CN1803534A - 用于生产包装的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制包装材料的管(20)相对于用于管横向密封的设备(28)的扭曲的装置(18)和方法。该装置的特征在于包括有多个滚子(30)，其形成了包装材料可从中通过的开口(32)。各滚子的滚动面(34)设置成与管的外表面相接触。另外，至少其中一个滚子的旋转轴线的方向是可调的，以便可控制管的扭曲。

Description

用于生产包装的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制包装材料的管相对于用于管横向密封的设备的扭曲的装置及方法。
背景技术
在包装技术中，长期以来采用包装来装填和运输产品，例如乳制品、果汁和其它饮料。这些包装中的大部分由层压包装材料制成，其包括例如一层纸质或纸板的芯层，以及设置在芯层的形成了包装内侧的至少那一侧面上的、热塑性材料的液密式外覆层。有时，该材料还包括例如铝层形式的阻气层。
这种包装容器通常这样来生产，其中在密封包装材料卷的纵向重叠边缘之前将材料卷成形为管。已纵向密封的管被连续地填充产品，然后被横向地密封并成形为衬垫。沿着狭窄、横向的、相互间隔开的密封区域来进行密封。大致与管的纵向成直角地并且恒定地在同一平面内以本身已知的方式来进行管的横向密封。这样包含有内容物的管的封闭部分随后可通过对这些密封区域的切割而与管分离。
可通过材料卷从中通过的多个管成形机构如环件来进行上述的将材料卷成形为管。当经过最后一个管成形机构时，管沿纵向而被密封，之后管就准备好进行填充和随后进行横向密封。在横向密封期间，管在可对密封区域中的热塑性材料进行加热的两个相对夹具之间受到挤压。最终包装上的纵向密封相对于横向密封的位置将影响其外观及功能，因此在一定类型的衬垫形包装的每一件上都应当基本相同。在横向密封时管相对于夹具的扭曲将决定纵向密封在最终包装上的该相对位置。例如，经常需要在衬垫形包装上有一定的装饰，例如图片或介绍产品含量的信息。另外，由于纵向密封与横向密封相交的区域将包含三层而非通常为两层的包装材料，因此该区域在它进行密封时是非常关键的区域。因此，夹具可构造成在该相交区域中提供增强的加热。因此，纵向密封的位置是非常重要的。
由于各种因素如材料卷张力，因此在制造期间可能出现管的不希望有的扭曲。在一种用于生产例如上述包装的已知机器中，可在管成形和纵向密封之前通过轻微地推动材料卷的其中一条纵向边缘来调整这种扭曲。然而，这种调整管扭曲的方法最适用于相对较厚和刚性较好的包装材料。在使用较薄和刚性较差的包装材料的情况下，存在着材料卷因推动而变形的风险。另外，扭曲的调整可在纵向密封之前很好地进行。因此，在推动调整之后和在纵向密封之前存在着会引入管的新的不希望有的扭曲的风险。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于控制包装材料的管相对于用于管横向密封的设备的扭曲的装置及方法，该装置和方法至少部分地消除了现有技术的局限性。本发明的基本概念是通过作用于管上、即未成形的包装材料卷上来控制管的扭曲，因此本发明也适用于相对较薄的包装材料。
用于实现以上目的的装置和方法由所附权利要求限定，并在下文中介绍。
根据本发明的用于控制包装材料的管相对于用于管横向密封的设备的扭曲的装置的特征在于，该装置包括有多个滚子，其形成了包装材料可从中通过的开口。各滚子的滚动面设置成与管的外表面接触，并且至少一个滚子的旋转轴线的方向是可调的以便控制管的扭曲。已经知道在生产包装时，要不是出于由包装材料卷来形成管的不同目的，则可使用由多个固定滚子所形成的开口。以前并不知道可以利用滚子所形成的开口来控制管的扭曲，其中至少一个滚子具有可调的旋转轴线方向。因此，本发明的一项优点在于，它可通过使用已知的构件来实施。因此，可对现有包装机进行改进来实施本发明的控制管扭曲的方法。
可根据任何合适的技术来操作用于横向密封的设备，例如超声波密封和感应加热密封。
根据本发明的装置适用于所有类型的包装材料的管，例如具有由包装材料卷形成的连续接缝的管。因此很明显，该装置可设置成接受完全成形的、并因此可能是连续密封的管。然而，根据本发明的一个另选实施例，在未密封的管的情况下，该装置可设置成接受包装材料卷，并且还包括密封件，其设置成可对材料卷的两个相对边缘部分之间的重叠的连续接缝进行密封。这里，材料卷可以已经成形为未密封的管的形式而被接受，或者以未成形的形式而被接受，在这种情况下，该装置设置成可在连续密封之前进行成形。
