VERFAHREN ZUM BEHEIZEN VON VERSCHLUSSKLAPPEN EINES KARTONBEHÄLTERS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen des Bodens von aus Packungsmänteln aufgefalteten Verbundpackungen, insbesondere Getränkepackungen, wobei die Erhitzung (thermische Aktivierung) des Bodenbereiches der auf einen Dorn des Dornrades aufgefalteten Verbundpackung zur Bildung des Packungsbodens mittels durch Luftaustrittsöffnungen einer Heizdüse geleiteter Heißluft erfolgt, wobei die thermische Aktivierung durch gleichmäßiges Führen über die zu versiegelnden Bereiche des Packungsmantels während des Eintauchens in den und Hinausbewegens aus dem Packungsmantel erfolgt.

[0002] Verfahren zum Verschließen von aus heißsiegelbar beschichteten Packungsmänteln aufgefalteten Verbundpackungen mittels thermischer Aktivierung sind in vielfacher Form bekannt. Das Verschließen der Packungsböden erfolgt dabei regelmäßig erst beim Abfüller in sogenannten Füllmaschinen. Dort werden die einzelnen Packungsmäntel aufgefaltet und auf Dorne geschoben, wobei die Dorne einen rechteckigen, der späteren Form der Packung entsprechenden Querschnitt aufweisen und auf einem getakteten Dornrad gleichmäßig radial abstehend angeordnet sind. Zur Herstellung des Packungsbodens wird dann in den verschiedenen Stellungen des getakteten Dornrades der Bodenbereich des aufgefalteten Packungsmantels zunächst erhitzt (thermisch aktiviert) , dann vorgefaltet und schließlich mittels Einrichtungen zum Fertigformen in die endgültige Form gebracht und gleichzeitig versiegelt. Da die verwendeten Packungsmäntel bereits heißsiegelbar beschichtet sind, beispielsweise mit einer dünnen Schicht aus Polyethylen, ist ein Verschließen des Packungsbodens ohne zusätzliches Verbindungsmedium möglich.

[0003] Durch die EP-A1 0 661 211 sind ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Versiegeln von Packungen aus Verbundmaterial bekannt, wobei durch thermische Aktivierung der Klebeflächen mit Heißluft der Deckel und der Boden mittels Presskleben verschlossen wird. Die Heißluft wird durch kleine Löcher auf die Aktivierungsflächen geblasen. Die Heizvorrichtung, in der die Löcher ausgeformt sind, besteht aus einem inneren und einem äußeren Heizkörper, zwischen denen die zuschließende Packung eingesetzt wird. Zur gleichmäßigen Verteilung der Heißluft ist die innere Heizkörper oszillierend angeordnet. Er kann um die Längs- und die Querachse der Vorrichtung während des Einblasens der Heißluft oszilliert werden.

[0004] Aus der DE-AS 12 44 548 ist eine Vorrichtung zum Verschließen von aus flach zusammengefalteten Schlauchstücken aufgerichteten Behältern mittels thermischer Aktivierung bekannt, bei der eine Heißluftaustrittsöffnungen aufweisende Heizdüse vor der Erhitzung mittels eines Zylinders in eine Heizstellung gebracht wird, dort die Heißluft auf die zu versiegelnden Bereiche des Packungsbodens leitet und anschließend wieder in die Ausgangsposition (Ruhestellung) verschwenkt wird. Die Luftaustrittsöffnungen sind dabei als Bohrungen ausgeführt.

[0005] Eine andere Verschließeinrichtung für Behälter mit einem Verschluß aus thermoplastisch klebfähigem Material ist aus der DE-AS 15 11 573 bekannt, bei der die Heizdüse gleichfalls abwechselnd eine Ruhe- und eine Arbeitsposition einnehmen kann, um, gleichmäßig im Takt des Dornrades, die zu versiegelnden Bereich des Packungsbodens thermisch zu aktivieren. Hierbei sind die Luftaustrittsöffnungen punktförmig oder schlitzförmig ausgebildet. Auch hier verbleibt die Heizdüse für eine bestimmte Zeitspanne im Inneren des aufgefalteten Packungsmantels.

[0006] Allen bekannten Vorrichtungen haftet der Nachteil an, daß die zu erwärmenden Bereiche des Packungsmantels ungleichmäßig erwärmt werden. Zur Beschädigung des Verbundmaterials, insbesondere bei Verbunden ohne Aluminiumfolie, muß eine Überhitzung zuverlässig ausgeschlossen werden, um die Dicht- und Gassperrfunktion nicht zu gefährden. Das führt dazu, daß im direkten Austrittsbereich der Heißluft, also gegenüber der Luftaustrittsöffnungen, zwar eine ausreichende Erhitzung stattfindet, jedoch die Erwärmung im Bereich zwischen den Luftaustrittsöffnungen zumindest teilweise nicht ausreichend ist. Dieser Nachteil kann zwar teilweise durch eine entsprechende Geometrie der Luftaustrittsöffnungen beseitigt werden, jedoch hat dies einen erheblichen konstruktiven Aufwand der Heizdüse zur Folge.

