(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記加圧要素(60)は、半径方向において前記ガイド手段(17)と前記第2の軸線(E)との間に配置されており、かつ使用時に、前記パッケージ(2)のうちの前記第1の側面(7b)とは異なる第2の側面(7a)と協働することを特徴とする請求項1に記載のユニット。
前記第2の軸線(E)から前記第1および第2の縁部(67,68)の半径方向距離は、前記第2の軸線(E)回りでの前記加圧要素(60)の回転の方向に従って進みながら、減少することを特徴とする請求項3または請求項4に記載のユニット。
【背景技術】
【0002】
公知のように、飲料、フルーツジュース、低温殺菌牛乳またはUHT(超高温処理)牛乳、ワイン、トマトソースなどの多くの注入可能な食品は、滅菌されたパッケージング材料から形成されたパッケージに入れられて販売されている。
【0003】
このタイプのパッケージの代表的な例として、テトラ・ブリック・アセプティック(Tetra Brik Aseptic(登録商標))として公知の、液体または注入可能な食品のための平行六面体形状のパッケージが挙げられる。このパッケージは、積層された帯状のパッケージング材料を折り曲げてシールすることによって形成される。
【0004】
このパッケージング材料は、例えば紙などの繊維材料またはミネラル充填ポリプロピレン材料からなる層を備える剛性および強度のための基層と;基層の両面を被覆する、例えばポリエチレンフィルムなどのヒートシールプラスチック材料からなる多数の層と;を実質的に備える多層構造を有する。
【0005】
UHT牛乳などの長期保存用製品のための無菌パッケージの場合、このパッケージング材料はまた、例えばアルミニウムホイルまたはエチレンビニルアルコール(EVOH)フィルムなどの気体および光バリア材料からなる層を備え、この層は、ヒートシールプラスチック材料からなる層に積層され、次いで、最終的に食品と接触するパッケージの内面を形成するヒートシールプラスチック材料からなる別の層により被覆される。
【0006】
公知のように、こうした種類のパッケージは、完全に自動化されたパッケージング機械で製造される。当該機械において、ウェブ状に供給されるパッケージング材料から連続チューブが形成される;パッケージング材料からなるウェブは、例えば、過酸化水素溶液などの化学滅菌剤を塗布することによりパッケージングユニット上で滅菌される。上記薬剤は、一度滅菌処理を完了すると、例えば加熱により気化させられて、パッケージング材料の表面から除去される。そのように滅菌されたパッケージング材料からなるウェブは、密閉した無菌環境で保持され、かつ折り曲げられてチューブとなるように長手方向にシールされる。
【0007】
上記チューブは、殺菌または滅菌処理された食品で充填され、複数のまくら状パックを形成するよう等間隔をあけた横断セクションに沿ってシールされて切断される。
【0008】
上記タイプのパッケージング機械は公知であり、当該機械は:
− 複数のまくら状パックが自動折り曲げユニットによって折り曲げられたパッケージに変形される、折り曲げステーションと;
− 注入可能な食品のシールされたパッケージを移送しかつ直立させるためのユニットと;
を備える。
【0009】
より詳細には、そうしたユニットは、折り曲げステーションから下流に配置される。
【0010】
さらに、そうしたユニットは、パッケージを、送り込みステーションから送り出しステーションへ向けて第1の経路に沿って連続的に移送すると同時に、送り込みポジションから送り出しポジションへ向けてパッケージを直立させる。送り込みポジションにおいて、パッケージは、これらパッケージの軸線が水平に対して約15°傾斜した状態で配置され、送り出しポジションにおいて、パッケージは、これらパッケージの軸線が実質的に垂直となる状態で配置される。
【0011】
公知のユニットは、送り込みステーションにおいて第1のコンベアからパッケージを受け取り、そして送り出しステーションにおいて第2のコンベアへパッケージを供給する。
【0012】
より詳細には、第1のコンベアは、送り込みポジションにおいてユニットにパッケージを供給し、かつ第2のコンベアは、送り出しポジションにおいてユニットからパッケージを回収する。
【0013】