上述实施例是有利的，这是因为它允许实现至少两项不同的重要功能，即在同一机器上进行管的连续密封和管的校正扭曲。这又意味着可以相互接近地进行扭曲校正和连续密封，使得不会象现有技术中一样在扭曲校正后和连续密封前引入大量的新的扭曲。另外，这意味着包装机中的部件数量减少，导致机器的复杂性和成本均降低。
为清楚起见，应当指出，在由包装材料卷形成的管的情况下，用语“管”可用来表示密封的管以及未密封但已成形的管。
可根据任何适当的技术来操作密封件以用于密封，例如超声波密封、使用粘合剂和感应加热密封。
该装置的构造可设置成使得密封件设置成与其中一个滚子相对，并设置成与管的内表面接触。在连续密封期间，接缝被挤压在密封件与所述其中一个滚子之间。这种构造是有利的，因为它允许可同时地进行连续密封和管的扭曲控制。
根据一个实施例，开口设置成可赋予管预定的周边。这种实施例是有利的，这是因为除了在同一装置上进行扭曲校正和可能有的连续密封之外，它还允许另一功能，即管的成形功能。
如上所述，根据本发明，其中至少一个滚子构造成使得其旋转轴线的方向是可调的。在本发明装置的一个实施例中，多个滚子的旋转轴线方向是可调的，以便控制管的扭曲。该多个滚子中所含滚子的数量越多，就可越容易地控制管的扭曲，这是因为固定滚子会抵消扭曲的调整。
根据以上实施例，该装置可构造成使得多个滚子的旋转轴线方向的调整是相关联的。这是有利的，因为它可保证滚子最佳地配合操作，并使得可实现该装置的相对简单的设计。
根据本发明的一个实施例，该装置可设置成使得旋转轴线的方向从基本上垂直于管纵向轴线的默认方向中来进行调整。默认方向指的是在不必对管的扭曲进行调整时旋转轴线的方向。
本发明的装置可构造成使得各滚子的滚动面是凹面的。这是有利的，因为管的外表面是通常弯曲的，因此与平面相比，凹面通常会在滚子与管之间形成较大的接触面积和摩擦。这又有助于对管扭曲的控制。
根据该装置的一个实施例，旋转轴线与经过相应一个滚子的中心的轴杆重合，可通过倾斜轴杆的一端来进行调整。这种实现本发明的方式比较简单和稳定。
根据本发明的装置构造成可与扭曲检测器进行通信，可作为扭曲检测器的输出的函数来控制管的扭曲。这使得可连续地反馈管的扭曲并在必要时进行即时的校正。这种检测器可根据任何合适的检测技术如光检测技术来操作。
根据本发明的用于控制包装材料的管相对于用于管横向密封的设备的扭曲的方法的特征在于，其包括允许包装材料从开口中通过，该开口由多个滚子形成，滚子具有设置成与管的外表面相接触的滚动面。该方法还包括调整至少其中一个滚子的旋转轴线的方向，以便控制管的扭曲。
与装置有关的上述特征当然可转移到根据本发明的方法上。另外，应当强调的是，上述特征可组合在同一实施例中。
附图说明
现在将参考所附的示意性附图来更详细地介绍本发明，这些附图显示了本发明的当前优选实施例的示例。
图1是包括有根据本发明的装置并根据本发明的方法来操作的包装机的一部分的透视图。
图2是与图1相对应的框图。
图3是与图1相对应的流程图。
图4是图1所示装置的局部透视图。
图5是图1所示装置的局部顶视平面图。
图6是图4和5所示装置的一部分的透视图。
图7是图1所示装置的局部透视图。
图8是图1所示装置的局部透视详图。
具体实施方式
图1显示了用于由包装材料卷12来生产包装的机器10的一部分。图2包含了该装置的相应的示意性框图，而图3包含了显示出相应方法的流程图。包装材料是开篇所述的类型，即外覆有热塑性材料的纸质芯层的包装材料。当经过机器的该特定部分时，便由该最初为基本上平面的材料卷12而形成了密封的管。通过包括在机器10内的多个管成形机构14，16和装置18来进行管的成形。管成形机构14，16的主要任务将材料卷12首先成形(步骤A)为具有处于材料卷的两个相对边缘部分24和26之间的重叠接缝22的管20，这些机构在本文中不作详细介绍。装置18设置成可控制管相对于用于管横向密封的密封设备28的扭曲。密封设备28仅仅示意性地显示于图2中，在本文中不作详细介绍。装置18还设置成通过在重叠接缝22的纵向密封之前赋予管所需的直径来完成材料卷的成形。这将在下文中更详细地介绍。
装置18局部地且更详细地显示于图4、5和6中。它包括六个相似的滚子30，这些滚子形成了基本上为圆形的开口32，开口32设置成可接受(步骤B)包装材料的未密封的部分成形的管20。开口将决定(步骤C)经密封的管的最终外周边。当经过开口32时，管20施加径向力于滚子上，并因所引起的摩擦而使滚子滚动。滚子30均具有凹面34，用于在管20与装置18之间得到相对较大的接触面。另外，形成了旋转轴线的轴杆36设置成经过各滚子30的中心。其中一个滚子即滚子30’与密封件一起进行(步骤D)管的纵向密封，该密封件为设置成在管的内部与滚子30’相对的配对滚子38的形式。为清楚起见，该密封件只能在图5中看到。在纵向密封期间，接缝22被挤压在滚子30’与密封件38之间，密封件38根据任何适当的密封技术来工作，以便密封该接缝。
