JP6685931B2 - 流動食品の密封パックを供給するための供給ユニット - Google Patents

Description

本発明は、パックから折り曲げ加工されたパッケージを形成する折り曲げ加工ユニットへと、流動食品の密封されたピロー形状パックを供給するための供給ユニットに関する。

周知のように、フルーツジュース、低温殺菌またはＵＨＴ（超高温処理済）牛乳、ワイン、トマトソース等の多くの食品は、殺菌された包装材料から作られたパッケージに収容されて販売されている。

このタイプのパッケージの典型的な例は、積層シート包装材料を折り曲げ加工し、シールすることによって形成されるTetra Brik Aseptic（登録商標）として知られている液体または流動食品用の平行六面体形状のパッケージである。

包装材料は多層構造を有しており、これは、実質的に、繊維材料、例えば紙の、またはミネラル添加ポリプロピレン材料の層を備えていてもよい剛性および強度のためのベース層と、このベース層の両側を覆う熱シールプラスチック材料、例えばポリエチレンフィルムの複数の層とを備える。

ＵＨＴミルクのような長期保存製品用の無菌パッケージの場合、包装材料はまた、例えばガスおよび光バリア材料、例えばアルミニウムフォイルまたはエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）の層を含むが、これは、熱シールプラスチック材料の層に重ねられ、そして最終的に食品と接触するパッケージの内面を形成する熱シールプラスチック材料の別な層によって覆われる。

周知のように、この種のパッケージは全自動包装機械において製造されるが、ここでは連続的なチューブがウェブ供給包装材料から形成される。すなわち包装材料のウェブは、例えば、過酸化水素溶液などの化学殺菌薬剤を使用することによって包装機械において殺菌されるが、化学殺菌薬剤は、いったん殺菌が完了すると包装材料の表面から除去され、例えば加熱によって蒸発させられ、そして、このようにして殺菌された包装材料のウェブは、閉じた無菌環境内で維持され、垂直チューブを形成するように折り曲げられ、長手方向にシールされる。

包装機械は成形ユニットを備えており、チューブは、殺菌されるかまたは殺菌処理された食品で連続的に下方に満たされ、シールされ、続いてピローパックを形成するために等しく離間された断面に沿って切断されるが、これは、続いて、完成された、例えば実質的に平行六面体形状のパッケージを形成するために折り曲げ加工ユニットへと供給される。

さらに詳しくは、ピローパックは、実質的に、平行六面体形状の本体部分と、互いに対向すると共に本体部分の両側において横方向に突出しかつ本体部分上に折り込まれる各三角形の端部フラップを形成する上端部分および下端部分とを備える。

垂直チューブを形成するために包装材料をシールする際に形成される長手方向シーリングストリップはピローパックに沿って延在し、そして各ピローパックの上端部分および下端部分は、長手方向シールストリップに対して垂直でかつパックの上端および底から突出する各端部フラップを形成する各横断シーリングストリップを有する。

各ピローパックの上端部分および下端部分は各端部フラップの本体部分に向かって先細化する。

折り曲げ加工ユニットは公知であり、実質的に、供給ステーションから排出ステーションへの主として真っ直ぐな水平成形経路に沿って連続的にピローパックを供給するためのチェーンコンベアと、ピローパックの各上端部分および下端部分を平坦化し、そして上端部分および下端部分上に各端部フラップを折り曲げるために成形経路に沿って各ピローパックと共に周期的に協働する複数の折り曲げ加工デバイスとを備える。

折り曲げ加工ユニットは、ピローパックを加熱し、上端部分および下端部分においてピローパックの外側プラスチック層を形成するプラスチック材料を溶融させるために配置された加熱手段を備える。

