NO342726B1 - Støpeenhet for forming av direktesprøytestøpte lukkinger - Google Patents

Abstract

En formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin er konfigurert til å forme en lukking (S) direkte på en kartong (C). Maskinen inkluderer en kartongoppreisningsstasjon for å motta og reise opp en kartong og en direkte sprøytestøpingsstasjon. Sprøytestøpingsstasjonen har et innvendig formverktøy (38) for mottak av kartongen (C), og et utvendig formverktøysett (42a, 42b). Det innvendige verktøyet (38) og det utvendige verktøysettet (42a, 42b) er konfigurert til å oppta og sikre en del av kartongen (C) derimellom og definere et formhulrom (54) med delen av kartongen (C) anbragt deri. Det utvendige formverktøysettet (42a, 42b) definerer en åpning for opptak av et polymerinjeksjonssystem for å sprøyte polymer inn i formhulrommet (54). En lukking (S) blir direkte fonnet på plass på kartongen (C), og hvor polymeren innkapsler den innvendige periferiske kanten av kartongåpningen som er anbragt i formhulrommet (54). Emballeringsmaskinen inkluderer også en fyllestasjon for fylling av kartongen (C) og en forseglingsstasjon for å danne en forsegling på kartongen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en støpeenhet for støping av lukkinger på beholdere. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en støpeenhet for direktesprøytestøping av en lukking på en pappbeholder. Konsumenter har kommet til det å gjenkjenne og oppskatte gjenforseglbare lukkinger for beholdere for å lagre for eksempel flytende matvarer og lignende. Disse gjenforseglbare lukkingene tillater enkel adkomst til produktet samtidig som det tilveiebringes evne til å gjenforsegle beholderen for å forlenge levetiden og ferskheten til produktet. Typisk blir beholderne eller kartongene dannet fra en kompositt av pappmateriale med en eller flere polymerbelegg eller- lag for å etablere en væskeugjennomtrengelig konstruksjon.

I tidligere kjente beholdere med slike lukkinger blir lukkingene, som blir dannet i en separat prosess som transportert til emballeringsprosessen, konvensjonelt festet til beholderne som en del av den totale formings-, fylle- og forseglingsoperasjonen. Typisk blir lukkingene festet til en delvis oppreist kartong før fylling av kartongen med produkt. En kjent fremgangsmåte for festing av lukkingen av kartongen benytter en ultralydsveiseprosess. I denne prosessen blir kartongen delvis oppreist og lukkingen blir bragt i kontakt med kartongen, slik at den ligger over en åpning i kartongen. Deretter blir en ambolt plassert mot kartongmaterialet og et ultralydhorn blir bragt i kontakt med en flens hos lukkingen. Ultralydhornet blir aktuert, som ultralydsveiser flensen til kartongmaterialet.

En annen fremgangsmåte for festing av lukkinger til kartonger benytter en induksjonsoppvarmingsprosess. I denne prosessen blir, igjen, en ambolt plassert på kartongsmateriale og et induksjonsforseglingshode blir bragt i kontakt med flensen. En strøm blir indusert i induksjonsforseglingshodet som, igjen, fører til sveising av flensen til kartongen.

I nok en annen fremgangsmåte for innkorporering av slike lukkinger på pappkartonger blir et sveiseverktøy lukket over kartongen (med et åpent område rundt hvilket lukkingen blir dannet). Verktøy inkluderer indre og ytre verktøypartier som blir posisjonert ved de innvendige og utvendige områder av kartongen respektivt.

Et slikt arrangement er beskrevet i Lees et al., US-patent nr. 6467238 og 6536187, hvilke patenter er inkorporert heri som referanse. I Lees et al.- patentet danner innvendige og utvendige verktøy de indre og ytre overflater av formhulrommet. Det innvendige verktøyet er stasjonært og er stivt montert til en spindel for understøttelse av kartongen under formingsprosessen. Det innvendige verktøy inkluderer videre en boring for opptak av en innløpsbøssing (eller injeksjon av plasten) og en port gjennom hvilken den flytende plasten strømmer inn i hulrommet.

Et par utvendige verktøy komprimerer kartongen mot det innvendige verktøyet. De utvendige verktøyene er montert til en pressmekanisme for å tilveiebringe to-retningsbevegelse av de utvendige verktøy. En bevegelsesretning er mot og vekk fra det innvendige verktøy og den andre bevegelsesretning beveger de utvendige verktøyhalvdeler mot og vekk fra hverandre. Når de utvendige verktøy blir presset mot hverandre og presset mot det innvendige verktøy danner verktøyene samlet sett formhulrommet i hvilket polymeren blir injisert.