[0007] Schließlich ist aus der - gattungsbildenden - EP 0 832 731 ein Verfahren zur Bodenbildung von aus Packungsmänteln aufgefalteten Verbundpackungen mittels thermischer Aktivierung bekannt, wobei die Heizdüse während der Erhitzung gleichmäßig über die zu versiegelnden Bereiche des Packungsmantels geführt wird. Dazu ist eine Vorrichtung mit einem getakteten Dornrad und einem Bodenformgerät vorgesehen, welches eine im wesentlichen der Form des Dornes entsprechende mit einem rechteckigen Querschnitt versehene Heizdüse aufweist.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß die Qualität der Siegelung optisch überprüft werden kann.

[0009] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß außerhalb des zur Bildung des Packungsbodens thermisch aktivierten Bereiches zusätzlich wenigstens zwei thermisch aktivierbare Referenzmarken in geringem gegenseitigen Abstand aktiviert werden.

[0010] Die thermische Aktivierung zweier benachbarter, jedoch beabstandeter Referenzmarken im nicht miteinander zu versiegelden Bereich des Packungsbodens führt dazu, daß die Qualität der Siegelung optisch überwacht werden kann. Die Überwachung kann dabei auch durch eine in die geöffnete Packung eintauchende Kontrolloptik automatisiert erfolgen.

[0011] Sind die Referenzmarken nach der thermischen Aktivierung vollkommen voneinander getrennt, ist die Aktivierungstemperatur zu niedrig und die Bodenheizung muß höher eingestellt werden. Treffen die Referenzmarken gerade eben zusammen, ist die Aktivierungstemperatur ausreichend und ein optimaler Betriebszustand erreicht. Gehen die Referenzmarken vollkommen ineinander über, so ist die Aktivierungstemperatur zu hoch und die Bodenheizung muß niedriger eingestellt werden. Zur Beurteilung der thermisch aktivierten Referenzmarken ist der entsprechende Bereich durch ein Polarisationsfilter auf der aluminiumkaschierten Seite des Packungsmantels zu beobachten. Die thermisch aktivierten Bereiche stellen sich unter dem Polarisationsfilter farblich verändert dar. Die Referenzmarken können dabei beispielsweise als kreisförmige Referenzpunkte oder aber auch als streifenförmige Referenzbalken ausgebildet sein.

[0012] Bevorzugt erfolgt die thermische Aktivierung bei stillstehendem Dornrad. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die Heizdüse zur Erhöhung der Taktgeschwindigkeit beim Aktivierungsvorgang auch gleichzeitig mit dem Dorn verschwenkt werden.

[0013] Die Heizdüse wird über den Bodenbereich des aufgefalteten Packungsmantels bewegt und die thermische Aktivierung erfolgt während des Eintauchens in den und Hinausbewegens aus dem Packungsmantel. Je nach Geometrie der Heizdüse kann dabei der Bodenbereich innerhalb und/oder außerhalb des Packungsmantels thermisch aktiviert werden. Auf diese Weise ist eine besonders gute thermische Aktivierung zu erreichen, da die thermische Aktivierung einerseits kurz vor der Weiterbewegung des Dornrades in die Verformstation erfolgt.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1

eine Heizdüse der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht auf eine Längsseite,

Fig. 2

die Heizdüse aus Fig. 1 in einer Seitenansicht auf eine Stirnseite,

Fig. 3 bis 5

Draufsichten von unten auf die Kästen der Heizdüse aus Fig. 1 und 2 und

Fig. 6 bis 8

Draufsicht auf einen aufgeschnittenen und gerade gefalteten aktivierten Packungsmantel mit optimaler (Fig. 6), zu geringer (Fig. 7) und zu starker (Fig. 8) Aktivierung.

[0015] Aus den Fig. 1 bis 5 wird schnell der konstruktiv einfache Aufbau einer Heizdüse für das erfindungsgemäße Verfahren ersichtlich.

[0016] Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Heizdüse 1 aus drei, jeweils oben und unten offenen Kästen, nämlich dem oberen Kasten 2, dem mittleren Kasten 3 und dem unteren Kasten 4. Der untere Kasten 4 ist dabei nach unten (packungsinnenseitig) mit einem Deckel 5 verschlossen.

