CN101397060A - 用于传递并倒置可倾倒食品的密封包装的单元和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于传递并倒置可倾倒食品的至少一个密封包装(2)的单元(1)和方法，该密封包装(2)包含可倾倒食品并具有第一轴线(A)；该单元(1)具有：至少一个推动构件(15)，和引导机构(17)，该推动构件(15)与该包装(2)合作以沿着第一路径(P)将该包装(2)从进料站(4)馈送到出料站(5)；而且，该引导机构(17)沿着该第一路径(P)与该包装(2)合作以从进料位置到出料位置倒置该包装(2)，在该进料位置，该包装(2)被定位成该第一轴线(A)在第一方向(B)定向，在该出料位置，该包装(2)被定位成该第一轴线(A)在与该第一方向(B)交叉的第二方向(C)定向；该第一方向与第二方向(B、C)限定范围在四十五度到五十五度之间的角度(β)。

Description

用于传递并倒置可倾倒食品的密封包装的单元和方法

技术领域

本发明涉及用于传递并倒置可倾倒食品的包装的单元和方法。

背景技术

众所周知，许多可倾倒食品，比如，饮料、果汁、巴氏杀菌或UHT(超高温处理)牛奶、酒、番茄沙司等，以由灭菌包装材料所制成的包装销售。

这种类型的包装的一个典型示例是用于液体或可倾倒食品的平行六面体形包装，被称作无菌利乐砖(Tetra Brik Aseptic)(已注册商标)，这种包装通过折叠并密封层压带包装材料而制成。

这种包装材料具有多层结构，基本上包括基层和多个热封塑性材料层(例如，聚乙烯薄膜)，其中，基层用于硬度和强度，其可包括纤维材料层(例如，纸)，或矿物填充聚丙烯材料层；而且热封塑料材料层覆盖基层的两侧。

在用于长期贮存产品(比如，UHT牛奶)的无菌包装的情况下，包装材料还包括气体和光阻隔材料层，例如，铝箔或乙烯-乙烯醇(EVOH)薄膜，其被叠加到热封塑性材料层上并依次被另一热封塑性材料层覆盖，该另一热封塑性材料层形成最终接触食品的该包装的内面。

众所周知，这种包装在全自动包装机上生产，在该全自动包装机上，利用卷筒进给(web-fed)包装材料形成连续管；在该包装机上对该包装材料卷带进行灭菌，例如，通过施加化学灭菌剂，比如，过氧化氢溶液，一旦完成灭菌，就从包装材料表面移除该化学灭菌剂，例如，通过加热而蒸发；而且，以这种方式灭菌的包装材料卷带被保持在封闭的无菌环境中并且在纵向被折叠并密封成管。

向该管灌装灭菌的或经过无菌处理的食品并且沿着等距离间隔开的截面密封并切割以形成包装。

已知用于传递并倒置可倾倒食品的密封包装的单元。

更具体地说，这种单元沿着从进料站到出料站的第一路径连续地传递包装并同时从进料位置到出料位置倒置这些包装，其中，在进料位置，这些包装被定位成它们的轴线与水平成大约15°的倾斜，在出料位置，这些包装被定位成它们的轴线基本上垂直。

已知单元在进料站从第一输送机接收包装并且在出料站将它们馈送到第二输送机。

更具体地说，第一输送机在进料位置向该倒置与传递单元供给包装，且第二输送机在出料位置取回包装。

已知单元基本上包括旋转构件和两个固定轨道，该旋转构件具有多个推臂，这些推臂与相应包装合作以沿着第一路径推动这些包装；而且这两个固定轨道基本上沿着第一路径延伸并且与这些包装合作以将它们从倾斜的进料位置缓慢移动到出料位置。

