專利名稱：用于生產(chǎn)包裝的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制包裝材料的管相對于用于管橫向密封的設備的扭曲的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在包裝技術(shù)中，長期以來采用包裝來裝填和運輸產(chǎn)品，例如乳制品、果汁和其它飲料。這些包裝中的大部分由層壓包裝材料制成，其包括例如一層紙質(zhì)或紙板的芯層，以及設置在芯層的形成了包裝內(nèi)側(cè)的至少那一側(cè)面上的、熱塑性材料的液密式外覆層。有時，該材料還包括例如鋁層形式的阻氣層。
這種包裝容器通常這樣來生產(chǎn)，其中在密封包裝材料卷的縱向重疊邊緣之前將材料卷成形為管。已縱向密封的管被連續(xù)地填充產(chǎn)品，然后被橫向地密封并成形為襯墊。沿著狹窄、橫向的、相互間隔開的密封區(qū)域來進行密封。大致與管的縱向成直角地并且恒定地在同一平面內(nèi)以本身已知的方式來進行管的橫向密封。這樣包含有內(nèi)容物的管的封閉部分隨后可通過對這些密封區(qū)域的切割而與管分離。
可通過材料卷從中通過的多個管成形機構(gòu)如環(huán)件來進行上述的將材料卷成形為管。當經(jīng)過最后一個管成形機構(gòu)時，管沿縱向而被密封，之后管就準備好進行填充和隨后進行橫向密封。在橫向密封期間，管在可對密封區(qū)域中的熱塑性材料進行加熱的兩個相對夾具之間受到擠壓。最終包裝上的縱向密封相對于橫向密封的位置將影響其外觀及功能，因此在一定類型的襯墊形包裝的每一件上都應當基本相同。在橫向密封時管相對于夾具的扭曲將決定縱向密封在最終包裝上的該相對位置。例如，經(jīng)常需要在襯墊形包裝上有一定的裝飾，例如圖片或介紹產(chǎn)品含量的信息。另外，由于縱向密封與橫向密封相交的區(qū)域?qū)龑佣峭ǔ閮蓪拥陌b材料，因此該區(qū)域在它進行密封時是非常關(guān)鍵的區(qū)域。因此，夾具可構(gòu)造成在該相交區(qū)域中提供增強的加熱。因此，縱向密封的位置是非常重要的。
由于各種因素如材料卷張力，因此在制造期間可能出現(xiàn)管的不希望有的扭曲。在一種用于生產(chǎn)例如上述包裝的已知機器中，可在管成形和縱向密封之前通過輕微地推動材料卷的其中一條縱向邊緣來調(diào)整這種扭曲。然而，這種調(diào)整管扭曲的方法最適用于相對較厚和剛性較好的包裝材料。在使用較薄和剛性較差的包裝材料的情況下，存在著材料卷因推動而變形的風險。另外，扭曲的調(diào)整可在縱向密封之前很好地進行。因此，在推動調(diào)整之后和在縱向密封之前存在著會引入管的新的不希望有的扭曲的風險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于控制包裝材料的管相對于用于管橫向密封的設備的扭曲的裝置及方法，該裝置和方法至少部分地消除了現(xiàn)有技術(shù)的局限性。本發(fā)明的基本概念是通過作用于管上、即未成形的包裝材料卷上來控制管的扭曲，因此本發(fā)明也適用于相對較薄的包裝材料。
用于實現(xiàn)以上目的的裝置和方法由所附權(quán)利要求限定，并在下文中介紹。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制包裝材料的管相對于用于管橫向密封的設備的扭曲的裝置的特征在于，該裝置包括有多個滾子，其形成了包裝材料可從中通過的開口。各滾子的滾動面設置成與管的外表面接觸，并且至少一個滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的以便控制管的扭曲。已經(jīng)知道在生產(chǎn)包裝時，要不是出于由包裝材料卷來形成管的不同目的，則可使用由多個固定滾子所形成的開口。以前并不知道可以利用滾子所形成的開口來控制管的扭曲，其中至少一個滾子具有可調(diào)的旋轉(zhuǎn)軸線方向。因此，本發(fā)明的一項優(yōu)點在于，它可通過使用已知的構(gòu)件來實施。因此，可對現(xiàn)有包裝機進行改進來實施本發(fā)明的控制管扭曲的方法。
可根據(jù)任何合適的技術(shù)來操作用于橫向密封的設備，例如超聲波密封和感應加熱密封。
根據(jù)本發(fā)明的裝置適用于所有類型的包裝材料的管，例如具有由包裝材料卷形成的連續(xù)接縫的管。因此很明顯，該裝置可設置成接受完全成形的、并因此可能是連續(xù)密封的管。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個另選實施例，在未密封的管的情況下，該裝置可設置成接受包裝材料卷，并且還包括密封件，其設置成可對材料卷的兩個相對邊緣部分之間的重疊的連續(xù)接縫進行密封。這里，材料卷可以已經(jīng)成形為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，在這種情況下，該裝置設置成可在連續(xù)密封之前進行成形。