公知のユニットは、多数のプッシュアームを有する回転部材と;固定されたガイドと;を実質的に備える。プッシュアームは、第1の経路に沿ってパッケージを押し進めるように個々のパッケージと協働する。ガイドは、第1の経路に沿って実質的に延在し、かつ傾斜した送り込みポジションから送り出しポジションへパッケージをゆるやかに移動させるようパッケージと協働する。
【0014】
より詳細には、パッケージは第1の経路に沿って供給されており、当該第1の経路は、実質的に円周の弧の形態のものであり、第1の経路の終端で、パッケージング機械からパッケージの送り出し方向に直交する方向において、パッケージは第2のコンベアの投入部に供給される。
【0015】
第2のコンベアはまた、固定されたガイドを備え、かつ第2の経路に沿ってパッケージを供給して、パッケージング機械の送り出し方向に平行な方向にパッケージを方向付ける。
【0016】
このため、第2のコンベアは90°の弧の形態のものである。
【0017】
公知のユニットは、固定されたブラシをさらに備える。ブラシは、第1の経路に沿って配置され、かつパッケージと協働してパッケージが送り出しポジションへ向けて直立させるように構成される。
【0018】
より詳細には、ブラシは、パッケージに制動作用を及ぼす。この方法において、特にパッケージが正方形断面あるいはわずかに丸みを付けられた断面を有する場合、パッケージは、パッケージが送り込みポジションから送り出しポジションへ移動させられる際にパッケージ自体の軸線回りで回転することを防止される。
【0019】
その結果、回転したパッケージが第1の経路に沿って止まって、ユニットの停止、ひいてはパッケージング機械全体の停止を引き起こす恐れが実質的になくなる。
【0020】
上記タイプのユニットは有効であるように見えるが、改善の余地が残されている。
【0021】
実際に、上記ブラシは多量の毛を備えており、これら毛はパッケージと相互作用することが原因となって摩耗する。
【0022】
その結果、ブラシは、パッケージの制動におけるその効果、ひいてはパッケージ自体の軸線回りでのパッケージの回転の防止におけるその効果を低減する恐れがある。
【0023】
言い換えると、そうした摩耗はブラシの耐用期間を低減させる。
【0024】
さらに毛と毛の間の距離は0.1ミリメートルオーダーのものである。そのため、毛の洗浄は困難であり、かつまったく効率的ではない。結果的に、ブラシがパッケージを汚損する恐れがある。
【発明を実施するための形態】
【0029】
参照符号1は添付の図面においてユニット全体を示しており、このユニットは、一般的に、飲料、フルーツジュース、半流動体の食品および注入可能な食品などの食品のシールされた平行六面体形状のパッケージ2を移送しかつ直立させるためのものである。より詳細には、各パッケージ2は、公知の外部開放手段(図示せず)を取り付けられており、かつ軸線Aを有する。
【0030】
ユニット1は、好ましくは、積層された帯状のパッケージング材料から食品のパッケージ2を製造するための自動パッケージング機械(その全体は図示せず)で使用するために設計され、かつパッケージング機械の作業ステーションを規定する。
【0031】
ユニット1は、送り込みステーション4から送り出しステーション5へ延在する経路Pに沿って一連のパッケージ2を連続的に供給し、同時に送り込みポジションから送り出しポジションへ向けてパッケージ2を連続的に直立させる。当該送り込みポジションにおいて、これらパッケージ2は、個々の軸線Aが方向Bへ方向付けられた状態で配置される。送り出しポジションにおいて、これらパッケージ2は、個々の軸線Aが方向Bの横方向にある方向Cに方向付けられた状態で配置される。
【0032】
図示された実施形態を参照すると、方向Bは、水平平面に対してわずかに傾斜し、かつ方向Cは垂直である。
【0033】
パッケージ2は:
− 互いに対向しかつ平行でありかつ軸線Aに直交する、上面および底面3a,3bと;
− 互いに対向し、いずれも軸線Aに平行であり、かつ面3a,3bの間に直交するように配置された、一対の側面6a,6bと;
− 互いに対向し、いずれも軸線Aに平行であり、かつ面3a,3bおよび面6a,6bの間に直交するように配置された、一対のさらなる側面7a,7bと;
を実質的に備える。
【0034】
より詳細には、ユニット1は、ステーション4において、図示しない上流のコンベアから連続的にかつ次々にパッケージ2を受容し、かつ送り出しステーション5におけるコンベア8へ向けて、パッケージ2を送り出しポジションで供給する。
