Heizvorrichtung an einer Verpackungsmaschine zum Beheizen von mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Siegelungsflächen an zu verschliessenden Behältern
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung an einer Verpackungsmaschine, welche insbesondere für die Beheizung bestimmter Stellen an zu verschliessenden Behältern geeignet ist, die ganz oder teilweise aus mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichtetem Karton bestehen.
Bei der Anwendung automatischer Verpackungs- maschinen ist es allgemein üblich, Behälter zu verwenden, die aus einem gefalzten Papier- oder Kartonzuschnitt bestehen und ganz oder teilweise mit einem durch Hitzeeinwirkung und Druck verformbaren Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, beschichtet sind. Die praktische Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass es sehr schwierig ist, eine einwandfreie Verbindung der oberen Verschlussstreifen oder -felder derartiger Behälter mit den bisher in üblichen Verpackungsmaschinen verwendeten Heizeinrichtungen zu erzielen.
Diese Heizeinrichtungen zum Aufschmelzen der Siegelungsmasse an den Verschlussstreifen oder -feldern gehen nämlich einfach über die zu verschliessenden Behälter hinweg und heizen hierbei wahllos den ganzen oberen Behälterteil in der Weise auf, dass in den meisten Fällen die gesamte, thermoplastische Kunststoffbeschichtung aufgeschmolzen wird und die Verschluss streifen oder -felder vollständig untereinander verbunden werden. Ein derartiger, fester Verschluss des Behälters ist zwar vor seinem Anbruch erwünscht, ergibt jedoch in den meisten Fällen eingerissene und ausgefranste Kanten und Ränder, insbesondere an einem vorgesehenen Ausgiessstutzen, wenn diese Behälter angebrochen werden.
Hierdurch ist aber ein einwandfreies Ausgiessen eines flüssigen B ehälterinhaltes nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher in erster Linie die Schaffung einer Heizvorrichtung an einer Verpackungsmaschine, welche Behälter aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Karton verarbeiten, wobei eine Aufheizung nur an vorbestimmten Verschlussstreifen oder -feldern erfolgt und ein Zusammenhaften von nicht dem Verschluss dienen- den Streifen oder Feldern verhindert wird.
Eine derartige Heizvorrichtung ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine an dem Rahmen der Verpackungsmaschine beweglich befestigte und an einer Heissluftquelle angeschlossene Heizeinrichtung, welche in eine untere und eine obere Arbeitsstellung schwenkbar ist.
Diese Bewegung der Heizeinrichtung erfolgt vorzugsweise durch einen mittels einer Nocke betätigten Schwenkhebel, welcher die Heizeinrichtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitsstellung bewegt, sowie durch einen an dem anderen Hebelarm angreifenden Druckluftzylinder, welcher den Schwenkhebel ausser Eingriff mit der Nocke und in eine obere Ruhestellung bringen kann.
Durch diese Anordnung tritt die Heizeinrichtung in der unteren Arbeitsstellung in den oberen Teil der zu verschliessenden Behälter ein, wobei gleichzeitig aus der Heizeinrichtung ein Heislsluftstrom unter Über- druck austritt. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem wesentlich geringeren Druck des Heissluftstromes zu arbeiten, als es bei den bisher bekannten Heizeinrichtungen erforderlich war.
Darüber hinaus ist es möglich, die erfindungsgemässe Heizvorrichtung sowohl bei Verpackungsmaschi- nen mit kontinuierlicher als auch mit schrittweiser Zuführung der zu verschliessenden Behälter anzuwenden.
Die erfindungsgemässe Heizeinrichtung besteht vorzugsweise aus mindestens einem Heizkopf, welcher mit mehreren Austrittsöffnungen zum Richten des Heissluftstrahles auf die bestimmten, vorgesehenen Siegelungsflächen des zu verschliessenden Behälters versehen ist. Hierbei ist eine Mehrzahl von Austrittsdüsen vorgesehen, von denen jeweils mehrere ihren Heissluftstrahl auf eine vorbestimmte Siegelungsfläche richten.
Diese Heizköpfe, deren konstruktive Ausbildung nachfolgend noch beschrieben wird, werden in der unteren Arbeitsstellung eine zum Aufschmelzen der Siegelungsmasse ausreichende Zeit lang gehalten und dann wieder angehoben, wonach der Behälter einer Verschlusseinrichtung zugeführt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, wobei zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer automatischen Verpackungsmaschine, welche mit der erfindungsgemässen Heizvorrichtung ausgestattet ist;
Fig. 2 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 nach Fig. 1;
Fig. 3 eine teilweise Vorderansicht der erfindungsgemässen Heizvorrichtung entlang der Linie 3-3 nach Fig. 2;
Fig. 4 eine teilweise Draufsicht auf die Heizvorrichtung entlang der Linie F4 nach Fig. 2;
Fig. 5 eine Ansicht von unten des ersten Heizkopfes entlang der Linie 5-5 nach Fig. 3; Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linie 6-6 nach Fig. 5;
Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 nach Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile 8-8 nach Fig. 7;
Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 9 in Fig. 5;
Fig. 10 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 9 in einer abgewandelten Ausführungsform;
Fig. 11 eine vergrösserte Ansicht von unten des letzten Heizkopfes entlang der Linie II-II nach Fig. 3;
Fig. 12 einen Längsschnitt entlang der Linie 12-12 nach Fig.
II;
Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Line 13-13 nach Fig. 12;
Fig. 14 die Innenansicht eines mit thermoplastischem Kunststoff beschichteten Kartonzuschnittes zur Bildung eines Behälters, wie er einer Verpackungsmaschine mit der erfindungsgemässen Heizvorrichtung zugeführt wird, und
Fig. 15 die perspektivische Darstellung eines Behälters aus mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Karton nach Fig. 14, wobei die einzelnen Ver schlussstreifen und -felder dargestellt sind, von denen nur ganz bestimmte durch die erfindungsgemässe Heizvorrichtung aufgeheizt werden.
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine Verpackungsmaschine mit schrittweiser Verarbeitung der zu verschliessenden Behälter, wobei die erfindungsgemäs-se Heizvorrichtung jedoch in gleicher Weise auch für Verpackungsmaschinen mit kontinuierlicher Arbeitsweise verwendet werden kann.
Die ip Fig. 1 in perspektivischer Darstellung wiedergegebene Verpackungsmaschine ist im einzelnen in dem USA-Patent 3 002 328 beschrieben.