上述實施例是有利的，這是因為它允許實現(xiàn)至少兩項不同的重要功能，即在同一機器上進行管的連續(xù)密封和管的校正扭曲。這又意味著可以相互接近地進行扭曲校正和連續(xù)密封，使得不會象現(xiàn)有技術(shù)中一樣在扭曲校正后和連續(xù)密封前引入大量的新的扭曲。另外，這意味著包裝機中的部件數(shù)量減少，導致機器的復雜性和成本均降低。
為清楚起見，應當指出，在由包裝材料卷形成的管的情況下，用語“管”可用來表示密封的管以及未密封但已成形的管。
可根據(jù)任何適當?shù)募夹g(shù)來操作密封件以用于密封，例如超聲波密封、使用粘合劑和感應加熱密封。
該裝置的構(gòu)造可設置成使得密封件設置成與其中一個滾子相對，并設置成與管的內(nèi)表面接觸。在連續(xù)密封期間，接縫被擠壓在密封件與所述其中一個滾子之間。這種構(gòu)造是有利的，因為它允許可同時地進行連續(xù)密封和管的扭曲控制。
根據(jù)一個實施例，開口設置成可賦予管預定的周邊。這種實施例是有利的，這是因為除了在同一裝置上進行扭曲校正和可能有的連續(xù)密封之外，它還允許另一功能，即管的成形功能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，其中至少一個滾子構(gòu)造成使得其旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的。在本發(fā)明裝置的一個實施例中，多個滾子的旋轉(zhuǎn)軸線方向是可調(diào)的，以便控制管的扭曲。該多個滾子中所含滾子的數(shù)量越多，就可越容易地控制管的扭曲，這是因為固定滾子會抵消扭曲的調(diào)整。
根據(jù)以上實施例，該裝置可構(gòu)造成使得多個滾子的旋轉(zhuǎn)軸線方向的調(diào)整是相關(guān)聯(lián)的。這是有利的，因為它可保證滾子最佳地配合操作，并使得可實現(xiàn)該裝置的相對簡單的設計。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該裝置可設置成使得旋轉(zhuǎn)軸線的方向從基本上垂直于管縱向軸線的默認方向中來進行調(diào)整。默認方向指的是在不必對管的扭曲進行調(diào)整時旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
本發(fā)明的裝置可構(gòu)造成使得各滾子的滾動面是凹面的。這是有利的，因為管的外表面是通常彎曲的，因此與平面相比，凹面通常會在滾子與管之間形成較大的接觸面積和摩擦。這又有助于對管扭曲的控制。
根據(jù)該裝置的一個實施例，旋轉(zhuǎn)軸線與經(jīng)過相應一個滾子的中心的軸桿重合，可通過傾斜軸桿的一端來進行調(diào)整。這種實現(xiàn)本發(fā)明的方式比較簡單和穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的裝置構(gòu)造成可與扭曲檢測器進行通信，可作為扭曲檢測器的輸出的函數(shù)來控制管的扭曲。這使得可連續(xù)地反饋管的扭曲并在必要時進行即時的校正。這種檢測器可根據(jù)任何合適的檢測技術(shù)如光檢測技術(shù)來操作。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制包裝材料的管相對于用于管橫向密封的設備的扭曲的方法的特征在于，其包括允許包裝材料從開口中通過，該開口由多個滾子形成，滾子具有設置成與管的外表面相接觸的滾動面。該方法還包括調(diào)整至少其中一個滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，以便控制管的扭曲。
與裝置有關(guān)的上述特征當然可轉(zhuǎn)移到根據(jù)本發(fā)明的方法上。另外，應當強調(diào)的是，上述特征可組合在同一實施例中。


現(xiàn)在將參考所附的示意性附圖來更詳細地介紹本發(fā)明，這些附圖顯示了本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例的示例。
圖1是包括有根據(jù)本發(fā)明的裝置并根據(jù)本發(fā)明的方法來操作的包裝機的一部分的透視圖。
圖2是與圖1相對應的框圖。
圖3是與圖1相對應的流程圖。