Selv om dette arrangementet fungerer godt har det blitt funnet ut at det er ganske tungvint og krever en konfigurasjon, i vinkler, av deler for innsetting i kartongens indre for innføring av den smeltede plasten (på kartonginnsiden) for injeksjon inn i støpeformen. Det har også blitt funnet ut at med det innvendig-injiserte arrangementet må kartongen beveges i en retning som er vinkelrett på overflaten på hvilken lukkingen blir støpt. Dette har en tendens til å redusere kartonghåndteringspåliteligheten. Videre har det blitt observert at dette kan begrense størrelsen og typen eller konfigurasjonen av lukkingen som kan bli støpt på kartongen. Som sådan, sett alene, er en slik systemkonfigurasjon ganske akseptabel. Imidlertid, ved at lukkingsformingsprosessen og systemet må bli integrert i en total formings-, fylle- og forseglingsprosess og - maskin, påvirker injeksjonsformingssystemet i hvilket plast blir innført i formen fra innsiden av kartongen negativt hele systemintegrasjonen og kartong/lukkings-sluttproduktet.

Følgelig finnes det et behov for et formingssystem for direkte forming av direkte gjenforseglbare lukkinger på kartonger. Et slikt system inkluderer et plastinjeksjonssted som er på utvendig område av kartongen. Fortrinnsvis er et slikt system konfigurert for integrasjon i eksisterende formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskinsystemer.

I et foretrukket direkte sprøytestøpingsstasjon for bruk på en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin for forming, fylling og forsegling av en kartong som har et innvendig kartongområde, hvilken sprøytestøpingsstasjon er konfigurert til å forme en lukking på en forhåndsbestemt del av kartongen i en åpning i kartongen, idet lukkingen innkapsler en indre periferisk kant som definerer åpningen, hvilken sprøytestøpingsstasjon innbefatter et innvendig formingsverktøy og et utvendig formingsverktøysett, hvilket innvendige formverktøy er mottatt i det innvendige kartongområde, og utvendige formingsverktøysettet ligger over et ytre parti av kartongen. Det utvendige verktøysettet utformet med første og andre deler konfigurert for å beveges mot, og kontakte hverandre i en lukket posisjon og vekk fra hverandre i en åpen posisjon, det innvendige formverktøyet og det utvendige formverktøysettet er konfigurert for å oppta og sikre en del av kartongen derimellom og definere et formhulrom med delen av kartongen anordnet deri og den indre periferiske kanten til kartongåpningen anordnet i formhulrommet, idet det utvendige formverktøysettet, når i lukket posisjonen, definerer en åpning inn i formhulrommet, hvilken direkte sprøytestøpingsstasjon videre inkluderer et polymerinjeksjonssystem mottatt i den utvendige formverktøysettåpningen utenfor det indre kartongområdet. Injeksjonssystem er avpasset for å sprøyte polymer inn i formhulrommet, idet en lukking blir direkte støpt på plass på kartongen, idet polymeren innkapsler den periferiske kanten til kartongåpningen anordnet inne i formhulrommet og en klemsammenstilling som kan kontakte det utvendige verktøysettet for å bibeholde de utvendige verktøysettdelene i kontakt med hverandre under forming av lukkingen.

Andre trekk og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse, de medfølgende tegninger og de vedlagte krav.

