DE69830522T2

DE69830522T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Befestigen von Ausgiesselementen an Behälter

Info

Publication number: DE69830522T2
Application number: DE1998630522
Authority: DE
Inventors: Robert Edwin Rochelle; John Weber; Edward Albert Welwyn Garden City Skinner
Original assignee: Elopak Systems AG
Current assignee: Elopak Systems AG
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: EP1009665A1; AU6221098A; AU739136B2; WO1998036977A2; DE69815694T2; EP1298063A1; ATE243134T1; UA66786C2; DE69815694D1; US20020116902A1; JP2001511750A; DE69830522D1; US6378271B1; EP1009665B1; EP1298063B1; ATE297348T1; US6892508B2; WO1998036977A3; ZA981454B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft primär eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen eines Artikels an einem Behälter und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei der/dem ein Haltemechanismus, wie z.B. ein Dorn oder ein Amboss, nicht erforderlich ist.
Bisher sind Artikel, wie z.B. Ausgießtüllen-Fittings, durch Anwendung folgender Verfahren an thermoplastisch beschichteten Behälterwänden befestigt worden.
In US-A-4,813,578 wird folgendes Verfahren angewandt: Ein Dorn wird in das Innere der noch offenen Öffnung des Behälters eingesetzt, wobei der Dorn an die Innenfläche einer Sperrschicht stößt und eine Sicherheitshalterung bildet. Heiße Luft oder Strahlungswärme wird auf die Außenfläche einer giebelförmig ausgebildeten oberen Wand unmittelbar um die Öffnung herum aufgebracht, um die Polyethylenbeschichtung zu erweichen, wobei ein Flansch eines Ausgießtüllen-Fittings auf die erweichte Schicht platziert wird, um den Flansch mit der Wand zu verbinden. Ferner wird ein externer Dorn zum Drücken der Anordnung gegen den im Inneren positionierten Dorn verwendet. Dieser Druck wird aufrechterhalten, bis die Beschichtung abkühlt und dadurch ein permanentes Haften des Flansches an der Wand bewirkt. Andere Verfahren, wie z.B. Verbinden mittels Ultraschall und Impulserwärmung, können angewandt werden.
In US-A-5,249,695 wird nur beschrieben, dass ein Befestigen der mit Polymer beschichteten Pappwand durch Schweißen oder anderweitiges Verbinden eines Flansches eines Tüllen-Fittings mit der Polymerbeschichtung erfolgt.
In US-A-4,964,562 und US-A-5,152,438 werden jeweils ein Ultraschallschweißarm und ein Sicherheitshaltedorn, der um die jeweiligen Ausgießöffnungen wirksam ist, verwendet.
In US-A-4,948,015 ist die Verwendung eines Ultraschallschweißarms zum Verbonden eines Flansches eines Ausgießtüllen-Fittings mit einer Innen- oder Rückfläche einer Behälterwand um eine Ausgießöffnung herum beschrieben.
In US-A-4,669,640 wird das Verschmelzen eines Ausgießtüllenflansches mit einer Innenfläche eines giebelförmig ausgebildeten Kartonoberteils entweder mittels Wärme oder Ultraschall vorgeschlagen.
In US-A-5,088,643 wird beschrieben, dass das Ausgießtüllen-Fitting vorzugsweise durch Impulserwärmung unter Druck, wie z.B. durch Ultraschallschweißen, mit der Außenfläche der Behälterwand verbunden wird, obwohl andere Verfahren angewandt werden können, falls dies gewünscht ist.
In US-A-4,925,034 ist ein klebendes Verbonden eines Ausgießtüllen-Fittings mittels eines Heißschmelzklebers mit einer oberen Außenfläche eines Behälters beschrieben.
In US-A-5,101,999 wird vorgeschlagen, dass eine Tülle oder ein Verschluss "durch Verwendung eines geeigneten Mittels, wie z.B. eines Klebers, der auf die Unterfläche des Verschlusses aufgebracht wird, welcher an dem Oberteil der Verpackung angebracht werden soll, an dem Oberteil der Verpackung angebracht wird". An den Stellen, an denen die Verpackung mit einer thermoplastischen Außenschicht aus Polyethylen beschichtet ist, die ein solches Verkleben erschwert, können Einschnitte am Umfang ausgebildet werden, die sägezahnförmig oder als perforierte Einschnitte ausgebildet sein können. Solche Sägezahneinschnitte oder perforierten Einschnitte brauchen nur die Außenschicht aus Polyethylen zu durchdringen, damit sich der Kleber mit der darunter liegenden Träger- oder Papierschicht verbonden kann.
In WO-A-88/05012 ist ein Behälter mit einem oberen Randbereich beschrieben, mit dem eine laminierte Abdeckung verbondet ist. Die der Abdeckung benachbarte Fläche wird auf eine über ihrem Schmelzpunkt liegende Temperatur erwärmt, damit sie sich mit dem Randbereich verbondet.
In WO-A-96/39332 des Anmelders der vorliegenden Erfindung ist eine Ausgießtüllen-Anbringeinrichtung beschrieben, die an einem ein ausgießbares Produkt enthaltenden Behälter über einer Stelle angebracht ist, an der der Behälter einen Einschnitt mit einer Teiltiefe aufweist und an der eine Öffnung ausgebildet ist. Die Anbringeinrichtung weist einen Körper auf, und es kann eine abnehmbare Kappe an dieser angebracht sein. Der Körper weist einen inneren Vorsprung, einen externen Befestigungsflansch und eine innere Endwand mit einer in diese eingeschnittenen Rippe auf, so dass sie als Lasche um eine Schwenkachse bewegbar ist.
