SE503486C2 - Rörlig anordning för att utföra en kontinuerlig längdskarvsvetsning på en förpackningsmaterialbana - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 503 486 2 åstadkomma en automatisk process. Vid återstart måste först en större tryckrulle som sammanpressar skarven och är placerad efter hetluftsmunstycket vridas bort fràn Iängdskarven. Därefter förs en mindre stödrulle för tuben in mot densamma för att tubformen vid längdskarven skall säkerställas. Slutligen förs ett separat värmelement in för att värma eller rättare sagt återuppvärma, omrâdet under den större tryck- eller sammanpressningsrullen. Detta utförande innebär en komplicerad mekanisk konstruktion med diverse länkarmar och leder. Konstruktionen kräver mycket justering och den är kostsam att underhålla. Vidare blåser båda hetluftsmunstyckena hela tiden hetluft både under kontinuerlig drift vid fogsvetsningen samt vid maskin- eller produktionsstopp. Detta skapar också problem i tidigare nämnda aseptikhus i fyllningsmaskinen, vid produktions- eller masklnstopp. Hetluftsmunstycket har en temperatur av flera hundra °C, vilket bara efter några minuter gör att miljön runt fogvärmaren i aseptikhuset i fyllningsmaskinen blir för varm, vilket kan skada förpackningsmaterialet eller tuben. Här har kostsamma ventilationsutrustningar införts för att föra bort överskottsvärme. Ännu en viktig aspekt är att diskningsförfarandet t.ex. med ånga eller lut, vilket blir komplicerat och kostsamt . Hetluftsmunstyckena med flera hundra blåshål samt den komplicerade länkarmsmekanismen samlar plastavskrap från insidan av tuben samt smuts och damm och hela mekanismen måste diskas för hand i eller utanför fyllmaskinen, vilket är omständigt och medför en extra kostnad. Detta är vidare en nackdel då hygien är mycket viktigt vid hantering av flytande livsmedel.

Ytterligare en hygíenaspekt måste nämnas. Hetluftsmunstycket är anordnat mellan de båda överlappande kantzonerna hos tuben. Detta innebär att munstycket ibland skrapar mot insidan av förpackningsmaterialet. Dessa repor kan ge läckage, med påföljande osterilitet i förpackningen. l SE 464019 är det känt att utföra en längdskarvsvets medelst induktionssvetsning. Härvid löper ovan nämnda tub och dess längdskarv huvudsakligen parallellt med och mellan två induktorplattor på en induktor. Vid denna typ av längdskarvsförsegling är ett aluminiumskikt i laminatet helt nödvändigt.

