(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ユニット(1)は、前記折り曲げフラップ(21)を前記開ポジション、前記部分的な閉ポジションおよび前記完全な閉ポジションのうちの少なくとも1つのポジションから残りの2つのポジションへ向けて移動させるために、前記折り曲げフラップ(21)に動作可能に接続されるとともに前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)にヒンジ連結されるカムフォロワ(27)と協働するカム(25)をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のパッケージングユニット。
前記カムフォロワ(27)は、前記カム(25)と協働する少なくとも部分的に球状の面(34)を有することを特徴とする請求項7または請求項8に記載のパッケージングユニット。
第1の軸線(A)を有する供給経路(P)に沿って供給されるシート状パッケージング材料からなるチューブ(2)からシールされたパッケージ(3)を製造する方法であって;前記パッケージ(3)のそれぞれは、一対の軸線方向において対向するシーリングバンド(45、46)と、本体(47)と、前記本体(47)の両側に突出する、2つの軸線方向において対向する一対の折り曲げフラップ(55、56)と、を備えており;
前記方法は:
− かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)を、これらかみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記チューブから離れる静止ポジションと、前記シーリングバンド(45、46)を形成するためにこれらかみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記チューブ(2)を把持してシールするシールポジションとの間で制御するステップと;
− 折り曲げフラップ(21)を、これら折り曲げフラップ(21)が前記チューブ(2)から離れる開ポジションと、一対の前記折り曲げフラップ(55、56)のうちの一方の折り曲げフラップ(56)を形成するためにこれら折り曲げフラップ(21)が前記チューブ(2)を折り曲げる完全な閉ポジションと、の間で制御するステップと;
を含み、
前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)を制御するステップは、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)を、前記静止ポジションから、前記静止ポジションと前記シールポジションとの間に設けられる複数の中間ポジションへ移動させるステップを含み;
前記折り曲げフラップ(21)を制御するステップは、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記中間ポジションのうちの少なくとも1つのポジションに配置される際に、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)に対して前記折り曲げフラップ(21)を、前記開ポジションと前記完全な閉ポジションとの間に設けられる部分的な閉ポジションへ移動させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)を制御するステップは、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)を前記中間ポジションのうちの少なくとも1つのポジションから前記シールポジションに移動させるステップを含み;
前記折り曲げフラップ(21)を制御するステップは、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記中間ポジションから前記シールポジションへ移動するステップ中、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記シールポジションに到達する前に、前記折り曲げフラップ(21)が前記チューブ(2)に接触するポジションに至るまで、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)とともに前記折り曲げフラップ(21)を移動させるステップと含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
前記折り曲げフラップ(21)を制御するステップは、前記かみ合い手段(8a、8b;8a’、8b’)が前記シールポジションに配置される場合に、前記折り曲げフラップ(21)を、前記部分的な閉ポジションと前記完全な閉ポジションへ、かつ/または前記完全な閉ポジションと前記開ポジションと間で、移動させるステップを含むことを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の方法。
【背景技術】
【0003】
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食品が殺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市販されている。
【0004】
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。
【0005】
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によって規定され得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。
【0006】
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。
【0007】
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的に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パッケージングユニット内で、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滅菌される。この薬剤は、加熱されて気化されることによってパッケージング材料の表面から実質的に除去させられる。
