(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-04
(54)【発明の名称】封止装置、封止ステーションおよび封止装置を運転する方法
(51)【国際特許分類】
B65B 7/28 20060101AFI20240927BHJP
B29C 65/20 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
B65B7/28 D
B29C65/20
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024518446
(86)(22)【出願日】2022-09-23
(85)【翻訳文提出日】2024-05-22
(86)【国際出願番号】 EP2022076471
(87)【国際公開番号】W WO2023046880
(87)【国際公開日】2023-03-30
(31)【優先権主張番号】102021124794.2
(32)【優先日】2021-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521208365
【氏名又は名称】アムパック ゲー・エム・ベー・ハー
【氏名又は名称原語表記】Ampack GmbH
【住所又は居所原語表記】Lechfeldgraben 7, 86343 Koenigsbrunn, Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ユルゲン ハーク
(72)【発明者】
【氏名】マークス ツィマーマン
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー ガーブ
(72)【発明者】
【氏名】イロナ クライン
(72)【発明者】
【氏名】アロイス シュトゥアム
【テーマコード(参考)】
3E049
4F211
【Fターム(参考)】
3E049AA05
3E049AB02
3E049CA01
3E049DA01
3E049DB01
3E049DB05
3E049EA08
3E049EB03
4F211AG07
4F211AH57
4F211AK09
4F211AP05
4F211AR06
4F211TA01
4F211TC16
4F211TD11
4F211TH06
4F211TH10
4F211TN02
4F211TQ06
4F211TQ10
(57)【要約】
本発明は、容器(12a)を封止する封止装置、特に封止ヘッドであって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器(12a)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a)と、該封止ユニット(14a)により封止された容器(12a)の封止品質を監視する、封止ユニット(14a)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a)とを有し、検査ユニット(16a)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a)を備えている、封止装置に基づく。
温度センサ(18a)は、封止ユニット(14a)の特にセラミック製の加熱ユニット(36a)の、特にセラミック製の基体(40a)のセンサ材料切欠き内に配置されている、かつ/または温度センサ(18j,
図16)は、封止ユニット(14j)の封止工具(34j)のセンサ材料切欠き内に配置されており、封止工具(34j)のセンサ材料切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニット(36j)の近傍に配置されていることが提案されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器(12a;12e)を封止する封止装置、特に封止ヘッドであって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを前記容器(12a;12e)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)と、該封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止された前記容器(12a;12e)の封止品質を監視する、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)とを有し、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i;18j)を備えている、封止装置において、
前記温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i)は、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i)の特にセラミック製の加熱ユニット(36a;36b;36c;36d;36e;36f;36g;36h;36i)の特にセラミック製の基体(40a,42a;40b,42b;40c,42c;40d,42d;40e;40f;40g,42g;40h;40i)のセンサ材料切欠き内に配置されている、かつ/または前記温度センサ(18j)は、前記封止ユニット(14j)の封止工具(34j)のセンサ材料切欠き内に配置されており、前記封止工具(34j)の前記センサ材料切欠きは、前記特にセラミック製の加熱ユニット(36j)の近傍に配置されていることを特徴とする、封止装置。
【請求項2】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、封止温度を空間分解して検出するために、少なくとも2つの、特に複数の温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)を備えることを特徴とする、請求項1記載の封止装置。
【請求項3】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止力および/または封止圧力を検出するために少なくとも1つの印加圧力センサ(22a;22e)を備えることを特徴とする、請求項1または2記載の封止装置。
【請求項4】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i)は、ニューマチックシリンダ(24a;24e)を備えており、該ニューマチックシリンダ(24a;24e)内または該ニューマチックシリンダ(24a;24e)上に、前記印加圧力センサ(22a;22e)が配置されていることを特徴とする、請求項3記載の封止装置。
【請求項5】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、少なくとも2つ、特に複数の温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)と、該温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットとを備え、該計算ユニットは、同一の容器(12a;12e)に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された前記検査パラメータの2つの値の比較に依存して前記封止品質を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項1の前提部記載の、特に請求項1から4までのいずれか1項記載の封止装置。
【請求項6】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、前記温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットを備え、該計算ユニットは、前記封止品質を決定するために、前記検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されていることを特徴とする、請求項1の前提部記載の、特に請求項1から5までのいずれか1項記載の封止装置。
【請求項7】
前記検査ユニット(16j)は、少なくとも、前記封止ユニット(14j)の、前記少なくとも1つの温度センサ(18j)が配置されている収容空間を封止する少なくとも1つの防護ユニット(38j)を有していることを特徴とする、請求項1の前提部記載の、特に請求項1から6までのいずれか1項記載の封止装置。
【請求項8】
特に充填および/または製造システムのための封止ステーションであって、少なくとも1つの封止装置、特に複数の封止装置を支持する少なくとも1つの封止キャリア(28a)と、請求項1から7までのいずれか1項記載の少なくとも1つの封止装置と、封止中に前記容器(12a)、特に複数の容器を支持する少なくとも1つの封止支持体(30a)とを有する、封止ステーション。
【請求項9】
請求項1から7までのいずれか1項記載の封止装置および/または請求項8記載の封止ステーションを運転する方法であって、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止が実行される間に、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止品質を決定するために、少なくとも1つの検査パラメータを取得する、方法。
【請求項10】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記容器(12a;12e)の前記封止品質を、別の容器の検査パラメータの値に依存して決定することを特徴とする、請求項9記載の方法。
【請求項11】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記封止品質を、同一の容器(12a;12e)に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して決定することを特徴とする、請求項9または10記載の方法。
【請求項12】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記封止品質を決定するために、前記検査パラメータの経時的な進行を評価することを特徴とする、請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
従来技術
封止を引き起こすために力および/またはエネルギを容器に伝達する少なくとも1つの封止ユニットを有する、容器を封止する封止装置、特に封止ヘッドが、欧州特許出願公開第3515693号明細書において既に提案されている。
【0002】
さらに容器を封止する封止装置が、米国特許第7490448号明細書、米国特許出願公開第2009/0044497号明細書、中国実用新案第215323675号明細書、米国特許出願公開第2008/0072550号明細書、独国特許出願公開第2455064号明細書および米国特許出願公開第2002/0121073号明細書から既に公知であり、既に公知の封止装置は、封止を引き起こすために力および/またはエネルギを容器に伝達する少なくとも1つの封止ユニットと、この封止ユニットにより封止された容器の封止品質を監視する、封止ユニットに少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニットとを備えている。
【0003】
発明の開示
本発明は、容器を封止する封止装置、特に封止ヘッドであって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達する少なくとも1つの封止ユニットと、封止ユニットにより封止された容器の封止品質を監視する、封止ユニットに少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニットとを有し、検査ユニットが、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサを備えている、封止装置を起点とする。
【0004】
温度センサが、封止ユニットの特にセラミック製の加熱ユニットの特にセラミック製の基体のセンサ材料切欠き内に配置されており、かつ/または温度センサが、封止ユニットの封止工具のセンサ材料切欠き内に配置されており、封止工具のセンサ材料切欠きが、特にセラミック製の加熱ユニットの近傍に配置されていることが提案されている。封止装置の本発明による実現形態によって、封止品質を決定するためのセンサデータを、有利には、封止中および/または封止の直後に取得することができる。封止に続く封止品質の別個の検査、特に別個の容器チェックステーションを省略することができる。したがって特に、包装すべき材料を容器に充填するための、封止装置を使用する充填および/または製造システムの全長およびスループット時間を有利には低く維持することができる。本発明による実施形態により、封止温度は、有利には、封止すべきそれぞれの容器のために個別に検出することができる。特に、封止中の封止温度の変化を、有利には監視することができる。特に、封止温度を、封止品質を決定するために評価することができる。例えば、異なる温度変化に基づいて、有利には、曲がった容器カバーと、二重層の容器カバーと、収容ユニットに対してずらされた容器カバーと、容器と容器カバーとの間の汚染物、例えば、流体、食物の残留物または別の汚染物等とを区別することが可能である。
【0005】