In WO-A-92/14604 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen einer Tülle an einem Karton beschrieben, der oben offen und unten versiegelt ist. Eine Transporteinrichtung bewegt den Karton sukzessive zu drei Stationen. An der ersten Station wird mit einer Lochstanzeinrichtung ein Loch gestanzt. An der zweiten Station wird mit einer Kleberauftrageinrichtung ein Kleber auf die Verbondungsstelle aufgetragen. An der dritten Station wird mit einer Tüllenbefestigungsanordnung eine Tülle an der vorbereitete Stelle angebracht. Der Karton wird anschließend gefüllt und das Oberteil versiegelt. Die Kleberauftrageinrichtung weist eine horizontal angeordnete Pistole auf, die in einer vertikalen Ebene in einem Kreis gedreht wird, um einen vollständigen Kreis aus Verbondungsmittel auf die vertikale Außenfläche des Kartons um das Loch herum aufzubringen, der einen ringförmigen Flansch des Fitting aufnehmen kann.
In US-A-5473857 ist eine Fitting-Anbringvorrichtung zum Anbringen von Tüllen-Fittings aus Kunststoff an gefüllten und versiegelten Kartons beschrieben, die in eine herkömmliche Form-/Füll-/Versiegelungs-Produktionslinie integriert ist, und zwar gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 4. Die Vorrichtung transportiert geformte, gefüllte und versiegelte Kartons zu einer Fitting-Anbringstation. Zu diesem Zweck werden die Kartons von einem Endlosförderer, der an einer Totplatte zwischen zwei Fließbandförderern endet, von dem Ende der Form-/Füll-/Versiegelungs-Produktionslinie transportiert; eine Hemmeinrichtung ermöglicht es den beiden Förderern, die Kartons einzeln zu einem durch die Fitting-Anbringstation verlaufenden Takt-Kettenförderer zu transportieren, der die Kartons zu einem Endlos-Austragsförderer bringt. Ein Trichter und eine diesem zugeordnete durch Schwerkraft beschickte Spur liefern eine Folge von Fittings zu einem Fitting-Anbringamboss an der Anbringstation. Jedes Fitting weist einen Flansch auf, dessen Unterfläche mit einem Heißschmelzkleber beschichtet wird, wenn das Fitting an einer Heißschmelzkleber-Auftragsrolle vorbeigleitet. Ein Fitting-Haltemechanismus nimmt jedes Fitting auf und positioniert es derart, dass die mit dem Heißschmelzkleber beschichtete Flanschunterfläche der Außenseite der Wand des gefüllten Kartons zugewandt ist. Der Fitting-Anbringamboss legt intermittierend Fittings von dem Fitting-Haltemechanismus in Deckungsgleichheit mit dem Tüllenloch auf Stoß gegen den gefüllten Karton an, wodurch die mit Heißschmelzkleber beschichtete Flanschunterseite gegen die Extrusionsschicht auf der Außenseite der Kartonwand gedrückt wird, so dass das Fitting mit dem gefüllten und versiegelten Karton verbondet wird. In WO-A-97/04953 ist ein System beschrieben, das diesem ähnlich ist, mit Ausnahme der Integration in die Linie der Form-/Füll-/Versiegelungs-Maschine.
In WO-A-97/16302 ist ein Verfahren zum Befestigen eines Ausgießtüllen-Fittings an einem thermoplastisch beschichteten Behälter beschrieben, wobei gefüllte und versiegelte Kartons mit giebelartig ausgebildetem Oberteil zu einen Schalt-Revolverkopf geleitet werden, an dem jeder der mehreren nickenden Aufnahmeeinrichtungen, die sich mit dem Drehkopf drehen, ein Ausgießtüllen-Fitting aufnimmt, das Fitting einer Wärmequelle aussetzt, um die Unterfläche eines Flansches des Fitting klebrig zu machen, und das Fitting auf einen bereits erwärmten Bereich einer dachförmig ausgebildeten Wand eines Kartons um eine Öffnung oder Schwächungsschleife herum platziert, um das Fitting und die Wand miteinander zu verbonden. Die Aufnahmevorrichtungen werden kontinuierlich gekühlt, um das Verbonden zu beschleunigen. In der Praxis wird ein Abschnitt eines Förderers mit flachem Oberteil, der von einer Form-/Füll-/Versiegelungsmaschine zu einer Verpackungsmaschine verläuft, modifiziert, um ihn an die Fitting-Anbringmaschine anzupassen.