Die erfindungsgemässe Heizvorrichtung für eine derartige Verpackungsmaschine ist in den Fig. 1, 2 und 3 allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Behälter, welche in der Verpackungsmaschine nach Fig. 1 gefaltet, gefüllt und geschlossen werden, zeigt die Fig. 15. Diese Behälter sind allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Dieser Behälter 11 ist mit einem geeigneten, thermoplastischen Kunststoffüberzug versehen, beispielsweise mit Polyäthylen. Wie in Fig. 15 zu erkennen ist, ist der Behälter rohrförmig mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet und mit einem in geeigneter Weise gefalteten Boden 12 versehen.-An dem den späteren Verschluss des Behälters bildenden Oberteil 13 des Behälters ist ein Ausgiessstutzen 14 zum Ausgiessen des Behälterinhaltes vorgesehen.
Behälter nach der in Fig. 15 dargestellten Art werden im allgemeinen aus einem entsprechenden Kartonzuschnitt gebildet. Ein derartiger Kartonzuschnitt ist in Fig. i4 dargestellt, wobei dieser in eine Mehrzahl von Feldern aufgeteilt ist, welche die Seitenwände und die Verschlussteile des Behälters bilden. Die Grenzlinien der einzelnen Felder können hierbei vorgefalzt sein.
Die Seitenwände des Behälters werden hierbei durch vier Felder 15 gebildet, die nach dem Falten des Kartonzuschnittes durch die Seitenlasche 16 zusammengehalten werden. Der Boden 12 des Behälters wird aus verschiedenen rechtwinkligen und dreieckigen Feldern 17 bis 24 gebildet. Der obere Verschlussteil 13 des Behälters besteht ebenfalls aus einer Mehrzahl rechtekkiger und dreieckiger Felder 25 bis 44. Die vorgepressten Linien, welche als spätere Falzlinien dienen, können zu gleicher Zeit angebracht werden, wenn der Kartonzuschnitt aus einer entsprechenden Platte herausgestanzt oder ausgeschnitten wird.
Der obere Verschlussteil 13 des Behälters wird aus zwei dachförmigen Teilen gebildet, welche nach dem Verschliessen des Behälters schräg nach oben gerichtet sind und zwischen denen sich zwei Dreieckstücke 26 und 36 befinden. Der eine dachförmige Teil besteht aus den Feldern 30 und 31 und der andere aus den Feldern 40 und 41. Beiderseits der Dreieckstücke 26 und 36 schliessen sich die zurückgefalteten Dreieckstücke 25 und 27 bzw. 35 und 37 an. Hierbei kann das Dreieckstück 36 zusammen mit den beiden angrenzenden Dreieckstücken 35 und 37 als ausstülpbarer Ausgiessstutzen 14 ausgebildet sein, nachdem der Behälter geschlossen ist. Die Verschlussteile 25, 26 und 27 sind an ihren oberen Enden mit zwei Streifen 28 und 29 versehen.
In gleicher Weise besitzen die Verschlussteile 35, 36 und 37 an ihrem oberen Rand die beiden Verschlussstreifen 38 und 39. Die äusseren Verschlussteile 30, 31, 40 und 41 sind an ihrer Oberkante mit den äusseren Verschlussstreifen 32, 33, 42 und 43 versehen. Hiervon ist über den Streifen 32 und 33 der Siegelungsstreifen 34 und oberhalb der Streifen 42 und 43 der Siegelungsstreifen 44 angeordnet.
Die in Fig. 1 dargestellte Verpackungsmaschine enthält eine Stapelvorrichtung für die Behälterzuschnitte sowie eine Falteinrichtung, wo diese Kartonzuschnitte zu den Behältern geformt werden. Hierbei werden gleichzeitig durch eine Reihe von Arbeitsvorgängen die Bodenteile der Behälter gebildet. Hierauf gelangen diese Behälter zu der Fülleinrichtung, worauf die gefüllten Behälter dann einer Verschlusseinrichtung zugeführt werden, wo der Behälteroberteil geschlossen und versiegelt wird.
Die erfindungsgemässe Heizungsvorrichtung ist hierbei vor der Verschlusseinrichtung angeordnet, um bestimmte innere und äussere Siegelungsflächen mittels Heissluft auf eine Temperatur aufzuheizen, welche ausreicht, den thermoplastischen Kunststoffüberzug an diesen Stellen zu erweichen. Die Heizvorrichtung ge mäss vorliegender Erfindung berührt bei diesem Aufheizungsvorgang nicht die Verschlussteile des Behälters. Wie später noch im einzelnen beschrieben wird, bestehen die Siegelungsflächen bei den zu verschlies senden Behältern aus den Innenseiten der Streifen 34 und 44 und den Aussenseiten der Streifen 28, 29, 38 und 39.
Die Aufheizung dieser ganz bestimmten und begrenzten Siegelungsflächen erfolgt hierbei auf eine Temperatur, die ausreicht, den Polyäthylenüberzug in einen plastischen Zustand für den nachfolgenden Verschliessvorgang überzuführen. Dieser plastische Zustand wird bei einer Temperatur zwischen 107 und 1200 C erreicht. Dementsprechend müssen die Siegelungsflächen über 1200 C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten werden, um den plastischen Zustand des Kunststoffüberzuges so lange beizubehalten, bis die Verschlussteile mittels einer kalten, metallischen Presse zusainmengepresst werden, wie sie ebenfalls in dem bereits erwähnten USA-Patent 3 002 328 beschrieben ist.
Diese Presse kühlt die Siegelungsflächen des Behälters unter 107 C ab, wodurch eine einwandfreie Verbindung der zu versiegelnden Flächen des Behälterverschlusses erzielt wird.
Die in den Fig. 1-4 dargestellte Heizvorrichtung gemäss der Erfindung besteht aus einem Gehäuse 45 mit einer länglichen, rohrförmigen Form in horizontaler Anordnung, welches oberhalb einer üblichen Fördervorrichtung für die Behälter liegt. Dieses Gehäuse 45 der Heizeinrichtung ist auf seiner Unterseite mit einer Mehrzahl von Öffnungen 46 versehen, an denen eine entsprechende Anzahl von Heizköpfen sitzt, die allgemein mit 47, 48, 49 und 50 bezeichnet sind. Dieses Gehäuse 45 ist auf seiner Unterseite vorn mit einem Längsflansch 51 und hinten mit einem Längsflansch 52 versehen. Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, ist der erste Heizkopf 47 ebenfalls mit zwei Längsflanschen 53 und 54 auf seiner Oberseite ausgestattet, womit dieser mittels einer Mehrzahl von Bolzen 55 an den Flanschen 51 und 52 des Gehäuses 45 befestigt ist.
Die anderen Heizköpfe 48, 49 und 50 sind in gleicher Weise ausgebildet und an dem Gehäuse 45 befestigt, wobei die entsprechenden Bezugszeichen mit dem Zusatz a, b und c versehen sind. Der konstruktive Aufbau und die Wirkungsweise der Heizköpfe 47 bis 50 werden nachstehend noch im einzelnen beschrieben.
