CN105916770A - 用于施加开口装置的盖的单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于施加开口装置(2)的盖(100)到包装(3)的喷口(4)的施加单元包括：多个施加装置(40)，其配置成用于施加所述盖(100)到所述喷口(4)；多个传送配置(19)，每个传送配置(19)支撑对应的施加装置(40)且沿着轨道配置(20)能移动，其中所述传送配置(19)是沿着所述轨道配置(20)能自移动的并且沿着所述轨道配置(20)能彼此独立地移动。

Description

用于施加开口装置的盖的单元
技术领域
本发明涉及用于施加开口装置的盖的单元，更具体而言，涉及用于食品产品的密封包装的开口装置。
背景技术
如已知的，许多可倾倒食品例如果汁、UHT(超高温处理)牛奶、酒、蕃茄酱等等都是在由先前已杀菌的包装材料制成的密封包装中商售。
该类型包装的典型例子是被称为Tetra Brik Aseptic(注册商标)的用于液体或可倾倒食品产品的平行六面体形状的包装，其是通过折叠和密封层压带包装材料而制成。
该包装材料具有多层结构，基本上包括：用于刚度和强度的基体层，其可包括纤维材料(例如纸)层，或矿物填充聚丙烯材料层；和多个热密封塑料材料层，例如聚乙烯膜，其覆盖基体层的两侧。
在用于如UHT牛奶之类的长期储存产品的无菌包装的情况下，包装材料还包括气体屏障和光屏障材料(例如铝箔或乙基乙烯醇(EVOH))层，其叠置在热密封塑料材料层上，该气体屏障和光屏障材料层进而覆盖有形成包装的最终接触食品产品的内表面的另一热密封塑料材料层。
如已知的，这种包装是在全自动包装机上生产，在该包装机上连续的管是由卷材进给式包装材料形成；包装材料卷材是在包装机内部灭菌，例如通过施加化学灭菌剂(如过氧化氢溶液)进行。一旦灭菌完成，灭菌剂从所述包装材料表面除去，例如通过加热蒸发除去。以这种方式消毒的包装材料的卷材被保持在封闭的无菌环境中，并被纵向折叠和密封以形成垂直管。
该管被填充消毒的或消毒处理过的食品，并在等距间隔的截面处被密封，该管沿该截面最终切割以形成包。这些枕形包然后被机械折叠，形成成品的(例如基本上平行六面体的)包。
可替代地，该包装材料可以被切割成坯件，在成型主轴时该坯件被成型为包装。这些包装被填充有食品产品并进行密封。这类包装的一个例子是以商标名Tetra Rex(注册商标)公知的所谓的“屋顶形”包装。
根据一个可行的制造过程，在包装材料具有卷材或片材形状时，即在包装材料被形成，被填充和被密封，以便获得最终的包装之前，喷口被直接注射模制到包装材料上。
在这种情况下，喷口包括：附接到包装材料的凸缘；颈部，例如带螺纹的颈部，其从包装材料突出并限定倾倒开口；和壁，其闭合所述倾倒开口并且可从颈部移动通过拉件，该拉件当包装被首次打开时可以由用户撕拉。
如上所述，已形成、经填充和密封的包装从填充机出来，其颈部自包装的顶壁延伸。
填充机的下游设置有施加单元，该施加单元用于施加盖到包装的颈部。
施加单元包括：输送器，包装沿着该输送器被推进；分配单元，其在包装通过输送器被输送的同时释放盖到相应的颈部；和封盖单元，其将盖拧(screw)到颈部上。封盖单元包括成对的带。每个带具有基本上平行于另一个带的活跃分支的活跃分支。这些活跃分支沿相反的方向移动并与盖的径向相对部分的相互作用，以便旋转该盖并将盖拧到颈部上。
已知的施加单元的缺点在于它们不是非常精确的。这些带实际上可能会磨损，进而影响盖的定位和拧紧力矩。
已知的施加单元借助于带和盖之间的摩擦来施加盖。因此，已知的施加单元的性能取决于设置和由操作者进行的调节和微调。因此，已知的施加单元可能不是十分可靠，特别是在输出速率高的情况下。
此外，已知的施加单元不是很灵活。换句话说，在其上必需施加盖的包装的大小和形状被改变的情况下，需要进行主要重新设置。
此外，由于带与盖的径向相对的部分相互作用，因此已知的施加单元只适合用于施加圆形或基本上圆形的盖。
发明内容