更具体地说，馈送包装所沿的第一路径基本上为至少180°的弧线的形式，在弧线的末端，这些包装以垂直于包装离开包装机的出料方向的方向被馈送到第二输送机的输入点。

第二输送机还包括固定轨道，并且沿着第二路径馈送包装以使这些包装在平行于包装机的出料方向的方向定向。

为了进行这种操作，第二输送机为90°的弧线的形式。

尽管上述类型的单元是有效的，但它们还有改进的空间。

更具体地说，本申请人已观察到沿着第一路径和/或第二路径行进的包装倾向于自旋并抵靠着轨道压缩。

因此，包装具有沿着轨道滑动的倾向，从而变得变形，乃至与推臂完全失去接触并在这些轨道上从该单元甩出。为了防止这种情况发生，需要保持结构来包围该传递与倒置单元的固定轨道。

本申请人还观察到沿着弯曲的路径同时进行馈送和倒置，这些包装沿着第一路径非常不稳定。

因此，这些包装容易被卡在该单元内部，从而导致该包装机停机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于传递并倒置可倾倒食品的至少一个密封包装的单元，设计该单元以提供一种直接的低成本解决方案来解决典型地与已知单元相关联的前述缺点中的至少一个缺点。

根据本发明，提供一种如权利要求1所述的用于传递并倒置可倾倒食品的至少一个密封包装的单元。

本发明还涉及如权利要求15所述的传递并倒置可倾倒食品的至少一个密封包装的方法。

附图说明

现将参看附图以示例的方式来介绍本发明优选的非限制性实施例，在附图中：

图1示出根据本发明用于传递并倒置可倾倒食品的密封包装的单元和用于将包装馈送到该单元的第一输送机的侧视图(为了清楚起见，某些部件被移除)；

图2和图3从相对侧示出图1的单元和第一输送机和用于从图1的单元接收包装的第二输送机的透视图(并且为了清楚起见，某些部件被移除)；

图4示出图1至图3的单元和图3的第二输送机的顶视平面图；

图5示出图4的单元的透视放大顶视图(为了清楚起见，某些部件被移除)；

图6示出图1至图5的单元的细节。

具体实施方式

在附图中标号1总体上表示用于传递并倒置食品的密封平行六面体形包装2的单元，这些食品为(比如)饮料、果汁、半液体产品和一般而言可倾倒食品。更具体地说，每个包装2配备有已知的外部打开机构(未示出)，并且具有垂直于它的顶面3的轴线A。

单元1优选地被设计成在自动包装机(未总体上示出)上使用并且限定该包装机的工作站，该自动包装机利用层压带包装材料来生产所述食品的包装2。

参看图2至图5，单元1沿着从进料站4延伸到出料站5的路径P持续地馈送一连串的包装2，并且同时从进料位置到出料位置持续地倒置包装2，其中，在进料位置，包装2被定位成各自的轴线A在方向B中定向，在出料位置，包装2被定位成各自的轴线A在与方向B交叉(crosswise)的方向C中定向。

方向B与C最好限定范围在45°与55°之间的角β。

在所示示例中，方向C是垂直的，而且角度β为50°角。

更具体地说，单元1在站4持续并且连续地从输送机6(在图1至图3中仅部分地示出)接收包装2，其中各自的轴线A以与角度β互余(complementary)的角α倾斜(例如，与水平成40°角)，并且在出料站5在出料位置将它们馈送到输送机8(图2与图4)。

输送机6执行多个折叠操作以形成包装2并且包括多个扁方桨叶7，其支承相应包装2并且沿着终止于站4的路径W馈送这些包装，包装2被定位成轴线A平行于桨叶7，在站4，包装2被单元1拾取。

更具体地说，桨叶7与相应包装2的平行于轴线A的相应面37(图1至图4)合作。

桨叶7沿着环形路径行进，该环形路径具有与路径W共同的一部分，并且包括两个相对(分别为前进与返回)的分支。

更具体地说，在使用中，前进分支与返回分支在水平方向延伸。

桨叶7的环形路径还包括两个相对的垂直弯曲部分，每个垂直弯曲部分连接前进分支与返回分支的相应叠加端部。

路径W包括被桨叶7的路径的前进分支所限定的大致水平的主要部分和终止于站4的端部，而且沿着该端部，包装2沿着绕水平轴线的弯曲路径行进。

在站5，单元1连续地将包装2馈送到带式输送机8(已知的并且不再详细介绍)上并沿着与路径P的端部相切的基本上直的路径R。更具体地说，站5被输送机8的皮带的顶部前进分支9(图2、图4)的中间部分限定，在路径P的末端，包装2被连续地馈送到该中间部分上。