Aluminiumfolien kommer nu att uppvärmas i ett mot induktorslingans eller spolens konfiguration svarande mönster och genom lämpligt vald strömstyrka, frekvens och bearbetningstid kan materialet uppvärmas till önskad temperatur, d.v.s. en temperatur som är tillräckligt hög för att intilliggande skikt av termoplast skall uppvärmas till förseglingstemperatur, varvid sammanförda termoplastskikt bringas att sammansmälta, till erhållande av en tät och varaktig försegling. Ett problem här är att damm och smuts kan ansamlas på den induktorplatta som är placerad på insidan av tuben. Detta kan orsaka skador på insidan av förpackningsmaterialet i fyllningsmaskinen. Dessa skador på termoplastskiktet och alumlniumfolien kan orsaka att vätska läcker in i bärar- eller pappersskiktet i förpackningsmaterialet vilket kan synas som fläckar på den fyllda förpackningen. Detta ger osterilitet med kostsam 10 15 20 25 30 35 3 503 486 kassation som följd. Denna typ av induktionsvärmare har vidare visat sig vara svår att justera för att uppnå rätt placering av den bildade värmezonen. De båda kantzonerna skall löpa in mellan induktorplattorna samtidigt som tuben formas fran en plan förpackningsmaterialbana. Detta är tekniskt komplicerat att åstadkomma 'speciellt om dragkraften i tuben varierar. Detta kan ge en' variation i storleken av överlappningen av de båda kantzonerna på förpackningsmaterialet samt en varierande eller ojämn upphettning längs med kantzonerna.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en anordning för längdskarvtörsegling, vilken ej är behäftad med de nackdelar som tidigare anordningar varit behäftade med och att nämnda anordning får färre delar och därmed blir enklare och billigare att tillverka. Färre delar i anordningen är en fördel då service och underhåll, samt diskning och sterilisering av svetsanordningen blir enklare. Detta är speciellt viktigt i förpackningsmaskiner av den typ som fyller ett i förväg steriliserat fyllgods i en steril förpackning.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en svetsanordning som är skonsam mot insidan av tuben, så att risk för skador på förpackningsmaterial med påföljande osterilitet undvikes.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att svetsanordningen är enkel att injustera och kontrollera avseende värmezonens läge och effekt för att därmed minska antalet förpackningar, som måste kasseras p.g.a. otät fog.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen getts kännetecknen av att anordningen också innefattar en sammanpressningsanordning med en tryckrulle och en mottrycksrulle, anordnade att definiera en förseglingspunkt där nämnda sammanpressningsanordning och nämnda fogvärmare är sammankopplade till en rörlig enhet, vilken är anordnad att, medelst en drivanordning, rörasig, huvudsakligen vertikalt ned och upp relativt förseglingspunkten.

Föredragna utföringsformer av svetsanordningen enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

Uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar av vilka; Fig. 1 visar anordningen enligt uppfinningen Fig. 2 visar anordningen vid svetsning av en kontinuerlig tub Fig. 3 visar hur förpackningsmaterialet passerar induktionsvärmarens värmezon för att sedan sammanpressas till en fog mellan tryckrulle-mottrycksrulle.

Fig 4 visar en del av fyllningsmaskinen i genomskärning samt förpackningsmaterialets väg genom densamma. l Fig. 1 och 2 visar en svetsanordning enligt uppfinningen innefattande en fdgvärmare 1, företrädesvis en induktionsvärmare sammankopplad med en 10 15 20 25 30 35 sos 486 4 sammanpressningsanordning 2. l den föredragna utföringsformen utgörs induktionsvärmaren 1 av en induktor uppdelad i två delar, en smalare och en bredare 4 kopplade till en växelströmskälla (ej visad i bild), en s.k. IH-generator, varifrån man kan erhålla en konstant effekt som kan styras för en optimal svetsprocess. En väldefinierad värmezon 5 utbildas huvudsakligen bakom den smalare induktordelen 3.

Värmeförlusten i metallplattorna 3, 4 är förhållandevis liten varför man får försumbara problem med värmeavgivning till omgivningen. Detta innebär att anordningen kan placeras i en fyllningsmaskin utan hänsyn till att spillvärme måste avledas med dyrbara och komplicerade ventilatíons- eller kylarrangemang.

Nämnda induktordelar 3, 4 är isolerande åtskilda av en distans- eller styrskena 6, företrädesvis av plast. Denna verkar som fastsättningsorgan för induktionsvärmaren 1 vid sammanpressningsanordningen 2, via en hållare 7 eller alternativt med en direktkoppling, mellan skenan 6 och sammanpressnlngsanordning 2, beroende på skenans 6 eller sammanpressningsanordningens 2 utseende. Skenan 6 tillser vidare att den från det plana förpackningsmaterialet kontinuerligt formade tuben 8 befinner sig på konstant avstånd från induktordelarna 3, 4 så att tuben 8 inte skadas av direktkontakt med de nämnda plattorna 3, 4 samt att en konstant effekt kan induceras itubens 8 aluminiumskikt.

