CN106232328B - 用于对包装套筒感应加热的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对包装套筒感应加热的装置，所述装置包括：至少一个用于产生交流电的单元；至少一个电感器，其具有至少一个有效部分；以及保持单元，其具有用于安装所述电感器的前保持区域和后保持区域，其中，所述电感器连接到用于产生交流电的所述单元，以及其中，所述保持区域布置成间隙形成在所述前保持区域和所述后保持区域之间，所述间隙的纵向方向对应于所述包装套筒的传送方向。根据本发明，为了即使通过简单的结构也获得改善的电磁场的叠加进而获得更有效的感应加热，至少一个电感器的有效部分布置成至少部分地相对于位于所述间隙中的中央面彼此非对称。本发明还涉及一种用于对包装套筒感应加热的方法。

Description

用于对包装套筒感应加热的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于感应加热包装套筒的装置，所述装置包括至少一个用于产生交流电的单元、至少一个具有至少一个有效部分的电感器、和具有用于安装电感器的前保持区域和后保持区域的保持单元，其中，所述电感器连接到用于产生交流电的单元，并且其中，保持区域布置成间隙形成在前保持区域和后保持区域之间，所述间隙的纵向方向对应于包装套筒的传送方向。
此外，本发明还涉及一种用于感应加热包装套筒的方法。
背景技术
包装可以各种方式并且由所有种类的材料制成。通常制造包装的方法包括由包装材料制造坯料，通过折叠和其它步骤从所述坯料首先形成包装套筒并最后形成包装。除了其它优势，该制造方法的优势是坯料是非常平坦的，并且因此可被堆叠以节省空间。这样，坯料或包装套筒可以在折叠和填充的地点以外的地点制造。通常使用复合材料，例如复合材料包括具有多个薄层的纸、纸板、塑料或金属(特别是铝)。该包装特别广泛地用于食品行业中。
在包装技术中，已知多种装置和方法，通过这些装置和方法，平坦地折叠在一起的包装套筒可被展开，在一侧闭合，填充有内容物并最后完全闭合。
闭合包装套筒表现出特别的挑战，因为该过程必须形成对包装套筒的可靠的密封，其还必须承受后续的运输和其它应力以及应变。闭合通常发生在两个步骤：首先，包装套筒在待闭合的区域中被加热(“活化”)并且随后包装套筒的相对两侧在待闭合的区域中被挤压在一起(“压缩”)。压缩的区域之间的聚合例如通过提供内部塑料层而实现，内部塑料层在加热过程中变粘并且因此在随后的压缩期间引起粘附。该过程还被称为“密封”。
包装套筒的活化(即，加热)例如通过使用热空气而实现。其优势在于，由所有材料构成的包装套筒可被加热。此外，热风鼓风机是非常强的。然而，缺点是非常高的能源需求，由于该原因，制造成本在很大程度上增加。
对此可替选地，包装套筒可以通过电磁感应而被活化或加热。感应加热构成了一种方法，在该方法中，导电体通过在导电体中出现的涡流损耗加热。出于该目的，交流电传导通过导体(电感器)，其中，交流磁场形成在电感器的周围区域中并且对待加热的主体具有影响。通过交流磁场，涡流在待加热的主体中形成，并且该涡流损耗导致了主体被加热。
磁通密度的改变因此导致了电场的形成，该电场转而导致了电流。
因此，采用该方法的先决条件是使包装套筒具有导电区域。在任何情况下，很多包装套筒具有由金属构成(特别是由铝构成)的层，因此通过该方法，包装内容物可被特别好地屏蔽免受光和氧气。因此，该包装套筒可以通过感应加热。由导电塑料材料构成的层可以同样地通过感应被加热。尽管感应初始仅仅引起了导电层被加热，但是通过热传导和多个层的对应的布置，负责粘附的内部塑料层也可以被间接地加热。感应加热的优势在于，热直接地形成在导电区域中，并且不同于通过热空气加热，热不必通过热传导传输。这导致了高的效率水平，从而能源需求和成本可被保持较低。此外，热输出量可被非常精确地控制。
例如，用于感应密封的装置从WO 2014/166765 A1中已知。
用于密封包装套筒的另一装置从WO 00/44619 A1已知。通过该装置，待闭合的包装套筒在附接至传送带的盒中传送。所述盒可被设计成使得包装套筒的待闭合的区域在其上侧和在其下侧上从盒伸出。包装套筒的下侧首先被传送通过具有两个相对轨道的形成站，通过该形成站，包装套筒的下侧被挤压在一起。然后，包装套筒的下侧被传送通过密封装置，在该密封装置中，包装套筒被感应加热。随后，包装套筒的下侧首先被传送通过挤压装置，然后被传送通过支撑装置。挤压装置和支撑装置包括相对的辊子，在辊子之间，包装套筒的下侧被挤压在一起。
根据WO 00/44619 A1的教导，通过将具有待加热的区域的包装套筒传送通过密封装置中的间隙而执行感应加热。在间隙的两侧上，电感器布置成在每种情况下具有两个平行的导体，从而产生了镜像对称的结构(WO 00/44619 A1的图5)。冷却通道布置成邻近每一导体。该解决方案的缺点是，在设计方面具有多个导体的多个电感器需要大量的努力和相关的成本。取决于电流的方向，导体的对称布置还可以导致另外的缺点。在间隙的两侧上的相反的流动方向的情况下，右电感器或前电感器的和左电感器或后电感器的电磁场以这样的方式彼此叠加，尽管磁场在间隙的区域中被加强，但是磁场线主要地在间隙的区域中在竖直方向上延伸，并且因此平行于包装套筒的待加热的区域。然而，为了涡流的感应，需要场线垂直于这些区域而延伸。通过在间隙的两侧上的相同的流动方向，相比而言，磁场可能在间隙的区域中弱化。
