SE443966B - Sett och anordning vid forpackningsmaskin - Google Patents

Description

8403925-4 2 formningsbearbetningen, eftersom i annat fall det flexibla för- packningsmaterialet skrynklas samman på ett okontrollerat sätt.

För att undvika att fyllgodset och framför allt den inneslutna gasen vid formningsbearbetningen tryckes ut genom förpackninge- materialtuben övre, öppna ände finns i förpackningsmaterial- tuben ett tätningsaggregat vilket är beläget på något avstånd ovanför det ställe vid vilket den transversella flatpressningen och formningsbearbetningen av materialtuben äger rum.

Tätningsaggregatet uppbäres inne i tuben av ett vertikalt genom tuben sig sträckande fyllrör för fyllgodset.Eftersom såväl för- packningsmaterialtuben som fyllröret är inbördes rörliga ställs stora krav på tätningsaggregatets konstruktion om önskad täthet skall uppnås under drift av maskinen, och hittillsvarande lösningar med gummimanschetter, flexibla "kjolar" och liknande har visat sig otillfredsställande framför allt p.g.a. att den önskade tätheten ej kunnat bibehállas vid relativa sidorörelser mellan fyllröret och förpackningsmaterialtuben. Eftersom anpressningen av den klockformade tätningsmanschetten mot materialtubens insida dessutom måste vara förhållandevis hög har även en oönskad förslitning av tätningen kunnat iakttagas.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt som gör det möjligt att på ett tillfredsställande sätt avtäta en önskad del av förpackningsmaterialtubens undre ände så att det blir möjligt att under drift av maskinen hålla denna undre tubände under önskat övertryck för att möjliggöra formning av förpackningsmaterialtuben.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att avtäta den undre änden av en förpackningsmaterialtub, vilket sätt ej är behäftat med de nackdelar som tidigare provade metoder varit förknippade med.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att täta en rörlig förpackningsmaterialtub, vilket sätt ger tillfredsställande tätning även vid förhállan~ devis stora relativa sidorörelser mellan förpackningsmaterial- tuben och tätningens upphängningsorgan.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att ett sätt av den inledningsvis beskrivna tuben getts \ 3 8403925-4 kännetecknet att ett gasformigt tryckmedium tillföras tubens undre del så att en i tätningsaggregatet ingående tätningshàl- lare anpressas mot en ovanför belägen tätningsyta mot verkan av nedátriktade krafter, som via en mellanliggande, periferiell tätning påverkar tätningshállaren vid materialtubens rörelse.

Föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven 2 och 3 framgående kännetecknen.

Genom att i enlighet med sättet enligt uppfinningen A utforma tätningshàllaren radiellt rörlig och balansera den nedåtriktade och uppåtriktade kraften på tätningshållaren erhålles en tätningsfunktion som bibehálles även vid stora sidorörelser av förpackningsmaterialtuben och fyllröret samt vid varierande gastryck i tubens undre del. Anliggningstrycket mellan tätningen och förpackningsmaterialtubens insida kan bibehállas huvudsakligen konstant runt förpackningsmaterial- tubens hela periferi och oberoende av materialtubens sidorörelser vilket tidigare inte varit möjligt.

Det är även ett ändamål med föreliggande uppfinning att ombesörja en anordning för genomförande av sättet, vilken an- ordning ej är behäftad med de nackdelar som tidigare kända an- ordningar uppvisade.

Ett ytterligare ändamål är härvid att ombesörja en anord- ning som har enkel konstruktion, lång livslängd och som är möjlig att tillverka till låga kostnader. - Ett ytterligare ändamål med anordningen enligt uppfinn- ingen är att ombesörja ett tätningsaggregat som har ett minimum av rörliga delar, som saknar fjädrar, manöverorgan eller liknande och som därför är lätt att rengöra och sterilisera och därmed särskilt lämpligt att användas vid aseptiska förpackningsmaskiner. _ Ett ytterligare ändamål med anordningen enligt uppfinn- ingen är att ombesörja ett tätningsaggregat vid vilket själva tätningen kan bytas på ett enkelt och föga kostnadskrävande sätt då så är nödvändigt.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en anordning av den inledningsvis beskrivna typen getts kännetecknen att tätningsaggregatet innefattar en 8403925-4 4 stationärt i tuben belägen tätningsstyrning, vilket uppbär en rörlig tätningshållare med en periferiellt belägen, ringformig tätning som anligger mot materialtubens insida.