【0008】
滅菌されたウェブは、閉じた滅菌環境に保持されて、円筒形となるように折り曲げられる。特に円筒形の両側縁部が、チューブの長手方向シーリングバンドを形成するように、重ね合わせられてシールされる。
【0009】
チューブはその軸線に平行な垂直方向に供給されて、連続的に滅菌済みのまたは殺菌処理された食品で充填される。
【0010】
こうしたパッケージングユニットは公知であり、このユニットは、等間隔で離間された横断セクションにおいてチューブをヒートシールするためにチューブと相互作用し、横方向(つまりチューブの供給方向に直交する方向に延在する)シーリングバンドによって互いにつなげられた一連のまくら状パックを形成する。
【0011】
より詳細には、このユニットは、個々のランナーに沿って移動可能な2つの形成アセンブリを備えており、当該形成アセンブリは、チューブのパッケージング材料をヒートシールするためにチューブと周期的かつ連続的に相互作用する。
【0012】
形成アセンブリのそれぞれは、個々のランナーに沿って往復移動可能なスライドと;その下部で個々のスライドにヒンジ連結された2つのかみ合い部と;を備える。かみ合い部は、チューブをヒートシールするためにチューブと協働するシールポジションと、チューブから離れる静止ポジションと、の間で移動できる。
【0013】
形成アセンブリの動作は、半期ごとにオフセットされる:一方の形成アセンブリのスライドが、静止ポジションにあるそのかみ合い部とともに上方へ移動する際には、衝突や干渉を避けるために、他方の形成アセンブリのスライドは、シールポジションにあるそのかみ合い部とともに下方へ移動する。
【0014】
各形成アセンブリのかみ合い部は、チューブの両面と協働する個々のシーリング部材を有する。シール部材は、例えば、加熱部材と、所望の圧力でチューブを把持するための機械的サポートを提供するための弾性部材とを備える。
【0015】
各形成アセンブリはまた、個々のかみ合い部にヒンジ連結された個別の形成ハーフシェルを備える2つの形成部材を備える。
【0016】
各対の形成ハーフシェルは、チューブから離れる開ポジションと、2つの連続シーリングセクションの間でチューブを折り曲げるためにかつ形成されるパッケージの容積を規定して管理するためにチューブと接触する閉ポジションとの間で周期的に移動する。
【0017】
より詳細には、第1の形成アセンブリのシーリング部材は、パッケージをその下部のシーリングバンドでシールし、そして第1の形成アセンブリのハーフシェルが、形成されるパッケージの容量を制御して、第2の形成アセンブリのシーリング部材が、パッケージをその上部のシーリングバンドでシールする。
【0018】
公知のパッケージングユニットはまた、例えば特許文献1に示されるように、各形成アセンブリのために、一対の折り曲げフラップを備えている。折り曲げフラップは、対応する形成アセンブリのかみ合い部の一方に動作可能に係合され、かつ、まくら状パッケージの下部の角に三角形フラップを形成するように構成される。
【0019】
特に、各形成アセンブリのかみ合い部が、それぞれのシールポジションにある場合、関連する折り曲げフラップは:
− これら折り曲げフラップがチューブから離れる開ポジションと;
− まくら状パッケージの下部の角に三角形フラップを形成するために、これら折り曲げフラップがチューブと協働する閉ポジションと;
の間で移動する。
【0020】
言い換えると、折り曲げフラップは:
− シーリングバンドが形成される前に開ポジションから閉ポジションへ;かつ、
− シーリングバンドが形成されると、形成されたパッケージを解放するために、閉ポジションから開ポジションへ;
いずれも同じ角度にわたって移動する。
【0021】
上述のパッケージングユニットは、信頼性および効率性は高いが、さらに改善する余地がある。
【0022】
実際のところ、−例えば本件出願と同じ出願人による特許文献2から公知のような−各対のかみ合い部のそれぞれに係合されるとともに超音波振動部を用いてパッケージング材料を加熱するために互いに協働する機械的振動発生器つまりソノトロードとアンビルとを実質的に備える超音波シーリングデバイスを使用する機会が増えている。
【0023】
超音波シーリングデバイスは、パッケージングユニットが、アルミニウム層または他の導電材料からなる層を伴わずにパッケージングを形成するよう要求される場合に特に使用される。
【0024】
超音波シーリングデバイスが使用される場合、第1の形成アセンブリのシーリング部材は、相互干渉を避けるために横方向シーリングバンドが形成された後に第2のシーリングアセンブリのシーリング部材に対してさらに下方に移動する。
【0025】
こうしたさらなる下方への移動は、依然として第2のシーリング部材によって保持される上部シーリングバンドを有する形成されたパッケージの伸張を誘発し、特にパッケージング材料が硬い場合には、形成されたパッケージの下部シーリングバンドおよび三角形フラップは、潜在的に第1の折り曲げアセンブリのシーリング部材の折り曲げフラップと相互干渉する。
【0026】
こうした傾向および引き延ばされる伸張動作の結果、開ポジションにおける折り曲げフラップが、形成中のパッケージの三角形フラップと衝突し、それによりパッケージングの揺れや損傷が引き起こされるリスクが引き起こされる。
【0027】
本出願人は、こうした衝突を避けるために、最適な解決法として、閉ポジションと開ポジションとの間でより大きな第1の角度にわたって折り曲げフラップを移動させ、それにより横方向シーリングバンドおよび三角形フラップが相互干渉するリスクを低減させることを提案する。
【0028】
なお、こうした閉ポジションと開ポジションとの間のより大きな第1の角度は、折り曲げフラップが開ポジションから閉ポジションへ移動する場合およびシーリング部材が横方向シーリングバンドを形成するためにチューブを包囲する場合に多少の弱点をもたらすことがある。
【0029】
実際のところ、本出願人は、シーリング部材が横方向シーリングバンドを形成するようチューブを包囲する際にパッケージング材料からなるチューブがそれ自体の軸線回りで捻じれるリスクを阻止するために、折り曲げフラップの開ポジションと閉ポジションとの間におけるより小さな第2の角度を最適化することも提案する。