実際、ピローパックは、たいてい、その長手方向軸線が垂直に配置された状態で形成されシールされる。新しく形成されたピローパックは続いてチューブから切断させ、垂直ポジションから実質的に水平なポジションとなるように湾曲プロファイルシュートに沿ってスライドさせられるが、このポジションにおいて、それらは、シュートの直ぐ下流に配置されると共にピローパックを折り曲げ加工ユニットへと押しやる供給ユニットによって受け取られる。

いったんピローパックがチューブから切断されると、それらは重力によってシュートへと下方に移動し、そしてシュートに沿って前進する。

供給ユニットは、そこでシュートから来るパックが受け取られる入口ゾーンと、そこでパックが折り曲げ加工ユニットへと供給される出口ゾーンとの間で延在する二つのガイドを備える。供給ユニットはさらに、コンベヤベルトと、コンベアベルトから突出すると共にガイドに沿ってパックを前進させるためにパックと相互作用するように配置されたキャリアとを備える。

コンベアベルトは、第１のホイールおよび第２のホイールの周囲に巻回され、第１のホイールおよび第２のホイールは実質的に水平な軸を有する。このようにして、コンベヤベルトは上側アクティブブランチおよび下側アクティブブランチを有し、上側アクティブブランチのキャリアは二つのガイド間に形成されるギャップを通過し、パックを押しやる。

公知の包装機械の欠点は、成形ユニットから来るパックが供給ユニットと同期させられないことがあるということである。

特に、パックは、横方向のシーリングを行うシーリングデバイスへの、あるいはチューブからパックを分離させるカッターへの張り付き、シーリングステップおよび切断ステップ中およびその後のパックのスイング、摩擦、シュートにおけるパックの跳ね返り、といったさまざまな要因によって「遅延」することがある。

したがって、キャリアが入口ゾーンに到達したとき、対応するパックがまだ到着しておらず、そうしたキャリアはパックを運ぶことができないということが起こり得る。この場合、次のキャリアは二つのパック、すなわちその「自己」パックおよび先行キャリアへと供給されなかった「遅延」パックと相互作用する。これは、供給ユニットまたは折り曲げ加工ユニットにおける詰まりを引き起こすことがある。

また、パックが入口ゾーンに到達したとき、対応するキャリアは、パックの端部の代わりに、パックの中間部分と相互作用することが起こり得る。このようにして、キャリアはパックを潰し、それを損傷させることがある。

上述の欠点は、コンベヤベルトの速度が高く、隣接キャリア間の距離が小さい高速包装機械の場合に特に問題となるが、これは成形ユニットから来るパックとコンベヤベルトとの間の同期の欠如を極めて深刻なものとする。

本発明の目的は、公知の包装機械、特に成形ユニットからパックを受け取り、折り曲げ加工ユニットへとパックを移送する供給ユニットを改良することである。

本発明の別の目的は、供給ユニットのキャリアと成形ユニットから来るパックの同期を改良することである。

本発明の別の目的は、パックが対応するキャリアに到達までに生じる遅延が低減または排除される供給ユニットを提供することである。

本発明の別の目的は、高速包装機械で使用される場合でさえ、効率的でかつ信頼性が高い供給ユニットを提供することである。

本発明によれば、請求項１に記載されるような、密封されたパックから包装材料のチューブ内に注入可能な食品のパッケージを製造するための折り曲げ加工ユニットが提供される。

本発明の好ましい非限定的な実施形態について、添付の図面を参照して、例として説明する。

本発明に係る供給ユニットの斜視図である。 図１の供給ユニットの側面図である。 図１の供給ユニットによって移送されるパックの斜視図である。

図１および図２を参照すると、成形ユニット２、折り曲げ加工ユニット（図示せず）および成形ユニット２と折り曲げ加工ユニットとの間に介在させられた供給ユニット３を備えた包装機械１が示されている。

成形ユニット２は、ピロー形状パック４を得るために、包装材料を折り曲げ、充填し、シールする。特に、成形ユニット２は、包装材料のチューブ（図示せず）からパック４を連続的に製造する。