【0035】
上流のコンベアは、パッケージ2を形成するための多数の折り曲げ工程を実施して、ステーション4で終端をなす経路に沿ってパッケージ2を供給する。当該ステーション4では、パッケージ2がユニット1によって取り上げられる。
【0036】
ステーション5において、ユニット1は、経路Pの終端部分に接する実質的に直線の経路Rに沿って、ベルトコンベア8(公知のため詳細には説明しない)上にパッケージ2を連続的に供給する。より詳細には、ステーション5は、コンベア8のベルトの上方前方分岐9の中間部分によって規定される。当該ベルト上で、パッケージ2は、経路Pの終端に連続的に供給される(
図2)。
【0037】
コンベア8は、ステーション5の反対側において、図示しない様式でパッケージング機械の出力部を規定し、それによりパッケージング機械から離れるようパッケージ2を送り出しポジションで運搬する。
【0038】
ユニット1は、多数のプッシュアーム15と;ガイド17とを実質的に備える。プッシュアーム15は、ステーション4において上流コンベアから個々のパッケージ2を移動させ、かつ経路Pに沿ってステーション5へ個々のパッケージ2を供給するためのものである。ガイド17は、送り込みポジションから送り出しポジションへ向けてパッケージ2を倒立させるように経路Pに沿ってパッケージ2と協働する。
【0039】
経路Pは、方向Cに平行な軸線E回りにおいて弧形状をなし、かつステーション4からステーション5へ向けて約90°の角度にわたって延在する。
【0040】
ユニット1はまた:
− 軸線E回りで連続的に回転し、かつ図示しない様式でパッケージング機械の電気モータによって駆動される、駆動シャフト11と;
− 軸線E回りで回転可能にシャフト11に取り付けられた軸線Eのホイール14であって、かつホイール14にヒンジ連結されかつ個々のプッシュアーム15に取り外し可能に固定された多数の部材50を備える、軸線Eのホイール14と;
を備える。
【0041】
詳細には、ホイール14は、実質的にドラム形状であり、かつ:
− シャフト11によって占められる貫通孔を有する上方ディスク21と;
− 上方ディスク21の個々のスポーク23から下方に突出する複数の軸方向展開部22と;
を備える。
【0042】
図示された実施形態において、ホイール14は、ディスク21と展開部22とを一体的に規定する。
【0043】
さらに、図示された実施形態において、展開部22は角度方向において均等に離間されている。
【0044】
ディスク21は、スポーク23と交互に並ぶ複数の軸方向貫通スロット25を備える。
【0045】
詳細には、個々のスロット25は、円周方向において、2つの連続したスポーク23の間に介在している。逆もまた同様に、個々のスポーク23は、円周方向において、2つの連続したスロット25の間に介在している。
【0046】
スロット25は、個々の部材50に占められており、かつ軸線Eに平行な各軸線を有する。
【0047】
スロット25および展開部22は、図示された実施形態においては8つである。
【0048】
各部材50は、ホイール14にヒンジ連結されており、軸線Eに直交する個々のさらなる軸線F回りでホイール14に対して回転し、かつホイール14と一体的に軸線E回りで回転する(
図2および
図5)。
【0049】
より詳細には、部材50は、各スロット25を貫通する。
【0050】
個々の部材50は、一端において、カム従動面100(
図5)を規定し;多端において、角柱状台座51を規定する。カム従動面100は、軸線Eに対して固定されたカム18の溝33の内側をスライドし、角柱状台座51は、軸線Eとは反対側において開口されており、かつ関連するアーム15の端部分41に取り外し可能に連結されている。
【0051】
したがって、ホイール14は、個々の部材50を用いて、経路Pと共通の部分S
1を有する円形経路Sに沿って各プッシュアーム15を移動させる。
【0052】
より詳細には、プッシュアーム15および部材50は、軸線Eの周囲で均等に離間されており、かつ図示された実施形態において、それらの数は8つである。
【0053】
各プッシュアーム15は、個々の部材50から突出しており、かつ部分41とは反対側の端部において、平坦な端部分42を備える。
【0054】
部分42は、経路Pに沿ってパッケージ2を供給するように(
