare försluts med en värmeförseglad täckande film eller ett lock. 7 Utföringsformen enligt figur 3 är en förenkling av den i figur 2, på så sätt att detinte finns någon separat bottenplatta eller distansplattor i hon-pressverktyget3, så att urholkningen 7 i det senare bestämmer ensam den övergripandeformen och djupet hos tråget 1 som formas. Kolvplattan 11 ochdistansplattorna 13 i han-pressverktyget 4 är liknande dem som förekommer ifigurerna 1 och 2. Detsamma gäller även för fastspänningsanordningen 15.

Utföringsformen i figur 4 innefattar ett han-pressverktyg 4 och en övrefastspänningsanordning liknande dem som förekommer i föregåendeutföringsformer i figurerna 2 och 3. Hon-pressverktyget 3 är däremotannorlunda. Det finns en bottenramdel 16, som har en urholkning 7, vilkenformats för att motsvara botten hos tråget 1 som formas. En nedrefastspänningsram 17 är kopplad till bottenramdelen 16 via gängade skruvar18, vilka används för att exakt justera avståndet mellan delarna 16, 17, ochdärigenom djupet hos det färdiga tråget 1. En ytterligare viktig egenskap är attdet finns gott om fritt utrymme på båda sidor om trågets sidoväggar, vilketförbättrar spelrummet för fritt formande av sidoväggarna.

Med tanke på den detaljerade beskrivningen ovan av den föreliggandeuppfinningen, kommer andra modifierade utföringsformer och variationer attvara tydliga för fackmannen inom området. Det bör emellertid vara tydligt attsådana andra modifieringar och variationer kan utföras utan att man lämnaruppfinningens andemening och omfattning.

Claims (12)

1. _ Förfarande för att djup-dra ett tråg (1) av fiberbaserat arkmaterial (2) valt från papper och kartong, kännetecknad av att förfarandet innefattarföljande steg: (i) att placera arkmaterialet mellan ett hon-pressverktyg (3) som innefattar en urholkning (7), innefattande en bottenplatta (8), för attforma trågets botten utvändigt och ett han-pressverktyg (4), sominnefattar en kolvplatta (11) för att forma trågets botten på insidan, (ii) att spänna fast arkmaterialet i en spänningsgränsyta mellan övre (5,15) och lägre (6,17) fastspänningsanordningar, för att hålla fastmaterialet (2) under djupdragningssteget och för att forma enkantfläns på tråget, (iii) att förflytta kolvplattan (11) relativt urholkningen (7) för att forma trågets botten, och vari pressverktygen (3, 4) är placerade så att åtminstone ett avhan- och hon-pressverktyget befinner sig på lateralt avstånd frånarkmaterialet under det att kolvplattan gör sin förflyttning för atttillåta fri formning av icke veckade sidoväggar hos tråget, vilketlaterala avstånd bibehålls under hela djupdragningssteget, ävendå han-pressverktygets kolvplatta (11) pressar arkmaterialet mothon-pressverktygets bottenplatta (8) . Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknad av att hanpressverktyget (4) befinner sig på ett avstånd från arkmaterialet (2), för att därigenomlämna ett fritt öppet utrymme på insidan av den sidovägg hos trågetsom formas. . Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknad av att både han- och hon- pressverktyget (3, 4) befinner sig på avstånd från arkmaterialet (2), föratt därigenom lämna ett fritt öppet utrymme på båda sidor av densidovägg hos tråget som formas. _ Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att avståndet mellan urholkningens botten och fastspänningsanordningensgränsyta justeras för att motsvara ett valt djup hos tråget (1). _ Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknad av att den vertikala positionen hos urholkningens botten justeras med hjälp av åtminstoneen skruv (18) som kopplar samman urholkningens botten med enfastspänningsanordning (17) på undersidan av trågets kantfläns. 6. Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad av att det han-pressverktyget (4) har en kolvplatta (11) för att forma trågets botten påinsidan, och av att distansplattor (13) sätts in för att justera kolvplattansvertikala position. 7. Förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknad av att nämndadistansplattor (13) befinner sig på lateralt avstånd från arkmaterialet (2),för att lämna ett fritt avstånd på insidan av den sidovägg hos tråget somformas. 8. Förfarande enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknad av att hon-pressverktyget (3) har en bottenplatta (8) med urholkning, varvidhonverktygets vertikala position justeras med hjälp av distansplattor (9). 9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av attomarkerat och/eller obigat arkmaterial (2) formas till tråg (1) som haricke veckade sidoväggar och kantflänsar. 10.Anordning för djupdragning av ett tråg (1) av fiberbaserat arkmaterial (2)valt från papper eller kartong genom användande av metoden enligtnågot patentkrav 1 - 9, denna anordning innefattar (i) ett hon-pressverktyg (3), vilket innefattar en urholkning (7),innefattande en botten för att forma trågets botten påutsidan, (ii) ett han-pressverktyg (4), vilket innefattar en kolvplatta (11)för att forma trågets botten på insidan, varvid kolvplattankan förflyttas relativt urholkningen för att forma tråget, och (iii) fastspänningsanordningar (6, 15) med en gränsyta mellanövre (5, 15) och undre (6, 17) fästspänningsanordningarför att hålla fast arkmaterialet (2) och forma en kantflänspå brickan, kännetecknat av att han- och hon-pressverktyget (3, 4) befinner sig pålateralt inbördes avstånd, inom ett vertikalt avstånd mellan urholkningensbotten och fastspänningsanordningens gränsyta för att tillåta fri formningav trågets (1) sidovägg, vilket laterala avstånd bibehålls under heladjupdragningssteget, även då han-pressverktygets kolvplatta (11) pressararkmaterialet mot botten i hon-pressverktygets urholkning (7) och att han-pressverktyget (4) har en kolvplatta (11) för att forma trågetsbotten på insidan och distansplattor (13), som är smalare än dethorisontella tvärsnittet hos hon-pressverktygets urholkning (7), har 3 anordnats på toppen av kolvplattan för att justera dess vertikala positionoch för att åstadkomma nämnda Iaterala avstånd 11.Användning av det tråg som framställts genom förfarandet enligt någotav patentkraven 1-9, eller genom användning av apparaten enligtpatentkrav 10, för att forma en del av en läcksäker försegladproduktförpackning för skivade livsmedel.