KR101328311B1 - 유동성 식품의 패키지를 제조하는 밀봉 장치 및 방법 - Google Patents

유동성 식품의 패키지를 제조하는 밀봉 장치 및 방법 Download PDF

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테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
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Abstract

경로(A)를 따라 공급되며 유동성 식품으로 충전되는 포장재 튜브(3)로부터 밀봉된 패키지(2)를 제조하는 밀봉 장치로서, 상기 밀봉 장치는: 프레임(6); 튜브(3)를 그립하기 위한 경로(A)의 일부를 따라 프레임(β)에 관하여 주기적으로 이동 가능한 한 쌍의 조(12,13); 튜브(3)를 밀봉하기 위해 제1 조(12)에 의해 운반되는 초음파 밀봉 수단(29); 및 프레임(6)에 고정되며 전기 에너지원에 연결 가능한 일차 권선(56), 및 제1 조(12)에 의해 운반되는 제2 권선(63)을 포함하고, 밀봉 수단(29)을 제공하며, 제1 조(12)가 일차 권선(56)을 통해 이동함에 따라 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신하는 전력 수단(50)을 하는데; 상기 장치(1)는 제1 전압 값으로 전기 에너지원에 의해 인가되는 변압기 수단(70)을 가지며, 제1 전압값보다 낮은 제2 전압값을 갖는 일차 권선(56)을 제공한한다.
밀봉 장치, 포장재 튜브, 권선, 조, 변압기, 소노트로드

Description

유동성 식품의 패키지를 제조하는 밀봉 장치 및 방법{SEALING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING PACKAGES OF POURABLE FOOD PRODUCTS}
본 발명은 유동성 식품의 밀봉 포장을 제조하는 밀봉 장치 및 방법에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 주스, 저온 살균되거나 초고온 처리(UHT)된 우유, 와인, 토마토 소스, 등과 같은 여러 유동성 식품은 살균된 포장재로 만들어진 패키지로 판매된다.
이러한 유형의 패키지의 전형적인 예는 Tetra Brik Aseptic(상표 등록)이라 공지되어 있는 액체 또는 유동성 식품용 평행 육면체형 패키지이며, 이는 적층된 스트립 포장재를 접어서 밀봉함으로써 만들어진다.
포장재는 예컨대, 종이 또는 미네랄-충전 폴리프로필렌 물질과 같은 섬유 물질 층에 의해 한정될 수 있는, 강성(stiffness) 및 세기(strength)를 위한 베이스 층; 및 베이스 층의 양 측을 커버하는, 폴리에틸렌 필름과 같은 여러 열-밀봉 플라스틱 물질 층을 실질적으로 포함하는 다층 구조를 갖는다.
UHT 우유와 같은 장기-저장 식품용 무균 패키지의 경우에, 포장재는 또한 예컨대, 알루미늄 포일 또는 에틸 비닐 알콜(EVOH) 필름과 같은 가스 장벽 물질 및 광 장벽 물질 층을 포함하며, 이는 열-밀봉 플라스틱 물질 층 위에 포개지며, 그 후에 결과적으로 식품에 닿는 포장재의 내부 표면을 형성하는 열-밀봉 플라스틱 물질의 다른 층으로 커버된다.
공지된 바와 같이, 이러한 종류의 패키지는 완전히 자동화된 패키징 머신에서 제조되며, 연속적인 튜브가 웹-공급 포장재(web-fed packaging material)로부터 형성된다. 특히, 포장재의 웹은 릴(reel)이 풀려져 패키징 머신 상에서 무균 챔버로 공급되며, 여기서 예컨대, 과산화수소와 같은 살균제를 적용함으로써 살균되며, 그 후에 상기 살균제는 가열 및/또는 포장재가 적절한 파장 및 강도(intensity)의 방사를 겪음으로써 증발되며; 살균된 웹은 닫혀진 살균 환경에서 유지되고, 실린더로 공급되며 종형으로 밀봉되어 공지된 방법으로 연속적인 튜브를 형성한다. 사실상 무균 챔버의 확장을 형성하는 포장재의 튜브는 수직 방향으로 공급되고, 살균되거나 살균 처리된 식품으로 충진되며, 밀봉 장치를 통해 공급되어 개별적인 패키지를 형성한다. 특히, 밀봉 장치에서, 튜브는 다수의 동일하게 이격된 횡단면으로 밀봉되어 횡 밀봉 스트랩에 의해 다른 필로우 팩에 연결된 필로우 팩을 형성하는데, 즉, 튜브의 이동 방향에 수직으로 신장한다. 필로우 팩은 관계있는 수평 밀봉 스트림을 절단함으로써 서로 분리되어, 개별적인 최종 평행 육면체-형 패키지를 형성하도록 물리적으로 접히는 폴딩 스테이션으로 운반된다.
패키징 머신은 예컨대, 유럽 특허 EP-B-0887265호에서 기술된 바와 같이 공지되는데, 상기 패키징 머신은 개별적인 무한 경로를 한정하며, 각각의 수의 밀봉 조(sealing jaws)와 일치되는 두 개의 체인 컨베이어(chain conveyors)를 포함한 다. 두 개의 경로는 실질적으로 서로 마주보며 평행인 개별적인 브랜치를 가지며, 포장재의 튜브가 공급되어 하나의 컨베이어 상의 조는 개별적인 경로의 상기 브랜치를 따라 다른 컨베이어 상의 대응하는 조와 공동 동작하여, 다수의 연속적인 횡단면에서 튜브를 그립(grip)하여 팩을 밀봉하고 절단한다.