[0017] Die Heizdüse 1 ist in den Fig. 1 und 2 in ihren beiden Seitenansichten dargestellt, dort sind besonders gut die Luftaustrittsöffnungen zu erkennen, welche teilweise als Bohrungen 6 und teilweise als Schlitze 7 ausgeführt sind.

[0018] Die Fig. 3 bis 5 zeigen Draufsichten von unten auf die einzelnen Kästen 2, 3 und 4, wobei besonders die Ausbildung der Düsenstruktur bei den als Schlitze 7 ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen erkennbar sind. Es ist schnell ersichtlich, daß der konstruktive Aufwand zum Aufbau einer solchen Heizdüse sehr einfach gestaltet werden kann, wenn die Schlitze 7 jeweils an den Rändern der einzelnen Kästen 2, 3 bzw. 4 angeordnet sind.

[0019] Es versteht sich von selbst, daß die äußeren Abmessungen der einzelnen Kästen 2, 3 bzw. 4 in etwa dem inneren Querschnitt eines auf einen Dorn einer Füllmaschine aufgeschobenen aufgefalteten Packungsmantels entspricht. Dabei muß die Größe so gewählt sein, daß zwischen Heizdüse 1 und (nicht dargestelltem) Packungsmantel ein ausreichender Luftspalt verbleibt, um Verklebungen bzw. Verschiebungen von bereits thermisch aktiviertem siegelfähigem Material wie beispielsweise Polyethylen zuverlässig auszuschließen.

[0020] Zur thermischen Aktivierung "taucht" nun die dargestellte Heizdüse, beaufschlagt mit Heißluft, in den vom Dorn abstehenden Bereich des Packungsmantels hinein. Bei der nicht rastenden Hinein- und Hinausbewegung überstreicht die Heizdüse 1 die zu aktivierenden Packungsbereiche, so daß eine äußerst gleichmäßige thermisch aktivierte Zone entsteht, bei der für den nachfolgenden Siegelvorgang eine optimale Temperatur einstellbar ist.

[0021] Es ist schnell ersichtlich, daß die dargestellte Geometrie der Luftaustrittsöffnungen, der Bohrungen 6 und Schlitze 7 nur beispielhaft gewählt sind, durch entsprechende überlappende Anordnung lassen sich auch größere Flächeninhalte gleichmäßig erhitzen oder sogar auch unterschiedliche Temperaturbereiche erzeugen, wenn diese für den Siegelvorgang notwendig sein sollten.

[0022] Schließlich ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, daß die Qualität der thermischen Aktivierung mittels außerhalb des zu versiegelden Bodenbereiches, jedoch im Packungsboden vorgesehene Referenzmarken optisch überwacht werden kann. Dies kann auch vollautomatisch geschehen, wobei ein angeschlossener Regelkreis die Aktivierungstemperatur beeinflußt. Als Referenzmarken dienen dabei im dargestellten und in soweit bevorzugten Ausführungsbeispiel kreisförmige Referenzpunkte 8, die mit einem geringen Abstand voneinander durch thermische Aktivierung während des Aktiviervorgangs erzeugt werden. Es ist klar, daß für jedes Packungsformat der Abstand der Referenzmarken empirisch ermittelt werden muß, da hierfür Faktoren wie Packstoffdicke, Aluminiumfolienstärke, Packungsgröße etc. eine Rolle spielen. Auch wenn die optische Beurteilung in der Praxis durch Eintauchen einer Optik in den oben offenen Packungsbehälter geschieht, ist in den Darstellungen gemäß Fig. 6 bis 8 der Bodenbereich eines Packungsmantels M aufgeschnitten und geradegelegt dargestellt.

[0023] Die optische Beurteilung der Aktivierungstemperatur geschieht nun folgendermaßen:

[0024] Die beiden mit geringem Abstand voneinander angeordneten Referenzpunkte 8 im Bodenbereich der Packungsmäntel lassen, betrachtet durch ein Polarisationsfilter, Aufschlüsse über die Qualität der Siegelung zu. Berühren sich die beiden Referenzpunkte 8 gerade, ist die Aktivierungstemperatur optimal eingestellt, wie in Fig. 6 zu sehen ist. Sind zwei einzelne Referenzpunkte 8' zu erkennen, wie in Fig. 7 dargestellt, so reicht die Aktivierungstemperatur nicht aus, es handelt sich vielmehr um eine "Unteraktivierung".