In der Fig. 3 ist dargestellt, wie auf der Vorderseite des Gehäuses 45 ein Thermometer 56 angeordnet ist.
An seiner Rückseite ist das Gehäuse 45 mit einem weiteren Flansch 58 versehen, welcher den Eintritt 57 für die Heissluft bildet (Fig. 2). Dieser Flansch 58 ist lösbar mit einem Flansch 59 einer Heissluftleitung 60 verbunden, und zwar mittels einer Mehrzahl von Bolzen 61. Diese Heissiuftzuleitung 60 besitzt die Form eines langen Rohres, welches an seinem hinteren Ende mittels eines Kugelgelenkes 63 mit dem vorderen Ende eines Rohrstückes 62 verbunden ist. Das rückwertige Ende dieses Rohrstückes 62 sitzt fest an der Innenseite einer vertikalen Montageplatte 64. Die Verbindung des Rohrstückes 62 mit der Montageplatte 64 kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Schweissen, erfolgen. Die vertikale Montageplatte 64 sitzt ihrerseits abnehmbar an dem oberen, vertikalen Schenkel 65 eines Winkelträgers.
Dieser Winkelträger besteht ausr serdem aus einem horizontalen Steg 66 und einem unteren vertikalen Schenkel 67. Dieser untere vertikale Schenkel 67 ist mittels Bolzen 68 an einem vertikalen Rahmenteil 69 der Verpackungsmaschine befestigt.
Wie in den Fig. 2 und 4 zu erkennen ist, ist die Montageplatte 64 mit einem Durchgang 70 und der vertikale Trägerschenkel 65 mit einem entsprechenden, konzentrischen Durchgang 71 versehen, welche ihrerseits konzentrisch zu dem Rohrstück 62 angeordnet sind und mit diesem in unmittelbarer Verbindung stehen. Ausserhalb des vertikalen Trägerschenkels 65 ist in geeigneter Weise eine beliebige Heissluftquelle 72 vorgesehen. Diese Heissluftquelle 72 kann aus einer geeigneten Einrichtung bestehen, welche einen Heissluftstrom mit einem Druck von etwa 1-1,5 atm. durch die Durchgänge 70 und 71 in das Rohrstück 62 liefert.
Dieser Druck des Heissluftstromes sinkt bei seiner Leitung in das Gehäuse 45 und die Heizköpfe 47, 48, 49 und 50 bis auf etwa 1/10 des Eingangwertes ab. Das Rohrstück 62 ist ferner mit einem luftdichten, flexiblen Metallrohr 73 umgeben. Das vordere Ende dieses Rohres 73 ist an dem rückwertigen Ende der Heissluftleitung 60 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweissen, befestigt. Das rückwertige Ende dieses Rohres 73 ist in gleicher Weise mit der Vorderseite der Montageplatte 64 fest verbunden, die ihrerseits mittels Bolzen 64 an dem vertikalen Trägerschenkel 65 befestigt ist.
Ein wesentliches Merkmal der erfindun, gsgemässen Heizvorrichtung ist, dass diese für eine vorbestimmte Zeitdauer in ! den oberen Teil der zu U verschliessenden Behälter eingeführt und anschliessend wieder aus den Behältern heraus bewegt werden kann. Diese Einwärtsund Auswärtsbewegung der Heizeinrichtung kann hierbei gekoppelt werden mit einer Vorwärtsbewegung der zu verschliessenden Behälter bei einer kontinuierlich arbeitenden Verpackungsmaschine sowie auch bei einer solchen Maschine, welche die zu verschliessenden Behälter schrittweise vorwärts bewegt.
Bei der dargestellten Ausführungsform für die praktische Argwen- dung der erfindungsgemässen Heizvorrichtung handelt es sich um eine Verpackungsmaschine mit schrittweisem Vorschub der zu verschliessenden Behälter, wobei die Heizvorrichtung in den oberen Teil der Behälter eingeführt wird, wenn diese sich vorübergehend in Ruhe befinden, und d heraus bewegt wird, bevor die Behälter um eine entsprechende Strecke weiterrücken.
Hierbei kann die Einwärts- und Auswärtsbewegung der Heizvorrichtung in geeigneter Weise mit der Fördervorrichtung der Verpackungsmaschine gekoppelt werden.
Die Heizeinrichtung 45 ist ausserdem so ausgebildet, dass sie aus dem Behälteroberteil heraus bewegt wird, sobald die Verpackungsmaschine angehalten wird, um eine übermässige Erhitzung des Behältermaterials zu verhindern.
In den Fig. 2 und 4 ist dargestellt, wie die Heissluftleitung 60 schwenkbar auf der Welle 75 gelagert ist, die ihrerseits in den Lagern 76 sitzt. Hierzu ist die Heissluftleitung 60 mit zwei horizontalen Flanschen 78 und 79 versehen, die mittels Bolzen 77 an den Lagerteilen 76 befestigt sind.
Diese Welle 75 ist an ihren beiden Enden nach aussen verlängert und ruht hiermit in zwei Lagern 80 und 81, die an zwei Trägerarmen 82 und 83 angeordnet sind. Diese Trägerarme 82 und 83 sind ihrerseits mit nach aussen gerichteten Flanschen 84 und 85 versehen, womit sie mittels Bolzen 86 an einem Rahmenflansch 87 befestigt sind. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist dieser Rahmenflansch 87 an dem Maschinenrahmen 69 angearbeitet. Das Lager 76 der Welle 75 befindet sich am rückwärtigen Ende der Heissluftleitung 60 ge genüber dem Gehäuse 45. Die beiden Trägerarme 82 und 83 können untereinander durch eine horizontale Platte 88 verbunden sein, womit sie fest auf dem Rah menflansch 87 aufliegen.
Fig. 2, 3 und 4 lassen ferner einen Hebel 89 erken nen, welcher dazu dient, die Heissluftleitung 60 und das Gehäuse 65 um die Welle 75 nach oben und unten zu schwenken. Das obere Ende dieses Hebels 89 steht in drehfester Verbindung mit dem Lagerteil 76, während das nach unten gerichtete Ende mit einer Gabel 90 versehen ist. In dieser Gabel 90 ist eine Rolle 91 angeordnet, die um eine Achse 92 drehbar ist.