In US-A-4,507,168 ist ein Verfahren zum Befestigen eines Ausgießtüllen-Fitting an einem Papierbehälter beschrieben, der als Behälter für Milch o.dgl. verwendet wird. Das Verfahren umfasst die Schritte des Erwärmens von Klebeteilen des mit einem thermoplastischen Harz beschichteten Papierbehälters und des Fitting aus einem Kunstharz, und das Drücken beider Klebeteile im erwärmten Zustand gegeneinander, um zu bewirken, dass sie miteinander verkleben. Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist versehen mit Haltemechanismen, die den Papierbehälter bzw. das Fitting halten, und einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des Papierbehälters und des Fitting, die in den jeweiligen Mechanismen gehalten sind, wodurch nach dem Schwenken der Heizeinrichtung derart, dass sie sich in einer Position zwischen dem Behälter und dem Fitting und in einem Abstand zu diesen befindet, bewirkt wird, dass der Behälter und das Fitting sich der Heizeinrichtung nähern und dadurch erwärmt werden, der Behälter und das Fitting von der Heizeinrichtung wegbewegt werden, die Heizeinrichtung aus ihrer Position zwischen dem Behälter und dem Fitting herausgeschwenkt wird und dann bewirkt wird, dass sich der Papierbehälter und das Fitting einander nähern und gegeneinander gedrückt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Verpackung mit den Schritten des Formens eines Behälters, des Füllens des Behälters mit einem Inhalt, des Versiegelns des gefüllten Behälters am oberen Ende und des Anbringens eines ringförmigen Teils eines Ausgießtüllen-Fitting mittels Klebers an einer aufwärts weisenden Außenfläche des gefüllten und versiegelten Behälters vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anbringens das Aufbringen des Klebers auf die Außenfläche des gefüllten und versiegelten Behälters zum Bilden einer Wulst in Form einer geschlossenen Schleife aus Kleber und das Aufbringen des ringförmigen Teils auf die Wulst umfasst, deren Form der Form des ringförmigen Teils entspricht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Verpackung vorgesehen, die aufweist: eine Fördereinrichtung, eine benachbart zu der Fördereinrichtung angeordnete Formeinrichtung zum Formen eines Behälters auf der Fördereinrichtung, eine benachbart zu der Fördereinrichtung angeordneten Fülleinrichtung zum Füllen des Behälters, eine benachbart zu der Fördereinrichtung angeordnete Oberteil-Versiegelungseinrichtung zum Versiegeln des oberen Teils des gefüllten Behälters und eine benachbart zu der Fördereinrichtung angeordnete Fitting-Anbringeinrichtung zum Anbringen eines Ausgießtüllen-Fitting an einer nach oben weisenden Außenfläche des gefüllten und versiegelten Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass die Fitting-Anbringeinrichtung aufweist: eine Kleber-Aufbringeinrichtung zum Aufbringen eines Kleberstrahls auf diese Außenfläche des gefüllten und versiegelten Behälters, eine Strahlverdrängeinrichtung zum Verdrängen des Strahls relativ zu dieser Außenfläche, um auf dieser Außenfläche eine Kleberwulst in Form einer geschlossenen Schleife aus Kleber vorzusehen, und eine Aufbringvorrichtung zum Aufbringen eines Teils eines Fitting auf die Wulst zum Anbringen des Fitting an dem Behälter.
Aufgrund des Aufbringens der ringförmigen Kleberwulst nach dem Versiegeln des Oberteils kann die Wulst auf eine solche nach oben weisende Außenfläche aufgebracht werden, so dass der Kleber in geringerem Maße dazu neigt, die Fläche hinabzulaufen (oder sogar durch ein Ausgießloch, wenn ein solches vorgesehen ist, in das Innere des Behälters zu fließen) und somit die Wirksamkeit des Anbringens des Fitting an den Behälter zu verringern und/oder Förder- und andere Flächen zu verschmieren und somit die Operation des Systems zu unterbrechen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden eine verbessert Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Befestigen eines Artikels an einer thermoplastischen Beschichtung eines Laminats, insbesondere zum Befestigen eines Ausgießtüllen-Fittings an einer thermoplastisch beschichteten Behälterwand geschaffen.
Die bevorzugte Vorrichtung und das bevorzugte Verfahren werden nach sämtlichen an dem Behälter durchgeführten Form-, Füll- und Versiegelungsvorgängen angewandt und können über einem hinter einer herkömmlichen Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine angeordneten bestehenden Fördersystem installiert bzw. durchgeführt werden, ohne dass das bestehende System verändert werden muss.
Die Vorrichtung und das Verfahren sind erforderlichenfalls an ein Mehrfach-in-line-Schalten anpassbar, wobei eine Aufgabeschale mehrere Austragsspuren aufweist oder mehrere Aufgabeschalen verwendet werden können.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich und leichter ausführbar. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Fitting-Anbringmaschine, die über einem bestehenden Förderer montiert ist, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Anordnung von Stationen in der in 1 gezeigten Maschine;
3 eine perspektivische Ansicht eines Kartons mit giebelförmigem Oberteil und eine perspektivische Ansicht eines Ausgießtüllen-Fittings, das an dem Karton angebracht wird;
3A eine Seitenansicht einer Heizanordnung zum Erwärmen einer ausgewählten Wand des Kartons, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
4A eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Fitting-Beschickungsvorrichtung, die an einer Fitting-Heiz- und -Platzierstation arbeitet, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
4B eine teilgeschnittene Seitenansicht der Fitting-Beschickungsvorrichtung und einer Fitting-Heizvorrichtung, die an der Fitting-Heiz- und -Platzierstation arbeiten, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
4C eine Seitenansicht der Fitting-Beschickungsvorrichtung und der Fitting-Heizvorrichtung und einer Fitting-Platziervorrichtung, die an der Fitting-Heiz- und -Platzierstation arbeiten, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
4D ein vergrößertes Detail von 4B;
5 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Festdrück- und Kühlanordnung, jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 eine ähnliche Ansicht wie 2, jedoch mit Darstellung von Doppelstationen in der in 1 gezeigten Maschine, nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung mit einer Fitting-Anbringmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Ansicht der gegenüberliegenden Seite dieser Ausführungsform;
9 eine schematische perspektivische Explosionsdraufsicht dieser Ausführungsform;
10 einen Aufriss in Richtung des Pfeils X aus 9;
11 einen Aufriss in Richtung des Pfeils XI aus 9;
12 eine Ansicht in Richtung des Pfeils XII aus 9;
13 eine schematische Draufsicht einer modifizierten Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14 eine schematische Seitenansicht dieser modifizierten Vorrichtung.
