Verfahren und Vorrichtung zum Heissversiegeln von Verpackungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heissversiegeln von Verpackungen.
Insbesondere betrifft die Erfindung die Verarbeitung von Schau-Verpackungen gemäss US-Patent 3 053 023.
Das in dem genannten Schutzrecht beschriebene Verfahren und die entsprechende Vorrichtung verbinden die Vorteile, die sogenannte Schalenpackungen, Hautpackungen und Schrumpfpackungen bieten und sieht vor, dass ein faltbares Kartonblatt Vertiefungen in jeder Blatthälfte zur Aufnahme der zu verpackenden Gegenstände aufweist. Der zu verpackende Gegenstand wird in die Öffnungen des zweiteiligen Kartonblattes so eingelegt, dass er festgehalten wird, und vollständig mit einem beispielsweise aus Polyäthylen bestehenden Schutztaschen bildeinden Kunststoff-Film überdeckt. Der verpackte Gegenstand kann in entsprechender Weise an den beiden Seiten hervorstehen und ist von beiden Seiten der Verpackung her zu sehen.
Bei der oben beschriebenen Herstellungsweise wird zweckmässig der Polyäthylenfilm an der Rückseite des Kartonblattes über die Öffnungen geklebt. Teile des Filmes werden erweicht und durch die Blattöffnungen gepresst, so dass sich Taschen bilden, deren Kontur dem zu verpackenden Gegenstand entspricht. Nachdem auf diese Weise die Taschen gebildet wurden, wird das Kartonblatt zusammengefaltet, so dass die aufeinander passenden Taschen einer jeden Blatthälfte sich zusammenfügen und auf diese Weise eine dem zu verpackenden Gegenstand angepasste Kammer bilden, und der Gegenstand wird dann in diese e Kammer eingelegt und die beiden Blatthälften werden miteinander verbunden, so dass dadurch die Verpackung gebildet wird.
Ein wesentlicher Vorteil dieser soeben beschriebenen Verpackungen liegt in der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit des Verpackungsverfahrens, welches es dem Hersteller ermöglicht, seine Waren zu verpacken, ohne dass dabei beträchtliche Investitionen in Verpakkungsmaschinen erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung sucht die Wirtschaftlichkeit dieses Herstellungsverfahrens dadurch zu verbessern, dass eine verhältnismässig wenig kostspielige Verpackungsmaschine zur Anwendung gelangt und die Technik des Einführens der Erzeugnisse in die Verpackung und das nachfolgende Versiegeln der Kartonblätter vereinfacht wird.
Sie strebt ferner die Herstellung der Verpackung in solcher Weise an, dass das umgefaltete Blatt bzw. das Herstellungserzeugnis nur minimaler manueller Verarbeitung bedarf und die für die Herstellung der Verpackung benötigte Zeit geringer ist als dies mit den bisher zur Anwendung gelangenden Mitteln erforderlich war.
Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Heissversiegeln von Verpackungen vor, die aus einem gefalteten Kartonblatt und heissversiegelungsfähigem Material zwischen den Innenflächen der Kartonhälften bestehen, unter Anwendung von Hitze und Druck auf die Aussenflächen der Kartonhälfiten und Aufrechterhaltung der Hitze und des Druckes für eine genügend lange Zeit, um das plastische Material zu erweichen und dadurch die Kantonhäiften miteinander zu versiegeln, und d das da- durch gekennzeichnet ist, dass die Kartonhälften im wesentlichen aufrechtgehalten werden, während Hitze und Druck auf sie einwirken.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung zum Festhalten der Verpackungen zwischen erhitzten Versiegelungsplatten vorgesehen und diese Halterung so ausgebildet ist, dass die Verpackungen in aufrechter Stellung gehalten werden, ohne dass sie mit den Versiegelungsplatten in Berührung kommen, wenn diese auseinandergeklappt sind. Dabei sind die Versiegelungsplatten vorteilhaft um horizontale Achsen schwenkbar angeordnet. Die erhitzten Platten können zu dem gefalteten Kartonblatt hin- und von demselben wegbewegt werden.
Es können ferner automatische Mittel zum Zuführen der die Verpackungen bildenden Kartonblätter und der zu verpackenden Artikel vorgesehen werden, die die Blätter und die Artikel bereits als zusammengesetzte Einheiten der Versiegelungsstation zuführen, so dass die manuelle Handhabung der Verpackungen und der Ar tikel auf ein Minimum beschränkt wird. Dieser Vorteil kann vorteilhaft durch Anwendung einer Zuführeinrichtung erreicht werden, die aus einer Zuführbahn und einem hin- und herbeweglichen Teil zum Bewegen der Kartonblätter von der Füllstation zu der Versiegelungsstation besteht. Die Zuführbahn kann dabei derart ausgebildet sein, dass die gefalteten Kanten der Kartonblätter ergriffen werden und die Blätter im wesentlichen in aufrechter Lage befördert werden, wobei die zu ver sackenden Artikel in den Aufnahmetaschen gehalten sind.