Föredragna-utföringsformer av anordningen enligt uppfinn- ingen har vidare getts de av underkraven 5 t.o.m. 10 framgäende kännetecknen. _ Genom att förse tätningsaggregatet enligt uppfinningen med en i sidled rörlig tätningshållare, vilken i sin tur uppbär den periferiellt belägna tätningen har den tätande och den rörliga funktionen hos aggregatet skilts från varandra vilket medför att nämnda delar var för sig kan optimeras för sin uppgift för att därmed ge ett bättre helheltsresultat. Eftersom tätningshållaren deltar i den nödvändiga sídorörelsen behöver t.ex. tätningens flexibilitet ej längre vara så stor, vilket gör det möjligt att välja tätningsmaterial med bättre egenskaper ur t.ex. förslitningssynpunkt.

En föredragen utföringsform av såväl sättet som anordning- en enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade,schematiska ritningar, vilka blott visar de för förståelse av uppfinningen oundgängliga detaljerna.

Fig l visar principiellt omformningen av ett banformigt förpackningsmaterial till enskilda förpackningsbehållare i en förpackningsmaskin vid vilken sättet och anordningen enligt uppfinningen utnyttjas.

Fig 2 visar delvis i sektion och i större skala ett tätningsaggregat enligt uppfinningen såsom det är anordnat vid förpackningsmaskinen enligt fig l.

Den i fig l visade förpackningsmaskinen är av den tidigare kända typ som omformar banformigt förpackningsmaterial till enskilda förpackningsbehållare. Förpackningsmaterialet är ett laminat som vanligen innefattar ett centralt bärarskikt av papper vilket på ömse sidor är belagt med tunna, vätsketäta skikt av termoplastiskt material t.ex. polyeten. Då förpack- ningsbehâllaren för sterilt fyllgods skall tillverkas utnyttjas ett aseptiskt förpackningslaminat, vilket förutom nämnda skikt av papper och plast även innefattar skikt av gasbarriärmaterial \ t.ex. aluminiumfolie. Före omformningen till » A > I K s 8403925-4 enskilda förpackningsbehållare kan förpackningslaminatet passera bakteriedödande anordningar, t.ex. bad med väteperoxíd eller liknande, varefter omformningen och fyllningen sker under aseptiska betingelser. Såväl denna teknik som förpackninge- maskiner för dess genomförande är välkända för fackmannen och någon ingående beskrivning torde därför ej vara nödvändig i detta sammanhang.

Av fig l framgår vidare hur förpackningsmaterialet tillföres förpackningsmaskinen l i form av en rulle_2, vilken upphänges roterbart i förpackningsmaskinens magasin. Från magasinet löper förpackningsmaterialbanan 3 via ett antal styrrullar 4 upp till maskinens övre del, där den löper över en brytrulle 5 för att därefter fortsätta huvudsakligen vertikalt nedåt genom förpackningsmaskinen. Med hjälp av diverse utmed materialbanans 3 rörelseväg anordnade vik- och formningsorgan 6,7 omformas förpackningsmaterialbanan 3 under sin rörelse_ nedåt genom maskinen successivt till tubform genom att dess båda längsgående kanter styres mot varandra och hopförseglas så att en materialtub 8 med en längsgående, vätsketät försegling åstadkommas. Hopförseglingen av de båda längsgående kanterna sker genom tillförsel av värme medelst ett varmluftsmunstycke 9, varigenom de vid kanterna belägna delarna av termoplast- skikten bringas att smälta. Därefter sammanpressas de båda längsgående kanterna under samtidig kylning, vilket medför att termoplastskikten förbinds med varandra så att den önskade, helt vätsketäta skarven uppkommer.

