Способ и устройство для расфасовки в пакеты из тонких рукавных пластиковых пленок методом ультразвуковой сварки
Группа изобретений относится к способу и к устройству для расфасовки в многослойную тонкую пластиковую пленку, которую разделяют на отделяемые друг от друга элементы. В частности элементы выполнены в форме пакетов, изготовленных из рукавного материала для помещения в них разнообразных продуктов. Для образования контейнеров в форме пакетов пластиковую пленку обрабатывают через заданные промежутки сварными швами, проходящими поперечно продольному направлению рукавного материала, и контейнеры отделяют друг от друга путем разрезания или разделения иным образом. Способ включает следующие операции: а) пленку сваривают через заданные промежутки методом ультразвуковой сварки, причем в процессе сварки между обрабатывающим инструментом (1) и противоположным ему рабочим органом (2) выдерживают определенное расстояние, зависящее от типа пленки; b) сваренные таким образом пакеты, изготовленные из рукавного материала, разъединяют посредством механического процесса разделения без активации ультразвука или с уменьшенным ультразвуковым воздействием в местах соответствующих сварных швов. Устройство для расфасовки в многослойную тонкую пластиковую пленку содержит ультразвуковые генераторы для активации обрабатывающего инструмента. При этом привод и/или направляющая (5) снабжены дистанцирующими элементами для обеспечения поддержания заданного зазора для обработки во время ультразвуковой сварки. Технический результат, обеспечивающий при использовании способа и устройства по изобретениям, заключается в проведении процесса расфасовки с более высокой скоростью и без брака, вызванного неплотными сварными швами или прилипающими и задерживающимися в области линий сварки остатками продукта. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники
Изобретение относится к способу и к устройству для расфасовки в тонкую пластиковую пленку, которая разделяется на отделяемые друг от друга элементы, в частности, в форме пакетов, изготовленных из рукавного материала, для помещения в них разнообразных продуктов, например, в пищевой промышленности.
Уровень техники
Для производства и заполнения так называемых «упаковочных пакетов» из рукавного материала один или несколько слоев пластиковой пленки сваривают сплошным швом поперек продольного направления рукава на определенных расстояниях друг от друга и разъединяют по такой возникшей линии сварки, чтобы отделить пакеты из рукавного материала друг от друга. В частности, в пищевой промышленности для этого используются сравнительно тонкие пластиковые пленки, например, из полипропилена, полиэтилена или комбинированных искусственных материалов, которые непрерывно свариваются по всей ширине рукавного материала в вертикальной или горизонтальной упаковочной машине для изготовления пакетов из рукавного материала.
Для производства сравнительно длинных сварных швов в таких пакетах из рукавного материала до сих пор в соответствии с уровнем техники применялись термические способы сварки, в соответствии с которыми локально сваривают друг с другом слои пластиковой пленки посредством нагревания. Однако при использовании метода термического сваривания существует опасность того, что между сварными швами могут попадать остатки продукта (ср. фиг. 4). В частности, в случае легких и поэтому не очень сыпучих продуктов - например, таких, как листья салата или аналогичных, которые обычно расфасовываются в вертикальном положении, - случается, что некоторая часть остатков продукта задерживается в области сварного шва, это приводит к неплотности пакета из рукавного материала и таким образом к нежелательному браку в производственном процессе. Чтобы предотвращать это, сейчас в таких термических упаковочных машинах для пакетов из рукавного материала при производстве поддерживаются сравнительно низкие скорости, чтобы обеспечить достаточно времени для падения продуктов в те области, в которых не образуется сварной шов и таким образом не происходит разделение. Поэтому для скорости изготовления в уровне техники установлены четкие границы. Кроме того, в таких термических упаковочных машинах для изготовления пакетов из рукавного материала в результате несовпадения линии сварки и линии разделения возможно образование как бы кармана, в котором также могут откладываться остатки продукта. Это приводит к неопрятному виду упакованных продуктов, и поэтому такого нужно по возможности избегать, чтобы минимизировать брак.
Из ЕР 1 127 749 А2 известно устройство для герметичного закрытия пакетов из рукавного материала. Пакеты из рукавного материала сваривают друг с другом на месте разделения при помощи обрабатывающего инструмента и противоположного обрабатывающего инструмента посредством ультразвука, причем оба инструмента снабжены плоскими торцевыми поверхностями. После сваривания пакеты из рукавного материала разделяют между двумя местами сваривания посредством отдельного разрезающего устройства.