Gemäß 1 bis 7 zeigt 1 eine Maschine 10, die über einem Förderer 12 mit flachem Oberteil montiert ist, welcher geformte, gefüllte und versiegelte thermoplastisch beschichtete Kartons 14 (3) transportiert, die von einer typischen bekannten (nicht gezeigten) Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine kommen.
2 zeigt die sieben Stationen I bis VII, durch die der Karton 14 innerhalb der Maschine 10 geschaltet wird, nämlich die Station:

I zum Eintreten des gefüllten und versiegelten Kartons (1, Förderer 12, der in die Maschine 10 eintritt);
II zum Erwärmen einer ausgewählten Wand des Kartons (3A);
III zum Laden und Erwärmen eines Ausgießtüllen-Fitting 20 und Platzieren des Fitting auf der erwärmten ausgewählten Wand (4A, 4B und 4C);
IV zum Festdrücken und Kühlen des Fitting (5);
V zum zweiten Festdrücken und Kühlen des Fitting (5);
VI zum Prüfen; und
VII zum Austragen der Verpackung aus der Maschine 10.

Es wird eine der verschiedenen bekannten (nicht gezeigten) Halte- und Fördertechniken angewandt, um sicherzustellen, dass die Behälter 14, an denen Fittings 20 angebracht werden sollen, voneinander beabstandet auf dem bestehenden Förderer 12 (der es ermöglicht, dass die Behälter 14 in unterschiedlicher Beabstandung angeordnet sind) durch die Stationen I–VII der Maschine 10 transportiert werden. Diese Techniken umfassen z.B. formdichte Förderschnecken 11, Zubringer- und Klemmsysteme mit Vorwärts- und Rückwärtsbewegung und sogenannte "Gehschaufel"-Systeme mit Vorkehrungen für vorwärts und rückwärts gerichtete Luftzylinder. Wenn an den Behältern 14, die von dem Förderer 12 vorwärtsbewegt werden sollen, keine Fittings angebracht werden sollen, kann entweder die Maschine 10 derart betrieben werden, dass nur ihr Förderer (die Schnecken 11) läuft, oder kann ihr Förderer aus dem Eingriff mit den Behältern 14 heraus verschoben werden (z.B. können die Schnecken 11 seitlich nach außen verschoben werden).
Alternativ kann der Förderer 12 selbst die Form eines Förderers aufweisen, der verhindert, dass sich die Behälter 14 relativ zu dem Förderer entlang dem oder quer über den Förderer bewegen, es kann sich z.B. um einen Taschen-Kettenförderer handeln.
3 zeigt den Karton 14 mit einer oberen Wand 16 mit einer darin ausgebildeten Schwächungslinie 18; und ein hochdichtes, mit Polyethylen beschichtetes oder aus einem anderen Kunststoff gefertigtes Ausgießtüllen-Fitting 20 mit einem Körper 22, einer Kappe 23 und einem externen Befestigungsflansch 24. Die Schwächungslinie 18 kann eine kreisförmige Perforationslinie oder eine eine Teiltiefe aufweisende Schnittlinie sein. Bei einigen Anwendungen kann es sich dabei um eine Öffnung handeln.
3A zeigt eine runde Heizvorrichtung 25, die ringförmig ausgebildet ist und die schleifenförmige Schwächungslinie 18 in der Wand 16 umschließt. Die Vorrichtung 25 wird von einem Luftzylinder 25a ausgefahren, um sich an einen ringförmigen Flächenteil der Schwächungslinie 18 anzulegen und diesen auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen, und dann wieder zurückgezogen. Die vorbestimmte Temperatur liegt unter dem Schmelzpunkt der thermoplastischen Beschichtung des Kartons.
Gemäß 4A weist die Station III eine Spur 26 auf, auf der Ausgießtüllen-Fittings 20 gestapelt sind und nach unten gleiten können, wobei Flansch an Flansch stößt. Die Fittings 20 werden von einer bekannten Vibrations-Teilezuführeinrichtung, die unter 28 in 1 gezeigt und oben auf der Maschine 10 montiert ist, ausgerichtet und der Spur 26 zugeführt. Am unteren Teil der Spur 26 dient eine Stoßeinrichtung 29 am distalen Ende eines Kolbens 30 eines feststehenden ersten Zylinders 32 zum Drücken des End-Fittings seitlich in eine in einer Aufnahmeeinrichtung 34 an einem Kolben 35 eines zweiten Zylinders 36 ausgebildete Öffnung 33. Der Zylinder 36 ist an seinem hinteren Ende an einem horizontalen Drehgelenk 38 befestigt. Bei Aufnahme des Fitting 20 wird der zweite Zylinder 36 um ein vorbestimmtes Maß nach unten (gegen den Uhrzeigersinn) in eine ausgewählte Position geschwenkt, wie in 4B gezeigt, um ihn axial mit einem feststehenden dritten Zylinder 42 aus zurichten. In dieser Position wird ein Kolben 40 des feststehenden dritten Zylinders 42, der ein heißes ringförmiges Werkzeug 44 an seinem Ende aufweist, ausgefahren, damit das heiße Werkzeug 44 an der Fläche 46 des Flansches 24 des Fitting 20 angreift, um dadurch den Flansch auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Diese vorbestimmte Temperatur liegt unter dem Schmelzpunkt des Kunststoff-Befestigungsflansches 24.
