CN1316368A - 调节包装材料带横向位置的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产盛装灌入食品类产品的包装而调节包装机上的包装材料带(2)的横向位置的装置(1)，该装置具有一个滑动件(12)，它相对于带(2)横向可移动并载带一个横向移动该带的夹紧构件(14)；和组件(3、7、8)，它探测带(2)的相应的限定位置，根据由光学传感器(41、42)产生的信号来自动调节滑动件(12)的位置。

Description

调节包装材料带横向位置的装置
本发明涉及一种装置，它在包装可灌入食品类产品的机械上调节包装材料带的横向位置。
包装例如像水果酱、酒、番茄酱、经巴氏灭菌消毒或长期贮存(UHT)的牛奶等等可灌入食品类产品的机械为人熟知，其包装由一种连续的经纵向密封的带界定的管形包装材料形成。
包装材料具有多层的结构，它包括两面覆盖有如聚乙烯热密封材料层的纸材料层，并且在为长期贮存的产品如UHT牛奶作无菌包装的情况下，也包括例如由铝薄膜确定的隔绝材料层，它铺放在热密封塑料材料层上，然后顺次被最后界定为接触食品产品的包装的内表面的另一热密封塑料材料覆盖。
为生产无菌包装，包装材料带从卷轴上展开，然后传送通过无菌室，在无菌室中包装材料带经施加一种消毒剂来消毒，例如过氧化氢，通过加热稍后蒸发，和/或经将包装材料作适当波长与强度的放射处理，消毒后的包装带卷成圆柱并纵向密封，按已知的方法形成延续的、垂直的、纵向密封的管。换句话说，包装材料管形成无菌室的一个延伸部分，并被可灌入食品类的产品连续地填充，然后送到一个成形和(横向)密封装置上来形成独立的包装，而其中管被一对夹爪抓住，以便横向密封管并形成枕形包，然后经切断枕形包之间密封的部位来分离开它们。
枕形包然后输送到最后折叠的地方，在那里它们用机械折叠成最终的形状。
在简要描述在上文中的已知类型的包装机中，在折叠成管形之前，包装材料带沿一条路径输送，该路径由横过带的全宽延伸的圆柱形的一对被驱动或空转滚柱所限定出，但是它们并不横向地引导带。
带的横向位置由人工调节导引装置来确定，导引装置包括一对滚柱，它们在对置侧与带的紧贴其边缘的纵向部分共同配合，并受一滑动件的支撑，该滑动件可沿一个导轨在平行于带的输送平面的方向和垂直于带的输送方向移动。
带的横向位置的任何错误(这是可能发生的，例如，在连接两个卷轴之后或者带最终横向偏离，与直线不一致)都可能导致不合格的包装。
当察觉到错误时，例如，经过检查脱离机械的包装，错误可以经手动调节导引装置来纠正。但是，停止机械，进行手动调节并再启动机械所花的时间导致生产中停机和包装废品两方面的可观损失。
本发明的一个目的是提供一种调节包装材料带横向位置的装置，用来消除前面提到的、一般伴随已知装置的缺陷。
按照本发明，所提供的装置在生产盛装可灌入食品类产品包装的包装机上调节包装材料带的横向位置，该装置包括：
一个滑动件，它可在第一方向移动，该方向平行于所述带的输送平面并在所述平面内大体垂直于所述带的输送方向；
夹紧机构，它受所述滑动件的载带并以滑动的方式抓紧所述带的边缘；和
调节机构，它在所述第一方向调节所述滑动件的位置；
其特征在于：所述调节机构包括：一个致动机构，它控制所述滑动件；一个第一传感器，它探测所述带的第一限定位置并产生第一信号；一个第二传感器，它探测所述带的第二限定位置并产生第二信号；和一个控制单元，它连接到所述第一和第二传感器，随所述第一信号值表示已超出所述带的所述第一限定位置，该控制单元控制所述致动机构，将所述滑动件移向所述带的所述第二限定位置，又随所述第二信号值表示已超出所述带的所述第二限定位置而将滑动件移向所述带的第一限定位置。