Еще одно устройство для сваривания пакетов из рукавного материала известно из GB 2 248 796 А, причем обрабатывающий инструмент с подачей ультразвука плотно прижимают к противоположному обрабатывающему инструменту. Для последующего отделения сваренного пакета из рукавного материала прижимное давление далее увеличивается.
Патент США US 3,816,216 касается способа соединения полотен из термопластического полимера, такого как, например, искусственная кожа, которые соединяют друг с другом посредством инструмента с подачей ультразвука и специфическим образом отделяют друг от друга. С помощью этого устройства на месте разделения полотен образуется круглая, мягкая поверхность среза.
Раскрытие изобретения
Задача, лежащая в основе данного изобретения - предоставить, в противоположность этому, такой способ и такое устройство для расфасовки в тонкую рукавную пластиковую пленку в форме пакетов из рукавного материала, предназначенных для помещения в них разделенных на порции продуктов, которые позволяют производить процесс с более высокой скоростью и избегать брака, вызванного неплотными сварными швами или прилипающими и задерживающимися в области линий сварки остатками продукта.
Эта задача решена способом с операциями по пункту 1, а также устройством с признаками пункта 5. Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Согласно данному изобретению предлагается способ расфасовки в двухслойную или многослойную тонкую пластиковую пленку, которую разделяют на отделяемые друг от друга элементы в форме пакетов из рукавного материала для помещения в них разнообразных продуктов, согласно которому для образования контейнеров в форме пакетов пластиковую пленку обрабатывают через заданные промежутки сварными швами, проходящими по существу поперечно продольному направлению рукавного материала, и контейнеры отделяют друг от друга в процессе разрезания или разделения иным образом.
Способ согласно изобретению характеризуется следующими операциями:
a) пленку сваривают через заданные промежутки методом ультразвуковой сварки, причем в процессе сварке в поперечном направлении между обрабатывающим инструментом и противоположным ему рабочим органом устанавливают заданное расстояние, зависящее от типа пленки;
b) сваренные таким образом пакеты, изготовленные из рукавного материала, разъединяют посредством механического процесса разделения без активации ультразвука или с уменьшенным ультразвуковым воздействием в местах соответствующих сварных швов или линий сварки.
Таким образом, изобретение предлагает как бы двухступенчатый способ изготовления пакетов из полиэтиленового рукава. На первой операции образуют сварной шов по соответствующей линии сварки, применяя метод сварки ультразвуком, причем обрабатывающий инструмент, имеющий несколько канавок, и соответствующий противоположный ему рабочий орган удерживают при этом на заданном расстоянии друг от друга, зависящем от типа пленки. Затем на последующей, второй операции, производимой в процессе того же движения подачи, изготовленные из рукава пакеты разъединяют, то есть отделяют друг от друга по разделительным линиям в области сварных швов, при этом осознанно активация ультразвука заведомо выключена.
Поэтому разъединение на второй операции b) происходит по существу чисто механическим путем, без активации ультразвука. Это позволяет образовывать плотные сварные швы со сравнительно высокой скоростью процесса, без риска задерживания остатков продукта в соответствующих сварочных швах. В противоположность термическому свариванию, при сварке ультразвуком даже на очень тонких пленочных материалах и при использовании не вполне сыпучих продуктов получают сравнительно точный сварной шов.
В альтернативном варианте устройства и альтернативном способе амплитуду ультразвуковых колебаний после сварочного процесса уменьшают до такого уровня, что это позволяет безопасно проводить процесс резки. Таким образом, амплитуду не снижают полностью до нуля, т.е. до отключения генератора ультразвука, а только уменьшают до значения от 10% до 30%.
