专利名称：用于生产食品密封包装的包装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生产可倾倒入包装材料管内的食品的密封包装的包装设备。
背景技术：
许多食品，诸如，果汁、经巴氏杀菌或UHT(超高温处理)的牛奶、酒、番茄沙司等， 在杀菌包装材料制成的包装中销售。 这类包装的一个典型实例是被称作无菌利乐砖(Tetra BrikAs印tic)(注册商 标)的用于液体或可倾倒食品的平行六面体形包装，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，该多层结构基本上包括用于刚度和强度的基层，其 可由纤维材料层(例如，纸)或矿物填充聚丙烯材料层来限定；以及覆盖基层的两侧的多个 热密封塑料层，例如聚乙烯薄膜。 在用于长期贮存的产品(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，铝箔或乙基乙烯醇(EV0H)薄膜，其被叠加到热密封塑料层上， 且又被形成该包装的最终接触食品的内面的另一热密封塑料层覆盖。 众所周知，这种包装在全自动包装设备上生产，在该全自动包装设备上，利用片材 供给(web-fed)包装材料形成连续管；在该包装设备中对该包装材料片进行杀菌，例如，通 过涂覆化学杀菌剂(诸如，过氧化氢溶液)，随后例如通过加热和蒸发而从包装材料表面移 除该化学杀菌剂。 杀菌片材被保持在封闭的无菌环境中并且被折叠成圆柱形且沿纵向密封以形成管。 该管平行于其轴线在竖直方向供给，用杀菌的或经过无菌处理的食品连续地装 填，并且在等距离间隔开的截面进行热密封以形成通过横向密封条连接到管的枕形包装 这样的包装设备是已知的其包括用于将食品向下输送到管内的导管和同轴地容 纳于管内且设有多个通孔的凸缘。
更精确地说，各个截面的热密封向上抽吸一定量的食品，这些食品穿过由凸缘限 定的孔。以此方式，凸缘控制由各个截面的热密封而向上抽吸的食品的流动。
凸缘和导管经由锁定机构而彼此连接。 在本产业中需要避免由于食品向上流动所造成的振动和应力使凸缘从导管松开 而致使装填到包装内的食品的量不可控制。 在本产业中还需要避免这种振动和应力打破锁定机构而造成这些锁定机构的某 些部件可能落入管内并保持到密封包装内的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产可倾倒入包装材料管内的食品的密封包装的包装设备，其被设计成以简捷、低成本的方式满足上述要求中的至少一个要求。 根据本发明，提供了一种根据权利要求1所述的用于生产可倾倒入包装材料管内
的食品的密封包装的包装设备。
参看附图，将以举例说明的方式描述本发明的优选非限制实施例，在附图中
图1示出了根据本发明的用于生产可倾倒入包装材料管内的食品的包装的包装设备的透视图，为了清楚起见，移除了某些部件； 图2至图5示出了用于通过使用连接件组来连接图l设备的装填导管与凸缘的操作的相应步骤的透视图； 图6和图7示出了分别处于第一操作位置和第二操作位置的图2至图5的连接件组的更大比例的视图； 图8是沿着图7的线VIII-VIII的截面； 图9示出处于第三操作位置的图2和图7的连接件组； 图10示出沿着图9中的线X-X的截面； 图11示出处于第四操作位置的图2至图10的连接件组； 图12是沿着图11中的线XII-XII的截面。 图13示出处于第五操作位置的图2至图12的连接件组； 图14是沿着图13中的线XIV-XIV的截面； 图15示出了处于第六操作位置的图2至图14的连接件组；以及 图16是图2至图15的连接件组的底视图，为了清楚起见，移除了某些部件。
具体实施例方式
图1中的附图标记1表示用于从包装材料片3连续地生产食品密封包装的整个包装设备，包装材料片3从巻轴展开并沿着形成路径供给。 设备1优选生产可倾倒的食品(诸如经巴氏杀菌或UHT的牛奶、果汁、酒等)的密封包装(在图l中示出)。 设备1还可生产当生产包装时可倾倒且在包装密封后凝固的食品的密封包装。这种食品的一个实例是奶酪中的一部分，其在生产包装时融化且在包装被密封之后凝固。