Beim Zurückziehen des heißen ringförmigen Werkzeugs 44, wie in 4C gezeigt, wird der zweite Zylinder 36 als nächstes weiter gegen den Uhrzeigersinn nach unten um das Drehgelenk 38 in eine Position geschwenkt, in der er mit der Schwächungslinie 18 der Wand 16 ausgerichtet ist. Der Kolben 35 des zweiten Zylinders 36 und seine mit Fittings beladene Aufnahmeeinrichtung 34 werden ausgefahren, um den Flansch 24 des Fitting 20 auf die Wand 16 um die Schwächungslinie 18 zu platzieren.
Gemäß 4D kann das ringförmige Werkzeug 44 aus einem runden Block 46 mit einer an einer Endfläche 50 des Blocks 46 ausgebildeten runden Ausnehmung 48, vergleichbar dem Innendurchmesser des Flansches 24, gefertigt sein. Ein Anschlussloch 52 ist in der Mitte der anderen Fläche 54 ausgebildet, ein tieferes Loch 56 ist versetzt von dem Loch 52 in der Fläche 54 ausgebildet, das für das Einsetzen einer (nicht gezeigten) Wärmequelle geeignet ist, und ein noch tieferes Loch 58 ist ebenfalls von dem Loch 52 versetzt angeordnet und für das Einsetzen eines (nicht gezeigten) Temperaturfühlers geeignet. Das Loch 58 kann bis zu einer Stelle nahe der Fläche 50 verlaufen, wobei es zu der Peripherie der Ausnehmung 48 versetzt ist.
Die Endfläche 50 ist geglättet und weist vorzugsweise eine Beschichtung aus geeignetem nicht klebenden Beschichtungsmaterial zum Angreifen an dem Flansch 24 auf. Das in 3A gezeigte Werkzeug 25, das um die Schwächungslinie 18 herum an der Wand 16 angreift und diese erwärmt, kann derart ausgebildet sein, dass es dem in 4D gezeigten Werkzeug 44 im wesentlichen gleich ist.
Beim Zurückziehen des Kolbens 35 wird der Zylinder 36 im Uhrzeigersinn in seine in 4A gezeigte Anfangsposition geschwenkt und schaltet der Förderer 12 zur Station IV (2), wo ein geeigneter becherförmiger und gekühlter Amboss, der unter 60 (5) gezeigt und an einem Kolben 62 montiert ist, von einem Luftzylinder 64 gegen die freiliegende Fläche 66 des Flansches 24 gedrückt wird, um den Flansch mit der Wand 16 zu verbonden. An Station V erfolgt ein Drücken mittels einer zusätzlichen Anordnung aus gekühltem Amboss 60 und Luftzylinder 64 zum Verstärkung der Bondungswirkung.
Nach der Prüfung mittels einer herkömmlichen Einrichtung, wie einem (nicht gezeigten) Kamerauge, werden an Station VI die aus den gefüllten und versiegelten Kartons 14 und den damit verbondeten Fittings 20 bestehenden Verpackungen aus der Maschine 10 ausgetragen, um von dem Förderer 12 zu einer (nicht gezeigten) Versandstelle transportiert zu werden.
6 zeigt eine Doppel-Schaltanordnung, bei der jeweils zwei benachbarte Kartons 14 auf die oben beschriebene Weise von einer Doppel-Ausrüstung bearbeitet werden. Die Vibrations-Teilezuführeinrichtung 28 ist zum Zuführen ausgerichteter Fittings zu Doppelspuren 26 vorgesehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Wärmeenergie, die dem Flansch 24 von dem heißen ringförmigen Werkzeug 44 zugeführt werden soll, von verschiedenen Parametern abhängt, wie z.B.:

a. dem Schmelzpunkt des Materials der Flanschoberfläche 46,
b. der Lagertemperatur der Fittings 20,
c. der Umgebungstemperatur in der Maschine,
d. der Feuchtigkeit, und
e. dem Schmelzpunkt der thermoplastischen Beschichtung des Kartons.

Gemäß 7 bis 12 weist die Vorrichtung eine Fitting-Anbringmaschine 101 auf, die über einem die (nicht gezeigten) geformten, gefüllten und versiegelten thermoplastisch beschichteten Kartons transportierenden Förderer 102 montiert ist. Der Förderer 102 kann ein bestehender Förderer einer Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine oder ein weiterer bestehender Förderer sein, der eine lineare Verlängerung des bestehenden Förderers dieser Maschine bildet. In jedem Fall bildet der Weg der Kartons von einer Stelle vor der (nicht gezeigten) Oberteil-Versiegelungsstation der Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine zu einer Stelle hinter der Maschine 101 keine Umkehrung. Der Förderer 102 ist ein Doppel-Endloskettenförderer, dessen beide Ketten Taschen zwischen den Ketten ausbilden, die die gefüllten und im oberen Teil versiegelten Kartons 14 eng anliegend aufnehmen. Diese Taschen nehmen die Kartons 14 ausreichend eng anliegend auf, so dass die Kartons darin festgehalten werden und somit akkurat die Flansche 24 der Fittings 20 aufnehmen können. Die Vorrichtung weist eine Doppel-Schaltanordnung auf, bei der jeweils zwei benachbarte Kartons gleichzeitig von der Doppel-Ausrüstung bearbeitet werden. Eine Vibrations-Fitting-Zuführeinrichtung 103 führt Fittings in ausgerichtetem Zustand den Doppelspuren 104 zu.
