專利名稱:用于包裝機(jī)的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明談的是包裝機(jī)做包裝的方法。這種包裝機(jī)通過將材料板變成管筒、將管筒下移、不斷地將其橫向壓扁、封接在一起、利用密封裝置將其下部與其上部敞開端封閉開等工序，最終將板狀包裝材料變成包裝箱。
本發(fā)明還涉及在下述包裝機(jī)上實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。這種包裝機(jī)可將管狀包裝材料變成一個(gè)一個(gè)的包裝箱，它在包裝管筒中設(shè)有密封裝置，其可在該管筒下部封出密封空間。
用來盛裝例如牛奶、其它液體或半流食品的包裝箱，通常是由多層柔性包裝材料制成的，而這種材料通常包括幾層紙、熱塑性材料及鋁箱。一種已知包裝箱是這樣制成的，即在上述包裝層狀板供入包裝機(jī)的同時(shí)，將其兩縱邊連在一起，并以液密方式彼此密封起來，而將該板不斷變成筒形。隨后，將所需量的填充物送入包裝材料管的下部，通過將該包裝材料管不斷橫向密封，隨之剪切，該包裝材料管就在協(xié)同工作的密封夾板的幫助下，分成彼此分開的一個(gè)一個(gè)的包裝箱。與此同時(shí)，進(jìn)行某種成形加工，使得這種包裝箱最終獲得所需要的形狀，例如平行六邊形。
在把這種包裝材料管的下部變成具有例如基本為矩形截面的一個(gè)一個(gè)的包裝箱的時(shí)候，利用了存于包裝材料管中的物料和氣體作為成形加工的支撐材料，因?yàn)?，否則的話，柔性包裝材料會(huì)不規(guī)則地皺折在一起。為防止在成形加工期間，將該物料及所有上述內(nèi)封氣體經(jīng)包裝材料管的上部敝開端壓出去，在該包裝材料管內(nèi)沒有一密封裝置，其位于將該材料管橫向壓平及成形加工位置之上一定距離處。該密封裝置由在上述管內(nèi)垂直延伸的填料管支撐在上述管內(nèi)。因?yàn)樵摪b材料管及該填料管相互可移動(dòng)，因此，要在機(jī)器工作期間獲得需要的密閉性，對密封裝置的結(jié)構(gòu)就要提出很高要求。目前所用的辦法是采用橡膠套及柔性“裙”之類的部件，但已證明是不能令人滿意的，主要是因?yàn)樵谏鲜鎏盍瞎芎桶b材料管之間有相對側(cè)向運(yùn)動(dòng)期間，所需密閉性不能保持。另外，因?yàn)殁徯蚊芊馓椎驮诓牧瞎軆?nèi)的壓力必須相對較大，因而不希望有的密封的磨損就非常明顯。
本發(fā)明的目的就是提供一種方法，利用這種方法，有可能令人滿意地將包裝材料管的下端按照需要封閉一部分，使得在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間，可以使該管下端保持在所需壓力下，從而允許對包裝材料管進(jìn)行成形加工。
本發(fā)明的另一目的是提供一種封閉包裝材料管下端的方法，該方法沒有從前所用的那些方法所存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種密封移動(dòng)包裝材料管的方法，利用這種方法，即使在包裝材料管與密封支撐件之間有較大的相對側(cè)向位移，也會(huì)獲得令人滿意的密閉性。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的以及其它目的均達(dá)到了，因?yàn)樯鲜龇椒ǖ奶攸c(diǎn)在于，該密封裝置有一帶周向密封的徑向可移動(dòng)的密封座，該周向密封靠在包裝材料管的內(nèi)側(cè)，輸送到材料管下部的氣壓介質(zhì)作用在密封座上使密封座受壓，壓在位于上方的密封面上，抵抗向下作用在密封及密封座上的力。
已給出本發(fā)明方法的較好實(shí)施例，根據(jù)從屬權(quán)項(xiàng)2和3，其特征是很明顯的。
由于按照本方法設(shè)計(jì)了作為本發(fā)明全題的可以徑向移動(dòng)的密封座，因而獲得了密封效果，即使包裝材料管或填充管有較大的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，該管下部中的氣體壓力產(chǎn)生變化，也能保持該密封效果。盡管材料管有側(cè)向運(yùn)動(dòng)(以前的方法是不能的)，密封與包裝材料管內(nèi)側(cè)之間的接觸壓力，沿包裝材料管的圓周，可以保持基本不變。
本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，該裝置沒有以前已知裝置的那些缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的另一目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長而且制造成本低的裝置。