図2)、関連するパッケージ2の面6bと協働する平坦面を規定する。
【0055】
各プッシュアーム15の部分41,42は、互いに対して傾斜するそれぞれの方向に延在する。
【0056】
カム18(
図2および
図3)は、パッケージング機械の固定構造体によって軸線Eに対する固定部分に支持されている。カム18は、各部材50と協働して、経路Pと共通の経路Sの部分S
1に沿って、第1の作動ポジションから第2の作動ポジションへ向けて関連するプッシュアーム15を移動させ、かつ経路Sの残りの部分S
2に沿って第2の作動ポジションから第1の作動ポジションへ向けて関連するプッシュアーム15を移動させる。第1のポジションにおいて、プッシュアーム15が、関連するパッケージ2と相互作用してパッケージ2を押し進め、かつ第2のポジションにおいて、プッシュアーム15は、パッケージ2を解放する。
【0057】
より詳細には、第1の作動ポジションにおいて、個々のプッシュアーム15は、部分42が方向Bに平行となる状態で、ステーション4に配置され;かつ第2の作動ポジションにおいて、プッシュアーム15は、部分42が方向Cに平行となりかつ関連するパッケージ2から離された状態で、ステーション5に配置される。
【0058】
ユニット1の適切な作動のために、個々のプッシュアーム15の部分42(
図2)は、経路Pに沿って関連するパッケージ2の軸線Aに平行に位置決めされる。
【0059】
より詳細には、個々のプッシュアーム15は、第1の作動ポジションにおいて、軸線Eに対する半径方向の広がりが最大となり、第2の作動ポジションにおいて、各スロット25の半径方向の広がり内に収容される。
【0060】
カム18の溝33は、部材50のカム従動面100のための連続確動部を規定する。また溝33は、第1の作動ポジションから第2の作動ポジションにかけて、中間ポジションの連続遷移部を規定する。当該中間ポジションにおいて、個々のプッシュアーム15は、関連するパッケージ2と相互作用してパッケージ2を押し進め、かつ個々のプッシュアーム15の部分42は、方向Bから方向Cへ向けてゆるやかに移動させられる。
【0061】
カム18は、シャフト11が緩く貫通しており、ホイール14の半径方向の広がり内に含まれており、かつシャフト11とアーム15との間において、軸線Eに対して半径方向に配置されている。
【0062】
カム18の溝33は、カムの半径方向外周に沿って配置されており、環形状であり、かつ部材50のカム従動面100によってスライド様式で係合される。
【0063】
より詳細には、溝33は、部材50ひいてはアーム15が周期的に軸線Eに接近したり軸線Eから離間したりして移動するように、軸線Eからの半径方向距離が変化するように延在している。
【0064】
ガイド17は、湾曲しており、ホイール14の外側において実質的に経路Pに沿って延在しており、かつパッケージ2と協働して、パッケージ2を送り込みポジションから送り出しポジションへ向けてゆるやかに移動させる。
【0065】
さらに、ガイド17は、パッケージ2のための支持およびスライド面Tを規定する。支持およびスライド面Tは、実質的に経路Pに沿って延在し、かつ部分T
1から、実質的に平坦な垂直送り出し部分T
2へ向けて徐々に傾斜する。当該部分T
1は、方向Bに平行でありかつステーション4に隣接しており、かつ部分T
2は、方向Cに平行でありかつステーション5に隣接している。
【0066】
より詳細には、ガイド17は、2つの並列の湾曲円筒セクション35,36を備える。円筒セクション35,36は面Tを規定し、かつ円筒セクション35,36に沿ってパッケージ2の面7bがスライドする。
【0067】
これらセクションの一方のセクション(35)は、ステーション4および5の間において実質的に軸線Eの弧形状であり、かつ実質的に経路Rに沿ってステーション5を越えて延在する;これに対し、他方のセクション36は、ステーション4からステーション5にかけて、受容部分38から実質的に直線の部分39へ向けて、軸線Eの上方へ向かって傾斜している。当該部分39において、パッケージ2がコンベア8上へ運搬される。
【0068】
より詳細には、セクション36の部分38は、ステーション4においてはセクション35の半径方向外側に配置され、かつ部分39は、ステーション5においてはセクション35と重なって整列されるように配置される。
【0069】
