CN1368934A - 用于传输和折叠挠性包装材料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于传输和折叠包装材料的装置,其包括带有皮带(3)的传输机(1),皮带(3)设有通孔且其一段以直线延伸并沿吸入箱(9)保持固定的方位。通过将吸入箱(9)连接到部分真空源,在皮带面向包装材料的一侧形成部分真空,这样保证了包装材料很好地固定而且可以紧靠沿皮带延伸的加热装置(15)附近通过并被加热。该装置有利于待热封的包装材料边缘区域的集中、能源利用充分且范围明确的加热。

Description

用于传输和折叠挠性包装材料的装置
技术领域
本发明涉及用于传输和折叠挠性包装材料的装置，其包括带有传送装置的输送机，该传送装置沿输送机的长度方向的部分区段具有逐渐变化的方位。
背景技术
在制造各种类型的包装容器的生产中，例如用于包装液体食物如牛奶、果汁或类似产品的容器，经常使用层压材料，即所谓包括不同类型材料层的包装层压制品。普通层压材料因而包括例如纸质的相对厚的芯层或纤维材料载体层，其每侧覆有薄的不透液塑料材料。该塑料材料通常是热塑性类型的，即经加热和加压可以被封接的塑料类型，这类塑料在包装材料形成包装容器半成品或成品包装容器时用于封接该包装材料。热塑性材料可以是例如聚乙烯或聚丙烯。必要时，包装层压品也可以包括附加材料层，例如防护材料如铝箔或本身已知的防护层塑料。
作为用于将包装层压品转变成填充并封接过的成品包装容器的预备措施，在特殊的预制操作中往往使原始卷筒状包装层压品转变成单片或坯件。用于生产例如人字顶包装品的普通坯件包括例如单个的包装层压品部分，该部分已经过已知的方法设有削弱结构或折叠线(折线)从而能够折叠和再成形为成品的人字形顶装的包装容器。除了用于将包装容器顶部和底部再成形为成品所必须制作的折线外，坯件设有一些平行的折线以便将坯件转变成大致矩形截面的套筒或管形。这发生在这样的预制操作中，该操作包括沿这些折线的纵向传送包装容器半成品，并逐渐折叠由该折线围成的外侧板块，从而使这些板块每个都被折叠180°且其外侧自由边略微互相重叠。通过加热外部的热塑材料，随后该重叠区域发生熔合或封接，重叠区在经加压后沿整个包装容器半成品的长度形成纵向不透液封接区或接缝。包装层压品变成单个的筒状并平放的包装容器半成品的预处理发生在较高速度下，目前一般是100-200m/min。如果打算进一步增加产出速度，会出现某些坯件加工方面的困难，因为以更高速度传输坯件会导致不稳定性，进而造成难以获得满意的用于后续的封接操作的均匀加热结果。
以极高的传输机速度例如高达300m/min，对作为封接区的热塑区快速而集中的加热也是必须的。在这样的例子中，加热时的温度必须被显著增加或加热距离必须被延长。同时，为使效率达到可以接受的程度，加热装置例如热气喷嘴与包装材料表面之间的距离必须较短，这样就必需对包装容器坯件外侧部分进行非常准确的导引，包装容器坯件外侧部分经过折叠后将被封接到另一个上。迄今使用的在对板片进行折叠前加热该板片外侧纵向边缘区域的方法已被证明要蒙受以下的缺点，即会使得被加热的热塑性材料在折叠阶段有时间被冷却以致后来的封接是次品的程度。这可以通过这样的方式被部分避免，即两个将被加热的板块相对其余的板被第一次折到90°角而后加热，然后最后进行剩余的90°角折叠，重叠的板层被压在一起从而封接。采用该技术，加热和封接之间的距离和时间将会减少，从而增加在即使在高传输速度下完全充分封接的可能性。而该分步方法进而使得与加热操作有关的板块导引更困难，而采用支承辊及类似装置的试验只导致了将要被加热的坯件边缘具有起伏的形状，随之的结果是不均匀的加热。因为板块固有的挠性，不可能可靠地将其在热气喷嘴的排出表面的紧邻区域导引，热损失会很大，同时被加热区域会具有不平且不确定的外形。
