DE1461858C - Vorrichtung zum Verschließen von Verpackungsbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschließen von prismatischen Verpackungsbehältern, die giebelförmig einfaltbare Verschlußenden und an der Innenseite mit einem thermoplastischen Kleber versehene Verschlußklappen aufweisen, mit einer längs des Förderwegs der Verpackungsbehälter, den vorgefalteten Verschlußenden benachbart, angeordneten Lochplatte einer Heißgasabgabevorrichtung, deren Gasaustrittskanäle auf die Innenseiten der Verschlußklappen gerichtet sind, sowie mit einer Einrichtung zum Zusammenpressen der erwähnten Verschlußklappen.

Die Verwendung von thermoplastischen Stoffen zum Verschließen von Behältern ist bereits seit langem bekannt (schweizerische Patentschrift 161620), wobei ferner auch das Aufblasen eines stark erhitzten, gasförmigen Mittels vorgeschlagen wird. Weiterhin ist auch die Verwendung von Wärmestrahlern bekannt (USA.-Patentschrift "2 822 653), um beim Schließen von Paraffinkartons die Kanten zu erweichen, damit die angreifenden Faltwerkzeuge den erforderlichen Schließvorgang leichter bewältigen können. Eine bereits bekannte Vorrichtung zum Verschließen von Flaschen und dergleichen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff (deutsche Auslegeschrift 1141774) verwendet einen mit Luftaustrittsöffnungen versehenen Kolben, der in den zu verschließenden-Flaschenhals eingetaucht wird, _ah'ne daß dabei die Innenwand des Halses berührt werden darf. Dies erfordert naturgemäß eine genaue Führung des Kolbens und macht außerdem wegen des fortlaufend zu wiederholenden Eintauchvorgangs des Kolbens ein kontinuierliches und schnelles Verschließen von Verpackungsbehältern unmöglich.

Ferner ist es bekannt (USA.-Patentschrif 12 606 856), eine Heißklebeeinrichtung für in einer fortlaufenden Folge zu verschließende Kartons vorzusehen, wobei die zum Verkleben dienenden Innenflächen des Behälters mittels einer Hochfrequenzimpuls-Heizung erhitzt werden. Die Hochfrequenzimpuls-Heizung macht eine umfangreiche elektronische Schaltung einschließlich eines Oszillators erforderlich, was die Betriebssicherheit und die Zuverlässigkeit der Klebeeinrichtung verringert. Bei einer weiteren Verschließvorrichtung für Behälter (USA.-Patentschrift 3 002 328) müssen die offenen Packungen durch einen miLfieizstäben ausgestatteten Heiztunnel laufen und so weit erwärmt werden, daß sie im Anschluß daran zusammengepreßt wer'den können und aneinanderhaften. Dabei ist nachteilig, daß bei dieser Beheizung während der erforderlichen Erwärmungszeit für die Verschlußklappen auch andere Teile des Behälters oder des Behälterinhalts in unerwünschter Weise erwärmt werden. Bei einer weiteren bekannten Klebvorrichtung für Faltschachtelzuschnitte (deutsche Patentschrift 1104 807) werden Lampen gemeinsam mit einem Reflektor verwendet, um die Erwärmung eines thermoplastischen Klebstoffs hervorzurufen, wobei allerdings nur das Verkleben einer Verschlußklappe behandelt wird. Bei einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenkörpers (USA.-Patentschrift 2 169 311) werden Zuschnitte in einer Formstation zu U-förmigen Gebilden geformt, wobei deren Klappenenden sodann erwärmt gefaltet und miteinander verbunden werden. Zur Erwärmung des erforderlichen Klebers wird dabei beispielsweise Heißluft verwendet, wobei jedoch zwei Heizstufen erforderlich sind, deren jede mit einer entsprechenden Lochplatte zur Abgabe des heißen Gases zusammenarbeitet. Ferner wurde bereits bei einer Einrichtung zum Verschließen von prismatischen Ver- ■ packungsbehältern vorgeschlagen, die Heizkopfplatte ' rinnenförmig auszubilden, wobei die gesamte Rinnen- j fläche von Kanälen durchsetzt ist, durch welche [ Heißluftströme hindurchtreten. Bei einer derartigen ι Einrichtung ist nachteilig, daß die Führung der Ver- j schlußklappen in ihrer Öffnungsstellung benachbart ίο zur Heißgasabgabevorrichtung nicht gewährleistet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obengenannten Gattung derart auszubilden, daß die Nachteile bekannter Verschlußvorrichtungen vermieden werden und insbesondere durch einfache Mittel eine schnelle und rationelle '■ Erwärmung der Verschlußklappen erreicht wird, j ohne daß diese sich vorzeitig in Verschlußrichtung' bewegen. ;