단지 두 쌍의 조를 포함하는 패키징 머신이 또한 공지되는데, 이는 다수의 동일하게 이격된 횡단면을 따라 튜브를 그립하여 밀봉, 예컨대, 열 밀봉하도록 포장재의 튜브 상에서 선택적으로 작동한다.
밀봉 동작이 완료됨에 따라, 예컨대, 각각의 쌍에서 조들 중 하나에 의해 운반되는 절단기가 활성화되고, 포장재의 튜브와 상호 작용하여, 방금 밀봉된 횡단면의 중심선을 따라 튜브를 절단하여, 포장재 튜브의 최하부 단부로부터 필로우 팩을 탈착시킨다. 최하면 부동 중심 위치에 도달시, 관련 조가 수평으로 밀봉된 최하부 단부는 튜브의 최상부를 간섭하는 것을 피하도록 열릴 수 있다. 동시에, 정확히 동일한 방법으로 동작되는 다른 쌍의 조는 최상부 부동 중심 위치로부터 아래로 이동하여, 상기 그립/형성, 밀봉 및 절단 공정을 반복한다.
두 가지 유형의 패키징 머신 상에서, 각각의 쌍의 조 사이에서 그립된 튜브 부분은 전형적으로 조들 중 하나에 의해 운반된 가열 수단에 의해 밀봉되고, 조들 사이에서 단단히 그립된 열-밀봉 플라스틱 물질층을 국부적으로 용해시킨다.
포장재를 국부적으로 용해시키기 위한 시간을 감소시키고, 패키징 출력을 증가시키기 위해서, 초음파 밀봉 장치를 포함하는 가열 수단이 광범위하게 사용된다.
상술된 바와같이, 예컨대, EP-B-615907호에서, 이러한 장치는 기계적인-진동 발생기 또는 소노트로드(sonotrode), 및 모루(anvil)를 포함하는데, 이는 각각의 쌍에서 개별적인 조에 일치되며, 초음파 진동에 의해 포장재를 가열하도록 서로 공동 동작한다.
특히, 소노트로드는 압전기 물질의 하나 이상의 디스크에 의해 진동되는 밀봉 툴이다. 디스크는 대안적인 전압이 인가되고, 효율적인 전압 또는 전기적인 전류 공급값에 관련된 에너지, 기계적인 진동을 발생시킨다.
특히, 정확하고 완벽한 밀봉을 위해서, 소노트로드는 예컨대, 약 천볼트의 특히 높은 전압이 인가되어야만 한다.
관련 조가 이동 가능하면, 소노트로드는 포장재의 튜브 경로를 따라 소정의 위치에서 고정된 전기 에너지원에 의해 전기적으로 전압이 인가되어야만 한다.
다시 말해서, 전기 에너지는 사용자 장치에 의해 이동되는 경로의 일부를 따라 고정 소스로부터 이동 사용자 장치로 전달되어야만 한다.
이는 브러쉬에 의해 이동되는 경로의 소정의 위치를 따라, 패키징 머신의 프레임에 고정된 개별적인 구리 전력 공급 바(copper power supply)를 따라 슬라이드하는, 바람직하게는 탄소로 만들어진 브러쉬(brushes)를 갖는 소노트로드를 지원하는 조를 구비함으로써 공지된 방법으로 행해질 수 있다.
브러쉬 및 전력 공급 바 사이의 안정적이지 못한 접촉 및 브러쉬의 빠른 마모는 이 방법의 주요 단점이며, 패키징 머신의 출력 레이트가 증가함에 따라 악화되는 경향이 있다.
이러한 단점을 제거하기 위해서, 예컨대, EP-04105565호에 기술된 바와 같 이, 전자기 유도에 의해 고정 소스로부터 이동 사용자 장치로 전기 에너지를 전달하는 것에 기초한 방법을 사용하는 것이 제안되어 왔다.
전기 에너지는 패키징 머신 프레임에 고정된, 전송 유닛으로부터 관련 쌍에서 조들 중 하나에 일치된 수신 유닛으로 전달된다.
전송 유닛은 전기 에너지원에 연결된 일차 권선과 일치된 고정 자기 코어를 갖는 반면, 수신 유닛은 관련 조의 바디에 필수적이며 관련 소노트로드에 연결된 이차 권선과 일치된 이동 가능한 자기 코어를 갖는다.
특히, 전기 에너지원은 전압 발생기이며, 이는 수신 유닛이 전송 유닛을 지나 이동함에 따라 소노트로드를 공급하는 이차 권선에 전기 전류를 일으키는 관련 자기장 및 전기 전류를 상기 전압 발생기 안에 발생시키도록 일차 권선을 공급한다.
수신 유닛 및 전송 유닛은 접촉하지 않으며, 상기 방법은 마모 문제를 해결한다.
한편, 공지된 유도 전기 에너지 전달 시스템은 정확하고 완벽한 밀봉을 위해서, 소노트로드가 특히 고압으로 인가되어야만 할 것이며, 이는 일차 권선으로부터 이차 권선으로 유도에 의해 전달되어야만 한다는 점이 만족스럽지 않다.
동작 조건에서, 일차 권선 및 이차 권선 사이의 환경은 진폭이 감소되고, 전도 물질(conducting substances)로 오염되며, 이러한 전달은 일차 권선 및 이차 권선 상에 전기 방전의 큰 위험을 수반하므로, 가능한 패키징 머신의 동작에 피해를 주거나 손상시킨다.