圖4是圖1所示裝置的局部透視圖。
圖5是圖1所示裝置的局部頂視平面圖。
圖6是圖4和5所示裝置的一部分的透視圖。
圖7是圖1所示裝置的局部透視圖。
圖8是圖1所示裝置的局部透視詳圖。
具體實施例方式
圖1顯示了用于由包裝材料卷12來生產(chǎn)包裝的機器10的一部分。圖2包含了該裝置的相應的示意性框圖，而圖3包含了顯示出相應方法的流程圖。包裝材料是開篇所述的類型，即外覆有熱塑性材料的紙質(zhì)芯層的包裝材料。當經(jīng)過機器的該特定部分時，便由該最初為基本上平面的材料卷12而形成了密封的管。通過包括在機器10內(nèi)的多個管成形機構(gòu)14，16和裝置18來進行管的成形。管成形機構(gòu)14，16的主要任務將材料卷12首先成形(步驟A)為具有處于材料卷的兩個相對邊緣部分24和26之間的重疊接縫22的管20，這些機構(gòu)在本文中不作詳細介紹。裝置18設置成可控制管相對于用于管橫向密封的密封設備28的扭曲。密封設備28僅僅示意性地顯示于圖2中，在本文中不作詳細介紹。裝置18還設置成通過在重疊接縫22的縱向密封之前賦予管所需的直徑來完成材料卷的成形。這將在下文中更詳細地介紹。
裝置18局部地且更詳細地顯示于圖4、5和6中。它包括六個相似的滾子30，這些滾子形成了基本上為圓形的開口32，開口32設置成可接受(步驟B)包裝材料的未密封的部分成形的管20。開口將決定(步驟C)經(jīng)密封的管的最終外周邊。當經(jīng)過開口32時，管20施加徑向力于滾子上，并因所引起的摩擦而使?jié)L子滾動。滾子30均具有凹面34，用于在管20與裝置18之間得到相對較大的接觸面。另外，形成了旋轉(zhuǎn)軸線的軸桿36設置成經(jīng)過各滾子30的中心。其中一個滾子即滾子30’與密封件一起進行(步驟D)管的縱向密封，該密封件為設置成在管的內(nèi)部與滾子30’相對的配對滾子38的形式。為清楚起見，該密封件只能在圖5中看到。在縱向密封期間，接縫22被擠壓在滾子30’與密封件38之間，密封件38根據(jù)任何適當?shù)拿芊饧夹g(shù)來工作，以便密封該接縫。
該管會因例如不均勻的材料卷張力的原因而在制造過程中發(fā)生扭曲。這可導致最初所討論的問題，即，會得到錯位裝飾的風險以及難于在與縱向密封相交的區(qū)域中進行橫向密封的風險。因此，如圖7-8所示，裝置18構(gòu)造成使得軸桿36以及滾子30的旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的，以便控制管的扭曲。為清楚起見，在圖8中只顯示了其中一個滾子30。軸桿36的默認方向基本上垂直于管的縱向軸線。如果要求相對于橫向密封設備28來進行管的扭曲校正，則從默認方向中向上傾斜軸桿的一端40以進行順時針校正，或者向下傾斜軸桿的一端40以進行逆時針校正，而軸桿的另一端(未示出)保持不動。傾斜通過銷子42來進行，其設置成可穿過支承套44中的孔自由地運動，并支撐了滾子30的軸桿36的一端40。支承套44設置在裝置18的滾子支撐板46上。在支承套44之下，設置了銷子42可貼靠于其上的楔塊48。楔塊48固定在裝置18的滑動板50上。楔塊的在同銷子相接觸的點處的厚度決定了銷子從支承套突出來達到什么程度，以及軸桿36的(相對于默認方向的正的或負的)傾斜程度。因此，軸桿36的方向可通過改變楔塊48相對于支承套44的位置來進行調(diào)整。裝置的滾子支撐板46和滑動板50活動地連接，從而可通過這兩者之間的相對旋轉(zhuǎn)運動來進行調(diào)整。滑動板50可相對于保持不動的滾子支撐板46運動。通過滑動板中的槽54和連接在滾子支撐板46上的間隔件56來進行所述板之間的連接。間隔件56設置在槽54中，并以滑動板50可相對于它運動的方式而連接在滑動板50上?；瑒影?0連接在可使滑動板50運動的促動機構(gòu)58(圖7中部分地示出)上。促動機構(gòu)58由管扭曲檢測器來控制。
上述介紹是針對其中一個滾子來進行的，然而其它滾子也以基本相同的方式來工作。因此，當要求校正管相對于橫向密封設備28的扭曲時，通過一個共同的旋轉(zhuǎn)動作便可以相關(guān)聯(lián)的方式來調(diào)整所有滾子30的軸桿36的方向。