Die Artikel können an der Füllstation in die Taschen eingefüllt, und die Kartonblätter die Zuführbahn entlang zu der Versiegelungsstation durch einen hinund herbeweglichen Vorschubteil bewegt werden. Dabei hält die Zuführbahn die Kartonblätter an der Versiegelungsstation, so dass die Versiegelungsplatten auf die Oberflächen der zu Blätter zu und von denselben weg be- we;t werden können.
Zweckmässigerweise können in der Fördereinrichtung auch Mittel zum Auswerfen der verpackten Artikel vorgesehen werden, die die versiegelten Verpakkungen automatisch von der Versiegelungsstation wegbewegen und in einen geeigneten Trichter oder derglei- chen einwerfen. Eine solche automatische Auswerfvorrichtung kann wesentlich zu der Vielseitigkeit, der hohen Arbeitsgeschwindigkeit und zur Wirtschaftlichkeit erfindungsgemässer Verpackungsmaschinen beitragen.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im Zusammenhang mit einer Verpackung beschrieben, die im wesentlichen dem Gegenstand des US-Patentes 3053023 entspricht. Es wird jedoch darauf verwiesen, dass die Erfindung nicht nur für die nachstehend zur Erörterung gelangende Verpackung bestimmt ist, sondern dass diese Verpackung nur zur Erläuterung der allgemeinen Wirkungsweise zugrunde ge leu : wird.
Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele der r Erfindung:
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Verschliessen von Verpackungen;
Fig. 2 ist ein vergrösserter Vertikalschnitt derselben;
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie 44 in Fig. 2;
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 2;
Fig. 6 ist eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, bei der die Vorrichtungsteile in einer anderen Arbeitsstellung gezeigt sind;
Fig. 7 ist eine Teildarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 3 wird eine Schaupackung 10 geschlossen und versiegelt. Die Schaupackung 10 besteht aus einem gefalteten Kartonblatt 11. Das Kartonblatt 11 hat gemäss Fig. 2 aufeinander passende Öffnungen 12 in jeder Blatthälfte und diese Öffnungen 12 haben zweckmässigenveise eine dem zu verpackenden Gegenstand, beispielsweise einer Glühlampe 13, angepasste Kontur. Ein Kunststoffblatt 14, beispielsweise eine Poly äthylenfolie, ist an der Innenfläche des Kartonblattes über die Öffnung 12 geklebt. Die Folie wird durch die Öffnungen gezogen, so dass sie Taschen 15 bildet, deren Kontur einem Teil des zu verpackenden Gegenstandes 13 angepasst ist, und die gemeinsam einen der Form des zu verpackenden Gegenstandes entsprechenden Raum ergeben, wenn die Kartonblätter 11 aneinander befestigt werden.
Es kann eine teilweise Versiegelung an der gefalteten Kante des Kartonblattes 11 vorgesehen werden, so dass das Kartonblatt in gefaltetem Zustand versandt : und gelagert werden kann.
Die in Fig. 1 gezeigte, mit 20 bezeichnete erfin dungsgemäs se Versiegelungsvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 21, zwei aufrechten heizbaren Versiegeln lungsplatten 22, 23 und einem Mechanismus 24 zum Zuführen der Verpackungen. Die Platten 22, 23 sind einander ähnlich und sind bei 25 derart ausgebildet, dass sie eine Versiegelung um die Taschen 15 herum und an den Kanten des gefalteten Kartonblattes bewirken. Wie aus den Fig. 1 bis 4 und 6 hervorgeht, sind die Platten 22, 23 an den oberen Enden von nach oben gerichteten schwenkbaren Armpaaren 30, 31 befestigt.
Die unteren Enden eines jeden schwenkbaren Armpaares 30, 31 erstrecken sich durch die Öffnungen 32 in der oberen Wandfläche des Gehäuses 21, die eine solche Grösse haben, dass eine Schwenkbewegung der Armpaare aufeinander zu und zurück möglich ist. Die unteren Enden der Schwenkarme 30 und ebenso die der Arme 31 sind durch Wellen 33, 34 miteinander verbunden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist mit jedem der Schwenkarme 30 ein sich seitlich erstreckender Armfortsatz 40 verbunden. Die Arme 31 haben entsprechende seitliche Armfortsätze 41. Diese Seitenarme 40, 41 sind mit Wellen 42, 43 verbunden, deren Enden in entsprechend voneinander entfernten Gehäuserah menteilen 44, 45 sch ; wenkbar gelagert sind. Auf den Wellen 42, 43 sind Zahnräder 46, 47 vorgesehen, so dass eine Schwenkbewegung der Arme 30 eine gleiche Schwenkbewegung im entgegengesetzten Sinne der Arme 31 zur Folge hat.