发明内容
针对该背景，本发明基于改进和改善在背景技术部分中和前面更详细地阐述的装置的目的，从而通过简单的结构设计，可以获得电磁场的改进的叠加并因此获得更高效的感应加热。
通过包括以下特征的装置利用电感器的有效部分相对于位于间隙中的中央面而至少部分地彼此非对称地布置来实现该目的：用于产生交流电的至少一个单元，至少一个电感器，所述至少一个电感器具有至少一个有效部分，以及保持单元，所述保持单元具有用于安装所述电感器的前保持区域和后保持区域，其中，所述电感器连接到用于产生交流电的所述单，以及其中，所述前保持区域和所述后保持区域布置成使得间隙形成在所述前保持区域和所述后保持区域之间，所述间隙的纵向方向对应于所述包装套筒(10)的传送方向。
根据本发明的装置用于解决感应加热包装套筒或包装套筒的一部分的目的。这些包装套筒尤其可以是单个的(即，已经彼此分离的)和具有由导电材料构成的层的预先折叠的包装套筒，所述导电材料例如铝。该装置的特征首先在于，至少一个用于产生交流电的单元。感应加热需要磁场的变化，为了该目的，交流电是理想的。装置(特别是用于产生交流电的单元)还包括至少一个电感器，所述电感器具有至少一个有效部分。然而，优选地，存在具有至少两个有效部分的电感器。有效部分被理解为电感器的一部分，该部分通过其交变电磁场而在包装套筒中产生涡流。该有效部分优选地大体上线性地形成，并且布置成非常接近于传送经过的包装套筒。优选地，有效部分在其面向包装套筒的侧面上暴露或在该侧上仅仅具有非常薄的涂层(例如，小于1mm)，该涂层尽可能少地阻挡电磁场或使电磁场发散。而且，所述装置包括保持单元，所述保持单元具有用于安装电感器的前保持区域和后保持区域。保持单元可以形成为一件式或多件式并且其保持区域优选地形状是细长的，从而其在纵向方向上的尺寸大于其在横向方向上和/或在竖直方向上的尺寸。例如，该电感器可以安装在保持单元中或在保持单元上，其中，电感器在任何情况下被保持单元的材料部分地围绕。然而，在一个简单的情况下，保持单元还可以仅仅由至少一个电缆或电缆管道构成，至少一个电感器附接至所述至少一个电缆或电缆管道，例如，悬挂在所述至少一个电缆或电缆管道上。电感器连接至用于产生交流电的单元，由此，特别是经由电缆、电线等的导电连接是可以理解的。保持区域布置成使得所述间隙形成在前保持区域和后保持区域之间，该间隙的纵向方向对应于包装套筒的传送方向。由于该布置，电感器的有效部分还可以布置在两侧上，即在包装套筒的前方和在包装套筒的后方。这实现这样的目的：能够将具有待加热区域的包装套筒传送通过间隙而不必将它们停止。
根据本发明，提出了电感器的有效部分相对于位于间隙中的中央面而至少部分地彼此非对称布置。该中央面特别地理解为这样的面：该面在传送方向上延伸通过间隙，并且(在矩形包装的任何情况下)位于包装套筒的前表面和后表面之间的中央，并且平行于这两个表面而布置。中央面优选地竖直地延伸。电感器的有效部分应该相对于该中央面至少部分地或甚至连续地非对称布置。如果至少一个电感器的有效部分布置在中央面的两侧上并且以由它们产生的电磁场线的至少一部分彼此互相作用的方式布置，则是特别有利的。因此，除了其它方面，在包装材料中待产生的活化的均匀性可以增大。所谓的“热点”因此被特别有效地防止了。特别是，在间隙的一侧上的一个或多个有效部分不应该与间隙的另一侧上的一个或多个有效部分镜像对称地布置。令人惊讶地，测试已经显示，电感器的有效部分的非对称布置导致了温度的很大程度上的增大，这可以通过相同的操作参数来实现。这归因于这样的事实：通过非对称布置，在间隙的两侧上产生的电磁场以这样的方式彼此叠加，其对于感应加热是更令人满意的。如果仅有一个单个的电感器，所述电感器在间隙的一侧上在传送方向上延伸，然后桥接间隙，并最后在间隙的另一侧上与传送方向相反地延伸返回，则是很大的优势。在该情况下，电流方向在间隙的两侧上以相反的方向延伸，这影响了场线的“方向”：通过对称布置，右有效部分或前有效部分的场线或左有效部分或后有效部分的场线可以这样的方式彼此叠加：尽管磁场在间隙的区域中被加强，但是场线主要在间隙的区域中在竖直方向上延伸，并且因此平行于包装套筒的待加热的区域。然而，为了涡流的感应，需要垂直于这些区域而延伸的场线，即，“刺穿”待加热的区域的场线。对于进行加热是必要的这些场线，可以通过对称布置而在很大程度上彼此消除。相比而言，通过根据本发明的电感器的布置，场线在间隙的区域中倾斜地延伸；因此场线还包括方向分量，其垂直于包装套筒的待加热的区域而延伸。因此，根据本发明的电感器的有效部分的布置可以以在设计方面简单的方式使包装套筒的加热基本上更有效地进行。例如，该非对称布置通过电感器的相对的有效部分之间的高度偏移而实现。
根据该装置的一个实施方式，提供了：前保持区域和后保持区域，它们分别被分配至电感器的至少一个有效部分。通过将至少一个有效部分分配至每一保持区域，确保了有效部分、因此电磁场存在于间隙的每一侧上。每一保持区域的具有足够长度的一个有效部分足以能够可靠地加热包装套筒；然而，可以为每一保持区域提供多个有效部分。优选地，该多个有效部分是同一电感器的有效部分。