In den Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, wie diese Rolle 91 auf einer Nocke 93 abrollt, die im wesentlichen aus dem Nockenkörper 94 besteht. Dieser Nockenkörper 94 sitzt drehfest auf der Hauptantriebswelle 95 der Verpackungsmaschine und ist hier mittels eines Keiles 96 festgekeilt. Der Aussenumfang dieser Nocke 93 ist mit einer ersten Rollfläche 97 für die Rolle 91 versehen, die sich über etwa 135 zwischen den Stellen 98 und 99 erstreckt. Die restliche Aussenfläche der Nocke 93 wird von einer zweiten, höher liegenden Rollfläche 100 für die Rolle 91 gebildet, die sich zwischen den
Stellen 99 und 98 des Umfanges der Nocke 93 erstreckt.
Wie in der Darstellung nach Fig. 2 angegeben ist, dreht sich die Nocke 93 entgegen dem Uhrzeigersinn mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Hauptantriebswelle der Verpackungsmaschine. Sobald hierbei die Rolle 91 auf der Rollfläche 97 abrollt, wird das Gehäuse 45 der Heizvorrichtung nach unten in die untere Arbeitsstellung geschwenkt, wobei gleichzeitig einer der Heizköpfe in den oberen Teil des Behälters 11 eintritt, der sich unter diesem Heizkopf befindet, und hierbei die vorstehend beschriebenen Siegelungsflächen aufheizt. Bei Weiterdrehung der Hauptantriebswelle 95 der Verpackungsmaschine dreht sich gleichzeitig die Nocke 93, wobei die Rolle 91 auf die höher liegende Rollfläche 100 gelangt.
Hierdurch wird das Gehäuse 45 nach oben in die mit gestrichelten Linien in der Fig. 2 dargestellte Stellung angehoben, wobei das Gehäuse aus dem Behälter geführt wird, welcher dann anschliessend weiter befördert wird. Die untere Arbeitsstellung des Gehäuses 45, wobei der Heizvorgang erfolgt, ist in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellt, während die obere Arbeitsstellung, wobei keine Heizung erfolgt, durch gestrichelte Linien angedeutet und mit der Bezugsziffer 150 bezeichnet ist. In der Fig. 2 ist ferner in ausgezogenen Linien die Stellung des Hebels 89 dargestellt, welche dieser einnimmt, wenn das Gehäuse 45 während des Heizvorganges nach unten bewegt ist.
Das Bezugszeichen 151 bezeichnet hierbei die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung des Hebels 89, wenn das Gehäuse 45 nach oben in die obere Arbeitsstellung 150 vor oder nach dem Heizvorgang geführt ist.
Selbstverständlich besteht hierbei ein geringes Spiel zwischen dem Kugelgelenk 63 und der Heissluftleitung 60, um die notwendige Schwenkbewegung der Heissluftleitung 60 in dem Kugelgelenk 63 zuzulassen.
Sobald die Verpackungsmaschine angehalten wird, kann das Gehäuse 45 nach oben in eine obere Ruhestellung geschwenkt werden, wie sie in Fig. 2 mit ebenfalls gestrichelten Linien dargestellt und mit der Bezugsziffer 152 bezeichnet ist. Auf diese Weise wird die Heizsorrichtung ausreichend von den Behältern entfernt, um eine übermässige Erhitzung zu verhindern.
Diese Schwenkbewegung des Gehäuses 45 in die obere Ruhestellung erfolgt durch eine geeignete, nicht dargestellte Schalteinrichtung an der Maschine.
Die Einrichtung für das Anheben des Gehäuses 45 in die obere Ruhestellung, sobald die Maschine angehalten wird, besteht aus einem Hebelarm 101, an dessen freiem Ende eine Gabel mittels eines Bolzens 103 angelenkt ist. Diese Gabel 102 ist ihrerseits am oberen Ende der Kolbenstange 104 eines Druckluftzylinders 105 befestigt. Dieser Druckluftzylinder 105 wird hierbei durch die erwähnte Schalteinrichtung an der Maschine gesteuert. Das untere Ende des Druckluftzylinx ders 105 ist mit Zapfen 106 ausgestattet, die drehbar in vertikalen Trägern 107 und 108 gelagert sind. Diese Träger 107 und 108 sitzen an einer Platte 109, welche mittels Bolzen 110 an dem Maschinenrahmen 69 befestigt ist.
Der Hebelarm ist an seinem vorderen Ende mit einem Lager 111 versehen, womit er drehbar auf einem Ende der Welle 75 sitzt. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist das eine Ende der Welle 75 mit einem verbreiterten Kopf 114 versehen. Diese Welle 75 wird gehalten mittels des Bolzens 113, welcher in das andere Ende der Welle durch die Scheibe 112 geschraubt ist.
In den Fig. 2 und 3 ist dargestellt, wie der Hebelarm 101 mit einer vertikalen, nach unten gerichteten Verlängerung 115 versehen ist, an welcher ein sich horizontal seitwärts erstreckender Arm 116 angearbeitet ist. Dieser horizontale Arm 116 erstreckt sich seitwärts bis zu dem die Heissluftleitung 60 tragenden Lagerteil 76 und ist hier fest mit einer Verlängerung 117 dieses Lagerteiles 76 verbunden. Diese Verbindung zwischen der Verlängerung 117 und dem Seitenarm 116 erfolgt mittels einer Schraube 147.
In der Arbeitsstellung der Heizvorrichtung hält der Druckluftzylinder 105 die Kolbenstange 104 in der in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung, wobei der Helbelarm 101 nach oben geschwenkt und die Rolle 91 auf den Nockenflächen 97 und 100 abrollen kann. Sobald die Verpackungsmaschine angehalten wird, wird die Pressluft in dem Zylinder 105 umgekehrt und die Gabel des Hebelarmes 101 bewegt sich hierbei in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 118, wobei gleichzeitig der Hebelarm 89 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 153 geschwenkt und die Rolle 91 von der Nocke 93 abgehoben wird. Ebenfalls gleichzeitig hiermit wird das Gehäuse 45 nach oben über die Behälter in die obere Ruhestellung 152 geschwenkt, um eine weitere Einwirkung von Heissluft auf die Behälter zu verhindern.
Der erste Heizkopf 47 ist in seinen Einzelheiten in den Fig. 5-9 dargestellt. Dieser Heizkopf 47 besteht aus einem oberen Stauraum 119 für die zugeführte Heissluft, welcher sich in Längsrichtung erstreckt und von dlen vertikalen Längswänden 120 und 121 und den vertikalen Querwänden 122 und 123 begrenzt wird.
Die Seitenwände 120 und 121 des Heizkopfes sind mit einer Mehrzahl von nach unten und aussen gerichteten Austrittsöffnungen 124 und 125 für die Heissluft versehen. Wie in der Fig. 5 zu erkennen ist, sind beim Absenken des Heizkopfes 47 in den oberen Teil des Behälters 11 die Heissluftdüsen 124 und 125 in unmittelbarer Nähe und in Höhe der inneren Siegelungsflächen 34 und 44 des Behälters angeordnet.