【0030】
こうした捻じれは、チューブの長手方向シーリングバンドの形成中に長手方向シーリングバンドを形成するよう意図されたチューブの縁部の重なりを不安定にすることがある。
【0031】
さらに、折り曲げフラップの開ポジションと閉ポジションとの間のより小さな第2の角度は、パッケージの形成中にチューブを保持し、パッケージング材料のうちの横方向シーリングバンドに隣接する領域が破損しかつ/または横方向シーリングバンドの両側縁部を湾曲させるリスクを避けるよう最適化されてもよい。
【0032】
この産業において、関連する開ポジションおよび閉ポジションの間での折り曲げフラップの移動に関して特に順応性のあるパッケージングユニットを、厳密には例えば特に硬いパッケージング材料から、かつ/または横方向シーリングバンドの形成のために超音波シーリングデバイスを使用してパッケージを形成するためのパッケージングユニットを実現することが必要とされている。
【発明を実施するための形態】
【0039】
図1において参照符号1は、シート状パッケージング材料からなるチューブ2から食品のシールされたパッケージ3(
図1、
図11および
図12)を製造するためのパッケージングユニット全体を示す。
【0040】
ユニット1は、好ましくは低温殺菌牛乳またはUHT牛乳、フルーツジュース、ワインなどの注入可能な食品のシールされたパッケージ3を製造する。
【0041】
ユニット1はまた、パッケージ3の製造時に注入可能でありかつパッケージ3がシールされた後に固化するような食品のシールされたパッケージ3を製造してもよい。そうした食品の一例として、パッケージ3の製造時には溶けているがパッケージ3がシールされた後に固まるポーションタイプのチーズが挙げられる。
【0042】
パッケージング材料は、多層構造(図示せず)を有しており、かつポリエチレンなどのヒートシールプラスチック材料からなる個々の層で両面が被覆された繊維材料(通常は紙)からなる層を備える。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3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。
【0043】
チューブ2は、公知の様式で、シート状のヒートシール材料からなるウェブ(図示せず)を長手方向に折り曲げてシールすることによって形成され、図示しない公知の様式で充填パイプ(図示せず)を用いてパッケージングのための滅菌または殺菌処理済みの食品で充填され、そして
図1の軸線Aで規定される垂直部分を有する垂直経路Pに沿って供給される。
【0044】
ユニット1は2つの形成アセンブリ6、6’を備えており、2つの形成アセンブリ6、6’は、多数のまくら状パッケージ3(
図11)を形成するために、軸線Aについて対称的な垂直円筒ランナー5、5’それぞれに沿って移動し、かつ軸線Aに交差する等間隔でそれぞれ離間された横断セクションに沿ってチューブ2を把持してヒートシールするためにチューブ2と周期的に相互作用する。
【0045】
図11を参照すると、円筒形となるように折り曲げられたウェブからパッケージング材料のチューブ2を製造するために形成された長手方向シーリングバンド44は、各パッケージ3の一面に沿って延在する。パッケージ3は、長手方向シーリングバンド44の両端において、長手方向シーリングバンド44に直交しかつ長手方向シーリングバンド44と交わる横方向シーリングバンド45、46のそれぞれによって閉じられる。
【0046】
パッケージ3はそれぞれ、長手方向シーリングバンド44の主要部分に平行な軸線Qを有し、平行六面体形状の本体部分47と;本体部分47から横方向シーリングバンド45、46のそれぞれへ向けて先細形状になされた両端部分(それぞれ上端部分と下端部分)48、49と;を備える。
【0047】
より詳細には、各パッケージ3の本体部分47は、互いに平行でありかつ軸線Qに平行な2つの平坦な矩形状壁50a、50bによって、かつ壁50a、50bの間で垂直方向に広がる2つの平坦な矩形状壁51によって、その横方向の境界が規定される。
【0048】
端部分48、49はそれぞれ、それぞれが実質的に二等辺の台形の形態である2つの壁52によって規定されており、2つの壁52は、軸線Qに直交する平面に対して互いに向かってわずかに傾斜しており、また、部分47の壁50a、50bのそれぞれの端縁部によって規定される短い縁部と、シーリングバンド45、46のそれぞれによって互いに連結された長い縁部と、を有する。
【0049】
図11に明瞭に図示されるように、長手方向シーリングバンド44は、横方向シーリングバンド45および46の間において、壁50a、50bの一方の壁全体と壁50a、50bと同じ側における対応する壁52とに沿って延在する。
【0050】
各シーリングバンド45、46が、関連するパッケージ3から軸線Q方向に突出する実質的に細長い矩形状の端タブ53、54をそれぞれ形成する。
【0051】
さらに各シーリングバンド45、46は、2つの略三角形フラップ55、56を形成する。三角形フラップ55、56は、本体部分47の両側において側方に突出しており、かつ関連する壁52の端部分によってかつ壁51の対応する三角形の端部分によって規定される。
【0052】
特に、フラップ55、56は各パッケージ3の上部の角および下部の角に配置される。
【0053】
以下では、公知でありかつ同様のアセンブリ6、6’の一方(アセンブリ6)についてのみ説明する。アセンブリ6、6’の同じまたは対応する部分は、図面では同じ参照符号を使用して示される。
【0054】
アセンブリ6(
図1および
図2)は実質的に:
− 軸線Aに平行な方向にランナー5を上下に移動させるスライド7と;
− 軸線Aに直交する水平軸線Bそれぞれの周りで、その下部においてスライド7にヒンジ連結されるとともにチューブ2の両側に配置される2つのかみ合い部8と;
を備える。
【0055】
詳細には、かみ合い部8a、8bは個々の軸線B回りで:
− これらかみ合い部がチューブ2を把持してシールするシールポジションと;
− 1つ以上の中間ポジションと;
− これらかみ合い部がチューブ2から最も離間され、かつかみ合い部8a、8bの対応するポイントが軸線Aに直交する方向において最も離間される(