При этом выполненные таким способом сварные швы не подвержены критичному воздействию остатков продукта в области сваривания, независимо от видов продуктов. Последующее чисто механическое разъединение пакетов, изготовленных из рукавного материала, производится легко, в частности, и для очень тонких видов полимерной пленки, толщина которых находится, например, в области 30 микрон, и при длине сварных швов от примерно 5 см до нескольких десятков сантиметров, которая может потребоваться для современных тонких пакетов такого рода. Плотность сварки обеспечивается с высокой надежностью, и одновременно достигается хорошее разделение, или сепарирование отдельных наполненных продуктами пакетов друг от друга. Кроме того, благодаря заранее заданному минимальному рабочему зазору между обрабатывающим инструментом и противоположным ему рабочим органом обеспечивается отсутствие повреждений обрабатывающего инструмента и противоположного ему рабочего органа при ультразвуковой сварке. Так как последующее разъединение изготовленных пакетов из рукавного материала механическим путем происходит без активации ультразвука или с уменьшенным ультразвуковым воздействием на инструментальные детали, имеется возможность в это время установить рабочий орган и обрабатывающий инструмент ближе друг к другу, чтобы производить в области сварочных линий разъединение отдельных пакетов, изготовленных из рукавного материала, посредством режущей кромки.
В противоположность термической сварке, сваривание посредством ультразвуковой сварки вызывает на сварки линии некоторое увеличение хрупкости материала, которое позволяет сравнительно легко осуществлять последующее механическое разделение пакетов из рукавного материала. При этом обеспечивается также разделение на протяжении длинной области, например, нескольких десятков сантиметров, что соответствует обыкновенной ширине некоторых из таких пакетов, изготавливаемых из рукавного материала.
Согласно изобретению после операции а) обрабатывающий инструмент подводят ближе к противоположному ему рабочему органу. Так как во время операции b) по разделению изготовленных при сварке пакетов воздействие посредством ультразвука больше не производится, имеется возможность подводить друг к другу обе части инструмента ближе, чем при ультразвуковой сварке, без риска их повреждения или разрушения. По этой причине разъединение сваренных и наполненных пакетов из рукавного материала осуществляется действительно просто и при помощи тех же самых обрабатывающего инструмента и противоположного ему рабочего органа.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения на операции b) разъединения пакетов обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган приводят в непосредственный контакт друг с другом. При этом возможно перемещение либо обрабатывающего инструмента, либо противоположного ему рабочего органа при помощи соответствующего привода и направляющей. В альтернативном случае также и оба они могут двигаться один к другому. Разъединение пакетов, изготовленных из рукавного материала, по разделительной линии, которая находится в области сварного шва, в этом варианте происходит при непосредственном контакте обеих инструментальных частей и, таким образом, с проникновением в материал пластиковой пленки. Для этого одна из инструментальных частей предпочтительно выполнена в виде тупой режущей грани или аналогичного элемента, так что при проникновении в материал пластиковой пленки происходит надежное разделение вдоль всей разграничительной линии.
При еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения управление включением и отключением активации ультразвука обрабатывающего инструмента осуществляют в зависимости от управления машинным приводом, например, от кривой сервоуправления привода упаковочной машины. В результате этого способ согласно изобретению легко интегрировать в существующие упаковочные машины, а включение и выключение ультразвука для инструментальных частей происходит в непосредственном соответствии с каждой стадией обработки в упаковочной машине.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган постоянно сводят вместе при обработке каждого пакета из рукавного материала, и при этом выполняются следующие подоперации:
i) при включенном режиме активации ультразвука рабочий орган, противоположный обрабатывающему инструменту, перемещают до его попадания на подпружиненные дистанционные колодки и осуществляют сварку;
ii) отключают активацию ультразвука обрабатывающего инструмента во время прогиба пружин дистанционных колодок, причем поддерживают по существу постоянное расстояние между обеими инструментальными частями, проходящими параллельно;
iii) преодолевая силу упругости подпружиненных дистанционных колодок, производят дальнейшее сближение обеих инструментальных частей для осуществления разъединения по разделительной линии; и
iv) возвращают обе инструментальные части назад.
Этот как бы четырехступенчатый процесс позволяет обеспечить надежное сваривание наполненных пакетов из рукавного материала и достичь точного результата в отношении разъединения отдельных пакетов. Благодаря такому описанному четырехступенчатому способу при сравнительно простом конструктивном исполнении устройства обеспечивается надежное постоянное расстояние между инструментальными частями во время ультразвуковой сварки. Упругость дистанционных колодок при этом устанавливается таким образом, что позднее привод устройства позволяет преодолевать ее и непосредственно, при помощи тех же самых инструментальных частей, то есть обрабатывающего инструмента и противоположного ему рабочего органа, производить также и разъединение по разделительной линии в области сваривания.