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfin- ■ dung ein von einem ersten Wandteil und einer j Schiene gebildeter Führungsschlitz für die Kante der | einen Verschlußklappe und ein zweiter Wandteil zur Führung der Außenseite der anderen Verschlußklappe, im Bereich der Heißgasabgabevorrichtung, j vorgesehen. I

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung: ergeben sich aus den Unteransprüchen. j

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im_; folgenden an Hand der Zeichnung erläutert; in dieser j zeigt ^:

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine zu-; sammengebaute Regelanlage für eine Klebevorrich-^! tung,

F i g. 2 eine Ansicht im Schnitt und im Aufriß einer bei der in F i g. 1 dargestellten Anlage verwendeten Heißklebevorrichtung, j

F i g. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 3-31 in F i g. 2, ^!

F i g. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 2, wobei ein teilweise geformter Karton mit strichpunktierten Linien dargestellt ist, \

F i g. 5 eine Draufsicht der in F i g. 2 gezeigten; Heißklebevorrichtung, ^!

F i g. 6 eine Unteransicht der in F i g. 2 gezeigten Heißklebevorrichtung,

F i g. 7 eine Ansicht nach der Linie 7-7 in F i g. 2 und 8, wobei Teile zur übersichtlicheren Darstellung weggelassen sind,

F i g. 8 eine Ansicht nach der Linie 8-8 in F i g. 5, Fig. 9 eine schaubildliche Darstellung, welche die aufeinanderfolgenden Stufen eines Kartonklebevorgangs zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage weist zwei im

wesentlichen gleichartige Klebevorrichtungen 10 auf, welche die Aufgabe haben, das obere und das unterei Ende eines Kartons mit der in F i g. 9 dargestellten!

Arbeitsfolge zu verkleben. Die verschiedenen Einzel-j teile der Anlage stellen mit Ausnahme der Klebe-j vorrichtungen 10 keinen Gegenstand der Erfindung; dar, so daß sie nachfolgend nur kurz beschrieben:

werden.

Durch die Betätigung entsprechender Wähl- und! Hauptschalter wird eine geregelte Bewegung der Kartons zu den Klebevorrichtungen durch seei.smete. nicht gezeigte Kartonfördereinrichtungen ähnlich wie: bei der vorgenannten USA.-Patentschrift herbeigeführt. Hierauf werden die dargestellten Gebläse in Tätigkeit gesetzt, um eine geregelte Menge vorbe-

handelter Luft den Klebevorrichtungen zuzuführen, wobei eine Reihe von Widerstandsheizelementen dazu dient, die Luft auf einen bestimmten Temperaturbereich zum Verkleben zu erhitzen. Sodann wird ein Heißluftstrom auf die mit wärmeempfindlichem Klebstoff versehenen Teile der Kartonendklappen gerichtet, und die Kartons werden dann in geeigneter Weise durch die Ausübung eines bestimmten Drucks verklebt. In bestimmten Fällen hat es sich als wünschenswert erwiesen, das verklebte Kartonende aus nachstehend näher beschriebenen Gründen einer Kühleinrichtung auszusetzen. Die nachfolgend näher beschriebene Klebevorrichtung 10 besitzt im wesentj liehen eine Einrichtung für den Austritt von Heißluft, j eine Kartonklappenführungseinrichtung und eine j Schließeinrichtung.

j Wie aus F i g. 2 bis 8 ersichtlich ist, besitzt jede ι Klebevorrichtung eine Austrittseinrichtung für den Austritt eines erhitzten Mediums, vorzugsweise Luft, : auf geformte Kartonklappen. Die Austrittseinrichtung weist ein hohles Gehäuse 11 auf, das in geeigneter Weise isoliert sein kann, um eine übermäßige Wärmeübertragung durch dieses hindurch zu verhindern. Das Gehäuse ist so angeordnet, daß es Luft von einem Gebläse durch eine erste Öffnung in der dargestellten Weise aufnimmt. Das Gebläse kann von herkömmlicher Art sein, das beispielsweise 1,13 m³ Luft je Minute liefern kann. Ein senkrecht angeordneter Trägerkem 12 ist in geeigneter Weise am Gehäuse durch Stäbe 12 a oder andere geeignete Mittel befestigt und dient zur Halterung einer Luftheizeinrichtung, die in Form mehrerer übereinandergestapelter Heizelemente 13 dargestellt ist. Die Heizelemente können Widerstandsheizelemente herkömmlicher Art sein. Der Kern besteht vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl und soll einen Kurzschluß der Kaltluft verhindern, d.h. die Kaltluft daran hindern, durch die Mitte der Heizelemente ohne angemessene Erwärmung hindurchzutreten.