본 출원은 표면이 광범위하게 노출된, 일차 권선의 경우에 특히 비동질 전기 전류 분표의 영향("스킨 이펙트(skin effect)"라 칭해짐)을 감소시킨다는 것이 보여지며, 이로인해 절연시키기 어렵다.
유도 전달 시스템(induction transfer system)은 또한 일차 권선에 전압의 형태로 주로 인가되며 전기 전류의 형태로는 더 적은 정도로 인가되는 반면 전기 전류가 이차 권선에 유도되는 전압원에 의해 인가되는 전기 에너지를 고려하면 만족스럽지 않고, 그러므로 소노트로드를 공급하는 전압은 일차 권선에서 전기 전류에 비례한다.
본 발명의 목적은 유동성 식품의 밀봉 패키지를 제조하는 밀봉 장치를 제공하는 것이며, 이는 패키지의 완벽하고 정확한 밀봉을 보장하도록 디자인되는 반면, 동시에 간단하며, 저가의 솔루션을 공지된 밀봉 장치에 전형적으로 관련된 상기 단점에 제공하도록 디자인된다.
본 발명에 따르면, 유동성 식품의 밀봉 패키지를 제조하는 밀봉 장치가 제공되는데, 상기 밀봉 장치는:
- 지지 프레임;
- 상기 프레임에 대해 주기적으로, 동일하게 이격된 횡단면에서 포장재 튜브를 단단히 그립하기 위해서 경로의 일부를 따라 이동 가능한 적어도 한 쌍의 대향 조(opposite jaw);
- 상기 횡단면에서 상기 포장재 튜브를 밀봉하도록 제1 조에 의해 운반되는 초음파 밀봉 수단; 및
- 상기 밀봉 수단에 전기 에너지를 공급하는 전자기 전력 수단으로서, 상기 전력 수단은 상기 경로의 옆 상기 프레임에 고정되며 전기 에너지원에 연결 가능한 적어도 하나의 일차 권선; 및 상기 제1 조에 의해서, 상기 밀봉 수단을 공급함으로써 그리고 상기 제1 조가 일차 권선을 통해 이동함에 따라 상기 일차 권선으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신함으로써 운반되는 이차 권선을 포함하는 전자기 전력 수단을 포함하며,
제1 전압값을 갖는 상기 전기 에너지원에 의해 제공되는 변압기 수단을 포함하며, 상기 제1 전압값보다 낮은 제2 전압값을 갖는 상기 일차 권선을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 경로를 따라 공급되며 유동성 식품으로 계속 충전되는 시트 포장재 튜브로부터 밀봉 패키지를 제조하는 밀봉 방법에 관한 것이며, 상기 방법은:
- 지지 프레임에 대해 주기적으로, 동일하게 이격된 횡단면에 포장재 튜브를 단단히 그립하기 위해서 경로의 일부를 따라 한 쌍의 대향 조를 이동시키는 단계;
- 초음파 밀봉 수단에 의해서 상기 횡단면에서 상기 포장재 튜브를 밀봉하는 단계;
- 전력 수단에 의해서 상기 밀봉 수단에 전기 에너지를 공급하는 단계로서, 상기 전력 수단이 상기 경로 옆 프레임에 고정되며 전기 에너지원에 연결 가능한 적어도 하나의 일차 권선; 및 상기 제1 조에 의해서, 상기 밀봉 수단을 공급함으로써 그리고 상기 제1 조가 일차 권선을 통해 이동함에 따라 상기 일차 권선으로부터 전자기 유도에 의해 수신함으로써 운반되는 이차 권선을 포함하는, 공급 단계를 포함하는데,
상기 전자 에너지원에 의해, 제1 전압값을 갖는 변압기 수단을 제공하는 단계를 포함하며, 변압기 수단에 의해, 상기 제1 전압값보다 낮은 제2 전압값을 갖는, 상기 일차 권선을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직하며 비-제한적인 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 연구에 따른, 명확하게 하기 위해 일부가 제거된 밀봉 장치의 사시도;
도2는 도1 밀봉 장치의 개략적인 측면도;
도3은 도1 밀봉 장치의 일부의 확대 사시도;
도4는 도3에서 세부사항의 확대 사시도;
도5는 도4에서 라인V-V를 따라서 잘려진 확대 단면도; 및
도6은 도1-3 밀봉 장치 세부 사항의 회로도.
도 1 및 도2에서 번호 1은 포장재 튜브(3)로부터, 예컨대, 저온 살균되거나 UHT 우유, 과일 주스, 와인 등과 같은 유동성 식품의 밀봉 패키지(2)를 연속적으로 제조하는 밀봉 장치를 전체적으로 나타낸다.
튜브(3)는 공지된 방법으로 열-밀봉 시트 물질 웹을 종으로 접어 밀봉함으로써 장치로부터 위에서 형성되며, 포장을 위해 살균되거나 살균-처리된 식품으로 충전된다.
장치(1)는 두 개의 측면(7a,7b), 및 측면(7a,7b)과 함께 공동(9)을 한정하기 위해서 측면(7a,7b) 사이에 강하게 고정된 두 개의 평행 수평 벽(8a,8b)에 의해서 한정된 프레임(6)(도1 및 도3); 및 프레임(6)에 일치되며, 공동(90을 통해 수직 경로(A)를 따라 공급된 포장재 튜브(3)와 상호 작용 하도록 서로 공동 동작하는 개별적인 조(12,13)(도1에서 한 쌍만 도시됨)를 갖는 두 개의 체인 컨베이어(10,11)를 포함한다.