Согласно альтернативному, противоположному варианту исполнения изобретения подпружиненные дистанционные колодки не предусмотрены, а обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган при сваривании посредством ультразвука удерживают на определенном заданном расстоянии друг от друга при помощи специальной системы управления. При этом рабочий орган может быть соединен с конструкцией машины посредством пружин. Обрабатывающий инструмент перемещают в направлении противоположного ему рабочего органа до тех пор, пока не установится заранее определенное расстояние, т.е. зазор между рабочим органом и обрабатывающим инструментом, зависящий от типа пленки. При этом активацию ультразвука осуществляют уже до приближения обрабатывающего инструмента к рабочему органу, так что обрабатывающий инструмент подходит к свариваемым слоям пленки уже с активацией ультразвука. После того, как активация ультразвука остановлена, начинают процесс разъединения, перемещая обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган дальше относительно друг друга или сжимая их с более высокой силой давления. В процессе этой последней операции производится механическое разделение, которое легко выполнимо благодаря предыдущему повышению хрупкости на месте сварного шва ультразвуковой сварки. Таким образом, для проведения этого альтернативного варианта осуществления способа согласно изобретению не требуются специальные подпружиненные дистанционные колодки.
Изобретение относится также устройству согласно признакам пункта 5 для расфасовки в тонкую пластиковую пленку, разделяемую на отделяемые друг от друга элементы в форме пакетов, изготовленных из рукавного материала, причем в устройстве предусмотрены генератор ультразвука для активации обрабатывающего инструмента и противоположный инструменту рабочий орган, выполненные с возможностью их сведения в направлении друг к другу посредством привода и направляющей, а также средства для разъединения сваренных пакетов из рукавного материала, причем устройство отличается тем, что обрабатывающий инструмент и рабочий орган выполнены с возможностью как ультразвуковой сварки, так и по существу чисто механического разъединения без специальной активации ультразвука или с уменьшенным ультразвуковым воздействием. Таким образом, посредством одного и того же устройства с инструментальными частями возможно как создание плотного, точного сварного шва на сравнительно тонких пластиковых пленках, не зависящего от вида продуктов, длиной в нескольких десятков сантиметров, так и проводимое затем, после отключения активации ультразвука, механическое разъединение образуемых при этом пакетов из рукавного материала. Обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган при этом сформированы так, что возможно оптимальное сваривание посредством ультразвука. Для этого обрабатывающий инструмент может иметь форму волновода-концентратора, слегка сужающегося к торцу, в то время как противоположный ему рабочий орган предпочтительно имеет кромку. Итак, имеется возможность сравнительно простым образом отделять друг от друга сваренные пакеты из рукавного материала без образования отходов путем сведения вместе обеих инструментальных частей с их внедрением в материал пластиковых пленок.
Согласно изобретению привод и/или направляющая оборудованы дистанционными элементами, которые во время ультразвуковой сварки обеспечивают поддержание заданного зазора для обработки, равного как минимум 0,05 мм. По предпочтительному соответствующему аспекту изобретения возможно, например, формирование дистанционных элементов в виде подпружиненных дистанционных колодок на направляющих элементах. Дистанционные колодки подпружинены таким образом, что при наталкивании на дистанционные колодки сохраняется определенный минимальный рабочий зазор, также и при активации обрабатывающего инструмента ультразвуком. Когда активация ультразвука выключена, обе инструментальные части имеют возможность перемещаться дальше по направлению друг к другу и, например, также приводиться в непосредственное соприкосновение друг с другом, так что линия сварки, ставшая хрупкой, чисто отделяется механическим путем. Альтернативно могут предусматриваться также другие дистанционные элементы для поддержания минимального зазора при обработке.
Вместо выполнения с описанными дистанционными элементами, которые предусматриваются, например, в форме подпружиненных дистанционных колодок, возможно также выполнение устройства согласно изобретению без таких дистанционных элементов или дистанционных колодок: в этом случае реализуется такое специальное управление, что обрабатывающий инструмент и противоположный ему рабочий орган приближаются друг к другу на определенное расстояние, которое предназначено для сварки посредством ультразвука и зависит от типа и толщины свариваемой пленки. Исполнение устройства без специальных дистанционных элементов дает то преимущество, что конструкция и монтаж упрощаются, и требуется меньшее количество специальных компонентов.