该包装材料具有多层结构，该多层结构基本上包括用于刚度和强度的基层，其可由纤维材料层(例如，纸)或矿物填充的聚丙烯材料层来限定；以及覆盖基层的两侧的多个热密封塑料层，例如聚乙烯薄膜。 更具体而言，片材3由引导构件(未示出)-例如辊子或类似构件-沿着形成路径供给且依次经过用于向片材应用密封条的第一工位(未示出)；用于形成包装材料管10的第二工位(未示出)；以及用于沿着管IO对纵向密封进行热密封的第三工位(未示出)。特别地，管10具有轴线A。 设备1还包括装填装置12，其用于将经杀菌或经过无菌处理的食品连续地向下倾倒入包装材料管10内；以及，爪式成形组件(未示出)，其用于沿着等距地间隔开的截面来夹紧、密封和切割管10以形成一连串的包装。
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更具体而言，装填装置12包括导管20、凸缘25和用于连接导管20和凸缘25的连 接机构35。 导管20具有主干部分21和端部24，主干部分21容纳于管10内且沿着轴线A延 伸，端部24从主干部分21突出到管10的外部且限定了食品入口开口 23。
参看图2至图5，凸缘25绕轴线A对称地延伸，同轴地容纳于管10内且同轴地围 绕导管20的主干部分21。 特别地，凸缘25包括两个轴向端部26、27和关于轴线A沿轴向置于端部26、27之 间的主干部分28。 端部26位于主干部分28上方且为圆柱形。 端部27位于主干部分28下方并限定了一对凹槽29，这对凹槽29关于轴线A彼此 相对且主要沿着正交于轴线A的相应水平轴线而延伸。 各个凹槽29基本上包括主体圆柱形部分和入口端部，入口端部是弯曲的且与主 干部分交叉。 此外，各个凹槽29在其与轴线A的相对侧上是敞开的。 从端部26到端部27，主干部分28包括被成形为截锥的顶部段30和圆柱形底部段 31。 顶部段30朝向端部部分26渐縮且包括绕轴线A而等角度地间隔开的多个通孔 22。 底部段31的直径大于端部26、28的直径。 管10截面的热密封向上并穿过凸缘25的孔22抽吸一定量的食品。以此方式，孔
22控制被向上抽吸的这些食品量的流动。 连接机构35是可释放的且有利地包括-两个联接元件40a、40b，其可关于导管20的主干部分21在第一构造与第二构造 之间运动，在第一构造中，联接元件40a、40b牢固地连接到主干部分21和凸缘25 (图5)上， 且在第二构造中，联接元件40a、40b可与主干部分21和凸缘25(图3)分开；
-锁定元件50，其可关于设置于第一构造的联接元件40a、40b沿着路径P (图6、图 7、图9、图11、图13和图14)在位置PJ图6)与位置&(图15)之间运动，在位置P1，该锁 定元件50使联接元件40a、40b保持于第一构造，在位置P2，联接元件40a、40b可自由地朝 向所述第二构造运动；以及-第一约束器件，其用于在位置P3将锁定元件50约束到联接元件40a、40b上(图 7和图8)，位置P3沿着路径P布置在位置P工与P2之间；锁定元件50在位置P3可关于联接 元件40a、40b与路径P交叉地且在多个第一阻挡位置与位置Q2 (图8)之间运动，在第一阻 挡位置，第一约束器件防止锁定元件50沿着路径P朝向位置P2运动，在位置Q2，锁定元件 50可沿着路径P自由地朝向位置P2运动。 特别地，锁定元件50在位置P3处相对于联接元件40a、40b沿着与路径P交叉的 线Y运动。 第一阻挡位置对应于锁定元件50在位置P3沿着线Y能够到达的除位置Q2之外的 所有位置。 此外，设备1包括在位置P4处置于联接元件40a、40b与锁定元件50之间的第二约束器件，位置P4沿着路径P置于位置P3与P2之间。 锁定元件50还可在位置P4处相对于联接元件40a、40b平行于线Y在多个第二阻 挡位置与位置Q4之间运动，在第二阻挡位置，第二约束器件防止锁定元件50沿着路径P朝 向位置&运动，在位置Q4，锁定元件50可沿着路径P自由地朝向位置&运动(图12)。
第二阻挡位置对应于锁定元件50在位置P3处沿着线Y能够到达的除位置Q4之外 的所有位置。 特别地，位置Q2、 Q4沿着平行于线Y的线间隔开。更具体而言，联接元件40a、40b 限定了相应的突起48、49，且锁定元件50限定了座部(seat)58、59。