図1および
図2に図示される)静止ポジションと;
の間で回転する。
【0056】
かみ合い部8a、8bはいずれもシールポジションと静止ポジションとにおいて停止する。
【0057】
図示される実施形態において、かみ合い部8a、8bは、中間ポジションのうちの1つでは停止せず、単に複数の中間ポジションで減速するだけである。
【0058】
あるいは、かみ合い部8a、8bは所定の中間ポジションで停止することもできる。
【0059】
スライド7の往復動作とかみ合い部8a、8bの開閉動作は、一対の垂直ロッド(本明細書では詳細には説明しない)によって説明しない公知の様式で制御され、続いてロータリーカムまたはサーボモータによって制御される。
【0060】
そのためかみ合い部8a、8bは、スライド7の上下運動に基づく軸線Aに平行な並進運動と;スライド7に対する各ヒンジ軸線B周りでの回転によるパッケージング材料からなるチューブ2への開閉運動と;を行う。この開閉運動はスライド7の垂直方向の上下並進運動に重なる。
【0061】
より詳細には、各かみ合い部8a、8bは:
− ベース部分10であって、その下部において、スライド7の下部に対して各軸線B周りでヒンジ連結されるベース部分10と;
− チューブ2と相互作用し、部分10に接続され、かつ軸線Aに直交する方向Zに沿って延在するアーム11と;
を備える。
【0062】
かみ合い部8a、8b(8a’、8b’)は、オフセット様式で各経路に沿って移動する。そのため、シーリングポジションにおいてシーリングストロークに沿って下方へ移動するかみ合い部8a、8b(8a’、8b’)のアーム11(11’)は、静止ポジションにおいて戻りストロークに沿って元に戻るように移動するかみ合い部8a、8b(8a’、8b’)のアーム11(11’)の間を通過する。
【0063】
アセンブリ6はまた、かみ合い部8a、8bの一方のかみ合い部のアーム11の一端に一体的に係合された第1の固定具12aと;軸線Bに平行な軸線周りで他方のかみ合い部8a、8bのアーム11の一端にヒンジ連結される第2の固定具12bと;シールポジションにかみ合い部8a、8bを保持するために係合ポジションで第1および第2の固定具12a、12bを把持するための油圧シリンダと;を備える。
【0064】
かみ合い部8a、8bの部分10は、かみ合い部8a、8bが閉ポジションと開ポジションとの間で個々の軸線B周りで同じ角度まで回転することを確実なものとするために互いにかみ合う個別の扇形歯車13(
図3にのみ図示する)を備える。
【0065】
アセンブリ6はまた、シーリングバンド45、46の一方を形成するように関連するかみ合い部8a、8bの間で把持されるパッケージング材料からなるチューブ2の各横断セクションをヒートシールするための公知のシーリングデバイス14を備える。
【0066】
詳細には、一方のアセンブリ6のシーリングデバイス14は、形成中にパッケージ3の下部にシーリングバンド46を形成し、一方で他方のアセンブリ6’のシーリングデバイス14は、形成中にパッケージ3の上部にシーリングバンド45を形成する。
【0067】
シーリングデバイス14は、かみ合い部8aのアーム11に係合されてチューブ2と相互作用する機械的振動発生器またはソノトロード16と;かみ合い部8bのアーム11に係合されて、チューブ2を把持してヒートシールするためにソノトロード16の各作用面と協働するアンビル17と;を実質的に備える。
【0068】
アセンブリ6はまた、軸線Aの両側において互いに対面するとともに軸線Bに平行は個々の軸線周りでかみ合い部8a、8bのそれぞれにヒンジ連結された2つの形成ハーフシェル20を備える(
図1および
図2)。
【0069】
かみ合い部8a、8bがそれぞれの経路に沿って移動すると、ハーフシェル20は、
− ハーフシェル20が、これらハーフシェル20がチューブ2から離れる開ポジションから、これらハーフシェル20がチューブと協働する閉ポジションへ、2つのカム19によって移動させられる閉ストロークと;
− ハーフシェル20が閉ポジションにおいてチューブと協働する容積制御ストロークと;
− ハーフシェル20が開ポジションへばね(図示せず)によって移動させられる戻りストロークと;
を含むワークサイクルを実施する。
【0070】
軸線Aの両側に配置されたカム19(
図1)は、軸線Aに沿って延在し、かつハーフシェル20に係合される個々のローラと相互作用する。
【0071】
アセンブリ6はまた一対のフラップ21を備えており(
図3、
図6、
図7、
図8、
図9および
図12)、これらフラップ21は、かみ合い部8aに動作可能に係合され、かつ軸線Aについて対称的に、チューブ2の両側でチューブ2に隣接して配置される。
【0072】
より詳細には、フラップ21は:
− かみ合い部8aに形成された個々の孔を通過して、個々の軸線C周りで回転する様式で取り付けられる個別のピン22と;
− ピン22から一体的に突出するとともにチューブ2のパッケージング材料と相互作用する個々の平面を備える個別のタブ23と;
を備える。
【0073】
より詳細には、タブ23は、ピン22の端部のうちチューブ2に面する関連する端部から突出しており、そのためタブ23は、関連するソノトロード16と同じ側においてかみ合い部8aの関連するアーム11から突出する。
【0074】
フラップ21はまた、チューブ2の反対側のアーム11の側面から、ピン22から突出するとともに本質的に関連する軸線C周りに延在する一対の個別のピン24を備える(
図10)。
【0075】
これら軸線Cは、互いに平行でありかつアーム11の伸長方向Zに実質的に直交する。
【0076】
フラップ21は、
− これらフラップ21がチューブ2から離れる(
図6に図示される)開ポジションと;
− これらフラップ21がチューブ2を把持して個々のパッケージ3のフラップ56を形成する(
図9に図示される)完全な閉ポジションと;
の間で前後に移動できる。
【0077】
フラップ21は、有利なことに、開ポジションと完全な閉ポジションとの間に介在される部分的な閉ポジション(
図8)においてかみ合い部8a、8bに対して動作可能である;フラップ21は、かみ合い部8a、8bが中間ポジションに配置される際に部分的な閉ポジションに移動可能である。
【0078】
詳細には、フラップ21は:
− かみ合い部8a、8bが静止ポジションから中間ポジションに移動する場合、開ポジションに配置されて、かみ合い部8a、8bとともに移動し;
− かみ合い部8a、8bが中間ポジションにある場合、かみ合い部8aに対して開ポジションから部分的な閉ポジションに移動し(この時はまだチューブ2とは接触しない);
− かみ合い部8a、8bが中間ポジションからシールポジションに移動する場合、部分的な閉ポジションを保持したままかみ合い部8a、8bとともに移動し;
− 特に軸線A周りでのチューブ2の捻じれを防止するために、チューブ2の形状および/または姿勢を制御するべく、かみ合い部8a、8bがシールポジションに到達する前に部分的な閉ポジションでチューブ2と接触し;
− フラップ56を形成するために、かみ合い部8a、8bがシールポジションに到達した後に、かみ合い部8a、8bに対して部分的な閉ポジションから完全な閉ポジションへ移動し;かつ、
− かみ合い部8a、8bが依然としてシールポジションにある場合には、かみ合い部8a、8bに対して完全な閉ポジションから開ポジションへ移動する。
【0079】
かみ合い部8a、8bは中間ポジションで停止しないため、かみ合い部8a、8bが静止ポジションからシールポジションへ移動する場合、フラップ21は開ポジションから部分的な閉ポジションへ移動する。
【0080】
特にフラップ21は、開ポジション、部分的な閉ポジション、および完全な閉ポジションのいずれかで停止する。
【0081】
言い換えると、フラップ21の動作は連続していない(断続的である)。
【0082】
図12を参照すると、個々のフラップ21のタブ23は方向Dに沿って延在している。方向Dは、軸線Aに直交する方向Xとともに:
− フラップ21が開ポジションにありかつかみ合い部8a、8がシールポジションにある場合の角度α
1(
図12では、シールポジションにあるかみ合い部8a、8bのアーム11と軸線Aとによって規定される平面Rにおいてその投影が図示される)と;
− フラップ21が部分的な閉ポジションにありかつかみ合い部8a、8が中間ポジションにある場合の角度α
2(
図12では平面Rにおけるその投影が図示される)と;
を形成する。
【0083】
角度α
2は、50から56度であり、好ましくは51度である。角度α
1は、77から82度であり、好ましくは77度である。
【0084】
方向Dおよび方向Xは、フラップ21が完全な閉ポジションにありかつかみ合い部8a、8bがシールポジションにある場合には、約1度の角度α
3を形成する(
図12を参照)。
【0085】
特に角度α
3はゼロにはならない、つまり方向Dは、パッケージング材料の厚さが原因となって完全に軸線Aに直交することはない。
【0086】
かみ合い部8a、8bが静止ポジションから中間ポジションに移動する場合、フラップ21が開ポジションから部分的な閉ポジションへ移動するため、角度α
1、α
2は平面R上にはない。
【0087】
かみ合い部8a、8bがシールポジションにある場合、フラップ21が閉ポジションへ移動するため、角度α
3は平面R上にある。
【0088】
方向Dは、個々のフラップ21の軸線Cに直交する。
【0089】
フラップ21を開ポジションから部分的な閉ポジションへかつ部分的な閉ポジションから開ポジションへ移動させるために、ユニット1は:
− フラップ21に動作可能に接続されるカムフォロワ27と相互作用するよう構成された平面26を備える可変カム(adjustable cam)25と;
− 経路Pに直交する方向Xに沿ってカム25を作動させて、フラップ21を開ポジションから部分的な閉ポジションへかつ部分的な閉ポジションから完全な閉ポジションへ作動させるためのデバイス28と;
− 軸線L周りでのカムフォロワ27の回転動作を個々の軸線C周りでのフラップ21の同等の逆回転に転換して、フラップ21を通常通りに経路Pに対して対称的に移動させる機構29と;
を備える(
図3から
図10)。
【0090】
図3から
図8を参照すると、カム25は、実質的に軸線Aに平行に、図示される実施形態では垂直方向に、延在する。
【0091】
カム25は、方向Xに沿って:
− カム25が方向Xに沿ってカムフォロワ27から離れて、フラップ21が開ポジションに配置される(
図6に図示される)第1のポジションと;
− カム25がカムフォロワ27と協働して、フラップ21が部分的な閉ポジションに配置される(
図8に図示される)第2のポジションと;
− カム25がカムフォロワ27と協働してフラップ21が完全な閉ポジションに配置される(
図9に図示される)第3のポジションと;
との間を往復移動できる。
【0093】
特にカム25の動作は連続的ではない、つまりカム25は第1のポジション、第2のポジションおよび第3のポジションのいずれかで停止する。
【0094】
デバイス28は:
− 出力シャフト31を有するモータ30と;
− 経路Pおよび方向Xに直交する軸線Fに沿って伸長するとともにモータ30によって軸線F周りで回転するよう駆動されるシャフト32と;
− 出力シャフト31とシャフト32の第1の軸線方向端部との間に介在させられるベルト33と;
を備える(
図5)。
【0095】
詳細には、出力シャフト31は、軸線Fに平行でありかつ軸線Fからずれるよう配置された軸線に沿って延在しておりかつ当該軸線周りで回転する。
【0096】
デバイス28はまた、カム25と、シャフト32と、ユニット1の固定部分に取り付けられるロッド65とに動作可能に接続されたロッド60を備える。
【0097】
詳細には、デバイス28は、軸線F周りでのシャフト32の回転を方向Xに沿うカム25の往復移動に転換する。
【0098】
ロッド60は、軸線Aに沿って伸長されており、かつロッド60の軸線方向両端部のそれぞれに配置される一対のディスクを備える。
【0099】
ロッド60のこれらディスクは:
− モータ30の側に設けられかつ個々の軸線G、H周りに広がる一対の個別の円形面61、62(
図3および
図4)と;
− モータ30とは離れる側に設けられかつ個々の軸線I周りに延在する一対の個々の円形面63(
図4)と;
を規定する。
【0100】
面61は、シャフト32の端部のうちモータ30とは離れる側にある第2の軸線方向端部に係合されており、かつ軸線Gは軸線Fから外れているが軸線Fに平行である。
【0101】