Die benachbarten Heizelemente sind in geeigneter Weise durch gestapelte Abstandstücke 14 getrennt, welche mit den Heizelementen Kanäle zur wirbelfreien Führung d&r'Luft bilden. Die Abstandstücke dienen ferner als Wärmestrahlungsflächen. Die Heizelemente^ ^können an die Relaisplatte des Regelsystems-<lurch geeignete Steckanschlüsse (F i g. 1) angeschaltet "werden. Wie am" besten aus F i g. 3 ersichtlich ist, haben die Abstandstücke eine gewundene Form, so daß die Heizelemente eine bestmögliche bauliche Abstützung erhalten und außerdem die erwähnten Heißluftkanäle gebildet werden.

Wie in F i g. 4 gezeigt, verjüngt sich das Gehäuse 11 nach unten zur Bildung eines Kammerteils, welcher in geeigneter Weise am unteren Teil eines Unterbaus 15 durch Schweißen od. dgl. befestigt werden kann. Der Unterbau ist mit einem abnehmbaren Deckel 15 a versehen, welcher die Wartung der verschiedenen Elemente der Klebevorrichtung erleichtert. Eine Platte 17 mit Lochungen oder Durchbrechungen 18 ist so angeordnet, daß sie eine längliche öffnung abdeckt, mit welcher der vorangehend beschriebene verjüngte Kammerteil endet. Wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt, sind die Lochungen so ausgebildet und angeordnet, daß sie divergierende öffnungen bilden, welche die Aufaabe haben, bestimmte Mengen Heißluft auf die kritischen Teile der sich vorbeibewegenden. Klebstoff tragenden Kartonklappen austreten zu lassen.

Die Kartonführungseinrichtung weist einen senkrecht angeordneten Schienenteil 19 auf. der an der Platte 17 ausgebildet ist und mit senkrecht anseordneten und gegenüberliegenden Führunsswandteilen 20 zusammenwirkt, um die Kartonklappen in einer bestimmten Ausrichtung zu halten. Die Schiene ist zwischen den Wandteilen angeordnet und einer ersten derselben eng benachbart. Die Öffnungen 18 sind benachbart der Schiene und zwischen "dieser und ίο einem zweiten Wandteil vorgesehen.

Wie insbesondere aus Fig. 5 bis 8 ersichtlich ist, weist die Schließeinrichtung zur Ausübung eines Klebedrucks auf die gegenüberliegenden Kartonklappen, nachdem diese durch die vorangehend beschriebene Führungseinrichtung hindurchgelaufen sind, zwei Andrückrollen 22 und 23 auf, welche benachbart dem einen Ende der Führungseinrichtung angeordnet sind. Eine oder beide Rollen können an ihrem Umfang mit Rippen versehen sein, wie beispielsweise für die Rolle 23 bei 24 gezeigt, um einen konzentrierten Druck zum Verkleben zu erzielen.

Die Rolle 22 ist auf ein erstes Ende einer Welle 25 aufgekeilt oder in anderer geeigneter "Weise "an diesem befestigt, welche Welle im Unterbau 15 drehbar gelagert ist und ihren Drehantrieb von einem ,» ersten Zahnrad 26 erhält, das auf ein zweites Ende ^f der Welle 25 aufgekeilt ist. Das Zahnrad 26 ist in geeigneter Weise so angeordnet, daß es mit einem zweiten oder Antriebszahnrad 27 im Eingriff steht, das seinerseits Antriebsverbindung mit einer Kraftquelle der Maschine über eine nicht gezeigte geeignete Kraftübertragung hat.

Wie in F i g. 8 gezeigt, ist die Andrückrolle 23 auf eine schwimmende drehbare Welle 29 zusammen mit einem dritten Zahnrad 30 aufgekeilt bzw. in anderer geeigneter Weise auf dieser befestigt. Die Welle 19 ist innerhalb eines schwenkbaren Gliedes 31 drehbar gelagert, das seinerseits für eine begrenzte schwingende Bewegung auf dem Unterbau an einem ersten Ende gelagert ist. Diese schwingende Bewegungen finden um einen am Unterbau 15 befestigten Achsstummel 32 statt.