Die Schwenkbewegung der Arme 30, 31 wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Motor 50 bewirkt, der zwischen den Gehäuserahmenteilen 44, 45 angeordnet ist. Der Kolben 51 des hydraulischen Motors 50 wirkt auf einen Anschlag 52, der auf der Welle 33 befestigt ist. Wie aus den Fig. 3 und 6 hervorgeht, bewirkt die Bewegung des Motors 50 eine Drehung der Armen 30 im Uhrzeigersinn, und die Arme 31 werden im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch die Druck platten 22, 23 in die vertikale, in Fig. 6 wiedergeg*ene Versiegelungsstellung geschwenkt werden. Wenn der Kolben 51 zurückgezogen wird, schwingen die Arme 30, 31 unter dem Gewicht der Druckplatten wieder in die Öffnungsstellung der Fig. 3 zurück.
Der Zuführungsmechanismus 24 umfasst eine Zuführbahn 60 und einen hin- und herbeweglichen Teil 61.
Die Bahn 60 ist auf einer Schiene 62 des Gehäuses 21 angeordnet und erstreckt sich vom einen Ende des Gehäuses zum anderen zwischen den Platten 22, 23. Bei dem in den Fig. 1 bis 6 d. arge, stellten Aasführungsbei- spiel hat die Zuführbahn 60 eine vertikale Nut 63, die nach der oberen Seite des Gehäuses hin offen ist. In der Nut 63 wird die gefaltete Kante des Kartonblattes 11 eingesetzt, das in einer im wesentlichen senkrechten Stellung weitergeschoben wird, wobei der zu verpakkende Gegenstand 13 sich in den Taschen 15 befindet.
Das eine Ende 63 a der Nut 63 kann sich gemäss Fig. 5 keilförmig erweitern, so dass das Einsetzen der Verpakkungskartons 11 erleichtert wird.
Gemäss Fig. 7 ist die Zuführschiene 64 mit ihrer Nut 65 gegenüber der Vertikalen unter einem Winkel von etwa 45 angeordnet. Diese Konstruktion ist insbesondere dann zweckmässig, wenn es sich um verhält nismäs sig schwere Gegenstände, beispielsweise eine Trockenbatterie 66, h. an : deNt, die zu verpacken n sind.
Wenn die Zuführschiene vertikal gestellt ist, so haben verhältnismässig schwere Artikel die Neigung, die Kartonhälften auseinander zu drücken und aus den in diesen gebildeten Taschen herauszufallen. Wenn jedoch die Zuführschiene gemäss Fig. 7 schräg gestellt ist, so wird der zu verpackende Gegenstand im wesentlichen durch die untere Tasche 15a getragen, und dadurch die Neigung zum Trennen der Kartonhälften vermieden.
Gleichzeitig hat das Gewicht des verpackten Gegenstandes zur Folge, dass die umgefaltete Kante der Kartonverpackung in der Nut der Zuführvorrichtung festgehalten wird, was auch bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 6 der Fall ist, so dass die zugeführten Gegenstände so entlang der Bahn bewegt werden, dass sie ausser Kontakt mit den heissen Versiegelungsplatten der Versiegelungsstation bleiben.
Der hin- und herbewegliche Teil 61 besteht aus einem vertikalen Arm, der auf die Hinterkante eines gefalteten Verpackungskartons 11, der in die Zuführbahn 60 eingesetzt ist, wirkt. Wie die Fig. 2 und 5 zeigen, ist der Arm 61 mit dem einen Ende der Kolbenstange 70 eines doppelseitig wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Motors 71 verbunden. Wenn der Motor 71 die Kolbenstange 70 zurückzieht, so wird der Arm 61 bewegt und schiebt ein Kartonblatt zwischen die Platten 22, 23. Wenn die Kolbenstange die in Fig. 2 dargestellte herausgezogene Stellung hat, kann ein neuer Karton in den Schlitz 63 an der Füllstation, die durch den Schlitz 63a gebildet wird, eingeführt werden.