チューブは、公知の様式で、熱シールシート材料のウェブを長手方向に折り曲げ加工し、シールすることによって形成されるが、当該ウェブは、繊維材料、例えば紙の、またはミネラル添加ポリプロピレン材料の層を備えていてもよい剛性および強度のためのベース層と、このベース層の両側を覆う熱シールプラスチック材料、例えばポリエチレンフィルムの複数の層とを備えていてもよい。ＵＨＴミルクのような長期保存製品用の無菌容器の場合、包装材料はまた、ガスおよび光バリア材料の層、例えばアルミニウムフォイルまたはエチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フォイルを備え得るが、これは熱シールプラスチック材料の層の上に重ねられ、そして最終的に食品と接触するパッケージの内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層によって覆われる。

包装材料のチューブは、その後、食品で満たされ、シールされ、そしてパック４を形成するために等しく離間された断面に沿って切断される。

図３を参照するとパック４の実施形態が示されているが、これは、筒状体へと折り曲げられたウェブから包装材料のチューブを製造するために形成された長手方向シーリングバンド３０を有し、それはパック４の一方側に沿って延びるが、これは、長手方向シーリングバンド３０に対して垂直でそれに対して結合される第１の横断シーリングバンド３１および第２の横断シーリングバンド３２によって両端部において閉じられる。

各パック４は軸線Ｂを有しており、かつ、本体３３と、それぞれの第１の横断シーリングバンド３１および第２の横断シーリングバンド３２に向かって本体３３から先細になる第１の端部３４および第２の端部３５とを具備する。

パック４の本体３３は、互いに交互に並ぶ、二つの第１の側壁３６ａおよび二つの第２の側壁３６ｂによって横方向に範囲が画定される。

第１の端部３４および第２の端部３５は、それぞれ実質的に二等辺台形の形状である二つの壁３７によってそれぞれ画定されるが、これは、軸線Ｂに対して垂直な平面に対して互いに向かって僅かに傾斜しており、かつ、それぞれの壁３６ａの対向する縁部によって形成される小さなエッジと、それぞれの第１の横断シーリングバンド３１および第２の横断シーリングバンド３２によって互いに結合される大きなエッジとを有する。

長手方向シーリングバンド３０は、第１の横断シーリングバンド３１と第２の横断シーリングバンド３２との間で、かつ、一方の壁３６ａおよび壁３６ａと同じ側における対応する壁３７の全体に沿って延在する。

第１の端部３４は、第１の横断シーリングバンド３１によって形成されると共にパック４から軸線Ｂの方向に突出する実質的に長尺な矩形状の第１の端部フィン３８と、本体３３の両側において側方に突出すると共に壁３７の端部によってかつ側壁３６ｂの対応する三角形端部によって形成される二つの実質的に三角形の第１のフラップ３９とを備える。

同様に、第２の端部３５は、第２の横断シーリングバンド３２によって形成されると共にパック４から軸線Ｂの方向に突出する実質的に長尺な矩形状の第２の端部フィン４０と、本体３３の両側において側方に突出すると共に壁３７の端部によってかつ側壁３６ｂの対応する三角形端部によって形成される二つの実質的に三角形の第２のフラップ４１とを備える。

より正確には、第１の端部フィン３８および第２の端部フィン４０のそれぞれは、軸線Ｂと直交する方向に沿って延びる。

パック４からパッケージを形成するために、折り曲げ加工ユニットは、第１の端部３４および第２の端部３５を互いに向って平坦になるように押圧し、同時に、第１の端部フィン３８を平坦化された第１の端部３４上に、そして第２の端部フィン４０を平坦化された第２の端部３５上に折り曲げる。

折り曲げ加工ユニットは、第２の端部３５の反対側において、第１の端部３４に向かって、それぞれの壁３６ｂの上端部上に第２のフラップ４１を折り曲げ、そして先に折り曲げられた第１の端部フィン３８上に第１のフラップ３９を折り曲げる。