面62はロッド65によって係合される。ロッド65は、軸線Hから外れるが軸線Hと平行な軸線に沿って延在する。
【0102】
特に
図4を参照すると、カム25は一対のピン66を備えており、これらピン66は、面63のそれぞれと係合し、かつ個々の軸線Iから外れるが軸線Iに平行な関連する軸線周りに延在する。
【0103】
このようにして、ロッド60は本質的にシャフト32およびロッド65に取り付けられており、かつカム25は本質的にロッド60に取り付けられる。
【0104】
機構29は、
− 方向Zに直交する軸線L周りでかみ合い部8aの部分10にヒンジ連結されて、カムフォロワ27を支持するレバー70と;
− 方向Zに平行であり、かつかみ合い部8aのアーム11内にスライド可能な様式で収容されるロッド71と;
− ロッド71に接続され、かつ互いへ向けたあるいは互いから離れるような個々の軸線C周りでのフラップ21の回転を引き起こすように構成された要素72と;
− ロッド71の拡張部分79と、かみ合い部8aのアーム11内にしっかりと収容される当接要素75との間に介在させられるスプリング74と;
を備えており、予荷重ロッド71および要素72はレバー70の反対側に配置される(
図10)。
【0105】
より詳細には、レバー70は、カムフォロワ27に対して軸線Lの反対側においてブロック76に接続される。
【0106】
ロッド71は、ブロック76内に収容されるとともにブロック76に接続される軸端部77と、端部77とは反対側にありかつ要素72に接続される軸端部78とを備える。
【0107】
拡張部分79は、端部77、78の間において方向Zに沿って介在させられる。
【0108】
スプリング74は、図示される実施形態において、らせん状のものであり、かつ方向Zに平行に延在する。
【0109】
要素72は、かみ合い部8aのアーム11内に収容され、かつ実質的に:
− 方向Zに沿って伸長されかつロッド71に接続されたバー80と;
− 軸線Bへ向けてバー80から突出するとともに、フラップ21のピン24に係合される個別のシート82、83を規定する一対の付属部分81と;
を備える。
【0110】
ピン24は本質的に、関連するフラップ21の軸線C周りに取り付けられており、かつ関連する軸線C周りでフラップ21とともに一体的に回転する。
【0111】
特にシート82、83はバー80の反対側で開放されている。
【0112】
シート82はシート83よりもレバー70に近接するよう配置される。
【0113】
シート82、バー80からシート82自体が開放される側へ向けて進みながら:
− アーム11に平行に延在するとともにストップ要素85によって係合される湾曲部分84と;
− レバー70により近接するフラップ21のピン24に係合される柱部分86と;
を備える。
【0114】
特に、シート82の部分86と係合するピン24は、関連する軸線Cの下方に配置される。
【0115】
シート83は、レバー70からより離間されるフラップ21のピン24によって係合される。
【0116】
シート83は、図示される実施形態においてU字形状である。
【0117】
特に、シート83に係合するピン24は、関連する軸線C上に配置される。
【0118】
図6および
図10に図示されるように、カム25が第1のポジションにある際に、カム25はカムフォロワ27に接触しない(
図7)。こうした状況において、スプリング27は、ストップ要素85がレバー70により近接するシート82の部分84の縁部に当接するまで、方向Zに沿ってレバー70の反対側においてロッド71および要素72を押圧する。その結果、フラップ21は、開ポジションにおいてスプリング74によって予荷重を受ける。
【0119】
カム25がかみ合い部8aへ向けて方向Xに沿って移動してカムフォロワ27と接触するとき、レバー70は、
図9に図示される方向に関して反時計方向に軸線L周りで回転する。その結果、ロッド71および要素72は、フラップ21の反対側において方向Zに平行にスライドする。これにより、まず部分的な閉ポジションにおいて、続いて開ポジションにおいて、関連する軸線C周りでの互いに向けたピン24の、つまりフラップ21の回転が引き起こされる。
【0120】
フラップ21が開ポジション(
図6)から部分的な閉ポジション(
図8)へ移動する際に、カムフォロワ27は、かみ合い部8aとともに軸線B周りで回転して方向Zに沿ってスライドする。
【0121】
言い換えると、フラップ21が開ポジションから部分的な閉ポジションへ移動する際には、カムフォロワ27の球面34の中心が三次元軌道に沿って移動する。
【0122】
それとは別に、フラップ21が部分的な閉ポジション(
図8)から完全な閉ポジション(
図9)に移動する際に、カムフォロワ27は、こうした移動中にかみ合い部8a、8bがシールポジションに配置されることに起因して、Z方向に沿ってスライドするのみである。
【0123】
カムフォロワ27は、カム25と接触する球面34(
図3、
図4、
図6、
図7および
図10)を備える。このようにしてカムフォロワ27は、面34の中心が上述のように三次元軌道に沿って移動する場合でもカム25の面26との接触を維持できる。
【0124】
実際の使用時に、液状の食品で充填されたチューブ2は、軸線Aに沿って供給されて、長手方向シーリングバンド44に沿ってシールされる。
【0125】
詳細には、各アセンブリ6;6’が関連するスライド7上で下降すると、対応するかみ合い部8a、8b;8a’、8b’がシーリングポジションに配置されて、チューブ2の移動速度と等しい動きの垂直方向構成要素を用いてチューブ2を把持する。同時に、ハーフシェル20がその閉ポジションに到達する。
【0126】
より詳細には、アセンブリ6;6’のかみ合い部8a、8b;8a’、8b’は、徐々にチューブ2を変形させてチューブ2の横断セクションにおいてチューブ2を平坦にするよう、ともに提供される。横断セクションでは、シーリングデバイス14が、パッケージング材料の2つの重なり合った部分をシールして、バンド45、46を形成する。
【0127】
詳細には、一方のアセンブリ6のシーリングデバイス14がパッケージ3をその下部においてシールし、それに続いて他方のアセンブリ6のシーリングデバイス14がパッケージ3の上部をシールする。
【0128】