Fordelene med oppfinnelsen vil enklere fremgå for fagmannen innen område etter gjennomgang av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin og et kartongmagasin/oppreisningsinnretning med en lukkingsformingsinnretning (formingsenhet) i henhold til den foreliggende oppfinnelse anbragt mellom magasinet og emballeringsmaskinen, og som videre illustrerer en tilknyttet kartongoverføringsenhet posisjonert over formingsenheten; Fig. 2 er et perspektivriss av formingsenheten og overføringsenheten, hvor formingsenheten er posisjonert på en vogn i en ramme (som understøtter overføringsenheten), hvor rammen og formingsenhetsvognen er posisjonert mellom magasinet og emballeringsmaskinen; Fig. 3 er et perspektivriss av formingsenheten understøttet på vognen i rammen; Fig. 4 er et sideperspektivriss av formingsenheten vist fjernet fra vognen og rammen for enkel illustrasjon; Fig. 5 er et sideperspektivriss av formingsenheten vist fra den motsatte siden i forhold til fig. 4, og som, som i fig. 4, er vist fjernet fra vognen og rammen for enkel illustrasjon; Fig. 6 er et perspektivriss av formingsenheten som viser en av formingsstasj onene og illustrerer en kartong når den er innsatt i formingsenhetsspindelen, idet formingsenheten er vist med de utvendige verktøy separert; Fig. 7 er et perspektivriss av kartongen innsatt på spindelen og de utvendige verktøy lukket for forming av lukkingen; Fig. 8 er et toppriss som viser det innvendige verktøyet beveget fremover til kontakt med de utvendige verktøy og de utvendige verktøy lukket; Fig. 9 er et toppriss som viser det innvendige verktøyet beveget bakover (for lasting av kartongen på, eller fjerning av kartongen fra spindelen) og med den utvendige verktøyklemmen frakoblet fra de utvendige verktøy; Fig. 10 er et toppriss av formingsenheten som viser de utvendige verktøy i den lukkede posisjon og som viser klemmen i den tilkoblede posisjonen; Fig. 11 er et toppriss av formingsenheten som viser de utvendige verktøy i den lukkede posisjon, men med klemmen i den frakoblede posisjonen; Fig. 12 er et delsnittriss av formingskomponentene som viser nålen posisjonert i innløpsbøssingen og innløpsbøssingen posisjonert i det innvendige formingsverktøyet; Fig. 13 er et forstørret delriss som viser det innvendige verktøyet i kontakt med et av de utvendige verktøypartier; Fig. 14A er et perspektivriss av de utvendige verktøy i kontakt med hverandre; Fig. 14B er et perspektivriss av det innvendige verktøy for bruk med de utvendige verktøy i fig. 14A; Fig. 15 og 16 viser alternative utførelsesformer av det innvendige verktøy; Fig. 17 er en skjematisk illustrasjon av formingsverktøyene i kontakt med hverandre for å danne formingshulrommet;

Fig. 18 viser et eksempel på en lukking støpt til en kartong (delvis vist); og

Fig. 19 viser en del av et eksempel på en kartong som har et enkelt, sentralt sentreringshakk for bruk til den foreliggende formingsenhet.

Fordi den foreliggende oppfinnelse kan utføres i ulike former er det i tegningene vist, og vil heretter bli beskrevet, en for tiden foretrukket utførelses form med den forståelse at den foreliggende fremleggelse skal betraktes som en eksemplifisering av oppfinnelsen og ikke har til hensikt å begrense oppfinnelsen til den spesifikke utførelsesformen som er vist.

I den foreliggende fremleggelse skal ordene "en" , "ei" eller "et" anses som å inkludere både entall og flertall. Følgelig skal all henvisning til flere enheter inkludere en enhet når dette passer.

Ved nå å henvise til figurene, og spesielt til fig. 1, er det vist et eksempel på en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin 10 med en formingsenhet 12 i henhold til den foreliggende oppfinnelse innsatt mellom en kartongmagasin/oppreisningsenhet 14 og en kartongbunnforseglingsstasjonmaskin-dreieskive 16. En overføringsenhet 18 er anordnet over formingsenheten 12.

Overføringsenheten 18 og formingsenheten 12 er montert i en overføringsenhetsramme 20 (med formingsenheten 12 montert til en vogn 22 som befinner seg inne i rammen 20) som er anordnet mellom magasinet/oppreisningsenheten 14 og formings- og fylle- og forseglingsmaskinen 10. Et eksempel på en formings-, fylle- og forseglingsmaskin 10 kan være slik som den fremlagt i Katsumata, US-patent nr. 6012267, hvilket patent er innkorporert her som referanse.

En kartong C blir overført fra kartongmagasinet-oppreisningsinnretnnigen 14, og blir levert til formingsenheten 12 ved hjelp av overføringsenheten 18. Etter forming av lukkingen S blir kartongen C fjernet fra formingsenheten 12, og blir overført, igjen ved hjelp av overføringsenheten 18, til kartongspindlene 24 på maskindreieskiven 16 for bunnforming av forsegling. Overføringsenheten 18 er beskrevet i US-patentsøknad med serienummer 10/763893 (Breidenbach et al.), hvilken søknad er innkorporert heri som referanse.

Det ble funnet ut at selv om formingsinnretningen beskrevet i de tidligere nevnte Lees et al.-patenter fungerer godt, må kartongen beveges i en retning som er vinkelrett på retningen (planet) til kartongoverflaten på hvilken lukkingen blir formet. Dette har en tendens til å redusere kartonghåndteringspåliteligheten. Videre har det blitt funnet ut at dette kan begrense størrelsen og typen eller konfigurasjonen til lukkingen som kan bli støpt på kartongen.