本發(fā)明裝置的另一目的是提供一種密封裝置，該裝置的可動(dòng)件最少，無彈簧和運(yùn)動(dòng)件等，因此其易于清洗及消毒，因而特別適用于無菌包裝機(jī)。
本發(fā)明裝置的另一目的是提供一種密封裝置，如果需要的話，其中的密封件可以更換，而且更換時(shí)操作簡單，費(fèi)用不高。
這些以及其它一些目的均按本發(fā)明而達(dá)到，因?yàn)樯鲜鲅b置的特征在于，其密封裝置有位于包裝材料管內(nèi)的固定的密封導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置支撐著可動(dòng)密封座，而該密封座的圓周布有環(huán)形密封件，該密封件靠在包裝材料管的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明裝置的較佳實(shí)施例已經(jīng)給出，而且根據(jù)權(quán)項(xiàng)5～10，其特征是很明顯的。
由于根據(jù)本發(fā)明，使密封裝置有可側(cè)向運(yùn)動(dòng)的密封座，而該密封座又支撐著位于圓周的環(huán)形密封件，因此該裝置的密封功能與可動(dòng)功能彼此就分開了，這就意味著，每一上述部件本身可以根據(jù)其特殊任務(wù)而最佳化，從而獲得改進(jìn)的整體效果。因?yàn)槊芊庾勺霰匾膫?cè)向運(yùn)動(dòng)，則舉例來說，密封的柔性就不需要那么大了，這樣便可從磨損的觀點(diǎn)(舉例而言)來選擇密封材料，改善其性能。
現(xiàn)在參考附圖(僅示出了解本發(fā)明不可缺少的部件)，更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的方法及裝置的較佳實(shí)施例。
圖1從原理上表示出，利用了本發(fā)明方法及裝置的包裝機(jī)上，將板狀包裝材料變成單個(gè)包裝箱的情況。
圖2表示依據(jù)本發(fā)明布于圖1所示包裝機(jī)上的密封裝置的放大的局部剖視圖。
圖1所示的包裝機(jī)是從前已知的將板狀材料變成單個(gè)包裝箱的那種包裝機(jī)。包裝材料是一種層壓板，通常來說，其中心是承載紙層，而紙層的每一側(cè)都覆蓋有幾層薄的防液體滲漏的熱塑性材料;例如聚乙稀。當(dāng)要制造用來盛無菌物品的包裝箱時(shí)，要采用消過毒的包裝層壓板，這種層壓板，除了上述的承載紙層及塑料層外，還包括幾層例如鋁箱類的氣障材料。在將包裝層壓板變成單個(gè)包裝箱前，要使包裝層壓板先經(jīng)過殺菌裝置，例如經(jīng)過盛有過氧化物或其它類似物質(zhì)的槽子，然后在無菌條件上進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換加工及填充。這種技術(shù)及實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的包裝機(jī)，是本專業(yè)的內(nèi)行人所熟知的，因此在這里無需詳述。
根據(jù)圖1，可以很清楚地了解，包裝材料是如何以卷簡2的形式送到包裝機(jī)1的，以及卷簡2是被支撐著，以便其在包裝機(jī)的儲(chǔ)料箱中是可以旋轉(zhuǎn)的。包裝材料板3從儲(chǔ)料箱中出來，經(jīng)過一系列導(dǎo)滾4，上升到該機(jī)的上部，在這里經(jīng)過轉(zhuǎn)向滾5，然后基本上是垂直向下地繼續(xù)經(jīng)過該包裝機(jī)。借助沿材料板3的運(yùn)動(dòng)路徑布置的各種折疊及成形件6，7，包裝材料板3在其向下經(jīng)過該機(jī)期間，連續(xù)地變成筒狀，在此過程中，其兩個(gè)縱邊彼此相對地導(dǎo)向，并封接在一起，這樣便做出了有縱向液密性密封的材料管8。兩個(gè)縱邊被封接在一起，是借助由熱空氣噴咀9供熱來實(shí)現(xiàn)的，利用這種方法，位于邊緣的熱塑性層的部分被熔化，然后將兩個(gè)縱邊壓在一起，同時(shí)冷卻，這樣，該熱塑性層便彼此連在一起，從而獲得所需要的完全防液體滲漏的接頭。
然后，經(jīng)過從包裝材料管8的上部開口端插入的填充管10，將物料導(dǎo)入所形成的包裝材料管8的下端。然后，該填料管基本是同心地向下進(jìn)入該包裝材料管，并在該管下端之上留出一定距離。在填充管10開口端下方的一定距離處，在包裝材料管8的每一側(cè)，都布有成形及封接夾板11，12，其在彼此成對使用的情況下，適合對包裝材料管8進(jìn)行加工。為簡明起見，僅在圖中示出一套成形及封接夾板，但實(shí)際上，通常有更多的夾板，它們可替換，對包裝材料管進(jìn)行加工。