因而，包装或转变技术中普遍需求实现一种用于传输和折叠挠性包装材料的装置，该装置能够在高速下进行折叠时有效地导引和加热坯件的纵向自由边缘区域，而能量损失最小，并获得均匀且范围明确的加热区域，该加热区域在坯件边缘区域经过进一步折叠到一起后可以用于重叠的边缘区域的热封接，以形成沿半成品延伸的不透液以及或许不透气的封接。
发明目的
本发明目的之一是实现用于传输和折叠挠性包装材料的装置，该装置能够以可靠且范围明确的方式加热包装容器坯件的纵向边缘区域同时坯件在高速下以高精确度传输，并被折叠及封接以形成纵向的封接区。
本发明的另一目的是实现上述类型的装置，该装置能够这样传送坯件，即用于加热的边缘区域被沿着与加热装置相邻的范围明确的路线以直线导引。
本发明的再一目的是实现上述类型的装置，该装置能够以最小的热损失或摩擦损失对坯件边缘区域可靠地导引和加热。
本发明还有一个目的是实现上述类型的装置，该装置能够以这样的方式导引坯件，即坯件的边缘最大可能程度地保持平面状态并便于加热、折叠或其它加工。
本发明的再一个目的是实现上述类型的装置，该装置特别适于较高生产速度，加工和维护简单，而不会受现有技术结构的缺点所困扰。技术解决方案
上述及其它目的可以根据本发明实现，其中由引言部分描述的这类装置被赋予了如所附的主权利要求特征部分所述的特有特征。
根据本发明的装置的优选实施例被进一步赋予了如所附从属权利要求所述的特征。发明优点
根据本发明的装置具有穿孔的皮带及部分真空装置，该部分真空装置大致沿所述皮带的紧靠热气喷嘴以不变方位运行的那部分区段延伸，通过本发明提供的装置一方面能够增加对坯件边缘区域导引的精确度，另一方面能够确保坯件保持平面状态从而使边缘区域可以被紧靠着热气喷嘴导引。因而，热损失减小了，同时获得范围明确的加热区。因为所述的孔在皮带两侧面上具有不同的表面积，这样可以在坯件上获得最大的空吸效果，同时空吸作用不会在皮带后侧和吸入箱工作表面之间产生不必要的大的摩擦力。也可以提供带有冷却管的吸入箱，其可以进一步减少对皮带的加热。根据本发明的装置因而可以在高速下以高精确度实现对包装容器坯件的纵向边缘的理想而范围明确的加热，包装容器的纵向边缘区再被热封成纵向封接区。
附图简要说明
下面将特别参照附图对根据本发明的装置的一个优选实施例予以更详细地说明，附图只表示了理解本发明必要的部分和细节。在附图中：
图1是根据本发明的装置的示意性俯视图；
图2是图1中示出的根据本发明的装置的局部剖面图。
优选实施例说明
图中所示装置组成包装材料转变设备的一部分，即后者为本身已知的用于将卷筒纸形式的包装层压品转变成筒状包装容器半成品的设备，包装容器半成品在进料机内可以是简单预成形、填充和封接的。因而根据本发明的装置之前设有某种类型的片材喂送器，例如原料仓每次向传输装置卸下一件坯件。根据本发明的装置后面相应设有某种类型的用于保存已被折叠的筒状包装容器半成品的仓。此众所周知的技术在这里无需做更为详细的说明。
根据本发明的装置包括传输机1，它延伸在用于展开的片材的卸料仓与存放被双折并封接的(矩形)筒状包装容器半成品2的仓(未显示)之间。该传输机包括一个或一个以上传输皮带3，皮带大致相互平行运动并由一个或一个以上支承辊4维持。根据被传送的包装材料(片材、卷筒纸、宽度、厚度、硬度等)的属性可以采用所需的传输皮带(可能设有托架)数。除在两侧设置如图所示的皮带3外，还可以有利地采用例如一个或一个以上在中央设置的平面运行的皮带用以保证均匀驱动。也可以采取其它驱动装置，如橡胶驱动轮组或类似装置。而这属于输送工程技术领域的众所周知的装置，因而不在这里更详细地说明和举例。传输机1的两端设有一些已知的转向辊5，辊上运行着传输带。在传输机1的某一个部位，转向辊5通过驱动轴6由一适当的原动机7驱动，如某已知型号的电动机。沿传输机1，可以进一步设有大量支承辊4或其它类型的辊子，以及用于辅助和保证对包装容器坯件进行正确的传送和折叠的各种装置。而这些装置构成了在该技术领域的公知技术，因而在这里不需详细说明。
