容器处理机器和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于处理容器(例如塑料瓶)的机器和方法。
[0002]更具体地，本发明涉及一种将已填充并封闭的容器贴标签和变形的机器和方法。
[0003]本发明有利地但非排他地适用于塑料热填充容器领域，下面的描述将参照这个领域，但这绝不旨在对由所附权利要求定义的保护范围进行限制。
【背景技术】
[0004]如已知的，前面所提到类型的容器在已填充有热的(例如在大约85°C的)可灌注产品或液体之后，首先经历加盖操作并随后被冷却以返回到室温。通过加盖操作的作用，存在于容器顶部(“头空间”)内的加热空气膨胀，由此造成应力，该应力往往造成容器在侧壁和底壁处的总体膨胀。
[0005]容器接下来经历的冷却造成包含在容器内的空气体积的减小以及液体产品的最小程度的减小，反之亦然；由此产生低压，这往往会将容器的侧壁和底壁向内拉。如果这些壁不具有足够的刚性以抵抗前面披露的应力的作用，则这会导致容器壁的变形。
[0006]为了抑制在容器内的产品冷却期间产生的压应力而不在容器上产生不期望的变形，一般这些容器在侧壁上设置有一系列的垂直面板，这些面板被称为“真空面板”。这些面板在压应力存在时向容器内侧变形，由此使得它能耐受热填充过程，不会在容器的其它区域中产生不期望的变形。
[0007]同样，将要经历热填充过程的已知容器也可具有在压应力作用下适于向上变形的优化下部或底部。
[0008]即使所披露的解决方案允许“释放”容器的一些特定部分(即垂直真空面板或底部)上的压应力，由此避免在容器其它部分上出现不期望的变形，但它们也不会使前述应力消失，换句话说，容器在任何情形下仍然受到内部压应力的作用并因此必须设置有能够抵抗这些应力的结构。
[0009]专利申请W02006/068511示出了具有可变形底部的容器，该底部可具有两种不同的结构(configurat1n):第一不稳结构，其中该底部具有中央区域，该中央区域相对于与之紧邻的最外部环形周边区域向下伸出；以及第二稳定结构，其中该中央区域向容器内缩回，即相对于相邻周边区域被配置在较高的位置。
[0010]在用热的可灌注产品填充之后，容器的底部具有第一不稳结构并且必须通过与其耦合的特定杯形元件支撑。由此，容器底部的向下变形可被最大化而不危及容器的稳定支撑，因为这种支撑是由杯形元件提供的。在冷却之后，在第二稳定结构下，底部可通过外部作用(例如由制造变形的杆或柱塞执行的垂直向上推动)而变形，随后可以去除杯形元件。
[0011]容器底部从第一结构至第二结构的变形确定容器的容纳体积的显著减小远大于简单地通过借助单纯压应力的作用使底部变形而在已知容器中实现的容纳体积的减小；因此最终效果是基本上消除了作用在容器内侧上的压应力。
[0012]本申请人已观察到，这种操作可能变得相当关键，因为容器在变形后的最终结构取决于多个因素，不仅与进行这种操作的方式相关联，而且与经受变形的容器的初始条件相关联。
[0013]特别是，本申请人已经观察到，非适当填充的容器(即填充过多或填充低于所期望水平的容器)可以以不可预测的方式对柱塞的变形作用做出反应:例如，填充过多的容器会在其底部不充分地变形，在柱塞释放后，塑料材料可能恢复到其原始的第一结构；替代地，非充分填充的容器可以因柱塞的作用而被破坏。
[0014]同样地，如果容器相对于柱塞本身没有被正确地定位，则制造变形的柱塞使容器上产生不正确的变形。
[0015]还应当注意，容器的不正确的变形可能会影响随后标签的施加。众所周知，标签需要具有良好定义的几何形状以及足够的刚性的接收表面。接收表面的该第二个特点对于自粘胶标签或压敏标签尤为重要。
【发明内容】
[0016]因此，本发明的目的是寻找一种简单的和具成本效益的解决方案以便以可靠和可重复的方式检查经受过变形操作的容器的质量。
[0017]该目的是通过如权利要求1所述的容器处理机器来实现的。
[0018]本发明进一步涉及如权利要求14所述的容器处理方法。
【附图说明】
[0019]为了更好地理解本发明，下面仅借助非限定示例并参照附图披露了优选的实施实施方式，在附图中:
[0020]图1示出了根据本发明的容器处理机器的示意平面图，为清楚起见已去除一些部件；
[0021]图2是制造变形的柱塞在第一条件下的图1的机器的操作单元的比例放大的、部分截面侧视图；
[0022]图3是制造变形的柱塞在第二条件下的图2的操作单元的比例放大的、部分截面侧视图，该第二条件处于在相应容器上的变形操作的结束时；