Fyllgods bedes därefter till den sålunda formade förpack- ningsmaterialtubens 8 undre ände via ett fyllrör 10, vilket sträcker sig in genom förpackningsmaterialtubens 8 övre, öppna ände. Fyllröret löper därefter huvudsakligen koncentriskt nedåt genom förpackningsmaterialtuben och utmynnar på något avstånd ovanför denna undre ände. På något avstånd under fyllrörets lO mynning finns på ömse sidor om förpackningsmaterialtuben 8 anordnade formnings- och förseglingsbackar ll, l2,~vilka är anordnade att parvis bearbeta förpackningsmaterialtuben 8 mellan sig. För åskådlighets skull visas i figuren endast en uppsättning 8403925-4 e formnings- resp förseglingsbackar, men i praktiken finns vanligen även ytterligare ett antal backar vilka växelvis bearbetar förpackningsmaterialtuben.

Förseglingsbackarna l2 förflyttas kontinuerligt fram och åter i riktning mot resp från varandra för att med jämna mellanrum hopklämma och försegla förpackningsmaterialtuben 8 utmed transversell förseglingszoner. Förseglingsbackarna 12 förflyttas samtidigt fram och åter i vertikalriktningen så att de, då de befinner sig i övre ändläget, förflyttas mot varandra och hopklämmer samt fasthåller förpackningsmaterialtuben. Vid efterföljande förflyttning genom förpackningsmaskinen hopklämmes och svetsas förpackningsmaterialtubens väggar mot varandra varvid samtidigt materialtuben framdrages en sträcka som motsvarar ett förpackningsbehållarämnes längd. Under förflyttningen nedåt svänges samtidigt de båda formningsbackarna ll mot varandra så att den del av förpack- ningsmaterialtuben 8 som är belägen omedelbart över förseg- lingsbackarna 12 delvis hopklämmes och formas till önskad form, i detta fall huvudsakligen kuddform med rektangulärt tvärsnitt.

När förseglingsbackarna l2 nåtts sitt undre läge svänges formningsbackarna ll åter ut samtidigt som materialtuben avskäres genom ett transversellt snitt i den av förseglings- backarna hopklämda zonen. Härigenom kommer en tidigare formad förpackningshållare 13 att lösgöras från Eörpackningsmaterialtuben. Sedan förseglingsbackarna l2 avlägsnats från varandra föres förpackningsbehållaren 13 vidare med hjälp av en icke visad transportör för fortsatt bearbetning och slutformning så att en förpackningsbehållare med önskad form (i detta fall paralellepipedisk) åstadkommes.

Såsom tidigare nämnts tillförs via fyllröret l0 det önskade fyllgodet till förpackningsmaterialtubens 8 undre ände.