本发明的一个目的在于改进用于施加开口装置的盖到包装的施加单元。
本发明的另一目的在于增强用于施加开口装置的盖到包装的施加单元的灵活性。
本发明的另一目的在于提供能够施加盖到具有不同形状和尺寸的包装的施加单元，而无需对该施加单元进行主要重新调整。
本发明的另一目的在于提供能够施加盖(特别是非圆形的盖)到具有不同尺寸和形状的包装的施加单元。
本发明的另一目的在于提供能够以非常高的输出速度(例如超过40000个包装/小时)施加盖到包装的施加单元。
根据本发明，提供了一种根据权利要求1的用于施加开口装置的盖到包装上的施加单元。
附图说明
以非限制性实施例且结合附图的方式，优选实施方式在下文被公开以用于对本发明的更好理解，其中：
图1是根据本发明的施加单元的透视图，其中为了清楚起见而去除了一些部分；
图2至5是图1的施加单元的侧视图，示出了施加单元的操作循环的后续步骤。
具体实施方式
图1至图5示出了用于在包装3(特别是在食品产品可倾倒到包装材料管中的包装3)上施加开口装置2的盖100的施加单元1。
在一个实施方式中，包装3是通过包装机在施加单元1的上游由片状包装材料制成，该片状包装材料包括：基体层，其例如由纸板状纤维材料或填充矿物的聚丙烯材料形成；和多个热密封塑料材料层，例如聚乙烯膜，其覆盖基体层的两侧。当包装3被打算用于诸如UHT牛奶之类的长期储存产品的无菌包装时，包装材料还包括：气体屏障和光屏障材料层，例如铝箔或乙基乙烯醇(EVOH)层，其叠置在热密封塑料材料层上，并且该气体屏障和光屏障材料层覆盖有形成包装3最终接触食品产品的内表面的另一热密封塑料材料层。
优选地，包装机制造含有诸如UHT或巴氏杀菌的牛奶、果汁、酒之类的可倾倒食品产品的密封包装3。
包装机也可以制造含有食品产品的密封包装3，该食品产品可以在制造包装3的步骤期间被倾倒在包装材料管内并且随后在密封包装3时进行固化。后面的食品产品的一个例子是奶酪的一部分，其在制造包装3的步骤期间被融化并随后在密封包装3时固化。
在一个实施方式中，每个开口装置2包括喷口4，当包装材料具有卷材或薄片形状时，即在包装材料被成型、填充和密封以获得最终产品3之前，该喷口4被直接模制(特别是注塑成型)到包装材料上。
在这种情况下，喷口4包括：连接到包装材料的凸缘；自包装3的顶壁突出的颈部，特别是螺纹颈部；和壁部，其闭合所述倾倒开口。该壁部通过拉件被从颈部去除，该拉件可以在首次打开包装3时由用户拉扯。
开口装置2可被模制在孔处的包装材料上，该孔在填充机内在包装材料上冲压成形。
可替代地，开口装置2可以模制在所谓的“预层压”孔(即形成在包装材料的基体层中且由其他层(至少热塑性材料层)气密地封闭的孔)处在包装材料上。
在所示实施方式中，每个包装3具有大致为平行六面体的主体5和倾斜的顶壁6，即，相对于包装3的底壁7倾斜的顶壁。换言之，当包装3的底壁7停靠在水平表面上时，顶壁6相对于平行于底壁7的水平面倾斜。
在另一个实施方式(未示出)中，每个包装具有大致平行六面体的主体5和基本平行于底壁的顶壁。
在一般情况下，施加单元1可以与不同形状的包装一起工作。
施加单元1还包括用于沿路径Q输送包装3的输送装置8。路径Q在所示的实施方式中为直线。
施加单元1还包括与沿路径Q行进的包装3相互作用的排序机构18。
施加单元1还包括传感器17以用于产生关联于包装3的位置(特别是必需在其上施加相应的盖100的喷口4的位置)的信号。
输送装置8包括沿路径Q延伸并与包装3的底壁7配合的线性输送器9。特别是，线性输送器包括具有设置在基本水平的平面的活跃分支的带10，该带10支撑和推进包装3。
输送装置8还包括成对的环带输送器22，该成对的环带输送器22定位在直线输送带9的相对横向侧并设置成与由线性输送器9输送的包装3的相应的相对侧壁11相互作用。
施加单元1还包括封盖装置12。封盖装置12被布置在输送装置8的上方并且用于在包装3由输送装置8被推进的同时施加盖100到喷口4。
封盖装置12包括沿路径Q移动且施加盖100到开口装置2的喷口4的多个施加装置40。