Wie in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, weist der Heizkopf 47 ferner zwei untere, einander gegenüber liegende Stauräume 126 und 127 auf, die mit dem dar über liegenden Stauraum 119 in Verbindung stehen.
Diese unteren Stauräume 126 und 127 sind ihrerseits mit nach innen gerichteten, gewinkelten Seitenwänden 128 und 129 versehen, welche ebenfalls mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen 130 und 131 für die Heissluft ausgestattet sind. Diese besonders gestalteten Innenwände 128 und 129 des Heizkopfes liegen bei abgesenktem Heizkopf den Aussenseiten der inneren Versiegelungsflächen 28 und 29 sowie 38 und 39 gegenüber, sobald dieser Heizkopf 47 in den oberen Teil des Behälters 11 eingeführt ist. Der untere Stauraum 126 wird ferner von der Bodenfläche 132 und den Seitenwänden 133 und 134 und der untere Stauraum 127 in gleicher Weise von der Bodenfläche 135 und den beiden Seitenwänden 136 und 137 begrenzt. Die neben diesem. Heizkopf 47 ferner angeordneten weiteren Heizköpfe 48 und 49 sind in gleicher Weise ausgebildet wie der Heizkopf 47.
Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Heizkopfes 148, wobei die Heissluftdüsen 130 ersetzt worden sind durch Schlitze 149 an jeder Seite der gewinkelten Seitenwand 128 des Heizkopfes. Es ist auch möglich, die anderen Austrittsdüsen 124, 125 und 131 in Form von Schlitzen 149 auszubilden. Diese Schlitze 149 lassen dann in gleicher Weise die Heiss luft auf die Versiegelungsflächen des zu verschliessenden Behälters austreten. Die übrige Ausbildung des Heizkopfes 48 ist die gleiche wie bei dem Heizkopf 47, wobei die gleichen Teile mit dem gleichen Bezugszeichen und dem Zusatz d versehen sind.
Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen Einzelheiten des hinteren oder letzten Heizkopfes 50, womit Heissluft gleichmässig auf den vollständigen Oberteil des zu verschliessenden Behälters geblasen wird. Die Anordnung dieses Heizkopfes 50 hat den Zweck, eine vorzeitige Abkühlung der erwärmten Versiegelungsflächen zu verhindern, wenn der Behälter von der Verschliessein, richtung durch die Einwirkung der beiden Schliessbakken 146 verschlossen wird.
Wie in der Fig. 11 zu erkennen ist, besteht der Heizkopf 50 aus einem Stauraum 138 für die Heissluft, welcher aus den vertikalen Seitenwänden 139 und 140 und den vertikalen Querwänden 141 und 142 gebildet wird. Dieser Stauraum 138 ist nach unten mit einer geneigten Bodenfläche 143 verschlossen deren Neigung in Richtung des letzten Heizkopfes 49 ansteigt. In dieser Bodenfläche 143 ist eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 144 und 145 für die Heissluft vorgesehen, wobei diese Austrittsöffnungen in Form eines V angeordnet sind, dessen Scheitel nach der entgegengesetzten Seite des letzten Heizkopfes 49 gerichtet ist. Dieser letzte Heizkopf 49 ist zweckmässigerweise stets möglichst nahe der Verschliesseinrichtung der Verpackungsmaschine angeordnet, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.
Die dargestellte Ausführungsform der erfindungsge mässen Heizvorrichtung ist t mit drei Heizköpfen ausge- stattet, es ist jedoch auch möglich, nur einen Heizkopf oder auch mehr als drei Heizköpfe in Kombination mit dem letzten Heizkopf 50 zu verwenden. Bei der dargestellten Ausführnngsform werden ferner die drei Heizköpfe 47, 48 und 49 gleichzeitig in die oberen Teile von drei Behältern 11 eingeführt, nachdem die Fördereinrichtung der Verpackungsmaschine diese Behälter in die richtige Ausrichtung gegenüber diesen Heizköpfen gebracht hat. Bei der Verwendung von mehr als einem Heizkopf ist es selbstverständlich möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine zu erhöhen und dadurch die Produktionskapazität zu vergrössern.
In Fig. 5 ist schematisch eingezeichnet, wie jeder der Heizköpfe 47, 48 und 49 nach unten in die Bereiche der Siegelungsflächen 34, 44, 28, 29, 38 und 39 des Behälters 11 abgesenkt wird und in welcher Stellung sich die Teile hierbei befinden.
Die zugeführte Heissluft wird innerhalb des Gehäuses 45 auf etwa 4500 C gehalten, so dass sie ausreichend heiss ist, wenn sie aus den Austrittsdüsen der Heizköpfe austritt, um den thermoplastischen Überzug der Siegelungsflächen ausreichend zu erweichen oder zu schmelzen. Wie bereits erwähnt, besteht keine unmittelbahre Berührung zwischen den Siegelungsflächen des Behälters und den Heizköpfen, sondern es ist hierbei ein Zwischenraum von etwa 3 mm vorgesehen. Es wurde ebenfalls schon erwähnt, dass der Druck der austretenden Heissluft gegenüber dem Eintrittsdruck von der Heissluftquelle auf etwa 1/10 herabgesetzt ist.
Sollte der Austrittsdruck der Heissluft unterhalb dieses Bereiches liegen, können die Heizköpfe ohne weiteres und ohne nachteilige Auswirkung auf den Behälter näher als 3 mm an die Siegelungsflächen herangeführt werden.
Die Verweilzeit der Heizköpfe in den Behälteroberteilen beträgt etwa eine halbe Sekunde und es wurde gefunden, dass die Oberflächentemperatur an den Siegelungsflächen innerhalb dieses kurzen Zeitraumes auf einen We
Heating device on a packaging machine for heating sealing surfaces coated with thermoplastic material on containers to be closed
The invention relates to a heating device on a packaging machine, which is particularly suitable for heating certain points on containers to be closed which consist entirely or partially of cardboard coated with a thermoplastic material.
When using automatic packaging machines, it is generally customary to use containers which consist of a folded paper or cardboard blank and are coated wholly or partially with a plastic that can be deformed by the action of heat and pressure, for example polyethylene. However, practical experience has shown that it is very difficult to achieve a perfect connection of the upper closure strips or fields of such containers with the heating devices previously used in conventional packaging machines.
These heating devices for melting the sealing compound on the closure strips or fields simply go over the container to be closed and randomly heat the entire upper container part in such a way that in most cases the entire thermoplastic plastic coating is melted and the closure strips or fields are completely interconnected. Such a firm closure of the container is desirable before it is opened, but in most cases results in torn and frayed edges and rims, in particular on a pouring spout provided when these containers are opened.