封接夾板12待此相向、分開連續(xù)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便以均勻的間隔，沿橫向封接區(qū)壓縮及封接包裝材料管8，同時(shí)，封接夾板12還沿垂直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們處于上端位置時(shí)，它們彼此相向運(yùn)動(dòng)，壓縮并卡住包裝材料管。在隨后的經(jīng)過包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)中，包裝材料管的壁被壓縮并熔焊在一起，同時(shí)，包裝材料管前移一定距離，其距離相當(dāng)于每一個(gè)包裝箱的長度。在兩個(gè)成形夾板11向下位移期間，它們彼此相向擺動(dòng)，緊靠密封夾板12上方的包裝材料管8的部分，局部被壓縮成形為所需形狀，本例基本為具有矩形截面的彈性墊形式。當(dāng)密封夾板12到達(dá)其較低位置時(shí)，在材料管被橫向切刀沿密封夾板壓縮的區(qū)域斷開的同時(shí)，成形夾板11再次擺開，結(jié)果，已經(jīng)形成的一個(gè)包裝箱13便從包裝材料管脫開。在密封夾板12彼此移開以后，借助一輸送器(來示出)的幫助，將該包裝箱傳下去，以便繼續(xù)加工和最后成形，這樣便制造出所需形狀的(本例為平行六面體)包裝箱。
如早先所述，所需物件經(jīng)填充管10被輸送到包裝填充管8的下端，在包裝機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，部分填充的包裝箱被制成，要制成這樣的包裝箱，或者將物料連續(xù)以這樣的速率輸送，使得當(dāng)輸送工作被管子的壓平及封接工序打斷時(shí)，形成的每一單個(gè)包裝箱已充有所需的量，或者管子一完成封接，就按份輸送所需量的物件。
制造來完全填充的包裝箱，當(dāng)然就意味著在包裝箱的上端有空氣空間。在將包裝材料管的下端較變成單個(gè)包裝箱時(shí)，必須以適當(dāng)方式將空氣或氣體封在包裝材料管中，因?yàn)?，否則的話，就不會(huì)獲得為滿意地成形加工所需要的平衡壓力。為了產(chǎn)生必要的平衡壓力而不管出現(xiàn)空氣空間，包裝機(jī)就得包括一密封裝置14，該密封裝置布于填充管10的周圍，并距填充管的開口端有一定距離，將材料管的下端與周圍大氣封隔開。該密封裝置14由填充管10支撐并靠在其上，形成對填充管10以及對包裝材料管內(nèi)側(cè)的密封。除填充管10外，還有一輸氣管15，伸入該密封裝置，以將氣體，例如惰性的體或空氣，輸送到包裝材料管的封閉下端。由圖2清楚可見，該輸氣管15與密封裝置以下的空間相通，因而可將適當(dāng)?shù)膲毫橘|(zhì)輸送到由密封裝置分開的包裝材料管8的下部，因而在管子下端成形及壓平過程中，其可以保持在適當(dāng)壓力之下。輸送壓力介質(zhì)的輸氣管15，與填充管10一樣，經(jīng)包裝材料管的上部開口端與填充管10平行地向下伸入包裝材料管及密封裝置14。若需要的話，輸送例如不同類物料等的其它輸送管，也可同樣地向下伸入該材料管并通過該密封裝置14，但此在圖上并未示出。
從顯示密封裝置的放大及局部剖視圖的圖2中清楚可見，該密封裝置包括分成兩部分的密封導(dǎo)向裝置16，其上，下兩部分的適當(dāng)方式例如借助
釘連接(圖中未出)與填充管10相連。導(dǎo)向裝置16的上部用來固定輸光管15的下端，并有一導(dǎo)管17，用來便輸氣管15的下端與包裝材料管中位于導(dǎo)向裝置16上部以下的空間相通。
在密封導(dǎo)向裝置16的上、下兩部分之間，有一環(huán)形槽式的空間，一密封座18布于其中并可移動(dòng)。密封導(dǎo)向裝置16的兩部分之間的間隙比密封座18的相應(yīng)尺寸稍大，這就是說，該密封座18徑向及軸向均可移動(dòng)。但其軸向運(yùn)動(dòng)僅限制在十分之幾毫米的范圍內(nèi)。該密封座18有一中心孔19，其直徑明顯地比填充管10的外徑大，結(jié)果，在填充管10和密封座18之間，形成通道20，以便壓力介質(zhì)經(jīng)輸氣管15和導(dǎo)管17面流入。在中心孔19的周圍，以均勻間隔布置著突出部21，以便以適當(dāng)方式限制密封座18相對于填充管10的徑向運(yùn)動(dòng)。