好適には、本発明による封止装置の少なくとも1つの実施形態において、温度センサは、封止工具のセンサ材料切欠き内に配置されており、この切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニットの特にセラミック製の基体の近傍に配置されている。好適には、センサ材料切欠きが、特にセラミック製の加熱ユニットの特にセラミック製の基体の近傍に配置されている場合、センサ材料切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニットの特にセラミック製の基体の外側に、好適には直接に封止工具内に配置されている。「近傍」とは、或る要素の、特に別の要素に対して、特に或る要素に面した別の要素の外面に対して、特に25mm未満、好適には10mm未満、特に好適には8mm未満の最大距離にある領域であると理解される。好適には、温度センサは、特にセラミック製の加熱ユニットに対して、特に基体に対して、特に25mm未満、好適には10mm未満および特に好適には8mm未満の最大距離にある。好適には、温度センサは、温度センサ、特に温度センサの温度検出領域、例えば温度センサ先端部等が封止工具の封止面、特に封止外面または封止ユニットの接触平面から特に10mm未満、好適には5mm未満、特に好適には2mm未満の距離、特に最大距離だけ離れて配置されているように、封止工具のセンサ材料切欠き内に配置されている。好適には、温度センサは、封止工具のセンサ材料切欠き内に配置された状態で、封止工具の封止面に対して少なくとも実質的に垂直に延びる方向で0.1mm~5mmの値を有する距離、特に最大距離を有している。
【0006】
本発明による封止装置の少なくとも1つの実施形態において、温度センサが、封止工具のセンサ材料切欠き内かつ加熱ユニットの基体のセンサ材料切欠き内に配置されていることが考えられる。温度センサは、部分的に加熱ユニットの基体内に、かつ部分的に封止工具内に配置されていてもよい。温度センサは、基体全体を通って封止工具内へ延びていてもよい。温度センサが完全に基体の外側に配置されていることも考えられる。さらに、特に温度の有利な目標値/実際値比較を可能にするために、特に加熱ユニットの基体における所望の目標温度と封止工具に実際に存在している実際温度との比較を可能にするために、検査ユニットが別個の2つの温度センサを有しており、一方の温度センサが封止工具内または封止工具上に配置され、他方の温度センサが基体内または基体上に配置されていることも考えられる。有利には、別個の2つの温度センサを設け、これらの温度センサのうちの一方の温度センサを封止工具上に配置し、温度センサのうちの他方の温度センサを加熱ユニットの基体上に配置することにより、好適には、冗長的な温度検出を可能にすることができる。
【0007】
温度センサは、好適には接触センサの形態であり、特に好適には抵抗温度計の形態であり、代替的には膨張温度計または熱電対の形態である。好適には、温度センサは、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具上に配置されているか、またはエネルギおよび/または力伝達要素内および/または封止工具内に埋め込まれている。代替的には、温度センサは封止ホルダ上に、または封止ホルダ内に配置されている。代替的には、温度センサは、封止温度を非接触に測定するために構成されており、例えばパイロメーターまたはサーモグラフィカメラの形態である。好適には、温度センサは、封止温度として、エネルギおよび/または力伝達要素、封止工具および/または容器の温度を検出するように構成されている。好適には、温度センサは、容器との接触時にエネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具の温度低下を検出するように構成されている。代替的には、温度センサは、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具との接触時に容器の温度上昇を検出するように構成されている。
【0008】
加熱ユニットは、当業者とって好都合に思われる任意の形態、例えば、加熱カートリッジユニット、加熱ワイヤユニット、セラミック製加熱ユニット等の形態を有していてもよい。加熱ユニットの基体は、当業者とって好都合に思われる任意の材料、例えば金属、複合材料、セラミック等から形成されていてもよい。好適には、加熱ユニットは、セラミック製の加熱ユニットの形態である。好適には、加熱ユニットの基体は、セラミック製の基体の形態である。しかし、加熱ユニットの基体が、金属の基体、例えば、銅、ステンレス鋼等の基体の形態であることも考えられる。
【0009】
容器は、特に、包装すべき材料を収容するように構成された収容ユニットと、特に容器カバーとを備えている。包装すべき材料は、例えば、液状、ペースト状組成物、ばら材料および/または一片の製品であってもよい。包装すべき材料は、例えば、食品、医薬品、商品等である。収容ユニットは、特に、カップ、ボトル、チューブ、皿、箱などの形態であってもよい。収容ユニットは、好適には容器カバーにより封止されている。好適には、容器カバーは、封止の結果として、収容ユニットを水密および/または気密に閉じるように構成されている。特に包装すべき材料に依存して、収容ユニットおよび/または容器カバーは、金属、ガラス、セラミック、木材、紙、プラスチック材料および/または複合材料から製造されていてもよい。収容ユニットと容器カバーとは、同一の材料または互いに異なる材料から製造されていてもよい。好適には、容器カバーは、フィルムの形態またはシートの形態、特に封止プレートの形態である。
【0010】
封止ユニットは、収容ユニットに特に緩く載置している容器カバーを力および/またはエネルギ伝達による材料結合により収容ユニットに接合させ、これにより容器を封止するように構成されている。封止ユニットは、特に、容器カバーおよび/または収容ユニットに力および/またはエネルギを伝達するための少なくとも1つの力および/またはエネルギ伝達要素を備えている。例えば、封止ユニットは、力および/またはエネルギ伝達要素として、少なくとも1つの電気加熱要素、超音波発生器、押付け工具等を備えている。好適には、封止ユニットは、少なくとも1つの封止ホルダを備えており、この封止ホルダ上に力および/またはエネルギ伝達要素が配置されている。好適には封止ユニットは、容器、好適には容器カバーに直接接触するための封止工具を備えている。封止工具は、特に、封止ホルダ上および/または力および/またはエネルギ伝達要素上に配置されている。封止工具は、単独の構成要素の形態または力および/またはエネルギ伝達要素と一緒に一部分の形態であってもよい。「一部分」とは、特に、ワンピースに形成されるという意味であると理解することができる。好適には、このワンピースは、単独のブランク、組成物および/または注型品から、特に好適には射出成形プロセス、特に単一成分および/または多成分射出成形プロセスにおいて製造される。好適には、封止ユニットは、封止ホルダを封止方向に運動させるための少なくとも1つの駆動要素を備えている。駆動要素は、特に封止前に封止工具を容器に物理的に接触させ、特に封止後に容器から封止工具を取り除くように構成されている。好適には、駆動要素は、リニアドライブ、ステップモータまたはサーボドライブの形態である。
【0011】
検査ユニットは、特に、少なくとも1つのセンサ素子を有しており、センサ素子は、封止ユニット内または封止ユニット上に配置されており、かつ少なくとも1つの検査パラメータを検出するように構成されている。検査パラメータは、特に封止のプロセスシーケンスおよび/または封止の結果を記載し、または特徴付ける。検査ユニットは、特に検査パラメータとして、封止ユニットの少なくとも1つの運転パラメータ、封止ユニットを用いた封止のプロセスパラメータおよび/または特に封止中の容器の容器パラメータを検出するように構成されている。例えば、センサ素子は、温度センサ、圧力センサ、電流および/または電圧センサ、力計、振動センサ等の形態である。特に、検出すべき検査パラメータに依存して、センサ素子は、封止ホルダ上または封止ホルダ内に、エネルギおよび/または力伝達要素上にまたはエネルギおよび/または力伝達要素内に、封止工具上にまたは封止工具内に、駆動要素上にまたは駆動要素内に、または封止ユニットの別の構成要素上または別の構成要素内に配置されていてもよい。好適には、検査ユニットは、特に検査パラメータの冗長的な検出のために、検査パラメータを空間分解して検出するために、かつ/または複数の異なる検査パラメータの検出のために、封止ユニット内または封止ユニット上に配置された複数のセンサ素子を備えている。任意選択的には、検査ユニットは、封止ユニットから離間して配置されている少なくとも1つの別のセンサ素子を備えている。別のセンサ素子は、特に検査パラメータまたは別の検査パラメータを非接触に検出するように構成されており、例えば、カメラ、赤外線センサ、紫外線センサ等の形態である。
【0012】
検査ユニットは好適には、少なくとも1つのセンサ素子および/または別のセンサ素子によって検出された検査パラメータを評価するための計算ユニットを備えている。計算ユニットは好適には、情報入力部、情報処理部および情報出力部を備えている。有利には、計算ユニットは、少なくとも1つのプロセッサ、メモリ、入力手段および出力手段、別の電気構成要素、操作プログラム、調整ルーチン、制御ルーチンおよび/または計算ルーチンを有している。好適には、計算ユニットの構成要素は、共通の回路基板上に配置されており、かつ/または有利には、共通のハウジング内に配置されている。計算ユニットは、封止ユニット内または封止ユニット上に配置されていてもよく、または封止ユニットから離間して配置されていてもよい。封止ユニットから離間させられた計算ユニットは、例えば、個別のユニットの形態であってもよく、封止装置を備えた封止ステーションのシステム制御装置の一部であってもよく、または外部の計算システム、特にサーバまたはクラウドによって実行されてもよい。計算ユニットは特に、封止ユニットにより封止された容器の封止品質に関するセンサデータを決定するように構成されている。計算ユニットは特に、封止品質の値が封止品質の限界値を下回った場合、かつ/または検査パラメータの値が検査パラメータの許容値の範囲外である場合に、特に、対応する容器を取り出すために、かつ/またはエラー源を特定するために、エラー信号を出力するように構成されている。
【0013】
さらに、検査ユニットが、封止温度、特に上述の封止温度を空間分解して検出するための、少なくとも2つの、特に複数の温度センサを備えていることが提案される。特に、封止ユニットは、容器に接触するように構成された、封止ユニットの構成要素が配置されている接触面、特に既に上述した接触面を備えている。封止ホルダの延在の主平面は、好適には、接触面に対して少なくとも実質的に平行に配置されている。接触面は特に、環状の封止ゾーンを有している。環状の封止ゾーンは、特に外側輪郭と、この外側輪郭の完全に内側に位置し、封止ゾーンを画定する内側輪郭とを有している。環状の封止ゾーンの外側輪郭および/または内側輪郭は、特に、円形、方形、三角形または任意の別の2次元の閉じた構造を有していてもよい。外側輪郭および内側輪郭は、互いに同心的に、または互いに偏心的に配置されていてもよい。特に、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具は、環状の封止ゾーンに配置されている。好適には、環状の封止ゾーンは、封止工具の封止面を形成する。好適には、環状の封止ゾーンは、少なくとも2つのセグメントに分割されている。好適には、封止ユニットは、少なくとも1つの別のエネルギおよび/または力伝達要素を備えている。好適には、環状の封止ゾーンの少なくとも大部分のセグメント、好適には各セグメントが、封止ユニットのエネルギおよび/または力伝達要素のうちの少なくとも1つ、および/または封止工具の少なくとも1つの封止工具要素を備えている。エネルギおよび/または力伝達要素はそれぞれ、独立して実現され、かつ/または独立して作動可能であり、または封止ユニットのエネルギおよび/または力伝達ユニットのセグメントであってもよい。封止工具要素はそれぞれ、独立した構成部材として実現されていてもよく、または封止工具のセグメントであってもよい。好適には、少なくとも1つの温度センサは、環状の封止ゾーンの少なくとも2つのセグメント、好適には少なくとも大部分のセグメント、特に好適には各セグメントに関連付けられている。特に、環状の封止ゾーンのセグメントに関連付けられた温度センサは、そのセグメントに配置されたエネルギおよび/または力伝達要素の温度および/またはそのセグメントに配置された封止工具要素の温度を検出するように構成されている。任意選択的には、温度センサのうちの少なくとも2つは、特にそのセグメントにおける温度を冗長的に検出するために、封止ゾーンの少なくとも1つのセグメントに関連付けられている。本発明による実現形態によって、有利には、容器の封止品質を、正確にかつ確実に検出することができる。特に、小さな変形および/または欠陥を、有利には正確に検出することができる。特に、封止不良の場合に考えられるエラー源を有利には特定することができる。
【0014】
さらに、検査ユニットが、封止力および/または封止圧力を検出するための少なくとも1つの印加圧力センサを備えていることが提案される。封止力および/または封止圧力は、特に、駆動要素がエネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具を容器に押し付ける力および/または圧力である。印加圧力センサは、特に、張力センサ、圧縮力センサ、圧縮力トランスデューサ、ばね力計、圧力センサ、特に、封止ユニットのハイドロリックシステムまたはニューマチックシステム等の形態であってもよい。本発明による実施形態によって、封止力および/または封止圧力を、有利には、封止すべき容器ごとに個別に検出することができる。特に、封止中の封止力および/または封止圧力の変化を有利には監視することができる。特に、封止力および/または封止圧力は、封止品質を決定するために評価されてもよい。例えば、種々異なる圧力および/または力の変化に基づいて、有利には、曲がった容器カバー、二重層の容器カバー、収容ユニットに対してずれた容器カバー等を区別することが可能である。