封盖装置12还包括跟踪配置20以及在轨道配置20上可移动的多个传送配置19，各传送配置19可操作地连接到对应的施加装置40。
封盖装置12还包括控制单元21，该控制单元21基于由传感器17产生的信号来控制传送配置19。
轨道配置20包括第一轨道23a和第二轨道23b。可替换地，轨道配置20可以只包括一个轨道或多于两个轨道。
每个传送配置19包括沿着第一轨道23a可移动的第一台车25a和沿第二轨道23b可移动的第二台车25b。可替代地，每个传送配置19可包括仅一个推车或两个以上的推车，具体取决于相应轨道配置的轨道个数。
轨道配置20基本上为直线且平行于路径Q。
传送配置19是可自移动的且可相对于轨道配置20彼此独立地移动。
更具体地，轨道配置20容纳由多个单独可激发的电磁螺线管(本身已知)形成的定子电枢24，并且传送配置19容纳通过单独由控制单元21控制电磁螺线管而沿轨道装置20可独立移动的相应的永久磁体(本身已知)。
在另一个实施方式中，单独可激发的电磁螺线管通过传送配置被输送，永久磁体被轨道配置被容纳。
封盖装置12还包括用于沿着轨道配置20引导传送配置19的导向装置26。
导向装置26包括杆配置27和在杆配置27上可移动的多个滑动配置28，每个滑动配置28可操作地连接到对应的施加装置40。
杆配置27包括第一杆29a和第二杆29b。可选地，杆配置27可以仅包括一个杆或多于两个杆。
每个滑动配置28包括沿着第一杆29a可移动的第一滑动件30a和沿第二杆29b可移动的第二滑动件30b。可替换地，每个滑动配置28可包括仅一个滑动件或两个以上的滑动件，具体取决于相应的杆配置中的杆的个数。
杆配置27基本上是直线的并平行于路径Q。
封盖装置12还包括输送组件13以用于进给盖100到开口装置2。输送组件包括滑动件14和供给盖100到滑动14的馈送单元(未示出)。滑动件14以使得滑动件14和线性输送器9之间的距离在沿着路径Q移动时减小这样的方式相对于线性输送器9倾斜，特别是相对于带10倾斜。滑动件14包括在其更靠近线性输送器9的端部15处的分配开口16。分配开口16被构造成松弛地保持一个盖100。特别是，盖100部分地从分配开口16突起，但同时防止从分配开口16落下。
以这种方式，当包装3(沿着线性输送器9前进)到达滑动件14时，该开口装置2的喷口4与由分配开口16保持的盖100相互作用并从分配开口16移除盖100。因此，在滑动件14的下游，盖100搁置在喷口4上，但是它没有被完全施加到喷口4。
每个传送配置19包括连接到第一滑动件30a和第二滑动件30b且连接到第一台车25a和第二台车25b的支撑结构31。
支撑结构31支撑对应的施加装置40。
每个施加装置40包括沿基本上垂直于路径Q的轴线A相对于支撑结构31可移动的施加头41。在示出的实施方式中，轴线A是基本上竖直的。施加头41也可根据方向R相对于支撑结构31围绕轴线A旋转。
在操作中，施加头40沿轴线A移动并根据方向R绕轴线A旋转，以便将盖100拧在喷口4上。
排序机构18与包装3相互作用，以便：
—形成成列的包装3，包装3之间基本上没有间隙，特别是当沿路径Q测得的包装3的长度l大于两个连续的施加装置40之间的最小间距时；或者
—形成沿路径Q间隔某一间隙的成列的包装3，特别是当包装3的长度l小于两个连续的施加装置40之间的最小间距时。
排序机构18包括马达(未示出)和由马达驱动的成对的带32，该成对的带32布置在直线输送器9的相对侧并适于在包装3的侧壁11上施加给定的夹持力。
施加单元1的操作在本说明书的下文中结合一个包装3、相应的盖100和相关联的施加装置40进行描述。
包装3沿着输送装置9被推进，并且在到达输送组件13时，喷口4从分配开口16移除盖100。
在输送组件13的下游，盖100抵接在喷口4上。
传感器17产生关联于包装3的位置以及进而关联于盖100的位置的信号。
基于该信号，控制单元20控制传送配置19以便沿平行于包装3沿路径Q前进的方向的方向D移动施加装置40。