As a result, however, it is not possible to properly pour out the contents of a liquid container.
The object of the present invention is therefore primarily to create a heating device on a packaging machine which processes containers made of cardboard coated with thermoplastic plastic, with heating only taking place on predetermined closure strips or fields and strips or strips that do not serve for closure sticking together Fields is prevented.
According to the invention, such a heating device is characterized by a heating device which is movably attached to the frame of the packaging machine and connected to a hot air source and which can be pivoted into a lower and an upper working position.
This movement of the heating device is preferably carried out by a pivot lever operated by means of a cam, which moves the heating device between the lower and the upper working position, as well as by a compressed air cylinder engaging the other lever arm, which brings the pivot lever out of engagement with the cam and into an upper rest position can.
As a result of this arrangement, the heating device enters the upper part of the container to be closed in the lower working position, with a hot air stream emerging from the heating device at the same time under excess pressure. In this way it is possible to work with a significantly lower pressure of the hot air flow than was necessary with the previously known heating devices.
In addition, it is possible to use the heating device according to the invention both in packaging machines with continuous as well as with step-by-step supply of the containers to be sealed.
The heating device according to the invention preferably consists of at least one heating head which is provided with several outlet openings for directing the jet of hot air onto the specific sealing surfaces provided for the container to be closed. A plurality of outlet nozzles are provided, several of which direct their hot air jet onto a predetermined sealing surface.
These heating heads, the structural design of which will be described below, are held in the lower working position for a time sufficient to melt the sealing compound and then raised again, after which the container is fed to a closure device.
Further details and advantages emerge from the following description of an exemplary embodiment of the subject matter of the invention in connection with the accompanying drawings, in which:
1 shows the perspective view of an automatic packaging machine which is equipped with the heating device according to the invention;
Fig. 2 is a partial sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1;
3 shows a partial front view of the heating device according to the invention along the line 3-3 according to FIG. 2;
FIG. 4 shows a partial plan view of the heating device along the line F4 according to FIG. 2;
Figure 5 is a bottom view of the first heating head taken along line 5-5 of Figure 3; Fig. 6 is a longitudinal section along the line 6-6 of Fig. 5;
Figure 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of Figure 6;
Fig. 8 is a side view in the direction of arrows 8-8 of Fig. 7;
Fig. 9 is a view in the direction of arrow 9 in Fig. 5;
FIG. 10 shows a representation similar to FIG. 9 in a modified embodiment;
11 is an enlarged view from below of the last heating head along the line II-II according to FIG. 3;
FIG. 12 shows a longitudinal section along the line 12-12 according to FIG.
II;
Figure 13 is a cross-section along line 13-13 of Figure 12;
14 shows the interior view of a cardboard blank coated with thermoplastic synthetic material for the formation of a container as it is fed to a packaging machine with the heating device according to the invention, and
15 shows the perspective view of a container made of cardboard coated with thermoplastic material according to FIG. 14, the individual closing strips and fields being shown, of which only very specific ones are heated by the heating device according to the invention.
The embodiment shown in the drawings relates to a packaging machine with step-by-step processing of the containers to be sealed, but the heating device according to the invention can also be used in the same way for packaging machines with continuous operation.
The packaging machine shown in perspective in FIG. 1 is described in detail in US Pat. No. 3,002,328.
The heating device according to the invention for such a packaging machine is generally designated with the reference numeral 10 in FIGS. 1, 2 and 3. The containers which are folded, filled and closed in the packaging machine according to FIG. 1 are shown in FIG. 15. These containers are generally designated by the reference numeral 11. This container 11 is provided with a suitable thermoplastic plastic coating, for example with polyethylene. As can be seen in FIG. 15, the container is tubular with a rectangular cross-section and provided with a suitably folded base 12. On the upper part 13 of the container, which will later form the closure of the container, a pouring spout 14 is provided for pouring out the contents of the container .
Containers of the type shown in Figure 15 are generally formed from an appropriate cardboard blank. Such a carton blank is shown in FIG. 14, this being divided into a plurality of fields which form the side walls and the closure parts of the container. The border lines of the individual fields can be pre-folded.
The side walls of the container are formed by four fields 15 which are held together by the side flap 16 after the cardboard blank has been folded. The bottom 12 of the container is formed from various right-angled and triangular fields 17 to 24. The upper closure part 13 of the container also consists of a plurality of rectangular and triangular fields 25 to 44. The pre-pressed lines, which later serve as folding lines, can be applied at the same time when the cardboard blank is punched or cut out of a corresponding plate.
The upper closure part 13 of the container is formed from two roof-shaped parts which, after the container has been closed, are directed obliquely upwards and between which there are two triangular pieces 26 and 36. One roof-shaped part consists of the fields 30 and 31 and the other of the fields 40 and 41. On both sides of the triangular pieces 26 and 36, the folded back triangular pieces 25 and 27 or 35 and 37 follow. Here, the triangular piece 36, together with the two adjoining triangular pieces 35 and 37, can be designed as a spout 14 that can be turned out after the container is closed. The closure parts 25, 26 and 27 are provided with two strips 28 and 29 at their upper ends.
In the same way, the closure parts 35, 36 and 37 have the two closure strips 38 and 39 on their upper edge. The outer closure parts 30, 31, 40 and 41 are provided with the outer closure strips 32, 33, 42 and 43 on their upper edge. Of these, the sealing strip 34 is arranged above the strips 32 and 33 and the sealing strip 44 is arranged above the strips 42 and 43.
The packaging machine shown in Fig. 1 contains a stacking device for the container blanks and a folding device where these cardboard blanks are formed into the containers. The bottom parts of the containers are formed simultaneously through a series of operations. These containers then arrive at the filling device, whereupon the filled containers are then fed to a closure device, where the upper part of the container is closed and sealed.
The heating device according to the invention is arranged in front of the closure device in order to heat certain inner and outer sealing surfaces by means of hot air to a temperature which is sufficient to soften the thermoplastic plastic coating at these points. The heating device according to the present invention does not touch the closure parts of the container during this heating process. As will be described in detail later, the sealing surfaces in the containers to be closed consist of the inside of the strips 34 and 44 and the outside of the strips 28, 29, 38 and 39.
The heating of these very specific and limited sealing surfaces takes place here to a temperature which is sufficient to convert the polyethylene coating into a plastic state for the subsequent closing process. This plastic state is reached at a temperature between 107 and 1200 C. Accordingly, the sealing surfaces must be heated to over 1200 C and kept at this temperature in order to maintain the plastic state of the plastic coating until the closure parts are pressed together by means of a cold, metallic press, as is also described in the aforementioned US patent 3 002 328 is described.