Zweckmässigerweise ist die Lage des Motors 71 einstellbar, so dass der Zuführmechanismus 24 genau der richtigen Lage von Kartonblättern unterschiedlicher Grösse in bezug auf die Versiegelungsstation angepasst werden kann. Zu diesem Zweck sind Bügel 72, 73 am vorderen und am hinteren Ende des Motors 71 vorgesehen, die auf einer Stange 74 verschiebbar sind. Die Stange 74 erstreckt sich zwischen dem einen Ende des Gehäuses 21 und einem Lagerblock 75, der an dem Gehäuserahmenteil 44 befestigt ist. An der einen Seite des Gehäuses ist unterhalb der Stange 74 eine Stange 76 gelagert, die durch das gegenüberliegende Ende des Gehäuses ragt und auf der ein Rad 77 angeordnet ist.
Der Bügel 73 ist auf der Stange 76 verschiebbar, und der Bügel 72 greift in das Gewinde 78 der Stange ein. Wird das Rad 77 gedreht, so bewirkt die Stange 76 eine Verschiebung des Motors 71. Auf diese Weise kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der Abstand der Versiegelungsstation von dem Arm 61 eingestellt werden, so dass Kartonblätter unterschiedlicher Grösse verarbeitet werden können.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, kann dem doppelt wirkenden Motor Druckluft oder ein anderes geeignetes Medium durch das Umkehrventil 85 zugeführt werden, welches mit dem vorderen und dem hinteren Ende des Motors über Leitungen 86, 87 verbunden ist. Anderseits ist das Ventil 85 mit einer das Druckmedium zuführenden Leitung 89 über eine Zuleitung 88 verbunden. Das Ventil 85 wird durch die Bedienungsperson auf elektrische Weise, zum Beispiel mit einem nicht dargestellten Fusspedal oder einem anderen Schalter betätigt. Wenn auf das Fusspedal gedrückt wird, führt das Ventil 85 durch die Leitung 86 dem Zylinder des Motors das Druckmedium zu, so dass ein Kartonblatt der Versiegelungsstation zuge führt wird.
Ein Endschalter 90, der auf der Oberseite des Motors 50 angeordnet sein kann, ist mit dem Ventil 85 verbunden und wird, wenn ein Kartonblatt der Versiegelungsstation zugeführt ist, durch einen unterhalb des Armes 61 vorgesehenen Finger 91 betätigt. Dadurch wird das Ventil 85 umgeschaltet und führt das Druckmedium durch die Leitung 87 dem Motor zu, so dass der Teil 61 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt.
Der Endschalter 90 ist elektrisch auch mit einem Ventil 92 verbunden, das die Tätigkeit des Motors 50 steuert. Das Ventil 92 ist mit dem Motor über eine nicht dargestellte Leitung verbunden und steht durch die Leitung 93 mit der zur Zuführung des Druckmediums vorgesehenen Leitung 89 in Verbindung. Wenn der Endschalter 90 durch den Finger 91 geschlossen wird, wird der Motor 50 in Tätigkeit gesetzt, und die Platten 22, 23 werden zur Durchführung des Versiegelungsvorgan .ges geschlossen.
Die Steuerung g des Motors 50 zum Schliessen der Platten wird dabei in Abhängigkeit von der Rückwärtsbewegung des Armes 61 bewirkt, beispielsweise unter Anwendung eines geeigneten Zeitverzögerungsrelais zwischen dem Schalter 90 und dem Ventil 92, so dass die Platten nicht eher schliessen, als der Arm aus dem Zwischenraum zwischen den Platten herausgezogen wurde. Zweckmässig ist auch noch ein Drucksteuerventil 94 mit einem Bedienungsknopf 95 (Fig. 1) in der Leitung 93 zwecks Einstellung des Drukkes der Druckplatten vorgesehen.
Das Verbleiben der Platten 22, 23 in ihrer Schliessstellung wird durch eine Zeitsteuervorrichtung 96 (Fig.
1) bestimmt, welche ebenfalls elektrisch mit dem Endschalter 90 und dem Ventil 92 verbunden ist. Wenn der Endschalter 90 geschlossen wird, wird der Zeitschalter 96 in Tätigkeit gesetzt, so ilasis die Platten für eine bestimmte Zeitspanne, die ausreichend ist, um den Film 14 zu erweichen und d die betreffenden Teile des umge- falteten Kartonblattes 11 zu versiegeln, in ihrer Schliessstellung gehalten werden. Am Ende dieser Zeitspanne wird das Ventil 92 wieder umgesteuert und das Druckmedium aus dem Motor 50 abgelassen, so dass die Platten wieder in ihre geöffnete Stellung zurückschwingen können.
Laut Fig. 1 sind unterhalb der Zeitsteuervorrichtung 96 Schalter 97, 98 angeordnet, die den Zweck haben, die den Platten 22, 23 zugeführte Wärme einzustellen. 99 bezeichnet den Hauptschalterkasten, der den Hauptschalter und einen Schutzschalter enthalten kann.