Slik det fremgår i fig. 1, inkluderer en formingsenhet 12 i henhold til den foreliggende oppfinnelse en ramme 26 og bærer et antall spindler 28 på hvilke kartonger C er plassert for formink av lukkingene S. Den viste formingsenheten 12 inkluderer fire formingsstasjoner 30, som hver har en spindel 28, på hvilke kartonger C blir lastet for samtidig lukkings S forming. Det vil forstås at antallet stasjoner 30 kan variere avhengig av det ønskede arrangementet.

Stasjonen 30 er montert til rammen 26. Stasjonen 30 inkluderer et polymerinjeksjonssystem 32 med en nål 34, og en innløpsbøssing 36, som beskrevet i tidligere nevnte Lees et al. patent. Stasjonen 30 inkluderer videre et innvendig verktøy eller form 38, spindelen 28 og en spindelhette 40 montert til spindelen 28. Det innvendige verktøyet 38 er montert til spindelen 28 for innføring inn i kartongen C (for eksempel for posisjonering av kartongen C på spindelen 28 over verktøyet 38) for lukking S forming. Stasjonen 30 inkluderer også et utvendig verktøy eller form 42 som er utformet av overensstemmende (mating) utvendig verktøypartier 42a,b (eller halvdeler) som overensstemmer med hverandre og med det innvendige verktøyet 38 (med kartongen C mellom de innvendige og utvendige verktøy 38,42.

Rammen 26 er tilveiebragt for struktur og for montering av systemkomponentene. Rammen 26 understøtter spindlene 28 på hvilke kartongene C befinner seg for forming. Spindelen 28 er montert til rammen 26 ved hjelp av et vekselvirkende element 44, slik som den viste hydrauliske sylinderen. En akselsammenstilling 46 er montert til rammen 26, forløpende parallelt med sylinder- 44 forlengelsen, for å sikre rett, jevn bevegelse av spindelen 28. For dette "sklir" spindelen 28 langs akselsammenstillingen 46. Styreruller (ikke vist) er operativt montert til rammen 26 for kontakt med spindelen 28 for å forhindre rotasjonsbevegelse av spindelen 28. Spindelen 28 blir beveget av sylinderen 44 mot og vekk fra en stiv fast chassieplate 50. Chassieplaten 50 er stivt montert til rammen 26. Trykket generert av sylinderen 44 holder spindelen 28 på plass under forming.

Det innvendige støpeverktøyet 38 er montert til spindelen 28, og det utvendige støpeverktøyet 42 er operativt og bevegelig montert til chassieplaten 50. Det innvendige formingsverktøyet 38 inkluderer et pluggparti 52 som definerer innsiden av lukkings S tuten. Motsatt definerer det utvendige verktøyet 42 yttergrensene av et hulrom 54 som definerer utsiden av lukkings S tuten. Når de innvendige og utvendige verktøy 38,42 blir bragt i overensstemmelse med hverandre, definerer de hulrommet 54 som rommelig definerer lukkingen S.

Polymerinjeksjonssystemet 32 er den delen av formingsenheten 12 som mottar polymeren (for eksempel i en fast form, slik som pellets), gjør polymeren flytende og transporterer (injiserer) den til lukkingsformingsverktøyene 38,42. Et tenkt polymerinjeksjonssystem kan være slik som det som er beskrevet i de ovennevnte Lees et al. patenter.

Ved igjen å henvise til fig. 6-9 beveges spindlene 28 langsgående mot og vekk fra de utvendige formingsverktøy 42 ved hjelp av virkningen til sylinderen 44. De utvendige verktøy 42 er delte verktøy, med andre ord at hvert av de utvendige verktøy 42 er dannet av første og andre verktøydeler 42a og 42b (eller halvdeler) som beveges mot og vekk fra hverandre. De utvendige verktøy 42 beveges sideveis eller på tvers av den retningen som spindelen 28 beveges i. Når de utvendige verktøydeler 42a,b adskilles og spindelen 28 beveges vekk fra de utvendige verktøy 42, er formen helt åpen.

Hver av de første utvendige verktøydeler 42a beveges ved hjelp av et enkelt drivelement, slik som den eksemplifiserte pneumatiske sylinder 56 og vekselvirkende drivstang 60 som er montert til hver av de første verktøydeler 42a, og hver av de andre verktøydeler 42b beveges ved hjelp av et enkelt drivelement, slik som den eksemplifiserte pneumatiske sylinder 58. Sylinder 56 stangen (ikke vist) er montert til rammen 26 og sylinderlegemet 56 er montert til en bøyle 57. Bøylen 57 er festet til et par drivstenger 60 (en er vist) som traverserer gjennom en side av rammen 26 og gjennom hver av de første og andre verktøydeler 42a og 42b, men er festet eller montert til bare de første verktøydelene 42a.