第一约束器件包括突起49和座部59，且第二约束器件包括突起48和座部58。
当锁定元件50处于沿着线Y的位置Q2和沿着路径P的位置P3时，突起49有间隙 地容纳于座部59内(图7和图8)。 不同的是，当锁定元件50处于沿着线Y的第一阻挡位置中的一个阻挡位置和沿着 路径P的位置P3时突起49与锁定元件50协作(或配合)。 当锁定元件50处于沿着线Y的位置Q4和沿着路径P的位置P4时，突起48有间隙 地容纳于座部58内(图11和图12)。 不同的是，当锁定元件50处于沿着线Y的第二阻挡位置中的一个阻挡位置和沿着 路径P的位置P4时，突起48与锁定元件50协作。 各个联接元件40a、40b成形为绕相应轴线B延伸的闭合环形。
此外，各个联接元件40a、40b基本上包括-圆柱形部分41a、41b，其沿着正交于轴线A和相关轴线B的轴线延伸；-与相关部分41a、41b关于相关的轴线B相对的部分42a、42b ;以及 _两个相对的弯曲的(:形部分43￡1、44￡1;4313、4处，它们被定位成使其凹部朝向相应
部分41a、42a ;41b、42b。 特别地，部分41a、41b接合凸缘25的端部27的相应的凹槽29，且包括相应的止动 端部45a、45b。 当联接元件40a、40b接合相应的凹槽29时，止动端部45a、45b靠接端部27的相 对应的表面。 从各个部分43a、43b到相应的部分44a、44b，各个部分42a、42b基本上包括齿 46a、46b和由弧形轮廓界定的凹腔47a、47b。 特别地，齿46a、46b基本上平行于相关轴线B从相应的部分42a、42b突出。 此外，各个部分43a、43b包括凹槽39a、39b(图2、图7、图8、图11、图13和图15)，
以便在联接元件40a、40b接合相关的凹槽29时避免部分41a、41b与相关的凹槽29相干涉。 突起48在与轴线B相对的侧部上从联接元件40a的部分44a突出。 突起49在与轴线B相对的侧部上从分割联接元件40b的部分42b、44b的区段突出。 优选地，突起48、49朝向与相应的轴线B相对的相应侧渐縮。 因此，突起48、49沿着路径P错开。 特别地，突起49沿着路径P位于突起48的上游。 联接元件40a、40b在第一构造中基本上是竖直的(图5、图6、图7、图9、图11、图
713和图15) 关于这种第一构造，轴线B与轴线A正交，且部分42a、42b位于相应部分41a、41b 下方。 从部分41a、41b到相应部分42a、42b，部分43a、43b下降。
从部分42a、42b到相关部分41a、41b，部分44a、44b上升。 由于联接元件40a、40b在第一构造中基本上是竖直的事实，部分43a、43b与端部 27的靠接防止相应联接元件40a、40b与凸缘15的端部27分开。 此外，齿46a、46b和腔47a、47b面向导管20的主干部分21，并且限定了由导管20 的主干部分21牢固地接合的座部38 (图16)。 更精确的说，座部38被成形为关于轴线A对称的圆弧，且在其第一侧由齿46a和 腔47a限定，在其与第一侧关于轴线A相对的第二侧由齿46a和腔47b限定。
联接元件40a、40b在第二构造中基本上是水平的(图3)。 关于第二构造，轴线B平行于轴线A，部分41a、41B置于部分42a、42b之间，且部分 43a、43b与轴线A交叉。 以此方式，当联接元件40a、40b沿着与图2中的箭头所表示的方向相反的方向相 对于端部27运动时，部分43a、43b并不与端部27相干涉，且连接元件40a、40b可从端部27 自由地分开。 锁定元件50被成形为细长的闭合环形且一体地包括 _直线部分51，直线部分51在设置于第一构造中的相应联接元件403、4(^的更靠 近相关轴线B的第一轮廓上滑动；-部分52，其与部分51相对且在与设置于第一构造中的相应联接元件40a、40b的 与相应的第一轮廓相对的第二轮廓上滑动；以及-两个相对的弯曲的C形部分53a、53b，它们被定位成使其凹部面向相应部分51、 52。 部分52包括两个弯曲的C形段54，它们被定位成使其凹部面向部分51和相应联 接元件40a、40b的第二轮廓。 此外，部分52包括置于段54之间的直线段55，且段54限定了座部58、59。
