CH394928A - Verfahren zum kontinuierlichen Verschliessen von dosenförmigen Kunststoff-Behältern durch Aufschweissen von Kunststoffdeckeln und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum kontinuierlichen Verschliessen von dosenförmigen Kunststoff-Behältern durch Aufschweissen von Kunststoffdeckeln und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Es ist bekannt, trogförmige oder becherförmige Dosen und Behälter aus Kunststoffen, wie aus Vinylpolymerisaten, z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol, aus Polyäthylen, insbesondere Niederdruck-Polyäthylen, Polypropylen und Mischpolymerisaten, sowie aus Verbundfolien dieser Typen, die mittels thermischer Vereinigung mehrerer solcher Folien hergestellt sind, durch Aufschweissen von planen Folienzuschnitten aus den entsprechenden Kunststoffen zu verschliessen. Bei den thermoplastischen Kunststoffen,   insbe    sondere bei den Polyolefinen, wird hierbei der Deckel unter Anwendung von Druck und Wärme aufgeschweisst, dann vom Druck entlastet und anschliessend abkühlen gelassen.

   Diese Arbeitsweise hat aus verschiedenen Gründen den Nachteil, dass der Verschluss der Dosen nur ungleichmässig gelingt und ein verhältnismässig grosser Prozentsatz der gefüllten und verschlossenen Dosen als minderwertig ausgeschieden werden muss, weil die Schweissnaht, die den Deckel mit dem Dosenrand verbindet, nicht lückenlos, sondern an einzelnen Stellen undicht ist.



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschliessen von dosenförmigen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufschweissen von der Behälterform angepassten Deckeln aus ebenfalls thermoplastischem Kunststoff, mit welchen die angeführten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden die zu verschliessenden dosenförmigen Behälter mit aufgelegten Verschlussdeckeln jeweils unter gleichem Druck an der Deckelseite gegen einen sich mit gleicher Geschwindigkeit wie die Dosen in gleicher Richtung fortbewegenden   Metallkörp er    gepresst, kontinuierlich an einer Heizvorrichtung, die den Metallkörper auf Schweisstemperatur erhitzt, und anschliessend ohne Änderung und Unterbrechung des Anpressdruckes an einer Kühlzone, die den Metallkörper wieder abkühlt, vorbeigeführt. Schweiss- und Kühlzone sind also nacheinander angeordnet.

   Die zu verschliessenden Dosen oder Becher werden unter Anpressdruck unter ihnen entlanggeführt, und die Gleichförmigkeit des Anpressdruckes, d. h. des Drukkes, mit dem die zu verschweissenden Flächen der Kunststoffbehälter gegen den Metallkörper gedrückt werden, wird zweckmässig dadurch gewährleistet, dass Schwankungen der Materialdicken bzw. der Abmessungen der Kunststoffbehälter durch der jeweiligen Behälterform angepasste Gummiunterlagen aufgefangen, d. h. ausgeglichen werden.



   Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch ein über Walzen oder Kettenräder angetriebenes, waagrecht angeordnetes, endloses Plattenkettenband mit zwischen den Ketten befindlichen und mit entsprechend geformten Durchbrüchen versehenen Transportplatten, in welche die zu verschliessenden Kunststoffdosen eingehängt werden, eine unterhalb des oberen Trums des besagten Kettenbandes angeordnete gefederte Unterstützungseinrichtung, ein über   Transportwalzen angetriebenes, parallel zum Plattenkettenband angeordnetes endloses, bandartiges Anpressglied, gegen das die Kunststoffdosen mit den aufgelegten Deckeln gedrückt werden,

   und dessen unteres Trum dem oberen Trum des gleichsinnig umlaufenden Plattenkettenbandes in geringem Abstand gegenübersteht und das durch ein zwischen oberem und unterem Trum des Anpressgliedes   ange    ordnetes Heizelement und Kühlelement über einen Teil seiner Länge beheizt bzw. gekühlt wird.



   Das Heizelement und das Kühlelement, die das umlaufende Anpressglied auf Schweisstemperatur aufheizen bzw. wieder abkühlen, können sowohl nebeneinander als auch übereinander angeordnet werden, wobei in letzterem Falle das obere Trum des endlosen Anpressgliedes zweckmässig von dem Heizelement beheizt und das untere Trum desselben von den Kühlelementen gekühlt wird.