為了判斷是否要求校正管相對于橫向密封設備的扭曲，裝置18設置成可與扭曲檢測器52進行通信，這僅示意性地顯示于圖2中并由虛線表示。扭曲檢測器52設置在管成形機構(gòu)16與裝置18之間，即處于包裝機中的材料卷僅部分地形成為管的那一部分中。這里，邊緣部分24，26不是重疊的，而是仍分開了一定的距離。檢測器52通過發(fā)射兩束平行光束并檢查這些光束是否被反射來光學式檢測(步驟E)材料卷的其中一條縱向邊緣的位置。如果不需要調(diào)整管的扭曲，即如果材料卷邊緣的位置是正確的，則其中一束光束將碰撞到材料卷上并被反射，而另一束光束將不會碰上材料卷并且不會被反射。因此，如果這兩束光束都未被反射，或者這兩束光束都被反射，則需要進行將被傳遞至裝置18上的調(diào)整。因此，如果判斷(步驟F)出必須進行扭曲校正，則相應地調(diào)整(步驟G)所有滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，否則就不進行這種調(diào)整。因此，當管從裝置18中輸出(步驟H)時，它將具有相對于密封設備28的正確扭曲。
在以上實施例中，盡管在圖中不明顯，然而步驟C、D、F和G都是基本上同時地進行的，然而也可以進行多種變化。例如，在一個備選實施例中，在滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的調(diào)整(步驟G)之前進行縱向重疊接縫的密封(步驟D)。自然地，這將需要不同構(gòu)造的密封件。
另外，在所述示例中，扭曲檢測器設置在管成形機構(gòu)與裝置之間。然而，可以使用不同的扭曲檢測器，其可設置在包裝機中的任何位置，并且可根據(jù)另一實施例設在用來控制管扭曲的裝置之后。在另一實施例中，扭曲檢測器設在管成形機構(gòu)之前。
另外，所有滾子不必是相似的和以相同方式來工作。根據(jù)一個實施例，一些滾子是不動的，而其余的滾子具有可調(diào)的旋轉(zhuǎn)軸線。根據(jù)另一實施例，一些滾子具有可調(diào)的旋轉(zhuǎn)軸線，以便在順時針方向上執(zhí)行管的扭曲，而其它滾子具有可調(diào)的旋轉(zhuǎn)軸線，以便在逆時針方向上執(zhí)行管的扭曲。
上述實施例只應被視為示例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認識到，在不脫離本發(fā)明的概念的前提下，可以多種方式來對上述實施例進行組合和變化。
作為一個示例，由滾子形成的開口不必是圓形的，而是可具有任何形狀。另外，可以采用任何數(shù)量的滾子來形成開口，六個僅僅是一個可行的數(shù)量。
另外，用于調(diào)整滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的機械構(gòu)造僅僅是示例性的。當然，任何其它合適的構(gòu)造也可用于本發(fā)明中。
盡管在上文中未介紹，然而經(jīng)密封的管自然可在橫向密封之前填充有預定產(chǎn)品。例如，經(jīng)密封的管可填充有液體產(chǎn)品，如飲料。
最后應當指出，附圖未按比例繪制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制包裝材料的管(20)相對于用于所述管的橫向密封的設備(28)的扭曲的裝置(18)，其特征在于，所述裝置包括有多個滾子(30)，其形成了所述包裝材料可從中通過的開口(32)，各所述滾子的滾動面(34)設置成與所述管的外表面接觸，并且至少其中一個所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的，以便可控制所述管的扭曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(18)，其特征在于，所述裝置設置成可接受包裝材料卷(12)，并且還包括密封件(38)，其設置成可對所述材料卷的兩個相對邊緣部分(24，26)之間的重疊接縫(22)進行密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(18)，其特征在于，所述密封件(38)設置成與其中一個所述滾子(30’)相對，并設置成與所述管(20)的內(nèi)表面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，所述開口(32)設置成可賦予所述管(20)預定的周邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，多個所述滾子(30)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的，以便控制所述管(20)的扭曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置(18)，其特征在于，多個所述滾子(30)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向的調(diào)整是相關(guān)聯(lián)的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向可從基本上垂直于所述管(20)的縱向軸線的默認方向中進行調(diào)整。