NO328266B1 - Overbrettingsanordning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en overbretter for en gavltoppskartong. Mer spesifikt vedrører de foreliggende oppfinnelse en anordning og en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin for overbretting av toppflaten på en gavltoppskartong for å danne en toppflate for å plassere et tilbehør på denne.

Gavltoppkartonger har i lang tid vært den foretrukne emballasjen for melk og melkerelaterte produkter. Nylig har gavltoppkartonger inntatt en ny rolle som den foretrukne emballasjen for juice, spesielt appelsinjuice. Konsumentenes preferanse for gavltoppskartonger har i det minste delvis blitt dannet på grunn av opplevelsen av ferskhet tilknyttet gavltoppskartongen. De motsatte toppflatene som møtes for å forme gavltoppen med en toppfinne skaper et inntrykk av et ferskt, og sunt produkt rommet inne i kartongen. Det eneste som forringet dette inntrykket var mangelen på en tett gjenforsegling av kartongen etter konsumentenes første åpning av kartongen. Selv om den integrerte åpningen utformet av siden til toppen av kartongen tillot god hellbarhet, var gjenforseglingen imidlertid bare tilfredsstillende på sitt beste.

Denne mindre forringelsen ble opphevet med innføringen av plasttilbehør påført gavltoppkartongene. Tilbehørene, som generelt inkluderer en tut med en flens og et lokk, tillater en tett gjenforsegling av kartongen etter den første åpningen. Bruken av tilbehør på kartonger forbedret ytterligere konsumentenes oppfatning av at gavltoppkartonger inneholdt ferske og sunne produkter.

I hastverket med å tilfredsstille konsumentenes krav, utviklet emballeringsindustrien nye emballerings-/fyllemaskiner som påførte et tilbehør på kartongene før sterilisering eller fylling. Kravet om å ha emballeringsmaskiner med det minste "fotavtrykket"

(arealet til maskinen) i et meieri betydde at de fleste eldre maskinene ikke hadde tilstrekkelig plass innenfor maskinen til å inkorporere en tilbehørspåfører. Dette gjorde at eldre maskiner uten evne til å tilveiebringe en kartong med et tilbehør ble mindre viktig for meierier og liknende anlegg. Et behov for å påføre et tilbehør på en formet, fylt og forseglet kartong vokste derfor frem igjennom hele emballeringsindustrien.

Et annet problem som nødvendiggjorde behovet for å påføre et tilbehør på en formet, fylt og forseglet kartong vedrører oppretthold av et sterilt miljø inne i en formings-fylle- og forseglingsemballeringsmaskin for å produsere et produkt med forlenget fyllevarighet ("ESL"), et produkt med høy omgivende syrefordeling ("high acid ambient distribution) ("HAAD"), eller et aseptisk produkt. ESL-produktet tillater at produktet har en dobbelt så høy eller tre ganger så høy avkjølt fyllevarighet enn et produkt som ikke er et ESL-produkt. HAAD-produktet tillater et produkt med en høy surhetsgrad (pH<4,5), slik som appelsinjuice, og blir lagret uavkjølt i en forlenget tidsperiode. Det aseptiske produktet tillater et hvilket som helst produkt å bli lagret uavkjølt i en forlenget tidsperiode. Alle disse produktene må produseres i et steril, forurensningsfritt miljø, som vil fjerne seg fra tilbehørspåførere i produksjonslinjen, og mot påføring av tilbehør etter behandling.

For å ha god klebing mellom baksiden av tilbehøret og toppflaten til en gavltoppskartong, bør topplaten være så flat som mulig. Imidlertid blir gavltoppskartonger tilvirket av flate kartongemner som gir emballeringsmaterialet en tendens til å fjære tilbake etter folding og forsegling til den ferdige kartongen. Denne tilbakefjæringseffekten gjør toppflaten konveks, og danner derfor et dårlig underlag for å feste et tilbehør til. Emballasjeindustrien har ennå ikke funnet en løsning på dette problemet.

Det er et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning på en emballeringsmaskin for overbretting av en toppflate på en formet, fyllt og forseglet gavltoppskartong for å danne en flatere toppflate for plassering av et tilbehør på.

Det er et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som bretter over en toppflate til en gavltoppskartong etter toppforsegling av kartongen på en formings-, fylle- og forseglingsemballeringsmaskin.

Det er et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som er istand til å flate ut en konveks toppflate på en formet, fyllt og forseglet gavltoppskartong.