从图1中显而易见，每个传送皮带3自位于图1中传输机1右手端的转向辊向相应位于该传输机左手端的转向辊5运行。在自右向左端的运动过程中，传送皮带3绕纵轴线发生了180°旋转，更准确地说是逐步发生的，即自皮带3以基本水平的方位运行的右手端转向辊5到后继的支承辊4的运行过程中皮带3旋转了90°，以便皮带在靠到支承辊4上时基本处于图2所示的垂直位置。在支承辊4与调节辊组8之间，皮带3以基本不变的的垂直方位延伸。在通过辊组8后，皮带进一步发生另外90°的转动，以便当到达设于传输机1左手端的转向辊5时，皮带又一次基本处于水平方位，但此时与在传输机右手端或喂料端的水平方位相比已旋转了180°。皮带的逐步旋转或方位变化便发生了，一部分发生在靠近传输机1喂料端的转向辊5与支承辊4之间，另一部分发生在辊组8与传输机1出料或输出端的转向辊5之间。辊组8能够支承和控制皮带以有效方式运行而不需要支承辊靠向皮带的作用内侧，即与通过传输机1传送的坯件接触的那部分皮带。沿传输机1纵向的辊组8是可替换的，以便对传输机的折叠区进行调整。如果适当的话，支承辊4自然也可以被辊组8替换。
根据本发明的装置，在辊组8与支承辊4之间设有吸入箱9，它连接到示意地表示出的已知类型的部分真空源9’。吸入箱9具有平面工作表面10，此表面被转成面向皮带3并包括至少一个槽形凹口11(或一排孔)，此凹口使吸入箱9内部与外界空气连通。该吸入箱9也可以设有包括一个或更多冷却管13的冷却装置12，冷却管设于工作表面10附近的位置并以适当方式与示意地示出的已知类型的制冷流体源14相通，例如冷却水箱。
从图2显然可见，皮带3设有一些通孔20，它们是用于将部分真空从吸入箱9的槽口11传递到皮带3的作用表面，以保持靠接在皮带作用表面上的包装容器坯件2的区域2’。从图2还显然可见，孔20设计成使与吸入箱9背向的皮带3的作用面上的孔的面积最大。最好，孔20在皮带3作用面上的直径比皮带3面向吸入箱9的后表面上的直径更大，这可以例如通过使孔20具有逐渐变化的直径或可以通过锥形或别的不规则成形的孔来实现。也可以将位于皮带3后表面上的较小的孔替换为延伸过整个皮带长度的窄槽，其有利之处在于这减小了该装置工作时由部分真空引起的噪声。该孔的形成保证了由吸入箱9产生的部分真空会在皮带3的作用表面产生最大作用，但皮带3后侧与吸入箱9工作表面之间由部分真空引起的增加的靠紧被最大可能程度地减小，这样就降低了摩擦损失并减小对以高速运行的皮带的加热。
在皮带3的相对吸入箱9相反的一侧，根据本发明的装置设有加热装置15，该加热装置可以是例如已知的热空气类的。该加热装置15包括喷嘴16，用来将加热过的热空气喷向要被加热的包装容器坯件2的边缘区域，为后续的热封作准备，这将在后面更详细地予以说明。该喷嘴设置为紧靠包装容器坯件表面，并由常规的供气源18例如来自某种类型的空压机供应热气。该气体最好在设有加热元件的喷嘴16内经过加热，该加热元件采用电阻线圈的形式并连接到合适的电源(未显示)。喷嘴16设置成紧靠包装容器坯件2表面且其长度最好比吸入箱9的长度略短，即布满了支承辊4和辊组8之间空间的较大部分，皮带3在该空间内以恒定的方位运行最好以竖直方位。自然可以设置另外的热气喷嘴用于例如加热包装容器坯件的其它部分，如加热相对的纵向边缘外侧。即使该边缘比最先提到的边缘加热的程度略低(为了避免对包装材料的装饰图案的热损伤)，用类似型号的吸入箱来引导该边缘也是适合的。然而这在附图中并没有示出。
从图2最后可明显看出，包装容器坯件2的由纵向折线定出的内拐角是如何在一些固定辊19的辅助下被支撑的，这些固定辊依次排列并设置成某一角度，以保证包装容器坯件2在竖直和水平方向的固定。自然也可以设有额外的固定或支承辊，但在本技术领域这本身是已知的，因而这里不再更具体地说明或示出。