该管会因例如不均匀的材料卷张力的原因而在制造过程中发生扭曲。这可导致最初所讨论的问题，即，会得到错位装饰的风险以及难于在与纵向密封相交的区域中进行横向密封的风险。因此，如图7-8所示，装置18构造成使得轴杆36以及滚子30的旋转轴线的方向是可调的，以便控制管的扭曲。为清楚起见，在图8中只显示了其中一个滚子30。轴杆36的默认方向基本上垂直于管的纵向轴线。如果要求相对于横向密封设备28来进行管的扭曲校正，则从默认方向中向上倾斜轴杆的一端40以进行顺时针校正，或者向下倾斜轴杆的一端40以进行逆时针校正，而轴杆的另一端(未示出)保持不动。倾斜通过销子42来进行，其设置成可穿过支承套44中的孔自由地运动，并支撑了滚子30的轴杆36的一端40。支承套44设置在装置18的滚子支撑板46上。在支承套44之下，设置了销子42可贴靠于其上的楔块48。楔块48固定在装置18的滑动板50上。楔块的在同销子相接触的点处的厚度决定了销子从支承套突出来达到什么程度，以及轴杆36的(相对于默认方向的正的或负的)倾斜程度。因此，轴杆36的方向可通过改变楔块48相对于支承套44的位置来进行调整。装置的滚子支撑板46和滑动板50活动地连接，从而可通过这两者之间的相对旋转运动来进行调整。滑动板50可相对于保持不动的滚子支撑板46运动。通过滑动板中的槽54和连接在滚子支撑板46上的间隔件56来进行所述板之间的连接。间隔件56设置在槽54中，并以滑动板50可相对于它运动的方式而连接在滑动板50上。滑动板50连接在可使滑动板50运动的促动机构58(图7中部分地示出)上。促动机构58由管扭曲检测器来控制。
上述介绍是针对其中一个滚子来进行的，然而其它滚子也以基本相同的方式来工作。因此，当要求校正管相对于横向密封设备28的扭曲时，通过一个共同的旋转动作便可以相关联的方式来调整所有滚子30的轴杆36的方向。
为了判断是否要求校正管相对于横向密封设备的扭曲，装置18设置成可与扭曲检测器52进行通信，这仅示意性地显示于图2中并由虚线表示。扭曲检测器52设置在管成形机构16与装置18之间，即处于包装机中的材料卷仅部分地形成为管的那一部分中。这里，边缘部分24，26不是重叠的，而是仍分开了一定的距离。检测器52通过发射两束平行光束并检查这些光束是否被反射来光学式检测(步骤E)材料卷的其中一条纵向边缘的位置。如果不需要调整管的扭曲，即如果材料卷边缘的位置是正确的，则其中一束光束将碰撞到材料卷上并被反射，而另一束光束将不会碰上材料卷并且不会被反射。因此，如果这两束光束都未被反射，或者这两束光束都被反射，则需要进行将被传递至装置18上的调整。因此，如果判断(步骤F)出必须进行扭曲校正，则相应地调整(步骤G)所有滚子的旋转轴线的方向，否则就不进行这种调整。因此，当管从装置18中输出(步骤H)时，它将具有相对于密封设备28的正确扭曲。
在以上实施例中，尽管在图中不明显，然而步骤C、D、F和G都是基本上同时地进行的，然而也可以进行多种变化。例如，在一个备选实施例中，在滚子的旋转轴线的调整(步骤G)之前进行纵向重叠接缝的密封(步骤D)。自然地，这将需要不同构造的密封件。
另外，在所述示例中，扭曲检测器设置在管成形机构与装置之间。然而，可以使用不同的扭曲检测器，其可设置在包装机中的任何位置，并且可根据另一实施例设在用来控制管扭曲的装置之后。在另一实施例中，扭曲检测器设在管成形机构之前。
另外，所有滚子不必是相似的和以相同方式来工作。根据一个实施例，一些滚子是不动的，而其余的滚子具有可调的旋转轴线。根据另一实施例，一些滚子具有可调的旋转轴线，以便在顺时针方向上执行管的扭曲，而其它滚子具有可调的旋转轴线，以便在逆时针方向上执行管的扭曲。
上述实施例只应被视为示例。本领域的技术人员可认识到，在不脱离本发明的概念的前提下，可以多种方式来对上述实施例进行组合和变化。
作为一个示例，由滚子形成的开口不必是圆形的，而是可具有任何形状。另外，可以采用任何数量的滚子来形成开口，六个仅仅是一个可行的数量。
另外，用于调整滚子的旋转轴线的机械构造仅仅是示例性的。当然，任何其它合适的构造也可用于本发明中。
尽管在上文中未介绍，然而经密封的管自然可在横向密封之前填充有预定产品。例如，经密封的管可填充有液体产品，如饮料。