Den smalare induktordelen 3, av de två i huvudsak långsträckta delarna 3, 4 är anordnad parallellt med längdskarven på tuben 8 så att dess värmezon koncentreras huvudsakligen till där tubens 8 längdskarv har överlappande kantzoner. Vidare är delen 2 anordnad mittför och ovan en tryckrulle 9 vilken är anordnad att pressa från utsidan av den till förseglingstemperatur kontinuerligt uppvärmda tubens 8 längdskarv samtidigt som en företrädesvis fjäderbelastad mottrycksrulle 10 pressar från insidan av tuben 8 mittför tryckrullen 9 så att en tät fog bildas.

Sammanpressningsanordningen 2 består i sin föredragna utföringsform av ett flertal tryckrullar 9 här lagrade längs hålperiferin i urtagningar i en formring 11.

Anordningen innefattar också en styr- och hållardetalj 12 anordnad att kunna röra sig och därmed sammanpressningsanordningen 2 och induktionsvärmaren 1 i vertikalled ned och upp. Styrningen i vertikalled säkerställs med hjälp av anordnade spårrullar 13 vars arrangemang endast tillåter hållaren 12 och därmed hela svetsanordningen, att röra sig i vertikalled. Ett cylinder-och kolvaggregat 14 är anordnat företrädesvis utanför eller bakom det stängda aseptiska utrymme 19 i tyllningsmaskinen där anordningen är lokaliserad. Denna drivanordning har en kolv med en viss slaglängd. Kolven påverkar via en länkarmsmekanism 15 en pinnbult 16 som i den föredragna utföringsformen rör sig ned och upp i ett hålspår 17 i hållardetaljen 12. Hålspåret 17 kan vara snedställt för att underlätta avrinning vid skumdiskning av svetsanordningen i fyllningsmaskinen.

Pinnbultens 16 rörelse ned och upp påverkar sålunda hela anordningen att röra sig ned och upp. Sträckan som svetsanordningen rör sig bestäms av kolvens slaglängd. 10 15 20 25 30 35 503 486 ut Punkten mellan tryckrullen 9 och mottrycksrullen 10 definieras som en förseglingspunkt 18. l fig. 2 och 3 finns angivet ett avstånd x definierat som avståndet mellan induktionsvärmarens 1 värmezons 5 nedre begränsning och förseglingspunkten 18. Då man av någon anledning tvingas till produktionsstopp i fyllningsmaskinen har längdskarvsvetsen utförts till förseglingspunkten 18.

Då en fyllningsmaskin är i drift transporteras kontinuerligt en plan förpackningsmaterialbana 20 genom ett väteperoxidbad 21 för att steriliseras. Därefter går förpackningsmaterialbanan 20 in i fyllningsmaskinens s.k. aseptikhus 19 där det så småningom kontinuerligt via diverse styrrullar och formringar formas till en tub 8. Tuben 8 leds in framför induktionsvärmaren 1 och vidare ned genom sammanpressnings- anordningen 2. Tubens 8 längdskarv med företrädesvis överlappande kantzoner löper på konstant avstånd från induktionsvärmaren 1 säkerställt av skenan 6. En väldefinierad värmezon 5 med avseende på utbredning och effekt induceras medelst IH-generatorn i aluminiumfolieskiktet i förpackningslaminatet 20 närmast den smalare delen 3 av induktorn. Härvid uppvärms aluminiumfolien så det intilliggande termoplastskiktet möjliggör att kantzonerna kan pressas samman till bildandet av en tät fog, genom att en sammanpressning sker vid förseglingspunkten 18 mellan den från utsidan pressande tryckrullen 9 och den från insidan på tuben 8 pressande mottrycksrullen 10.

Då man av någon anledning tvingas till produktionsstopp i fyllningsmaskinen har en svets utförts till förseglingspunkten 18.