供給ユニット３は、成形ユニット２からパック４を受け取り、折り曲げ加工ユニットへとパック４を移送する。

供給ユニット３は、前進経路Ｐに沿って周期的に動作可能な運搬機構７を有する供給コンベア６を備える。運搬機構７は折り曲げ加工ユニットに向けてパック４を運搬するように構成される。

運搬機構７は、柔軟な輸送要素８および柔軟な輸送要素８から突出する少なくとも一つの運搬要素９を備える。特に、図１および図２に示すように、運搬機構７は複数の運搬要素９を備える。

図示する実施形態では、柔軟な輸送要素８は歯付きベルト１０を含む。

供給コンベア６はさらに、パック４を受け取ると共にその上で前進経路Ｐに沿ってパック４がスライドするガイド機構１１を備える。

供給コンベア６は、そこでパック４が前進経路Ｐに到達する入口領域１２と、そこでパック４が前進経路Ｐを離れて折り曲げ加工ユニットに移送される出口領域（図示せず）とを備える。

柔軟な輸送要素８は、ガイド機構１１に面する下側アクティブブランチ１３と上側リターンブランチ１４とを備え、上側リターンブランチ１４およびガイド機構１１は下側アクティブブランチ１３の両側に配置される。

柔軟な輸送要素８はループとして形成され、かつ、その少なくとも一つが電動化された回転体１５およびさらなる回転体（図示せず）上に部分的に巻回される。回転体１５およびさらに回転体は回転方向Ｒに回転し、経路Ｐに沿って下側アクティブブランチを駆動する。回転体１５は、実質的に水平な軸線Ａを中心に回転する。同様に、さらなる回転体は、実質的に水平なさらに軸線（図示せず）を中心に回転する。

図示の実施形態では、回転体１５は、歯付きベルト１０と噛み合う歯付きホイール１６である。同様に、さらなる回転体は歯付きベルト１０と噛み合う歯付きホイールである。

供給ユニット３はさらに、前進経路Ｐに向けてパック４を押しやるように配置されたプッシュ機構１７を備える。

プッシュ機構１７は、少なくとも一つのプッシュ要素１８、特に複数のプッシュ要素１８を備える。図１および図２に示す実施形態では、プッシュ機構１７は、回転体１５の正反対ゾーンに配置された二つのプッシュ要素１８を備える。

プッシュ要素１８は回転体１５によって支持され、かつ、回転体１５と一体的に回転する。

特に、プッシュ要素は、回転体１５の第１の側２１に対して堅固に連結された第１のフランジ２０に固定されたプッシュ要素１８の第１のグループ１９（図示する実施形態では二つ）と、回転体１５の第２の側２４に堅固に連結された第２のフランジ２３に対して固定されたプッシュ要素１８の第２のグループ２２（図示する実施形態では二つ）とを備える。

第１のグループ１９のプッシュ要素１８の数は第２のグループ２２のプッシュ要素１８の数と同じである。

第１のグループ１９の各プッシュ要素１８は、第２のグループ２２の対応するプッシュ要素１８と整列させられる。このようにして、供給ユニット３の動作中、パック４は、同時に、第１のグループ１９のプッシュ要素１８および第２のグループ２２の対応するプッシュ要素１８と相互作用する。

運搬要素９は、第１の距離ｄ１で、柔軟な輸送要素８上で等しく離間されている。

プッシュ要素１８は、第２の距離ｄ２で、回転体１５上で等しく離間されている。

第１の距離ｄ１は第２の距離ｄ２に等しい。

言い換えれば、柔軟な輸送要素８上の運搬要素９のピッチは、回転体１５上のプッシュ要素１８のピッチと同じである。

このようにして、回転体１５の周囲に巻回された柔軟な輸送要素８の部分２５から突出する運搬要素９のそれぞれは、対応するプッシュ要素１８と整列させられる。

供給ユニット３はさらに、前進経路Ｐに向ってパック４を方向付けるためのシュート２６を備える。当該シュートは、軸線Ｂが実質的に垂直方向に配置された状態でパック４を受け取り、そして軸線Ｂが実質的に水平方向に配置された状態でパック４を解放する。