本发明的一个优选的、非限定的实施例将以举例的方式参照附图作出描述，其中：
图1显示按照本发明的调节包装材料带横向位置的装置的前视图；
图2和图3分别显示图1细节的相应部分的前视图和透视图；
图4示意性地显示图1装置的控制系统；
图5显示图4系统的控制单元的操作方框图。
图1至图3中的数字1表示作为一个整体，在生产盛装可灌入食品类产品包装的包装机(未显示)上调节包装材料带的横向位置的一种装置，其产品例如有巴氏灭菌消毒的或UHT牛奶、水果酱、葡萄酒等等。
更特别地，本机械用于生产无菌密封的包装，用来盛装可灌入的食品类产品，该包装由纵向折叠并密封热密封薄片包装材料的带2所形成的包装材料管制成。
该材料便利地包括纸材料层4a，和例如由铝薄片确定的隔绝材料层4b；上面两个层由例如聚丙烯热塑性材料的中间层(未显示)将其相互固定，并由另一个聚丙烯(未显示)层在相对的面覆盖。纸材料层4a便利地包括在层压成型之前形成的一系列的孔5，而其中的层4b是完整的，使随后的拖出或其他类型的开口装置(未显示)的使用提供方便，同时保证包装在打开前保持完整和无菌。孔5定位在紧靠带2的一个纵向边缘6a，并以间距P均等间隔，间距P等于要求生产每个包装的带2部分的长度。
带2从卷轴(未显示)上展开并通过机械沿由几对传动机构或传送滚柱(未显示)所确定的路径输送。装置1对带2的输送路径有一个垂直的部分；在图1中，π表示带2的输送平面，A表示带的(垂直)输送方向；以及在显示的例子中，带2向下按步进移动，其间歇在依次的节距之间例如为120毫秒(ms)。
装置1大体上包括：一个调整和导引组件3，位于紧靠带2的纵向边缘6b，该边缘与边缘6a对置；一个组件7，它探测带的横向位置；和一个控制单元8。
更具体地，组件3(图2和3)包括：一个支撑构架10，它固定到机械的框架(未显示)上；一个电子步进电机11，它固定在构架10上；和一个滑动件12，它由电机11通过传动机构13控制，该滑动件在方向B上位于平面π内并垂直于方向A。滑动件带有一个夹紧构件14(细节描述在后)它以滑动的方式在方向B上夹紧并移动带2。
更特别地，电机11具有一个输出轴15，它具有一个平行于方向B的轴线；还具有一个传动机构13，它大体上包括：一个丝杆16，它与输出轴同轴并棱柱形地连接到该轴上，即，使得其由轴15带动运转，而又相对于轴15轴向滑动而不受其约束。丝杆16和轴15例如由安装在丝杆的非螺纹端18处的径向销17连接，丝杆以滑动的方式安放在轴15的一个轴向空腔内(未显示)；销17的端部以滑动的方式在轴15上啮合各自完全相对的纵向槽20(仅在图2中显示一个)。
丝杆16被安装通过固定到构架10上的导引件22，并旋拧穿过固定到导引件22上的螺纹螺母23，因此轴15的转动并从而丝杆16的转动导致丝杆的轴向位移。
与端部18对置的丝杆16的端部24以角度自由、轴向固定的方式连接到滑动件12，例如借助于止推轴承25，以便丝杆16的轴向位移传递到滑动件12，然后由滑动件12通过夹紧构件14传递到带2。滑动件12由固定到滑动件上并沿导引件22相对置的侧面滑动的两个侧向平板26棱形地连接到导引件22。
夹紧构件14大体上包括一个支撑板27，它在接近它自身的底端铰接到滑动件12上，围绕垂直于方向A和B的轴线C。该支撑板的相反端装有在自由端支撑一个叉形导向瓦29的臂28，导向瓦29具有大体V形的截面并在使用中与带2的边缘6b配合。夹紧构件14受位于连接至构架10的连接件31和板27横向伸出的辅助臂32之间拉长的低刚性弹簧30的弹性作用。由弹簧30施加的弹性力较低，并只起保持瓦29与带2接触的作用，从而防止构件14在使用时的摆动。板27支撑两个具有轴线相互平行、垂直于板27并与轴线C相关联的轴33，它们与在带2的相对侧上滚动的各自的空转滚柱34固定。轴33的轴线之间的距离可便利于调整，来改变在滚柱34与材料确定的带2之间的接触压力。