Zwischen einem zweiten Ende des Gliedes 31 und dem Unterbau 15 ist eine Druckfeder 33 angeordnet, welche die Zahnräder 26 und 30 im Eingriff miteinander belastet. Hierbei ist zu erwähnen, "'daß die Zähne an den Zahnrädern 26 und 30 in geeigneter Weise zum Ausgleich für eine geringfügige Schwenkbewegung des Gliedes 31 geformt sind, von dem ein Teil so ausgebildet und angeordnet ist, daß er sich durch eine erweiterte Öffnung 34 im Teil 15 erstreckt. Wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, ist ein Belastungsorgan, das in Form einer Einstellschraube 35 dargestellt ist, verstellbar im Unterbau 15 so angeordnet, daß dem zweiten Ende des Gliedes 31 wahlweise eine bestimmte Kraft mitgeteilt wird, um die Rollen 22 und 23 gegeneinanderzudrücken. Es kann daher ständig ein bestimmter Schließdruck aufrechterhalten werden. Ferner kann ein Anschlag in Form einer Einstellschraube 36 in geeigneter Weise so auf dem Unterbau 15 angeordnet sein, daß er an dem Glied 31 an dessen Ende 36« anliegt. Dieser Anschlag dient zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Mindestabstandes zwischen den Rollen 22 und 23. In der Praxis wird ein solcher bestimmter Abstand in erster Linie durch die Dicke der Kartonklappen bestimmt. Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die beschriebene Bclastungs- und Anschlageinrich-

tung als Mittel zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Mindestabstandes zwischen Rollen sowie zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Schließdrucks betrachtet werden kann.

Feststehende Messer 37 können in geeigneter Weise benachbart dem Umfang der Schließrollen angeordnet sein, um restlichen Klebstoff abzuschaben, der gegebenenfalls an ihnen nach dem Verkleben haftenbleibt. Bei bestimmten Kartonherstellungsmaschinen kann es ferner zweckmäßig sein, eine Kühleinrichtung, z. B. die in F i g. 9 dargestellte Strahldüse 38, zu verwenden. Eine solche Kühleinrichtung kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, den Klebstoff rasch abzukühlen, um ein sofortiges Abbinden desselben zu bewirken. Als Kühlmittel kann Wasserdampf, gekühlte Luft od. dgl. verwendet werden. Für den gleichen Zweck kann ferner eine Anzahl geeignet angeordneter Wärmeaufnahmerollen vorgesehen werden.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich,' daß eine sehr gedrängte und transportfähige bzw. tragbare Heißluftklebevorrichtung geschaffen wurde, welche leicht für verschiedene Maschinen, beispielsweise für - die in der USA.-Patentschrift 3 060 654 beschriebene Maschine, verwendet werden kann. Ferner ist zu erwähnen, daß der Transport der Klebevorrichtung von Hand durch- Handgriffe 39 erleichtert wird. Darüber hinaus-"iäßt sich die Klebevorrichtung*' erforderlichenfalls leicht warten.

Arbeitsablauf beim Verkleben eines Kartons

F i g. 9 zeigt die Hauptstufen, welche mit Klebstoff behandelte Endkappen eines Kartons während eines besonderen Verklebevorgangs durchlaufen. Im allgemeinen bestehen diese Stufen darin, daß die Klappen benachbart einem Austritt eines erhitzten Mediums geführt werden, das erhitzte Medium gleichmäßig zum Austreten auf diese gebracht wird, um den Klebstoff klebrig zu machen, und die Klappen zusammengedrückt werden, um sie dichtend und haftend miteinander zu verbinden.