施加装置40沿方向D与包装3一起移动，并且施加头41沿轴线A平移且围绕轴线A旋转，以将盖100拧在喷口4上，同时包装3被沿着线性输送器9移动。换句话说，传送配置19与包装3同步，因此，施加装置40沿着路径Q跟随包装3。
一旦盖100已经被施加到喷口4，传送配置19(以及进而施加装置40)相对于包装3的沿路径Q的前进方向沿与方向D相对的另一方向E移动。
施加装置40与新的包装3如此对准(随后进行交互)，从而施加盖100到新包装3的喷口。
因此，传送配置19(以及施加装置40)沿路径Q具有换位运动(indexing movement)，即往复运动。
在示出的实施方式中，封盖装置12包括六个施加装置40。以这种方式，六个盖100大致在同一时间被施加到六个包装3。
尽管长度l小于两个连续的施加装置40之间的最小间距这一事实，但排序机构18与包装3相互作用以便形成在包装3之间基本上没有间隙的成列的包装3。
因此，在两个连续步骤中，封盖装置12与一组十二个包装3相互作用。在第一步骤(如在图2到4所示)期间，六个施加装置40施加六个盖100到六个包装3，具体是在该组包装3中的第一个、第三个、第五个、第七个、第九个和第十一个包装3上。
这在包装3沿路径Q在前进方向上移动的同时发生。
在第二步骤期间(如图5所示)，六个施加装置40沿着另一方向E移动并与该组的其余六个包装3对准且施加盖100在这样的包装3上，具体是在该组包装3中的第二个、第四个、第六个、第八个、第十个和第十二个包装3上。
这在包装3在前进方向上沿路径Q移动的同时发生。
随后，六个施加装置40沿着另一方向E移动并与一组新的包装3交互。
在另一个实施方式(未示出)中，当包装3在前进方向上沿路径Q移动的同时，六个施加装置40与一组六个连续包装3相互作用并且施加盖100到包装3。接着，六个施加装置40沿着另一方向E移动并与新的一组的六个连续包装3相互作用。这特别对于包装3之间基本上没有间隙的成列的包装3进行(如果包装3的沿着路径Q测得的长度l大于两个连续施加装置40之间的最小间距)，或对于沿路径Q间隔开某一间隙的成列的包装3进行。
在另一个实施方式(未示出)中，轨道配置20被成形为环。轨道配置20被配置在输送装置8的上方并位于平行于路径Q的平面。特别是，轨道配置20被配置在基本上竖直的平面上。
轨道配置20包括直线活跃分支、直线返回分支、连接活跃分支和返回分支的相对端的第一弯曲分支和第二弯曲分支。活跃分支比返回分支更靠近输送装置8。特别是，返回分支被布置在活跃分支上方。
在操作期间，在相应的传送配置19沿着活跃分支移动的同时，施加装置40施加盖100到成组的包装3上。接着，传送配置19沿第一弯曲分支、返回分支和第二弯曲分支移动，以便再次到达活跃分支并施加盖100到另一成组的包装3。
传送配置19沿活跃分支的速度是与包装的速度相同(至少当施加装置40施加盖100到包装3时)。传送配置19沿第一弯曲分支、返回分支和第二弯曲分支的速度可以是不同于(并且特别是大于)传送配置19沿活跃分支的速度。
在另一个实施方式(未示出)中，开口装置2包括翻转盖，而不是螺旋盖。
在这种情况下，施加装置40被配置为在喷口4上推压盖100，而不是如实施方式所示那样旋拧盖100。
在一般情况下，施加装置40可以配备有不同种类的施加头41，这样的不同种类的施加头41能够施加不同种类的盖100。
根据对施加单元1的特征进行分析，它允许获得的优点是显而易见的。
特别是，传送配置19是可自移动的且可沿轨道配置20彼此独立地移动。
因此，每个传送配置19可以沿导轨配置20以特定运动规律移动。
以这种方式，通过简单地改变传送配置19的运动规律，能够处理不同形状和尺寸的盖100(以及不同形状和大小的包装)而基本上不重新配置施加单元1。因此施加单元1的灵活性相对于公知的施加单元大大增强。
另外，借助于本发明，能够施加非圆形的盖，因为盖是通过施加头41施加而不是由必需与盖的直径上相对的部分相互作用以旋转盖的带施加。