In die erfindungsgemässe Vorrichtung werden meh rere Kartonblätter 11 in die Zuführbahn 60 so eingesetzt, dass sie sich mit ihren Kanten berühren und zwar zwischen der Füllstation, die durch den Schlitz 63 a gebildet wird, und der Versiegelungsstation. In der Tasche 15 eines jeden Kartons befindet sich das zu verpackende Produkt 13. Die Lage des Motors 71 wird so eingestellt, dass durch den Zuführhub der Vorschubeinrichtung 61 das erste Kartonblatt in die Versiegelungsstation zwischen die Platten 22, 23 eingeschoben wird.
Darauf wird der Arbleitszyklus der Vorrichtung 20 durch Betätigen des Fusspedals eingeleitet. Entsprechend dem beschriebenen Arbeitszyklus werden ein Kartonblatt und der zu verpackende Gegenstand zusammen der Versiegelungsstation zugeführt und die Platten werden geschlossen, so dass auf die beiden äusseren Flächen des gefalteten Kartonblattes Hitze und Druck einwirken, bis die Teile miteinander versiegelt sind. Während dieses Heissversiegelungsvorganges der Kartonhälften wird der Arm 61 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, so dass ein neues Kartonblatt vor Beginn des nächsten Arbeitszyklus in die Vorschubschiene 63a eingesteckt werden kann. Jeder Arbeitszyklus ist am Ende der durch die Zeitschaltvorrichtung 96 bestimmten Zeitspanne beendet.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, bewirkt die wiederholte Bewegung des Vorschubarmes 61 die schrittweise Zuführung der zu versiegelnden Packungen zu der Heissversiegelungsstation und zum Ende der Zuführbahn 60.
Danach bewirkt jeder weitere Arbeitszyklus, dass eine fertige Verpackung aus der die Halterung bewirkenden Schiene ausgestossen wird. Dieser Ausstoss dauert so lange an, wie kontinuierlich Kartonblätter der Zuführvorrichtung zugeführt werden.
Bei den meisten bisher benutzten Verpackungsmaschinen, die die Anwendung erhitzter Platten vorsehen, befinden sich letztere in horizontaler Lage. Da es erforderlich ist, dass in einem solchen Fall die Lage des Verpackungsteiles mit der unteren Platte genau übereinstimmt, ist es im allgemeinen nicht möglich, die untere Platte zu erhitzen, und die Hitze wird allein von der oberen Platte ausgestrahlt, die auf die Verpackung aufgesetzt wird. Bei derartigen bekannten Verpackungsmaschinen liegt daher die zum Verschliessen der Verpackung erforderliche Zeit zwischen drei und vier Sekunden. Durch die Erfindung dagegen verringert sich die Versiegelungszeit einer solchen Verpackung auf weniger als eine Sekunde.
Die durch die Erfindung angestrebten Vorteile können sich ausserdem auch bei andersgearteten Verpakkungen auswirken. So lässt sich eine ähnliche Verringerung der Versiegelungszeit auch erzielen, wenn es sich um ungefaltete Schalen-Kartonpackungen handelt.
Durch die Erfindung wird eine bessere Versiegelung erzielt als bei den bisher zur Anwendung gelangenden Maschinen, da die Hitze und der Druck von zwei Seiten auf die Kartonblätter zur Einwirkung gebracht und dadurch ein beiderseitiges Verkleben der Schalenflansche erzielt wird.
Es ergibt sich aus dem Vorstehenden, dass die erfindungsgemässe Maschine nicht nur in ihrer Konstruktion einfach ist und in sehr rationeller Weise die Heissversiegelung durchzuführen gestattet, wobei erfindungsgemäss automatisch ein Transport der Kartonblätter mit dem zu verpackenden Artikel zu der Versiegelungsstation erfolgt und Hitze und Druck von beiden Seiten auf die Kartonblätter einwirken, sonden es ergeben sich auch ein viel geringerer Zeitaufwand und eine grössere Festigkeit der Versiegelung, wobei ferner die versiegelten Verpackungen automatisch ausgeworfen werden. Es ist weiterhin von Vorteil, dass bei der erfindungsgemässen Maschine eine Anpassung an Verpackungen und zu verpackende Gegenstände verschiedener Grösse möglich ist.
Method and device for heat sealing packaging
The invention relates to a method and a device for heat sealing packages.
In particular, the invention relates to the processing of display packaging according to US Pat. No. 3,053,023.