De andre verktøydeler 42b er montert til hverandre ved hjelp av en koblingsflens 62 som strekker seg fra hver av de andre verktøydeler 42b og er montert til de tilstøtende andre verktøydeler. De andre verktøydeler 42b er også drevet slik at sktuering av den andre sylinderen 58 beveger hver av de andre verktøydeler 42b. På denne måten beveges de første og andre verktøydeler 42a og 42b mellom de åpne og lukkede posisjoner på en koordinert måte.

I den åpne posisjonen er verktøydelene 42a,b separert fra hverandre. I den lukkede posisjonen er verktøydelene 42a,b tilkoblet hverandre for å danne ytterdelen av formingshulrommet. Fagmannen innen området vil erkjenne at det trykket som plasten blir injisert i formen med kan være ganske høyt, i størrelsesorden 6,895 x IO7 - 8,273 x IO<7>Pa (10000 til 12000 pund per kvadrattomme). Som sådan, for å bibeholde verktøydelene 42a,b i kontakt med hverandre for å definere formhulrommet 54, beveges en klemsammenstilling 64 (to tilknyttet hver av formsammenstillingene 30) langsgående til kontakt med de utvendige verktøy 42a,b for å anta at verktøyene 42 er festet sammen for å bibeholde formen lukket og hulrommet 54 definert eller avgrenset.

I tillegg, for å bibeholde de utvendige verktøydeler 42a,b i kontakt med hverandre og i flukt med chassieplaten 50 når klemmesammenstillingene 64 er aktuert, som vist i fig. 6-7, kontakter et par festetapper 65 låseflenser 67 på hvert av verktøyene 42a,b. Tappene 65 er fast montert til chassieplaten 50, og er således ganske stivt understøttet. Når verktøyene 42a,b beveges sammen, kontakter flensene 67 (som er stivt montert til de utvendige verktøydeler 42a,b) hoder 67 på tappene 65 og forhindrer verktøyene 42a,b fra å dras fremover (mot spindelen 28) og rotere vekk (fra spindelen 28).

Flenssammenstillingen 64 beveges langsgående inn mot formdelene 42a,b, for å

interferere med sidebevegelsen (åpningen) til delene 42a,b. I en foreliggende formenhet 12 inkluderer klemmen 64 et legeme 66 som beveges over og kontakter en låsestubb 68 som strekker seg fra hvert av verktøydelene 42a,42b. Legemet 66 beveges mot og vekk fra verktøydelene 42a,b, dvs. blir drevet, ved hjelp av aktuering av en drivinnretning 70,

slik som den viste pneumatiske sylinderen. Andre drivinnretninger, inkludert elektriske aktuatorer, pneumatiske aktuatorer og lignende forutsees også.

Med henvisning til figurene 12-14 definerer det innvendige verktøyet 38 (som inkluderer den utoverragende pluggen 52) og det utvendige verktøyet 42, når de er i inngrep med hverandre, hulrommet 54 som definerer lukkingen S (når plast blir injisert i hulrommet 54). Hvert av verktøyene 38,42 tjener også til å anta at det er riktig posisjonert i forhold til det andre slik at hulrommet 54 er av riktig størrelse for at plast kan fylle hulrommet 54. Dette forutsetter at dimensjonene til lukkingen S er som konstruert og at lukkingen S dannes skikkelig. Med hensyn til dette inkluderer verktøyene 38,42 en stoppervegg 72 som tjener til å adskille det innvendige verktøyet 38 fra det utvendige verktøyet 42 for riktig å definere rommet mellom verktøyene 38,42 (og således definere formhulrommet 54). På denne måte blir rommet eller spalten mellom verktøyene 38,42 (eller hulrommet 54), når verktøyene er lukket, en målt, justert avstand som er avhengig av avstanden du (se fig. 14A og 14B) som veggen 72 strekker seg fra verktøy 38 overflaten i forbindelse med dybden d78til den utvendige verktøyforsenkning 78.

Kontroll med avstanden mellom verktøyene 38,42 underletter kontroll med tykkelsen til lukkingen og spesielt tykkelsen til rivemembranen som blir (i denne lukkingen S) dannet som en del av lukkingen S. Det innvendige verktøyet 38 inkluderer også en fysisk kartongstoppeoverflate, som indikert med 73, for kontakt med kartongen C for å forhindre overinnføring når kartongen C blir beveget opp på spindelen 28 og når verktøyene 38,42 kontakter hverandre. Kartongstoppeoverflaten 73 tilveiebringer i det vesentlige for langsgående posisjonering av kartongen C, dvs. posisjonering langs lengden av spindelen 28 som indikert med pilen 74 i fig. 7, ved å stoppe innoverbevegelse av kartongen C. I en aktuell utførelsesform blir kartongstoppoverflaten 73 dannet som en del av stopperveggen 72, og integrerer således de to strukturer (og funksjoner) i et enkelt element. Overflaten 73 (som en del av veggen 72) strekker seg lengre ut fra overflaten 39 til verktøyet 38 enn pluggen 52 strekker seg ut fra overflaten 39 til verktøyet 38.