Vid kontinuerlig drift av förpackningsmaskinen tillverkas delvis fyllda förpackningsbehållare antingen genom att fyllgod- set tillföres kontinuerligt i sådan takt att varje formad, enskild förpackningsbehàllare fyllts med önskad mängd då tillförseln avbryts av flatpressningen och förseglingen av tuben eller också genom att önskad mängd fyllgods portionsvis tillföres så snart en tvärförsegling skapats i tuben. \ 7 8403925-4 Tillverkningen av icke helt fyllda förpackningsbehållare innebär givetvis att ett luftutrymme skapas vid förpackningsbe- hållarens övre ände. Vid omformníngen av förpackningsmaterial- tubens undre ände till enskilda förpackningsbehållare måste luften eller gasen i förpackningsmaterialtuben inneslutas på lämpligt sätt eftersom i annat fall man ej erhåller det mottryck som krävs för en fullgod formningsbearbetning. För att trots förekomsten av luftutrymme erhålla det nödvändiga mottrycket innefattar förpackningsmaskinen därför ett runt fyllröret l0 anordnat på något avstånd från fyllrörets mynning placerat tätningsaggregat 14, vilket avtätar materialtubens undre ände från omgivande atmosfär. Tätningsagggregatet 14 uppbäres av fyllröret 10 och ansluter tätande mot såväl detta som förpackningsmaterialtubens insida. Genom tätningsaggregatet sträcker sig förutom fyllröret 10 även ett ytterligare, genomgående rör 15 för tillförsel av gas t.ex. inertgas eller luft till förpackningsmaterialtuhens undre, slutna ände. Såsom framgår av fig 2 har gastillförselröret 15 förbindelse med utrymmet under tätningsaggregatet och möjliggör därigenom tillförsel av lämpligt tryckmedium till den av tätningsaggregatet 14 avskilda, undre delen av förpackningsma- terialtuhen 8, vilken härigenom kan hållas under lämpligt övertryck under formningen och flatpressningen av tubens undre ände. Tillförselröret l5 för tryckmedium löper liksom fyllröret 10 in genom förpackningsmaterialtubens övre. öppna del och sträcker sig därefter parallellt med fyllröret 10 nedåt genom förpackningsmaterialtuben och tätningsaggregatet l4. Vid behov kan även ytterligare rör för tillförsel av t.ex. olika typer av fyllgods eller annat sträcka sig ned genom materialtuben och passera tätningsaggregatet 14. Detta visas emellertid ej på ritningen. ' t Såsom framgår av fig 2, där tätningsaggregatet 14 visas i större skala och delvis i sektion innefattar tätningsaggregatet en tvådelad tätníngsstyrning 16, vars övre och undre del är förbundna med fyllröret 10 på lämpligt sätt, t.ex. med hjälp av icke visade skruvförband. Den övre delen av styrningen 16 tjänstgör såsom fäste för gastillförselrörets l5 undre ände och \ uppvisar dessutom en kanal 8405925-4 8 17 som förbinder gastillförselröret 15 undre ände med det nedanför den övre styrningsdelen 16 befintliga utrymmet i förpackningsmaterialtuben.

Mellan tätningsstyrningen 16 övre och undre del finns ett utrymme i form av ett cirkulärt spår i vilket en tätningshållare 18 är rörligt anordnad. Utrymmet mellan tätníngsstyrningens 16 båda delar är något större än tätningshållarens 18 motsvarande mått, vilket medför att tätningshállaren 18 är rörlig i såväl radiell som axiell led.

Rörelsen i axiell led är dock begränsad till någon tiondedels millimeter. Tätningshállaren 18 uppvisar ett centrumhål 19 vars diameter är avsevärt större än fyllrörets lO ytterdiameter.

Härigenom bildas mellan fyllrörets 10 utsida och tätningshållaren 18 en passage 20 för det via gastillförselröret 15 och kanalen 17 strömmande tryckmedíet.

Klackar 21 är anordnade med jämna mellanrum runt centrumhålet 19 för att på lämpligt sätt begränsa tätningshållarens 18 radiella rörelser i förhållande till fyllröret 10.

Den övre delen av tätningsstyrningen 16 uppvisar vid sin undersida en plan tätningsyta 22, vilken befinner sig på något avstånd ovanför tätšingshàllarens 18 övre, likaså plana yta. På tätningshållarens 18 övre yta finns ett utskjutande, ringformigt tätningselement 23, vilket kan vara tillverkat av t.ex. tetrafiluoreten och har en diamter, som överstiger centrumhålets 19 diameter och gör det möjligt att avtäta övergången mellan kanalen 17 i tätningsstyrningen 16 och centrumhálet 19.i tätningshållaren 18 så att tryckmediet ej kan strömma ut i materialtubens övre, öppna del via utrymmet mellan tätningshållaren och styrningens 16 övre del. vid tätningshâllarens 18 periferi finns en ringformig tätning 24 av flexibelt material ,t.ex. silikongummi, vilken uppvisar en nedåtvänd läpp som anpressas mot förpackningsmate- rialtubens inre yta, dels p.g.a. tätningsmaterialets flexibilitet, dels p.g.a. det i materialtubens undre ände rådande övertrycket. I Den i fig 2 visade konstruktionen av tätningsaggregatet enligt uppfinningen är för tydlighets skull förenklad och i sig \ 9 i 8403925-4 kända organ för montering, demontering och justering av aggregat har ej visats. Detqär emellertid underförstått att dylika organ finns så att det t.ex. blir möjligt att avlägsna den undre tätningsstyrningen l6 från fyllröret l0 för utbyte av tätningshállare och tätning samt justering av utrymmet mellan tätningsstyrningens 16 båda delar.