【0015】
さらに、検査ユニットが、ニューマチックシリンダを備えていて、このニューマチックシリンダ内またはこのニューマチックシリンダ上には印加圧力センサが配置されていることが提案される。ニューマチックシリンダは、特に封止ホルダと駆動要素との間に配置されている。ニューマチックシリンダは、特に、少なくとも1つのシリンダハウジングと、シリンダハウジング内に配置されたピストンと、シリンダハウジング内へ開口する少なくとも1つのガス管路とを備えている。駆動要素から封止ホルダへの力および/または圧力の伝達のために、ピストンは、駆動に関して、例えば、駆動要素に結合されており、シリンダハウジングは、駆動に関して、封止ホルダに結合されている。代替的には、シリンダハウジングが、駆動に関して駆動要素に結合されており、ピストンが、駆動に関して封止ホルダに結合されている。駆動に関する2つの物体の結合の例は、物体の互いに直接的な配置を含み、または剛性の伝達要素による、歯車による、封止ユニットのハイドロリックシステムおよび/またはニューマチックシステムによる間接的な結合を含んでいる。検査ユニットは、好適には、封止装置の運転中にニューマチックシリンダを予荷重状態に維持するために、すなわち、ニューマチックシリンダに荷重が加えられていない状態にある間にシリンダハウジング内で予め設定された圧力基準を維持するために、ニューマチックシリンダのガス管路内に少なくとも1つの逆止弁を備えている。特に圧力基準は、周辺圧力とは異なり、特に周辺圧力よりも高いまたは低く、好適には少なくとも1.25倍だけ高いか、または低い。ニューマチックシリンダは、特に封止装置が容器から離間している場合には、負荷を加えられていない状態にある。特に封止装置が容器に物理的に接触している場合に、ニューマチックシリンダは負荷が加えられた状態にある。特に、ニューマチックシリンダが、負荷が加えられた状態へと変化すると、シリンダハウジング内の圧力は圧力基準に対して上昇または下降する。好適には、印加圧力センサは、ニューマチックシリンダのガス管路内に、特に遮断弁とシリンダハウジングとの間に配置されている。代替的には、印加圧力センサは、シリンダハウジングまたはピストンの突出部あるいはシリンダハウジングのピストンホルダとは別個のシリンダハウジングの領域内に配置されている。印加圧力センサは、ニューマチックシリンダ内に直接に統合されていてもよく、またはニューマチックシリンダに、特にガス管路にまたはガス管路内に位置固定された独立した構成要素の形態であってもよい。印加圧力センサは、特にニューマチックシリンダのシリンダハウジング内の圧力を検出するように構成されている。特に、印加圧力センサは、圧力基準からのシリンダハウジング内のガス圧力の偏差を記録するように構成されている。代替的には、計算ユニットは、印加圧力センサの測定に依存して、圧力基準からのシリンダハウジング内のガス圧力の偏差を決定するように構成されている。本発明による実現形態によって、封止力および/または封止圧力を、有利には簡単に、かつ/または有利には安価に検出することができる。
【0016】
さらに、特に、本発明による封止装置の少なくとも1つの実施形態では、検査ユニットが、少なくとも2つの、特に複数の温度センサと、温度センサによって検出された検査パラメータを評価するための計算ユニット、特に既に上述した計算ユニットとを備えており、計算ユニットが、同一の容器に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して封止品質を決定するように構成されていることが提案される。封止装置は、封止品質の構造的に単純かつ確実な決定を可能にする目的を達成するために、センサ材料切欠きにおける温度センサの配置から独立して代替的な実施形態で実現されることが考えられる。好適には、代替的な実施形態、特にセンサ材料切欠き内の温度センサの配置から独立して実現される実施形態において、封止装置は、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニットと、封止ユニットによって封止された容器の封止品質を監視するための、封止ユニットに少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニットとを備えており、検査ユニットは、封止温度を検出するための少なくとも1つの温度センサを備えており、検査ユニットは、少なくとも2つの、特に複数の温度センサと、温度センサにより検出された検査パラメータを評価するための計算ユニット、特に既に上述した計算ユニットとを備えており、計算ユニットは、同一の容器に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して封止品質を決定するように構成されている。好適には2つの温度センサは、加熱ユニットおよび/または封止工具において互いに異なる位置に配置されている。温度センサは、好適には、加熱ユニットの基体延在長さの長手方向軸または主軸線に沿って、加熱ユニットおよび/または封止工具上に均一に配置されている。好適には、温度センサは、n回回転対称性に従って加熱ユニットおよび/または封止工具上に配置されている。特に、「n」は、温度センサの個数を表す。例えば、温度センサは、温度センサの最大数が2つの場合には180°だけ、温度センサの最大数が3の場合には120°だけ、温度センサの最大数が4の場合には90°だけなど、互いに対してずらされているように、加熱ユニットおよび/または封止工具上に配置されている。しかし、温度センサが、特に使用分野に依存して、加熱ユニットおよび/または封止工具上に不均一に分散して配置されているか、または温度センサが、各セグメントにおいて互いに異なって配置されている、例えば、1つのセグメントにおいては均一に分散して配置されており、別のセグメントでは不均一に分散して配置されていること等も考えられる。当業者にとって好都合に思われる、特に封止品質の決定のために使用され得る温度センサの別の配置も同様に考えられる。本発明による実現形態によって、検査パラメータを、有利には、簡単に評価することができる。特に、特に種々異なる領域における温度変動または温度差の、正確な位置での特定を、有利には可能にすることができる。
【0017】
特に、本発明による封止装置の少なくとも1つの実施形態において、検査ユニットが、温度センサによって検出された検査パラメータを評価するための計算ユニット、特に、既に上述した計算ユニットを備えており、計算ユニットが、封止品質を決定するために検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されていることがさらに提案されている。封止装置は、封止品質の構造的に単純かつ確実な決定を可能にする目的を達成するために、センサ材料切欠きにおける温度センサの配置に依存せず代替的な実施形態において実現されていることが考えられる。好適には、代替的な実施形態の封止装置、特にセンサ材料切欠き内における温度センサの配置とは独立して実現された実施形態における封止装置は、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニットと、封止ユニットに少なくとも部分的に統合された、封止ユニットにより封止された容器の封止品質を監視するための少なくとも1つの検査ユニットとを備え、検査ユニットは、封止温度を検出するために少なくとも1つの温度センサを備え、検査ユニットは、温度センサによって検出された検査パラメータを評価するための計算ユニット、特に既に上述した計算ユニットを備え、計算ユニットは、封止品質を決定するために検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されている。計算ユニットが、単独の温度センサによって検出された検査パラメータの値に依存して、検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されているか、または計算ユニットが、複数の温度センサによって検出された検査パラメータの値に依存して、検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されていることが考えられる。本発明による実現形態によって、有利には、正確なエラー認識を可能にすることができる。さらに、予測機能を有利には可能にすることができる。
【0018】
さらに、特に、本発明による封止装置の少なくとも1つの実施形態において、検査ユニットが、封止ユニットの、少なくとも温度センサが配置されている収容空間を少なくとも防護するための少なくとも1つの防護ユニットを有していることが提案される。封止装置は、封止品質の構造的に単純かつ確実な決定を可能にする目的を達成するために、センサ材料切欠きにおける温度センサの配置に依存せず代替的な実施形態において実現されることが考えられる。好適には、代替的な実施形態の封止装置、特にセンサ材料切欠き内の温度センサの配置とは独立して実現された実施形態の封止装置は、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニットと、封止ユニットに少なくとも部分的に統合された、封止ユニットによって封止された容器の封止品質を監視するための少なくとも1つの検査ユニットとを備えており、検査ユニットが、封止温度を検出するための少なくとも1つの温度センサを備えており、検査ユニットが、封止ユニットの、少なくとも温度センサが配置されている収容空間を少なくとも防護するための少なくとも1つの防護ユニットを有している。好適には、防護ユニットは、特に加熱ユニットまたは温度センサの電気的な線路のフィードスルーのための少なくとも1つの特にセラミック製のフィードスルー要素を備えている。特に、防護ユニットは、各温度センサのために、計算ユニットおよび/または電源への接続のためのそれぞれの温度センサの線路をフィードスルーするために、温度センサに関連付けられた別個のフィードスルー要素を備えている。防護ユニットは、特にフィードスルー要素に配置された、フィードスルー要素内に配置されている、加熱ユニットおよび/または温度センサの線路を、フィードスルー要素の外側でガイドするための少なくとも1つのケーブルガイド要素、例えばケーブルスリーブ等を備えており、ケーブルガイド要素は、好適には防護機能または応力緩和機能を有している。防護ユニットは、好適には少なくとも1つの防護要素を備えており、防護要素は、特に封止ホルダと封止工具とにより画定される収容空間を防護するために封止ホルダと封止工具との間の境界面に配置されている。好適には、防護ユニットは、特に封止ホルダと封止工具との間の接触ライン/点の個数に依存して複数の防護要素を備えており、これらの防護要素は、封止ホルダと封止工具との間の境界面に配置されている。本発明による実現形態により、湿った運転環状における封止装置の確実な運転が有利には可能にされ、封止品質の確実な決定を達成することができる。
【0019】
少なくとも1つの封止装置、特に既に言及された封止装置と、少なくとも1つの封止装置、特に複数の封止装置を支持するための少なくとも1つの封止キャリアと、封止中に容器、特に複数の容器を支持するための少なくとも1つの封止支持体とを備える、特に充填および/または製造システムのための封止ステーションがさらに提案される。充填および/または製造システムは、特に、包装すべき材料を容器に充填するための少なくとも1つの充填ステーションを備えている。任意選択的に、充填および/または製造システムは、包装すべき材料および/または容器を製造し、処理しまたは準備するための少なくとも1つの製造ステーションを備えている。好適には、充填および/または製造システムは、包装された材料を備える容器を少なくとも充填ステーションから封止ステーションまで搬送するための少なくとも1つのコンベヤシステム、特にベルトコンベヤシステムを備えている。充填および/または製造システムの充填ステーションまたは別のステーションは、特定の場所で、包装された材料が充填された収容ユニット上に容器カバーを配置するように構成されている。好適には、封止ステーションは、コンベヤシステム上に封止ステーションを配置するためのフレームユニットを備えている。好適には、封止支持体および封止キャリアは、フレームユニットに固定されている。好適には、封止支持体は、容器を搬送するコンベヤシステムを支持しかつ/またはコンベヤシステム上でフレームユニットを方向付けるように構成されており、これにより特に、コンベヤシステムが停止した場合に、容器が、封止キャリアに対して予め設定された封止位置を占める。封止キャリアは、特に封止装置を保持するための、特に封止装置を懸架するための少なくとも1つの封止ヘッドホルダを有している。封止キャリアは、特に、封止装置と容器の封止位置とを互いに合わせるように構成されている。好適には、封止キャリアは、特に構造上同一の複数の封止装置を保持するための複数の封止ヘッドホルダを有している。封止装置は、特に、充填および/または製造システムの複数の平行なコンベヤシステムによって搬送される容器のために、封止ステーションを通る容器の意図的な搬送方向に対して並んで配置されている、かつ/または特に同一のコンベヤシステムにより搬送される容器のために相前後して配置されていてもよい。封止装置は、個別にまたはグループとして作動可能であるように実現されていてもよい。本発明による実現形態によって、容器の封止および封止のチェックを、有利には同一のステーションによって実行することができる。特に、封止に続く別個の容器チェックステーションを省くことができる。これにより、特に、封止装置を使用する、容器に包装すべき材料を充填するための充填および/または製造システムの全長およびスループット時間を有利には短く維持することができる。