Verktøyene 38,42 inkluderer også et sentrerings- eller innrettingsfremspring 76.1 den viste utførelsesformen er innretningsfremspringet 76 også utformet med, eller som en del av, stopperveggen 72 og kartongstopperoverflaten 73. Sentreringsfremspringet 76 har en forhåndsbestemt, spesiell form slik at fremspringet 76 overensstemmer med en del 76' av kartongen C (se fig. 21) for riktig sideveis posisjonering av kartongen mellom formverktøyene 38,42. Med stopperoverflaten 73 og sentreringsfremspringet 76 blir således kartongen C riktig posisjonert mellom formverktøyene 38,42 ved å bevege kartongen C inn i rommet mellom inntil kartongen C stopper, og verktøyene 38,42 er riktig adskilt fra hverandre ved hjelp av stopperveggen 72.

I den viste utførelsesformen er stopperveggen 72, stopperoverflaten 73 og sentreringsfremspringet 76 anordnet på det innvendige verktøyet 38. Den utvendige verktøy 42 forsenkningen 78 mottar stopperveggen 72 og sentreringsfremspringet 76. Som kort forklart ovenfor, strekker, dimensjonelt, stopperveggen 72 seg utover en avstand eller lengde dj2(se fig. 14A og 14B), som adskiller de innvendige og utvendige verktøy 38,42 fra hverandre med en forhåndsbestemt mengde for å gi rom for kartong C materialtykkelsen uten å overkomprimere materialet eller å etterlate det "løst" i formen, mellom verktøyene 38,42. Selv om stopperveggen 72, stopperoverflaten 73 og innretningsfremspringet 76 er vist integrert i et enkelt strukturelt element i det foreliggende verktøysettet 38,42 vil fagmannen innen området erkjenne at disse integrerte elementene 72, 73 og 76 kan bli utformet som separate strukturelle og funksjonsmessige elementer. I tillegg, selv om stopperveggen 72, stopperoverflaten 73 og innretningsfremspringet 76 er vist ragende utover fra det innvendige verktøyet 38, og den samvirkende forsenkningen 78 er utformet i det utvendige verktøysettet 42a,b, vil fagmannen innen område erkjenne at de utragende elementer 72, 73 og 76 kan bli utformet på det utvendige verktøysettet 42a,b og det opptagende elementet eller forsenkningen 78 utformet i det innvendige verktøyet 38.

I en foreliggende utførelsesform er sentreringsfremspringet 76 utformet med en triangel-eller kileform og kartongen C har en lik utkuttet triangel- eller kileparti 76' slik at når kartongen C blir beveget mellom formverktøyene 38,42 kontakter sidene av utkuttingen 76' siden av fremspringet 76, og forflytter sideveis kartongen C, etter behov, for å posisjonere kartongen C i formenheten 12. Det vil forstås av fagmannen innen området at andre former, slik som halvsirkler 176 (fig. 15), avkortede pyramidiske former 276 (fig. 16) og lignende, så vel som flere eller andre former, for eksempel par med adskilte fremspring, kan bli benyttet, på samme måte som utkuttinger eller forsenkning(er) utformet i verktøyet, overensstemmende med en klaff eller et fremspring i kartongen, hvilke former og konfigurasjoner, så vel som andre former og konfigurasjoner, er innenfor omfanget og ånden av den foreliggende oppfinnelse. Det vil også forstås at de overensstemmende kartong C utkuttingene (eller fremspringene eller klaffene) vil bli benyttet med slike andre former og konfigurasjoner.

