用于液密密封兩個(gè)部分重疊的包裝部件的裝置和方法以及利用該裝置/通過(guò)該方法制造 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明首先涉及一種用于液密密封兩個(gè)部分重疊的包裝部件的裝置，其中所述包裝部件中的一者為管狀本體，所述管狀本體尤其由紙板/塑料復(fù)合材料制成的毛坯形成，并且其中另一個(gè)包裝部件形成包裝頭部或包裝底部，所述裝置具有至少一個(gè)心軸和一個(gè)模具，其中所述心軸具有至少兩個(gè)膨脹元件，為了減小橫截面，所述至少兩個(gè)膨脹元件從其工作位置被朝向彼此地移動(dòng)到靜止位置中，以便允許所述管狀本體容易地滑動(dòng)；本發(fā)明還涉及相應(yīng)的方法以及最后涉及一種利用其制造的容器。
【背景技術(shù)】
[0002]用于食品(特別是液體)的由紙板/塑料復(fù)合材料制成的容器以多種形狀和尺寸長(zhǎng)期存在于市場(chǎng)上。除了由紙板制成的襯底和在每一種情況下的內(nèi)塑料層和外塑料層，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)還可以包含額外的層，例如由鋁制成的氧氣阻擋層。關(guān)于它們的制造，需要首先在由單一毛坯制成的容器和那些在所謂的“管成形機(jī)”上由卷料制成的容器之間進(jìn)行區(qū)分。
[0003]為了由單一毛坯制造容器，已經(jīng)設(shè)置有凹槽并被印刷的毛坯通過(guò)利用所謂的“縱向焊接”而密封兩個(gè)相對(duì)的邊緣來(lái)制成所謂的“包裝箱套”，即管狀本體，然后在填充器中，管狀本體首先被密封以形成一側(cè)敞開(kāi)的容器，然后成形并隨后殺菌、填充并最后通過(guò)封閉另一側(cè)而成為成品的包裝。
[0004]在填充機(jī)中，管狀本體的第一密封側(cè)的制造在所謂的“心軸輪”上進(jìn)行，若干個(gè)心軸存在于心軸輪上并且圍繞其周長(zhǎng)分布，將展開(kāi)的管狀本體推動(dòng)到心軸上并在一個(gè)端部處成形并密封。在該端部區(qū)域的成形過(guò)程中，心軸充當(dāng)機(jī)械阻力以吸收反作用力，并且例如利用超聲波，在密封的過(guò)程中充當(dāng)砧座，其中使外部超聲波發(fā)生器接近于包裝。如例如在DE4142167A1中所示，通過(guò)心軸輪的間歇性旋轉(zhuǎn)，將心軸連續(xù)地傳送到各個(gè)處理站。
[0005]對(duì)于市場(chǎng)上大多數(shù)的包裝，它們的端部通過(guò)折疊并密封管狀本體本身而制備好。對(duì)于特定的包裝形狀，一個(gè)端部還可以由預(yù)制的模制本體而形成為另一個(gè)包裝部件，該預(yù)制的模制本體依次可以單獨(dú)地由塑料或者還可以由纖維材料(漿料)制成。因此，特別是關(guān)于模制的開(kāi)口元件或噴口元件的尺寸和布置，可以制造任何種類的幾何設(shè)計(jì)。
[0006]這種容器從德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10 2010 014 993 A1中已知。此處，形成容器的上部的模制主體大到其周長(zhǎng)基本上對(duì)應(yīng)于管狀本體的周長(zhǎng)。然而，這并不絕對(duì)必須是以下情況:還已知這種容器，其中管狀本體的橫截面初始成錐形減小，以便管狀本體之后在其錐形的端部處與上部連接(DE 10 2010 050 502 A1或DE 39 42 319 A1)。
[0007]結(jié)果是，當(dāng)管狀本體在心軸上滑動(dòng)或從心軸移除時(shí)，對(duì)管狀本體的損壞得以安全地避免，還已知了“折疊的”心軸；這些可以通過(guò)對(duì)適當(dāng)設(shè)計(jì)的拐角帶的機(jī)械調(diào)節(jié)而改變它們的對(duì)角線的長(zhǎng)度。關(guān)于這一點(diǎn)，例如參見(jiàn)德國(guó)專利申請(qǐng)DE 1 063 890 A，其描述了用于制造具有拐角等的包裝袋的機(jī)器的折疊心軸。此處，拐角帶的調(diào)節(jié)憑借適當(dāng)?shù)男ㄐ伪砻嫱ㄟ^(guò)在心軸內(nèi)側(cè)使套筒在軸向方向上移動(dòng)來(lái)機(jī)械地發(fā)生，該適當(dāng)?shù)男ㄐ伪砻嬗糜谒谕男妮S的橫截面的減小。此處通過(guò)偏心凸輪和輥?zhàn)訉?shí)現(xiàn)了推進(jìn)。然而，心軸與包裝袋之間的接觸僅發(fā)生在拐角區(qū)域中。