도2를 참조하면, 컨베이어(10,11)는 조(12,13)가 공급되며, 프레임(6)의 벽(8a,8b)을 중심으로 각각 신장하는 개별적인 무한 경로(P,Q)를 한정한다.
컨베이어(10)는 경로(P)를 따라 신장하는 관절로 연결된 체인(articulated chain)(15); 및 경로(P)의 최하부에서 체인(15)의 양 측과 톱니바퀴를 맞물리는(meshing) 두 개의 구동 휠(16)을 포함한다. 조(12)는 통합부이며, 체인(15)의 대안적인 링크를 한정하며, 로드(17) 쌍에 의해 관절로 연결되는 방법으로 서로 연결된다.
특히(도3), 각각의 조(12)는 메인 바디(20)를 포함하는데, 상기 바디는 경로(A) 및 측(7a,7b)에 수직인 방향(B)(도4 및 도5에 도시됨)으로 신장하며, 이격된 축(C,D)을 가지며 방향(B)에 평행한 제1 및 제2 핀(23,24)을 돌출시키는 것 각각으로부터 개별적인 단부 인라지먼트(enlargements)(21,22)를 갖는다.
동일한 방법으로, 컨베이어(11)(도1 및 도2)는 경로(Q)를 따라 신장하는 관절로 연결된 체인(25); 및 경로(Q)의 최단부에서 체인(25)과 톱니바퀴를 맞물리는 두 개의 구동 휠(26)을 포함한다. 체인(25)은 관절로 연결되는 방법으로 서로 연결된 다수의 조(13)에 의해 한정되며, 이들은 조(12)와 다른 경우 및 본 발명의 명확한 이해를 위해 필요로 되는 경우에만 상세히 설명된다. 설명된 조(12)의 부품과 동일하거나 대응하는 조(13)의 부품은 동일한 참조번호를 사용하여 나타난다. 요약하면, 각각의 조(13)는 단부 핀(23,24) 쌍을 갖는 주요 바디(20)를 포함하며, 피벗 로드(17)가 조(13)의 인접한 쌍을 연결시킨다.
조(12,13)는 기계적인-진동 발생기 또는 소노트로드(29), 및 모루(32)(둘다 도2에 개략적으로 도시됨)와 각각 일치되는데, 이는 폐쇄 구조 및 개방 구조 사이에서 경로(A)에 교차하여 이동 가능한데, 상기 개방 구조는 패키지(2)를 밀봉하도록 관련 횡단면에서 튜브(2)를 단단히 그립하여 밀봉한다.
소노트로드(29)는 압전기 물질의 하나 이상의 디스크에 의해 진동되는 밀봉 툴이다. 상술된 바와 같이, 디스크는 대안적인 전압이 인가되고, 효율적인 전압 또는 전기적인 전류 공급값에 관련된 에너지, 기계적인 진동을 발생시킨다.
조(12,13)(도1 및 도3)는 패키지를 밀봉시 패키지(2)의 부피를 제어하는 개별적인 장치(33)를 또한 포함한다. 예컨대, EP-B-0887265호에 공지되어 상세히 설명되지 않은 각각의 장치(33)는 실질적으로 하프-쉘(half-shell)(34)에 5필수적인 두 개의 지지 브라켓에 의해 축(C,D)에 평행한 축을 중심으로 주요 바디(20)에 힌지된 하프-쉘(34)을 포함한다.
도1에 공지된 바와 같이, 각각의 하프-쉘(34)은 상보적인 하프-쉘(34)의 앞에서 공동 동작하여 형성된 패키지(2)를 하우징하는 실질적으로 평행 육면체-형 공동을 형성한다. 각각의 장치(33)는 또한 관련 하프-쉘(34)의 후면에 완전히 일치된 지지 브라켓에 무의미하게 고정된 캠 팔로워 롤러(36)를 포함한다.
조(12,13)의 캠 팔로워 롤러(36)는 프레임(6)의 벽(8a,8b)에 고정된 각각의 캠(38)과 공동 동작하며, 단지 컨베이어(11)에 관련된 것만이 도1에 도시된다.
조(12,13)의 움직임은 개별적인 쌍의 고정된 캠(40,41)에 의해 제어되는데, 상기 캠은 프레임(6)의 벽(8a,8b)에 고정되며 조(12,13)의 단부 인라지먼트(21,22)에 고정된 개별적인 쌍의 캠 팔로워 롤러(42,43)(도3)와 공동 동작한다. 각각의 쌍으로 롤러(42,43)는 핀(24,23)과 각각 동축이며, 개별적인 캠(40,41)과 각각 공동 동작하도록, 서로에 대해 축으로 오프셋된다.
특히, 두 쌍의 캠(40,41)(도1 및 도2)은 벽(8a)에 고정되며, 조(13)의 개별적인 쌍의 롤러(42,43)와 공동 동작한다. 유사하게는, 두 쌍의 캠(40,41)이 벽(8b)에 고정되며, 조(12)의 개별적인 쌍의 롤러(42,43)와 공동 동작한다.