さらに、ステーション4からステーション5へ進みながら、部分38は、軸線Eからの半径方向距離が減少するように延在し、かつ部分39は、軸線Eからの半径方向距離が一定となるように延在する。
【0070】
そのため、個々のパッケージ2は、パッケージ2の面7bがセクション35,36上に載置された状態で、経路Pに沿って位置決めされ、かつ軸線Eに直交する面3a,3bをゆるやかに移動させるようにセクション35,36によって最終的に方向付けられる。
【0071】
最終的に、ステーション5以降において、セクション36は、実質的に経路Rに沿ってセクション35に平行に延在し、かつパッケージ2をコンベア8に沿って保持するための側方保持ガイド43をセクション35とともに規定する。その対向側においては、同様にステーション5以降において、パッケージ2は、さらなる側方保持ガイド44によって保持される。側方保持ガイド44は、保持ガイド43に平行に延在し、またガイド44は、3つの平行な湾曲した平坦セクション45によって規定される。
【0072】
ユニット1はまた、パッケージ2自体の軸線A回りでパッケージ2が回転することを防止するために、経路Pに沿ってパッケージ2と協働する回転防止手段を備える。
【0073】
有利なことに、回転防止手段は、複数の加圧要素60を備える(明瞭にするために
図4には図示しない)。加圧要素60は、軸線E回りで回転可能であり、かつ対応するパッケージ2の面7aと協働する。
【0074】
より詳細には、加圧要素60は、ディスク21の関連するスポーク23に取り付けられる。
【0075】
加圧要素60およびプッシュアーム15は、軸線Eの周囲において円周方向に進みながら、互いに交互に配置されている。
【0076】
この方法において、加圧要素60は、ホイール14によって軸線E回りで回転するよう駆動される。
【0077】
さらに加圧要素60の角速度は、軸線E回りのプッシュアーム15の角速度に等しい。
【0078】
詳細には、個々の加圧要素60は:
− 使用時に、押し進められる対応するパッケージ2の面7aと協働する、軸線Eの反対側にある半径方向外側の面61と;
− 面61とは反対側にある、半径方向内側の平坦面62と;
− 互いに対向しかつ面61,62の間に配置された、一対の面63,64と;
− 上方平坦面65と;
− 面65の軸方向反対側にある、下方平坦面66と;
を実質的に備える。
【0079】
面63は、軸線E回りでのホイール14の回転方向に基づいて進む際に、面64に先行する。
【0080】
面61は、上方縁部67と下方縁部68とによって境界付けられる。上方縁部67および下方縁部68は、互いに対向し、かついずれも面63,64の間に延在する。
【0081】
図示された実施形態において、縁部67,68は湾曲している。
【0082】
より詳細には、縁部67,68は、軸線E回りでのホイール14の回転方向に基づいて進みながら、軸線Eからの距離が減少するように延在する。
【0083】
個々の加圧要素60の面61が、関連するパッケージ2の面7aと協働する際に、ガイド70のセクション39は、関連するパッケージ2の面7bと協働する。
【0084】
上記の状況において、加圧要素60は、対応するパッケージ2に圧力をかけ、それにより、関連する軸線A回りでのパッケージ2の回転が防止される。
【0085】
詳細には、そうした圧力は、軸線Eとは反対側に向けられるようにパッケージ2に所定の力をもたらす。
【0086】
ユニット1はまた、関連する加圧要素60をディスク21に取り付けるための複数の支持要素70を備える(
図2)。
【0087】
詳細には、各支持要素70は、一対のプレート72,73によって形成される。
【0088】
各支持要素70のプレート72,73は、互いに平行であり、かつ関連する加圧要素60を軸線Eに平行にクランプする。
【0089】
特に、個々の支持要素70のプレート72は、ディスク21に取り付けられ、かつ関連する加圧要素60の面66と協働する。
【0090】
個々の支持要素70のプレート73は、関連する加圧要素60の面65と協働し、関連する加圧要素60にねじ留めされる。
【0091】
加圧要素60は、エラストマー材料から形成される。
【0092】
好ましくは、エラストマー材料は、発泡性エラストマーである。
【0093】
図示された実施形態において、発泡性エラストマーはシリコーンである。
【0094】