【0020】
本発明による封止装置および/または本発明による封止ステーションを運転する方法がさらに提案されており、封止が封止ユニットによって実行される間に、検査ユニットが、封止品質を決定するために、少なくとも1つの検査パラメータを取得する。この方法は、特に、前処理段階と、少なくとも1つの力および/またはエネルギ伝達ステップと、後処理段階とを有している。好適には前処理段階は、少なくとも1つの接触ステップを有している。接触ステップでは、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具が容器に接触するまで、駆動要素が封止ホルダを容器の方向に運動させる。エネルギおよび/または力伝達ステップでは、力および/またはエネルギ伝達要素は、任意選択的に封止工具を介して、力および/またはエネルギを容器に伝達し、これにより、収容ユニットと容器カバーとを材料結合式に結合させることができる。後処理段階は、少なくとも1つの戻りステップを有している。この戻りステップでは、封止ホルダが、封止された容器から離れるように運動させられ、封止ホルダの開始位置へと戻される。センサ素子による検査パラメータの検出は、エネルギ伝達ステップおよび/または後処理段階中に、またはエネルギ伝達ステップおよび/または後処理段階とオーバラップして実行することができる。任意選択的に、センサ素子は、検査パラメータを決定するために前処理段階において少なくとも1つの比較値を記録する。前処理段階および/または後処理段階は、特に、少なくとも1つの調整ステップを有しており、調整ステップでは、封止装置の運転パラメータ、特に検査パラメータの実際値がチェックされ、この実際値が目標値から偏差する場合に、再調整される。例えば、調整ステップにおいて、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具の温度が、温度センサにより温度開始値と揃えられる。例えば、ニューマチックシリンダの圧力は、調整ステップにおいて、印加圧力センサによって圧力基準に揃えられる。好適には調整ステップは、接触工程の前、特に接触工程の完了前に、または戻り工程の後、特に戻り工程の開始後に行われる。センサ素子および/または計算ユニットは特に、エネルギおよび/または力伝達ステップ中にまたはエネルギおよび/または力伝達ステップ後に、エネルギおよび/または力伝達ステップ前の検査パラメータの開始値からの検査パラメータの偏差を検出または決定するように構成されている。特に、この方法は、計算ユニットが検査パラメータを評価する評価ステップを有している。本発明による実現形態によって、検査パラメータを、有利には、封止中に検出することができる。特に、有利には短時間で封止および封止のチェックを行うことができる。
【0021】
方法の1つの方法ステップにおいて、容器の封止品質が、別の容器の検査パラメータの値に依存して決定されることがさらに提案される。別の容器は、この容器より前に封止されていてもよく、またはこの容器の後に封止されてもよく、またはこの容器と同時に封止されてもよく、またはこの容器と時間的にオーバラップして封止されてもよい。特に、評価ステップにおいて、計算ユニットは、容器の封止品質を決定するために、容器および別の容器の封止中に検出または決定された検査パラメータの値を比較する。特に、計算ユニットは、容器に関する検査パラメータと別の容器に関する検査パラメータからの偏差を決定する。好適には、計算ユニットは、互いに異なる容器に関する検査パラメータの値が、許容値よりも大きく互いに異なる場合に、エラー診断ステップを開始する。好適には、評価ステップにおいて、計算ユニットは、複数の容器に関する検査パラメータの値に基づいて、特に加重平均または非加重平均、中央値、移動平均値等の形態の検査パラメータのための目標値を決定する。特に、計算ユニットは、検査パラメータの値が検査パラメータの目標値とは異なる場合に、エラー診断ステップを開始する。本発明による実現形態によって、検査パラメータを、有利には、簡単に評価することができる。特に、封止装置の正確かつ時間のかかる較正を有利には省略することができる。
【0022】
さらに、方法の1つの方法ステップにおいて、同一の容器に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して封止品質を決定することが提案される。互いに異なる測定点は、特に封止ゾーンのセグメントに関連付けられている。特に、計算ユニットは、検査パラメータの互いに異なる値が封止ゾーンの互いに異なるセグメントにおいて検出されたか否かを決定する。好適には、計算ユニットは、互いに異なる測定点に関する検査パラメータの値が、許容値よりも大きく互いに異なる場合に、エラー診断ステップを開始する。本発明による実現形態によって、検査パラメータを、有利には、簡単に評価することができる。特に、封止装置の正確かつ時間のかかる較正を有利には省略することができる。
【0023】
方法の1つの方法ステップにおいて、封止品質を決定するために検査パラメータの経時的な進行を評価することがさらに提案されている。例えば、エネルギおよび/または力伝達要素および/または封止工具の冷却プロセスは、エネルギおよび/または力伝達ステップ中に検出される。例えば、ニューマチックシリンダ内の圧力変化が、エネルギおよび/または力伝達ステップ中に検出される。例えば、容器の冷却プロセスが後処理工程中に検出される。特に、検査ユニットは、経過として、少なくとも検査パラメータの開始値と、終了値と、開始値と終了値との間に検出された中間値とを記録する。任意選択的には、この経過は、封止された容器ごとに10個を超える、特に100個を超える測定点を含んでいる。経過は、特に、極値、変曲点、エッジの傾斜、漸近挙動および/または類似するものの位置および機能値に関して評価することができる。計算ユニットは、経過を特に分析的に評価することができるか、または計算ユニットのメモリ内に格納されている基準経過と比較することができる。本発明による実現形態によって、封止に欠陥がある場合にエラー源を決定するための多数の指標を有利には決定することができる。特に、有利には正確なエラーパターンを作成することができる。
【0024】
本発明による封止装置、本発明による封止ステーションおよび/または本発明による方法は、上述の用途および実施形態に限定されるものではない。特に、本発明による封止装置、本発明による封止ステーションおよび/または本発明による方法は、本明細書に記載された機能を満たすために、本明細書に記載された個数とは異なる個数の個別の要素、構成要素およびユニットおよび方法ステップを有していてもよい。さらに、本開示において示された値の範囲の場合、上述の範囲内にある値も、開示され、所望のように使用可能であるとみなすことができる。
【0025】
別の利点は、図面の以下の説明から明らかになるであろう。図面には、本発明の11個の例示的な実施形態が図示されている。図面、詳細な説明および特許請求の範囲は、複数の特徴を組合せで含んでいる。当業者は、便宜的には、これらの特徴を個別に考慮し、これらの特徴を組み合わせて適切な別の組合せを形成するだろう。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】本発明による封止ステーションを示す概略図である。
【
図3】本発明による封止装置の特にセラミック製の加熱ユニットを示す概略図である。
【
図4】本発明による封止装置を概略的に示す斜視断面図である。
【
図5】本発明による封止装置を製造する方法を示す概略的なフローチャートである。
【
図6】本発明による封止装置を運転するための本発明による方法を示す概略的なフローチャートである。
【
図7】絶縁要素を有する本発明による封止装置の別の実施形態を概略的に示す斜視断面図である。
【
図8】本発明による封止装置の別の実施形態を示す概略図である。
【
図9】本発明による封止装置の代替的な実施形態を概略的に示す斜視断面図であり、センタリングユニットは、同時に、特にセラミック製の加熱ユニットのための取付け部として実現されている。
【
図10】本発明による封止装置の代替的な実施形態を示す概略図であり、本発明によるこの封止装置の封止工具を示している。
【
図11】封止ホルダに埋め込まれた特にセラミック製の加熱ユニットを有する、本発明による封止装置の別の代替的な実施形態を示す概略図である。
【
図12】本発明による封止装置の別の代替的な実施形態を概略的に示す斜視断面図である。
【
図13】本発明による封止装置の代替的なセラミック加熱ユニットを示す概略図である。
【
図14】本発明による封止装置の別の代替的な特にセラミック製の加熱ユニットを示す概略図である。
【
図15】本発明による封止装置の、異なる形式で実現された特にセラミック製の加熱ユニットを示す概略図である。
【
図16】本発明による封止装置の代替的な実施形態を概略的に示す斜視断面図である。
【
図17】温度センサの代替的な配置を有する、
図16に示した本発明による封止装置を示す概略図である。
【0027】
例示的な実施形態の説明
図1は、封止ステーション26aを示している。封止ステーション26aは、特に充填および/または製造システムのために構成されている。封止ステーション26aは、容器12aを封止するための少なくとも1つの封止装置10aを備えている。容器12aは、充填および/または製造システムのコンベヤシステムによって、封止ステーション26aを好適には搬送方向62aで通って間欠的に搬送され、容器12aは、特に、容器12aの封止を実行するために、封止ステーション26a内の封止位置において停止させられる。好適には、封止ステーション26aは、複数の、ここでは例示的に8つの、特に構造的に同一の封止装置10aを備えている。封止装置10aは、特に複数の容器12aの並行した封止のために、封止ステーション26aを通る容器12aの搬送方向62aに関して特に平行に配置されている。封止ステーション26aは、封止ステーション26aの少なくとも1つの封止装置10a、好適には複数の、特に全ての封止装置10aを支持するための少なくとも1つの封止キャリア28aを備えている。封止ステーション26aは、封止中に、容器12a、特に複数の容器12aを同時に支持するための封止支持体30aを備えている。好適には、封止ステーション26aは、少なくとも1つの運転モードを有しており、この運転モードにおいて、封止が、封止ステーション26aにより完全に自動化されて実行される。任意選択的には、封止ステーション26aは、封止をチェックし、かつ/またはユーザにより封止ステーション26aの処理パラメータを調整するために、少なくとも1つの入力および/または出力ユニット、特に少なくとも1つのディスプレイを備えている。
【0028】
図2は、特に搬送方向62aに対して垂直な平面における、封止装置10aの断面図を示している。封止装置10aは、特に封止ヘッドである。封止装置10aは、容器12aを封止するように構成されている。封止装置10aは、容器12の収容ユニットに容器カバーを適用することによって容器12aを封止するように構成されている。封止装置10aは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器12aに伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14aを備えている。封止装置10a、特に封止ユニット14aは、少なくとも1つの封止工具34aを備えている。封止工具34aは、容器12aに物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10、特に封止ユニット14aは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための力および/またはエネルギ伝達要素として少なくとも1つの、特にセラミック製の加熱ユニット36aを備えている。封止装置10a、特に封止ユニット14aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aを保持するための封止ホルダ58aを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36aは、容器12aに直接接触するための封止ゾーンを有する封止工具34aの少なくとも一部を形成する。
【0029】
封止装置10a、特に封止ユニット14aは、少なくとも1つの駆動要素64a、特にサーボモータを有する。好適には、駆動要素64aは、封止ホルダ58aに機械的、ハイドロリック式および/またはニューマチック式に結合されている。駆動要素64aは、特に封止工具34aを容器12aに物理的に接触させるために、特に封止ホルダ58aを、この封止ホルダ58aに固定された封止工具34aと一緒に、封止装置10aの封止方向44aに移動させるように構成されている。封止方向44aは、好適には、容器12aの搬送方向62aに対して少なくとも実質的に垂直である。特にセラミック製の加熱ユニット36aは、特に、封止ホルダ58aの、駆動要素64aとは離れた側に配置されている。
【0030】