形成アセンブリ6;6’の下降の下死点ポジション付近では、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’は、関連するシールポジションから静止ポジションへ移動して、形成されたパッケージ3を解放する。同様に、ハーフシェル20は、関連する閉ポジションから関連する開ポジションに移動する。
【0129】
かみ合い部8a、8b;8a’、8b’がそれぞれの静止ポジションに位置させられて、上方へ移動する。各形成アセンブリ6;6’の上方移動の上死点ポジション付近では、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が下方移動する時までに、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が閉じられ、ひいてはかみ合い部8a、8b;8a’、8b’はまず中間ポジションに続いてシールポジションに到達させられる。
【0130】
2つの形成アセンブリ6、6’の移動は半期で明白にオフセットされる:干渉を避けるために、形成アセンブリ6が、開放されたかみ合い部8a、8bとともに上方へ移動すると同時に、形成アセンブリ6’が、閉じられたかみ合い部8a’、8b’とともに下方へ移動する。
【0131】
かみ合い部8a、8b;8a’、8b’の関連する静止ポジションから関連するシールポジションへの移動は、フラップ21の関連する開ポジションから関連する部分的な閉ポジションへの移動と重なる。
【0132】
より詳細には、フラップ21は:
− かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が静止ポジションから中間ポジションに移動する場合、開ポジション(
図6、
図10および
図12)に配置されて、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’とともに移動し;
− かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が中間ポジションに配置される場合、開ポジションから部分的な閉ポジションへ(
図8および
図12)かみ合い部8a、8b;8a’、8b’に対して移動するが、この時点ではチューブ2とは接触せず;
− かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が中間ポジションからシールポジションに移動する場合、部分的な閉ポジションに留まり、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’とともに移動し;
− 特に軸線A周りでのチューブ2の捻じれを防止するべく、チューブ2の形状および/または姿勢を制御するために、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’がシールポジションに到達する前に部分的な閉ポジションにおいてチューブ2と接触し;
− フラップ56を形成するために、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’がシールポジションに到達した後に、部分的な閉ポジションから完全な閉ポジション(
図9)へ、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’に対して移動し;かつ
− かみ合い部8a、8b;8a’、8b’が依然としてシールポジションにある場合には、完全な閉ポジションから開ポジションへかみ合い部8a、8b;8a’、8b’に対して移動する。
【0133】
さらにフラップ21の方向Dと方向Xとは:
− フラップ21が部分的な閉ポジションにありかつかみ合い部8a、8bが中間ポジションにある場合に角度α
2を規定し;
− フラップ21が完全な閉ポジションに配置されてフラップ56を形成し、かつかみ合い部8a、8bがシールポジションにある場合に角度α
3を規定し;
− シーリングデバイス14がシーリングバンド45、46を形成した後に、フラップ21が開ポジションにあるがかみ合い部8a、8bが依然としてシールポジションにある際の、角度α
2より大きな角度α
1を規定する。
【0134】
ユニット1およびフラップ21の作動について、かみ合い部8a、8bが静止ポジションにあり、カム25が第1のポジションにあり(
図6、
図10)、ストップ要素85が湾曲部分84のうちの当接要素75により近接する端部に接触し、かつフラップ21が開ポジションにおいて弾性的にスプリング74によって負荷をかけられている構造を始点として、かみ合い部8a、8bおよびアセンブリ6のみを参照しながら以下に詳述する。
【0135】
より詳細には、この構造において、カム25は、方向Xに沿ってカムフォロワ27から離れており、かつスプリング74はレバー70の反対側においてロッド71および72に荷重を掛け、それによりフラップ21が開ポジションに保持される。
【0136】
かみ合い部8a、8bが静止ポジションから中間ポジションへ、続いてシールポジションに移動する場合、デバイス28は、方向Xに沿ってカム25を第1のポジションから第2のポジションへ移動するよう作動され、機構29は、フラップ21を開ポジションから部分的な閉ポジションへ移動させる。
【0137】
より詳細には、モータ30が、シャフト31およびベルト33の作動によって、軸線F周りでシャフト32を回転するよう駆動する。
【0138】
ロッド60の面61、62が本質的にシャフト31およびロッド65に係合されるため、軸線F周りでのシャフト32の回転は、ロッド60を、軸線Aおよび方向Xに沿って移動させる。
【0139】
ロッド60の面63が本質的にカム25のピン66に係合されるため、ロッド60の上述の動作は、カム25を、第1のポジションから第2のポジションへ、方向Xに沿ってかみ合い部8a、8bへ向けて移動させる。
【0140】
カム25の面26はまずカムフォロワ27の面34と接触し(
図7)、次にカムフォロワ27を、ひいてはレバー7を軸線L周りで傾斜させる(
図8)。
【0141】
詳細には、カムフォロワ27はフラップ21へ向けて押圧され、そしてブロック76は方向Zに沿ってフラップから離れるように移動する。
【0142】
上述のブロック76の移動の結果として、ロッド71および要素72が方向Zに沿ってかみ合い部8aから当接要素75へ向けて移動し、それによりスプリング74が圧縮される。