[0023]图4示出了在检查步骤期间图2和图3的操作单元的比例放大的部分截面侧视图，所述检查步骤用于检查通过制造变形的柱塞在相应的容器上执行的变形操作的正确性；
[0024]图5是示出了图2至图4的操作单元的比例放大的部分截面侧视图，其中制造变形的柱塞作用在填充过多的容器上；
[0025]图6至图8示出了图2至图4的操作单元的比例放大的部分截面侧视图，其中制造变形的柱塞作用在非正确地居中的容器上；
[0026]图9是示出在变形操作过程中由图2至图4的操作单元的制造变形的柱塞施加在有差别地填充的容器上的变形力随时间而变化的曲线图；以及
[0027]图10是示出在变形操作期间以及在随后的检查步骤期间由图2至图8的操作单元的制造变形的柱塞的位移随时间而变化的曲线图，该变形操作在不同的条件下在容器上执行。
【具体实施方式】
[0028]参见图1，附图标记I表示用于在被填充和封闭的容器(特别是塑料瓶3)上施加标签2并用于使所述瓶3变形以将它们转换至所期望的最终结构的作为整体的处理机器。
[0029]机器I主要包括支撑结构4(图1中仅部分可见)以及以可绕垂直中轴线A转动的方式安装在支撑结构4上的转盘5。
[0030]转盘5通过入口行星轮6接纳拟贴标签的一系列瓶3，该入口行星轮6在第一传送站7与转盘5配合并被安装以绕与轴线A平行的纵轴线B转动。
[0031]转盘5还从贴标签单元8 (其本身是已知的并且仅示意地表示)接收一系列矩形或正方形标签2，该贴标签单元8在第二传送站9与转盘5配合。
[0032]转盘5将一系列已贴标签的瓶3释放至出口行星轮10，该出口行星轮10在第三传送站11与转盘5配合并被安装以绕与轴线A和轴线B平行的纵轴线C转动。
[0033]如从图2至图4中可以清楚看到的那样，每个瓶3具有纵轴线D、底部12和可移走的盖17，盖17施加在瓶3的开口颈13上，并限定瓶3本身的与底部12相对的端部。
[0034]在图示情形下，底部12具有:具有轴线D的环形周边区15，其径向地向外并界定相应的瓶3的环形停靠表面；以及中央凹进区16，其由周边区15包围并沿轴线D在瓶3的垂直位置相对于周边区15 —般布置在较高位置，即颈部13高于底部12放置；换句话说，中央区16被布置在沿轴线D的离颈部13的距离小于颈部13和周边区15之间的距离的位置。
[0035]底部12是可变形的并可具有两种不同的结构，如图2至图4所示。在第一结构(图2)中，底部12的中央区16变形并向下膨胀，即被布置在沿轴线D离颈部13的距离最大的位置，以界定瓶3的最大内部体积；在第二结构(图3和4)中，第二结构在瓶适当变形时获得，而中央区16相对于第一结构向相应的瓶3的内部缩回，即相对于第一结构，中央区16被布置在沿轴线D离颈部13的距离较小的位置。显然，瓶3在底部12的第二结构中具有比在第一结构下的容量体积小的容量体积。
[0036]瓶3在其已被填充有可灌注产品(通常是液体食品产品)并且在颈部13用盖17封闭的条件下被馈送到转盘5。
[0037]在图示的情况下，瓶3在它们被热填充并经历冷却操作后被馈送至转盘5。底部12因此被布置在第一结构，即其变形并向下膨胀，并且在瓶3中，存在压应力，该压应力容易使底部12朝向第二结构位移。
[0038]瓶3处于垂直位置(即底部12相对于颈部13和盖17被布置在底端并且轴线D平行于轴线A、B和C)时到达转盘5。
[0039]瓶3在底部12处于第二结构时被释放至出口行星轮10，第二结构在瓶3适当地变形时获得并对应于瓶3本身的所期望的最终结构。
[0040]转盘5包括多个操作单元18 (图2和图3中仅详细示出其中的一个)，这些操作单元18绕轴线A均匀地分布并被安装在转盘5的外缘部。
[0041]操作单元18通过转盘5沿圆形加工路径P位移，该圆形加工路径P绕轴线A延伸并通过传送站7、9和11。具体地说，通过考虑路径P(图1)，将瓶3馈送至转盘5的传送站7被配置在用于馈给标签2的传送站9的上游，而该传送站9被清楚地布置在传送站11上游，在传送站11已贴标签的瓶3被馈送至出口轮10。
[0042]如从图2和图3中可以看到的那样，操作单元18被固定至转盘5的水平转台19，具有平行于轴线A、B、C并与路径P正交的相应轴线E，并通过转台19的相应通孔20且在相应通孔20的两侧上同轴地延伸。
[0043]每个操作单元18适于接纳在垂直位置(即，其轴线D与相应的轴线E同轴，颈部13位于底部12之