Vid tillverkning av delvis fyllda förpackningshâllare 13 medelst den beskrivna förpackningsmaskinen och tätningsaggregatet enligt uppfinningen placeras såsom tidigare nämnts en rulle 2 med förpackningsmaterial 3 i förpackningsmaskinen. Förpackningslaminatet 3 löper uppåt genom maskinen och då det passerat den°vid maskinens övre ände 3 placerade brytrullen 5 löper det huvudsakligen vertikalt nedåt under successiv omformning till tubform genom hopförsegling av banans längsgående kanter. Efter hopförseglingen passerar den vätsketäta förpackningsmaterialtuben 8 tätningsaggregatet l4 så att detta avgränsar ett slutet utrymme vid tubens undre ände.

Via gastillförselröret 15 ledes nu ett gasformigt tryckmedium till det slutna utrymmet i förpackningsmaterialtuben 8 så att detta försattes under tryck. Tryckmediet,som kan vara t.ex. steril luft eller inert gas,tillföres med ett övertryck av max 0,3 bar, företrädesvis 0,15 bar, vilket är lämpligt såsom mottryck vid hopförseglingen och formningen av förpackningsma- terialtuhens undre ände. ' Gastillförseln sker såsom i fig 2 indikerats med hjälp av en pil 25 via gastillförselröret 15, kanalen 17 i den övre tätningsstyrningen 16, innanför täöningselementet 23, via centrumhâlet l9 och ut genom passagen 20 i tätningshållarens l8 undre yta. Det gasformiga tryckmediet kommer härvid att påverka tätningshållaren med dess tätning så att tätningselementet 23 anpressas mot tätningsytan 22 trots vikten av tätningshållaren och den nedátriktade kraft som påverkar tätningshållaren l8 p.g.a. tätningens 24 anliggning mot insidan av förpackningsma- terialtuben som ju kontinuerligt förflyttar sig nedåt.

Storleken av tätningselementet 23 anliggningstryck mot tätningsytan 22 bestämmas av skillnaden i storlek mellan den yta på tätningshâllarens undersida som utsättes för en uppåtriktad tryck~kraft från tryckmediet och den yta vid tätningshàllarens l8 ovansida som utsättes för en 8405925-4 w u nedåtriktad tryck-kraft. Härvid väljes tätningselementet 23 diameter så att skillnaden mellan ytornas storlek ger en önskad uppåtriktad kraft som är större än den nedátriktade kraft som tubrörelsen och tätningshållarens 18 tyngd orsakar. Såsom ett typiskt värde för förhållandet mellan de av trycket påverkade ytornas area vid tätningshållarens l8 (inkl tätningen 24) undre sida resp dess övre sidakan anges 4:1 och i absoluta tal gäller vid t.ex. en tubdiameter av ca 100 mm (vid tillverkning av för- packningsbehállare för ca l liter fyllgods) att den undre ytans area är 58 cm2 och den övre ytans area är 13 cm2. Härvid kommer tätningselementets 23 anliggningstryck mot tätningsytan att uppgå till ca 0,5 bar, vilket visat sig ge e tillfredsställande säkerhet mot läckage. Genom denna konstruktion enligt uppfinningen kan tätningselementets 23 anliggningskraft mot tätningsytan 22 noga bestämmas och väljas så att önskad grad av täthet erhålles samtidigt som tätningshållaren l8 förblir tillräckligt rörlig i radiell led för att ge en god tätning trots relativrörelser i radiell riktning mellan materialtuben 8 och det tätningsaggregatet 14 uppbärande fyllröret 10. Genom att välja minsta möjliga anliggningstryck blir tätningshållaren 18 lättrörlig i sidled, vilket medför att tätningens 24 följsamhet blir stor så att tätningsverkan optimeras samtidigt som slitaget p.g.a. anliggning mot den rörliga Eörpackningsmaterialväggen reduceras. Eftersom kravet på ett flexibelt material i tätningen 24 härigenom minskas kan man vid materialvalet ta större hänsyn till tätningens slitstyrka vilket ytterligare förbättrar funktionen. i Tätningsaggregatet enligt uppfinningen har i praktiken visat sig fungera mycket väl och tätningsaggregatet har för första gängen gjort det möjligt att på ett rationellt och ekonomiskt sätt tillverka delfyllda förpackningsbehâllare från tubformigt material.