For å minimalisere avbøyningen av kartong C materialet når det er i formen og når plast blir sprøytet inn i formhulrommet 54, strekker papirkontrollribber 82 seg generelt radielt fra omkring basis av pluggen 52.1 en foreliggende utførelsesform er en grunn brønn eller kanal 84 utformet rundt basis av pluggen 52 i hvilken ribbene 82 er utformet. Ribbene 82 understøtter papiret for å forhindre lokal avbøyning av kartongen C. Ribbene 82 søker også å forbedre kontakten mellom den strømmende polymeren og kartongen (papir) materialet som forbedrer bindingen. Som vist i fig. 13 og 14B er en papirkompresjonsring 85 utformet på det utvendige verktøyet 42 for kontakt og komprimering av pappen mot det innvendige verktøyet 38, utenfor brønnen 84. Dette danner grensen til hvilken polymeren strømmer under lukking S forming. Fagmannen innen området vil forstå at (selv om det ikke er vist) kan papirkompresjonsringen alternativt være utformet på det innvendige verktøyet. Når de innvendige og utvendige verktøyene 38,42 er lukket og sikret er papirkompresjonsringen 85 ca 0,35 mm fra det innvendige verktøyet for å komprimere papiret til ca 0,35 mm fra ca 0,5 mm.

Slik det vil forstås av fagmannen innen området, er, i konvensjonelle lukkingspåføringsteknikker, kartongen C tilveiebragt med en forhåndsutstanset eller forhåndsformet åpning i hvilken lukkingen blir avpasset og deretter forseglet til kartongen. Kantene rundt dette området er ubelagt ved at åpningen blir dannet etter tilvirkning av kompositt- eller laminatstrukturen til kartongmaterialet.

Selv om det forstås at kartonger med slike forhåndsformede åpninger vil bli benyttet sammen med formingsenheten 12, erkjennes det også at ikke-forhåndsformet materiale også kan bli benyttet og at åpningen kan bli utformet som en del av, eller integrert med, direktesprøytestøpingsprosessen.

I operasjon roterer overføringsenheten 18 for å posisjonere kartongene C over formingsenheten 12. Kartongene C blir overført til fire formingsstasjonsspindler 28 samtidig. Kartongformingspanelet P (med andre ord panelet til kartongen C på hvilken lukkingen blir formet) blir beveget mellom den innvendige verktøypluggen 52 og det utvendige verktøyet 42. For å minimalisere mengden bevegelse som kreves i formingsenheten blir avstanden (rommet) mellom pluggen 52 og det utvendige verktøyet 42 bibeholdt relativt lite, omtrent 4,0 mm, eller 3,5 mm større enn tykkelsen til kartongpanelet P, når formingsenheten 12 er i den åpne posisjon.

Når kartongen C blir beveget opp på spindelen 28, mellom pluggen 54 og det utvendige verktøyet 42, kontakter kanten E til kartongen C stopperoverflaten 72 på det innvendige verktøyet 38. Dette posisjonerer kartongen C i lengderetningen i formen. I tillegg posisjonerer bevegelsen av kartongen C inn i formen og overensstemmelsen med det innvendige verktøyets sentreringsfremspring 76 med kartongutkuttingen 76' sideveis kartongen C i formen. På denne måten blir kartongen C langsgående og sideveis posisjonert i formingssammenstillingen 30. Formverktøyene 38,42 lukkes så, som ved innoverbevegelse av de utvendige verktøypartiene 42a, 42b og bevegelse av spindelen 28 (med det innvendige verktøyet 38) mot de utvendige verktøyer 42. Kompresjonsringen 85 griper kartong C materialet mens kontrollribbene 82 forhindrer avbøying, for å underlette bibeholde Ise av posisjonen til kartongen C mellom verktøyene 38,42 og inne i formhulrommet 54. Kartongen C er nå posisjonert mellom formverktøyene 38,42, klemmen 64 beveges i posisjon for å sikre de utvendige verktøydeler 42a og 42b, og polymer blir sprøytet inn i formhullrommet 54. Det vil forstås at de utvendige verktøydeler 42a,b kan bli lukket og klemmene 64 kontaktet, før det innvendige verktøyet 38 kontakter det utvendige verktøyet 42.

Etter en tidsperiode for avkjøling blir formet åpnet ved frigjøring av klemmen 64, adskillelse av de utvendige verktøypartier 42a,42b og uttrekking av spindelen 28 (alternativt kan spindelen 28 bli trukket ut før eller samtidig med adskillelsen av de utvendige verktøydeler 42a,b). Kartongen C blir så fjernet (trukket) ut av spindelen 28 tilbake på overføringsenheten 18. Det vil forstås at fordi de utvendige verktøyene 42a,b adskilles fra hverandre, og det innvendige verktøy 38 (på spindelen 28) trekkes ut, er det tilstrekkelig plass til at kartongen C med lukkingen S formet derpå kan beveges forbi verktøyene 38,42 uten skade på lukkingen S.

Claims (14)

1. Direkte sprøytestøpingsstasjon (30) for bruk på en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin (10) for forming, fylling og forsegling av en kartong (C) som har et innvendig kartongområde, hvilken sprøytestøpingsstasjon er konfigurert til å forme en lukking på en forhåndsbestemt del av kartongen (C) i en åpning i kartongen, idet lukkingen innkapsler en indre periferisk kant som definerer åpningen, hvilken sprøytestøpingsstasjon erkarakterisert vedå innbefatte: et innvendig formingsverktøy (38) og et utvendig formingsverktøysett (42), hvilket innvendige formverktøy (38) er mottatt i det innvendige kartongområde, og utvendige formingsverktøysettet (42) ligger over et ytre parti av kartongen (C), det utvendige verktøysettet (42) utformet med første og andre deler (42a, 42b) konfigurert for å beveges mot, og kontakte hverandre i en lukket posisjon og vekk fra hverandre i en åpen posisjon, det innvendige formverktøyet (38) og det utvendige formverktøysettet (42) er konfigurert for å oppta og sikre en del av kartongen (C) derimellom og definere et formhulrom (54) med delen av kartongen (C) anordnet deri og den indre periferiske kanten til kartongåpningen anordnet i formhulrommet (54), idet det utvendige formverktøysettet (42), når i lukket posisjonen, definerer en åpning inn i formhulrommet (54), hvilken direkte sprøytestøpingsstasjon (30) videre inkluderer et polymerinjeksjonssystem (32) mottatt i den utvendige formverktøysettåpningen utenfor det indre kartongområdet, hvilket injeksjonssystem er avpasset for å sprøyte polymer inn i formhulrommet (54), idet en lukking (S) blir direkte støpt på plass på kartongen (C), idet polymeren innkapsler den periferiske kanten til kartongåpningen anordnet inne i formhulrommet (54) og en klemsammenstilling som kan kontakte det utvendige verktøysettet (42) for å bibeholde de utvendige verktøysettdelene (42a, 42b) i kontakt med hverandre under forming av lukkingen (S).

2. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedat det innvendige verktøyet (38) beveges mot det utvendige verktøysettet (42) og kontakter det utvendige verktøysettet (42) for å definere formhulrommet (54).

3. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedat direktesprøytestøpingsstasj onen (30) inkluderer en ramme, og hvor rammen inkluderer en spindel på hvilken kartongen (C) blir montert under forming av lukkingen (S).

4. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 3,karakterisert vedat det innvendige formverktøyet (38) er montert til spindelen.

5. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 4,karakterisert vedinkludere en drivinnretning for bevegelse av spindelen mot og vekk fra det utvendige verktøysettet (42).

6. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedå inkludere en kartongstopperoverflate (73) anordnet for riktig langsgående posisjonering av kartongen (C) mellom det innvendige verktøyet (38) og det utvendige verktøysettet (42) og for riktig posisjonering av den indre periferiske kanten til kartongåpningen i formhulrommet (54).

7. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 6,karakterisert vedat kartongstopperoverflaten (73) delvis er utformet på det innvendige verktøyet (38).

8. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 7,karakterisert vedat det utvendige verktøysettet (42) inkluderer en forsenkning (78) for overensstemmelse med kartongsstopperoverflaten (73).

9. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedå inkludere et kartongsentreringselement (76) anordnet for riktig sideveis posisjonering av kartongen (C) mellom det innvendige verktøyet (38) og det utvendige verktøysettet (42) og for riktig posisjonering av den indre periferiske kanten til kartongåpningen i formhulrommet (54).

10. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 9,karakterisert vedat kartongsentreringselementet (76) er anordnet på det innvendige verktøyet (38) og at det utvendige verktøysettet (42) inkluderer en forsenkning for opptak av kartongsentreringselementet (76).

11. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedat det innvendige formverktøyet (38) inkluderer en pluggdel (52) som strekker seg utover derifra og ytterligere inkluderer et antall kartongkontaktribber (82) utformet deri, hvilke ribber er anordnet rundt pluggen, tilstøtende denne, og inne i formhulrommet (54).

12. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedå inkludere en papirkompresjonsring (85) på det utvendige verktøyet (42).

13. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 1,karakterisert vedå inkludere en stoppervegg (72) anordnet på det innvendige eller utvendige verktøyet (38, 42) avpasset for kontakt med det andre av det innvendige eller utvendige verktøyet (38, 42), hvilken stoppervegg (72) er konfigurert for å adskille og separere de innvendige og utvendige verktøy (38, 42) fra hverandre i en nøyaktig forhåndsbestemt avstand.

14. Direkte sprøytestøpingsstasjon i henhold til krav 13,karakterisert vedat stopperveggen (72) er anordnet på det innvendige verktøyet (38).