在上部的密封導(dǎo)向裝置16的下側(cè)，有密封平面22，該面位于密封裝置18的類似平面的上表在之上，并有一點(diǎn)距離。在密封座18的上表面沒有一突出的環(huán)狀密封件23，該環(huán)狀密封件23可以由例如四氟乙稀制成，其直徑超過中心孔19的直徑，以便可以將處于密封導(dǎo)向裝置16中的導(dǎo)管17與密封座18中的中心孔19之間的通道封閉，使得壓力介質(zhì)不能經(jīng)過密封座與上部導(dǎo)向裝置16之間的空隙流出面進(jìn)入材料管的上部敞開端。
在密封座18的圓周，有由柔性材料例如硅橡膠制成的環(huán)形密封24，該密封有一朝向下方的唇，該唇壓在包裝材料管的內(nèi)表面，這一方面是因?yàn)樵撁芊獠牧系娜嵝?，一方面是因?yàn)樵诓牧瞎芟露酥械膲毫Α?br>為清楚起見，示于圖2的本發(fā)明的密封裝置的結(jié)構(gòu)被簡化了，并且安裝、拆卸以及調(diào)整該裝置的元件均未示出。但可理解的是，是有這些元件的，以便能夠例如從填充管10上拆下下密封導(dǎo)向裝置16，從而更換座封座、密封以及調(diào)整兩部分密封導(dǎo)向裝置16之間的間隙。
在利用包裝機(jī)及本發(fā)明的密封裝置制造部分填充的包裝箱13時(shí)，如前所述，要將帶有包裝材料3的卷筒2置于包裝機(jī)中。包裝材料3向上經(jīng)過包裝機(jī)，當(dāng)它通過位于包裝機(jī)上端的轉(zhuǎn)向滾子5后，便基本垂直封接在一起后，同時(shí)通過紙板的兩個(gè)縱向邊封接在一起，而變成筒狀。接在一起后，液密性的包裝材料管8便通過密封裝置14，因而該密封裝置14便限定出處于材料管下端的封閉空間，這時(shí)將氣體壓力介質(zhì)，經(jīng)輸氣管15，導(dǎo)入包裝材料管8的封閉空間中，因而該空間處于壓力之下。將例如無菌空氣或隨性氣體等壓力介質(zhì)在最大壓力0.3巴，最好是0.15巴的壓力下輸入，該壓力作為將包裝材料管的下端封接在一起及其成形加工所需的平衡壓力是適合的。
氣體的輸送如圖2箭頭25所示，經(jīng)過輸氣管15，上密封導(dǎo)向裝置16中的導(dǎo)管17，密封件23的內(nèi)部，中心孔19以及密封座18下表面的通道20流出。在此過程中，氣體壓力介質(zhì)會(huì)作用在密封座及其密封上，這樣盡管密封座有其重量，盡管因密封24靠在包裝材料管的內(nèi)側(cè)，而材料管不斷地向下運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生作用在密封座18上的向下的壓力，也會(huì)使得密封件23壓在密封面22上。密封件23與密封面22的接觸壓力值，取決于受到壓力介質(zhì)的向上壓力作用的密封座的下側(cè)面與受到向下壓力作用的密封座的上側(cè)面之間的尺寸之差。在這方面，就是要選擇密封件23的直徑，使得表面尺寸差能夠產(chǎn)生所需的向上的力，而該力大于由材料管的運(yùn)動(dòng)及密封座18的重量所產(chǎn)生的力。壓力作用著的密封座18(包括密封24)的下側(cè)面的面積與其上側(cè)面的面積之間比的典型數(shù)值可為4∶1，說到絕對數(shù)值，對于例如大約100毫米直徑的材料管(制造大約盛1升物料的包裝箱)，下表面的面積可為58厘米2，上表面的面積可為13厘米2，這時(shí)密封件23與密封面的接觸壓力約等于0.5巴，已發(fā)現(xiàn)該壓力值可提供令人滿意的防漏安全性能。由于本發(fā)明的這一結(jié)構(gòu)，密封件23與密封表面22的接觸壓力可以精確確定與選擇，從而獲得需要的密閉度，同時(shí)密封座18又可足以沿徑向運(yùn)動(dòng)，從而盡管材料管8與支撐密封裝置14的填充管10之間有相對徑向運(yùn)動(dòng)，仍然可提供良好的密封。通過選擇盡可能小的接觸壓力，密封座18將會(huì)易于側(cè)向運(yùn)動(dòng)，這就是說，密封24的隨動(dòng)能力很大，因而密封效果最佳，同時(shí)因與運(yùn)動(dòng)的包裝材料管壁的接觸而產(chǎn)生的磨損也減少。因?yàn)槊芊?4需要用柔性材料的要求減小，就可以在選擇材料時(shí)，多注意密封的抗磨損性，這又可以進(jìn)一步改善密封功能。
實(shí)踐證明，本發(fā)明的密封裝置效果非常好，并且該密封裝置使得第一次有可能以合理而經(jīng)濟(jì)的方法，將管狀材料制成部分填充的包裝箱。
權(quán)利要求
