用于生产容器尤其是供可灌装食品用的容器的方法和机器 |
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申请号 | CN201180044010.X | 申请日 | 2011-08-23 | 公开(公告)号 | CN103079804A | 公开(公告)日 | 2013-05-01 |
申请人 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司; | 发明人 | P.贝内德蒂; | ||||
摘要 | 说明了用于生产包括套筒状主要部分(5)和附接到主要部分(5)上的端部构件(12)的容器(1)的方法;方法包括以下步骤:-沿着规定的路线(P)使具有横向于路线(P)的轴线(E)并由顶部表面(33)和围绕上述轴线(E)延伸的侧表面(34)定界的成形件(38)前进;-将端部构件(12)在成形件(38)的顶部表面(33)上进给;-围绕成形件(38)的侧表面(34)这样卷绕 包装 材料的片材(2)以使片材(2)平行于轴线(E)的相对侧边缘(4a,4b)相互 叠加 ;通过纵向封接(7)接合片材(2)的叠加的边缘(4a,4b)以便形成容器(1)的套筒状主要部分(5);和-通过围绕轴线(E)延伸的横向密封(52)将端部构件(12)的外周边缘(13)接合到套筒状主要部分(5)的上端(6)上。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于生产包括套筒状主要部分(5)和附接到上述主要部分(5)上的端部构件(12)的容器(1)的方法,上述方法其特点是包括以下步骤: |
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说明书全文 | 用于生产容器尤其是供可灌装食品用的容器的方法和机器技术领域[0001] 本发明涉及用于生产容器尤其是供可灌装食品用的容器的方法和机器。 背景技术[0002] 众所周知,许多可灌装食品如果汁、牛奶、调味番茄酱和饮料类一般是在不同类型和大小的很宽范围的容器中销售,如:用多层材料、塑料材料和/或纸基材料、层压材料或所谓的多层纸板材料制成的容器;烧杯形塑料容器;吹塑瓶;或玻璃、金属板或铝制容器。 [0003] 所有这些容器都装配有供使消费者获得食品、或者将食品灌入饮用器皿或者直接从容器中消费食品的打开装置。 [0005] 用多层纸板材料制成的容器还众所周知装配有在穿过包装材料所形成的开口周围直接注塑到容器上的塑料打开装置以便完全闭合和密封开口。这种打开装置通常限定可以装有例如螺旋盖或压封盖的容器的灌注开口。 [0006] 注塑的打开装置当然可以具有各种不同的尺寸和甚至限定容器的整个顶部部分,如在由注册商标“Tetra Top”所知的容器的情况中那样。 [0008] 由商标“Tetra Aptiva”所知的容器是用这种技术生产的组合容器亦即具有用多层纸板材料制成的主要部分和用于在用吹塑塑料管状型坯生产的容器中灌装液体或可灌装产品的顶部部分的一个例子。 [0009] 用于这种类型组合容器的塑料顶部部分的另一个例子在国际专利申请No. WO2008/148764中举例说明。 [0010] 在这种情况下,塑料顶部部分不仅能通过吹塑塑料管状型坯得到,而且能通过热成型或其它合适的技术如压塑法得到。 [0011] 在包装工业内特别感到需要找到快速、合理、可靠和经济的方法来生产这种组合容器。 [0012] 发明内容[0013] 本发明的目的是提供用于生产用来满足上述需要的容器的方法和机器。 [0015] 本发明还涉及用于生产如分别在权利要求20和21中所述的多层包装材料的套筒状元件的方法和机器。 [0017] 本发明的优选的非限制性实施例将作为例子参照附图进行说明,其中:图1示意示出其中通过本发明讲述的方法得到半成品组合容器的方式; 图2示出能从图1半成品容器得到的成品组合容器的侧视图; 图3示出图2容器的底视图; 图4示出图2容器的前视图; 图5示出图4容器的部件分解前视图; 图6示出用于生产图1半成品组合容器的本发明讲述的机器为清楚起见除去一部分的透视图; 图7示出图6机器的操作单元沿着垂直剖面和为清楚起见除去一部分的大比例剖视图; 图8示出用于控制图7操作单元的运动的凸轮装置为清楚起见除去一部分的大比例透视图; 图9示出图6机器的细部为清楚起见除去一部分的大比例透视图;和 图10示出图6机器的另一个细部为清楚起见除去一部分的大比例透视图。 [0018] 具体实施方式[0019] 实施本发明的最佳方式图1中的标号1整体表示用于可灌装食品的半成品组合容器,该容器通过本发明的方法从矩形或方形多层包装材料片材2和塑料材料制的灌装部分3开始得到。 [0021] 如下面更详细说明的,容器1通过折叠和密封片材2以形成轴线A的套筒状主要部分5和同轴式将灌装部分3附接到主要部分5的上端6上得到。 [0022] 尤其是,将片材2如此折叠以便取得管状或套筒状构型并将它的相对的侧边缘4a,4b叠加;然后将片材2沿着叠加的边缘4a,4b密封以便形成纵向密封7。 [0023] 如图1中可见,片材2的边缘4a还设有用热封合塑料材料制成的密封条8,且该密封条8在套筒状构型中密封在两个边缘4a,4b的内表面上用于防止这些边缘在使用中吸收食品和用于改良纵向密封7的阻气性能和物理强度。 [0024] 如图1-5中所示,灌装部分3基本上包括注口或颈部9和圆筒形盖11,上述注口或颈部9在使用中限定一通过其灌装食品的灌装开口10,而上述圆筒形盖11以可卸下的方式装配到颈部9上。 [0025] 灌装部分3可以包括阻气层和/或阻光层并整体限定容器1的整个顶部部分12。 [0026] 顶部部分12以闭合的构型生产并附接到主要部分5上。这种顶部部分的例子在WO 2008/148764中公开。 [0027] 有利地,顶部部分12的颈部9具有倒转式杯子形状并包括在侧向上限制灌装开口10的环形侧壁18和盖11装配在颈部9自身的这侧上闭合灌装开口10的盘形顶壁19。 [0029] 盖11按单件生产且基本上由环状圆筒形侧壁16限定,上述环状圆筒形侧壁16具有内螺纹(在各附图中看不到)用于接合颈部9的侧壁18的对应螺纹15,并通过盘形顶壁17用于在使用中闭合颈部9的顶部。 [0030] 盖11起初是完全拧到颈部9上以便顶壁17叠加在颈部9的顶壁19上。如在WO2008/148764中所说明的,颈部9在侧壁18和顶壁19之间具有减弱线(在各附图中看不到),且盖11设有用于在从颈部9卸下盖11时产生顶壁19与侧壁18分开的机构。 [0031] 作为未示出的可能替代方案,颈部9可以按完全敞开的构型(亦即没有顶壁19)生产并通过盖11闭合。 [0032] 在两种情况下,半成品容器1能通过另一些未公开的操作转变成成品容器20,上述操作包括用可灌装食品充装容器1的充装操作、形成与轴线A垂直的平底壁21的折叠和密封操作、和另一些使主要部分5具有最终外观的折叠操作,在所示的实施例中,上述主要部分5包括在底视图(尤其是请看图3)中具有八角形周边的侧壁22。 [0033] 有利地,充装操作是在容器1上通过在形成和密封底壁21之前从其底侧亦即与盖11相对的这侧加入产品进行。 [0034] 半成品组合容器1在图6中所示的包装机25上生产并按本发明的讲述制成。 [0035] 包装机25包括输送装置,该输送装置用来将多个片材2折叠和密封成套筒状构型并产生将多个顶部部分12附接到相关的多个片材2上。 [0036] 在图6、9和10所示的优选实施例中,输送装置包括安装成绕相应垂直轴线B连续地(在图6中顺时针)旋转的转盘26。 [0037] 转盘26接收一系列来自输入轮27的顶部部分12,上述输入轮27在中转站28处与转盘26配合并安装成绕平行于轴线B的相应纵向轴线C旋转。输入轮27的旋转是连续的且与转盘26的旋转同步。 [0038] 转盘26还接收一系列来自输入装置29(仅示意地示出)的片材2,上述输入装置29在中转站30处与转盘26配合;尤其是,片材2用它们平行于轴线B的侧边缘4a,4b并沿着横向于这些轴线的方向Z送到转盘26。 [0039] 转盘26释放一系列半成品容器1到输出轮31,上述输出轮31在中转站32处与转盘26配合并安装成绕相应的平行于轴线B和C的纵向轴线D旋转。输出轮31的旋转是连续的并与转盘26的旋转同步。 [0040] 转盘26包括多个操作单元35,上述多个操作单元35围绕轴线B同等地间隔开、沿着转盘26的外周边安装、并通过转盘26沿着绕轴线B延伸的圆形路线P及经由中转站28,30和32移动。