Et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en anordning for overbretting av en

toppflate på en formet, fyllt og forseglet gavltoppskartong. Anordningen inkluderer en brakett, en brettingsmekanisme og et bevegelsesmiddel. Brettingsmekanismen er festet til braketten, og er anordnet ovenfor en kartongbane for kontakt med den formede, fylte og forseglede kartongen for å overbrette en toppflate på den formede, fylte og forseglede kartongen. Bevegelsesmidlet beveger brettemekanismen fra en stasjonær posisjon til en inngrepsposisjon.

Brettemekanismen kan inkludere et flertall fremspringselementer som strekker seg fra en ramme mot den formede, fylte og forseglede kartongen, og et flertall gripeelementer.

Hvert av flertallet gripeelementer er forbundet med et tilsvarende fremspringselement ved en ende av fremspringselementet motsatt av koplingen av fremspringselementet til rammen. Hvert av gripeelementene kan være avrundet for ikke-ødeleggende pressing mot kartongen. Bevegelsesmidlet kan være en pneumatisk sylinder, en servomotor, et knast/tannhjulsarrangement, eller liknende. Fremspringselementet og gripeelementet kan rage en forhåndsbestemt lengde for å unngå kontakt mellom rammen og toppfinnen til den formede, fylte og forseglede kartongen under overbrettingsoperasjonen.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en anordning for overbretting av en toppflate på en formet, fylt og forseglet gavltoppskartong på en emballeringsmaskin for forming, fylling og forsegling av en rekke kartonger som blir fraktet langs en bane. Anordningen inkluderer en brakett, en brettemekanisme og et bevegelsesmiddel. Braketten er i en ende tilkoplet emballeringsmaskinen etter en toppforseglingsstasjon på emballeringsmaskinen. Brettemekanismen er festet til braketten, og er anordnet ovenfor kartongbanen for kontakt med den formede, fylte og forseglede kartongen, for å overbrette en toppflate på den formede, fylte og forseglede kartongen. Bevegelsesmidlet beveger brettemekanismen fra en stasjonær posisjon til en kontaktposisjon.

Brettemekanismen til anordningen kan inkludere et flertall fremspringselementer som strekker seg fra en ramme og mot den formede, fylte og forseglede kartongen, og et flertall kontaktelementer. Hvert av flertallet kontaktelementer er forbundet med et tilsvarende fremspringselement i en ende av fremspringselementet motsatt av tilkoplingen av fremspringselementet til rammen. Hvert av kontaktelementene til anordningen kan være avrundet for ikke-ødeleggende press mot kartongen. Bevegelsesmidlet til anordningen kan være en pneumatisk sylinder, en servomotor, et knast/tannhjulsarrangement eller liknende. Fremspringselementet og inngreps-elementet til anordning kan ha en forhåndsbestemt lengde for å unngå kontakt mellom rammen og toppfinnen til den formede, fylte og forseglede kartongen under overbrettingsoperasjonen. Anordningen kan være posisjonert direkte etter en toppforseglingsstasjon på emballeringsmaskinen.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for overbretting av en toppflate på en formet, fylt og forseglet kartong. Det første trinnet i fremgangsmåten er transport av en formet, fylt og tett forseglet kartong til en overbrettingsstasjon. Det neste trinnet er bevegelse av brettingsmekanismen til overbrettingsstasjonen mot en toppflate på den formede, fylte og forseglede kartongen. Det neste trinnet er pressing av brettemekanismen mot toppflaten til den formede, fylte og forseglede kartongen. Det neste trinnet er bevegelse av brettemekanismen vekk fra toppflaten til den formede, fylte og forseglede kartongen.

Fremgangsmåten kan også inkludere toppforsegling av kartongen før transport av kartongen til overbrettingsstasjonen. Fremgangsmåten kan også inkludere synkronisering av bevegelsen til brettemekanismen med bevegelsen til hver av kartongene.

Etter i korthet å ha beskrevet den foreliggende oppfinnelsen, vil de ovenfor nevnte og ytterligere formål, trekk og fordeler med denne bli forstått av fagpersoner innen det angjeldende området utfra den følgende detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen satt i sammenheng med de medfølgende tegninger.

I figur 1 er det vist et prinsippriss av en emballeringsmaskin, der overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er integrert i denne.

I figur 2 er det vist et perspektivisk toppriss av en kartong før den gjennomgår overbretting av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

I figur 2 A er det vist et sideriss av toppen til kartongen i figur 2.