特别地，联接元件40a、40b为锻造的，从而减小在弯曲部分43a、43b、44a、44b中可 能出现裂纹的风险。 现将以联接元件40a、40b处于第一构造(图5)且锁定元件50处于沿着路径P的 位置P工(图6)开始来描述设备1的操作。 在此情形下，连接机构35牢固地使导管20的主干部分21与凸缘25相连接。
简言之，片材3沿着形成路径供给，且管10形成并由导管20用食品来装填。
之后，爪式成形组件沿着等距地间隔开的截面夹紧并密封管10以形成一连串的 包装。 管10的各个截面的热密封向上朝向凸缘25抽吸一定量的食品。 该食品量穿过孔22且在联接元件40a、40b和锁定元件50上产生应力和振动。 这种振动和应力相对于联接元件40a、40b沿着路径P并平行于线Y移动锁定元件50。
由于这些振动和应力是随机的这一事实，这种振动和应力非常不可能在于位置Q2 处平行于线Y移动锁定元件50的同时在位置P3处沿着路径P朝向P4移动该锁定元件50。
相反，这些振动和应力可能在第一阻挡位置中的一个阻挡位置处沿着线Y移动锁 定元件50，在第一阻挡位置处，突起49靠接C形部分53a，从而防止锁定元件50沿着路径 P朝向位置P3运动。 因此，锁定元件50保持在位置Pn且联接元件40a、40b保持在第一构造(图5)。
在振动和应力同时在位置P3和位置Q2沿着线Y且沿着路径P朝向位置P2移动锁 定元件50的情况下，突起49有间隙地容纳于沿着路径P运动的座部59中，且锁定元件50 沿着路径P保持在位置P3与P4之间。 振动和应力继续相对于联接元件40a、40b沿着路径P在位置P3与P4之间且平行 于线Y移动锁定元件50。 由于这些振动和应力是随机的这一事实，这些振动和应力非常不可能在于位置Q4 处平行于线Y移动锁定元件50的同时，在位置P4处沿着路径P朝向位置P2移动该元件。
相反，这些振动和应力可能在第二阻挡位置中的一个阻挡位置平行于线Y移动锁 定元件50，在第二阻挡位置处，突起48靠接C形部分53b (图10)，从而防止锁定元件50沿 着路径P朝向位置P2运动。 当设备1停止时，操作者可容易地从导管20的主干部分21和凸缘25上分开连接 机构35。 实际上，从联接元件40a、40b处于第一构造(图5)且锁定元件50处于位置P工(图 6)开始，操作者首先将锁定元件50推入位置P3且然后沿着线Y将锁定元件50移动到位置 Q2。 在这个阶段，操作者进一步朝向位置P4推动锁定元件50，使得突起49有间隙地容 纳于沿着路径P运动的座部59内 当锁定元件50靠近位置P4时，操作者沿着线Y将锁定元件50移动到位置Q4并沿 着路径P朝向位置P2推动锁定元件50。 以此方式，突起48有间隙地容纳于沿着路径P运动的座部58内且可容易地将锁 定元件50推到位置&。 当锁定元件50处于位置P2时，联接元件40a、40b可到达第二构造(图3)且可容 易地从导管20的主干部分21和凸缘25上分开。 同样，操作者可通过使用连接机构35容易地使导管20的主干部分21与凸缘25 相连接。 实际上，从联接元件40a、40b处于第二构造(图2)且与导管20的主干部分21和 凸缘25分开开始，操作者首先使部分41a、41b接合在相应的凹槽29内，直到止动端部45a、 45b靠接围绕相应凹槽29的端部27的表面(图3)，然后关于相关部分41a、41b旋转联接 元件40a、40b直到联接元件40a、40到达第一构造(图4)。