如图6所示,中转站30安装成沿着路线P位于中转站28的下游和中转站32的上游。 [0041] 参见图6和9,各操作单元35固定到转盘26的水平转台36上、具有相应的平行于轴线B,C,D的轴线E并穿过转台36的相应孔(未示出)和在这个转台的两侧上延伸。 [0042] 各操作单元35彼此相同,为简单和清楚起见下面仅说明一个操作单元35;显然,下面说明的功能部件为所有操作单元35共有。 [0043] 参见图6-10,操作单元35包括:- 空心支承架37,上述空心支承架37沿着轴线E延伸并围绕其相关的孔固定到转台 36上;和 - 空心成形件38,上述空心成形件38相对于轴线E以滑动和旋转的方式接合支承架 37、具有适合于同轴式支承和接合相关顶部部分12的顶部表面33和包括适合于在它的外表面34上承载相关的片材2的基本上是圆筒形的侧壁39。 [0045] 在降低的位置中,成形件38完全收缩在支承架37内,因此顶部表面33基本上与支承架37的顶部表面齐平。在中间位置中,成形件38从支承架37的顶部表面伸出一规定的值并适合于在其侧壁39的外表面34上接收来自输入装置29的片材2。在升高的位置中,成形件38从支承架37的顶部表面伸出比中间位置中更大的值。 [0046] 更准确地说,参见图6,片材2是通过切割装置(本身众所周知且未示出)用众所周知的方式从材料卷(未示出)切开并送到输入装置29,上述输入装置29再用安排在前方位置中的相应密封条8将片材2送到转盘26。如上所述,片材2分别通过输入装置29送到成形件38的侧壁39的外表面34上,而上述成形件38位于中间位置中。 [0047] 如图9中所示,每个成形件38的侧壁39都设有多个通孔41,而上述通孔41又连接到气力吸入装置(本身众所周知且未示出)上以便通过吸入作用将相关的片材2保持在它的外表面34上。 [0048] 在中转站30处,每个成形件38绕相关的轴线E旋转以便把来自输入装置29的相关的片材2完全卷绕在它的外表面34上。成形件38的旋转能朝与转盘26绕轴线B旋转的方向(顺时针方向)相同的方向或朝相反的方向(反时针方向)进行。 [0049] 尤其是,把每个由输入装置29进给的片材2都绕相关的成形件38卷绕以便形成用垂直边缘4a叠加在垂直边缘4b上的圆筒体,而上述垂直边缘4b又叠加在垂直边缘4a和部分密封条8之间。 [0050] 更准确地说,各通孔41仅在侧壁39的以后称之为“吸入部分”的规定部分42上延伸。吸入部分42沿着垂直于轴线E的平面具有一弧形横断面并在圆周方向上定尺寸以便与相关的片材2分别邻近垂直边缘4a,4b的两个部分配合。 [0052] 带状垫45用众所周知的方式限定用于相关密封装置46(在图9中仅示意示出)的对比(contrast)元件,上述对比元件安装在相关成形件38的侧壁39的前面并处于比上述侧壁39在径向上的内部位置并适合于密封相关片材2的叠加的边缘4a,4b和密封条8以便产生这种片材的管状构型。 [0053] 尤其是,每个密封装置46被转台36承载处于直立位置并包括:- 设有直线带状有效工作表面48而具有高度至少等于叠加的边缘4a,4b和待密封的密封条8的高度的密封元件47;和 - 用于使密封元件47沿着横向于相关成形件38的路线P和轴线E的方向X移动到相关的叠加的边缘4a,4b和密封条8及从它们移动的促动器组件50。 [0055] 每个密封装置46的密封元件47都包括限定直线带状有效工作表面48并由高频电流发生器(本身众所周知且未示出)供电的电感器49;通过启动电感器49,在相关的片材2上沿着边缘4a,4b和密封条8产生纵向热封合7,以便使片材2转变成相关的半成品容器 1的套筒状主要部分5。 [0056] 作为未示出的可能替代方案,在其中多层包装材料没有电感应层的情况下,密封操作可以通过简装 加热适合于与待密封的片材2的区域配合的密封元件来实施。 [0058] 鉴于上述情况,每个成形件38在相关的操作单元35沿着路线P的行进期间都在包装机25的不同操作步骤中经受截然不同的运动:- 沿着轴线E从降低位置位移到中间位置以便供给相关的顶部部分12; - 绕轴线E旋转以便接收相关的来自输入装置29的片材2并可供将这种片材2折叠成管状构型; - 从中间位置位移到升高位置,在其中进行以后更详细说明的密封操作以便在从片材 2得到的套筒状主要部分5的上端6和相关的顶部部分12之间产生环形横向密封52;和- 从升高位置位移到降低位置以便能从操作单元35提取出那样形成的半成品容器1。 [0059] 参见图7,这些运动通过传动轴51得到,上述传动轴51与相关的成形件38同轴、贯穿相关的支承架37并且有在固定位置中结合到这种成形件38的底端上的顶端。因此,每个传动轴51和相关的成形件38都在轴向上和成角度地相互固定,因此传送到传动轴51的任何位移都造成成形件38的相应位移。 [0060] 每个传动轴51的旋转都与由输入装置29传给片材2的进给运动和与转盘26的旋转同步并通过转盘26自身所承载的促动器53(在图7中示意示出)操纵。 [0061] 每个传动轴51的垂直位移都通过与相关的促动器53所操纵的旋转无关的凸轮和推杆装置40操纵。凸轮和推杆装置40包括凸轮装置54(图8)和用于每个操作单元35的尤其是由位于相关的支承架37的外部并安装在支承销57的外端部分56上的辊限定以便在轴向上固定且相对于支承销57的轴线F自由地可旋转的相关凸轮随动件55。凸轮随动件55在径向上相对于轴线B和E贯穿槽58,上述槽58在相对于轴线B的外侧上亦即在与相关的密封装置46相对侧上相关的支承架37的侧壁中制成。支承销57具有一在轴向上与端部部分56相对并相对于套环60固定的端部部分59。套环60与相关的传动轴51同轴并通过轴承62结合到传动轴51上,以便倾斜地离开传动轴51本身并在轴向上相对于传动轴51固定。此外,套环60具有滑动式结合到相关支承架37的内表面63上的外侧表面,以便在轴向上面位置和下面位置之间被导引。 [0062] 尤其是,端部部分59通过紧固到相关支承销57和相关套环60的侧面部分上的环形元件64结合到套环60上并在平行于轴线E的方向上由相关的槽58导向。因此,槽58限定一防止套环60和凸轮随动件55绕轴线E旋转的约束件(constraint)。因此,传动到凸轮随动件55的任何位移都造成相关的传动轴51和成形件38的降低位置和升高位置之间的轴向位移。优选地,在每个支承架37的内部都设置弹簧65以便把相关的套环60向上推并因此在相关的凸轮随动件55的位移期间避免轴向间隙。 [0063] 参见图8,凸轮装置54包括圆筒形环元件66,上述圆筒形环元件66固定并与轴线B同轴和围绕通过转盘26传送的操作单元35沿着路线P延伸。 [0064] 环元件66在它的径向内表面67上具有被操作单元35的凸轮随动件55接合的环形槽或轨道68。 [0065] 从中转站28和沿着路线P着手,轨道68包括:- 在垂直于轴线B的平面上并适合于在相当于在各个成形件38的中间位置的高度处保持接合凸轮随动件55的约180°的第一水平弧形部分69; - 用于将接合凸轮随动件55升起到相当于各个成形件38的升高位置的高度的升高斜坡形部分70; - 在垂直于轴线B的平面上并适合于在相当于各个成形件38的升高位置的高度处保持接合凸轮随动件55的约60°-70°的第二水平弧形部分71; - 用于将接合凸轮随动件55下降到相当于各个成形件38的降低位置的高度的下行斜坡形部分72; - 在垂直于轴线B的平面上并适合于在相当于各个成形件38的降低位置的高度处保持接合凸轮随动件55的约40°-50°的第三水平弧形部分73;和 - 用于将接合凸轮随动件55升起到相当于各个成形件38的中间位置的高度的升高斜坡形部分74。 [0066] 参见图6和10,对每个操作单元35来说,包装机25还包括另一个用于将由相关的片材2得到的套筒状主要部分5的上端6密封到对应的顶部部分12的外周边缘13上的密封装置80。 [0067] 每个密封装置80基本上都包括以转盘26的上面旋转部分82垂直地伸出的轴线E的大体上是圆筒形外壳81和固定到外壳81的底端上并由高频电流发生器(本身众所周知且未示出)供电的环形电感器83。 [0068] 当相关的成形件38安排在升高的位置中时,电感器83限定与相关的套筒状主要部分5的上端6和对应的顶部部分12的外周边缘13相互作用的环形状有效工作表面84。 [0069] 每个密封装置80还包括同轴式安放在外壳81内并具有适合于被相关的顶部部分12的盖11接合的底部管状端86的定位杆85。 [0070] 顶部部分12与对应的套筒状主要部分5的密封是通过使相关的成形件38位移到升高的位置以便把盖11容纳到相关定位杆85的底部管状端86中且相关的工作面84接触主要部分5的上端6得到;照这样,产生压力并通过启动在片材2的阻挡层中感生电流以便加热和局部熔化片材2自身的上端6和顶部部分12的外周边缘13的电感器83进行密封;实际上,通过启动电感器83,在套筒状主要部分5和对应的顶部部分12之间产生轴线E的圆周横向密封52以便得到半成品容器1。 [0071] 作为未示出的可能替代方案,在其中多层包装材料没有导电层的情况下,密封操作可以通过简单地加热适合于与由相关的片材2所得到的套筒状主要部分5的上端6相互作用并产生这个端部与对应的顶部部分12的外周边缘13的密封的环形元件来实施。 [0072] 作为另一个未示出的可能替代方案,密封操作可以通过使用超声波密封装置实施。 [0073] 现在参照一个半成品容器1的生产并因此参照操作单元35说明包装机25的操作,根据目前资料其中(图6):- 成形件38刚好横过中转站28并处于中间位置,而对应的凸轮随动件55接合凸轮装置54的轨道68的一部分69; - 一个顶部部分12已经通过输入轮27送到成形件38的顶部表面33上;和 - 相关的密封元件47沿着相关的方向X与成形件38间隔开。 [0074] 在中转站30处,将一个片材2放置成通过输入装置29与通过这个中转站的成形件38接触;尤其是,片材2向成形件38前进,而它的侧边缘4a和它的密封条8面向前方。 [0075] 由于成形件38绕轴线E的旋转和吸入通孔41的启动,片材2围绕成形件38的侧壁39的外表面34卷绕并保持在其上。更准确地说,使片材2弯曲以便呈现具有对置的垂直边缘4a、4b的管状构型和密封条8处于叠加的构型。 [0076] 在所示的实施例中,由于顶部部分12是在片材2之前送到成形件38,所以其上端6叠加顶部部分12的外周边缘13。 [0077] 这时,准备把片材2通过开动密封装置46沿着边缘4a,4b和密封条8进行密封。 [0078] 尤其是,成形件38绕它的轴线E到达规定的角度位置以便在密封装置46的工作面48的前面放置片材2的叠加的边缘4a,4b和密封条8。然后能通过促动器50将密封元件47沿着方向X位移到其中工作面48接触片材2的外边缘4a的位置。 [0079] 通过启动密封元件47的电感器49,在片材2的阻挡层中感生电流以便在叠加的边缘4a,4b和密封条8的区域中将它加热并因此局部熔化其热封合塑料以便得到纵向密封7。 [0080] 照这样,把片材2转变成半成品容器1的套筒状主要部分5。 [0081] 这时,使密封元件47沿着方向X位移到它的开始位置,以便将工作面48与主要部分5分开。 [0082] 在操作单元35沿着路线P的随后运动期间,凸轮装置54的轨道68的升高坡道形部分70使传动轴51沿着轴线F移动,因此产生对应的成形件38朝向升高位置的平移运动。该运动造成顶部部分12接合到密封装置80中;尤其是,顶部部分12的盖11紧压住定位杆 85,而叠加在顶部部分12的外周边缘13上的主要部分5的上端6紧压住电感器83的有效工作表面84。 [0083] 按与用密封装置64出现的完全类似的方式,通过启动电感器49,在片材2的阻挡层中感生电流以便在叠加到顶部部分12的外周边缘13上的区域中将它加热并因此将热封合塑料材料局部熔化成相互接触以得到圆周横向密封52。 [0084] 在路线P的随后一部分中,凸轮装置54的轨道68的下行坡道形部分72使成形件38位移到相关支承架37内的降低位置中以便使那样形成的半成品组合容器1自由,然后能把上述半成品组合容器1在中转站32处释放到输出轮31上。 [0085] 在路线P的最后部分中,成形件38由于在凸轮随动件55和凸轮装置54的轨道68的升高坡道形部分74之间接合的结果而然后移动到中间位置;因此成形件38准备接收另一个顶部部分12和另一个片材2。 [0086] 鉴于上述情况,本发明的方法和机器25能以快速、合理、可靠和经济的方法生产组合容器。 [0087] 显然,对如本文说明的例证的方法和机器可以进行一些改变,然而不脱离如所附权利要求书所限定的范围。 |