封止装置10aは、封止ユニット14aに少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット16aを備えている。検査ユニット16aは、封止ユニット14aにより封止された容器12aの封止品質を監視するように構成されている。検査ユニット16aは、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ18aを備えている。検査ユニット16aは、封止温度を空間分解して検出するために少なくとも1つの別の温度センサ20aを備えている。好適には、温度センサ18aおよび/または別の温度センサ20aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aおよび/または封止工具34a上に配置されている。検査ユニット16aは、封止力および/または封止圧を検出するための少なくとも1つの印加圧力センサ22aを備えている。検査ユニット16aは、ニューマチックシリンダ24aを備えており、このニューマチックシリンダ24a内またはニューマチックシリンダ24a上に、印加圧力センサ22aが配置されている。ニューマチックシリンダ24aは、特に、駆動要素64aと封止ホルダ58aとの間に配置されている。例えば、駆動要素64aは、ニューマチックシリンダ24aのピストンに結合されており、ピストンを保持するニューマチックシリンダ24aのシリンダハウジングは、直接に、または封止ユニット14aの伝達ユニット66aを介して間接的に封止ホルダ58aに接続されている。代替的には、駆動要素64aは、ニューマチックシリンダ24aのシリンダハウジングに結合されており、ニューマチックシリンダ24aのピストンは、直接に、または封止ユニット14aの伝達ユニット66aを介して封止ホルダ58aに結合されている。印加圧力センサ22aは、特に、ニューマチックシリンダ24aのシリンダハウジングへの供給管路内に配置されている。印加圧力センサ22aは、特に、封止中に閉じられるニューマチックシリンダ24aの容積内に配置されており、特に、封止中にニューマチックシリンダ24a内のガス圧を測定するために構成されている。
【0031】
封止装置10aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aの温度を調整または制御するための制御または調整ユニット50aを備えている。特に制御または調整ユニット50aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aの温度を介して封止温度を設定または調節するように構成されている。制御または調整ユニット50aは、特に駆動要素64aを制御または調整するために構成されている。制御または調整ユニット50aは、特に封止力および/または封止圧力を設定または調節するように構成されている。
【0032】
図3は、特にセラミック製の加熱ユニット36aを示している。特にセラミック製の加熱ユニット36aは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備え、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36aの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36aの特にセラミック製の熱伝導性の基体40aにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。少なくとも1つの、特にセラミック製の基体40aは、窒化ケイ素または窒化アルミニウムから製造されている。好適には加熱導体は、特にセラミック製の基体40aに関する電気伝導率を高めるために添加剤が設けられた窒化ケイ素または窒化アルミニウムから製造されている。添加剤は、特に加熱導体の総質量の50%未満、好適には25%未満を占める。好適には、特にセラミック製の加熱ユニット36aは、電気的なコネクタ52a,54aを備えており、この電気的なコネクタを介して加熱導体は、特に制御または調整ユニット50aに電気的に接続されている。電気的なコネクタ52a,54aは、特に、封止方向44aに対して少なくとも実質的に平行に延びている。少なくとも1つの、特にセラミック製の基体40aは、容器12aに直接接触するための封止ゾーンを有する封止工具34aの少なくとも一部を形成している。封止ゾーンは、本実施形態では特に環状である。電気的なコネクタ52a,54aは、特に、特にセラミック製の基体40aの、封止工具34aから離れた側に配置されている。
【0033】
特にセラミック製の加熱ユニット36aは、特にセラミック製の少なくとも1つの、ここでは例示的に5つの、別の基体42aを備えている。特にセラミック製の別の基体42aは、特にセラミック製の基体40aとは別個に形成されている。特にセラミック製の別の基体42aは、特にセラミック製の基体40aと特に構造的に同一である。特にセラミック製の基体40aおよび特にセラミック製の別の基体42aは、それぞれ特に封止ゾーンの部分的なセグメントを形成している。特にセラミック製の基体40aおよび特にセラミック製の別の基体42aは、封止方向44aに対して垂直な平面において、特にセラミック製の加熱ユニット36a、特に環状の封止ゾーンの幾何学的な中心点48aから少なくとも実質的に等しい距離に配置されている。特にセラミック製の加熱ユニット36aは、特にセラミック製の別の基体42a内に特に別の加熱導体を備えている。別の加熱導体は、好適には加熱導体とは別個に形成されていて、特に、特にセラミック製の加熱ユニット36aの別の電気的なコネクタ72a,74aを介して特に制御または調整ユニット50aに電気的に接続されている。好適には、別の電気的なコネクタ72a,74aは、加熱導体の電気的なコネクタ52a,54aとは別個に、封止ユニット14a内に形成されている。制御または調整ユニット50aは、特にセラミック製の種々の基体40a,42aの温度を別個に制御または調整するために構成されている。制御または調整ユニット50aは、複数の独立した電流源および/または電圧源ならびに/または電流源および/または電圧源の電流の流れを互いに異なる電気的なコネクタ52a,54a,72a,74aに分配するためのスイッチング素子を備えていてもよい。用途に依存して、別の電気的なコネクタ72,74aおよび電気的なコネクタ52a,54aは、制御または調整ユニット50aに互いに別個に電気的に接続されていてもよく、または互いに並列または直列に接続されていてもよい。特に、温度センサ18a,20aのうちの少なくとも1つは、複数の加熱導体のうちの1つを取り囲む特にセラミック製の各基体40a,42aに割り当てられている。特に、温度センサ18aは、特にセラミック製の基体40aのセンサ材料切欠き内に配置されている。特に、別の温度センサ20aが、特にセラミック製の別の基体42aのセンサ材料切欠き内に配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、特にセラミック製の基体40a,42aの、それぞれの電気的なコネクタ52a,54a,72a,74aと同一の側に配置されている。
【0034】
図4は、封止方向44aに対して平行な平面における封止装置10aの断面図を示している。封止ホルダ58aは、特にプレート状の基体を有しており、好適にはこの基体は、封止ホルダ58aの総体積の50%超、特に75%超を有している。好適には、封止ホルダ58aは、金属、特にステンレス鋼から製造されている。好適には、封止ホルダ58aは、保持構造体76aを有しており、この保持構造体76aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aを、封止方向44aに対して垂直な方向で形状結合による係合により保持するように構成されている。保持構造体76aは、特に封止ホルダ58aのプレート状の基体から突出している。保持構造体76aは、例えば環状の形状であり、封止方向44aに対して垂直な平面において特にセラミック製の加熱ユニット36aを取り囲んでいる。好適には、封止装置10aは、マウント78aを備えている。マウント78aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aを封止ホルダ58aに、封止方向44aに対して平行な方向での形状結合による係合によって位置固定するように特に構成されている。例えば、マウント78は保持リングの形態である。好適にはマウント78aは、金属、特にステンレス鋼から製造されている。封止方向44aに対して垂直なマウント78aの最大の横方向の延在長さ、特に外径は、特に、特にセラミック製の加熱ユニット36aの最大の横方向の延在長さよりも小さい。好適には、特にセラミック製の加熱ユニット36aの特にセラミック製の基体40a,42aは、突出部80aを形成しており、突出部80aは特に、対応する特にセラミック製の基体40a,42aの、封止工具34aに面しているかつ/または封止工具34aを形成する側から離間して配置されている。突出部80aは、特にセラミック製の基体40a,42aの、特にセラミック製の加熱ユニット36aの幾何学的な中心点48aに面した側に特に配置されている。特に、突出部80aは、封止方向44aに対して平行に、封止ホルダ58a、特に封止ホルダ58aのプレート状の基体および/またはプレート状の基体から突出した封止ホルダ58aの接触構造体とマウント78aとの間に配置されており、特にクランプされている。マウント78aは、特に封止ホルダ58aを通って突出するねじによって、封止ホルダ58aに位置固定されている。好適には、封止ホルダ58aは、コネクタ材料切欠きを備えており、コネクタ材料切欠きを通って、電気的なコネクタ52a,54a,72a,74aおよび温度センサ18a,20aのためのコネクタが、封止ホルダ58aを通って特にセラミック製の加熱ユニット36aから案内されている。
【0035】
封止装置10aは、封止運転中に容器12aを固定するためのセンタリングユニット56aを備えている。センタリングユニット56aは、特に湾曲したディスクの形態である。センタリングユニット56aは特に、特にセラミック製の加熱ユニット36a内かつ特にマウント78a内で、封止方向44aに対して垂直な平面内に配置されている。特に、センタリングユニット56aは、特にセラミック製の加熱ユニット36aおよび特にマウント78aと同心的に配置されている。センタリングユニット56aの湾曲は、センタリングユニット56aに対して平行に、特に封止ホルダ58aから離れて、かつ特に容器12に面して実現されている。センタリングユニット56aは、特に封止ホルダ58aにねじ締結されている(これに関しては
図8を参照)。
【0036】
伝達ユニット66aは、例えば、特に駆動要素64aからニューマチックシリンダ24aを介して封止ホルダ58aへと力および/または圧力を伝達するために構成された剛性の伝達ロッド86aを備えている。伝達ロッド86aの最大の長手方向の延在長さは、特に、封止方向44aに対して少なくとも実質的に平行に配置されている。特に、伝達ユニット66aは、伝達ロッド86aの、封止ホルダ58aから離れた端部に配置されている円錐形のアタッチメント82aを備えている。好適には、円錐形のアタッチメント82aは、封止方向44aに対して垂直な平面において、ニューマチックシリンダ24aのシリンダハウジングによって取り囲まれている。好適には、伝達ユニット66aは、少なくとも1つのばね84aを備えており、少なくとも1つのばね84aは、伝達ロッド86aの周囲に配置されており、円錐形のアタッチメント82aと伝達ユニット66aの軸受88aとに係合する。好適には、軸受88aは、封止装置10aを封止キャリア28aに挿入するために構成されている。好適には、伝達ユニット66aは、少なくとも1つの別のばね90aを備えており、この別のばね90aは、伝達ロッド86aの周囲に配置されており、かつ封止ホルダ58aと、伝達ロッド86aの停止要素92aとに係合する。停止要素92aは特に、伝達ロッド86aの中立位置を規定しており、この中立位置において、封止工具34aが容器12aに物理的に接触している場合でさえ、特に力および/または圧力は駆動要素64aから容器12aへと伝達されない。好適には、伝達ロッド86aは、少なくとも中立位置において封止ホルダ58aから離間して配置されている。
【0037】
図5は、封止装置10aを製造する方法60aを示している。封止装置10aを製造する方法60aは、好適には、適合ステップ94aを含んでいる。適合ステップ94aにおいて、好適には、特にセラミック製の加熱ユニット36a、特に、特にセラミック製の基体40a,42aの、特に規格化された前製品が準備される。前製品において、特にセラミック製の基体40a,42aは、特に焼結の結果として、特に既に硬化された状態にあり、特に完全に硬化された状態にある。封止装置10aを製造する方法60aの少なくとも1つの適合ステップ94aにおいて、少なくとも1つの、特にセラミック製の基体40a,42aは、特にセラミック製の基体40a,42aの硬化された状態において、材料除去により容器12aの意図された容器幾何学形状に適合させられている。特に、封止方向44aに対して垂直な方向での前製品の材料厚さは、この方向での特にセラミック製の基体40a,42aの意図された材料厚さにまで減じられる。好適には、意図された材料厚さは、容器12aの意図された封止面の幅に等しい。
【0038】
好適には、封止装置10aを製造する方法60aは、センサ導入ステップ96aを含んでいる。封止装置10aを製造する方法60aのセンサ導入ステップ96aでは、少なくとも1つの、特にセラミック製の基体40a,42aが、特にセラミック製の基体40a,42aの硬化された状態にある。センサ導入ステップ96aにおいて、特に少なくとも1つのセンサ材料切欠きが、特にセラミック製の基体40a,42aにおいて製造され、特に穿孔される。代替的には、センサ材料切欠きは、適合ステップ94aにおいて、または適合ステップ94a前に、特にセラミック製の基体40a,42aにおいて製造される。センサ導入ステップ96aにおいて、温度センサ18a,20aが、少なくとも1つの硬化した、特にセラミック製の基体40a,42aのセンサ材料切欠き、特に穿孔された穴に導入される。任意選択的には、センサ材料切欠きには、温度センサ18a,20aが導入された後に、硬化性可能な材料が充填されかつ/またはこの硬化可能な材料で閉鎖される。