在实际使用中，如图2所示，在由弹簧30的作用力、箍29上的带2的反作用力和移动带2与滚柱34的摩擦力之间的平衡所确定的一个位置上，夹紧构件14向前倾斜。当所述摩擦力在旁边增加时，滚柱34和带2之间的接触压力增加，夹紧构件14的倾斜度也相应增加。
参照图1，探测带的横向位置的组件7包括：一个支撑构架40，它固定到机械框架上并装有两个光学件如光纤、传感器41、42(见放大的细节)，光学件配置在面对带孔5的带2部分，并位于某位置上，在该位置上该按节距向前输送的带2的孔在此暂留。
更特别地，传感器41、42是分隔开的，相对于带2交叉，其距离d略小于孔5的横向尺寸，使得紧靠各自的对应端“读”孔。
传感器41、42产生各自的信号s1、s2被未示出的各自的放大器适当地放大后提供给控制单元8(图4)。根据各自的传感器41、42是否位于面对孔的里面部分(即铝材料层4b)，或是位于面对孔的外边缘(即纸材料层4a)，信号s1、s2采取不同的状态，因此传感器41、42能够确定带2的两个横向限定位置，每个位置由信号s1或s2当各自的传感器41或42位于面对孔5的一个相应的边界时的转换而确定。
控制单元8也接收来自主机控制单元43如动力负载控制(PLC)类型的输送信号s3、s4。更具体地，s3与机械的工作状态有关(例如如果机械是运转的s3=1，如果机械未运转则s3=0)；而s4是装置1通过单元43随着由单元43控制的其它操作及时产生的启动信号，并且每当带2在孔5面对传感器41、42停止时便利地作从一个低值(s4=0)到一个高值(s4=1)的脉冲式改变。
控制单元8产生控制电机11的输出信号s5。
图5显示由控制单元8实施的操作方框图。
从开始方框44起，第一方框45预置一个计数K，随后是获取方框46，它读出信号s3和s4的状态。方框46然后进行到方框47，该方框测定两个信号s3、s4的状态是否均表示一个启动条件(例如s3=1和s4=1)。
如果是相反的响应，方框47回到方框46。如果是肯定的响应，则程序进行到方框48，该方框增加计数K，然后从方框48到比较方框49，该方框将计数值与预定的阈值K0例如10作比较。
如果K不同于K0，比较方框49回到获取方框46；相反地，如果K等于K0，方框49进行到获取方框50去获取传感器41、42的信号s1和s2。
下一个方框51测定信号s1的状态。如果它是高的(传感器41在孔5内侧)，方框51进行到方框52，该方框测定信号s2的状态。如果这还是高的(传感器42在孔5内侧)，那么表示带定位在限定位置之间，方框52进行到循环结束的方框53。
相反地，如果方框51测定一低值信号s1(传感器41在孔5外侧，那么表示由传感器41测定的第一限定位置已经超过)，方框51进行到控制方框54，该方框以这样的方向(例如顺时针)操纵电机11，使之移动带2朝向第二限定位置(图1中向右边)移动。同样地，如果方框52测定一低值信号s2(传感器42在孔5外侧，那么表示由传感器42测定的第二限定位置已经超过)，方框52进行到控制方框55，该方框以这样的方向(例如逆时针)操纵电机11，使之移动带2朝向第一限定位置(图1中向左边)。
从前面的描述中已部分清楚的装置1的操作如下：带2的每一停止，主机控制单元43提供给装置1启动信号s4。为避免调节摆动的问题，与所有的孔5相反，装置1读出并可能以预定的取样频率1/K0来校正孔的位置(例如每10数一个孔)。