Die Zuführeinrichtung 103 weist ein schalenartig ausgebildetes Reservoir 105 auf, das über eine Einzelspur 106 mit den Doppelspuren 104 verbunden ist, wobei ein oszillierend gedrehtes gezahntes Rad 107 an der Verzweigung von der Spur 106 zu den Spuren 104 angeordnet ist, das ein Festklemmen der Fittings 20 an der Verzweigungsstelle verhindert. Die Randwände der Spur 106 und vorheriger Abschnitte 104a der Spuren 104 weisen Auskragungen auf, um Unterschneidungen zum Aufnehmen und Führen der Flansche 24 der Fittings 20 zu bilden, während nachfolgende Abschnitte 104b der Spuren 104 Seitenwände ohne solche Überhänge aufweisen, so dass die Fittings 20 leicht von diesen entnommen werden können. Insbesondere weist jede Spur 104 einen Kanal 108 mit einer Abschlusswand 109 an dessen unterem Ende auf. Jeder Kanal 108 weist ein Paar ausgekragter Streifen 110 auf, die mit den oberen Rändern der jeweiligen Seitenwände des Kanals verbunden sind. Ungefähr auf halbem Weg entlang jedem Abschnitt 104a ist eine Hemmungsvorrichtung 111 mit einem Verschluss 112 angeordnet, durch die die Fittings in dem Abschnitt 104a eines nach dem anderen dem Abschnitt 104b zugeführt werden. Die Spuren 104, die Hemmungsvorrichtungen 111 und die Auslass-Endzone 106a der Spur 106 sind Teil einer Fitting-Anbringvorrichtung 113 mit einander gegenüberliegenden Endwänden 114 und 115, die eine hinter der anderen entlang dem in Vorwärtsrichtung verlaufenden Weg der Kartons in dem Förderer 102 angeordnet sind. Die Endwände 114 und 115 sind mittels Elementen 116, die sich parallel zu diesem in Vorwärtsrichtung verlaufenden Weg erstrecken, miteinander verbunden. Zwischen den beiden Platten 114 und 115 sind nur zwei Stationen angeordnet, und bei diesen handelt es sich um Doppelstationen, nämlich um eine Kleberaufbringstation 117 und eine Fitting-Aufnahme- und -Platzierstation 118. Auf der Platte 114 befindet sich ein Elektromotor 119 mit einer abnehmbaren Schutzvorrichtung 120, die über eine Kette 121 verankert ist. Der Ausgang von dem Motor 119 verläuft zu einem Einzel-Doppel-Antrieb, einem Getriebe 122, dessen Doppelausgänge zwei synchrone parallele Bewegungen in nebeneinanderliegenden Kreisen sind, die von zwei exzentrischen Ausgangsstiften 123 ausgeführt werden. Ein Stützglied 124 ist auf den Stiften 123 angebracht und führt somit eine zu sich selbst parallel verlaufende Bewegung aus. An dem Stützglied 124 ist eine Halterung 125 für ein Paar Kleberpistolen 126 befestigt, die jeweils Dosiervorrichtungen 127 und jeweils Düsen 128 aufweisen, welche jeweils dosierte Kleberstrahlen abgeben. Die Dosiervorrichtungen 127 werden über einen Drucklufteinlass 129, der mit einer (nicht gezeigten) Druckluftleitung verbunden ist, pneumatisch betätigt und werden jeweils durch Einlassrohre 130, die jeweils mit (ebenfalls nicht gezeigten) Kleberversorgungsleitungen verbunden sind, mit Kleber versorgt. Jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Endplatte 114 sind fotoelektrische Detektoren 131 befestigt, die die beiden Stationen 117 und 118 abschalten, wenn sich kein Karton der Station 117 nähert. An der Platte 115 ist ein Stützarm 132 befestigt, an dem ein Tisch 133 befestigt ist, über den eine Antriebsvorrichtung 134 angebracht ist, die zum drehenden Weiterschalten einer Aufnahme- und Platzier-Stützplatte 135 um 180° dient. An der Platte 135 sind in einem rechteckigen Array vier pneumatische Kolben-und-Zylinder-Vorrichtungen 136 angebracht, die jeweils Ansaugdüsen 137 rechtwinklig zu der Platte 135 hin- und herbewegen. Zwischen den Stationen 117 und 118 ist eine Auslegerstütze 138 vorgesehen, die ein Schutzblech 139 trägt. Hinter der Endwand 115 ist ein Paar fotoelektrischer Detektoren 140 befestigt, durch die Kartons daran gehindert werden, sich der Station 117 zu nähern, falls eine vorausgewählte Anzahl von die Station 118 verlassenden Kartons nicht mit Fittings 20 versehen ist. Die Maschine 101 und der Förderer 102 sind in einem Gehäuse 141 angeordnet, auf dem sich ein Kasten 142 befindet, der die Steuerungen für die pneumatisch betätigten Teile der Vorrichtung enthält. Benachbart zu dem Gehäuse 141 ist eine Plattformanordnung 143 vorgesehen, die die Schale 105, eine Kleberheißschmelzeinheit 144 und einen Kasten 145 für elektrische Steuerungen der elektrisch betätigten Hauptteile der Vorrichtung trägt. Benachbart zu der Plattformanordnung 143 sind Zugangsstufen 146 vorgesehen.