更具体地说，在站5的相对侧上，输送机8(以未示出的方式)限定包装机的输出并且在出料位置以这种方式输送包装2离开包装机。

单元1基本上包括多个推臂15，和轨道17，其中这多个推臂15用于在站4从输送机6的相应桨叶7移除各自的包装2并且沿着路径P将它们馈送到站5；并且轨道17沿着路径P与包装2合作以从进料位置到出料位置倒置包装。

路径P是绕平行于方向C的轴线E的弧形并且从站4到站5沿着90°角延伸。

每个臂15最好在即将滑离状态下从相应的桨叶7移除各自的包装2。

更具体地说，“即将滑离状态”是指包装2的一种状态，其中离心力和包装2自身的重量，与桨叶7和包装2之间的摩擦力平衡。

更具体地说，每个臂15刚好在桨叶7的进一步行进会使包装2从桨叶7上滑离之前从相应桨叶7移除相应包装2。

单元1还包括固定支承基座10(图2)和传动轴11，其中，固定支承基座10大致垂直于方向C；并且传动轴11绕轴线E持续旋转并且由包装机的电动机(图6)以未示出的已知方式提供动力。

单元1还包括关于轴线E的大致为圆柱形的旋转构件14(图1至图5)，其被装配到基座10上轴11上并且包括多个构件50，这些构件50被铰接到构件14上并且可释放地固定到相应推臂15上。

更具体地说，构件14大致为鼓形，并且具有顶壁21，该顶壁21具有与轴11接合的通孔；和大致圆柱形侧壁24，该侧壁24具有多个大致矩形的通槽25(图1至图5)，通槽25与相应构件50接合并且具有平行于轴线E的相应轴线。

每个构件50被铰接到构件14上以相对于构件14绕垂直于轴线E的相应的另一轴线F(图5)旋转，并且与构件14一体地绕轴线E旋转。

更具体地说，构件50被铰接到相应槽25的侧壁上。

每个构件50在一端限定凸轮从动件表面(未图示)，其在相对于基座10固定的凸轮18(图6)的凹槽33内滑动；并且在相对端限定棱形支座51，该棱形支座51在轴线E的相对侧开放并可释放地连接到相关臂15的端部101。

通过相应构件50，构件14从而沿着圆形路径S(图2)移动每个臂15，该圆形路径S具有与路径P共同的部分S1。

更具体地说，臂15和构件50绕轴线E等距离间隔开，并且在所示示例中在数目上是十二个。

每个臂15从相应构件50突出，并且在与部分101相对的端部包括平坦部分102，该平坦部分102限定平坦表面，该平坦表面与相关包装2的侧面40合作以沿着路径P馈送包装2。

更具体地说，面40平行于轴线A并垂直于面3、37。

每个臂15的部分101、102在相对于彼此倾斜的各自的方向中是细长的；并且每个臂15还包括部分103，该部分103介于部分101与102之间并且在一个方向中是细长的，该方向垂直于部分102的延伸方向且相对于部分101的延伸方向是倾斜的。

凸轮18(图6)由包装机的固定结构支承于相对于轴线E固定的位置并且与每个构件50合作以沿着路径S的与路径P共同的部分S₁将相关推臂15从与相应包装2相互作用并推动相应包装2的第一操作位置移动到释放包装2的第二操作位置并沿着路径S的其余部分S₂将相关推臂15从第二操作位置移动到第一操作位置。