在根据本发明的装置运行时，该设有折线的平放的包装容器坯件2将由位于传输机1喂料端(即图1示出的右手端)的仓(未显示)供给。在该实施例中，包装容器坯件2将经过由两个由驱动轴及原动机7驱动的转向辊5，且转向辊上的两条皮带3以水平方位运动。在这样的实施例中，用于折叠包装容器坯件2并沿包装容器坯件的纵向延伸的折线2”将与相对的皮带3的纵向边缘重合。在皮带3的帮助下，其可以与其它已知驱动装置(未示出)一起被原动机7自右向左以匀速(约300m/min)移动，如图1所示，坯件的板块2’的两边将被逐渐向上折叠至与坯件2中心的未折叠的区域成90°角的位置。换句话说，板块2’的两边将在它们通过支承辊4时大致竖直地延伸。在折叠过程中，侧板块2’将因为包装材料固有的挠性及抗弯折力而靠压皮带3面向所述坯件的工作表面。但是，当皮带3通过支承辊4时，坯件折线上所作用的折叠将造成其沿着加热装置15的喷嘴16有不确定的方位和位置，因为坯件的折线增加了折叠的侧板块2’与皮带3失去接触的危险，以及由于例如动态的力或气流之故。这引起不匀且无控制的加热型样，在半成品生产的该重要阶段最好导引着侧板块2’，采用吸入箱9是为了通过沿该装置纵向延伸的直线凹槽11来使包装容器坯件2的侧板块2’与部分真空源9’相接。更具体说，靠着皮带3的工作表面的侧板块2’的外侧将由于孔20而被吸住顶靠在皮带上，同时皮带3的后侧被吸靠在吸入箱9的作用面10上。皮带3最好在后侧设置摩擦小的材料以便避免过大的摩擦力及由此产生的皮带3的发热。为了优化将包装容器坯件2固定在皮带3的工作表面的吸力，同时使皮带3和吸入箱9工作表面10的靠紧产生的摩擦损失最小，根据本发明采用了在背离吸入箱9的皮带表面具有较大的直径的孔20，这例如可以通过使孔呈锥形或呈逐渐变化的直径。因而，该部分真空将在皮带面向包装容器坯件2的一侧具有最大的效果，并确保皮带作用面3与包装容器坯件2折叠的侧板块2’之间可靠的结合。
皮带3前、后表面的孔20具有不同的尺寸使得吸力的不同得以实现，吸力的差别导致侧板块2’在皮带3经过支承辊4和辊组8之间时被非常精确地固定在预定且大致平的位置，这能够确保侧板块2’稳定地移动，从而使喷嘴16的工作表面与相邻的将被加热的侧板块2’的表面之间的距离非常小，通常0.5mm-2mm之间的数量级。因而，可以确保范围明确的加热和最小的热损失，因为该短距离可以以较少的热空气消耗而对快速通过的配件进行必要且快速的加热。精确的导引也能够采用某种形式的反吸系统，例如一与欧洲专利EP 438.085中所描述的类型相类似的喷嘴，其进一步优化了能量消耗，使得能量消耗处于最小。由于在加热阶段不存在辊子或作用于侧板块2’上的其它非均匀分布的压力，也确保了侧板块维持于其平面状态，这对范围明确且有效的加热是必要的。
当包装容器坯件2通过热气喷嘴16及吸入箱9后，其位于沿侧板块2’分的边缘区域已被加热至适于封接的热塑温度。一旦坯件2一通过辊组8，紧接着发生另外90°的折叠，使得皮带3逐渐旋转至其通过转向辊5时的水平位置。紧随转向辊5之后，一种已知的压辊21将挤压侧板块2’的已经重叠的边缘区域，从而产生耐用且不透液的(或可选的不透气的)纵向封接区或接缝。所得的折叠的、封接的且已平放的筒状包装容器半成品2随后被传送到一个仓(未示出)或由其它适当的装置处理。
在根据本发明的装置的辅助下，能够在传输和折叠挠性包装容器坯件的同时于热封前保证对边缘区域进行精确且节能的加热，从而使该半成品具有大致矩形的筒状。在加热操作时对坯件2的侧板块2’的精确且呈直线的导引使得高的工作速度和小的热损失成为可能。采用真空皮带可以避免使用支承辊，导向器或类似装置，在某种程度上这些装置有使坯件变形的危险及阻碍热气喷嘴的设置。皮带3上的孔20在皮带3相对的两表面上具有不同的尺寸或截面积，这一方面保证了包装容器坯件2牢固地固定在皮带3的作用面上，另一方面保证了由皮带3后侧与吸入箱9的工作面10之间的接合产生的摩擦损失最小。该结构尤其适于皮带与吸入箱之间有较长接触时的情况，例如因为高的工作速度，吸入箱的长度必需被制造得较长的场合。在极高的速度下，也许必需对皮带和吸入箱9的工作面10冷却，如前所述要借助冷却管13来冷却，该冷却管设于紧靠工作面10并可以设成与冷却液14相连。