在这个阶段，锁定元件50处于位置P2 (图4)。 然后，操作者朝向位置P4移动锁定元件50，平行于线Y移动锁定元件50直到位置 Q4，且将锁定元件50从位置P4运动到位置P3。 最后，操作者首先平行于线Y移动锁定元件50直到位置Q2且然后直到位置P工(图5)。 在这个阶段，联接元件40a、40b在第一构造中由锁定元件50牢固地锁定且可操作设备l。 通过以上描述，根据本发明的设备1的优点将变得明显。 特别地，只有在锁定元件50同时处于沿着线Y的位置Q2和沿着路径P的位置P3的情况下，以及只有在锁定元件50同时处于平行于线Y的位置Q4和沿着路径P的位置P4的情况下，锁定元件50才可以沿着路径P从位置P工运动到位置P2。 由于食品的向上流动而产生并作用于连接机构35上的振动和应力非常不可能造成锁定元件50的这种运动的组合，所以连接机构35非常不可能与导管20的主干部分21和凸缘25意外地分开。 类似地，这种振动和应力非常不可能打破锁定元件50或联接元件40a、40b，因此在很大程度上减小了它们的某些部件可能会落入到管10内并保持在包装内的风险。
特别地，由于联接元件40a、40b被成形为相应封闭环形的事实，防止了这些联接元件40a、40b中的潜在裂纹造成它们的碎片落到管10内。 最后，当设备1停止时，可由使用者沿着路径P容易地将锁定元件50从位置&运动到位置P2和从位置P2运动到位置Pp因此，可由操作者容易地在第一构造与第二构造之间移动联接元件40a、40b。 显然，在不偏离所附权利要求书所限定的范畴的情况下，可以对设备1做出改变。
特别地，联接元件40a、40b可包括多个相应的突起48、49。
权利要求
一种用于生产可倾倒入包装材料管(10)中的食品的密封包装的包装设备(1)，包括；-用于将所述食品倾倒入所述管(10)中的导管(20)；-可接收于所述管(10)内的凸缘(25)；-用于将所述导管(20)连接至所述凸缘(25)的可释放的连接机构(35)；其特征在于，所述连接机构(35)又包括-可以关于所述导管(20)在第一构造与第二构造之间运动的两个联接元件(40a、40b)；所述联接元件(40a、40b)在所述第一构造中牢固地连接至所述导管(20)和所述凸缘(25)，且在所述第二构造中可与所述导管(20)和所述凸缘(25)分开；-可以关于设置于所述第一构造的所述联接元件(40a、40b)而沿着路径(P)在第一位置(P1)与第二位置(P2)之间运动的锁定元件(50)，在所述第一位置(P1)，所述联接元件(40a、40b)由所述锁定元件(50)保持在所述第一构造，且在所述第二位置(P2)，所述联接元件(40a、40b)可以自由地朝向所述第二构造运动；以及-用于至少在第三位置(P3)处将所述锁定元件(50)约束至所述联接元件(40a、40b)的第一约束器件(49、59)，所述第三位置(P3)沿着所述路径(P)设置于所述第一位置与第二位置(P1、P2)之间；所述锁定元件(50)可在所述第三位置(P3)处交叉于所述路径(P)的所述路径(P)而关于所述联接元件(40a、40b)在至少第四位置与第五位置(Q2)之间运动，在所述第四位置，所述第一约束器件(49；59)防止所述锁定元件(50)沿着所述路径(P)朝向所述第二位置(P2)运动，在所述第五位置(Q2)，所述锁定元件(50)可以自由地沿着所述路径(P)朝向所述第二位置(P2)运动。
2. 根据权利要求l所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于在沿着所述路径(P)的 至少第六位置(P4)处将所述锁定元件(50)约束至所述联接元件(40a、40b)的第二约束器 件(48 ;58);所述锁定元件(50)还可在所述第六位置(P4)交叉于所述路径(P)而关于所述联接元 件(40a、40b)在至少第七位置与第八位置(Q4)之间运动，在所述第七位置，所述第二约束 器件(48,58)防止所述锁定元件(50)沿着所述路径(P)朝向所述第二位置(P2)运动，在 所述第八位置(Q》，所述锁定元件(50)可自由地沿着所述路径(P)朝向所述第二位置(P2) 运动。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一约束器件(49、59)包括由所 述锁定元件(50)所限定的第一座部(59)，和由所述联接元件(40a、40b)中的一个(40b)限 定并位于所述第三位置(P3)处的第一突起(49);所述第一突起(49)在所述锁定元件(50) 的所述第五位置(Q2)处有间隙地容纳于所述第一座部(59)内，且在所述锁定元件(50)的 所述第四位置处接触所述锁定元件(50)以防止所述锁定元件(50)朝向所述第二位置(P2) 运动。