以下、ユニット1の動作について、1つのパッケージ2および1つの加圧要素60を参照して、サイクルが開始される状況を基点として述べる。当該状況においては、1つのプッシュアーム15が、パッケージ2に平行にかつ経路Pに沿ってパッケージ2の上流にあるように、第1の作動ポジションに配置されている。
【0095】
プッシュアーム15は、ステーション4において上流コンベアからパッケージ2を移動させる。
【0096】
この状況において、パッケージ2の軸線Aは方向Bに平行であり、かつ面7bは、ガイド17のセクション35,36上に載置される。
【0097】
ホイール14が軸線E回りで回転すると、パッケージ2は、面Tの部分T
1においてセクション35,36に沿って個々のプッシュアーム15によって押し進められる。
【0098】
セクション35,36のデザインにより、ホイール14が軸線E回りで回転すると、パッケージ2は、送り出しポジションへゆるやかに移動させられる。特にパッケージ2は、ステーション5以降においてパッケージ2の面3bがコンベア8上をゆるやかに移動するように、徐々に直立させられる。
【0099】
ホイール14が回転すると、部材50のカム従動面100は、プッシュアーム15を第2の作動ポジションへ向けて徐々に引き起こすように、溝33に沿ってスライドする。
【0100】
ホイール14の回転は、プッシュアーム15の回転速度、ひいてはパッケージ2の回転速度と同じ回転速度で加圧要素60が軸線E回りで回転するように、加圧要素60を駆動する。
【0101】
プッシュアーム15が経路Pに沿って移動すると、プッシュアーム15は、ホイール14に対してかつ軸線F回りでカム18によって回転させられ、部分42の延在方向が、パッケージ2の軸線Aの傾きに適応される。この方法において、プッシュアーム15は、パッケージ2を押し進めるのに最良の状態へもたらされる。
【0102】
その結果、パッケージ2は、ステーション5へ向けて、軸線E回りの円周の弧に沿って、経路Pに沿って移動する。
【0103】
経路Pの第1のポジションにおいて、加圧要素60の面61は、対応するパッケージ2から半径方向に離される。
【0104】
ステーション5からすぐ上流において、パッケージ2の面7aは、加圧要素60の面61と接触する。
【0105】
この状況において、ガイド17のセクション39は、関連するパッケージ2の面7bと協働する。
【0106】
詳細には、面61は、軸線Eの反対側へ向けられるように力を生じる圧力を面7aに加える。
【0107】
加圧要素60とガイド17のセクション39との間で力を加えられることにより、パッケージ2は、軸線A回りで回転することを防止される。
【0108】
プッシュアーム15がステーション5へ到達するまでには、プッシュアーム15は、パッケージ2から離れて、溝33によって第2の作動ポジションにもたらされ、パッケージ2は、コンベア8上へ供給され、これにより経路Rに沿って供給される。
【0109】
ホイール14は回転し続けるため、プッシュアーム15は、部材50のカム従動面100が溝33をスライドすることによって、第2の作動ポジションから第1の作動ポジションへ徐々に移動させられる。
【0110】
本発明に基づくユニット1の利点は、上記記載から明らかであろう。
【0111】
特に、加圧要素60は、パッケージ2が関連する軸線A回りで回転することを防止するだけではなく、プッシュアーム15およびパッケージ2の角速度と同じ角速度で、軸線E回りで回転する。
【0112】
したがって、加圧要素60と対応するパッケージ2とが互いに接触する場合でも、実質的に加圧要素60と対応するパッケージ2との間に摩擦が引き起こされることなく、パッケージ2の回転が防止される。
【0113】
それゆえ、加圧要素60は、実質的に摩耗問題による影響を受けることがなく、結果的に、その耐用期間が大幅に改善される。
【0114】
さらに、面61は、本発明の導入部に記載したブラシと比較した場合に洗浄が非常に容易である。
【0115】
その結果、ユニット1によって加工されるパッケージ2の全体的な衛生状態は大いに改善される。
【0116】
加圧要素60は、発泡性エラストマーから形成されるため、外部の不純物を取り込む傾向がなく、かつ特に容易な方法で洗浄できる。
【0117】
明らかなことに、特許請求の範囲において規定された範囲から逸脱しない限りは本明細書に記載されかつ図示されたようにユニット1に対して変更がなされてもよい。