Vid produktionsstopp eller maskinstopp måste ibland väteperoxidbadet 21 för steriliseringen av den plana förpackningsmaterialbanan 20 tömmas. Under maskin- eller kortstoppet har en sträcka x mellan förseglingspunkten 18 och nedre kanten av induktionsvärmarens 1 värmezon 5 hunnit svalna. Innan svetsning av längdskarven återupptas fylls väteperoxid ånyo på i fyllningsmaskinen och induktionsvärmaren 1 tillsammans med sammanpressningsanordningen 21, tryckrullen 9 och mottrycksrulle 10, rör sig åtminstone ovan nämnda sträcka x nedåt utefter längdskarven och värmer på nytt nämnda sträcka x, varefter enheten rör sig tillbaka motsvarande sträcka uppåt för att försegla sträckan x. När svetsanordningen nått sitt övre ursprungsläge startar tuben 8 på nytt sin rörelse nedåt och den nu stillastående svetsanordningen värmer och förseglar kontinuerligt längdskarven på tuben 8 varefter fyllning av flytande livsmedel, tvärförsegling och avskiljning av fyllda förpackningar kan ske. Vid återstart av fyllmaskinen sker uppvärmningen av sträckan x, parallellt med att andra startprocesser påbörjas i fyllmaskinen, t.ex. under slutet av påfyllningen av väteperoxid. Detta innebär att uppvärmningen av längdskarven sträckan x med hjälp av svetsanordningens vertikala ned- och uppgång strax före uppstart av tubens 8 nedåtgående rörelsen inte blir så tidskrävande att det förlänger uppstartningstiden. Delarna till svetsanordningen 10 15, 20 25 30 35 503 486 6 kan utföras av icke-korroderande material, vilka dessutom är beständiga mot normalt använda disk- och steriliseringsmedel som natronlut och ánga.

Anordníngen utgöres således av en enkel konstruktion med få rörliga delar.

Detta ger en billig konstruktion som kan skumdiskas automatiskt pà plats i fyllmaskinen.

Detta förenklar diskförfarandet betydligt jämfört med manuell diskning. Underhåll blir enklare och billigare likaväl som injustering av värmezonens läge och effekt. Skador pà insidan av tuben elimineras och därmed risken för produktion av fyllda osterila förpackningar.

Claims (6)

5 10 15 20 25 30 1 503 486 PATENTKRAV

1. Anordning för att utföra en kontinuerlig svetsfog pä en längsskarv, pá en till en tub (8) formad materialbana (20), kontinuerligt formad fràn en plan förpacknings- materialbana (20), innefattande en fogvärmare (1) kännetecknad därav att anordningen också innefattar en sammanpressningsanordning (2) med en tryckrulle (9) och en mottrycksrulle (10) anordnad att definiera en törseglingspunkt (18), där nämnda sammanpressningsanordning (2) och nämnda fogvärmare (1) är sammankopplade till en rörlig enhet, vilken är anordnad att medelst en drivanordning röra sig, huvudsakligen vertikalt, ned och upp relativt förseglingspunkten 18.

2. Anordning enligt patenktkravet 1, kännetecknad därav att fogvärmaren (1) utgörs av en induktionsvärmare ansluten till en växelströmskälla, vilken fogvärmare (1) är anordnad huvudsakligen parallellt med längsskarven.

3. Anordning enligt patenktkravet 2, kännetecknad därav att induktionsvärmaren (1) är anordnad sa att en värmezon (5) bildas huvudsakligen utefter nämnda índuktionsvärmares (1) induktor (3, 4).

4. Anordning enligt någon av patentkraven 1-3, kännetecknad därav att sammanpressningsanordningen (2) utgörs av en formring (11) med tryck- eller formrullar (9) lagrade i en platta utefter formringens (11) hálperiferi.

5. Anordning enligt någon av patentkraven 1-4, kännetecknad därav att vid förseglingspunkten (18) är minst en tryckrulle (9) anordnad att pressa fràn ena sidan av längsskarven samtidigt som en mottrycksrulle (10), företrädesvis fjäderbelastad, är anordnad att pressa fràn motsatta sidan av längsskarven.

6. Anordning enligt någon av patentkraven 1-5, kännetecknad därav att drivanordningen utgörs av ett cylínderkolvaggregat (13) vilket är anordnat att via en länkarmsanordning (15) påverka nämnda enhets rörelse.