캠(40,41)은 컨베이어(10,11)의 개별적인 체인(15,25)에 대한, 개별적인 구동 휠(16,26)에 대향하는, 리턴 부분을 한정하기 위해서 개별적인 벽(8a,8b)의 최상부 엣지를 중심으로 신장하는 개별적인, 실질적으로 U-형 부분(40a,41a); 및 공동(9) 내에서 개별적인 벽(8a,8b)을 따라 신장하는 개별적인 부분(40a,41b)을 갖는다. 부분(40a,40b)은 부분(P1,Q1)을 한정하는데, 이는 조(12,13)가 포장재의 튜 브(3)를 향하여 이동하여 부딪히며; 마주하는, 두 개의 경로(P,Q)의 실질적으로 평행한 부분(P2,Q2)을 한정하는데, 이는 조(12,13)가 개별적인 실질적으로 편평한 수평 밀봉 스트립(44)에서 패키지(2)를 바운딩하는 밀봉을 형성하기 위한 압력하에서 접촉하는 상태를 상태가 유지된다. 그러므로 연속적인 스트림이 형성되는데, 이는 수평 스트립에 의해 서로 연결된 다수의 평행 육면체-형 컨테이너 부분(45)을 포함하는데, 이는 패키지(2)를 형성하기 위해서 경로(P)를 따라서 또는 장치(1)로부터 아래에서 절단된다.
캠(40,41)은 개별적인 구동 휠(16,26)의 출력에서 경로(P,Q)의 개별적인 부분(P3,Q3)에서 개별적인 체인(15,25)을 해제한다.
부분(P3,Q3)을 따라, 체인(15,25)은 조(12,13)의 롤러(42,43) 및 관련 캠(40,41)에서 접촉을 보장하기 위해서 체인(15,25)을 충분히 긴장된 상태로 유지하기 위한 개별적인 쌍의 텐셔너(tensioners)(46)와 공동 동작한다.
특히 도3, 도4 및 도5를 참조하면, 장치(1)는 또한 경로(P)의 부분(P2)을 따라 각각의 조(12)의 소노트로드(29)로 전기 에너지를 공급하기 위한 전자기 전력 유닛(50)을 또한 포함한다.
전력 유닛(50)은 고정 전기 에너지원(도시되지 않음), 예컨대, 대안적인 전력 발생기에 연결되며, 프레임(6)에 완전히 고정된 전송 수단(51); 및 조(12)ㅇ에 고정되어 조(12)가 전송 수단(51)을 지나 이동함에 따라 전송 수단(51)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신하는 수신 수단(52)을 실질적으로 포함한다.
특히, 전송 수단(51)은 두 개의 별도의, 마주하는 전송 유닛(53)을 포함하는데, 이는 공동(9) 내에서 개별적인 측(7a,7b)에 고정되며 조(12)의 경로(A)의 대향하는 측 및 경로(P)의 부분(P2) 상에서 대칭으로 신장한다.
도4를 참조하면, 각각의 전송 유닛(53)은 경로(P)의 부분(P2) 및 경로(A)에 평행한 방향으로 신장되며, 실질적으로 플라스틱 지지 브라켓(54); 고정된 자기 코어(55); 및 고정된 전기 에너지원에 연결된 바람직한 구리 일차 권선(56)을 포함한다.
고정된 코어(55)는 공동(9) 내부로 브라켓으로부터(54) 돌출하도록 브라켓(54)에 고정된, 경로(A)의 방향으로 신장된 직사각형 플레이트에 의해 한정된다.
고정된 코어(55)는 마그네토다이일렉트릭 물질(magnetodielectric material)로 만들어지며, 평행 육면체-형 베이스 부분(57)을 포함하는데, 이는 조(12)(도5)를 향한 방향(B)으로 다수의- 도시된 예에서는 네 개의- 평행 돌출부(58)가 돌출된다.
일차 권선(56)은 공동(9)의 내부로 돌출부(58)가 신장하도록 고정된 코어(55)의 개별적인 중심 돌출부(58)에 고정되어 이로부터 돌출되는 두 개의 신장형 전도 플레이트(59)를 포함한다.
수신 수단(52)은 개별적인 조(12,13)의 인라지먼트(21,22)에 대안적으로 고정되며, 개별적인 전송 유닛(53)과 상호 작용하는 두 세트의 수신 유닛(60)을 포함한다.
각각의 수신 유닛(60)(도3 및 도4)은 개별적인 조(12,13)의 관련 인라지먼트(21,22)로부터 돌출되며, 실질적으로 지지 브라켓(61); 이동 가능한 자기 코어(62); 및 이차 권선(63)을 포함하는데, 상기 이차 권선은 비동질의 전기 전류 분포의 영향 또는 "스킨 이펙트"를 감소시키기 위해서 다수의 절연 와이어를 포함하는 케이블에 의해 한정되는 것이 바람직하며, 수신 유닛(60)이 관련 전송 유닛(53)을 통해 이동함에 따라 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신한다.
도시된 예에서, 이동 가능한 코어(62)는 페라이트 또는 다른 마그네토다이일릭트릭 물질로 바람직하게 만들어지고, 프레임(6)의 관련 측(7a,7b)을 향하여 관련 조(12,13)의 관련 인라지먼트(21,22)로부터 돌출되며, 바람직하게 경로(A)에 수직인 평면의 섹션에서 E-형태인 바디에 의해 한정된다.
특히, 이동 가능한 코어(62)는 직사각형 플레이트의 형태로 베이스 부분(64)을 포함하며, 이는 세 개의 평행 돌출부(65)가 관련 측(7a,7b)을 향하여 방향(B)으로 돌출된다.