I figur 3 er det vist et perspektivisk toppriss av en kartong etter å ha gjennomgått overbretting av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

I figur 3 A er det vist et sideriss av toppen til kartongen i figur 3.

I figur 4 er det vist et isolert sideriss av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

I figur 5 er det vist et isolert frontriss av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen i kontakt med toppflaten til en kartong.

I figur 6 er det vist et øvre planriss av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som kontakter en kartong som blir fraktet langs en kartongbane.

I figur 7 er det vist et perspektivisk toppriss av en kartong med et tilbehør festet til denne etter å ha gjennomgått overbretting av overbrettingsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

I figur 7A er det vist et øvre planriss av kartongen i figur 7.

I figur 7B er det vist et planriss fra siden av kartongen i figur 7.

Sosm vist i figur 1, inkluderer en emballeringsmaskin 20 generelt et transportsystem 22, en fyllestasjon 24, en forbrettingsstasjon 26, en toppforseglingsstasjon 28 og et utløp 32. En rekke med kartonger blir transpsortert langs transportsystemet 22 gjennom stasjonene og til utløpet 32. Et eksempel på en slik emballeringsmaskin for forming, fylling og forsegling av gavltoppskartonger fra et emne er en TETRA REX emballeringsmaskin tilgjengelig fra Tetra Pak, Incorporated i Chicago, Illinois. For å danne en flatere toppflate på hver av kartongene 30 for feste av tilbehør til disse, kan en overbrettingsstasjon/anordning 50 i henhold til den foreliggende oppfinnelse være plassert etter toppforseglingsstasjonen 28.

En flatere toppflate tillater bedre festing av et tilbehør til den formede, fylte og forseglede kartongen med en etterbehandlingstilbehørpåfører slik som den som er fremlagt i US-patentsøknad nr. (Corporate Docket Number TRX-0613), med tittelen etterbehandlingstilbehørspåfører, innlevert på samme dato som denne søknaden, og dermed i sin helhet innkorporert som referanse.

I operasjon blir en rekke med kartonger 30 transportert langs banen definert av transportsystemet 22 i en forhåndsbestemt indeksert bevegelse, vanligvis tilsvarende tidsperioden som behøves for å utføre en toppforsegling på en kartong 30 i toppforseglingsstasjonen 28. Kartongene blir matet inn i emballeringsmaskinen 20 som flate emner fra et magasin som ikke er vist. De flate emnene blir oppreist og plassert på en dor (ikke vist) for bunnforming. Straks bunnen er utformet, blir den delvis utformede kartongen 30 ledet til transportsystemet 22, og transportert til fyllestasjonen 24. Valgfritt kan kartongene 30 bli sterilisert i en steriliseirngsstasjon (ikke vist) før fylling i fyllestasjonen 24. Etter at kartongen 30 er fyllt med ønsket produkt i fyllestasjonen 24, blir toppflatene til kartongen 30 forhåndsbrettet i forhåndsbrettings-stasjonen 26. Toppflatene blir forhåndsbrettet for først å bryte linjene som skiller toppflatene fra sideflatene til kartongen 30. De diagonale linjene som tillater utforming av gavltoppen blir også først brutt i forbrettestasjonen 26.