更具体地说，在第一操作位置，每个臂15位于站4，且部分102平行于方向B；而且，在第二操作位置，臂15位于站5，且部分102平行于方向C并且与相关包装2分开。

为了单元1正常工作，每个臂15的部分102(图2)被定位成沿着路径P平行于相关包装2的轴线A。

更具体地说，每个臂15在第一操作位置相对于轴线E具有最大径向延伸，并且在第二操作位置包含于相应槽25的径向延伸内。

凸轮18的凹槽33限定了构件50的凸轮从动件表面的持续约束，并且从第一操作位置到第二操作位置，限定了中间位置的持续接续，其中每个臂15与相关包装2相互作用并且推动包装2，并且其中每个臂15的部分102从方向B缓慢移动到方向C。

凸轮18配备有松弛地穿过的轴11，包含于构件14的径向延伸内，并且相对于轴线E在径向介于轴11与臂15之间。

特别地参看图6，凸轮18包括关于轴线E的大致为圆柱形的管状主体30，在底部固定到基座10上并且配备有松弛地穿过的轴11，而轴11以未详细示出的已知方式以轴向固定的旋转方式装配到主体30上。

凸轮18的凹槽33沿着凸轮的径向外围定位，为环形，并且与构件50的凸轮从动件表面以滑动的方式接合。

更具体地说，凹槽33以距轴线E可变的径向距离移动构件50且因此臂50循环地朝向并远离轴线E。

凹槽33包括第一部分34(图6)和弯曲的第二部分(在轴线E的与部分34相对的一侧，且因此在图6中未示出)，其中，第一部分34从站5延伸到站4并且朝向构件14的壁21升高以将臂15从第二操作位置移动到第一操作位置；而且弯曲的第二部分从站4延伸到站5并且远离构件14的壁21下降以使臂15恢复到第二操作位置。

轨道17是弯曲的并且是仿形的(contoured)，在构件14的外部上大致沿着路径P延伸，并且与包装2合作以将它们从进料位置缓慢地移动到出料位置。

参看图1至图5，轨道17限定用于包装2的支承和滑动表面T，其大致沿着路径P延伸并且相对于基座10从平行于方向B并邻近站4的部分T₁到平行于方向C并邻近站5的大致平坦的垂直出料部分T₂逐渐倾斜。

更具体地说(图4)，轨道17包括两个并排弯曲的圆柱形部段35、36，其限定表面T，而且包装2的平行于轴线A的相应侧面37沿着表面T滑动。

每个包装2的面37邻近并垂直于包装2的面3、40。

所述部段中的一个部段(35)大致为在站4与站5之间的关于轴线E的弧形，并且大致沿着路径R延伸越过站5，而从站4到站5，另一部段36从大致弧形的包装2接收部分38(关于轴线E)到大致直的部分39向上倾斜，在大致直的部分39，包装2被卸载到输送机8上。

更具体地说，部段36的部分38在站4位于部段35的径向向外处并且部分39在站5位于部段35上方并且与部段35对准。

因此沿着路径P定位每个包装2，其中它的面37搁在部段35、36上并且被部段35、36定向以将该包装的平行于面3并且与面3相对的面缓慢移动到基座10上。

最后，从站5，部段36平行于部段35大致沿着路径R延伸并且与部段35一起限定横向保持轨道41用于沿着输送机8保持包装2。在相对侧上，而且也从站5，包装2被另一横向保持轨道42保持，该横向保持轨道42平行于保持轨道41延伸并且也被两个平行的弯曲的圆柱形部段43限定。

现将参考一个包装2并且从循环开始状态对单元1的操作展开介绍，在循环开始状态，输送机6的桨叶7位于站4，并且臂15中的一个臂被设定到第一操作位置，沿着路径P在包装2的旁边并且在包装2的上游。

