JP2023546437A - 充填機械およびそれを動作させる方法 - Google Patents

Abstract

処理ステーション（６１２、６１４、６１６）と、処理ステーションを通して容器前駆体を搬送するために構成される、コンベヤシステム（６０１）とを含む、処理ユニット（６００）を有する、充填機械（１００）が、開示される。コンベヤシステムは、処理ステーションを通して軌道（６０４）に沿って容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器（６０２）と、各シャトルが軌道に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備える。対応する方法もまた、開示される。【選択図】図１

Description

（技術分野）
本開示は、概して、傾注可能な食品で充填されるセルロース系多層複合容器を生産するための充填機械に関する。

具体的には、本開示は、セルロース系多層複合容器前駆体を形成し、容器前駆体を充填およびシールし、該容器を形成するための充填機械に関する。本開示はまた、充填機械を動作させる方法にも関する。

（背景）
製品、特に、液体食品で、セルロース系多層複合物、例えば、段ボール複合材料から成るパッケージング容器を充填するための充填機械が、先行技術から公知である。例えば、既知の充填機械の構築に関して、第ＥＰ０９３６９９２Ｂ１号（特許文献１）および第ＵＳ１０１９６１６３Ｂ２号（特許文献２）が、参照される。

本開示は、前述の問題または課題のうちの少なくとも１つを解決もしくは少なくとも低減させ得る、種々の装置および方法を対象とする。

欧州特許第０９３６９９２号公報 米国特許第１０，１９６，１６３号公報

（要約）
本発明による充填機械が、請求項１の特徴によって特徴付けられる。本発明による方法が、請求項７の特徴によって特徴付けられる。本発明による充填機械および方法の好ましい実施形態が、従属請求の特徴によって特徴付けられる。

一側面によると、本開示は、充填機械を提供し、充填機械は、少なくとも１つの処理ステーションと、少なくとも１つの処理ステーションを通して容器前駆体を搬送するために構成される、コンベヤシステムとを備える、処理ユニットを備え、コンベヤシステムは、少なくとも１つの処理ステーションを通して軌道に沿って容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器と、各シャトルまたは運搬器が軌道に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備える。

シャトル推進システムは、軌道に沿って各シャトルまたは運搬器を個々に推進するために構成される、電動ロングステータリニアモータを備えてもよい。

各シャトルまたは運搬器は、複数の容器前駆体を少なくとも１つの処理ステーションを通して平行に運搬するために構成される、容器前駆体もしくは複数の保持器または受器を運搬するための単一の保持器または受器を備えてもよい。

少なくとも１つの処理ステーションは、
－容器前駆体を底部シールするために構成される、底部シールステーションと、
－容器前駆体を滅菌するために構成される、滅菌ステーションと、
－容器前駆体を傾注可能な食品で充填するために構成される、充填ステーションと、
－容器前駆体を上部シールするために構成される、上部シールステーションと
のうちの少なくとも１つを備えてもよい。

充填機械は、底部シールされた容器前駆体を形成するために構成される、容器前駆体形成ユニットと、形成ユニットから処理ユニットに底部シールされた容器前駆体を移送するために構成される、移送ユニットとを備えてもよく、移送ユニットは、軌道に沿って形成ユニットから処理ユニットに容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器と、移送ユニットの各シャトルまたは運搬器が軌道に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備える。

移送ユニットのシャトル推進システムは、移送ユニットの各シャトルまたは運搬器を移送ユニットの該軌道に沿って個々に推進するために構成される、電動ロングステータリニアモータを備えてもよい。

別の側面によると、本開示は、充填機械を動作させる方法を提供し、充填機械は、容器前駆体を処理するための少なくとも１つの処理ステーションを備える、処理ユニットを備える。本方法は、処理ユニットを通して軌道に沿って進行する複数の個々に推進可能なシャトルまたは運搬器内の少なくとも１つの処理ステーションを通して容器前駆体を搬送するステップを含む。

本方法は、第１のインデックス内の該少なくとも１つの処理ステーションの第１のものを通して容器前駆体を搬送し、第１のインデックスと異なる第２のインデックス内の該少なくとも１つの処理ステーションの第２のものを通して容器前駆体を搬送するステップを含んでもよい。