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，各所述滾子(30)的滾動面(34)是凹面的。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線與經(jīng)過相應一個所述滾子(30)的中心的軸桿(36)重合，可通過傾斜所述軸桿的一端(40)來進行調(diào)整。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(18)，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成可與扭曲檢測器(52)進行通信，可作為所述扭曲檢測器的輸出的函數(shù)來控制所述管(20)的扭曲。
11.一種用于控制包裝材料的管相對于用于所述管的橫向密封的設備的扭曲的方法，其特征在于，所述方法包括步驟允許所述包裝材料穿過(步驟B和H)開口，其中所述開口由多個滾子形成，所述滾子具有設置成與所述管的外表面相接觸的滾動面；以及調(diào)整(步驟G)至少其中一個所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，以便控制所述管的扭曲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，允許所述包裝材料穿過所述開口包括在所述開口中接受(步驟B)所述包裝材料卷，對所述材料卷的兩個相對邊緣部分之間的重疊接縫進行密封(步驟D)，以及輸出(步驟H)所述經(jīng)密封的管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述重疊接縫的密封(步驟D)是與所述管扭曲的控制基本上同時地進行的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括賦予(步驟C)所述管由所述開口確定的周邊。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括調(diào)整(步驟G)多個所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，以便控制所述管的扭曲。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括對多個所述滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向進行相關(guān)聯(lián)的調(diào)整。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中任一項所述的方法，其特征在于，調(diào)整(步驟G)所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向包括從基本上垂直于所述管的縱向軸線的默認方向中來對所述方向進行調(diào)整。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17中任一項所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線與經(jīng)過相應一個所述滾子的中心的軸桿重合，調(diào)整(步驟G)所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向包括傾斜所述軸桿的一端。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括檢測(步驟E)所述管的扭曲，并作為所述檢測結(jié)果的函數(shù)來控制所述管的扭曲。
全文摘要
提供了一種用于控制包裝材料的管(20)相對于用于管橫向密封的設備(28)的扭曲的裝置(18)和方法。該裝置的特征在于包括有多個滾子(30)，其形成了包裝材料可從中通過的開口(32)。各滾子的滾動面(34)設置成與管的外表面相接觸。另外，至少其中一個滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向是可調(diào)的，以便可控制管的扭曲。
文檔編號B65B9/20GK1803534SQ20051006963
公開日2006年7月19日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者B·羅斯貝里, A·阿斯珀 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司