【0039】
封止装置10aを製造する方法60aは、特に組立てステップ98aを含んでいる。組立てステップ98aにおいて、特にセラミック製の加熱ユニット36aは、封止ホルダ58a上に配置されており、特に保持構造体76aに沿って保持構造体76a上に置かれている。特に、個別の、特にセラミック製の基体40a,42aは、封止方向44aに対して垂直な平面に延びる少なくとも1つの閉じた経路に沿って配置されている。好適には、特にセラミック製の基体40aは、少なくとも1つの閉じた経路に沿って互いに僅かにだけ離間して配置されている。この僅かな距離は、好適には、特に安全係数を含む、封止温度における経路に沿った特にセラミック製の基体40a,42aの予想される最大の熱膨張に対応する。特にセラミック製の加熱ユニット36aは、特にマウント78aによって封止ホルダ58aに固定されている。
【0040】
図6は、封止装置10aおよび/または封止ステーション26aを運転する方法32aを示している。封止装置10aを運転する方法32aは、好適には、検出ステップ100aを含んでいる。検出ステップ100aは、特に容器12aの封止中に実行される。封止ユニット14aによって封止が実行されている間に、検査ユニット16aは、封止品質を決定するために少なくとも1つの検査パラメータを取得する。検出ステップ100aは、封止前に開始することができ、かつ/または特に封止中に検出された検査パラメータの検査値のための比較値を取得するために、封止の終了を超えて継続してもよい。好適には、検査パラメータは、特にセラミック製の加熱ユニット36aの封止温度であり、この封止温度は、特に検査ユニット16aの温度センサ18a,20aによって検出されている。特に好適には、検査ユニット16aは、特に複数の特にセラミック製の基体40a,42aのそれぞれのための特定の封止温度を、温度センサ18a,20aによって検出する。好適には、検査ユニット16aは、温度センサ18a,20aによって検出された検査パラメータを評価するための計算ユニット(ここでは詳細には図示せず)を備えている。好適には、計算ユニットは、同じ容器12aに関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して、封止品質を決定するように構成されている。代替的または付加的に、計算ユニットは、封止品質を決定するために、検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されている。好適には、検査ユニット16aは、付加的または代替的な検査パラメータとして、印加圧力センサ22aにより測定された封止圧力を検出する。それぞれの検査パラメータの比較値および/または検査値は、特に単一の値として、特にランダムサンプルおよび/または時間平均として、一連の値として、またはほぼ連続的な時間的な推移として検出することができる。
【0041】
好適には、封止装置10aを運転する方法32aは、評価ステップ102aを含んでいる。評価ステップ102aは、特に、検査ユニット16aの計算ユニットによって実行される。任意選択的に、計算ユニットは、温度センサ18a,20aおよび/または印加圧力センサ22aによって検出された検査パラメータに関する生データを、例えば微分、積分、平均化、差分決定等によって処理する。計算ユニットは、例えば、封止品質を決定するために、容器12aとの接触中に、特にセラミック製の基体40a,42aの温度低下をチェックする。計算ユニットは、検査パラメータを、例えば検査パラメータのための目標値と比較する。評価ステップ102aにおいて、計算ユニットは、同一の容器12aに関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された検査パラメータの2つの値の比較に依存して、封止品質を決定する。特に、計算ユニットは、特にセラミック製の基体40aの温度低下を、特にセラミック製の別の基体42aの温度低下と比較する。特に、計算ユニットは、互いに異なる測定点のための検査パラメータが、特に用途に依存する許容値よりも大きく互いに異なっている場合に、封止品質が不十分であると結論付ける。
【0042】
評価ステップ102aにおいて、計算ユニットは、別の容器の検査パラメータの値に依存して、容器12aの封止品質を決定する。この別の容器は、封止ステーション26aの別の封止装置によって、容器12aと同時に封止された容器であってもよく、または容器12aの前に封止装置10aによって封止された容器であってもよい。特に、計算ユニットは、互いに異なる容器12aのための検査パラメータが、特に用途に依存する許容値よりも大きく互いに異なる場合、封止品質が不適切であると結論付ける。好適には、計算ユニットは、少なくとも封止品質が不十分である場合、別の評価のために(複数の)検査パラメータを記録する。特に、計算ユニットは、記録された検査パラメータに基づいて、例えば統計的な累積に依存して、封止装置10aのデジタルモデルに基づいて、検査パラメータの傾向曲線等に基づいて、封止装置10aならびに/または充填および/または製造システムの上流側のステーションにおいて生じ得るエラー源を決定する。計算ユニットが識別する生じ得るエラー源は特に封止装置10a内の欠陥、例えば温度センサ18a,20aのうちの1つの欠陥および/または加熱導体のうちの1つの欠陥、容器12aの収容ユニットに対する容器カバーの誤った向き、容器12aの汚染、容器12の容器カバーにおける曲がり等を含んでいる。エラー源を区別するための判定基準は、比較値として明示的に計算ユニットのメモリに格納されていてもよく、かつ/または計算ユニットにより機械学習によって作成されていてもよい。
【0043】
好適には、封止装置10aを運転する方法32aは、出力ステップ104aを有する。特に、検査パラメータおよび/または封止品質は、出力ステップ104aにおいて出力される。好適には、計算ユニットは制御または調整ユニット50aの一部であるか、または特に、封止ユニット14aの変更された作動のために、未処理の検査パラメータおよび/または検査パラメータから導出された命令を転送するために、この制御ユニットとの少なくとも1つのデータリンクを有している。付加的または代替的に、出力ステップ104aにおいて、計算ユニットは、例えば、封止ステーション26aの入力および/または出力ユニットを介してかつ/または外部出力装置、例えば、スマートフォン、タブレット、充填および/または製造システムの中央システムコントローラにおけるディスプレイ等を介して、決定された封止品質をユーザに出力する。任意選択的に、計算ユニットは、特に不十分な封止品質を有する容器を自動的に分離するために、充填および/または製造システムの仕分けステーションにデータ転送するために接続されている。
【0044】
本発明の別の例示的な実施形態が、
図7~
図17に示されている。以下の説明および図面は、例示的な実施形態間の相違点に実質的に限定され、同一の名称を有する構成要素に関して、特に同一の参照符号を有する構成要素に関して、基本的に特に
図1~
図6に示した別の例示的な実施形態の図面および/または説明を参照することもできる。例示的な実施形態を区別するために、
図1~
図6に示した例示的な実施形態の参照符号には「a」という文字が加えられている。
図7~
図17の例示的な実施形態では、文字aは、文字b~jに置き換えられている。
【0045】
図7は、封止装置10bを示している。封止装置10bは、容器(ここでは詳細に図示せず)を封止するように構成されている。封止装置10bは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14bを備えている。封止装置10b、特に封止ユニット14bは、少なくとも1つの封止工具34bを備えており、この少なくとも1つの封止工具34bは、容器に物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10b、特に封止ユニット14bは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの特にセラミック製の加熱ユニット36bを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36bは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36bの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36bの熱伝導性の特にセラミック製の基体40b,42bにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。封止装置10bは、少なくとも1つの検査ユニット16bを備えている。検査ユニット16bは、封止ユニット14bにより封止された容器の封止品質を監視するために、少なくとも部分的に封止ユニット14bに統合されている。特に封止装置10bは、特に断熱性の絶縁要素106bを備える。絶縁要素106bは、好適には断熱材料から製造されている。好適には、絶縁要素106bは、特に封止装置10bの封止方向44bに対して平行な方向で、特にセラミック製の加熱ユニット36bと封止装置10bの封止ホルダ58bとの間に配置されている。好適には、絶縁要素106bは、環状である。好適には、絶縁要素106bは付加的に、特にセラミック製の加熱ユニット36bと封止ホルダ58bの保持構造体76bとの間に配置されているか、または封止装置10bの付加的な絶縁要素が特にセラミック製の加熱ユニット36bと封止ホルダ58bの保持構造体76bとの間に配置されている。封止装置10bの別の特徴に関しては、
図1~
図6およびその説明が参照され得る。
【0046】
図8は、封止装置10cを示している。封止装置10cは、容器(ここでは詳細に図示せず)を封止するために構成されている。封止装置10cは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14cを備えている。封止装置10c、特に封止ユニット14cは、少なくとも1つの封止工具34cを備えており、封止工具34cは、容器に物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10c、特に封止ユニット14cは、封止を引き起こすために封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの特にセラミック製の加熱ユニット36cを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36cは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36cの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36cの、熱伝導性の特にセラミック製の基体40c,42cにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。封止装置10cは、少なくとも1つの検査ユニット16cを備えている。検査ユニット16cは、封止ユニット14cによって封止された容器の封止品質を監視するために、少なくとも部分的に封止ユニット14cに統合されている。特にセラミック製の加熱ユニット36cは、封止装置10cの封止ホルダ58c上に、特にセラミック製の加熱ユニット36cの幾何学的中心点から離れる方向に向いた外面に露出させられているように配置されている。特に、特にセラミック製の加熱ユニット36aは、封止装置10cのマウント78cのみによって、封止装置10cの封止方向44cに対して垂直な方向で保持されており、上記マウントは、特に、特にセラミック製の基体40c,42cの、外面から離れる方向に面した突出部80cを取り囲んでいる。封止装置10cの別の特徴に関して、
図1~
図7およびその説明が参照され得る。
【0047】
図9および
図10は、封止装置10dを示している。封止装置10dは、容器(ここでは詳細に図示せず)を封止するために構成されている。封止装置10dは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14dを備えている。封止装置10d、特に封止ユニット14dは、少なくとも1つの封止工具34dを備えており、封止工具34dは、容器に物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10d、特に封止ユニット14dは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの特にセラミック製の加熱ユニット36dを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36dは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36dの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36dの熱伝導性の特にセラミック製の基体40d,42dにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。封止装置10dは、少なくとも1つの検査ユニット16dを備えている。検査ユニット16dは、封止ユニット14dにより封止された容器の封止品質を監視するために、封止ユニット14dに少なくとも部分的に統合されている。特に、封止装置10dは、封止装置10dの封止ホルダ58dに特にセラミック製の加熱ユニット36dを位置固定するためのマウント78dを備えている。好適には、封止装置10dは、センタリングユニット56dを備えている。特にセンタリングユニット56dは、マウント78dを形成している。特にセンタリングユニット56dは、特にセラミック製の加熱ユニット36dの材料切欠き全体を超えて延びている。センタリングユニット56dは、特に封止装置10dの封止方向44dに対して平行な方向で、特にセラミック製の加熱ユニット36dとオーバラップするように配置されている。特にセラミック製の加熱ユニット36dは、センタリングユニット56dと封止ホルダ58dとの間で形状結合による係合により配置されている。特に、特にセラミック製の基体40d,42dの突出部80dは、封止装置10dの封止方向44dに対して平行な方向で、封止装置10dの封止ホルダ58dとセンタリングユニット56dとの間に配置されている。封止装置10dの別の特徴に関して、