Bei Betrieb der anhand von 7 bis 12 beschriebenen Vorrichtung kommen gefüllte und im oberen Teil versiegelte Kartons 14 paarweise an der Station 117 an, wo bei stillstehenden Kartons Strahlen von Heißschmelzkleber von den Düsen 128 auf die jeweiligen Dachplatten 16 der Kartons 14 des Paars aufdosiert werden, um kreisförmige Wülste von Heißschmelzkleber zu bilden, die mit den kreisförmigen Schwächungsschleifen 18 konzentrisch sind und gerade außerhalb dieser liegen, wobei die Düsen 128 jeweils mehr als eine Umdrehung ausführen, um den Heißschmelzkleber relativ gleichmäßig aufzutragen und eine relativ hohe Kleberwulst zu bilden, um eine feste Verbindung des Fitting mit dem Karton zu erreichen, insbesondere durch Sicherstellen, dass der Kleber seine Klebrigkeit lang genug behält, damit gewährleistet ist, dass die thermoplastischen Materialien sowohl des Fitting als auch des Kartons gut mit dem Kleber verschmelzen. Das mit den kreisförmigen Wülsten versehene Kartonpaar wird zu der Station 118 geschaltet, wo die beiden von den Spuren 104 weiter entfernten Düsen 137 jeweils die von ihnen transportierten Ausgießtüllen-Fittings 20 fest auf die jeweiligen Heißschmelzkleberwülste aufbringen, wobei die jeweiligen Flansche 24 koaxial zu den kreisförmigen Wülsten aufgebracht werden, während die beiden sich näher an den Spuren 104 befindenden Ansaugdüsen 137 auf zwei Ausgießtüllen-Fittings in den jeweiligen Spurabschnitten 104b aufgebracht werden. Dann wird die Saugkraft von dem weiter von den Spuren 104 entfernten Düsenpaar 137 genommen, jedoch an das näher an den Spuren 104 befindliche Düsenpaar 137 angelegt, und die pneumatischen Vorrichtungen 136 werden betätigt, um alle vier Düsen 137 nach oben zurückzuziehen, so dass das nähergelegene Düsenpaar 137 die nächsten beiden Ausgießtüllen-Fittings 20 von den Abschnitten 104b aufnimmt. Wenn die Düsen 137 vollständig zurückgezogen sind, dreht die Vorrichtung 134 die Platte 135 um 180° und erwartet das Eintreffen des nächsten Kartonpaars von der Station 117. In der Zwischenzeit wird das Kartonpaar, an das die Ausgießtüllen-Fittings angebracht worden sind, aus der Station 118 geschaltet und liefern die Hemmungseinrichtungen 111 die nächsten beiden Ausgießtüllen-Fittings 20 zu den Abschnitten 104b.
Die in 13 und 14 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 7 bis 12 gezeigten hauptsächlich dahingehend, dass die Vorrichtung einen bestehenden Förderer 102', in dem keine Taschen ausgebildet sind, aufnehmen kann, z.B. einen Gliederbandförderer, der von einer Kartonform-, -füll- und -versiegelungsmaschine aus verläuft, und wenn die Kartons 14 Ausgießtüllen-Fittings 20 aufnehmen, werden diese paarweise horizontal seitlich in Taschen 150 verschoben, die zwischen einem Schalt-Endloskettenförderer 151 und einer feststehenden vertikalen Platte 152 ausgebildet sind, welche parallel zu der Strecke des Endloskettenförderers 151 und dem Förderer 102' verlaufen. Unmittelbar vor der Kleberaufbringstation 117 befindet sich eine Kartonladestation 153, an der eine Karton-Anschlagplatte 154 das führende Paar 14a von Kartons 14 auf dem Förderer 102' stoppt und an der eine Druckplatte 155 das Kartonpaar 14a in eine Ausnehmung 150' drückt, die von einem Paar rechtwinkliger Stützplatten 156 einer Serie von Paaren rechtwinkliger Stützplatten des Schalt-Förderers 151 ausgebildet ist. Bevor die Platte 155 das Kartonpaar 14a in seitliche Richtung drückt, klemmt eine unmittelbar vor der Station 153 befindliche und aus einer beweglichen vertikalen Platte 158 und einer feststehenden vertikalen Platte 159 gebildete Kartonhaltevorrichtung 157 das unmittelbar folgende Kartonpaar 14b fest, bis sich die Platte 155 vollständig von dem Vorwärtsbewegen des Kartonpaars 14a in die Ausnehmung 150' zurückgezogen hat. Die Ausnehmung 150' bewegt sich parallel zu dem und in der gleichen Richtung wie der Vorschub der Kartons 14 entlang dem Förderer 102' vorwärts und transportiert das Kartonpaar 14a zuerst zu der Station 117, wo sie mit der feststehenden Platte 152 die Tasche 150 bildet und die kreisförmigen Kleberwülste von den (in 13 und 14 nicht gezeigten) Düsen 128 auf die jeweiligen Kartons aufgebracht werden. Dann bewegt die gleiche Ausnehmung 150' das Kartonpaar 14a zu der nächsten Station, bei der es sich um die Fitting-Aufnahme- und Platzierstation 118 handelt, der die Fittings 20 zu zweit von der Schale 105 über die Spuren 104 zugeführt werden. Jedes die Station 118 verlassende Kartonpaar wird durch Zusammenwirken einer Führung 168 mit einem (nicht gezeigten) Förderkettenpaar, das das Kartonpaar auf dem Förderer 102' vorwärtsbewegt, zu dem Förderer 102' zurückgeführt. Jedes Kartonpaar kann von einer Kartonentladevorrichtung 160 von diesem Förderer genommen werden. Der Schalt-Kettenförderer 151 wird von einem Elektromotor 161 über eine Bremsen-/Kupplungskombination 162, ein Getriebe 163, eine Schalteinrichtung 164, einen Getriebezug 165 und eine Antriebswelle 166 angetrieben. An ihrem anderen Ende läuft die Kette um eine Leerlaufwelle 167.