此外，也没有必要与在轨道配置20的上游使包装3与施加装置40同步，因为每一个传送配置19基于由控制单元21所产生的信号被独立于其它传送配置19由控制单元21进行控制。实际上，控制单元21以使得每一个施加装置40与相应的包装3同步这样的方式控制传送配置19的运动规律。
鉴于上述优点，已经发现，施加单元1的吞吐量可以比已知的施加单元大得多(特别是大于40000个包装/小时)。
显然，可能对本文所描述和说明的施加单元1进行改变，而不偏离由如所附权利要求所限定的范围。

Claims (11)

1.一种用于施加开口装置(2)的盖(100)到包装(3)的喷口(4)的施加单元，所述施加单元包括：多个施加装置(40)，其配置成用于施加所述盖(100)到所述喷口(4)；多个传送配置(19)，每个传送配置(19)支撑对应的施加装置(40)且沿着轨道配置(20)能移动，其中所述传送配置(19)沿着所述轨道配置(20)能自移动且沿着所述轨道配置(20)能彼此独立地移动。
2.根据权利要求1所述的施加单元，其进一步包括：传感器(17)，其适于生成与所述喷口(4)的位置关联的信号；和电子控制单元(21)，其构造成用于在使用中接收所述信号(17)并且用于在使用中控制所述传送配置(19)的移动。
3.根据权利要求1或2所述的施加单元，其中所述轨道配置(20)容纳多个能单独激发的电磁螺线管，所述传送配置(19)容纳通过单独控制所述电磁螺线管而沿着所述轨道配置(20)能独立移动的磁体，或者其中所述轨道配置(20)容纳磁体，所述传送配置(19)容纳多个能单独激发的电磁螺线管，通过单独控制所述电磁螺线管，所述电磁螺线管沿着所述轨道配置(20)能独立移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的施加单元，其中所述轨道配置(20)为线性轨道配置(20)，所述传送配置(19)沿着所述轨道配置(20)往复运动。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的施加单元，其中所述轨道配置(20)是环状的轨道配置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的施加单元，其进一步包括用于沿着路径(Q)推进所述包装(3)的输送装置(8)，在所述包装(3)通过所述输送装置(8)被推进的同时，使所述输送装置(8)与所述轨道配置(20)对准，并且所述施加装置(40)施加所述盖到所述喷口(4)。
7.根据权利要求6所述的施加单元，其中所述传送配置(19)以使得所述施加装置(40)能朝向所述输送装置(8)和远离所述输送装置(8)移动这样的方式支撑所述施加装置(40)。
8.根据权利要求7所述的施加单元，其中所述传送配置(19)以使得所述施施加装置(40)能围绕其相应的轴线(A)旋转这样的方式支撑所述施加装置(40)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的施加单元，其中所述轨道配置(20)包括第一轨道(23a)和第二轨道(23b)，每个传送配置(19)包括沿所述第一轨道(23a)能移动的第一推车(25a)和沿所述第二轨道(23b)能移动的第二推车(25b)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的施加单元，其进一步包括用于沿着所述轨道配置(20)引导所述传送配置(19)的导向装置(26)，所述导向装置(26)包括杆配置(27)和多个滑动配置(28)，每个滑动配置(28)被连接到对应的传送配置(19)且在所述杆配置(27)上能移动。
11.根据权利要求11所述的施加单元，其中所述杆配置(27)包括第一杆(29a)和第二杆(29b)，每个滑动配置(28)包括沿所述第一杆(29a)能移动的第一滑动件(30a)和沿所述第二杆(29b)能移动的第二滑动件30b。
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