隣接するシャトルまたは運搬器間の距離は、シャトルまたは運搬器が処理ユニットを通して進行する際に一定ではなくてもよい。例えば、隣接するシャトルまたは運搬器間の距離は、シャトルまたは運搬器が該処理ユニットの充填ステーションを通して進行するときに拡張されてもよい。

さらなる側面によると、本開示は、少なくとも１つの処理ステーションと、少なくとも１つの処理ステーションを通して容器前駆体を搬送するために構成される、コンベヤシステムとを備える、処理ユニットを備える、充填機械を提供し、コンベヤシステムは、少なくとも１つの処理ステーションを通して軌道に沿って容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器と、各シャトルまたは運搬器が軌道に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備え、充填機械は、底部シールされた容器前駆体を形成するために構成される、容器前駆体形成ユニットと、底部シールされた容器前駆体を形成ユニットから処理ユニットに移送するために構成される、移送ユニットとを備え、移送ユニットは、容器前駆体を軌道に沿って形成ユニットから処理ユニットに運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器と、移送ユニットの各シャトルまたは運搬器が軌道に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備え、移送ユニットは、単一の列に箱前駆体内を受容し、箱前駆体を２つ以上の平行処理レーン内の処理ユニットに移送するように構成される、移送ステーションを備える。

本開示の各側面の上記に議論される好ましいおよび／または随意の特徴が、本発明の他の側面において単独で、もしくは適切な組み合わせにおいて使用され得る。

以下の図面が、本発明の理解を促進するために添付される。

図１は、充填機械のある実施形態の概略図である。

図２は、第１のプロセス事例における、図１による充填機械の移送ユニットの概略図である。

図３は、第２のプロセス事例における、図２による移送ユニットの概略図である。

図４は、処理ユニットの代替実施形態の概略図である。

図５は、処理ユニットのさらに別の代替実施形態の概略図である。

図面では、同様の参照番号が、文脈によって別様に明示的に記載されるか、または暗示的に理解されない限り、共通の部分、要素、もしくは特徴を示すために使用されている。

（詳細な説明）
以下において、充填機械の実施形態が、図面を参照してより詳細に説明されるであろう。しかしながら、本請求される発明が、本明細書に含有される実施形態および図に限定されるものではなく、以下の請求項の範囲内に該当するような実施形態の一部と、異なる実施形態の要素の組み合わせとを含む、実施形態の修正された形態を含むことが、具体的に意図される。任意のそのような実際の実装の開発において、任意のエンジニアリングまたは設計プロジェクト、多数の実装におけるように、本発明の１つの実装から別のものに変動し得る、システムならびに／もしくはビジネス関連の制約への準拠等、開発者の具体的な目標を達成するために、具体的な決定が、行われなければならないことを理解されたい。また、そのような開発労力が、複雑かつ時間がかかるものであり得るが、それにもかかわらず、本開示の恩恵を有する当業者のための設計、加工、および製造の日常的な業務であろうことも理解されたい。

図１は、形成ユニット２００と、移送ユニット４００と、処理ユニット６００とを備える、充填機械１００を開示する。図２は、より詳細に、形成ユニット２００および移送ユニット４００を開示する。

形成ユニット２００は、保管ユニット（開示せず）から平面状の折曲された複合被覆物またはスリーブの形態にある容器前駆体を受容するように構成される。平坦な折曲された容器前駆体は、管状形態まで上昇され、形成ユニット２００の底部シールステーション２０２内で底部シールされる。充填機械１００内で生産されることになる容器のタイプに応じて、容器前駆体１０２はまた、例えば、形成ユニット２００内に再閉鎖可能なキャップを備える、開放デバイス１０４を具備してもよい（図２参照）。

本実施形態では、底部シールステーション２０２は、段階的に回転し、複数の半径方向に外向きに延在する平行な受容部２０６を有するように構成される、輸送車輪２０４を備える。受容部２０６は、従来、管状の容器前駆体がその上で押動され、続いて、底部シールされる、マンドレルの形態をとる。本実施形態では、底部シールステーション２０２は、２つの輸送車輪を備え、その結果、２つの容器前駆体を平行に底部シールするように構成される。