The method described in the aforementioned property right and the corresponding device combine the advantages offered by so-called shell packs, skin packs and shrink packs and provides that a foldable cardboard sheet has depressions in each sheet half for receiving the objects to be packaged. The object to be packaged is placed in the openings of the two-part cardboard sheet in such a way that it is held firmly and completely covered with a protective bag made of, for example, polyethylene, forming a plastic film. The packaged object can protrude in a corresponding manner on both sides and can be seen from both sides of the packaging.
In the production method described above, the polyethylene film is expediently glued to the back of the cardboard sheet over the openings. Parts of the film are softened and pressed through the leaf openings, so that pockets are formed, the contour of which corresponds to the object to be packaged. After the pockets have been formed in this way, the cardboard sheet is folded up so that the matching pockets of each sheet half join together and in this way form a chamber adapted to the object to be packaged, and the object is then placed in this chamber and the Both halves of the sheet are connected to one another, so that the packaging is thereby formed.
A major advantage of the packaging just described is the simplicity and economy of the packaging process, which enables the manufacturer to pack his goods without the need for considerable investments in packaging machines. The present invention seeks to improve the economy of this manufacturing process by using a relatively inexpensive packaging machine and simplifying the technique of introducing the products into the packaging and then sealing the cardboard sheets.
It also strives to produce the packaging in such a way that the folded sheet or the product of manufacture requires only minimal manual processing and the time required for the production of the packaging is less than was required with the means previously used.
The invention provides a method for the heat sealing of packaging consisting of a folded sheet of cardboard and heat-sealable material between the inner surfaces of the cardboard halves, using heat and pressure on the outer surfaces of the cardboard halves and maintaining the heat and pressure for a sufficiently long time, in order to soften the plastic material and thereby seal the cantons together, and d that is characterized in that the carton halves are essentially held upright while they are exposed to heat and pressure.
The device for carrying out this method is characterized in that a holder for holding the packaging between heated sealing plates is provided and this holder is designed such that the packaging is held in an upright position without coming into contact with the sealing plates when they are unfolded are. The sealing plates are advantageously arranged to be pivotable about horizontal axes. The heated plates can be moved to and from the folded sheet of cardboard.
Furthermore, automatic means for feeding the cardboard sheets forming the packages and the articles to be packaged can be provided, which feed the sheets and the articles already as assembled units to the sealing station, so that the manual handling of the packages and the articles is reduced to a minimum . This advantage can advantageously be achieved by using a feed device which consists of a feed track and a reciprocating part for moving the cardboard sheets from the filling station to the sealing station. The feed path can be designed in such a way that the folded edges of the cardboard sheets are gripped and the sheets are conveyed in an essentially upright position, the articles to be sacked being held in the receiving pockets.
The articles can be filled into the pockets at the filling station and the cardboard sheets moved along the feed path to the sealing station by a reciprocating feed member. The feed track holds the cardboard sheets at the sealing station so that the sealing plates can be moved towards and away from the surfaces of the sheets.
Expediently, means for ejecting the packaged articles can also be provided in the conveying device, which means automatically move the sealed packages away from the sealing station and drop them into a suitable funnel or the like. Such an automatic ejection device can contribute significantly to the versatility, the high operating speed and the economy of packaging machines according to the invention.
In the following, the invention is described with reference to the drawings in connection with a package which corresponds essentially to the subject matter of US Pat. No. 3053023. It is pointed out, however, that the invention is not only intended for the packaging discussed below, but that this packaging is only used to explain the general mode of operation.
The drawings show two exemplary embodiments of the invention:
1 is a perspective illustration of a device according to the invention for closing packages;
Fig. 2 is an enlarged vertical section of the same;
Fig. 3 is a sectional view taken on line 3-3 of Fig. 2;
Figure 4 is a sectional view taken along line 44 in Figure 2;
Fig. 5 is a sectional view taken on line 5-5 in Fig. 2;
FIG. 6 is an illustration corresponding to FIG. 3, in which the device parts are shown in a different working position;
Figure 7 is a partial illustration of another embodiment of the invention.
In Figures 1 to 3, a display pack 10 is closed and sealed. The display pack 10 consists of a folded cardboard sheet 11. According to FIG. 2, the cardboard sheet 11 has matching openings 12 in each half of the sheet and these openings 12 expediently have a contour adapted to the object to be packaged, for example an incandescent lamp 13. A plastic sheet 14, for example a poly ethylene film, is adhered to the inner surface of the cardboard sheet via the opening 12. The film is pulled through the openings so that it forms pockets 15, the contour of which is adapted to a part of the object 13 to be packaged, and which together result in a space corresponding to the shape of the object to be packaged when the cardboard sheets 11 are attached to one another.
A partial seal can be provided on the folded edge of the cardboard sheet 11 so that the cardboard sheet can be shipped and stored in the folded state.