도시된 예에서, 이차 권선(63)은 다수의 턴(66)을 포함한다. 그리고 각각의 턴(66)은 코일을 형성하기 위해 이동 가능한 코일(62)의 중심 돌출부(65)를 중심으로 감긴 단부(67); 및 관련 단부(67)를 소노트로드(29)에 연결시키는 신장형 부분(68)을 포함한다.
장치(1)는 유리하게 제1 효율적인 전압값을 갖는 전기 에너지원에 의해 제공되는 변압기 수단(도6)을 포함하는데, 이는 제1 전압값보다 낮은 제2 효율적인 전 압값을 갖는 일차 권선을 제공한다.
특히, 변압기 수단은 공지된 변압기(70)를 포함하며, 차례로 자기 물질의 코어(도시되지 않음)에 의해 공지된 방법으로 서로 자기적으로 연결된 제1 턴(71) 및 제2 턴(72)을 포함한다.
장치(1)는 전기 에너지원, 변압기(70), 전송 유닛(53) 및 소노트로드(29)를 전자기적으로 연결시키는 전자기 회로(69)를 포함한다.
회로(69)는 변압기(70)의 제1 턴(71)에 전기 에너지원을 연결시키는 제1 전기 배선(73); 및 일차 권선(56)에 변압기(70)의 이차 턴(72)을 연결시키는 이차 전기 배선(74); 및 이차 권선(63) 및 소노트로드(29)를 연결시키는 제3 전기 배선(75)을 포함한다.
특히, 제1 턴(71)은 제2 턴(72)보다 더 많아서, 변압기(70)의 제2 턴(72)에 인가되며, 배선(74)을 통해 일차 권선(56)에 인가되는 제2 효율적인 전압값은 변압기(70)의 제1 턴(71)에 전기 에너지원에 의해 인가되는 제1 효율적인 전압값보다 낮다.
제1 턴(71)의 수와 제2 턴(72)의 수의 비는 제1 턴(71)으로 전기 에너지원에 의해 인가되는 제1 효율적인 전압값 및 제2 턴(72)에 인가되는 제2 효율적인 전압값 사이의 희망하는 비에 따른다.
도시된 예에서, 제1 턴(71)의 수와 제2 턴(72)의 수의 비가 50이다.
제1 효율적인 전압값보다 매우 낮은 제2 효율적인 전압값을 갖는 전송 유닛(53)의 일차 권선(56)을 제공하는 변압기(70)가 제공되어, 전기 에너지가 일차 권선(56)으로부터 이차 권선(63)으로 전자기 유도에 의해 전달되므로, 일차 권선(56) 및 이차 권선(63) 사이에서 진폭이 감소되는, 오염된 환경에서 방전의 위험을 매우 감소시킨다.
일차 권선(56) 및 이차 권선(63)은 제2 효율적인 전압값보다 높으며, 소노트로드(29)에 의한 정확하며 효율적인 밀봉을 보장하기에 충분히 높은 제3 효율적인 전압값을 제2 권선(63)에서 유도하도록 디자인된다.
도시된 예에서, 제3 효율적인 전압값과 제2 효율적인 전압값 사이의 비는 50이다.
회로(69)는 또한 전기 배선들 중 하나(73)를 따라 전기 에너지원에 전기적으로 직렬 연결되며, 변압기(70)의 제1 턴(71)의 실질적인 유도 특성의 균형을 맞추기 위한 커패시턴스를 갖는 커패시터(76)를 포함하여, 제2 턴(72)에서 유도되는 제2 효율적인 전압값은 전기 에너지원에 의해 인가되는 전압의 발진 주파수를 중심으로 최대이다.
회로(69)는 이차 권선(63)에 전기적으로 병렬 연결되며, 이차 권선(63)의 실질적인 유도 전자기 특성의 균형을 맞추기 위한 커패시턴스를 갖는 커패시터(77); 이차 권선(63)에 대한 커패시터(77)의 대향 측 상에서, 커패시터(77)에 전기적으로 병렬 연결되며, 소노트로드(29) 및 포장재의 전자기 특성의 균형을 맞추기 위한 인덕턴스를 갖는 인덕터(78)를 포함한다.
특히, 소노트로드(29) 및 포장재의 전자기 특성은 인덕터(78)에 전기적으로 병렬 연결되며 커패시터(77)에 대한 인덕터(78)의 대향측 상에 위치된 커패시 터(79)에 의해 나타내지며; 커패시터(81), 인덕터(82) 및 레지스터(83)의 직렬 연결(80)에 의해 나타내진다. 상기 연결(80)은 인덕터(78)에 대한 커패시터(79)의 대향 측 상에서 커패시터(79)에 전기적으로 병렬 연결된다.
회로(69)에 의해서, 소노트로드(29)에 인가되는 효율적인 전압값은 이차 권선(63)에서 유도되는 전압의 발진 주파수를 중심으로 최대이다.
그러므로 압전기 디스크는 정확하며 효율적인 밀봉을 보장하기에 충분한 진폭으로 소노트로드를 진동시킨다.
밀봉 장치(1)는 다음과 같이 동작한다.
두 개의 컨베이어(10,11)는 도2에서 화살표로 나타내지는 바와 같은 대향하는 방향에서 회전되어, 개별적인 조(12,13)가 경로(P,Q)의 개별적인 부분(P1,Q1)의 단부로부터, 캠(40,41)의 프로필에 의해 결정된 움직임 규칙으로 개별적인 부분(P2,Q2)을 따라 포장재 튜브(3)와 공동 동작한다.
컨베이어(10,11)의 움직임과 동시에, 전기 에너지원은 배선(73)을 통해 변압기의 제1 턴(71)을 제공한다.