【0143】
方向Zに沿う当接要素75へ向かう要素72の移動は、ピン24を本質的に個々の軸線C周りで回転させ、それによりフラップ21を部分的な閉ポジションへ移動させる。
【0144】
カム25は第2のポジション(
図8)で静止され、それによりフラップ21もまた部分的な閉ポジションで静止される。
【0145】
この段階では、フラップ21はまたチューブ2とは接触しない。
【0146】
かみ合い部8a、8bが中間ポジションからシールポジションに移動する場合、フラップ21は、シーリングデバイス14がバンド45、46を形成する前に、部分的な閉ポジションに留まってチューブ2と接触し、軸線A周りでのチューブ2の捻じれの抑制に寄与する。
【0147】
強調すると、カムフォロワ27が軸線B周りでかみ合い部8aとともに回転する際にカム25がカムフォロワ27を方向Xに沿って押圧することが重要である。
【0148】
したがって、カム25が第1のポジションから第2のポジションへ方向Xに沿って移動する場合、カムフォロワ27が三次元軌道に沿って移動し、かつ面34は、その球形状に起因して、面26と接触したままとなる。
【0149】
その後、かみ合い部8a、8bはシールポジションへ到達してパッケージ3のバンド55(56)を形成し、ハーフシェル20によってパッケージ3の容積が制御される。
【0150】
同時に、デバイス28はさらにカム25を第2のポジションから第3のポジション(
図9)へ方向Xに沿って移動させ、かつ機構29はフラップ21を部分的な閉ポジションから完全な閉ポジションへ、互いへ向けて移動させる。
【0151】
詳細には、カム25は第3のポジションで静止され、それによりフラップ21は完全な閉ポジションに静止されて、パッケージ3のフラップ56が形成される。
【0152】
この段階で、かみ合い部8a、8bはシールポジションへ到達し、かつデバイス28は、カム25を第3のポジションから第1のポジションへ戻すよう移動させる。
【0153】
特にカム25は方向Xに沿って、かみ合い部8a、8bとは反対の側に戻るよう移動する。
【0154】
カム25が再びカムフォロワ27から離れると、スプリング74が当接要素75の反対側に伸張し、フラップ21へ向けてブロック76とロッド71と要素72とを当接要素75の反対側に押し付ける。
【0155】
その結果、フラップ21は、その開ポジションまで、互いから離れるように軸線C周りで回転し、かつレバー70はカムフォロワ27がカム25に接近する様式で軸線L周りで傾斜させられる。
【0156】
湾曲部分84のうち当接要素75により近接する縁部に対してストップ要素85を当接させることにより(
図10)、フラップ21は開ポジションに静止される。
【0157】
この段階で、かみ合い部8a、8bは静止ポジションに戻る。
【0158】
本発明に基づくユニット1および方法の利点は上述の説明から明らかになろう。
【0159】
特にフラップ21は、開ポジションと完全な閉ポジションとの間に設けられる部分的な閉ポジションで静止されてもよい。
【0160】
この様式において、一方ではフラップ21は、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’がシールポジションに到達する前に、これらフラップがチューブ2と接触する部分的な閉ポジションに配置されてもよい。
【0161】
他方では、フラップ21は、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’がシールポジションに到達してシーリングバンド45、46を形成した後に、開ポジションに配置されてもよい。
【0162】
言い換えると、ユニット1は、−フラップ21の部分的な閉ポジションと完全な閉ポジションとの間の−角度α
1より小さい−フラップ21の部分的な閉ポジションと完全な閉ポジションとの間の−角度α
2を特徴とする。
【0163】
したがってユニット1は、とりわけソノトロード16とアンビル17とによって形成されるシーリングデバイス14を用いて特に高い剛性を有するパッケージング材料からパッケージ3を形成することに適している。
【0164】
実際のところ、かみ合い部8a、8b;8a’、8b’によってとりわけ長いストロークにわたって伸長される特に硬いパッケージング材料を用いた場合でさえも、より大きな角度α
1は、形成されたパッケージ3のフラップ56とフラップ21との間の干渉や衝突の回避を可能にする。
【0165】
その一方でフラップ21は、部分的な閉ポジションに配置されると、チューブ2と接触して、軸線A周りでのチューブ2の捻じれを抑制することに寄与する。
【0166】
このようにして、この捻じれがシーリングバンド44におけるチューブ2の両縁部の重なりを損ない得るリスクが大幅に低減される。
【0167】
さらに、本出願人は、角度α
2の減少値が、チューブ2が軸線方向においてつぶれる傾向が低減されることを見出した。特に本出願人は、角度α
2の値が、パッケージ3のうちシーリングバンド45、46に隣接する領域の破損および/またはシーリングバンド45、46の両側縁部の湾曲のリスクが低減されることを見出した。
【0168】
最後に、カム25と協働する面34は球状である。
【0169】
この方法により、面34の中心が三次元軌道に沿って移動する場合でさえも、カムフォロワ27はカム25の面26と接触状態を保つことができる。
【0170】
結果として、カムフォロワ27が:
− 中間ポジションからシールポジションへ移動するかみ合い部8a;8a’とともに軸線B周りでいずれも回転する場合;および、
− 第1のポジションから第2のポジションへ移動するカムフォロワ25によって方向Xに沿って移動する場合に;
面34はカム25の面26と接触したままとなる。
【0171】
明らかなことに、本明細書で説明されたユニット1および方法は、特許請求の範囲の請求項に記載の範囲から逸脱しない限り、変更されてもよい。
【0172】
特にフラップ21は、空気圧シリンダまたは油圧シリンダを使用して、関連する開ポジションと部分的な閉ポジションと完全な閉ポジションとの間で移動することもできる。
【0173】
さらに、シーリングデバイス14は、ソノトロード16およびアンビル17の代わりに、誘導加熱システムを備えることができる。