Claims (10)

8403925-4' V PATENTKRAV

1. Sätt vid förpackningsmaskin av den typ som omformar ett banformigt förpackningsmaterial till förpackningsbehâllare genom omformning av materialbanan till en i riktning nedåt rörlig tub samt upprepad transversell flatpressning och hopförsegling av densamma, varvid tubens undre del avtätas från dess övre, öppna ände medelst ett tätningsaggregat, k ä n n e t e c k n adt d ä r a v , att ett gasformigt tryckmedium tillföres tubens (8) undre del så att en i tätningsaggregatet (14) ingående tätníngshållare (18) anpressas mot en ovanför belägen tätningsyta (22) mot verkan av nedátriktade krafter, som via en mellanliggande, periferiell tätning (24) påverkar tätningsbâllaren (18) vid materialtubens rörelse.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att tryckmediet tillföres materialtubens (8) undre del via en öppning i tätningsnállaren (18), varvid den sammanlagda, nedàtriktade kraften på tätningsnållaren (18) från tryckmediet och förpackningsmate- rialtuben (8) är mindre än den uppåtriktade kraft som det i förpackningsmaterialtubens undre, avtätande del befintliga tryckmediet utövar på tätningshållaren (18).

3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n e t e c k n a t d ä r a v, att tryckmediet har ett övertryck av maximalt 0,3 bar, företrädesvis 0,15 bar.

4. Anordning för genomförande av sättet enligt ett eller flera av föregående patentkrav vid en förpackningsmaskin av den typ som omformar tubformigt förpackningsmaterial till-enskilda för- packningsbehållare och innefattar ett i tuben (8) befintligt tätningsaggregat (14), vilket avtätar ett slutet utrymme vid tubens undre ände, w k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att tätningsaggregatet (14) innefattar en stationärt i tuben (8) belägen tätningsstyrning (16), vilken uppbär en rörlig tätningshâllare med en periferiellt belägen, ringformig tätning (24) som anligger mot materialtubens (8) insida. 8405925-4 ,2

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tätningsstyrningen (16) 'innefattar två delar mellan vilka tätningshållaren (18) är rörligt anordnad.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att utrymmet mellan tätningsstyrningens (18) två delar är något större än tätningshâllarens (18) motsvarande mått.

7. Anordning enligt ett eller flera av patentkraven 4-6. k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att såväl tätningsstyrningen (16) som tätningshàllaren (18) har genomgående passager (l2,20) för tryckmediet vilka passager sträcker sig innanför ett mellan hållaren (18) och styrningen (16) beläget, ringformigt tätningselement (23).

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tätningselementet (23) anpressas mot en angränsande tätningsyta (22) med hjälp av tryckmediet.

9. Anordning enligt ett eller flera av patentkraven 4-8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den yta på tätningsnállaren (18) som underifrån påverkas av tryckmediet har avsevärt större area än den innanför tätningselementet (23) belägna yta som uppifrån pâverkas av tryckmediet.

10. Anordning enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tryckskillnaden är sådan att tätningselementets (23) anliggningstryck mot tätningsytan (22) uppgår till cirka 0,5 bar. l,