Согласно изобретению рабочий орган, противоположный инструменту, имеет плоскую торцевую поверхность, а обрабатывающий инструмент имеет приблизительно треугольную форму типа режущей грани. Режущая грань может быть образована, в частности, углом примерно 164°, что показало себя в высшей степени предпочтительным для разделения тонких полимерных пленок, соединенных ультразвуковой сваркой.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие преимущества, признаки и аспекты данного изобретения будут более отчетливо очевидны в сочетании с нижеследующим подробным описанием варианта осуществления, причем описание производится в связи с прилагаемыми чертежами, на которых показано следующее:
фиг. 1 - вид в разрезе варианта осуществления устройства согласно изобретению в открытом состоянии;
фиг. 2 - соответствующий вид в разрезе первого варианта осуществления устройства согласно изобретению при закрытом состоянии обрабатывающего инструмента;
фиг. 3 - аксонометрическое изображение варианта осуществления устройства согласно изобретению с открытым обрабатывающим инструментом;
фиг. 4 - схематичный вид сбоку с произведенным согласно уровню техники упаковочным пакетом из рукавного материала;
фиг. 5 - схематичный вид поперечного сечения пакета из рукавного материала с зоной перекрытия между обрабатывающим инструментом и противоположным ему рабочим органом согласно варианту осуществления изобретения; и
фиг. 6а-6с - различные стадии обработки упаковочного пакета из рукавного материала согласно варианту осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На фигурах 1-3 показан в различных видах вариант осуществления устройства для расфасовки в тонкую пластиковую пленку, которая разделяется на отделяемые друг от друга элементы в форме пакетов, изготовленных из рукавного материала. На фигуре 1 показан вид в разрезе, на котором обрабатывающий инструмент 1 в устройстве 10 находится в открытом верхнем положении. На фигуре 3 показано соответствующее аксонометрическое изображение, также при открытом положении обрабатывающего инструмента 1, тогда как фигура 2 демонстрирует вид в разрезе в положении, в котором обрабатывающий инструмент 1 и противоположный ему рабочий орган 2 подведены друг к другу для сварки посредством ультразвука и/или для проведения процесса разъединения произведенных таким образом пакетов из рукавного материала.
В этом варианте осуществления речь идет об устройстве, действующем в вертикальном направлении, причем в зависимости от случая применения возможно также осуществление способа согласно изобретению и устройства согласно изобретению как горизонтальной системы. Устройство 10 состоит по существу из опорной плиты 7, на верхней стороне которой рабочий орган 2 смонтирован разъемным образом, чтобы имелась возможность заменять рабочий орган 2 при необходимости. На верхней стороне опорной плиты 7 предусмотрена монтажная пластина 8, которая четырьмя направляющими 5 соединена с возможностью вертикального перемещения с опорной плитой 7, чтобы приближать обрабатывающий инструмент 1, предусмотренный на верхней стороне, к противоположному ему рабочему органу 2 или снова удалять от него (ср. фигуру 1 и фигуру 2).
Устройство 10 специально приспособлено как для выполнения ультразвуковой сварки тонких пластиковых пленок, так и для отрезания произведенных посредством ультразвуковой сварки пакетов из рукавного материала, что в дальнейшем разъясняется более подробно. На верхней стороне монтажной пластины 8 смонтирован ультразвуковой генератор 4, который связан с обрабатывающим инструментом 1 так, что возможна активация ультразвука в обрабатывающем инструменте 1. Возможно также наличие нескольких ультразвуковых генераторов 4, смонтированных на монтажной пластине 8. Обрабатывающий инструмент 1 смонтирован вместе с генератором 4 ультразвука на монтажной пластине 8 посредством подпружиненных дистанционных колодок 3. Для выполнения сваривания и отрезания сваренных пакетов из рукавного материала монтажную пластину 8 посредством направляющих 5 перемещают в направлении опорной плиты 7 и тем самым в направлении рабочего органа 2, до тех пор, пока подпружиненные дистанционные колодки 3 не вступят в контакт с соответствующими сопряженными деталями на нижней поверхности (стороне опорной плиты 7). Подпружиненные дистанционные колодки 3 при этом обеспечивают наличие между обрабатывающим инструментом 1 и противоположным ему рабочим органом 2 минимального заранее заданного рабочего зазора, сохраняющегося до тех пор, пока обрабатывающий инструмент 1 активирован посредством ультразвука. Ширина минимального рабочего зазора составляет, по предпочтительному аспекту изобретения, по меньшей мере 0,05 мм. Таким образом, имеется также возможность с помощью устройства 10 сваривать посредством ультразвука очень тонкие пластиковые пленки, например, толщиной порядка 30 микрон. Если требуется сваривание устройством 10 более толстых пластиковых пленок, возможен выбор соответственно большего рабочего зазора.