[0008]其缺點(diǎn)是，為了驅(qū)動(dòng)拐角帶而在軸向方向上移動(dòng)，布置在心軸輪的心軸內(nèi)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工程關(guān)系上涉及相當(dāng)大的工作量，另外，該機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)易受到磨損的影響并因此需要大量維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]從這一點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的目的是改進(jìn)并改善在開(kāi)始所稱并在前面根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分而更詳細(xì)解釋的裝置、相應(yīng)的方法以及利用其制造的容器，使得管狀本體可以容易在心軸上滑動(dòng)以及容易從心軸移除。此外，需要簡(jiǎn)單而且并可靠且耐磨損的設(shè)計(jì)，當(dāng)操作配備有這種裝置的包裝機(jī)時(shí)，通過(guò)該設(shè)計(jì)還能夠?qū)崿F(xiàn)高循環(huán)率。另外，密封標(biāo)記和對(duì)圖案的損壞應(yīng)當(dāng)以可靠的方式得以避免。
[0010]在根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的裝置中，該任務(wù)得以解決，這是由于膨脹元件具有密封顎，所述密封顎在其工作位置中形成了閉合環(huán)繞的外輪廓，使得所述外輪廓對(duì)應(yīng)于由模具中的開(kāi)孔所形成的內(nèi)輪廓，在內(nèi)輪廓與外輪廓之間，留下狹窄的環(huán)形間隙，用于從內(nèi)側(cè)向包裝部件的重疊區(qū)域上施加壓緊力。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，以可靠的方式使得管狀本體的滑動(dòng)和移除更容易。另外，密封標(biāo)記和對(duì)圖案的損壞得以避免。
[0012]關(guān)于根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分的方法，該任務(wù)的解決方案包括執(zhí)行以下步驟:
[0013]-傳送展開(kāi)的管狀本體，
[0014]-使所述本體在具有膨脹元件的心軸上滑動(dòng)，
[0015]-供應(yīng)具有開(kāi)孔的模具，
[0016]-傳送另一個(gè)包裝部件到所述心軸上，
[0017]-輸入接合熱，
[0018]-通過(guò)展開(kāi)所述膨脹元件以在所述密封顎的接觸區(qū)域中形成環(huán)繞的外輪廓，將所述本體和所述另一個(gè)包裝部件壓抵所述模具，
[0019]-將所述本體和所述另一個(gè)包裝部件接合，
[0020]-折疊所述膨脹元件，
[0021]-移除所述模具，以及
[0022]-移除由本體和另一個(gè)包裝部件所組成的組件。
[0023]最后，本發(fā)明涉及利用根據(jù)本發(fā)明的裝置或根據(jù)本發(fā)明的方法制造的容器，該容器的特征是作為可替選的，要么本體在重疊區(qū)域中從外側(cè)圍繞另一個(gè)包裝部件，要么另一個(gè)包裝部件在重疊區(qū)域中從外側(cè)圍繞本體。
[0024]本發(fā)明的另一教導(dǎo)設(shè)想了，心軸的膨脹元件布置在公共的基部元件上，以便所述膨脹元件能夠單獨(dú)地旋轉(zhuǎn)。這樣，兩個(gè)相對(duì)的密封顎可以被移動(dòng)到其它兩個(gè)相對(duì)的密封顎的相應(yīng)的凹槽中，以便減小心軸的總橫截面(靜止位置)。
[0025]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式設(shè)想了，數(shù)個(gè)基部元件附接至心軸輪。此處，它們被初始布置成使得它們分布在心軸輪的周長(zhǎng)上，并且此外，如果心軸輪具有適當(dāng)?shù)膶挾?，則數(shù)排平行的圓形布置的心軸可以相鄰彼此地設(shè)置。這樣，利用相對(duì)小的總體尺寸，能夠在制造或填充包裝中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出?；吭€可以由心軸輪本身形成。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一教導(dǎo)設(shè)想了，每一個(gè)膨脹元件附接至導(dǎo)向元件，所述導(dǎo)向元件允許在規(guī)定的方向(真正唯一地)上的精確旋轉(zhuǎn)。這樣，例如對(duì)于近似正方形的橫截面，精確的方向向量可以被確定，精確的方向向量在“拐角”中指示45°并因此還允許在那兒的牢固密封。通過(guò)精確地導(dǎo)向該方向，在表面上的滑動(dòng)通過(guò)彼此的磨損還可以最小化。