4. 根据权利要求2或当从属于权利要求2时根据权利要求3所述的设备，其特征在于， 所述锁定元件(50)可在所述第三位置和第六位置(P3、P4)处平行于与所述路径(P)交叉的 直线(Y)运动；且所述第五位置(Q2)与所述第八位置(Q4)沿着所述直线(Y)间隔开。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述第二约束器件包括由所述锁定元件(50)限定的第二座部(58)，和由所述联接元件(40a、40b)中的另一个(40a) 限定且位于所述第六位置(P4)处的第二突起(48);且所述第二突起(48)在所述锁定元 件(50)的所述第八位置(Q4)处有间隙地容纳于所述第二座部(58)内，且在所述锁定元件 (50)的所述第七位置处接触所述锁定元件(50)以防止所述锁定元件(50)朝向所述第二位 置(P2)运动。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述联接元件(40a、40b)成 形为相应的闭合环形。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述联接元件(40a、40b)在 所述第一构造中限定了可以由所述管(10)接合的弧形第三座部(38)。
8. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述联接元件(40a、40b)包括相应的第一 部分(42a、42b)和与相对应的所述第一部分(42a、42b)相对的第二部分(41a、41b)。
9. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一部分(42a、42b)包括当所述联 接元件(40a，40b)处于所述第一构造时面向彼此并限定了所述第三座部(38)的相应的齿 (46a，46b)和腔(47a，47b)。
10. 根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述第二部分(41a、41b)可接合于 由所述凸缘(25)限定的相应的凹槽(29)中。
11. 根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，各个联接元件(40a、40b) 包括置于相应的第一部分与第二部分(42a、42b ;41a、41b)之间的第三部分(44a、44b);当 所述联接元件(40a、40b)处于所述第一构造时，所述第三部分(44a、44b)从所述相应的第 一部分(42a、42b)朝向所述相应的第二部分(41a、41b)上升。
12. 根据权利要求ll所述的包装设备，其特征在于，各个联接元件(40a、40b)包括与相 应的所述第三部分(44a、44b)相对且设有另外的凹槽(39a、39b)的第四部分(43a、43b)。
全文摘要
本发明涉及用于生产食品密封包装的包装设备。一种用于生产可倾倒入管内的食品的密封包装的包装设备，包括导管、凸缘以及连接机构。连接机构包括在第一构造和第二构造中固定到导管和凸缘上及可与导管和凸缘分开的两个联接元件；可在第一构造中相对于联接元件沿着某路径在第一位置与第二位置之间运动的锁定元件，在第一位置，联接元件保持在第一构造，且在第二位置，联接元件可到达第二构造；该设备具有在第三位置处置于联接元件与锁定元件之间的约束器件；锁定元件在第三位置可相对于联接元件与所述路径交叉地在第四位置与第五位置之间运动，在第四位置，第一约束器件防止锁定元件沿着该路径运动，在第五位置，锁定元件可沿着该路径运动。
文档编号B65B9/10GK101734383SQ200910127468
公开日2010年6月16日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年11月24日
发明者A·尼科利, D·安扎尔迪 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司