Die beiden mit Bezug auf 7 bis 14 beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, dass der Weg der gefüllten und im oberen Teil versiegelten, die Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine verlassenden Kartons weder unterbrochen noch umgekehrt werden muss, wodurch es möglich ist, den Platzbedarf für diesen Weg zu minimieren und ferner eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit der Kartons entlang diesem Weg aufrechtzuerhalten.
Ein weiterer Vorteil, den die beiden Ausführungsformen bieten, liegt darin, dass sie in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem bestehenden Förderer installiert werden können, der der Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine nachgeschaltet ist, oder es kann sogar im Falle der in 7 bis 12 gezeigten Ausführungsform die Fitting-Anbringmaschine unmittelbar über einem bestehenden Taschenförderer installiert werden, um Kleber und dann Fittings auf die Kartons aufzubringen, während sich diese in den Taschen dieses bestehenden Förderers befinden; dabei kann ein solcher bestehender Förderer die Auslass-Endzone des Förderers der Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine selbst sein.
Es sei angemerkt, dass bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Aufbringen eines Ausgießtüllen-Fitting auf einen aufrecht stehenden thermoplastisch beschichteten Karton in einer über einem einer Versiegelungsstation einer Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine nachgeschalteten Förderer montierten Maschine schaffen, wodurch wertvoller Stellplatz in Produktionsbereichen eingespart wird.
Es sei ferner angemerkt, dass das obere Verschlussteil des Kartons entweder als giebelförmiges Oberteil, schräg verlaufendes Oberteil oder flaches Oberteil ausgebildet sein kann, wobei die verschiedenen Heiz-, Platzier- und Kühlvorrichtungen entsprechend ausgerichtet sind.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Verpackung mit den Schritten des Formens eines Behälters, Füllens des Behälters mit einem Inhalt, Versiegelns des gefüllten Behälters am oberen Ende und Anbringen eines ringförmigen Teils (24) eines Ausgießtüllen-Fittings (20) mittels Klebers an einer aufwärts weisenden Außenfläche (16) des gefüllten und versiegelten Behälters (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anbringens das Aufbringen des Klebers auf die Außenfläche (16) des gefüllten und versiegelten Behälters (14) zum Bilden einer Wulst in Form einer geschlossenen Schleife aus Kleber und das Aufbringen des ringförmigen Teils (24) auf die Wulst umfasst, deren Form der Form des ringförmigen Teils (24) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wulst um eine Schwächungsschleife (18) in der Außenfläche (16) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aufbringen des Klebers einen Schritt umfasst, bei dem bewirkt wird, dass eine Düse (128) mehr als eine Umdrehung ausführt.
Vorrichtung zur Verwendung beim Herstellen einer Verpackung, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Fördereinrichtung (102;102',151), eine Formeinrichtung in Nachbarschaft zu der Fördereinrichtung (102;102', 151) zum Formen eines Behälters an der Fördereinrichtung (102;102', 151), eine Fülleinrichtung in Nachbarschaft zu der Fördereinrichtung (102;102',151) zum Füllen des geformten Behälters, eine Versiegeleinrichtung in Nachbarschaft der Fördereinrichtung (102;102',151) zum Versiegeln des oberen Endes des gefüllten Behälters, und eine Fitting-Anbringeinrichtung (117,118) in Nachbarschaft der Fördereinrichtung (102,151) zum Anbringen eines Ausgießtüllen-Fittings (20) an einer aufwärts weisenden Außenfläche (16) des gefüllten und versiegelten Behälters (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Fitting-Anbringeinrichtung (117,118) aufweist: eine Kleber-Aufbringeinrichtung (128) zum Aufbringen eines Strahls aus Kleber auf die Außenfläche (16) des gefüllten und versiegelten Behälters (14), eine Strahlverdrängeinrichtung (123) zum Verdrängen des Strahls relativ zu der Außenfläche (16) zum Bilden einer Kleberwulst in Form einer geschlossenen Schleife aus Kleber auf der Außenfläche (16), und eine Aufbringeinrichtung (118) zum Aufbringen eines Teils (24) eines Fittings (20) auf die Wulst zum Anbringen des Fitting (20) an dem Behälter (14).
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Fitting-Anbringeinrichtung (117,118) ferner zum Anbringen eines Ausgießtüllen-Fittings (20) an einer aufwärts weisenden Außenfläche (16) eines zweiten gefüllten und versiegelten Behälters (14) dient und aufweist: eine zweite Kleber-Aufbringeinrichtung (128) zum Aufbringen eines zweiten Strahls aus Kleber auf der Außenfläche (16) des zweiten gefüllten und versiegelten Behälters (14), eine zweite Strahlverdrängeinrichtung (123) zum Verdrängen des zweiten Strahls relativ zu der Außenfläche (16) des zweiten Behälters (14) zum Bilden einer zweiten Kleberwulst in Form einer zweiten geschlossenen Schleife aus Kleber auf der Außenfläche (16), und eine zweite Aufbringeinrichtung (118) zum Aufbringen eines Teils (24) eines zwei ten Fittings (20) auf die zweite Wulst zum Anbringen des zweiten Fittings (20) an dem zweiten Behälter (14).
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erstgenannte Kleber-Aufbringeinrichtung (128) und die zweite Kleber-Aufbringeinrichtung (128) jeweils Düsen (128) aufweisen, die an einem gemeinsamen Stützglied (124) montiert sind, welches wiederum von ersten und zweiten exzentrischen Stiften (123) getragen werden, die jeweils synchrone Parallelbewegungen in nebeneinanderliegenden Kreisen durchführen, wobei das Stützglied (124) eine zu sich selbst parallel verlaufende Bewegung ausführt.