通过将折叠顺序分为第一个90°折叠、加热和后续的90°折叠，将会具有很多优点。第一，加热将在时间上更靠近后续的封接操作，从而使得冷却距离更短且所需提供的热量更少。第二，可以利用材料固有的弹性来提高对折叠的侧板块的引导及其与加热区内皮带的接合，这能够使将被加热的板块的该侧面不需导引或驱动装置，例如辊子。这在以前对处于平面状态的包装材料进行加热时是不可能的。
在根据本发明的装置的一替换实施例中，两个皮带3自然可以被这样分割，例如每个皮带包括三段不同的皮带段，如一段用在传输机1喂料端的转向辊5与支承辊4之间的距离，一段用在支承辊4和辊组8之间的距离，还有一段用在介于辊组8和转向辊5之间的距离。在该例中，当只有介于支承辊4与辊组8之间的皮带需要设置根据本发明的孔时，其配置也许会更经济。一个或一个以上的其它皮带自然也可以由导引或其它形式的导引/折叠装置替换，例如辊子或类似装置。如果坯件2将只被沿着设在中央的纵向折叠线折叠两次，原则上自然能够将根据本发明的装置减半，即只需使用一个纵向皮带3，因为相对的一侧可以由能够在折叠和加热阶段将坯件保持在正确位置的导辊或类似装置代替。
最后，应注意根据本发明的装置自然也可以代替对包装材料的其它形式的加工，而非用来加热和封接，例如在机械的边缘加工或印刷时。
本发明不应被认为受以上所述以及附图所示的内容的制约，在不脱离所附的权利要求的范围下可以对本发明作出很多变型。

Claims (10)

1、一种用于传输和折叠挠性包装材料的装置，该装置包括带有沿输送机长度方向的部分区段具有逐渐变化的方位的传送装置的输送机(1)，其特征在于所述装置包括皮带(3)，该皮带沿输送机(1)长度方向的部分区段大致以直线延伸并且沿着侧面对着皮带(3)的吸入箱(9)保持固定的方位，吸入箱具有与部分真空源(9’)相通的凹口(11)，皮带(3)设有用于将部分真空从所述凹口(11)传递到皮带(3)的相反一侧的通孔(20)，以便维持通过皮带传送的包装材料(2)。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于孔(20)在皮带(3)背离吸入箱(9)的那个侧面上的截面积最大。
3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于孔(20)在皮带的背离吸入箱(9)的表面的直径比在皮带的向着吸入箱(9)的表面的直径要大。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于所述的孔(20)是锥形的。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的孔(20)具有逐渐变化的直径。
6、如上述权利要求任意一个或几个所述的装置，其特征在于用于对由皮带(3)传送的坯件(2)加热的装置(15)沿吸入箱(9)设置。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于皮带(3)在吸入箱(9)与加热装置(15)之间延伸。
8、如上述权利要求任意一个或几个所述的装置，其特征在于在吸入箱(9)与皮带(3)之间设有冷却管(13)。
9、如上述权利要求任意一个或几个所述的装置，其特征在于所述传输机(1)包括两条沿传输机(1)的长度方向彼此方位呈镜对称地变化的皮带(3)。
10、如上述权利要求任意一个或几个所述的装置，其特征在于所述传输机(1)包括多个顺序地设置的皮带。
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