[0027]本發(fā)明的有利的改進(jìn)設(shè)想了，至少在所述膨脹元件的密封顎的區(qū)域中，所述膨脹元件設(shè)計(jì)為銜鐵。附加地，如果模具具有圍繞其開(kāi)孔的一個(gè)或多個(gè)磁性線圈，則可以實(shí)現(xiàn)特別簡(jiǎn)練且緊湊的推進(jìn)解決方案。優(yōu)選地，銜鐵的軸向高度對(duì)應(yīng)于磁性線圈的高度。
[0028]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式設(shè)想了，在所述模具的所述開(kāi)孔的周長(zhǎng)的區(qū)域中，所述模具形成為整體部件。這樣，模具中的開(kāi)孔可以容置心軸，并且無(wú)需另外的能夠在實(shí)際的密封過(guò)程中吸收反作用力的驅(qū)動(dòng)器或支撐元件。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一教導(dǎo)，模具還可以具有用于輸入接合熱的元件。在通過(guò)超聲波焊接接合的情況下，為了接合目的，這些元件可以包括至少一個(gè)在模具內(nèi)的超聲波發(fā)生器，其中所述密封顎充當(dāng)砧座?？商孢x地，還可能的是，在輸入接合熱將通過(guò)應(yīng)用熱空氣來(lái)進(jìn)行的情況下，作為用于輸入接合熱的元件，熱空氣開(kāi)孔設(shè)置在所述模具內(nèi)和/或所述密封顎內(nèi)。
[0030]在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，由于所述模具開(kāi)孔被設(shè)計(jì)成以便保持所述另一個(gè)包裝元件，因而傳送所述另一個(gè)包裝部件與所述供應(yīng)所述模具同時(shí)進(jìn)行。在該情況下，然后所述移除模具和所述移除由所述本體和另一個(gè)包裝部件所組成的組件也可以有利地同時(shí)發(fā)生，因此必要的處理步驟的數(shù)目可以被顯著減少。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，展開(kāi)膨脹元件或折疊膨脹元件在精確規(guī)定的方向上進(jìn)行。這樣，可以在接合處理過(guò)程中(特別是在“拐角區(qū)域”中)實(shí)現(xiàn)足夠壓緊力的最佳施加。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一教導(dǎo)，連接合本身然后可以通過(guò)超聲波或通過(guò)熱空氣結(jié)合已經(jīng)描述的壓緊過(guò)程來(lái)執(zhí)行。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，展開(kāi)所述膨脹元件可以通過(guò)磁力進(jìn)行并且折疊通過(guò)彈簧力進(jìn)行，或者可替選地，展開(kāi)所述膨脹元件可以通過(guò)彈簧力進(jìn)行并且折疊通過(guò)磁力進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，第三種可能性包括通過(guò)磁極性的顛倒來(lái)使折疊動(dòng)作反向進(jìn)行。具體驅(qū)動(dòng)情況的確定取決于不同的因素，例如力的分布、能量使用、總體尺寸，尤其是在較小的包裝尺寸的情況下取決于不同的因素。
【附圖說(shuō)明】
[0034]以下，僅僅通過(guò)一個(gè)優(yōu)選示例性實(shí)施方式更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在附圖中示出如下:
[0035]圖1為根據(jù)本發(fā)明的裝置的對(duì)角切割模具中的心軸的透視圖，其中膨脹元件處于靜止位置，
[0036]圖2為來(lái)自圖1的模具中的心軸的透視圖，其中膨脹元件處于工作位置，
[0037]圖3為模具中的心軸的主視圖，其中膨脹元件處于根據(jù)圖1的靜止位置，以及
[0038]圖4以豎向截面示出了根據(jù)本發(fā)明而密封成的容器。
【具體實(shí)施方式】
[0039]首先圖1基本上示出了根據(jù)本發(fā)明的用于液密密封管狀本體10與另一個(gè)包裝部件(在圖4中示為包裝頭部11)的裝置的心軸D。在示出且在這個(gè)意義上優(yōu)選的實(shí)施方式中，心軸D具有四個(gè)膨脹元件1A、1B、1C和1D，四個(gè)膨脹元件1A、1B、1C和1D在它們的下端部連接至基部元