[0025] Die Pfeile verweisen auf nicht thermisch aktivierte Stellen im zu versiegelnden Bodenbereich des aufgeschnittenen Packungsmantels M. Fig. 8 zeigt eine unzulässige "Überaktivierung", bei der die beiden Referenzpunkte 8" ineinander übergehen. Hier ist deutlich erkennbar, daß - insbesondere im Gegensatz zur Unteraktivierung in Fig. 7 - die aktivierten Flächen sich im gesamten Bereich über die zulässigen Grenzen strichpunktierte Linie bzw. Doppellinie = Faltlinie ausdehnen. In diesem Stadium neigt der thermisch aktivierte Bodenbereich darüber hinaus zur Blasenbildung.

Ansprüche

1. Verfahren zum Beheizen des Bodens von aus Packungsmänteln (M) aufgefalteten Verbundpackungen, insbesondere Getränkepackungen, wobei die Erhitzung (thermische Aktivierung) des Bodenbereiches der auf einen Dorn eines Dornrades aufgefalteten Verbundpackung zur Bildung des Packungsbodens mittels durch Luftaustrittsöffnungen einer Heizdüse (1) geleiteter Heißluft erfolgt, wobei die thermische Aktivierung durch gleichmäßiges Führen über die zu versiegelnden Bereiche des Packungsmantels (M) während des Eintauchens in den und Hinausbewegens aus dem Packungsmantel (M) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des zur Bildung des Packungsbodens thermisch aktivierten Bereiches zusätzlich wenigstens zwei Referenzmarken (8, 8', 8") in geringem gegenseitigen Abstand thermisch aktiviert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzmarken (8, 8', 8") kreisförmige Referenzpunkte dienen.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzmarken streifenförmige Referenzbalken dienen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich innerhalb und außerhalb des Packungsmantels (M) thermisch aktiviert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich innerhalb des Packungsmantels (M) thermisch aktiviert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich außerhalb des Packungsmantels (M) thermisch aktiviert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Aktivierung bei stillstehendem Dornrad erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Aktivierung während des Verschwenkens des Dornrades erfolgt.

Claims

1. A method for heating the bottom of composite packages that are formed by unfolded package casings (M), in particular, beverage packages, wherein the bottom region of a composite package that is unfolded on a mandrel of a mandrel wheel is heated (thermally activated) by means of hot air that is conveyed through air outlet openings of a heating nozzle (1) in order to form the package bottom, and wherein the thermal activation is realized during the movement into and out of the package casing (M) in the form of a uniform displacement over the regions of the package casing (M) which need to be sealed, characterized in that at least two reference markings (8, 8', 8'') that are mutually spaced apart by a short distance and lie outside the thermally activated region for forming the package bottom are also thermally activated.

2. The method according to Claim 1, characterized in that circular reference points are used as reference markings (8, 8', 8'').

3. The method according to Claim 1, characterized in that strip-shaped reference bars are used as reference markings.

4. The method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the bottom region is thermally activated on the inside and the outside of the package casing (M).

5. The method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the bottom region is thermally activated on the inside of the package casing (M).

6. The method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the bottom region is thermally activated on the outside of the package casing (M).

7. The method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the thermal activation takes place while the mandrel wheel is at a standstill.

8. The method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the thermal activation takes place while the mandrel wheel is turned.

Revendications

1. Procédé pour chauffer le fond d'emballages composites dépliés à partir d'enveloppes d'emballages (M), notamment d'emballages de boissons, selon lequel le chauffage (activation thermique) de la zone de fond de l'emballage composite déplié sur un mandrin d'une roue à mandrin pour la formation du fond de l'emballage, est effectué au moyen d'air chaud dirigé par des ouvertures de passage d'air d'une buse de chauffage (1), dans lequel l'activation thermique est effectuée par un guidage régulier au-dessus des zones à sceller de l'enveloppe d'emballage (M) pendant l'insertion dans l'enveloppe d'emballage (M) et l'extraction hors de celle-ci,
caractérisé en ce que, à l'extérieur de la zone thermiquement activée pour la formation du fond de l'emballage, en supplément au moins deux marques de repère (8, 8', 8") à faible distance l'une de l'autre sont thermiquement activées.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des points de référence circulaires servent de marques de repère (8, 8', 8 ").

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des barres de repère en forme de bandes servent de marques de repère.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone du fond est thermiquement activée à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe d'emballage (M).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone du fond est thermiquement activée à l'intérieur de l'enveloppe d'emballage (M).

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone du fond est thermiquement activée à l'extérieur de l'enveloppe d'emballage (M).

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'activation thermique est effectuée lorsque la roue à mandrin est immobile.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'activation thermique est effectuée pendant le pivotement de la roue à mandrin.

Zeichnung