This press cools the sealing surfaces of the container to below 107 C, whereby a perfect connection of the surfaces of the container closure to be sealed is achieved.
The heating device according to the invention shown in FIGS. 1-4 consists of a housing 45 with an elongated, tubular shape in a horizontal arrangement, which is above a conventional conveyor device for the containers. This housing 45 of the heating device is provided on its underside with a plurality of openings 46 on which a corresponding number of heating heads, which are generally designated 47, 48, 49 and 50, are seated. This housing 45 is provided on its underside with a longitudinal flange 51 at the front and with a longitudinal flange 52 at the rear. As can be seen in FIGS. 2 and 3, the first heating head 47 is also equipped with two longitudinal flanges 53 and 54 on its upper side, with which it is fastened to the flanges 51 and 52 of the housing 45 by means of a plurality of bolts 55.
The other heating heads 48, 49 and 50 are designed in the same way and attached to the housing 45, the corresponding reference numerals being provided with the suffix a, b and c. The structural design and the mode of operation of the heating heads 47 to 50 are described in detail below.
3 shows how a thermometer 56 is arranged on the front side of the housing 45.
On its rear side, the housing 45 is provided with a further flange 58 which forms the inlet 57 for the hot air (FIG. 2). This flange 58 is detachably connected to a flange 59 of a hot air line 60 by means of a plurality of bolts 61. This hot air line 60 is in the form of a long tube, which at its rear end is connected to the front end of a pipe section 62 by means of a ball joint 63 is. The rear end of this pipe section 62 is firmly seated on the inside of a vertical mounting plate 64. The connection of the pipe section 62 to the mounting plate 64 can be made in any way, for example by welding. The vertical mounting plate 64 for its part is removably seated on the upper, vertical leg 65 of an angle bracket.
This angle support also consists of a horizontal web 66 and a lower vertical leg 67. This lower vertical leg 67 is attached to a vertical frame part 69 of the packaging machine by means of bolts 68.
As can be seen in FIGS. 2 and 4, the mounting plate 64 is provided with a passage 70 and the vertical support leg 65 with a corresponding, concentric passage 71, which in turn are arranged concentrically with the pipe section 62 and are in direct connection therewith . Any hot air source 72 is provided outside of the vertical support leg 65 in a suitable manner. This hot air source 72 can consist of a suitable device which generates a stream of hot air at a pressure of about 1-1.5 atm. through the passages 70 and 71 into the pipe section 62.
This pressure of the hot air flow drops when it is conducted into the housing 45 and the heating heads 47, 48, 49 and 50 to about 1/10 of the input value. The pipe section 62 is also surrounded by an airtight, flexible metal pipe 73. The front end of this tube 73 is fastened to the rear end of the hot air line 60 in a suitable manner, for example by welding. The rear end of this tube 73 is firmly connected in the same way to the front of the mounting plate 64, which in turn is attached to the vertical support leg 65 by means of bolts 64.
An essential feature of the heating device according to the invention is that it is operated for a predetermined period of time! the upper part of the container to be closed can be introduced and then moved out of the container again. This inward and outward movement of the heating device can be coupled with a forward movement of the container to be closed in a continuously operating packaging machine as well as in such a machine which moves the container to be closed forward step by step.
The embodiment shown for the practical use of the heating device according to the invention is a packaging machine with step-by-step advancement of the containers to be sealed, the heating device being introduced into the upper part of the container when they are temporarily at rest, and d out is moved before the containers move a corresponding distance.
Here, the inward and outward movement of the heating device can be coupled in a suitable manner with the conveying device of the packaging machine.
The heating device 45 is also designed such that it is moved out of the upper part of the container as soon as the packaging machine is stopped in order to prevent excessive heating of the container material.
2 and 4 show how the hot air line 60 is pivotably mounted on the shaft 75, which in turn is seated in the bearings 76. For this purpose, the hot air line 60 is provided with two horizontal flanges 78 and 79 which are fastened to the bearing parts 76 by means of bolts 77.
This shaft 75 is extended outward at both ends and thus rests in two bearings 80 and 81 which are arranged on two support arms 82 and 83. These support arms 82 and 83 are in turn provided with outwardly directed flanges 84 and 85, with which they are fastened to a frame flange 87 by means of bolts 86. As can be seen in FIG. 2, this frame flange 87 is attached to the machine frame 69. The bearing 76 of the shaft 75 is located at the rear end of the hot air line 60 ge compared to the housing 45. The two support arms 82 and 83 can be connected to one another by a horizontal plate 88, so that they rest firmly on the frame 87 flange.
Fig. 2, 3 and 4 can also recognize a lever 89 NEN, which serves to pivot the hot air line 60 and the housing 65 about the shaft 75 up and down. The upper end of this lever 89 is in a rotationally fixed connection with the bearing part 76, while the downwardly directed end is provided with a fork 90. A roller 91, which can be rotated about an axis 92, is arranged in this fork 90.
In FIGS. 2 and 3 it can be seen how this roller 91 rolls on a cam 93 which consists essentially of the cam body 94. This cam body 94 is seated in a rotationally fixed manner on the main drive shaft 95 of the packaging machine and is wedged here by means of a wedge 96. The outer circumference of this cam 93 is provided with a first rolling surface 97 for the roller 91, which extends over approximately 135 between the points 98 and 99. The remaining outer surface of the cam 93 is formed by a second, higher lying rolling surface 100 for the roller 91, which is located between the
Places 99 and 98 of the circumference of the cam 93 extends.
As indicated in the illustration of Fig. 2, the cam 93 rotates counterclockwise at the same speed as the main drive shaft of the packaging machine. As soon as the roller 91 rolls on the rolling surface 97, the housing 45 of the heating device is pivoted down into the lower working position, at the same time one of the heating heads entering the upper part of the container 11, which is located under this heating head, and here the one above heats up sealing surfaces described. When the main drive shaft 95 of the packaging machine continues to rotate, the cam 93 rotates at the same time, the roller 91 reaching the higher-lying rolling surface 100.
As a result, the housing 45 is lifted upwards into the position shown with dashed lines in FIG. 2, the housing being guided out of the container, which is then transported further. The lower working position of the housing 45, with the heating process taking place, is shown in solid lines in FIG. 2, while the upper working position, with no heating taking place, is indicated by dashed lines and denoted by the reference number 150. In FIG. 2, the position of the lever 89 is also shown in solid lines, which it assumes when the housing 45 is moved downward during the heating process.
The reference numeral 151 denotes the position of the lever 89 shown in dashed lines when the housing 45 is guided upwards into the upper working position 150 before or after the heating process.