После осуществления сварки посредством ультразвука устройство 10 управляется так, что обрабатывающий инструмент 1 проводится дальше по направлению к противоположному ему рабочему органу 2, преодолевая силу упругости подпружиненных дистанционных колодок 3. Это дальнейшее приближение обеих инструментальных частей 1, 2 друг к другу вызывает разъединение произведенных пакетов из рукавного материала. Поскольку ультразвуковая сварка вызывает определенное повышение хрупкости пластиковой пленки 6 на сварочной линии, благодаря этому становится возможным отделение по сплошной линии таких произведенных пакетов из рукавного материала с соответствующими продуктами, содержащимися в них.
При этом возможно сепарирование, или разъединения отдельных сваренных пакетов из рукавного материала, непосредственно по линии сварки.
После разъединения обрабатывающий инструмент и вместе с ним ультразвуковой генератор 4 снова перемещают вверх, чтобы находящаяся между обеими инструментальными частями 1, 2 пластиковая пленка, или рукав из пластиковой пленки, продвигался дальше в соответствии с размером мешка-упаковки из рукавного материала, и процесс повторяется заново, то есть с первой операцией ультразвуковой сварки и с последующей второй операцией чисто механического разъединения.
Из фигуры 3 видно, что обрабатывающий инструмент 1 и противоположный ему рабочий орган 2 имеют удлиненную форму, подобную ребру, что позволяет обрабатывать также относительно широкие пакеты из тонких пластиковых рукавных пленок, предпочтительно вплоть до размера нескольких десятков сантиметров. В этом варианте осуществления предусматривается управление устройством 10 таким образом, что активация ультразвука обрабатывающего инструмента 1 посредством генератора 4 ультразвука происходит в зависимости от системы управления приводом (на чертеже не показана). Например, возможно целенаправленное управление включением и отключением ультразвука на основании кривой сервоуправления привода устройства 10, так что активация ультразвука происходит только тогда, когда производится сваривание и обрабатывающий инструмент 1 при этом целенаправленно удерживается на заранее заданном расстоянии от противоположного ему рабочего органа. Таким образом надежно избегают повреждения обеих инструментальных частей, а именно обрабатывающего инструмента 1 и противоположного ему рабочего органа 2. Это позволяет легко интегрировать способ согласно изобретению также в существующие устройства 10, принимая лишь незначительные меры по их реконструкции. Осуществление способа согласно изобретению возможно с описанным устройством 10 или с упаковочной машиной, имеющей иную конструкцию, и происходит предпочтительно в рамках четырехступенчатого процесса во время непрерывного сведения обеих инструментальных частей, при котором выполняются следующие подразделы операции:
i) активировав ультразвук на обрабатывающем инструменте 1, перемещают рабочий орган 2 до попадания на подпружиненные дистанционные колодки 3 и производят сварку (в альтернативном варианте, разумеется, возможно также и перемещение обрабатывающего инструмента 1 или соответственно обеих инструментальных частей 1, 2);
ii) отключают активацию ультразвука на обрабатывающем инструменте 1 во время прогиба пружин дистанционных колодок 3, причем поддерживают по существу постоянное расстояние между обеими частями рабочего органа, проходящими параллельно;
iii) преодолевая силу упругости подпружиненных дистанционных колодок 3, производят дальнейшее сближение обеих инструментальных частей 1, 2 для осуществления разъединения пакетов из рукавного материала по определенной разделительной линии; и
iv) возвращают обе инструментальные части 1, 2 и предпочтительно заново активируют ультразвук на обрабатывающем инструменте 1.
Посредством осуществления этого целенаправленного двухступенчатого способа с четырьмя показанными подоперациями изобретателям удалось достигнуть очень хороших результатов при испытаниях даже на очень тонких пластиковых пленках, как в отношении плотности изготовленных пакетов из рукавного материала и их визуальной привлекательности, так и в отношении гигиеничности и уменьшения доли брака. Сварной шов, произведенный ультразвуковым способом, стабилен, даже в случае возможных задержек остатков продукта в области линии сварки. Разделительная линия может прокладываться непосредственно по сварному шву, без нежелательного получения карманов, в которых могли бы накапливаться остатки продукта. Способ согласно изобретению и устройство 10 согласно изобретению позволили достичь значительно более высоких скоростей в процессе производства такого рода пакетов из рукавного материала, наполненных продуктами. В результате этого эффективность процесса упаковки отчетливо повысилась. Немаловажно и то, что способ согласно изобретению и устройство 10 согласно изобретению относительно просто интегрируются также в существующие упаковочные установки. Таким образом, возможен также дополнительный монтаж соответствующих деталей устройства производимый для осуществления способа согласно изобретению.
В схематичном виде сбоку на фиг. 4 представлена проблема упаковочных пакетов из рукавного материала, реализуемых с помощью обычной техники: этот продольный разрез демонстрирует пакет 15 из рукавного материала, который наполнен продуктом 18 и затем закрыт тремя сварными швами 16. После отрезания между верхним сварным швом 16 и разделительной линией 17 образуется что-то вроде кармана 20, в котором задерживаются остатки 19 продукта 18. Данное изобретение позволяет эффективно избегать возникновения этой проблемы.
На фиг. 5 показан в схематичном виде поперечный разрез пакета 15, изготовленного из рукавного материала, с зоной перекрытия пластиковой пленки 6 между обрабатывающим инструментом 1 и противоположным ему рабочим органом 2 согласно варианту осуществления изобретения. Из пластиковой пленки 6, сложенной на верхней стороне так, что она перекрывается с напуском, устройство согласно изобретению формирует закрытый пакет 15 из рукавного материала, сваривая пленку 6 посредством обрабатывающего инструмента 1 и противоположному ему рабочего органа 2, причем именно методом ультразвуковой сварки. Затем инструментальные части 1, 2 придвигают ближе друг к другу, и изготовленные из полиэтиленового рукава пакеты 15 механически разъединяются посредством режущей грани 12 с режущей кромкой 14. Режущая грань 12 в этом варианте осуществления помещена на обрабатывающем инструменте 1, предусмотренном снизу. Однако возможно также и обратное расположение рабочих органов 1, 2. Они могут быть выполнены также подвижными в горизонтальном направлении вместо вертикального.
На фиг. 6а-6с показаны в виде схематичных разрезов различные стадии обработки упаковочных пакетов из рукавного материала согласно варианту осуществления изобретения. Пластиковые пленки 6, из которых вырабатывают наполненный продуктом рукавный пакет, при этом варианте осуществления расположены вертикально между обрабатывающим инструментом 1 и противоположным ему рабочим органом 2. Обрабатывающий инструмент 1 - или, в альтернативном варианте, противоположный ему рабочий орган 1 - придвигают к пленкам до попадания на (не показанные) подпружиненные дистанционные колодки (направление влево на фиг. 6а). Это положение видно на фиг. 6b. В этой фазе согласно изобретению производят сварку посредством метода сварки ультразвуком, причем в этот момент оба рабочих органа 1, 2 еще не соприкасаются. Существует зазор между обрабатывающим инструментом 1 и противоположным ему рабочим органом 2, задаваемый в зависимости от вида пленки и от ее толщины. В следующей операции (ср. фиг. 6с) обрабатывающий инструмент 1, преодолевая силу упругости подпружиненных дистанционных колодок, перемещают дальше влево. Сближение обоих рабочих органов 1, 2 и проникновение приблизительно треугольной режущей грани 12 с режущим острием 14 в материал пленки 6 вызывает разъединение пакетов из рукавного материала по желаемой разделительной линии.
Разумеется, форма обрабатывающего инструмента 1 и противоположного ему рабочего органа 2 может варьироваться, без выхода за рамки изобретения, каким оно определено в нижеследующей формуле. Устройство 10 также может быть модифицировано, и сконструировано, например, как устройство, действующее в горизонтальном направлении. Соблюдение минимального зазора для обработки между обрабатывающим инструментом 1 и противоположным ему рабочим органом 2 во время ультразвуковой сварки может достигаться также другим путем, иначе, чем подпружиненными дистанционными колодками 3 - например, путем целенаправленного управления приводом или направляющими устройства 10. Пластиковые пленки могут существовать как в виде чисто полимерных пленок, так и в виде пленок из смеси материалов. Так, например, пленки из пластика с алюминиевым покрытием тоже очень хорошо свариваются и разделяются с применением изобретения.
1. Способ расфасовки в многослойную тонкую полимерную пленку (6), которую разделяют на отделяемые друг от друга элементы в форме пакетов из рукавного материала для помещения в них разнообразных продуктов, согласно которому для образования контейнеров в форме пакетов пластиковую пленку обрабатывают через заданные промежутки сварными швами, проходящими поперечно продольному направлению, и контейнеры отделяют друг от друга путем разрезания или разделения, отличающийся следующими операциями:
a) пленку сваривают через заданные промежутки методом ультразвуковой сварки, причем в процессе сварки между обрабатывающим инструментом (1) с плоской торцевой поверхностью и противоположным ему рабочим органом (2), имеющим режущую грань (12), выдерживают заданное расстояние, зависящее от типа пленки, причем устанавливают зависимый от типа пленки минимальный рабочий зазор, с которым обрабатывающий инструмент (1) и противоположный ему рабочий орган (2) удерживают на расстоянии друг от друга во время активации ультразвука;
b) сваренные таким образом пакеты, изготовленные из рукавного материала, разъединяют посредством механического процесса разделения без активации ультразвука или с ультразвуковым воздействием в местах соответствующих сварных швов, причем после шага а) обрабатывающий инструмент (1) подводят ближе к противоположному ему рабочему органу (2).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на операции b) для разъединения пакетов из рукавного материала обрабатывающий инструмент (1) и противоположный ему рабочий орган (2) приводят в непосредственный контакт друг с другом.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что управление активацией ультразвука обрабатывающего инструмента (1) осуществляют в зависимости от сервоуправления привода упаковочной машины.
4. Способ по п. 1 или 2, согласно которому обрабатывающий инструмент (1) и противоположный ему рабочий орган (2) на каждой операции обработки непрерывно сводят вместе, при этом выполняют следующие подоперации:
i) при включенном режиме активации ультразвука на обрабатывающем инструменте (1) рабочий орган (2), противоположный обрабатывающему инструменту, перемещают до его попадания на подпружиненные дистанционные колодки (3) и производят сварку;
ii) отключают активацию ультразвука обрабатывающего инструмента (1) во время прогиба пружин дистанционных колодок (3), причем поддерживают постоянное расстояние между обеими инструментальными частями, проходящими параллельно;
iii) преодолевая силу упругости подпружиненных дистанционных колодок (3), осуществляют дальнейшее сближение обеих инструментальных частей для осуществления разъединения по разделительной линии; и
iv) возвращают обе инструментальные части (1, 2) назад.
5. Устройство (10) для расфасовки в многослойную тонкую полимерную пленку (6), разделяемую на отделяемые друг от друга элементы в форме пакетов из рукавного материала для помещения в них разнообразных продуктов, в частности, для осуществления способа по одному из пп. 1-6, причем в устройстве предусмотрены один или несколько ультразвуковых генераторов (4) для активации обрабатывающего инструмента (1) и противоположный инструменту рабочий орган, выполненные с возможностью сведения в направлении друг к другу посредством привода и направляющей (5), а также средства для разъединения сваренных пакетов из рукавного материала, отличающееся тем, что обрабатывающий инструмент (1) и противоположный ему рабочий орган (2) выполнены с возможностью как ультразвуковой сварки, так и механического разъединения без активации ультразвука или с ультразвуковым воздействием, при этом привод и/или направляющая (5) снабжены дистанцирующими элементами, которые обеспечивают поддержание заданного, зависящего от типа пленки, зазора для обработки во время ультразвуковой сварки, причем рабочий орган (2) имеет плоскую торцевую поверхность (11), а обрабатывающий инструмент (1) имеет треугольную форму сечения в виде режущей грани (12), в частности притупленную.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что подпружиненные дистанционные колодки (3) выполнены таким образом, что при ультразвуковой сварке они обеспечивают сохранение минимального рабочего зазора, зависящего от типа пленки, между обрабатывающим инструментом (1) и противоположным ему рабочим органом (2).