容器前駆体が、底部シールされると、それらは、マンドレル２０６から解放され、移送ユニット４００に移送される。移送ユニット４００は、それぞれが、底部シールされているが、上部で開放している容器前駆体を形成ユニット２００から受容し、容器前駆体を処理ユニット６００に移送するように構成されている、複数のシャトルまたは運搬器４０２を備える。本実施形態では、各シャトル４０２は、単一の容器前駆体のみを受容し、運搬するように構成され、本目的のために、単一の保持器または受器４０６を備える。

動作時に、シャトル４０２は、単一の列において軌道４０４に沿って進行し、形成ユニット２００と処理ユニット６００との間に延在する、閉ループを形成する。移送ユニット４００は、各シャトル４０２が個々に軌道４０４に沿って推進されることを可能にする、すなわち、各シャトル４０２が、その下流および上流の近隣物から独立して軌道４０４に沿って移動されることを可能にする、シャトル推進システムを備える。そのような推進を可能にするために、軌道４０４は、ガイドレールと、軌道４０４に沿って延在する電動ロングステータリニアモータとを備えてもよく、ガイドレールは、シャトル４０２を軌道４０４に沿って運搬するために構成されており、リニアモータは、永久磁石を利用して各シャトル４０２をガイドレールに沿って個々に推進するためのものである。推進システムは、例えば、ＳＵＰＥＲＴＲＡＫおよびＡＣＯＰＯＳＴＲＡＫの商標名として市販されているシステムのうちのいずれか１つに基づいてもよい。

処理ユニット６００は、容器前駆体を処理ユニット６００を通して誘導するために構成される、コンベヤシステム６０１を備える。コンベヤシステム６０１は、底部シールされているが、上部において開放している容器前駆体を移送ユニット４００から受容し、それらを処理ユニット６００を通して誘導するために構成されている、複数のシャトルまたは運搬器６０２を備える。図１－３に示される実施形態では、処理ユニット６００は、３つの平行処理レーンを有する。したがって、本実施形態では、各シャトル６０２は、各シャトル６０２が３つの容器前駆体を処理ユニット６００を通して平行に誘導することを可能にする、３つの保持器または受器６０６（図３参照）を備える。

処理ユニット６００に面する移送ユニット４００の端部における移送ステーション４０８において、シャトル４０２が、３つ、すなわち、処理ユニット６００内の平行処理レーンの数に対応する数の群に集まるように構成される。シャトル６０２が、次いで、集められた群のシャトル４０２に隣接して移動し、容器前駆体は、シャトル４０２からシャトル６０２に移送されるであろう。その結果、本実施形態では、移送ユニット４００は、２つの容器前駆体入力と、３つの容器前駆体出力とを有する。言い換えると、移送ユニット４００は、２つの箱前駆体を平行に受容し、３つの箱前駆体を平行に出力するように構成される。

動作時に、シャトル６０２は、略平行なガイドレール６０８のセットを備える、軌道６０４に沿って処理ユニット６００を通して単一の列において進行する（図１参照）。

ガイドレール６０８は、容器前駆体を滅菌するために構成される滅菌ステーション６１２を通してシャトル６０２を誘導するように構成され、充填ステーション６１４は、傾注可能な食品で容器前駆体を充填するために構成され、上部シールステーション６１６は、容器前駆体を上部シールするために構成される。そのようなステーションは、したがって、当技術分野において周知であり、ここではさらに議論されないであろう。上部シールステーション６１６の後、ここで完了した容器が、シャトル６０２から排出または外部給送ステーション６１８に移送され、処理ユニット６００から排出され、さらなる分配のために調製される。

容器が、シャトルから排出ステーション６１８に移送されると、シャトル６０２は、帰還コンベヤ６１０を介して軌道６０４の始点に戻され、容器前駆体の新しい群を受容する。本実施形態では、帰還コンベヤ６１０は、シャトルを軌道６０４の始点に戻されるように運搬するように構成される、２つの平行なベルトを備える、ベルトコンベヤを備える。しかしながら、原理上、任意のタイプの帰還コンベヤが、使用されることができる。第１のエレベータ６２０は、シャトル６０２をガイドレール６０８から帰還コンベヤ６１０に降下させるように構成され、第２のエレベータ６２２は、シャトル６０２を帰還コンベヤ６１０からガイドレール６０８に上昇させるように構成される。