퍼캐시터(76)는 제1 턴(71)의 실질적인 유도 특성의 감쇠 효과의 균형을 맞춰, 제2 턴(72)에 인가되는 효율적인 전압값이 전기 에너지원의 공급 주파수를 중심으로 최대이다.
변압기(70)는 제1 턴(71)으로부터 제2 턴(72)으로 전압을 바꿔 효율적인 전압값을 감소시킨다.
제2 턴(72)은 배선(74)을 통해 일차 권선(56)에 전압을 인가한다.
동작 사이클은 이제 컨베이어(10)의 하나의 조(12) 및 컨베이어(11)의 대응 조(13)를 참조하여 상세히 설명될 것이며, 모든 조(12,13)는 출력 레이트에 따른 시간 간격으로 동일한 사이클을 명백하게 수행한다.
부분(P1,Q1)을 따라, 조(12,13)는 수평 스트립(44)에서 튜브(3)를 점차 변형시켜 결국 "편평하게 하도록" 모두 제공된다.
부분(P1,Q1)의 단부에서, 패키지(2)의 부피를 조절하기 위한 장치(33)가 활서오하되고; 조(12,13)의 하프-쉘(34)은 형성되는 패키지(2)의 컨테이너 부분(45)의 부피를 한정하는 평행 육면체-형 공동을 한정하기 위해서 정면에서 모두 제공된다.
경로(P,Q)의 개별적인 부분(P2,Q2)을 따라, 조(12,13)는 튜브(3)에 견고히 그립되며, 조(12)의 수신 유닛(60)은 관련 전송 유닛(53)을 지나 이동하여 방향(B)으로 맞물린다.
특히, 수신 유닛(60)은 도5에 도시된 바와 같이 관련 전송 유닛(53)에 대해 위치된다.
조(12)가 경로(P)의 부분(P2)을 따라 이동함에 따라, 전압은 관련 수신 유닛(60)의 이차 권선(63)에서 일차 권선(56)에 의해 유도되므로, 전기적으로 전압이 인가되는 소노트로드(29)는 스트립(44)을 한정하는 포장재의 두 개의 내재 부분을 밀봉한다.
특히, 제2 권선(63)에 유도되는 효율적인 전압값은 제2 턴(72)에서 효율적인 전압값보다 커서, 소노트로드(29)는 스트립(44)을 한정하는 포장재의 두 부분의 정확하며 완전한 밀봉을 보장하기에 충분한 효율적인 대안 전압값으로 배선(74)을 통해 인가된다.
소노트로드(29)에 전압이 인가될 때, 커패시터(77)는 이차 권선(63)의 실질적인 유도 특성의 감쇠 효과의 균형을 맞추며, 인턱터(78)는 소노트로드(29) 및 포장재의 전자기 특성의 감쇠 효과의 균형을 맞추어, 소노트로드(29)에 인가되는 효율적인 전압값은, 전압이 이차 권선(63)에 인가되는, 주파수를 중심으로 최대이다.
수신 유닛(60)이 경로(P)의 부분(P2)의 단부에서 관련 전송 유닛을 맞물림 해제시, 또는 필요로 되는 밀봉 에너지 값에 도달시, 이차 권선(63)에서 전기 전류 유도가 중지되며; 그 지점에서, 조(12,13)는 새롭게 밀봉된 스트립(44)을 해제하며, 패키지(2)의 스트립으로부터 철수된다.
본 발명에 따른 장치(1) 및 방법의 이점은 상기 설명으로부터 명백할 것이다.
특히, 밀봉 장치(1)는 스트립(44)을 형성하는 포장재의 부분의 정확하고 완전한 밀봉을 제공하므로, 일차 권선(56) 및 이차 권선(63) 사이의 방전 위험을 감소시킨다.
사실, 변압기(70)는 전자기 에너지에 의해 제1 턴(71)에 인가되는 것보다 더 낮은 효율적인 전압값 및 더 높은 효율적인 전기 전류값을 갖는 제2 턴(72)을 제공 한다.
그러므로 전기 에너지는 대안적인 전압의 형태로 더 적은 정도로, 주로 대안적인 전기 전류의 형태로 일차 권선(56)에 제2 턴(72)에 의해 인가된다.
그러므로 저효율적인 전압값은 일차 권선(56) 및 이차 권선(63) 사이에서 통과하므로, 특히 일차 권선(56)에 관하여, 전기 방전의 위험을 매우 감소시킨다.
게다가, 이차 권선(63)에서 유도된 전류, 및 이로 인한, 소노트로드(29)에 인가되는 전압은 일차 권선(56)에서 전기 전류에 비례함으로써 특히 높으며, 소노트로드(29)는 정확하고 완전한 밀봉을 위해 필요로 되는 고전압값이 쉽게 인가된다.
명확하게, 설명된 밀봉 장치(1) 및 방법을 첨부된 청구항에서 한정된 보호 범위를 벗어나지 않고 변경시킬 수 있다.
특히, 장치(1)는 포장재의 튜브(3) 상에서 주기적으로 동작하는 두 개 이상의 쌍의 조(12,13)만을 특징으로 할 수 있다.
배선(73)을 통해 직렬 연결되는 것과는 대조적으로, 커패시터(76)는 변압기(70)의 제1 턴(71)에 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
마침내, 회로(69)는 커패시터(76,77) 및/또는 인덕터(78)를 필수적으로 필요로하지 않는다. 커패시터(76,77) 또는 인덕터(78)가 사용되는지 여부는 소노트로드(29)의 전자기 특성, 및 일차 권선(56) 및 이차 권선(63)의 특정 구조에 따른다.