Of course, there is a slight play between the ball joint 63 and the hot air line 60 in order to allow the necessary pivoting movement of the hot air line 60 in the ball joint 63.
As soon as the packaging machine is stopped, the housing 45 can be pivoted upwards into an upper rest position, as shown in FIG. 2 with dashed lines and denoted by reference numeral 152. In this way, the heating device is sufficiently removed from the containers to prevent excessive heating.
This pivoting movement of the housing 45 into the upper rest position takes place by means of a suitable switching device, not shown, on the machine.
The device for lifting the housing 45 into the upper rest position as soon as the machine is stopped consists of a lever arm 101, at the free end of which a fork is articulated by means of a bolt 103. This fork 102 is in turn attached to the upper end of the piston rod 104 of a compressed air cylinder 105. This compressed air cylinder 105 is controlled by the mentioned switching device on the machine. The lower end of the compressed air cylinder 105 is equipped with pins 106 which are rotatably mounted in vertical supports 107 and 108. These carriers 107 and 108 sit on a plate 109 which is fastened to the machine frame 69 by means of bolts 110.
The lever arm is provided at its front end with a bearing 111, with which it is rotatably seated on one end of the shaft 75. As can be seen in FIG. 4, one end of the shaft 75 is provided with a widened head 114. This shaft 75 is held by means of the bolt 113 which is screwed into the other end of the shaft through the washer 112.
In FIGS. 2 and 3 it is shown how the lever arm 101 is provided with a vertical, downwardly directed extension 115 on which an arm 116 extending horizontally sideways is attached. This horizontal arm 116 extends sideways as far as the bearing part 76 carrying the hot air line 60 and is here firmly connected to an extension 117 of this bearing part 76. This connection between the extension 117 and the side arm 116 takes place by means of a screw 147.
In the working position of the heating device, the compressed air cylinder 105 holds the piston rod 104 in the position shown in solid lines in FIG. 2, the lever arm 101 being pivoted upwards and the roller 91 being able to roll on the cam surfaces 97 and 100. As soon as the packaging machine is stopped, the compressed air in the cylinder 105 is reversed and the fork of the lever arm 101 moves into the position 118 shown in dashed lines, while at the same time the lever arm 89 is pivoted into the position 153 shown in dashed lines and the roller 91 is lifted off the cam 93. At the same time, the housing 45 is pivoted upwards over the container into the upper rest position 152 in order to prevent further action of hot air on the container.
The first heating head 47 is shown in detail in FIGS. 5-9. This heating head 47 consists of an upper storage space 119 for the supplied hot air, which extends in the longitudinal direction and is delimited by the vertical longitudinal walls 120 and 121 and the vertical transverse walls 122 and 123.
The side walls 120 and 121 of the heating head are provided with a plurality of downwardly and outwardly directed outlet openings 124 and 125 for the hot air. As can be seen in FIG. 5, when the heating head 47 is lowered into the upper part of the container 11, the hot air nozzles 124 and 125 are arranged in the immediate vicinity and at the level of the inner sealing surfaces 34 and 44 of the container.
As can be seen in FIGS. 5 and 6, the heating head 47 also has two lower, opposite storage spaces 126 and 127, which are connected to the storage space 119 located above.
These lower storage spaces 126 and 127 are in turn provided with inwardly directed, angled side walls 128 and 129, which are also equipped with a plurality of outlet openings 130 and 131 for the hot air. When the heating head is lowered, these specially designed inner walls 128 and 129 of the heating head lie opposite the outer sides of the inner sealing surfaces 28 and 29 as well as 38 and 39 as soon as this heating head 47 is inserted into the upper part of the container 11. The lower storage space 126 is further delimited by the bottom surface 132 and the side walls 133 and 134 and the lower storage space 127 in the same way by the bottom surface 135 and the two side walls 136 and 137. The one next to this. Further heating heads 48 and 49 also arranged on the heating head 47 are designed in the same way as the heating head 47.
Fig. 10 shows a modified embodiment of a heating head 148, wherein the hot air nozzles 130 have been replaced by slots 149 on each side of the angled side wall 128 of the heating head. It is also possible to design the other outlet nozzles 124, 125 and 131 in the form of slots 149. These slots 149 then allow the hot air to escape in the same way onto the sealing surfaces of the container to be closed. The rest of the design of the heating head 48 is the same as in the heating head 47, the same parts being provided with the same reference numerals and the addition d.
11, 12 and 13 show details of the rear or last heating head 50, with which hot air is blown evenly onto the complete upper part of the container to be closed. The arrangement of this heating head 50 has the purpose of preventing the heated sealing surfaces from cooling down prematurely when the container is closed by the closing device through the action of the two closing jaws 146.
As can be seen in FIG. 11, the heating head 50 consists of a storage space 138 for the hot air, which is formed from the vertical side walls 139 and 140 and the vertical transverse walls 141 and 142. This storage space 138 is closed at the bottom with an inclined floor surface 143, the inclination of which increases in the direction of the last heating head 49. A plurality of outlet openings 144 and 145 for the hot air are provided in this bottom surface 143, these outlet openings being arranged in the form of a V, the apex of which is directed towards the opposite side of the last heating head 49. This last heating head 49 is expediently always arranged as close as possible to the closing device of the packaging machine, as shown in FIGS. 3 and 4.
The illustrated embodiment of the heating device according to the invention is equipped with three heating heads, but it is also possible to use only one heating head or even more than three heating heads in combination with the last heating head 50. In the embodiment shown, the three heating heads 47, 48 and 49 are also inserted simultaneously into the upper parts of three containers 11 after the conveyor of the packaging machine has brought these containers into the correct alignment with respect to these heating heads. When using more than one heating head, it is of course possible to increase the operating speed of the machine and thereby increase the production capacity.
5 shows schematically how each of the heating heads 47, 48 and 49 is lowered down into the areas of the sealing surfaces 34, 44, 28, 29, 38 and 39 of the container 11 and in which position the parts are.
The supplied hot air is kept at about 4500 C within the housing 45 so that it is sufficiently hot when it emerges from the outlet nozzles of the heating heads to sufficiently soften or melt the thermoplastic coating of the sealing surfaces. As already mentioned, there is no direct contact between the sealing surfaces of the container and the heating heads, but a gap of about 3 mm is provided. It has also already been mentioned that the pressure of the exiting hot air is reduced to about 1/10 compared to the entry pressure from the hot air source.
If the outlet pressure of the hot air is below this range, the heating heads can easily be brought closer than 3 mm to the sealing surfaces without any adverse effect on the container.
The dwell time of the heating heads in the upper parts of the container is about half a second and it has been found that the surface temperature on the sealing surfaces has decreased to a minimum within this short period of time