シュート２６は回転体１５の一方側に配置され、パック４のためのチャネル２７、すなわち通路を回転体１５と共に形成する。

プッシュ要素１８は、チャネル２７内に延在すると共にパック４と相互作用するように回転体１５から突出する。

動作中、パック４は、包装材料を折り曲げ加工し、チューブを形成し、食品でチューブを満たし、チューブをシールすることによって製造される。

切断ツールはチューブを切断し、チューブからパック４を分離させる。

チューブから分離されると、パック４はシュート２６に到達する。

回転体１５は軸線Ａを中心に回転し、かつ、二つのプッシュ要素１８（すなわち第１のフランジ２０に固定されたプッシュ要素１８および第２のフランジ２３に固定された対応するプッシュ要素１８）は、前進経路Ｐに向って、シュート２６に沿って、パック４を押しやるためにパック４と相互作用する。

特に、二つのプッシュ要素１８はパック４の第１の端部３４と協働し、入口領域１２に向かってパック４を押しやる。

その後、運搬要素９はパック４の第１の端部３４と相互作用し、入口領域１２から出口領域へと前進経路Ｐに沿ってパック４を移動させる。運搬要素９によってパック４はガイド機構１１上でスライドさせられる。

出口領域においてパック４は折り曲げ加工ユニットに供給される。

本発明によって、パックの良好な同期を可能にする供給ユニットを得ることができる。

プッシュ要素１８は、実際、パックがシュート２６に到達するや否やパック４と相互作用する。プッシュ要素１８は、パックを各運搬要素９と同期させるように、パック４にプッシュ作用（すなわちインパルス）を提供する。プッシュ要素１８は、パックが運搬要素９によって、正しい時間に、正確に係合される正しい位置にあることを保証する。

言い換えれば、プッシュ作用（すなわちインパルス）はパックの起こり得る「遅延」を補償する。

既知の供給ユニットにおいてはシュートに沿ったパックの移動は制御されない。というのは、パックは、その重量によってのみ、すなわち重力によってシュートに沿って（かつシュートの上流側で）移動するからである。

対照的に、本願発明に係る供給ユニットにおいて、パック４の移動はシュート２６全体を通してプッシュ要素１８によって制御される。

明らかに、ただし特許請求の範囲において規定される範囲から逸脱することなく、本明細書において説明し図示した供給ユニット３に対して変更を施すことが可能である。

特に、図１および図２に示す実施形態では、プッシュ要素１８は、運搬要素９を担持する柔軟な輸送要素８と協働する同じ回転体１５に固定される。

図示しない別の実施形態では、プッシュ機構は、回転体とは別個でかつ異なると共にプッシュ要素を駆動する駆動体を備える。

両方の場合において、プッシュ機構１７は運搬機構７とは別個である。特に、プッシュ要素１８は運搬要素９とは異なっている。

１ 包装機械
２ 成形ユニット
３ 供給ユニット
４ ピロー形状パック
６ 供給コンベア
７ 運搬機構
８ 輸送要素
９ 運搬要素
１０ ベルト
１１ ガイド機構
１２ 入口領域
１３ 下側アクティブブランチ
１４ 上側リターンブランチ
１５ 回転体
１７ プッシュ機構
１８ プッシュ要素
１９ 第１のグループ
２０ 第１のフランジ
２１ 第１の側
２２ 第２のグループ
２３ 第２のフランジ
２４ 第２の側
２５ 部分
２６ シュート
２７ チャネル
３０ 長手方向シーリングバンド
３１ 第１の横断シーリングバンド
３２ 第２の横断シーリングバンド
３３ 本体
３４ 第１の端部
３５ 第２の端部
３６ａ 第１の側壁
３６ｂ 第２の側壁
３７ 壁
３８ 第１の端部フィン
３９ 第１のフラップ
４０ 第２の端部フィン
４１ 第２のフラップ