図1~
図8およびその説明が参照され得る。
【0048】
図11は、封止装置10eを示している。封止装置10eは、容器12eを封止するように構成されている。封止装置10eは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器12eに伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14eを備えている。封止装置10e、特に封止ユニット14eは、少なくとも1つの封止工具34eを備えており、封止工具34eは、容器12eに物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10e、特に封止ユニット14eは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの特にセラミック製の加熱ユニット36eを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36eは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36eの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36eの熱伝導性の、特にセラミック製の基体40eにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。封止装置10eは、少なくとも1つの検査ユニット16eを備えている。検査ユニット16eは、封止ユニット14eにより封止された容器12eの封止品質を監視するために、少なくとも部分的に封止ユニット14eに統合されている。封止工具34eは、特にセラミック製の基体40e上に特に可逆的に配置されたアタッチメントの形式である。封止工具34eは、特に、金属、特にステンレス鋼から製造されている。好適には、この封止工具34eは、封止装置10eの封止ホルダ58eにねじ締結されている。代替的には、封止装置10eが、マウント(図示せず)を備えている。マウントは、封止ホルダ58eにねじ締結され、封止工具34eを特にセラミック製の加熱ユニット36eに形状結合による係合により位置固定する。封止装置10eの別の特徴に関して、
図1~
図10およびその説明が参照され得る。
【0049】
図12は、封止装置10fを示している。封止装置10fは、容器(ここでは詳細に図示せず)を封止するために構成されている。封止装置10fは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14fを備えている。封止装置10f、特に封止ユニット14fは、少なくとも1つの封止工具34fを備えている。封止工具34fは、容器に物理的に接触するための環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10f、特に封止ユニット14fは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの特にセラミック製の加熱ユニット36fを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36fは、加熱導体(ここでは詳細には図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36fの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36fの熱伝導性の特にセラミック製の基体40fによって少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。封止装置10fは、少なくとも1つの検査ユニット16fを備えている。検査ユニット16fは、封止ユニット14fにより封止された容器の封止品質を監視するために、少なくとも部分的に封止ユニット14fに統合されている。特にセラミック製の加熱ユニット36fは、特に封止装置の封止ホルダ58f内に配置されている。特に、封止ホルダ58fの、封止工具34fから離れた側は、凹設部を有しており、この凹設部内に、特にセラミック製の加熱ユニット36fが挿入されている。封止装置10fは、特にマウント78fを有しており、マウント78fは、特にセラミック製の加熱ユニット36fを、封止ホルダ58f内、特に凹設部内に形状結合による係合により位置固定している。好適にはマウント78fは、封止ホルダ58fの、封止工具34fとは離れた側に配置されている。好適には、マウント78fは封止ホルダ58f内、特に凹設部内に係合しており、これにより、特にセラミック製の加熱ユニット36fを封止ホルダ58f内、特に凹設部の低部において位置固定することができる。封止ホルダ58fは、封止ゾーンを有する封止工具34fを形成する。封止装置10fの別の特徴に関して、
図1~
図11およびその説明が参照され得る。
【0050】
図13は、前段落において説明したような封止装置のための特にセラミック製の加熱ユニット36gを示している。特にセラミック製の加熱ユニット36gは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36gの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36gの熱伝導性の特にセラミック製の基体40g,42gにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。加熱導体のための特にセラミック製の加熱ユニット36gの少なくとも1つの電気的なコネクタ、特に全ての電気的なコネクタ52g,54g,72g,74gは、封止装置の封止方向44gに対して横方向に、特に垂直に延びている。電気的なコネクタ52g,54g,72g,74gは、特に、特にセラミック製の加熱ユニット36gおよび/または封止装置の、封止方向44gに対して平行に延びる中心軸線に向けられており、この中心軸線は、特にセラミック製の加熱ユニット36gの幾何学的な中心点48gを通って延びている。好適には、特にセラミック製の基体40g,42g内または基体40g,42g上に配置された、封止装置の温度センサ18g,20gのためのコネクタは、これと同様に配置および/または配向されている。特にセラミック製の加熱ユニット36gの別の特徴および封止装置におけるその配置に関して、
図1~
図12およびその説明が参照され得る。
【0051】
図14は、前段落において説明したような封止装置のための特にセラミック製の加熱ユニット36hを示している。特にセラミック製の加熱ユニット36hは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36hの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36hの熱伝導性の、特にセラミック製の基体40hにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。特に、特にセラミック製の基体40hは、閉じたリングの形態である。特に、特にセラミック製の基体40hは、特にセラミック製の加熱ユニット36hの特にセラミック製の唯一の基体40hである。特にセラミック製の加熱ユニット36hの別の特徴および封止装置におけるその配置に関して、
図1~
図13およびその説明が参照され得る。
【0052】
図15は、前段落において説明したような封止装置のための特にセラミック製の加熱ユニット36iを示している。特にセラミック製の加熱ユニット36iは、加熱導体(ここでは詳細に図示せず)を備えており、この加熱導体は、特にセラミック製の加熱ユニット36iの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36iの熱伝導性の特にセラミック製の基体40iにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。特にセラミック製の加熱ユニット36iは、少なくとも1つの付加的な特にセラミック製の基体46iを備えている。特にセラミック製の付加的な基体46iは、特にセラミック製の基体40iとは別個に形成されている。特にセラミック製の基体40iおよび特にセラミック製の付加的な基体46iは、特にセラミック製の加熱ユニット36iの、特に封止装置の環状の封止ゾーンの幾何学的な中心点48iの周りの互いに異なる閉じた経路上に配置されている。特にセラミック製の基体40iおよび特にセラミック製の付加的な基体46iは、特に、幾何学的な中心点48iに関して同心的に配置されたリングまたはリングセグメントの形態である。特にセラミック製の加熱ユニット36iの別の特徴および封止装置におけるその配置に関して、
図1~
図14およびその説明が参照され得る。
【0053】
図16は、特に異なる形式で実施された封止装置10jの断面図を示している。封止装置10jは、容器(ここでは詳細に図示せず)を封止するように構成されている。封止装置10jは、封止を引き起こす力および/またはエネルギを容器に伝達するための少なくとも1つの封止ユニット14jを備えている。封止装置10j、特に封止ユニット14jは、少なくとも1つの封止工具34jを備えており、この少なくとも1つの封止工具34jは、容器に物理的に接触するための、特に環状の封止ゾーンを形成している。封止装置10j、特に封止ユニット14jは、封止を引き起こすように封止ゾーンを加熱するための少なくとも1つの、特にセラミック製の加熱ユニット36jを備えている。特にセラミック製の加熱ユニット36jは、加熱導体70jを有しており、この加熱導体70jは、特にセラミック製の加熱ユニット36jの加熱領域において、特にセラミック製の加熱ユニット36jの熱伝導性の、特にセラミック製の基体40jにより少なくとも実質的に完全に取り囲まれている。
【0054】
封止装置10jは、少なくとも1つの検査ユニット16jを備えており、検査ユニット16jは、封止ユニット14jにより封止された容器の封止品質を監視するために、少なくとも部分的に封止ユニット14jに統合されている。検査ユニット16jは、封止温度を検出するための、少なくとも1つの温度センサ18j、特に複数の温度センサ18jを備えている。温度センサ18jは、封止ユニット14jの封止工具34jのセンサ材料切欠き内に配置されており、封止工具34jのセンサ材料切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニット36jの近傍に配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニット36jの特にセラミック製の基体40jの外側に配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、直接に封止工具34j内に配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、特にセラミック製の加熱ユニット36jに対して横方向にずらされて配置されており、好適には、特にセラミック製の基体40jに対して横方向にずらされて配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、封止装置10jの封止方向44jに対して少なくとも実質的に垂直に延びる方向で見た場合に、特にセラミック製の基体40jによって画定された領域内に配置されている。好適には、センサ材料切欠きは、封止装置10jの封止方向44jに対して少なくとも実質的に垂直に延びる方向で見た場合に、特にセラミック製の基体40jの、センサ材料切欠き、特にセンサ材料切欠き内に配置された温度センサ18jに面した外面から、特に25mm未満、好適には10mm未満、特に好適には8mm未満の最大距離にある。
【0055】
温度センサ18jは、センサ材料切欠き内に配置された状態において、封止装置10jの封止方向44jに対して少なくとも実質的に垂直に延びる方向で見た場合に、特にセラミック製の基体40jによって画定された領域内に配置されている。好適には、温度センサ18jが、特に、例えば、温度センサ先端部などの温度センサ18jの温度を検出する領域が、封止工具の封止面、特に封止外面から、または封止ユニット14jの接触面から、特に最大で、特に10mm未満、好適には5mm未満、特に好適には2mm未満の距離だけ離間して配置されているように、温度センサ18jが、封止工具34jのセンサ材料切欠き内に配置されている。
【0056】