   Das Anpressen der Kunststoffbehälter an ihrer Deckelseite gegen das umlaufende Anpressglied erfolgt zweckmässig durch die unterhalb des oberen Trums des Plattenkettenbandes angeordnete gefederte Unterstützungseinrichtung. Zweckmässig besteht dieselbe aus auf zwei starren Tragschienen durch Druckfedern auf ihrer gesamten Länge miteinander verbundenen zwei Fiberleisten oder Leisten aus ähnlichem Material, wie z. B. aus Leichtmetall oder aus anderen Kunststoffen.



   Da jedoch zum Verschliessen von mit flüssigen Füllgütern, wie beispielsweise im Falle von Fischmarinaden u. dgl., gefüllten Dosen damit zu rechnen ist, dass auf die Berührungs- und Verbindungsflächen von Dosenflansch und Deckel gewisse Flüssigkeitsmengen, die insbesondere Essigsäure oder Zucker enthalten, gelangen können, ist es mitunter erforderlich, die Verschlussvorrichtung besonders elastisch den bei jeder einzelnen Dose obwaltenden Verhältnissen anzupassen, um wirklich Deckel und Dosenflansch in der Verschweiss- und   Abkühlphase    so völlig   gegeneinanderzupressen,    dass über den ganzen Dosenumfang mit Sicherheit ein dichter Deckelverschluss hergestellt wird.



   Es hat sich daher als besonders vorteilhaft erwiesen, die gefederte Unterstützungsfläche noch etwas modulationsfähiger zu gestalten. Dies wird vorzugs weise dadurch erreicht, dass die unterhalb des oberen Trums des Plattenkettenbandes angeordnete   gefe    derte Unterstützungseinrichtung aus einer Vielzahl von waagrecht nebeneinander angeordneten,   ge    trennten, durch Druckfedern mit einer starren Trag schiene verbundenen Gleitschuhen besteht. Die ein zeln abgefederten Gleitschuhe übertragen über die
Kettenrollen der Verbindungskette den Druck auf die Transportplatten des Plattenkettenbandes und vermögen durch ihre geringe Abmessung und ihre freie Beweglichkeit jede auftretende Unebenheit im
Maschinen- und Folienmaterial auszugleichen.

   Im allgemeinen soll hierbei die Länge eines Gleitschuhes zweckmässig kleiner als eine Dosenlänge, beispiels weise eine halbe Dosenlänge, sein, um eine vollelastische Federung und somit stets gleichen Anpressdruck zu gewährleisten.



   Bei dieser Ausführungsform dient somit die endlose Kette des Plattenkettenbandes nicht nur als Verbindungs- und Transportkette, sondern mit den Kettenrollen auch als Drucküberträger. Die Druckschienen und die dadurch bedingte hohe gleitende Reibung fallen somit weg und werden durch die geringere Rollenreibung ersetzt.



   Die gleiche Wirkung der zuletzt angeführten Ausgestaltung der gefederten Unterstützungsfläche kann auch dadurch erzielt werden, dass dieselbe aus einer Vielzahl unterhalb der Transportplatten mit diesen durch Druckfedern miteinander verbundenen Grundplatten gebildet wird, die ihrerseits direkt mit den Ketten des Plattenkettenbandes verbunden sind.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann jedoch auch so ausgebildet werden, dass das Anpressglied aus zwei endlosen Transportketten und einer Vielzahl zwischen diesen angeordneten und mit den Kettengliedern befestigten Metallrahmen besteht. Bei dieser Ausführungsform werden das Plattenkettenband, das die zu verschliessenden Kunststoffbehälter enthält, und die genannten Metallrahmen, deren einzelne Platten auf Schweisstemperatur geheizt und dann wieder abgekühlt werden, zweckmässig zentral gesteuert und synchron im Verhältnis 1:1 angetrieben, so dass jeweils ein zu verschliessender Kunststoffbehälter und ein Metallrahmen (Schweissrahmen) in exakter Randdeckung jeweils genau übereinanderstehen, jeweils exakt am Berührungspunkt der beiden Kettenbänder zusammenlaufen und in dieser exakten Randdeckung durch die gesamte Maschine geführt werden.