在这个状态下，包装2处于桨叶7上的即将滑离状态，其中轴线A平行于方向B。

在所示示例中，包装2的轴线A相对于方向C成50°角β倾斜，并因此相对于水平成40°角α。

构件14与输送机6是同步的以便臂15在所述即将滑离状态从相应桨叶7移除包装2。

随着构件14绕轴线E旋转，在表面T的部分T₁，包装2被相应臂15沿着部段35、36推动。

由于部段35、36的设计，随着构件14绕轴线E旋转，包装2被缓慢移动到出料位置，并且特别地被逐渐倒置以在到站5时将与面3相对并平行的面缓慢移动到输送机8上。

随着构件14旋转，构件50的凸轮从动件表面沿着凹槽33的第二部分(在图6中未示出)滑动，以便逐渐地将臂15提升到第二操作位置。

因此，凸轮18逐渐地修改臂15相对于构件14沿着路径P的旋转以使部分102的延伸方向适应包装2的轴线A相对于基座10的倾斜，并且以此方式将臂15设定成推动包装2的最佳状态。

因此，包装2沿着路径P沿着绕轴线A的90°弧线行进到站5。

在它到达站5时，臂15被凹槽33的第二部分设定到第二操作位置，与包装2分开，包装2被馈送到输送机8上并且这时沿着路径R。

随着构件14持续旋转，通过沿着凹槽33的第一部分34滑动的构件50的凸轮从动件表面，臂15从第二操作位置逐渐移动到第一操作位置。

通过前文的介绍，根据本发明的单元1与方法的优势将显而易见。

特别地，方向B与方向C之间的45-55°的角度β通过包装2重量的平行于轴线E的分量有效地抵消离心力。

因此，相对于在导言中所介绍的已知解决方案，减小了将包装2推压在轨道17上的离心力，从而防止了包装2变形或者防止它们从轨道17上甩出。

特别地，本申请人观察到，离心力的减小允许排除在轨道17旁边的和在轨道17的与轴线E相对侧上的保持结构。

因此，根据本发明的单元1与方法允许包装2沿着路径P行进的速度增加，并且不降低供给到输送机8的包装2的质量。

臂15的部分102不具有保持边缘来保持包装2并且沿着路径P抵消离心力并因此在生产上较为容易和廉价。

在方向B与C之间的45-55°角度β也允许在绕轴线E的仅90°的旋转内倒置包装2。

这在很大程度上减小了弧线的大小和包装2沿着该弧线的行进的时间，包装2沿着弧线特别不稳定，因此减小了包装2卡住并且失去与臂15接触的风险。

由于路径P沿着90°或更小的弧线延伸，因此根据本发明的单元1并不需要在单元1下游的另一弯曲的输送机来平行于包装机的出料方向输送包装2。

然而，在不背离所附权利要求书所限定的范围的情况下，显然可以对根据本发明的单元1与方法做出变化。

特别地，路径P可绕轴线E延伸小于90°的弧线。

Claims (16)

1.一种用于传递并倒置至少一个密封包装(2)的单元(1)，所述密封包装(2)包含可倾倒食品并具有第一轴线(A)；所述单元(1)包括：

-至少一个推动构件(15)，其与所述包装(2)合作以沿着第一路径(P)将所述包装(2)从进料站(4)馈送到出料站(5)；以及

-引导机构(17)，其沿着所述第一路径(P)与所述包装(2)合作以从进料位置到出料位置倒置所述包装(2)，在所述进料位置，所述包装(2)被定位成所述第一轴线(A)在第一方向(B)定向，在所述出料位置，所述包装(2)被定位成所述第一轴线(A)在与所述第一方向(B)交叉的第二方向(C)上定向；

并且其特征在于：所述第一方向与第二方向(B，C)限定范围在四十五度到五十五度之间的角度(β)。

2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述角度(β)为五十度角。

3.根据权利要求1或2所述的单元，其特征在于，在使用中，所述第二方向(C)大致垂直。

4.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其特征在于，所述第一路径(P)大致呈弧形的形式，所述弧形绕第二轴线(E)延伸90度或更小的弧度。