動作時に、シャトル６０４は、軌道６０４に沿って単一の列において進行する。移送ユニット４００と同様に、コンベヤシステム６０１は、各シャトル６０２が個々に軌道６０４に沿って推進されることを可能にする、すなわち、シャトルを他のシャトルと連動させることなく、したがって、各シャトル６０２がその上流および下流近隣物から独立して軌道６０４に沿って移動することを可能にする、シャトル推進システムを備える。そのような推進を可能にするために、電動ロングステータリニアモータ（図示せず）は、リニアモータが各シャトル６０２をガイドレール６０８に沿って個々に推進するように構成される、ガイドレール６０８のうちの少なくとも１つに沿って延在してもよい。移送ユニット４００におけるように、推進システムは、例えば、ＳＵＰＥＲＴＲＡＫおよびＡＣＯＰＯＳＴＲＡＫの商標名として市販されているシステムのうちのいずれか１つに基づいてもよい。

シャトル６０４は、図４に開示されているように、処理ユニット６００を通して１つずつ、例えば、単一のインデックス内で推進されることができる。代替として、シャトル６０４は、同期群における、例えば、図１に開示されているような２つのものの群（二重インデックス）、図５に開示されているような３つのものの群（三重インデックス）、または任意の他の群サイズにおける処理ユニット６００を通して移動するように構成されることができる。また、各シャトル６０４は、軌道６０４に沿って個々に推進可能であるため、シャトルは、例えば、２つのものの同期群（二重インデックス）における第１のインデックス内の１つの処理ステーションを通して、および、例えば、３つのものの同期群（三重インデックス）における第２のインデックス内の後続の処理ステーションを通して移動するように構成されることができる。例えば、シャトルは、二重インデックスにおける滅菌ステーション６１２を通して、および三重インデックスにおける充填ステーション６１４を通して移動するように構成されてもよい。さらにまた、個々に推進可能であるシャトル６０４に起因して、隣接するシャトル間の距離は、軌道６０４に沿って調節されることができる。例えば、充填ステーション内の隣接するシャトル間に、滅菌ステーションにおけるものより長い距離を有することが、有利であり得る。

各シャトル６０４が処理ユニット６００を通して独立して進行することを可能にすることによって、各処理ステーション内の滞留時間が、その処理ステーションの最も好ましい滞留時間に採用されることができる。また、いくつかの理由によって、シャトル６０４が処理ユニット６００を通して持続的に進行しないように防止される場合、下流シャトルは、妨害されない状態で処理ユニット６００を通して継続し、したがって、処理ユニットの即時のシャットダウンを防止し、容器生産を即座に中止させることなく本状況を解決するための時間を提供することができる。

図１－３に示される実施形態では、処理ユニット６００は、３つの平行処理レーンを有し、その結果、各シャトル６０２は、３つの保持器または受器６０６を具備する。しかしながら、他の実施形態では、処理ユニットが、異なる数の平行処理レーン、例えば、２つ、４つ、またはさらに１つのみの処理レーンを有し得ることを理解されたい。そのような場合には、シャトル６０２は、対応する数の平行な保持器または受器６０８を具備してもよく、移送ユニット４００は、移送ステーション４０８に対応する数のシャトル４０２を集めるために採用されてもよい。その結果、処理ユニットの開示されるコンベヤシステムは、異なるスループット要件および異なる処理ステーション構成に対処するために容易に採用されることができる。

処理ユニット６００’の代替実施形態が、図４に示され、その場合、コンベヤシステム６０１’のシャトル６０２’は、５つの平行な保持器または受器６０６’を具備し、その結果、処理ユニット６００’は、５つの処理レーンを具備する。また、処理ユニット６００’は、単一のインデックス内で動作し、すなわち、シャトル６０４は、処理ユニット６００’を通して１つずつ推進される。

さらに、処理ユニット６００’’の代替実施形態が、図５に示され、その場合、処理ユニット６００’’は、５レーンの三重インデックスシステムである。

明確化のために、別個の実施形態の文脈において上記に説明されている、本発明のある特徴がまた、単一実施形態において、組み合わせにおいて提供され得ることを理解されたい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈において説明されている、本発明の種々の特徴もまた、別個に、または任意の好適な副次的組み合わせにおいて提供され得る。