Claims (7)

  1. 경로(A)를 따라 공급되며, 유동성 식품으로 연속적으로 충전되는 시트 포장재의 튜브(3)로부터 밀봉 패키지(2)를 제조하는 밀봉 장치(1)로서,
    지지 프레임(6);
    상기 포장재의 튜브(3)를 동등하게 이격된 횡단면에 단단히 그립(grip)하기 위해 상기 프레임(6)에 대해 상기 경로(A)의 부분을 따라 주기적으로 이동 가능한 적어도 한 쌍의 대향하는 조(opposite jaw)(12, 13);
    상기 횡단면에서 상기 포장재의 튜브(3)를 밀봉하기 위해 상기 한 쌍의 대향하는 조(12,13) 중 제 1 조(12)에 의해 운반되는 초음파 밀봉 수단(29); 및
    전기 에너지를 상기 밀봉 수단(29)에 공급하는 전자기 전력 수단(50)으로서, 상기 경로(A)와 나란히 상기 프레임(6)에 고정되고, 전기 에너지원에 연결 가능한 일차 권선(56), 및 상기 제 1 조(12)에 의해 운반되고, 상기 밀봉 수단(29)을 공급하며, 상기 제 1 조(12)가 상기 일차 권선(56)을 지나 이동할 때 상기 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신하는 이차 권선(63)을 포함하는 상기 전자기 전력 수단(50)을 포함하는 밀봉 장치에 있어서,
    상기 전기 에너지원에 의해 제 1 전압값이 공급되고, 상기 일차 권선(56)에 상기 제 1 전압값보다 낮은 제 2 전압값을 공급하는 변압기 수단을 포함하는데, 상기 이차 권선(63)은 사용 중에 상기 제 2 전압값보다 높은 제 3 전압값을 가진 상기 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 에너지원을 상기 변압기 수단에 연결하고, 상기 이차 권선(63)을 상기 밀봉 수단(29)에 연결하는 전자기 회로(69)를 더 포함하하는데, 상기 밀봉 수단(29)에 공급된 전압이 상기 전기 에너지원의 공급 주파수 주위에서 최대이도록 상기 전자기 회로(69)는 상기 변압기 수단, 상기 밀봉 수단(29) 및 상기 일차 및 이차 권선(56,63)에 의해 야기되는 감쇠의 균형을 맞추기 위한 전자기 보상 수단(76,77,78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자기 보상 수단(76,77,78)은, 상기 밀봉 수단(29) 및 상기 이차 권선(63)에 전기적으로 연결되어, 상기 밀봉 수단(29)에 의해 야기되는 감쇠의 균형을 맞추기 위한 인덕터(78)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자기 보상 수단(76,77,78)은, 상기 이차 권선(63) 및 상기 밀봉 수단(29)에 전기적으로 연결되어, 상기 이차 권선(63)에 의해 야기되는 감쇠의 균형을 맞추기 위한 커패시터(77)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 변압기 수단은 상기 전기 에너지원에 전기적으로 연결된 제 1 턴(71), 및 상기 일차 권선(56)에 전기적으로 연결된 제 2 턴(72)을 가진 하나 이상의 변압기(70)를 포함하며, 상기 전자기 보상 수단(76,77,78)은, 상기 전기 에너지원 및 상기 제 1 턴(71)에 전기적으로 연결되어, 상기 변압기(70)에 의해 야기되는 감쇠의 균형을 맞추기 위한 커패시터(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차 권선(63)은 다수의 절연 와이어를 포함하는 케이블에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  7. 경로(A)를 따라 공급되며, 유동성 식품으로 연속적으로 충전되는 시트 포장재의 튜브(3)로부터 밀봉 패키지(2)를 제조하는 밀봉 방법으로서,
    상기 포장재의 튜브(3)를 동등하게 이격된 횡단면에 단단히 그립하기 위해 지지 프레임(6)에 대해 상기 경로(A)의 부분을 따라 주기적으로 한 쌍의 대향하는 조(12, 13)를 이동시키는 단계;
    초음파 밀봉 수단(29)에 의해 상기 횡단면에서 상기 포장재의 튜브(3)를 밀봉하는 단계; 및
    전자기 전력 수단(50)에 의해 전기 에너지를 상기 밀봉 수단(29)에 공급하는 단계를 포함하는데, 상기 전력 수단은 상기 경로(A)와 나란히 상기 프레임(6)에 고정되고, 전기 에너지원에 연결 가능한 일차 권선(56), 및 상기 한 쌍의 대향하는 조(12, 13) 중 제 1 조(12)에 의해 운반되고, 상기 밀봉 수단(29)을 공급하며, 상기 제 1 조(12)가 상기 일차 권선(56)을 지나 이동할 때 상기 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 전기 에너지를 수신하는 이차 권선(63)을 포함하는 밀봉 방법에 있어서,
    상기 전기 에너지원에 의해 변압기 수단에 제 1 전압값을 공급하는 단계, 및 상기 변압기 수단에 의해 상기 일차 권선(56)에 상기 제 1 전압값보다 낮은 제 2 전압값을 공급하는 단계를 포함하는데,
    상기 이차 권선(63)은 상기 제 2 전압값보다 높은 제 3 전압값을 가진 상기 일차 권선(56)으로부터 전자기 유도에 의해 상기 전기 에너지를 수신하는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
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