如果发现任一个限定位置超过，通过沿螺纹螺母23内的丝杆16的“拧紧”或“松开”的方向操纵电机11，使带沿方向B移向相反的限定位置；并由此引起的滑动件12的位移大体上通过导向瓦29沿“推”的方向(图中向右边)和通过滚柱34沿“拉”的方向(图中向左边)被传递到带2。
从前面的描述中将明了按照本发明的装置1的优点。尤其是，该装置提供自动调节带的横向位置，因此避免机械停机，产品损失或废品。此外，装置1便宜和易于生产，还不涉及以手动调节装置为特征的已知机械的重大变更问题。
很清楚，装置1可以作一些改变但是并不脱离所附权利要求书的范围。
例如，传动机构13可以以任何其它的方式形成。尤其是，与转动丝杆16相反，电机11可以转动螺纹螺母23，例如借助于齿形带的传动。在这种场合下，丝杆16可以刚性连接到滑动件12并锁定角度，以便根据螺纹螺母23的转动来移动。此外，传感器41、42可以按比孔的尺寸略大的距离分隔，与其略小相反，使得在孔外“读”出带2，并对于相同的操作状态产生那些描述过的相对状态的信号。传感器41、42也可以被赋予不同于孔5的带2上的光学标识，如带2的一个或两个边缘，或印制的或在带上以任何其他方式形成的光学编码。

Claims (6)

1．一种用于生产盛装可灌入食品类产品的包装而在包装机上调节包装材料的带(2)的横向位置的装置，该装置(1)包括：
一个滑动件(2)，它可移动在平行于所述带(2)的输送平面(π)的第一方向(B)并大体上垂直于所述平面(π)内的所述带(2)的输送方向(A)；
夹紧机构(14)，它受所述滑动件(12)的载带并以滑动的方式夹住所述带(2)的一个边缘(6b)；和
调节机构(3、7、8)，它在所述第一方向调节所述滑动件(12)的位置；
其特征在于：所述调节机构(3、7、8)包括：一个致动机构(11)，它控制所述滑动件(12)；一个第一传感器(41)，它探测所述带(2)的第一限定位置并产生第一信号(s1)；一个第二传感器(42)，它探测所述带的第二限定位置并产生第二信号(s2)；和一个控制单元(8)，它连接到所述第一和所述第二传感器(41、42)，并且它控制所述致动机构(11)根据所述第一信号(s1)值表明的所述带(2)的所述第一限定位置已经超过，将所述滑动件(12)移向所述带(2)的所述第二限定位置，还根据所述第二信号(s2)值表明的所述带(2)的所述第二限定位置已经超过，将所述滑动件(12)移向所述带(2)的第一限定位置。
2．按权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一和所述第二传感器(41、42)是探测所述带的光学标识(5)的光学传感器。
3．按权利要求2所述的装置，其特征在于所述带(2)由一些层(4a,4b)确定，并包括形成在所述层(4a,4b)的至少一个层(4a)上的并确定所述光学标识的一系列孔(5)；所述第一和所述第二传感器(41、42)位于面对所述带具有所述孔(5)的那部分；所述带的所述限定位置通过所述第一和所述第二传感器(41、42)对所述孔(5)的横向对置的边界的探测确定。
4．按权利要求3所述的装置，其特征在于所述控制单元(8)包括启动机构(49)，它以预定的取样频率(1/K0)启动所述孔(5)的探测。
5．按前面任一权利要求所述的装置，其特征在于所述致动机构是一个电机(11)；传动机构(13)位于所述电机(11)的一个输出构件(15)和所述滑动件(12)之间。
6．按权利要求5所述的装置，其特征在于所述传动机构(13)包括一个丝杆-螺纹螺母机构(16、23)。
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