The shown in Fig. 1, designated 20 inven tion dungsgemäs se sealing device consists of a housing 21, two upright heatable sealing plates 22, 23 and a mechanism 24 for feeding the packages. The panels 22, 23 are similar to one another and are formed at 25 to seal around the pockets 15 and at the edges of the folded sheet of cardboard. As can be seen from FIGS. 1 to 4 and 6, the plates 22, 23 are attached to the upper ends of upwardly directed pairs of pivotable arms 30, 31.
The lower ends of each pivotable arm pair 30, 31 extend through the openings 32 in the upper wall surface of the housing 21 which are of such a size that a pivoting movement of the arm pairs towards one another and back is possible. The lower ends of the pivot arms 30 and also those of the arms 31 are connected to one another by shafts 33, 34.
In the embodiment shown, a laterally extending arm extension 40 is connected to each of the pivot arms 30. The arms 31 have corresponding lateral arm extensions 41. These side arms 40, 41 are connected to shafts 42, 43, the ends of which in correspondingly spaced housing frames 44, 45 sch; are pivoted. Gears 46, 47 are provided on the shafts 42, 43 so that a pivoting movement of the arms 30 results in the same pivoting movement in the opposite direction of the arms 31.
The pivoting movement of the arms 30, 31 is brought about by a hydraulic or pneumatic motor 50 which is arranged between the housing frame parts 44, 45. The piston 51 of the hydraulic motor 50 acts on a stop 52 which is fastened on the shaft 33. 3 and 6, the movement of the motor 50 causes the arms 30 to rotate clockwise, and the arms 31 are rotated counterclockwise, whereby the pressure plates 22, 23 in the vertical, shown in FIG. a sealing position can be pivoted. When the piston 51 is withdrawn, the arms 30, 31 swing back into the open position of FIG. 3 under the weight of the pressure plates.
The feed mechanism 24 includes a feed path 60 and a reciprocating part 61.
The track 60 is arranged on a rail 62 of the housing 21 and extends from one end of the housing to the other between the plates 22, 23. In the case of the one shown in FIGS. 1 to 6d. In the illustrated example, the feed track 60 has a vertical groove 63 which is open towards the upper side of the housing. The folded edge of the cardboard sheet 11 is inserted into the groove 63 and is pushed further in an essentially vertical position, the object 13 to be packaged being in the pockets 15.
One end 63 a of the groove 63 can widen in the shape of a wedge according to FIG. 5, so that the insertion of the packaging boxes 11 is facilitated.
According to FIG. 7, the feed rail 64 with its groove 65 is arranged at an angle of approximately 45 to the vertical. This construction is particularly useful when it is behaving nismäs sig heavy objects, such as a dry battery 66, h. an: deNt that are to be packed.
When the feed rail is placed vertically, relatively heavy articles have a tendency to push the carton halves apart and to fall out of the pockets formed in them. If, however, the feed rail according to FIG. 7 is inclined, the article to be packaged is carried essentially by the lower pocket 15a, and the tendency for the carton halves to separate is thereby avoided.
At the same time, the weight of the packaged object has the consequence that the folded edge of the cardboard packaging is held in the groove of the feed device, which is also the case with the embodiment according to FIGS. 1 to 6, so that the fed objects move along the path that they stay out of contact with the hot sealing plates of the sealing station.
The reciprocating part 61 consists of a vertical arm which acts on the rear edge of a folded packaging carton 11 which is inserted in the feed path 60. As FIGS. 2 and 5 show, the arm 61 is connected to one end of the piston rod 70 of a double-acting hydraulic or pneumatic motor 71. When the motor 71 retracts the piston rod 70, the arm 61 moves and pushes a sheet of cardboard between the plates 22, 23. When the piston rod is in the extended position shown in Fig. 2, a new cardboard box can be inserted into the slot 63 at the filling station formed by the slit 63a.
The position of the motor 71 is expediently adjustable so that the feed mechanism 24 can be adapted precisely to the correct position of cardboard sheets of different sizes in relation to the sealing station. For this purpose, brackets 72, 73 are provided at the front and rear ends of the motor 71, which are displaceable on a rod 74. The rod 74 extends between one end of the housing 21 and a bearing block 75 which is fastened to the housing frame part 44. On one side of the housing, below the rod 74, a rod 76 is mounted which protrudes through the opposite end of the housing and on which a wheel 77 is arranged.
The bracket 73 is slidable on the rod 76, and the bracket 72 engages the thread 78 of the rod. If the wheel 77 is rotated, the rod 76 causes a displacement of the motor 71. In this way, as shown in FIG. 2, the distance between the sealing station and the arm 61 can be adjusted so that cardboard sheets of different sizes can be processed.