   Durch die gute Wärmeleitfähigkeit der aus Metall gebildeten Metallplatten (Schweissrahmen), z. B. aus Kupfer, ist es auch möglich, das Heizelement nicht neben, sondern oberhalb des Kühlelementes anzuordnen, so dass die gesamte freie Länge des oberen Trums des Schweissrahmenkettenbandes von dem Heizelement, und die untere Länge des Schweissrahmenkettenbandes von dem Kühlelement beaufschlagt wird. In einem solchen Falle ist jedoch eine entsprechend stärkere Aufheizung erforderlich, damit die Schweissrahmen, sobald sie vom oberen Trum zum unteren Trum des umlaufenden Kettenbandes übergehen, noch die zur Verschweissung erforderliche Wärme aufweisen, da sie ja bereits nach einer kürzeren Strecke im unteren Trum von der Kühlstation beaufschlagt werden.

   Die durch die Schweissrahmen unter der Heizstation aufgenommene Hitze reicht dann aus, um einen sicheren und totalen Schweissverschluss zwischen Dose und Deckel herbeizuführen, während dann beide unter Anpressdruck unterhalb der Kühlstation vorbeigeführt werden. Auf diese Weise kann die Maschine mit entsprechender geringerer Längenausdehnung, d. h. kürzeren Bändern oder Ketten und schnellerem Lauf der Kettenbänder gestaltet werden.



   Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Transportplatten der Kunststoffbehälter  form angepasste Gummiauflagen, auf die jeweils der Rand der Behälter aufliegt, zum Ausgleich von Dikkenunterschieden im Folienmaterial enthalten.



   In den Fig. 1 bis 9 sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.



   Fig. 1 stellt eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Vorderansicht (Ansicht von der Stirnseite) einer Verschlussmaschine mit einem umlaufenden, endlosen Metallband 1 dar. Auf dem Maschinensockel 12 sind drehbar die angetriebenen Walzen oder Kettenräder 10 gelagert, über die zwei endlose Ketten 11 laufen, zwischen welchen Transportplatten 7 mit Durchbrüchen zum Einhängen der zu verschliessenden Kunststoffbehälter 3 befestigt sind und mit ihnen zusammen das Plattenkettenband bilden.

   Oberhalb des Plattenkettenbandes sind zwei drehbare und angetriebene Transportwalzen 6 vorgesehen, über welche das endlose Metallband 1 läuft, dessen Aufgabe es ist, zunächst die ihm von dem zwischen oberem und unterem Trum des Metallbandes 1 angeordneten Heizelement 4 zugeführte Wärme und anschliessend die ihm von dem neben dem Heizelement 4 angeordneten Kühlelement 5 zugeführte Kälte an die Oberseite der gedeckelten Kunststoffbehälter 3 zu übertragen, die vom Plattenkettenband an das Metallband 1 angepresst werden.



   Das obere Trum des Plattenkettenbandes wird hierbei durch zwei starre Tragschienen 9 durch Druckfedern 2 miteinander verbundenen Fiberleisten 8 an den Längsseiten unterstützt, um einen intensiven und gleichförmigen Anpressdruck auszuüben, welcher die Oberseiten der im Plattenkettenband eingehängten und gedeckelten Dosen 3 gegen das endlose Metallband 1 drückt.



   13 stellt eine Auffangschale für Flüssigkeit dar, die beim Einhängen von mit Flüssigkeit gefüllten Dosen in das Plattenkettenband überläuft und nach unten tropft.



   Fig. 3 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt aus der Maschine, und zwar einen Querschnitt durch die Maschine, aus welchem die Anordnung der gefederten Unterstützungsfläche besonders deutlich hervorgeht. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist hier der Querschnitt in der Heizzone dargestellt. Hierbei ist mit 4 das eigentliche Heizelement, mit 4a die Heizpatronen und mit 4b die Wärmekontaktplatte, die schliesslich die Wärme auf das darunter vorbeilaufende Metallband 1 überträgt, bezeichnet. Mit 7a sind die in die Transportplatten 7 eingelassenen Gummiauflagen zum Ausgleich von Dickenunterschieden im Folienmaterial bezeichnet.



   Die Funktion der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung geht so vor sich, dass die zu verschliessenden Kunststoffdosen 3 mit den lose aufgelegten Deckeln links kurz dem Kettenrad 10 in die Durchbrüche der Transportplatten 7 von Hand aus (oder auch maschinell) eingelegt und beim weiteren Vorrücken nach rechts mittels der Fiberleisten 8 die Deckelseite der Dose gegen das gleichsinnig und mit gleicher   Ge    schwindigkeit umlaufende Metallband 1 gedrückt werden.