Claims (10)

1. 流動食品のシールされたパック（４）を、前記パック（４）から折り曲げ加工されたパッケージを形成するように構成された折り曲げ加工ユニットに供給するための供給ユニットであって、前記供給ユニットは、前記折り曲げ加工ユニットに向って、前記パック（４）を運搬するために前進経路（Ｐ）に沿って周期的に動作可能な運搬機構（７）を有する供給コンベア（６）を備え、前記供給ユニットはさらに、
   前記前進経路（Ｐ）に向って、前記パック（４）を押しやるよう構成されたプッシュ機構（１７）と、
   前記前進経路（Ｐ）に向って前記パックを方向付けるためのシュート（２６）と、を備え、
   前記プッシュ機構（１７）は、駆動体と、前記駆動体によって駆動される少なくとも一つのプッシュ要素（１８）とを備え、前記プッシュ機構（１７）は、前記パック（４）が前記シュート（２６）内に存在する間に前記パック（４）と相互作用し、前記前進経路（Ｐ）に向って前記パック（４）を押しやるように構成され、
   前記シュート（２６）は前記駆動体の一方側に配置され、前記シュート（２６）および前記駆動体は前記パック（４）用のチャネル（２７）を形成すると共に前記少なくとも一つのプッシュ要素（１８）は前記パック（４）と相互作用するために前記チャネル（２７）内に延在することを特徴とする供給ユニット。
2. 前記プッシュ機構（１７）は前記運搬機構（７）とは異なる、請求項１に記載の供給ユニット。
3. 前記プッシュ機構（１７）は複数のプッシュ要素（１８）を備え、かつ、前記駆動体は回転体（１５）を備え、前記プッシュ要素（１８）は前記回転体（１５）から突出しかつ前記回転体（１５）によって回転させられる、請求項１に記載の供給ユニット。
4. 前記供給コンベアは柔軟な輸送要素（８）を備え、かつ、前記運搬機構は、前記柔軟な輸送要素（８）によって前記前進経路に沿って移動させられる少なくとも運搬要素（９）を備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の供給ユニット。
5. 前記運搬機構（７）は、前記柔軟な輸送要素（８）から突出する複数の運搬要素（９）を備える、請求項４に記載の供給ユニット。
6. 前記柔軟な輸送要素（８）は前記駆動体によって作動させられる、請求項４が請求項１または２を引用する場合の請求項４に記載の供給ユニット。
7. 前記柔軟な輸送要素（８）は前記回転体（１５）によって作動させられる、請求項４が請求項３を引用する場合の請求項４に記載の供給ユニット。
8. 前記運搬要素（９）は第１の距離（ｄ１）で前記柔軟な輸送要素（８）上で等しく離間され、かつ、前記プッシュ要素（１８）は第２の距離（ｄ２）で前記回転体（１５）上で等しく離間され、前記第１の距離（ｄ１）は前記第２の距離（ｄ２）と等しい、請求項７に記載の供給ユニット。
9. 前記柔軟な輸送要素（８）はループの形状を有すると共に前記回転体（１５）上に部分的に巻回され、前記回転体（１５）上に巻回される前記柔軟な輸送要素（８）の部分（２５）から突出する前記運搬要素（９）は、前記回転体（１５）から突出する対応するプッシュ要素（１８）と整列させられる、請求項８に記載の供給ユニット。
10. 前記供給コンベア（６）は、前記パック（４）を受け取り、前記前進経路（Ｐ）に沿って前記パック（４）を案内するためのガイド機構（１１）を備え、前記運搬機構（７）は、前記前進経路（Ｐ）に沿って前記ガイド機構（１１）上に配置される、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の供給ユニット。
    

Images