Wie aus F i g. 9 a ersichtlich ist, weist ein teilweise geformter Karton C. -eins äußere Pappehülle / mit Endklappen von ungleicher Breite und ein inneres Futter L auf, das an der Innenseite der Hülle befestigt isL_iVie ersichtlich, ist der Karton für diesen Zw_ecjc^Eeigneten Bearbeitungsvorgängen unterzogen worden, um das zu verklebende Ende vollständig zu öffnen. Ausgewählte Inrienflächenteile der Endklappen des Futters sind innen mit einem wärmeempfindlichen oder warmschmelzenden Klebstoff, wie Polyäthylen, behandelt worden. Obwohl sich Polyäthylen für viele Verklebungsarbeiten als geeignet erwiesen hat, ist zu erwähnen, daß für andere Anwendungsfälle auch andere geeignete warmschmelzende Klebstoffe, wie Standard-Wachs, verwendet werden können. Die Ausfluchtung des Kartons geschieht benachbart dem Austritt des erhitzten Mediums. Sodann werden die Kartonklappen zusammengepreßt, wie in Fig. 9b dargestellt, worauf das erhitzte Medium, vorzugsweise Heißluft, die auf einer Temperatur zwischen etwa 260 und 540° C für einen Polyäthylenklebstoff gehalten wird, auf die Klappen zum Austreten gebracht wird. Während dieser Periode wird die "breiteste Klappe der Hülle/ im wesentlichen in einer Ebene der Kartonausfluchtung gehalten. Die Heißluft wird gegen die Innenflächen des äußeren Klappenteils L₁ des Futters L so zum Austreten gebracht, daß dieser um einen bestimmten Betrag ausgespreizt wird, wie in F i g. 4 und 9 c dargestellt. Wie sich am besten auf F i g. 9 c ergibt, wird der Klappenteil L₁ so angeordnet, daß er sich an der schmälsten Endklappe der Hülle/ unverbunden vorbei erstreckt, um diese Maßnahme zu erleichtern.

Die ausgetretene Luft hat ferner die Aufgabe, den wannschmelzenden Klebstoff, der auf mindestens einem der Klappenteile L₁ und L₂ vorgesehen ist, klebrig zu machen. Die Klappen werden dann zusammengedrückt und einem bestimmten Schließbzw. Klebedruck durch die Rollen 22 und 23 ausgesetzt. Wie erwähnt, kann der bestimmte Druck: durch die Feder 33 aufrechterhalten werden. j

Infolge der erreichten, außerordentlich raschen; Klebewirkung wird die Kartonherstellungszeit da-; durch nicht beschränkt, wie dies bei vielen her-! kömmlichen Verfahren und Maschinen der Fall istJ Bei praktisch ausgeführten Vorrichtungen konnten: mehr als 200 Kanons in der Minute fertiggestellt werden. Gegebenenfalls kann jedoch die Geschwin-! digkeit noch dadurch erhöht werden, daß der Klebstoff rasch abgekühlt wird, z.B. mit Hilfe der in: Fig. 9 dargestellten Strahldüse 38. - . j

Ferner ist zu erwähnen, daß, da die Wärme dem. Klebstoff unmittelbar und nicht mittelbar über äußere; Teile des Kartons zugeführt wird, die Kartonpappedicke, die Abmessungen, die Dichte usw. keine kritischen veränderlichen Größen darstellen, die in Verbindung mit einem besonderen Klebevorgang sorg-! fältig berücksichtigt werden müssen. Ferner besteht,; da der Klebstoff klebrig gemacht werden kann, d. h.: seine Klebetemperatur fast augenblicklich und gleichmäßig erhält, praktisch keine Gefahr, daß die Pappe überhitzt oder versengt wird. In praktischen Anwendungsfällen wurde in der Tat festgestellt, daß die Pappe eine wesentliche Wärmemenge vom Klebstoff aufnimmt, wodurch die zum Abbinden des teilweise oder vollständig geschmolzenen Klebstoffs erforderliche Zeit herabgesetzt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verschließen von prismatischen Verpackungsbehältern, die giebelförmig einfaltbare Verschlußenden und an der, Innenseite mit einem thermoplastischen -Kleber versehene Verschlußklappen aufweisen, mit einer! längs des Förderwegs der Verpackungsbehälter, den vorgefalteten Verschlußenden benachbart, angeordneten Lochplatte einer Heißgasabgabevorrichtung, deren Gasaustrittskanäle auf die Innenseiten der Verschlußklappen gerichtet sind, sowie mit einer Einrichtung zum Zusammenpressen der erwärmten Verschlußklappen, gekennzeichnet durch einen von einem ersten Wandteil (20) und einer Schiene (19) gebildeten Führungsschlitz für die Kante der einen Verschlußklappe und einen zweiten Wandteil (20) zur Führung dar Außenseite der anderen Verschlußklappe, im Bereich der Heißgasabgabevor-^: richtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (20) direkt an der Heißgasabgabevorrichtung befestigt sind.¹

3. Vorrichiun2 nach einem der vorhergehen-j den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 1 Führungsschiene (19) für die Innenseite der

einen Verschlußklappe an der Gäs-Auslaßseite der gelochten Platte (17) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittskanäle (18) benachbart zur Führungsschiene (19) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen