CN102656092B - 包装件成型设备 - Google Patents

Abstract

通过使用包装件成型设备来避免包装容器的一端中的褶皱，所述包装件成型设备用于通过顺序地夹紧相对的密封钳口对（106，106’）之间的包装材料的管状物（128）以形成横向密封从而将在机器方向（MD）上行进的所述管状物（128）制成包装容器，使得通用的密封钳口对的下游侧上的管状物区段属于第一包装容器而所述通用的密封钳口对的上游侧上的管状物区段属于第二包装容器，所述设备包括：前密封钳口（106）对；在每个前密封钳口（106）上游布置的前容积箱（108），其适于在密封期间使前管状物区段（P）成形；其中支撑装置（106’）被设置来支撑在所述前容积箱（P）的上游端的上游的所述前管状物区段（P）的上游端，以便在所述前管状物区段（P）的所述上游端中进而在前包装容器（P）的一端中避免褶皱。为此，所述支撑装置被设置为在所述前容积箱到达其终端位置之前接合所述管状物。

Description

包装件成型设备

技术领域

本发明涉及包装件成型设备，尤其是涉及从包装材料的管状物形成包装件的包装件成型设备。

背景技术

当形成由诸如层压材料等包装材料制成的包装容器时，有至少两种通用技术可遵循。根据一种技术，每个包装件形成于从包装材料卷切下的个体坯件，其形成为个体包装容器，依次用产品充填。根据第二种技术，材料卷被纵向密封以形成管状物，且在密封期间，用产品充填该管状物，然后该管状物被横向密封并被切分以形成个体容器。本发明涉及第二种技术。本领域技术人员知道上述描述只是表现了粗略的分类而不是详尽无遗的列表。为了进一步阐明相关领域，有许多不同类型的现有技术装置和设备用于密封已经在充填机中被食品和/或饮料产品充填的包装件。包装件往往从通过充填机传送的包装材料管制成。包装材料可由一或多层材料组成，取决于包装件中要充填的产品的类型。某种包装件例如由通过熔化热可密封的塑料层制成，有时由多个塑料层制成，而其他包装件例如由多个不同的材料层组成，比如：在两面上都用诸如聚乙烯等可熔或易熔的塑料层涂覆的诸如纸之类的纤维性材料，并且还可包括在无菌包装件中起到屏障功能的附加材料层，例如铝层。

管状物在其被产品充填的同时以本身公知的方式通过充填机被传送、密封并赋予其最终的结构。个体的包装件被密封，在此，朝彼此移动的两个密封钳口（jaw）在沿着管状物的长度分布的横向区带中均匀地抓住并压紧所述管状物。所述钳口通常由平衡钳口（counterjaw）和用于产生热的钳口组成，例如通过超声波产生热的所谓的超声喇叭。热还可用诸如通过恒热或感应加热等其他方式产生，以通过熔化相关塑性材料密封每一个各自的压紧的管状物区段并接着切分每一个各自的管状物区段以便获得个体的包装容器。其后，每个包装容器被折叠为期望的形状，这往往由包装材料中的预先安排的压痕线协助。

本发明上下文中的密封总成包括反向作用的（counteracting）密封钳口对，如上述。所述钳口可被布置在连续带式传送装置上或线性致动机械上，这分别在例如EP 0887273和EP 1325868中被公开。

在一些情况下，已密封并折叠的包装容器表现出因不完全的密封和/或成型而导致的不可接受的生产错误。这些错误，比如凹陷，可以仅仅是美学问题，但它也可以导致有缺陷的密封。

发明内容

本发明的目标在于提供用于包装件成型机器的新颖的密封总成，通过清晰可辨的密封钳口的相互作用消除或缓解上述问题。该目标通过根据给出其区别特征的权利要求1的充填总成来实现。具体实施方式在从属权利要求中进行限定。为此，本发明提供了一种包装件成型设备，其用于通过顺序地夹紧位于相对的密封钳口对之间的包装材料的管状物以形成横向密封从而将在机器方向（MD）上行进的该管状物制成包装容器，使得通用的密封钳口对的下游侧上的管状物区段属于第一包装容器而所述通用的密封钳口对的上游侧上的管状物区段属于第二包装容器，所述设备包括：

前密封钳口对，

在所述前密封钳口上游布置的前容积箱，其适于在密封期间使前管状物区段成形，

其中支撑装置被设置来支撑在所述前容积箱的上游端的上游的所述前管状物区段的上游端，以避免所述前管状物区段的所述上游端的褶皱，并进而避免前包装容器的一端的褶皱。

在前容积箱上游使用支撑的构思展现了令人惊讶的结果。这些结果的一种解释可以是在离开前容积箱的支撑之后防止管状物“坍塌”，且“坍塌”会导致材料中的褶皱开始。还可以是所述支撑减小了包装材料的管状物中的拉伸载荷，且这是降低起皱倾向的因素。

在一或更多实施方式中，所述支撑通过后密封钳口产生效果。这具有减少密封总成中的部件数量的益处。通过选择用于后密封钳口的合适的路径，其可被有效地用于本发明的目的。应当注意的是，这会需要仔细的考虑，因为来自密封钳口和容积箱的包装材料管状物上的每个动作会不可避免地影响该管状物尤其是其中所包含的产品，导致气压梯度、起泡和溅洒的风险。这会不利地影响所述充填、密封和成型工序。

附图说明

图1是其中可布置有创造性的密封总成的充填机的示意的局部视图。

图2是根据本发明的一实施方式的密封总成的示意图。

图3是在图2的时间点之前一些时间的图2的密封总成的示意图。

图4是示出用使用有创造性的密封总成的充填机制成的包装容器的透视图。

具体实施方式

图1示出了用于从包装材料卷12制造包装件的机器的一部分10。所述包装材料是开头所述的类型，即，有热塑性材料涂覆的纸芯层。当穿过机器的该特定部分时，从最初基本上是平的卷12形成密封的管状物。所述管状物的形成受到包括在机器10中的许多管状物形成装置14、16和设备18的影响。管状物形成装置14、16的主要任务是使卷12开始成形为在所述卷的两个互相相对的边缘部分24和26之间具有搭接接头22的管状物20，此处不再详细描述这些装置。设备18被布置来相对于用于管状物的横向密封的密封装置28控制管状物的弯曲（twist）。设备18进一步被布置来通过在纵向密封搭接接头22之前赋予管状物28以期望的直径来完成所述卷的成形。

进一步向下，此时被充填了产品的管状物28通过水平密封钳口（夹紧并密封管状物28）被密封。首先，下钳口夹紧并密封包装容器（将成为）的下端，接着上钳口夹紧并密封该容器的上端。生产工序以及不可避免地还有密封工序以高速率被执行；可按每小时10000个包装容器或者更多的速度进行生产。可能发生的问题是当下钳口夹紧包装容器的下端时，会导致管状物28中的产品向上溅，如果上钳口在不适当的时间夹紧管状物28，这转而会引起该包装中的产品数量错误。这个问题以及建议的解决方案在EP 0882651中被公开。进一步地，钳口可被布置在连续带式传动装置上或线性致动机械上。这样的钳口装置是常用的，例如在如EP 0887273和EP 1325868中所公开的。

图2是根据本发明的第一实施方式的应用于连续带式传动装置的密封总成100的示意图。包装材料的管状物102已经用内容充填并使用密封总成100进行密封。密封总成包括布置在连续带（未图示）上的许多本质上相同的密封聚集体（aggregate）104。每个聚集体包括密封钳口106和可枢转地（pivotably）连接到密封钳口106的“容积箱”108。两个相对的密封钳口106被用来夹紧包装材料的管状物102，且所述相对的密封钳口中的一者可以包括感应器，利用该感应器就有可能焊接包装材料的管状物102的材料使得密封以公知的方式实现。本领域技术人员知道出于密封制造中的包装容器的一端的目的，有若干种替代方式来感应加热，但是感应加热的使用已证明在速度和可靠性上特别适于本申请。

容积箱108的用途是约束已充填的管状物102的膨胀，从而使所述管状物成形使得预置容量的流体被包含在最终的包装容器中。包装材料通常是无弹性的，是纸的层压材料，但是已充填的管状物102的构造总是试图使势能最小化，且依赖于管状物102的硬度，任何没有支撑的部分会以不想要的方式松弛他们的形状。应当注意的是，容积箱不是必须可枢转地连接到密封钳口，只是在本实施方式中，该装置提供了方便的解决方案。

从上述且尤其从图2和图3，显然容积箱108具有终端位置，在那它约束管状物成为最终形状。这通过图2中的下密封钳口/容积箱聚集体示出。容积箱108’还具有非接合位置（更确切地，若干个位置），在那它一点都不接合管状物128，如图2中的上密封钳口/容积箱聚合体或图3中的上聚合体所示。显然，容积箱在其从非接合位置到终端位置的过程中具有若干中间位置。

密封钳口106被所述带沿着具有整体椭圆形状的两对凸轮轨道牵引。第一对凸轮轨道（未图示）引导密封钳口106的前（leading）凸轮随动件110，比如轮组，且第二对凸轮轨道（未图示）引导密封钳口106的后（trailing）凸轮随动件112。以这种方式，密封钳口106的位置和倾角可在所有时间被很好地限定。

容积箱108在其前端（leading end）通过可枢转连接被引导到密封钳口106，以及在其后端（trailing end）其由一对凸轮随动件114所支撑，该对凸轮随动件114由第三对凸轮轨道（未图示）引导。以这种方式，容积箱108的位置和倾角可在所有时间被很好地限定。此外，容积箱108的倾角可独立于密封钳口106的倾角受控。本领域技术人员知道个体部件的定位和倾角有构造上的局限性。这些局限性是致动机制（其可以是带式传动凸轮构造、机械解决方案或液压/气动构造、或其组合）的结果。但是，这些局限性对本发明实现其目标的能力无足轻重。

本领域技术人员知道关于密封钳口106的感应器和包装材料的管状物102的相对移动会有限制条件。这些限制条件可涉及在密封钳口106和管状物102之间的接触已经形成后应当没有相对移动，这样的相对移动会增加有凹损的、起皱的或其他形式的畸形包装件的风险。因此，相对移动的防止是该系统的设计中要仔细考虑的操作参数。

在本发明的该第一实施方式的密封总成中，后（trailing）密封钳口相对于前（leading）容积箱，以防止包装材料的管状物在没有支撑的方式中“坍塌”（collapsing）这样的方式放置。必须强调的是，该“坍塌”可能不是特别明显的，但是对一些材料来说，已经证明其足以显著影响包装材料，以至于在管状物被密封和折叠时会形成凹陷。通过将角α限定为相对于包装材料的管状物的中心轴的偏移角，这可被表示为后密封钳口以这样的方式相对于前容积箱被放置使得管状物的α角在管状物在前容积箱和后密封钳口之间延伸时可被控制。

这在图3的示意图中可见，图3示出了前后密封聚集体的靠近的更早时刻。在此示出了前容积箱的路径如何被配置以使该容积箱倾斜远离管状物，然后该容积箱由后密封钳口支撑，从而限制角α。换句话说，后密封钳口106’在前容积箱到达其终端位置之前接合管状物128。

此外，可以提到的是，词语“前（leading）”和“后（trailing）”用作为相对术语，被描述为“后”容器的容器在下一指引步骤（indexing step）中会是“前”容器，而“后”密封钳口对会成为“前”密封钳口对。

在上下文中，还应当注意的是，管状物的支撑在后包装容器P’的下游端上被执行以避免前容器P上的凹陷。注意，名称P用于包装容器，也用于用来形成包装容器的管状物区段，对P’来说，也是同样的有效。还可以提到，讨论中的包装容器可以是当其被折叠后具有矩形底座的楔形容器（参见图4），其中讨论中的凹陷形成于楔形端（图中的上端）的直线密封附近。基于该原因，一或若干实施方式中的容积箱可被布置来使包装容器呈现为楔形，使得容器的一端（例如，后端）比相对端（例如，前端）更迫近管状物的中心线（参见阴影区域），对应于前面图中示意性示出的横截面。在一或更多实施方式中，容积箱可迫使容器从第一端到相对端持续倾斜。应当注意的是，这涉及图2中所示的视图。从图4中显见的是如果在YZ平面中相对于图2中的横截面成直角地（与阴影区域成直角）观察横截面，该关系会稍微相反。

根据本发明的另一方面，构思可以说存在于使前容积箱108与其上游的支撑的运动相关联，在一实施方式中是前容积箱108和后密封钳口106’相关联。该关联使得管状物的“坍塌”，以及因而可能的现有技术系统中存在的褶皱的出现，能够被防止。

此外，对于具有关于管状物尺寸、包装材料品质、包装容器形状等各自属性的每一种具体情况来说，相关的是讨论α的数量值，但是本发明不应当被解释为受限于这些具体的值。如果本领域技术人员被给予了所述构思，该构思即支撑后容器的管状物以防止前容器上的缺陷（如本发明中所限定和描述的），那么权利要求书中所限定的发明会是清楚的并容易实现。

Claims (7)

1.一种包装件成型设备，其用于通过顺序地夹紧位于相对的密封钳口对(106，106’)之间的包装材料的管状物(128)以形成横向密封从而将在机器方向(MD)上行进的该管状物(128)制成包装容器，使得密封钳口对的下游侧上的管状物区段属于第一包装容器而所述密封钳口对的上游侧上的管状物区段属于第二包装容器，所述密封钳口对包括前密封钳口(106)对，所述设备包括：

在每个前密封钳口(106)上游布置的前容积箱(108)，其适于在密封期间使前管状物区段(P)成形，

其中支撑装置(106’)被设置来支撑在所述前容积箱(108)的上游端的上游的所述前管状物区段(P)的上游端，以避免所述前管状物区段(P)的所述上游端的褶皱，并且进而避免由所述前管状物区段(P)形成的前包装容器的一端的褶皱，其特征在于所述支撑装置(106’)被设置为在所述前容积箱(108)位于倾斜位置时，即，在所述前容积箱(108)到达终端位置之前，接触所述管状物。

2.如权利要求1所述的包装件成型设备，其中所述前管状物区段(P)的所述支撑对面向所述密封钳口(106，106’)的面产生效果，以便防止所述管状物(128)的所述面向外倾斜。

3.如权利要求1所述的包装件成型设备，进一步包括后密封钳口对，其中，所述后密封钳口被用作所述支撑装置(106’)，所述后密封钳口(106’)对被用于所述前管状物区段(P)的所述支撑。

4.如权利要求2所述的包装件成型设备，进一步包括后密封钳口对，其中，所述后密封钳口被用作所述支撑装置(106’)，所述后密封钳口(106’)对被用于所述前管状物区段(P)的所述支撑。

5.如权利要求3所述的包装件成型设备，其中相较于不受支撑的位置，所述支撑被产生来减小在所述前容积箱(108)的所述上游端和所述后密封钳口(106’)之间延伸的所述管状物(128)的角度。

6.如权利要求4所述的包装件成型设备，其中相较于不受支撑的位置，所述支撑被产生来减小在所述前容积箱(108)的所述上游端和所述后密封钳口(106’)之间延伸的所述管状物(128)的角度。

7.如前述权利要求中任一项所述的包装件成型设备，所述设备适于形成具有矩形底座端和线性顶端的包装容器，其中所避免的所述褶皱与所述线性顶端附近的褶皱有关。