特に、１つの特定の実施形態との関連で説明される特徴が、他の実施形態との関連で説明される特徴と置換可能であり得ることを理解されたい。

前述の説明では、充填機械の種々の側面が、例証的実施形態を参照して説明されている。解説の目的のために、具体的な数値、システム、および構成が、本装置ならびにその作用の徹底的な理解を提供するために記載された。しかしながら、本説明は、限定的意味で解釈されることを意図していない。開示される主題が関連する当業者に明白である、本装置の例証的実施形態の種々の修正および変形例、ならびに他の実施形態が、以下の請求項によって定義されるような、本発明の範囲内に存在すると見なされる。

Claims (10)

1. 充填機械（１００）であって、少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）と、前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）を通して容器前駆体（１０２）を搬送するために構成される、コンベヤシステム（６０１）とを備える、処理ユニット（６００、６００’、６００’’）を備え、前記コンベヤシステム（６０１）は、前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）を通して軌道（６０４）に沿って前記容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器（６０２）と、各シャトルまたは運搬器（６０２）が前記軌道（６０４）に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備える、充填機械（１００）。
2. 前記シャトル推進システムは、前記軌道（６０４）に沿って各シャトルまたは運搬器（６０２）を個々に推進するために構成される、電動ロングステータリニアモータを備える、請求項１に記載の充填機械（１００）。
3. 各シャトルまたは運搬器（６０２）は、複数の容器前駆体を前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）を通して平行に運搬するために構成される、容器前駆体もしくは複数の保持器または受器（６０６）を運搬するための単一の保持器または受器（６０６）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の充填機械（１００）。
4. 前記少なくとも１つの処理ステーションは、
   －容器前駆体（１０２）を底部シールするために構成される、底部シールステーション（２０２）と、
   －前記容器前駆体を滅菌するために構成される、滅菌ステーション（４０２）と、
   －前記容器前駆体を傾注可能な食品で充填するために構成される、充填ステーション（４０４）と、
   －前記容器前駆体を上部シールするために構成される、上部シールステーション（４０６）と
   のうちの少なくとも１つを備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の充填機械（１００）。
5. 底部シールされた容器前駆体を形成するために構成される、容器前駆体形成ユニット（２００）と、前記形成ユニット（２００）から前記処理ユニット（６００、６００’、６００’’）に前記底部シールされた容器前駆体を移送するために構成される、移送ユニット（４００）とを備え、前記移送ユニット（４００）は、軌道（４０４）に沿って前記形成ユニット（２００）から前記処理ユニット（６００、６００’、６００’’）に前記容器前駆体を運搬するために構成される、複数のシャトルまたは運搬器（４０２）と、前記移送ユニット（４００）の各シャトルまたは運搬器（４０２）が前記軌道（４０４）に沿って個々に推進されることを可能にする、シャトル推進システムとを備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の充填機械（１００）。
6. 前記移送ユニット（４００）のシャトル推進システムは、前記移送ユニット（４００）の各シャトルまたは運搬器（４０２）を前記移送ユニット（４００）の軌道（４０４）に沿って個々に推進するために構成される、電動ロングステータリニアモータを備える、請求項５に記載の充填機械（１００）。
7. 充填機械（１００）を動作させる方法であって、前記充填機械（１００）は、容器前駆体を処理するための少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）を備える、処理ユニット（６００、６００’、６００’’）を備え、前記方法は、前記処理ユニット（６００、６００’、６００’’）を通して軌道（６０４）に沿って進行する複数の個々に推進可能なシャトルまたは運搬器（６０２）内の前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）を通して前記容器前駆体を搬送することによって特徴付けられる、方法。
8. 第１のインデックス内の前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）の第１のものを通して前記容器前駆体を搬送し、前記第１のインデックスと異なる第２のインデックス内の前記少なくとも１つの処理ステーション（６１２、６１４、６１６）の第２のものを通して前記容器前駆体を搬送することによって特徴付けられる、請求項７に記載の方法。
9. 隣接するシャトルまたは運搬器（６０２）間の距離が、前記シャトルまたは運搬器（６０２）が前記処理ユニット（６００、６００’、６００’’）を通して進行する際に一定ではないことによって特徴付けられる、請求項７および８のいずれか１項に記載の方法。
10. 隣接するシャトルまたは運搬器（６０２）間の前記距離が、前記シャトルまたは運搬器（６０２）が前記処理ユニット（６００、６００’、６００’’）の充填ステーション（６１４）を通して進行するときに拡張されることによって特徴付けられる、請求項９に記載の方法。

Images