Kartongen 30 blir så transportert til toppforseglingsstasjonen 28, der toppfinneplatene til kartongen 30 blir forseglet sammen, vanligvis ved hjelp av ultralydsforsegling, for å fullføre den formede, fylte og forseglede kartongen 30. Grunnet sitt opphav som et flatt emne, har imidlertid kartongen 30a, som vist i figurene 2 og 2A, toppflater 33a og 34a som har en tendens til å motta en konveks form grunnet en tilbakefjæringseffekt i emballeringsmaterialet som vanligvis er et pappunderlag dekket med polyetylen. Som vist i figur 2 og 2A, begynner toppflaten 34a å bue utover i linjen 37 som skiller side-flaten 36a fra toppflaten 34a. Utoverbuingen til toppflatene 33a og 34a danner et vanskelig underlag for å feste et tilbehør til, siden tilbehøret vanligvis har en flat bak-eller flensområde. Jo flatere overflaten til toppflaten 33 og 34 er, jo større vil overflatearealet for klebing av tilbehøret til denne være. Et delvis utskåret område 40 betegner festeområdet for tilbehøret. Området 40 kan også være em åpning med en membran på denne. Figurene 3 og 3A viser kartongen 30B etter å ha gjennomgått overbretting av overbrettingsanordningen 50. Toppflatene 33b og 34b er hovedsakelig flate, som gir en relativt jevn og rett overflate for feste av et tilbehør til denne. Figurene 4-6 viser operasjonen til overbrettingsanordningen 50. Overbrettingsanordningen 50 inkluderer generelt en brakett 52 eller annet middel for å montere anordningen 50 til emballeringsmaskinen 20, en pneumatisk sylinder 54 tilkoplet braketten 52, og en brettemekanisme 55. Brettemekanismen 55 blir drevet av den pneumatiske sylinderen 54 mot og vekk fra toppflatene 33 og 34 på kartongen 30 transportert nedenfor på transportsystemet 22. Brettemekanismen 55 kan alternativt bli beveget eller aktivert av en servomotor, en knast/tannhjulsarrangement, eller liknende aktiveringsmidler. Brettemekanismen 55 inkluderer en ramme 60, et flertall fremspringselementer 56a-b og et flertall kontaktelementer 58-b. Kontaktelementene 58a-b er forbundet med tilsvarende fremspringselementer 56a-b. Fremspringselementene 56a-b er adskilt fra hverandre i en forhåndsbestemt avstand tilsvarende bredden av kartongen 30 fra side til side. For eksempel vil en kartong med et tverrsnitt på 95 mm ganger 95 mm gjøre det nødvendig for fremspringselementene 56a-b å være ca. 95 mm fra hverandre, med en feil mot mindre enn 95 mm. For en kartong med tverrsnitt på 70 mm ganger 70 mm, vil fremspringselementene 56a-b være ca. 70 mm fra hverandre, med en feil mot mindre enn 70 mm. Videre må rammen 60, som fremspringselementene 56a-b er forbundet med, ikke kontakte toppfinnen 35 til kartongen 30. Fremspringselementene 56a-b

sammen med kontaktelementene 58a-b må således ha en lengde som tillater rammen 60 å unngå kontakt med toppfinnen 35 når brettemekanismen er i operasjon og presser mot toppflatene 33 og 34. Videre bør kontaktelementene 58a-b ha en glatt, foretrekningsvis avrundet overflate for å unngå punktering eller annen skade på toppflatene 33 og 34,

eller på noen annen del av kartongen 30. Videre må nedoverbevegelsen være nøyaktig for å tillate riktig press av toppflatene 33 og 34, eller linjen 37, uten permanent å trykk ned kartongen 30. Brettemekanismen 55 er plassert ovenfor transportsystemet 22 for å kontakte toppflatene 33 og 34 i omkring midten av linjen 37 for å presse linjene 37 for i det vesentlige å bøye fiberne i emballeringsmaterialet for å gjøre toppflatene 33 og 34 flate for å feste et tilbehør dertil.

Som vist i figur 6, er overbrettingsanordningen/-stasjonen 50 plassert direkte etter toppforseglingsstasjonen 28. Alternativt kan overbrettingsanordningen 50 være plassert videre nedstrøms fra toppforseglingsstasjonen 28, eller det er mulig at overbrettingsanordningen 50 kan bli plassert på etterbehandlings-tilbehørs-påføringsmaskinen.

Ved fremdeles å henvise til figur 6, er kontaktelementene 58 vist mens de kontakter linjen 37 til toppflatene 33 og 34. Hele overbrettingsoperasjonen bør bli fullført innenfor den enkle indekserte bevegelsen av kartongen 30. Brettemekanismen 35 blir således beveget mot kartongen 30, kontakter toppflatene 33 og 34 og returnerer så en ikke-operativ tilstand, alt innenfor den forhåndsbestemte indekserte bevegelsestids-perioden. Bevegelsen av sylinderen 54, eller hvilke som helst andre aktiveringsmidler for brettemekanismen 55, kan være koplet til bevegelsen av transportsystemet 22 for å synkronisere dets bevegelse.

Den overbrettede kartongen 30b, som vist i figurene 3 og 3A, blir overført fra emballeringsmaskinen 20 til en etterbehandlings-tilbehørs-påfører, slik som den som er vist i US-patentsøknad nr. (Corporate Docket Number TRX-0613). Som vist i figurene 7, 7A og 7B, er et tilbehør 100 festet til kartongen 30 over adkomstområdet 40 for å tilveiebringe adkomst til produktet rommet inne i kartongen 30. Tilbehøret 100 tilveiebringer et middel for at en konsument kan ta hull på adkomstområdet 40 under den første åpningen av kartongen 30. Uten de flate toppflatene 33 og 34, kan det hende at tilbehøret 100 ikke klebes skikkelig til kartongen 30, slik at kartongen 30 blir defekt.