5.根据权利要求4所述的单元，其特征在于，包括构件(14)，所述构件(14)绕所述第二轴线(E)旋转并且在功能上连接到所述推动构件(15)以沿着环状第二路径(S)移动所述推动构件(15)，所述环状第二路径(S)具有与所述第一路径(P)共同的至少一个部分(S₁)；

所述推动构件(15)在第一端包括平坦第一部分(102)，其专门与所述包装(2)的沿着所述第一轴线(A)的第一面(40)相互作用以沿着所述第一路径(P)推动所述包装(2)。

6.根据权利要求5所述的单元，其特征在于，所述推动构件(15)包括第二部分(101)，其限定所述推动构件(15)的第二端；所述第二部分(101)与所述第一部分(102)相对，相对于所述第二轴线(E)一体地连接至所述构件(14)，并且相对于与所述第二轴线(E)交叉的第三轴线(F)旋转。

7.根据权利要求6所述的单元，其特征在于，所述第一部分与第二部分(102，101)在相对于彼此倾斜的各自的方向中是细长的。

8.根据权利要求7所述的单元，其特征在于，所述推动构件(15)包括第三部分(103)，所述第三部分(103)介于所述第一部分与第二部分(102，101)之间并且在垂直于所述第一部分(102)的延伸方向的方向中延伸。

9.根据权利要求7或8所述的单元，其特征在于，包括：

-至少一个主体(50)，其限定用于所述第二部分(101)的支座(51)，其绕所述第三轴线(F)铰接到所述构件(14)上，并且相对于所述第二轴线(E)与所述构件(14)有角度地成一体；以及

-控制机构(18)，其用于控制所述推动构件(15)的位置，并且其与所述主体(50)合作以沿着所述第二路径(S)的与所述第一路径(P)共同的所述部分(S₁)将所述推动构件(15)从与相关的所述包装(2)相互作用并推动所述包装(2)的第一操作位置移动到释放所述包装(2)的第二操作位置。

10.根据权利要求9所述的单元，其特征在于，所述控制机构(18)包括凸轮(18)且其中所述主体(50)限定与所述凸轮(18)合作的凸轮从动件表面。

11.根据权利要求10所述的单元，其特征在于，所述凸轮从动件表面和所述支座(51)限定所述主体(10)的相对端。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的单元，其特征在于，所述第一轴线与第二轴线(A，E)是平行的。

13.一种包装机，其用于生产可倾倒食品的至少一个密封包装(2)，并包括：

-根据前述权利要求中任一项所述的单元(1)；以及

-第一输送机(6)，其包括至少一个桨叶(7)，所述桨叶(7)与所述包装(2)的第二面(37)合作以在所述第一路径(P)的所述进料站(4)处将所述包装(2)馈送到所述单元(1)；

其特征在于，在所述包装(2)将要从所述桨叶(7)滑离时，所述推动构件(15)从所述桨叶(7)移除所述包装(2)。

14.根据权利要求13所述的包装机，其特征在于，包括第二输送机(8)，其用于输送所述包装(2)离开所述包装机；所述第二输送机(8)是直的并且在所述出料位置中由所述单元(1)直接供给所述包装(2)。

15.一种传递并倒置至少一个密封包装(2)的方法，所述密封包装(2)包含可倾倒食品并具有第一轴线(A)；所述方法包括以下步骤：

-沿着第一路径(P)将所述包装(2)从进料站(4)馈送到出料站(5)；以及

-从进料位置到出料位置倒置所述包装(2)，在所述进料位置，所述包装(2)被定位成所述第一轴线(A)在第一方向(B)定向，在所述出料位置，所述包装(2)被定位成所述第一轴线(A)在与所述第一方向(B)交叉的第二方向(C)定位；

并且其特征在于：所述第一方向与第二方向(B，C)限定范围在四十五度到五十五度的角度(β)。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

-通过第一输送机(6)的桨叶(7)并沿着另一路径(W)将所述包装(2)馈送到所述进料站(4)；以及

-当所述包装(2)将要从所述桨叶(7)滑离时从所述第一输送机(6)移除所述包装(2)。

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