该实施方式可以有利地通过设置在电感器的前有效部分和后有效部分之间的高度偏移而进一步改善。在设计方面，通过高度偏移，可以简单的方式获得非对称结构，即，具有不同高度的布置。例如，通过保持单元的前保持区域和后保持区域以不同高度布置，可以实现高度偏移。还可以通过这样的布置实现高度偏移：通过电感器的两个有效部分以不同高度安装在保持区域中或安装在保持区域上，两个保持区域具有相同的高度。还可以利用有效部分的不同形状、特别是通过有效部分的不同横截面来实现高度偏移。
对于该实施方式还提出了，高度偏移在0.5mm到10mm的范围内，特别是在2mm到4mm的范围内。在特定范围内的偏移考虑了电磁场的最大可能的变化(最大可能的高度偏移)和待加热的区域的有限的高度(最小可能的高度偏移)。
在装置的另一实施方式中，提供了电感器的有效部分线性地形成并且平行于包装套筒的传送方向而延伸。有效部分的该设计和布置使得有效部分特别接近于待加热的包装套筒而布置，因为包装套筒的待加热的区域主要还是平面的，并且沿着传送方向而传送。通过在电感器的有效部分和包装套筒之间的窄的距离，包装套筒可被特别有效地感应加热，因为场强度随着距离增大而减小。
根据装置的另一实施方式，提出了至少一个电感器具有用于桥接间隙的桥接件。所述桥接件使得电感器在间隙的两侧上延伸，而其不会对传送通过间隙的包装套筒形成障碍。例如，电感器可以设置有两个有效部分，其中一个有效部分布置在间隙的前侧上，而另一有效部分布置在间隙的后侧上。桥接件优选地由具有良好导电性的材料制成，例如，铜、黄铜、银、铍等。该材料可以与电感器的有效部分的材料相同；这简化了连接，特别是焊接，并且防止了例如接触腐蚀的问题。如果设置了多个电感器，则还可以设置多个桥接件。
根据该装置的另一实施方式，提出了电感器的至少一个有效部分形成为具有集成的冷却通道的中空轮廓。优选地，电感器的所有有效部分形成为具有集成的冷却通道的中空轮廓。例如，该中空轮廓可以为矩形(特别是正方形)、四边的轮廓、或还可以为具有圆形横截面的中空轮廓。该有效部分的形状具有特别的优势：分离的冷却通道不必邻近于有效部分而设置。而是，在任何情况下可使用的中空轮廓的中空空间被用于散热。该热可以由空气散出或为了获得更高的冷却性能通过液体(例如，水或油)散出。该形状的另一优势是，相较于实心设计，电感器的有效部分的外尺寸几乎不必增大或根本不必增大。这是因为通过交流电流流动通过的导体，在导体的外横截面区域中无论如何都能发现有最高的电流密度，同时，中间的横截面区域没有对电流产生大的贡献(所谓的“集肤效应”)。
该装置的另一实施方式提供了，电感器的至少一个有效部分被集线器围绕。优选地，电感器的所有有效部分被集线器围绕。如果有效部分仅仅被集线器部分地围绕，则是优选的。集线器被理解为用于将磁场集中的装置。优选地，集线器由磁性电介质材料制成，即，由具有铁磁性和介电性的材料制成。例如，这可以为热塑性合成材料，软铁粒子均匀地嵌入到该材料中。使用集线器的优势在于，磁场可以定向的方式集中到所需的区域中，即，包装套筒的待加热的区域中。一方面，这导致了待加热的包装套筒被非常高效并且精确地加热，并且另一方面，防止在周围区域中的强磁场。另一优势是，磁场更深地穿透到包装套筒中。当有更大的材料厚度时，能够确保加热是充分的(例如，在包装套筒的接缝区域中重叠的材料)，这是特别重要的。
根据该装置的另一实施方式，提出了电感器的至少一个有效部分设置为具有凸起。优选地，电感器的所有有效部分具有凸起。电流以及因此的电磁场也可被特别紧密地且精确地导向到包装套筒的待加热的位置中并因此集中。例如，这可被用于减小包装套筒的待加热的区域，以便提高包装材料产量。特别地通过使用上述和相应形成的集线器，该效果可被特别地增强。凸起的位置和形状可以是恒定的或在电感器的有效部分的长度上改变。
该装置的另一实施方式设置为，至少一个保持区域相对于中央面倾斜一角度，该角度在5°到30°的范围内，特别是在10°到25°的范围内。假定两个保持区域没有倾斜相同的程度，电感器的有效部分的非对称布置还可以通过使保持区域倾斜而实现。保持区域倾斜的优势是，在该阶段包装套筒的待加热的区域还通常不竖直地而是稍微倾斜地延伸。因此，保持区域的倾斜允许电感器的有效部分的位置适于包装套筒的待加热的区域的形状和位置。此外，通过使保持区域不同地倾斜，可以采用包装套筒的不同材料厚度。例如，不同材料厚度的原因可由于这样的事实：包装套筒在一侧上具有通过材料重叠的接缝，同时，另一侧不具有该不规律性。
该装置的另一实施方式的特征是至少两个电感器，其中，每一电感器连接到用于产生交流电的单元。由于这样的事实：存在多个分离的电感器和因此分离的电路，针对每一电感器可以单独地设定操作参数(电压、频率等)。然而，可替选地，在多个电感器的情况下，可以设置为，所有电感器连接到用于产生交流电的同一单元并因此利用相同的操作参数来操作。
电感器可以由导电体制成，例如铜、黄铜或铍。如果存在多个电感器，则优选地所有的电感器由铜、黄铜或铍制成。铜和黄铜的特征是非常好的导电性。它们还可以良好地成形。当导电性要求特别高时，银也可被用作材料(尽管高成本)。
具有容纳包装套筒的腔室的传送带可被添加到装置。通过传送带可以传递高的牵引力，这允许大量的包装套筒相对于彼此以恒定距离传送。该腔室用于容纳包装套筒。通过形状配合连接和通过压入配合连接，包装套筒可被保持在腔室内。可以提供如下设置，将传送带布置成连续地传送包装套筒。这样的优势在于，包装套筒均匀地并且无中断地移动。可替选地，传送带可被布置成不连续地传送包装套筒。这样的优势是，当包装套筒静止时，一些处理步骤可更容易地执行。