最后应当指出，附图未按比例绘制。

Claims (19)

1.一种用于控制包装材料的管(20)相对于用于所述管的横向密封的设备(28)的扭曲的装置(18)，其特征在于，所述装置包括有多个滚子(30)，其形成了所述包装材料可从中通过的开口(32)，各所述滚子的滚动面(34)设置成与所述管的外表面接触，并且至少其中一个所述滚子的旋转轴线的方向是可调的，以便可控制所述管的扭曲。
2.根据权利要求1所述的装置(18)，其特征在于，所述装置设置成可接受包装材料卷(12)，并且还包括密封件(38)，其设置成可对所述材料卷的两个相对边缘部分(24，26)之间的重叠接缝(22)进行密封。
3.根据权利要求2所述的装置(18)，其特征在于，所述密封件(38)设置成与其中一个所述滚子(30’)相对，并设置成与所述管(20)的内表面接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(18)，其特征在于，所述开口(32)设置成可赋予所述管(20)预定的周边。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(18)，其特征在于，多个所述滚子(30)的旋转轴线的方向是可调的，以便控制所述管(20)的扭曲。
6.根据权利要求5所述的装置(18)，其特征在于，多个所述滚子(30)的旋转轴线的方向的调整是相关联的。
7.根据上述权利要求中任一项所述的装置(18)，其特征在于，所述旋转轴线的方向可从基本上垂直于所述管(20)的纵向轴线的默认方向中进行调整。
8.根据上述权利要求中任一项所述的装置(18)，其特征在于，各所述滚子(30)的滚动面(34)是凹面的。
9.根据上述权利要求中任一项所述的装置(18)，其特征在于，所述旋转轴线与经过相应一个所述滚子(30)的中心的轴杆(36)重合，可通过倾斜所述轴杆的一端(40)来进行调整。
10.根据上述权利要求中任一项所述的装置(18)，其特征在于，所述装置构造成可与扭曲检测器(52)进行通信，可作为所述扭曲检测器的输出的函数来控制所述管(20)的扭曲。
11.一种用于控制包装材料的管相对于用于所述管的横向密封的设备的扭曲的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：允许所述包装材料穿过(步骤B和H)开口，其中所述开口由多个滚子形成，所述滚子具有设置成与所述管的外表面相接触的滚动面；以及调整(步骤G)至少其中一个所述滚子的旋转轴线的方向，以便控制所述管的扭曲。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，允许所述包装材料穿过所述开口包括：在所述开口中接受(步骤B)所述包装材料卷，对所述材料卷的两个相对边缘部分之间的重叠接缝进行密封(步骤D)，以及输出(步骤H)所述经密封的管。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述重叠接缝的密封(步骤D)是与所述管扭曲的控制基本上同时地进行的。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括赋予(步骤C)所述管由所述开口确定的周边。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括调整(步骤G)多个所述滚子的旋转轴线的方向，以便控制所述管的扭曲。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括对多个所述滚子的旋转轴线的方向进行相关联的调整。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其特征在于，调整(步骤G)所述旋转轴线的方向包括：从基本上垂直于所述管的纵向轴线的默认方向中来对所述方向进行调整。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述旋转轴线与经过相应一个所述滚子的中心的轴杆重合，调整(步骤G)所述旋转轴线的方向包括倾斜所述轴杆的一端。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括检测(步骤E)所述管的扭曲，并作为所述检测结果的函数来控制所述管的扭曲。
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