As can be seen in particular from FIG. 2, compressed air or another suitable medium can be supplied to the double-acting motor through the reversing valve 85, which is connected to the front and rear ends of the motor via lines 86, 87. On the other hand, the valve 85 is connected to a line 89 that supplies the pressure medium via a feed line 88. The valve 85 is operated by the operator in an electrical manner, for example with a foot pedal (not shown) or another switch. When the foot pedal is depressed, the valve 85 supplies the print medium through line 86 to the cylinder of the motor so that a sheet of cardboard is supplied to the sealing station.
A limit switch 90, which can be arranged on the top of the motor 50, is connected to the valve 85 and, when a cardboard sheet is fed to the sealing station, is actuated by a finger 91 provided below the arm 61. As a result, the valve 85 is switched over and supplies the pressure medium to the motor through the line 87, so that the part 61 returns to its original position.
The limit switch 90 is also electrically connected to a valve 92 which controls the operation of the motor 50. The valve 92 is connected to the motor via a line (not shown) and is connected via the line 93 to the line 89 provided for supplying the pressure medium. When the limit switch 90 is closed by the finger 91, the motor 50 is activated and the plates 22, 23 are closed to carry out the sealing process.
The control g of the motor 50 for closing the plates is effected as a function of the backward movement of the arm 61, for example using a suitable time delay relay between the switch 90 and the valve 92, so that the plates do not close earlier than the arm out of the Space between the plates has been pulled out. A pressure control valve 94 with an operating button 95 (FIG. 1) is also expediently provided in the line 93 for the purpose of setting the pressure of the pressure plates.
The remaining of the plates 22, 23 in their closed position is controlled by a timing device 96 (Fig.
1), which is also electrically connected to limit switch 90 and valve 92. When the limit switch 90 is closed, the timer 96 is activated so that the plates remain in place for a certain period of time sufficient to soften the film 14 and to seal the relevant parts of the folded cardboard sheet 11 Be held in the closed position. At the end of this period of time, the valve 92 is reversed again and the pressure medium is drained from the motor 50 so that the plates can swing back into their open position.
According to FIG. 1, switches 97, 98 are arranged below the time control device 96, the purpose of which is to set the heat supplied to the plates 22, 23. 99 denotes the main switch box, which may contain the main switch and a circuit breaker.
In the device according to the invention, several cardboard sheets 11 are inserted into the feed path 60 so that their edges touch each other between the filling station, which is formed by the slot 63 a, and the sealing station. The product 13 to be packaged is located in the pocket 15 of each carton. The position of the motor 71 is set such that the first sheet of cardboard is pushed into the sealing station between the plates 22, 23 by the feed stroke of the feed device 61.
The working cycle of the device 20 is then initiated by pressing the foot pedal. According to the working cycle described, a cardboard sheet and the item to be packaged are fed together to the sealing station and the panels are closed so that heat and pressure act on the two outer surfaces of the folded cardboard sheet until the parts are sealed together. During this heat-sealing process of the carton halves, the arm 61 is moved back into its starting position so that a new cardboard sheet can be inserted into the feed rail 63a before the start of the next work cycle. Each duty cycle is ended at the end of the time period determined by the timer device 96.
As can be seen from FIG. 2, the repeated movement of the feed arm 61 brings about the gradual feeding of the packs to be sealed to the heat sealing station and to the end of the feed path 60.
Thereafter, each further work cycle has the effect that a finished package is ejected from the rail that effects the holder. This ejection continues as long as cardboard sheets are continuously fed to the feeder.
In most of the previously used packaging machines that use heated plates, the latter are in a horizontal position. Since it is necessary in such a case that the position of the packaging part exactly coincides with the lower plate, it is generally not possible to heat the lower plate and the heat is radiated only from the upper plate which is placed on the packaging becomes. In such known packaging machines, the time required to close the packaging is therefore between three and four seconds. By contrast, the invention reduces the sealing time of such a package to less than a second.
The advantages sought by the invention can also have an effect on different types of packaging. A similar reduction in the sealing time can thus also be achieved when it comes to unfolded tray carton packs.
The invention achieves a better seal than with the machines previously used, since the heat and the pressure are applied to the cardboard sheets from two sides, thereby gluing the shell flanges on both sides.
It follows from the above that the machine according to the invention is not only simple in its construction and allows the heat sealing to be carried out in a very efficient manner, whereby according to the invention the cardboard sheets with the article to be packed are automatically transported to the sealing station and heat and pressure from both Sides act on the cardboard sheets, there is also a much lower expenditure of time and a greater strength of the seal, furthermore the sealed packages are automatically ejected. It is also advantageous that the machine according to the invention can be adapted to packaging and objects of various sizes to be packaged.