可替选地或附加地，用于调节包装套筒的山形墙几何形状的导向机构可被添加到该装置。导向机构可被布置在保持区域的在传送方向上的上游和/或下游。导向机构布置在保持区域的上游用于调节山形墙几何形状，以便提高活化过程的重复精确度。另一方面，导向机构布置在保持区域的下游用于为后续的过程做准备，并且通过减小打开的山形墙面积，降低污染的风险。为了能够提供在活化之后的处理步骤(挤压步骤)的过程参数，提供了导向机构，通过该导向机构，可以设定包装山形墙的密封表面之间的限定空间。例如，当在装置的保持区域之间留下间隙时，该空间的尺寸可对应于两个密封表面之间的空间。然而，如果在通过该导向装置期间，该空间稍微增大或减小，则也是需要的。在后一种情况下，如果待接合到一起的内表面已经彼此更加接近，则是有利的。然而，为了防止内表面过早地和不经意地粘到一起，取决于间隙距离预先有多大，初始地允许待接合的表面之间的少量的距离，也是合乎情理的。假定由前面的折叠和密封处理而将应力引入到仍然打开的包装内，待接合的表面尝试移动远离彼此，从而能够释放应力。重要的是，各个接触表面足够大，并且不具有任何尖锐边缘。如果与包装的外部接触的导向表面具有不粘的涂层和/或抗摩擦的涂层，例如由PFA(全氟烷氧基烷烃)或PTFE(聚四氟乙烯)构成，则也是有利的。在包装材料的偶尔磨损或去除仍然应发生的情况下，这还防止了在导向表面上的可能的沉积，这对于后续包装的处理是重要的。除了其它因素，取决于实际的处理参数，例如包装材料、产率、密封表面之间的距离、活化温度和周围温度，在包装的移动方向上的导向机构的长度应当为待被装置处理的包装的横向长度的0.2倍至2.5倍之间。这使得已经发生待接合在一起的活化密封表面的陈化或形成它们的材料层的陈化，这对多个后续密封接缝的质量有积极的作用。
在开始时描述的目的还通过用于对包装套筒感应加热的方法来实现。该方法包括以下步骤：a)提供对包装套筒感应加热的装置，所述装置具有至少一个电感器，所述电感器具有至少一个有效部分；b)给包装套筒提供导电区域；以及c)产生交变电磁场。该方法的特征在于，交变电磁场由电感器的有效部分产生，相对于位于间隙中的中央面，所述有效部分彼此非对称地布置。
如前面结合装置已经描述的，所述方法还基于以下的构思：将电感器的有效部分的电磁场以理想的方式叠加用于感应加热。这可以通过相对于中央面而非对称地(即，非镜像对称地)布置有效部分来实现。
方法的一个实施方式设置为在步骤a)中提供一种根据本发明的装置。前面所描述的装置特别适用于执行呈现的所有实施方式中的方法，因为在设计方面电感器的有效部分的非对称布置以简单的方式构成以实现将有效部分的电磁场的最令人满意的叠加。
在方法的另一实施方式中，提出了使用电压在20V到1000V的范围内、特别是在120V到280V的范围内的直流电压，以便形成交变电磁场。通过特定范围内的直流电压，当对具有薄铝层的包装套筒感应加热时获得特别良好的效果。
根据本方法的另一实施方式，产生了频率在30kHz到2000kHz的范围内、特别是在100kHz到500kHz的范围内，优选地在100kHz到250kHz的范围内的交变电磁场。通过特定范围的频率，当对具有薄铝层的包装套筒感应加热时获得特别良好的效果。直流电压可被施加到共振电路中，所述共振电路包括至少一个电容器和至少一个电感器。
最后，下面的步骤可被添加到该方法：d)相对于该装置移动包装套筒。特别是，设置成，包装套筒移动通过固定装置的间隙。该步骤的优势是，在感应加热期间，包装套筒不需要停止。因此，在加热期间，包装套筒也可以被连续地传送而不中断。包装套筒的移动对于装置的电磁场仅仅具有非常微弱的影响，因为相较于电磁场中的高频率改变，包装套筒和装置之间的相对速度的量非常小。
附图说明
通过借助仅仅示出一个优选示例性实施方式的附图，在下文中更详尽地阐述本发明。
图1A显示从现有技术已知的用于折叠包装套筒的坯料；
图1B显示从现有技术已知的包装套筒，所述包装套筒由图1A中显示的坯料形成并且处于折叠的平坦状态中；
图1C显示图1B的包装套筒，所述包装套筒处于展开状态中；
图1D显示图1C的包装套筒，所述包装套筒具有预折叠的基部表面和山形墙表面；
图2A显示根据本发明的装置的第一实施方式的前视图；
图2B显示图2A的装置的平面图；
图2C显示图2A的装置沿着图2A的面IIC-IIC的剖视图；
图2D显示图2C的替选实施方式；
图2E显示图2C的另一替选实施方式；
图3A显示根据本发明的装置的第二实施方式的前视图；
图3B显示图3A的装置的平面图；
图3C显示图3A的装置沿着图3A的面IIIC-IIIC的剖视图；
图3D显示图3A的装置沿着来自图3A的面IIID-IIID的剖视图；
图3E显示图3C的替选实施方式；
图3F显示图3D的替选实施方式；
图4A显示根据本发明的装置的第三实施方式的前视图；
图4B显示图4A的装置的平面图；
图4C显示图4A的装置沿着图4A的面IVC-IVC的剖视图；
图5A显示根据本发明的装置的第四实施方式的前视图；
图5B显示图5A的装置的平面图；以及
图5C显示图5A的装置沿着图5A的面VC-VC的剖视图。
具体实施方式