   Durch die auf das Metallband 1 durch das Heizelement 4 übertragene Wärme erfolgt unterhalb der Strecke des Heizelementes 4 die Verschweissung von Dosenrand und Deckel, welche letzteren unterhalb der Strecke des Kühlelementes 5, welche das Metallband 1 rasch wieder abkühlt, abgekühlt werden und rechts am Ende des oberen Trums des Plattenkettenbandes von Hand (oder maschinell) die einwandfrei verschweissten Dosen aus den Transportplatten 7 herausgehoben werden.



   Die Fig. 4 und 5 zeigen die Seitenansicht und die Vorderansicht einer Verschlussmaschine, bei der Maschinensockel 12 und Plattenkettenband, einschliesslich Tragschiene 9 und gefederter Fiberleiste 8, genauso wie bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Maschine ausgestaltet sind. Das endlose Metallband list jedoch hier durch ein endloses Schweissrahmenkettenband ersetzt, das aus zwei endlosen Verbindungsketten 14 mit zwischen ihnen eingehängten kupfernen Schweissrahmen 15 besteht und über Antriebskettenräder 16 in Bewegung gesetzt wird.

   Bei dieser Ausführungsform sind also Kühlelement 5 und Heizelement 4 übereinander   ange-    ordnet, wobei das Heizelement 4 das obere Trum des Schweissrahmenkettenbandes, unterhalb dessen es angeordnet ist, beaufschlagt, während das Kühlelement 5 mit gekühlter Andruckplatte 5a das untere Trum des Schweissrahmenkettenbandes beaufschlagt, oberhalb dessen es angeordnet ist.



   Fig. 6 stellt einen vergrösserten Ausschnitt von Fig. 4 und 5, und zwar einen Querschnitt durch die Maschine, dar, aus der besonders deutlich die Anordnung von Kühlelement 5, der Schweissrahmen 15 und die Anordnung der Kunststoffdose 3 und die gefederte Unterstützungsfläche, bestehend aus den Fiberleisten 8, Druckfedern 2 und starren Tragschienen 9 hervorgehen.



   Die Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einer Aus  führungsform    der erfindungsgemässen Vorrichtung in Seitenansicht, bei welcher die in den Fig. 1 bis 6 gezeigte starre Unterstützungsfläche (Fiberleisten 8) durch eine Vielzahl von kurzen einzeln abgefederten Gleitschuhen 17 ersetzt sind, die unter Vermittlung der Federn 2 auf einer durchgehenden Tragschiene 9 angeordnet sind.



   Die Fig. 8 stellt die zugehörige Darstellung eines ausschnittsweisen Querschnittes dieser Ausführungsform dar. Bei dieser in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform stellt das umlaufende endlose Metallband 1, das unterhalb des aus Heizelement 4, Heizpatronen 4a und Wärmekontaktplatte 4b gebildeten Beheizungsaggregates und des sich anschliessenden Kühlaggregates 5 umläuft, die Andruckebene dar, gegen welche das gleichsinnig umlaufende Kettenband mit den in die einzelnen Transportplatten 7 eingehängten Kunststoffdosen 3 mit einem solchen Anpressdruck federnd gedrückt wird, dass jede einzelne Dose auf ihren gesamten Flanschumfang so  innig in Berührung gehalten wird, dass ein lückenlos er Kontakt, Kunststoff gegen Kunststoff, und infolgedessen die Bildung einer ebenso lückenlosen Schweissnaht gewährleistet wird.

   Die Kunststoffdose 3 hängt hierbei mit ihren Randflanschen in dem Durchbruch einer Platte 7 des Plattenkettenbandes, dessen einzelne Transportplatten 7 durch die aus Rollengliedern gebildete Verbindungskette 11 zu einem endlosen Band vereinigt sind. Das Plattenkettenband gleitet mit den Kettenrollengliedern über eine gefederte Auflagefläche, die eben bei dieser Ausführungsform aus einer Vielzahl von kurzen einzeln abgefederten Gleitschuhen 17 besteht, die ihrerseits mittels der Federn 2 auf einer durchgehenden Tragschiene 9 angeordnet sind.



   Bei der in der Fig. 9 gezeigten Ausführungsform, die ebenfalls eine ausschnittsweise Vergrösserung der Maschine im Querschnitt zeigt, ist die in den Fig. 7 und 8 gezeigte gefederte Unterstützungsfläche, bestehend aus den einzelnen Gleitschuhen 17, dadurch ersetzt, dass die einzelnen Becheraufnahmeplatten 7 des Kettenbandes verdoppelt worden sind, indem jeder Transportplatte 7 eine Grundplatte 18 zugeordnet ist, auf der sie durch eine Feder 2 abgestützt liegt. Hier sind die Grundplatten 18 mittels der   Rolienkettenglieder    11 zu einem endlosen Kettenband vereinigt. Die Rollenglieder 11 gleiten auf der Schmalseite einer starren Gleitschiene 19, die wiederum auf einer starren Tragschiene 9 angeordnet ist.