好適には、検査ユニット16jは、封止ユニット14jの、少なくとも温度センサ18jが配置されている収容空間を少なくとも防護するために少なくとも1つの防護ユニット38jを有している。封止ユニット14jの収容空間は、好適には、封止ユニット14jの封止ホルダ58jおよび封止工具34jにより画定されている。好適には、少なくとも特にセラミック製の基体40jおよび温度センサ18jが収容空間内に配置されている。好適には、防護ユニット38jは、特に加熱ユニット36jまたは温度センサ18jの電気的な線路の通過のための少なくとも1つの、特にセラミック製のフィードスルー要素108jを備えている。防護ユニット38jは、例えば、ケーブルスリーブ等のような少なくとも1つのケーブル案内要素110jを備えており、ケーブル案内要素110jは、特にフィードスルー要素108j上に配置されており、かつ加熱ユニット36jおよび/または温度センサ18jの、フィードスルー要素108j内に配置された線路をフィードスルー要素108jの外側で案内するものであり、ケーブル案内要素110jは、好適には、防護または応力緩和機能を有している。好適には、防護ユニットは、特に封止ホルダ58jおよび封止工具34jによって画定された収容空間を封止するために、封止ホルダ58jと封止工具34jとの間の境界面に配置された少なくとも1つの防護要素112jを備えている。好適には、防護ユニット38jは、封止ホルダ58jと封止工具34jとの間の境界面に配置される複数の防護要素112jを備えている。封止装置10jの別の特徴に関して、
図1~
図15およびその説明が参照され得る。
【0057】
図17は、
図16の封止装置10jのセンサ材料切欠きの代替的な配置を示しており、したがって、
図17における参照符号にはアポストロフィが付されている。基本的に、封止装置10j’は、
図16に示した封止装置10jと同様の構成を有しており、1つの相違点は、特に、封止工具34j’のセンサ材料切欠きの配置にある。封止工具34j’のセンサ材料切欠きは、封止方向44j’で見た場合に、特にセラミック製の基体40j’の下側に配置されている。好適には、特にセラミック製の基体40jは、センサ材料切欠きを備えており、このセンサ材料切欠き内に温度センサ18j’が配置されている。特にセラミック製の基体40j’のセンサ材料切欠きは、好適には、封止工具34j’のセンサ材料切欠きに、特に封止方向44j’で整列して配置されている。好適には、温度センサ18j’は、封止工具34j’のセンサ材料切欠き内および特にセラミック製の基体40j’のセンサ材料切欠き内に配置されている。温度センサ18j’は、一部が特にセラミック製の基体40j’内に配置されており、一部が封止工具34j’内に配置されている。温度センサ18j’は、好適には特にセラミック製の基体40j’全体を通って、封止工具34j’内へ延びている。封止装置10j’の別の特徴に関して、
図1~
図16およびその説明が参照され得る。
【手続補正書】
【提出日】2024-05-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
関連出願の相互参照
本特許出願は、2021年9月24日に出願された独国特許出願第102021124794.2号、および2022年9月23日に出願された欧州特許出願第2022/076471号明細書に基づくものであり、参照により本明細書に組み込まれる。
従来技術
封止を引き起こすために力および/またはエネルギを容器に伝達する少なくとも1つの封止ユニットを有する、容器を封止する封止装置、特に封止ヘッドが、欧州特許出願公開第3515693号明細書において既に提案されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器(12a;12e)を封止する封止装置
であって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを前記容器(12a;12e)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)と、該封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止された前記容器(12a;12e)の封止品質を監視する、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)とを有し、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i;18j)を備えて
おり、
前記温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i)は、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i)の
加熱ユニット(36a;36b;36c;36d;36e;36f;36g;36h;36i)の
基体(40a,42a;40b,42b;40c,42c;40d,42d;40e;40f;40g,42g;40h;40i)のセンサ材料切欠き内に配置されている、かつ/または前記温度センサ(18j)は、前記封止ユニット(14j)の封止工具(34j)のセンサ材料切欠き内に配置されており、前記封止工具(34j)の前記センサ材料切欠きは、前記
加熱ユニット(36j)の近傍に配置され
ている、封止装置。
【請求項2】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、封止温度を空間分解して検出するために、少なくとも2つの
温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)を備え
る、請求項1記載の封止装置。
【請求項3】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止力および/または封止圧力を検出するために少なくとも1つの印加圧力センサ(22a;22e)を備え
る、請求項1または2記載の封止装置。
【請求項4】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i)は、ニューマチックシリンダ(24a;24e)を備えており、該ニューマチックシリンダ(24a;24e)内または該ニューマチックシリンダ(24a;24e)上に、前記印加圧力センサ(22a;22e)が配置されてい
る、請求項3記載の封止装置。
【請求項5】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、少なくとも2つ
の温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)と、該温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットとを備え、該計算ユニットは、同一の容器(12a;12e)に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された前記検査パラメータの2つの値の比較に依存して前記封止品質を決定するように構成され
ている、請求項1
記載の封止装置。
【請求項6】
前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、前記温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットを備え、該計算ユニットは、前記封止品質を決定するために、前記検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成され
ている、請求項
1記載の封止装置。
【請求項7】
前記検査ユニット(16j)は、少なくとも、前記封止ユニット(14j)の、前記少なくとも1つの温度センサ(18j)が配置されている収容空間を封止する少なくとも1つの防護ユニット(38j)を有し
ている、請求項
1記載の封止装置。
【請求項8】
封止ステーションであって、少なくとも1つの封止装置
を支持する少なくとも1つの封止キャリア(28a)と、請求項
1記載の少なくとも1つの封止装置と、封止中に前記容器(12a)
を支持する少なくとも1つの封止支持体(30a)とを有する、封止ステーション。
【請求項9】
請求項
1記載の封止装置および/または請求項8記載の封止ステーションを運転する方法であって、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止が実行される間に、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止品質を決定するために、少なくとも1つの検査パラメータを取得する、方法。
【請求項10】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記容器(12a;12e)の前記封止品質を、別の容器の検査パラメータの値に依存して決定す
る、請求項9記載の方法。
【請求項11】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記封止品質を、同一の容器(12a;12e)に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された前記検査パラメータの2つの値の比較に依存して決定す
る、請求項
9記載の方法。
【請求項12】
少なくとも1つの方法ステップにおいて、前記封止品質を決定するために、前記検査パラメータの経時的な進行を評価す
る、請求項9記載の方法。
【請求項13】
容器(12a;12e)を封止する封止装置であって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを前記容器(12a;12e)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)と、該封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止された前記容器(12a;12e)の封止品質を監視する、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)とを有し、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i;18j)を備えており、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、少なくとも2つの温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)と、前記温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットとを備え、前記計算ユニットは、同一の容器(12a;12e)に関連付けられた互いに異なる少なくとも2つの測定点において検出された前記検査パラメータの2つの値の比較に依存して前記封止品質を決定するように構成されている、封止装置。
【請求項14】
容器(12a;12e)を封止する封止装置であって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを前記容器(12a;12e)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)と、該封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止された前記容器(12a;12e)の封止品質を監視する、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)とを有し、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i;18j)を備えており、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16i;16j)は、前記温度センサ(18a,20a;18b,20b;18c,20c;18d,20d;18e,20e;18f,20f;18g,20g;18i,20i;18j,20j)により検出された検査パラメータを評価する計算ユニットを備え、該計算ユニットは、前記封止品質を決定するために、前記検査パラメータの経時的な進行を評価するように構成されている、封止装置。
【請求項15】
容器(12a;12e)を封止する封止装置であって、封止を引き起こす力および/またはエネルギを前記容器(12a;12e)に伝達する少なくとも1つの封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)と、該封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)により封止された前記容器(12a;12e)の封止品質を監視する、前記封止ユニット(14a;14b;14c;14d;14e;14f;14g;14h;14i;14j)に少なくとも部分的に統合された少なくとも1つの検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)とを有し、前記検査ユニット(16a;16b;16c;16d;16e;16f;16g;16h;16i;16j)は、封止温度を検出する少なくとも1つの温度センサ(18a;18b;18c;18d;18e;18f;18g;18h;18i;18j)を備えており、前記検査ユニット(16j)は、少なくとも、前記封止ユニット(14j)の、前記少なくとも1つの温度センサ(18j)が配置されている収容空間を封止するために少なくとも1つの防護ユニット(38j)を有している、封止装置。
【国際調査報告】