从现有技术已知的坯料1示出在图1A中，包装套筒可以由坯料1形成。坯料1可以包括多层不同的材料，例如，纸、纸板、塑料或金属，特别是铝。坯料1具有多个折叠线2，折叠线2是为了更容易折叠坯料1并且将坯料1分成多个区域。坯料1可再分成第一侧向区域3、第二侧向区域4、前区域5、后区域6、密封区域7、基部区域8和山形墙区域9。通过以这样的方式折叠坯料1而由坯料1形成包装套筒：使得密封区域7可接合(特别是焊接)到前区域5。
图1B显示这样的包装套筒10，其从现有技术已知并且处于折叠的平坦状态中。结合图1A已经描述的包装套筒的区域在图1B中被提供有对应的附图标记。包装套筒10由图1A中显示的坯料1形成。为了该目的，坯料1以使密封区域7和前区域5重叠的方式折叠，从而两个区域可在很大程度上焊接在一起。纵向接缝11因此形成。在图1B中，显示包装套筒10平坦地折叠在一起。在该状态中，一个侧向区域4(在图1B中隐藏)位于前区域5下方，同时，另一侧向区域3位于后区域6(在图1B中隐藏)上。在它们被平坦地折叠在一起的状态中，多个包装套筒10可被堆叠以节省很多空间。因此，包装套筒10通常在制造地点处被堆叠起来，并且以堆叠方式被运输到它们被填充的地方。包装套筒10在那时被取消堆叠并且在那展开，从而它们可被填充有内容物，例如，填充有食品。
在图1C中，显示图1B的处于展开状态中的包装套筒10。结合图1A或图1B已经描述的包装套筒10的区域在此也可以提供有对应的附图标记。如下的配置被理解为展开状态：大约90°的角度形成在两个分别邻近的区域3、4、5、6之间，从而取决于这些区域的形状，包装套筒10具有正方形或矩形的横截面。相应地，相对的侧向区域3、4彼此平行地布置。同样可适用于前区域5和后区域6。作为正方形或矩形的横截面的替选，具有三边、六边、八边、圆形或椭圆形的横截面(未示出)的包装套筒还可以通过相应适配的坯料利用相应适配的折叠过程而制成。
图1D显示图1C的处于预折叠状态中的包装套筒10，即，处于如下的状态中：折叠线2在基部区域8的区域中和在山形墙区域9的区域中被预折叠。基部区域8和山形墙区域9的邻接前区域5和后区域6的这些区域还被称为矩形区域12。在该预折叠过程中，矩形区域12向内折叠并随后形成包装的基部或山形墙。相比而言，基部区域8和山形墙区域9的邻接侧向区域3和侧向区域4的那些区域被称作三角区域13。在该预折叠过程中，三角区域13向外折叠并形成由过多的材料构成的凸出区域，所述凸出区域还被称为“耳部”14并且在后来的制造步骤中在包装上平坦化-例如，通过接合或焊接过程。在加热和挤压操作之后，山形墙区域9的上部分和基部区域8的下部分形成鳍形密封件15。因此，这些部分特别是通过在此所描述的装置和通过在此所描述的方法来感应加热。
图2A显示根据本发明的装置16的第一实施方式的前视图。此外，示出传送带17具有腔室18，其中，包装套筒10初始被传送到装置16并且在感应加热之后进一步被运输。因此，包装套筒10的传送方向T平行于传送带17延伸。装置16包括保持单元19和电感器20，保持单元19具有两个保持区域19A、19B，电感器20延伸通过两个保持区域19A、19B。保持区域19A、19B用于安装电感器20，并因此确定其位置。装置16还包括用于产生交流电压的保持单元21。电感器20经由连接元件22A、22B和电缆23A、23B连接到单元21。保持区域19A、19B布置成间隙S形成在保持区域19A、19B之间，间隙S的纵向方向Xs对应于包装套筒10的传送方向T。间隙S还具有竖直方向Ys和横向方向Zs，其彼此垂直地延伸，并且垂直于间隙S的纵向方向Xs(见图2A中的坐标系统)。电感器20具有两个有效部分24A、24B，有效部分24A、24B大约线性地延伸，并且其纵向方向同样地对应于包装套筒10的传送方向T。前有效部分24A被分配至前保持区域19A，并且后有效部分24B被分配至后保持区域19B。电感器20的两个有效部分24A、24B通过U形桥接件25连接在一起。
在图2B中，示出图2A的装置的平面图。对于装置16的已经结合图2A描述的那些区域，对应的附图标记也用在图2B中。在平面图中，可以具体识别出间隙S的轮廓以及经由连接元件22A、22B和电缆23A、23B将电感器20连接到单元21。还可以识别的是，电感器20经由桥接件25在两个保持区域19A、19B上延伸，其中，电感器20的前有效部分24A被分配至前保持区域19A，而电感器20的后有效部分24B被分配至后保持区域19B。电感器20的有效部分24A、有效部分24B长度至少为150mm，从而确保了，即使通过高传送速度，包装套筒10也在鳍形密封件15的区域中被可靠地加热。间隙S在横向方向Zs上的宽度优选地在1mm到3mm的范围内。这些值涉及这样的装置，该装置被设计成处理一个或多个包装模式，其具有的填充容量在大约80ml到大约2000ml的范围内。在无菌食品包装的情况下，当今，具有该容积的包装通常具有在0.1mm到1.0mm的范围内的材料厚度或层叠厚度。
图2C显示图2A的装置沿着图2A的平面IIC-IIC的剖视图。对于装置16的已经结合图2A或图2B描述的那些区域，在图2C中也使用对应的附图标记。在剖视图中，可以清晰地识别出，尽管电感器20的有效部分24A、24B安装在保持区域19A、19B中或在保持区域19A、19B上，但是它们不被保持区域19A、19B的材料完全地围绕。而是，电感器20的有效部分24A、24B在面向间隙S的侧面上暴露。此外，高度偏移26可被特别清晰地识别，高度偏移出现在前保持区域19A和后保持区域19B之间，并且因此还在电感器20的前有效部分24A和后有效部分24B之间。高度偏移26可以在1mm到5mm的范围内。最后，在此，中央面31示出为垂直地延伸，即，在Ys轴线的方向上延伸。
图2C的可替选实施方式示出在图2D中。对于装置16的已经结合图2A至图2C描述的那些区域，在图2D中也使用了对应的附图标记。在该替选实施方式中的不同之处在于，电感器20的两个有效部分24A、24B形成为中空的轮廓并且具有集成的冷却通道27A、27B。冷却液体，例如，水或油可以流动通过冷却通道27A、27B，以便冷却电感器20的有效部分24A、24B。
图2C的另一替选实施方式显示在图2E中。对于装置16的已经结合图2A至图2D描述的那些区域，在图2E中也使用了对应的附图标记。在该替选实施方式中的不同之处在于，电感器20的两个有效部分24A、24B被集线器28A、28B围绕。集线器28A、28B将电磁场集中到有效部分24A、24B的面向间隙S的侧面上。如在图2D中，有效部分24A、24B在图2E中也形成为中空轮廓，并且具有集成的冷却通道27A、27B。冷却液体，例如，水或油可以流动通过冷却通道27A、27B，以便冷却电感器20的有效部分24A、24B。然而，不同于图2E中示出的，在没有冷却通道27A、27B的情况下，集线器28A、28B还可以用于实心有效部分24A、24B。
在图3A中示出了根据本发明的装置16的第二实施方式的前视图。对于装置16的已经结合图2A至图2E描述的那些区域，在图3A中也使用了对应的附图标记。第二实施方式的不同特征在于，仅仅提供一个电感器20，然而，电感器20包括四个有效部分24A、24A’、24B、24B’。两个前有效部分24A、24A’被分配至前保持区域19A，而两个后有效部分24B、24B’被分配至后保持区域19B。高度偏移26出现在两个前有效部分24A、24A’之间。高度偏移26’同样设置在两个后有效部分24B、24B’之间。电感器20的前有效部分24A’和后有效部分24B’通过U形桥接件25连接在一起。电感器20经由连接元件22A、22B和电缆23A、23B连接到单元21。
图3B显示图3A的装置的平面图。对于装置16的已经结合图2A至图3A描述的那些区域，图3B中也使用了对应的附图标记。在平面图中，可以清晰地识别，仅提供一个电感器20，然而，由于桥接件25，电感器20在两个保持区域19A、19B上延伸，其中，两个前有效部分24A、24A’被分配至前保持区域19A，并且，两个后有效部分24B、24B’被分配至后保持区域19B。
在图3C中，示出图3A的装置沿着图3A的平面IIIC-IIIC的剖视图。对于装置16的已经结合图2A至图3B描述的那些区域，在图3C中也使用对应的附图标记。在剖视图中，可以特别清晰地识别高度偏移26，高度偏移26出现在电感器20的前有效部分24A和后有效部分24B之间。在图3C中示出的剖面中，前有效部分24A被布置成高于后有效部分24B。高度偏移26可以在1mm到5mm的范围内。
图3D显示图3A的装置沿着图3A的平面IIID-IIID的剖视图。对于装置16的已经结合图2A至图3C描述的那些区域，在图3D中也使用对应的附图标记。在剖视图中，可以特别清晰地识别高度偏移26’，高度偏移26’出现在电感器20的前有效部分24A’和后有效部分24B’之间。在图3D中示出的剖面中，前有效部分24A’被布置成低于后有效部分24B’。高度偏移26’可以在1mm到5mm的范围内。
图3C/图3D的替选实施方式示出在图3E/图3F中，其中，图3E对应于图3A的平面IIID-IIID，并且其中，图3F对应于图3A的平面IIIE-IIIE。对于装置16的已经结合图2A至图3D描述的那些区域，在图3E/图3F中也使用对应的附图标记。该替选实施方式的不同之处再次在于，电感器20的两个有效部分24A、24B形成为中空轮廓，并且具有集成的冷却通道27A、27B。冷却液体，例如，水或油可以流动通过冷却通道27A、27B，以便冷却电感器20的有效部分24A、24B。此外，电感器20的两个有效部分24A、24B被集线器28A、28B围绕。而且，电感器20的两个有效部分24A、24B具有凸起29A、29B，凸起29A、29B用于集中电流从而集中电磁场。高度偏移26、26’再次出现在前有效部分24A的凸起29A和后有效部分24B的凸起29B之间。高度偏移26、26’可以在1mm到5mm的范围内。在图3E中示出的剖面中，前凸起29A布置得高于后凸起29B；相比而言，在图3F中示出的剖面中，前凸起29A布置得低于后凸起29B。例如，这可以通过在器20的两个有效部分24A、24B的长度上改变的凸起29A、29B的位置来实现。除了所示出的具有矩形横截面的轮廓形状，凸起29A、29B还可以具有其它横截面或局部横截面的轮廓形状，例如，多边形、圆形、或椭圆横截的面或局部横截面。
图4A示出了根据本发明的装置16的第三实施方式的前视图。对于装置16的已经结合图2A至图3F描述的那些区域，图4A也使用对应的附图标记。在第三实施方式中特别的特征是，高度偏移26通过倾斜两个保持区域19A、19B和电感器20的分配给两个保持区域的有效部分24A、24B来实现。这将结合图4C更详细地阐述。
图4B显示图4A的装置16的平面图。对于装置16的已经结合图2A至图4A描述的那些区域，图4B也使用对应的附图标记。图4B大体上对应于图2B，因为两个保持区域19A、19B和分配给它们的电感器20的有效部分24A、24B的倾斜不能在平面图中被识别。因此，结合图4C讨论该倾斜。
在图4C中，示出图4A的装置16沿着图4A的平面IVC-IVC的剖视图。对于装置16的已经结合图2A至图4B描述的那些区域，图4C也使用对应的附图标记。在剖视图中，可识别出保持区域19A、19B的倾斜位置和电感器20的安装在保持区域19A、19B中的有效部分24A、24B的倾斜位置。以和保持区域19A、19B的表面成直角而布置的轴线30A、30B延伸通过保持区域19A、19B。此外，中央面31居中地延伸通过包装套筒10，中央面31被间隙S的纵向方向Xs和间隙S的竖直方向Ys跨越，并且间隙的横向方向Zs垂直于中央面31。角度α形成在前轴线30A和中央面31之间，并且角度β形成在后轴线30A和中央面31之间。通过两个角度α、β采用不同值，高度偏移26在电感器20的两个有效部分24A、24B之间获得。高度偏移26可以在1mm到5mm的范围内。
图5A中示出了根据本发明的装置16的第四实施方式的前视图。对于装置16的已经结合图2A至图4C描述的那些区域，图5A也使用对应的附图标记。在第四实施方式中，存在两个分离的电感器20A、20B，其中第一电感器20A被分配至前保持区域19A，并且其中，第二电感器20B被分配至后保持区域19B。两个电感器20A、20B经由连接元件22A、22B以及电缆23A、23B连接到单元21。电感器20A、20B的每一者具有两个有效部分24A、24A’、24B、24B’。有效部分24A、24B布置在有效部分24A’、24B’的上方，并且比有效部分24A’、24B’稍微短。然而，不同于图5A中示出的，有效部分24A、24B可以形成与有效部分24A’、24B’相同的长度或可以比有效部分24A’、24B’长。
图5B显示了图5A的装置的平面图。对于装置16的已经结合图2A至图5A描述的那些区域，图5B也使用对应的附图标记。在平面图中，可以清晰地识别，电感器20A和其上下布置的两个有效部分24A、24A’被分配至前保持区域19A，并且电感器20B和其上下布置的两个有效部分24B、24B’被分配至后保持区域19B。
最后，在图5C中，图5A的装置16以沿着图5A的平面VC-VC的剖视图示出。对于装置16的已经结合图2A至图5B描述的那些区域，图5C也使用对应的附图标记。在剖视图中，可以特别清晰地识别出高度偏移26，高度偏移26出现在前电感器20A的有效部分24A、24A’和后电感器20B的有效部分24B、24B’之间。高度偏移26可以在1mm到5mm的范围内。还可以特别清晰地识别出，有效部分24A、24B布置得高于有效部分24A’、24B’。不同于图5C中所示出的，还可以规定电感器20仅仅设置在间隙S的一侧上，即，仅仅在两个保持区域19A、19B的一者中，同时，其它保持区域19A、19B不具有任何电感器20，并且因此仅仅充当用于包装套筒10的机械导向件。
该装置的所有四个前面所示出的并且描述的实施方式的特征可以彼此组合。特别是，这些实施方式的每一者可以具有一个电感器20，该电感器20通过桥接件25在两个保持区域19A、19B上延伸；或可替选地，可以具有两个分离的电感器20A、20B，其中，在每种情况下两个电感器仅仅被分配至两个保持区域19A、19B的一者。此外，用于获得高度偏移26的不同方法可以彼此组合。最后，若有必要或需要，冷却通道27和/或集线器28和/或凸起29可以设置在每一实施方式中。
附图标记列表
1: 坯料
2: 折叠线
3,4: 侧向区域
5: 前区域
6: 后区域
7: 密封区域
8: 基部区域
9: 山形墙区域
10: 包装套筒
11: 纵向接缝
12: 矩形区域
13: 三角形区域
14: 耳部
15: 鳍形密封件
16: 装置
17: 传送带
18: 腔室
19: 保持单元
19A,19B: 保持区域
20,20A,20B: 电感器
21: 用于产生交流电的单元
22,22A,22B: 连接元件
23,23A,23B: 电缆
24,24A,24A’,24B,24B’: (电感器的)有效部分
25: 桥接件
26,26’,26A,26B: 高度偏移
27,27A,27B: 冷却通道
28,28A,28B: 集线器
29A,29B: 凸起
30A,30B: 轴线
31: (包装套筒的)中央面
S: 间隙
T: 传送方向
Xs: (间隙S的)纵向方向
Ys: (间隙S的)竖直方向
Zs: (间隙S的)横向方向
α: 角度
β: 角度

Claims (22)

1.一种用于对包装套筒(10)感应加热的装置，所述装置包括：
-用于产生交流电的至少一个单元(21)，
-至少一个电感器(20，20A，20B)，所述至少一个电感器具有至少一个有效部分(24A，24A’，24B，24B’)，以及
-保持单元(19)，所述保持单元具有用于安装所述电感器(20，20A，20B)的前保持区域(19A)和后保持区域(19B)，
-其中，所述电感器(20，20A，20B)连接到用于产生交流电的所述单元(21)，以及
-其中，所述前保持区域(19A)和所述后保持区域(19B)布置成使得间隙(S)形成在所述前保持区域(19A)和所述后保持区域(19B)之间，所述间隙(S)的纵向方向(Xs)对应于所述包装套筒(10)的传送方向(T)，
其特征在于，
所述电感器(20，20A，20B)的所述有效部分(24A，24A’，24B，24B’)至少部分地布置成相对于位于所述间隙(S)中的中央面(31)彼此非对称。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电感器(20，20A，20B)的所述至少一个有效部分(24A，24A’，24B，24B’)分别分配至所述前保持区域(19A)和所述后保持区域(19B)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，高度偏移(26，26’，26A，26B)设置在所述电感器(20，20A，20B)的前有效部分(24A，24A’)和后有效部分(24B，24B’)之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述高度偏移(26，26’，26A，26B)在0.5mm到10mm的范围内。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高度偏移(26，26’，26A，26B)在2mm到4mm的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述电感器(20，20A，20B)的所述有效部分(24A，24A’，24B，24B’)线性地形成并且平行于所述包装套筒(10)的传送方向(T)延伸。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个电感器(20，20A，20B)具有用于桥接所述间隙(S)的桥接件(25)。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电感器(20，20A，20B)的所述至少一个有效部分(24A，24A’，24B，24B’)形成中空轮廓，所述中空轮廓具有集成的冷却通道(27，27A，27B)。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电感器(20，20A，20B)的所述至少一个有效部分(24A，24A’，24B，24B’)由集线器(28，28A，28B)围绕。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电感器(20，20A，20B)的所述至少一个有效部分(24A，24A’，24B，24B’)具有凸起(29A，29B)。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前保持区域(19A)和所述后保持区域(19B)中的至少一个相对于所述中央面(31)倾斜角度(α,β)，所述角度(α,β)在5°到30°的范围内。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述角度(α,β)在10°到25°的范围内。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于至少两个电感器(20A，20B)，其中，每一个所述电感器(20A，20B)连接到用于产生交流电的所述单元(21)。
14.根据权利要求1项所述的装置，其特征在于传动带(17)，所述传动带(17)具有用于容纳所述包装套筒(10)的腔室(18)。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于导向机构，所述导向机构用于调节所述包装套筒(10)的山形墙几何形状。
16.一种用于对包装套筒(10)感应加热的方法，包括以下步骤：
a)提供根据权利要求1至15中任一项所述的装置；
b)给所述包装套筒(10)提供导电区域；以及
c)产生交变电磁场；
其特征在于，所述交变电磁场由所述电感器(20，20A，20B)的所述有效部分(24A，24A’，24B，24B’)产生，所述有效部分相对于位于间隙(S)中的中央面(31)彼此非对称地布置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，使用电压在20V到1000V的范围内的直流电压，以便形成所述交变电磁场。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，使用电压在120V到280V的范围内的直流电压，以便形成所述交变电磁场。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，产生频率在30kHz到2000kHz的范围内的交变电磁场。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，产生频率在100kHz到500kHz的范围内的交变电磁场。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，产生频率在100kHz到250kHz的范围内的交变电磁场。
22.根据权利要求16所述的方法，其特征在于以下的步骤：d)相对于所述装置(16)移动所述包装套筒(10)。
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