   Auch durch diese Ausführungsform wird ein besonders gleichmässiger Anpressdruck der Deckelseite der Kunststoffdosen gegen das Metallband 1 über die gesamte Länge der Maschine hinweg gewährleistet.



   Die praktische Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und die Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung hat gezeigt, dass es hiermit möglich ist, dosenförmige Behälter aus thermoplastischem Kunststoff, die beispielsweise mit Fischmarinaden, Fleischsalat, Marmeladen und anderen Lebensmitteln gefüllt sind, mit den aufgelegten Deckeln so zu verschweissen, dass eine über den gesamten Dosenrand einwandfreie Schweissnaht und somit ein sicherer Ausschluss von Luftzutritt gewährleistet wird.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Verschliessen von dosenförmigen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufschweissen von der Behälterform angepassten Deckeln aus ebenfalls thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verschliessenden dosenförmigen Behälter mit aufgelegten Verschlussdeckeln jeweils unter gleichem Druck an der Deckelseite gegen einen mit gleicher Geschwindigkeit wie die Dosen in gleicher Richtung fortbewegten Metallkörper gepresst, kontinuierlich an einer Heizvorrichtung, die den Metallkörper auf Schweisstemperatur erhitzt, und anschliessend ohne Änderung und Unterbrechung des Anpressdruckes an einer Kühlzone, die den Metallkörper wieder abkühlt, vorbeigeführt werden.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein über Walzen oder Kettenräder (10) angetriebenes, waagrecht angeordnetes, endloses Plattenkettenband mit zwischen den Ketten (11) befindlichen und mit Durchbrüchen für das Einhängen der Dosen versehenen Transportplatten (7), eine unterhalb des oberen Trums des besagten Plattenkettenbandes angeordnete gefederte Unterstützungseinrichtung, ein über Transportwalzen (6) angetriebenes, ebenfalls waagrecht angeordnetes endloses, bandartiges Anpressglied (1), gegen das die Kunststoffdosen mit den aufgelegten Deckeln gedrückt werden, und dessen unteres Trum dem oberen Trum des gleichsinnig umlaufenden Kettenbandes in geringem Abstand gegenübersteht, und das durch ein zwischen oberem und unterem Trum des Anpressgliedes (1) angeordnetes Heizelement (4) und Kühlelement (5)

   über einen Teil seiner Länge beheizt bzw. gekühlt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (4) und das Kühlelement (5) nebeneinander angeordnet sind.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (4) und das Kühlelement (5) derart übereinander angeordnet sind, dass das obere Trum des endlosen Anpressgliedes (1) von dem Heizelement (4) beheizt und das untere Trum von dem Kühlelement (5) gekühlt wird.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die unterhalb des oberen Trums des Plattenkettenb andes angeordnete gefederte Unterstützungseinrichtung aus auf zwei starren Tragschienen (9) durch Druckfedern (2) auf ihrer gesamten Länge miteinander verbundenen Fiberleisten (8) besteht, die die in die Transportplatten (7) eingehängten dosenförmigen Kunststoffbehälter an der Deckelseite gegen das untere Trum des Anpressgliedes (1) drücken.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die gefederte Unterstützungsfläche aus einer Vielzahl von waagrecht nebeneinander angeordneten, getrennten, durch Druckfedern (2) mit einer starren Tragschiene (9) verbundenen Gleitschuhen (17) besteht.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die gefederte Unterstützungsfläche aus einer Vielzahl unterhalb der Transportplatten (7) mit diesen durch Druckfedern (2) miteinander verbundenen Grundplatten (18) besteht, die ihrerseits direkt mit den Ketten (11) des Plattenkettenbandes verbunden sind.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressglied (1) aus zwei endlosen Transportketten und einer Vielzahl zwischen diesen angeordneten und mit den Ketten gliedern verbundenen Metallrahmen (15) gebildet ist.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportplatten (7) der Kunststoffbehälterform angepasste Gummi auflagen (7a), auf die jeweils der Rand der Kunststoffbehälter aufliegt, enthalten.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressglied (1) aus einem Metallband besteht.