Claims (13)

1. Anordning (50) for overbretting av en toppflate (33, 34) på en formet, fylt og forseglet gavltoppskartong (30) på en emballeringsmaskin (20) for forming, fylling og forsegling av en rekke med kartonger (30) som blir transportert langs en bane (32), hvilken anordning (50) er karakterisert ved å innbefatte: en brakett (52), som fortrinnsvis i en ende er tilkoplet emballeringsmaskinen (20) etter en toppforseglingsstasjon (28) på emballeringsmaskinen (20); en brettemekanisme (55) som er festet til braketten (52), hvilken brettemekanisme (55) er anordnet ovenfor kartongbanen (32) for kontakt med den formede, fylte og forseglede kartongen (30) for å overbrette en toppflate (33,34) på den formede, fylte og forseglede kartongen (30); og middel for å bevege brettemekanismen (55) fra en stasjonær posisjon til en kontaktposisjon.

2. Anordning (50) i henhold til krav 1, karakterisert ved at brettemekanismen (55) innbefatter et antall fremspringselementer (56 a-b) som strekker seg fra en ramme (60) mot den formede, fylte og forseglede kartongen, og et antall kontaktelementer (58 a-b), der hver av flertallet kontaktelementer (58 a-b) er tilkoplet et tilsvarende fremspringselement (56 a-b) i en ende av fremspringselementet (56 a-b) motsatt av tilkoplingen av fremspringselementet til rammen (60).

3. Anordning (50) i henhold til krav 2, karakterisert ved at hver av kontaktelementene (58 a-b) er avrundet for ikke-ødeleggende press mot kartongen (30).

4. Anordning (50) i henhold til krav 1, karakterisert ved at bevegelsesmidlet er en pneumatisk sylinder (54) eller en servomotor.

5. Anordning (50) i henhold til krav 2, karakterisert ved at fremspringselementet (56 a-b) og kontaktelementet (58 a-b) har en forhåndsbestemt lengde for å unngå kontakt mellom rammen (60) og toppfinnen (35) til den formede, fylte og forseglede kartongen (30).

6. Anordning (50) i henhold til krav 1, karakterisert ved at overbrettingsanordningen (50) er plassert direkte etter toppforseglingsstasjonen (28) til emballeringsmaskinen (20).

7. Fremgangsmåte for overbretting av en toppflate (33, 34) på en formet, fylt og forseglet kartong (30), hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved å innbefatte: å transportere en formet, fylt og forseglet kartong (30) til en overbrettingsstasjon (50); å bevege en brettemekanisme (55) på overbrettingsstasjonen (50) mot en toppflate (33, 34) på den formede, fylte og forseglede kartongen (30); å presse brettemekanismen (55) mot toppflaten (33, 34) til den formede, fylte og forseglede kartongen (30); og å bevege brettemekanismen (55) vekk fra toppflaten (33, 34) til den formede, fylte og forseglede kartongen (30).

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert v e d å innbefatte toppforsegling av kartongen (30) før transport av kartongen (30) til overbrettingsstasjonen (50).

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert v e d at brettemekanismen (55) innbefatter et flertall fremspringselementer (56 a-b) som strekker seg fra en ramme (60) mot den formede, fylte og forseglede kartongen (30), og et antall kontakt-elementer (58 a-b), der hvert av antallet kontaktelementer (58 a-b) er tilkoplet et tilsvarende fremspringselement (56 a-b) ved enden av fremspringselementet (56 a-b) motsatt av tilkoplingen av fremspringselementet (56 a-b) til rammen (60).

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert v e d at hvert av kontaktelementene (58 a-b) er avrundet for ikke-ødeleggende press mot kartongen (30).

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert v e d at bevegelse av brettemekanismen (55) tilveiebringes av en pneumatisk sylinder (54).

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert v e d at fremspringselementet (56 a-b) og kontaktelementet (58 a-b) har en forhåndsbestemt lengde for å unngå kontakt mellom rammen (60) og en toppfinne (35) på den formede, fylte og forseglede kartongen (30).

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert v e d at bevegelsen av brettemekanismen (55) er synkronisert med bevegelsen til hver av kartongene (30).