1.在一種包裝機(jī)上，將材料板變?yōu)楣軤?，該管向下運(yùn)動(dòng)，不斷將其橫向壓平并封接在一起，同時(shí)利用密封裝置，將該管的下部與其上部敞開端封隔開，從而將板狀包裝材料變?yōu)榘b箱的一種方法，其特征是，該密封裝置(14)包括一徑向移動(dòng)的密封座(18)，其圓周上有密封(24)，該密封(24)靠在材料管(8)的內(nèi)側(cè)，輸送至材料管(8)下部的氣體壓力介質(zhì)這樣作用在密封座(8)上，使得該密封座受壓而靠在位于上方的密封面(22)上，能夠低抗作用在密封及密封座上的向下的作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種方法，其特征是壓力介質(zhì)經(jīng)該密封座(18)中的孔輸送到該材料管(8)的下部，由壓力介質(zhì)及包裝材料管(8)產(chǎn)生的向下的合成力，比包裝材料管下部封起來的部分中的壓力介質(zhì)作用在密封座(18)上的向上的作用力小。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的一種方法，其特征是，該壓力介質(zhì)的壓力最大為0.3巴，最好為0.15巴。
4.在下列這類包裝機(jī)上實(shí)現(xiàn)上述一個(gè)權(quán)利要求
或多個(gè)權(quán)利要求
所述方法的一種裝置，該類包裝機(jī)將管狀包裝材料變?yōu)橐粋€(gè)一個(gè)的包裝箱，并且在材料管(8)中有一密封裝置(14)，該密封裝置(14)在材料管(8)的下端封隔出一個(gè)封閉的空間，其特征是，該密封裝置(14)有一位于材料管(8)中的固定的密封導(dǎo)向裝置(16)，該導(dǎo)向裝置(16)支撐著一個(gè)可移動(dòng)的密封座(18)，該密封座的圓周有環(huán)狀密封(24)，該環(huán)狀密封(24)靠在材料管(8)的內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的一種裝置，其特征是，該密封導(dǎo)向裝置(16)有兩個(gè)部分，在這兩部分之間布置著密封座(18)，使其可以移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的一種裝置，其特征是密封導(dǎo)向裝置(16)的兩部分之間的間隙大于密封座(18)的相應(yīng)尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求
4～6的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求
所述的一種裝置，其特征是，密封導(dǎo)向裝置(16)和密封座(18)有壓力介質(zhì)通道(17，19，20)，這些通道在環(huán)狀密封件(23)內(nèi)延伸，而該環(huán)狀密封件(23)在密封座(18)和密封導(dǎo)向裝置(16)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的一種裝置，其特征是，密封件(23)在壓力介質(zhì)的作用下壓在相鄰密封面(22)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求
4～8的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求
所述的一種裝置，其特征是，承受壓力介質(zhì)從下面作用著的密封座(18)的表面面積，比承受壓力介質(zhì)從上面作用著的密封件(23)內(nèi)側(cè)的表面面積大得多。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的一種裝置，其特征是，其壓力差使得密封件(23)與密封面(22)的接觸壓力大約為0.5巴。
專利摘要
通過對管狀包裝材料的外部加工、封接和切割，制造包裝箱。在成型加工中，管中物料用作支撐。為防止在此加工過程中，封著的空氣通過材料管的上部敞口端壓出，用了置于材料管中的一個(gè)密封裝置(14)，它包括一個(gè)可動(dòng)的密封座(18)。依據(jù)本發(fā)明，該密封座由封著的空氣壓力以平衡的方式壓著，因而可以形成對密封面(22)的密封。在密封座的圓周上，有柔性材料的密封(24)，其靠在材料管的內(nèi)側(cè)。
文檔編號B65B9/207GK85106228SQ85106228
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月19日
發(fā)明者埃羅斯·扎諾尼 申請人:利樂發(fā)展公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan