为包装装置的供应台供给片状包装材料新卷的方法、片状包装材料保持器和升降式装卸车

摘要

描述了一种用于为包装装置(1)的供应台(6)供给片状包装材料的新卷(3a)的方法，该方法包括下列步骤：将片状包装材料保持器(11)可释放地连接到支承结构(5)；将新卷(3a)的端部(52)与保持器(11)联接，该保持器(11)又连接到支承结构(5)；在端部(52)上进行至少一项操作，该操作准备将端部(52)连接到此前连接到该包装装置(1)的结束的卷(3a′，3b)的第一边缘(53)；将新卷(3)与保持器(11)一起从支承结构(5)朝供应台(6)移动；以及将供应台(6)的固定部件(12)与新卷(3a)一起可释放地连接到保持器(11)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于为包装装置的供应台供给片状包装材料的新卷的方法，以及片状包装材料保持器和升降式装卸车。

背景技术

许多食品(例如果汁、巴氏杀菌或UHT(超高温处理)牛奶、葡萄酒、番茄沙司等)在由消毒包装材料制成的包装中出售。

这种包装的一个典型示例是称为Tetra Brik Aseptic(注册商标)的用于液体或可倾倒食品的平行六面体形包装，该包装通过折叠和密封层合的带状包装材料而制成。

该包装材料具有多层结构，该结构大体包括：用于硬度和强度的基层，该基层可由一层纤维材料(如纸张)或填充矿物质的聚丙烯材料限定；覆盖基层两侧的多层热密封塑性材料，如聚乙烯薄膜。

在用于长期贮存产品(例如UHT牛奶)的无菌包装的情况下，包装材料还包括一层气体和光阻隔材料，例如铝箔或乙基乙烯醇(EVOH)薄膜，该材料叠加到一层热密封塑性材料上，并且又被形成最终接触食品的包装内表面的另一层热密封塑性材料覆盖。

如已知的，这种包装在具有被供给成卷的片状包装材料的供应台的全自动包装装置上生产。

更详细地，在供应台上安装一对卷，且每个卷具有安装在心轴上的中空芯。

更准确地，包装装置对第一卷进行处理，同时新的第二卷被安装在供应台上并且在包装装置操作期间保持空闲。

在包装装置操作期间，第一卷的包装材料在由连接到供应台的固定部件的第一包装材料保持器限定的狭槽内滑动。

具体地，由包装装置内的幅材供给包装材料形成连续管；例如通过应用诸如过氧化氢溶液的化学消毒剂在包装装置内对包装材料幅材进行消毒，该消毒剂随后例如通过加热和蒸发从包装材料表面去除。

消毒后的幅材保持在封闭的无菌环境中，并且被折叠成圆柱体并沿纵向密封而形成管。

管在平行于其轴线的第一竖直方向上被供给，并被连续填充已消毒或经消毒处理的食品，并且通过两对钳夹在等距间隔开的横截面处热密封以形成枕头包，每个枕头包具有顶部和底部横向密封带，即沿正交于第一方向的第二方向延伸的带。通过切割相应的密封带分离枕头包，然后将其供给到折叠台，其中枕头包被折叠以形成相应的包装。

当第一卷的包装材料几乎完全从芯上退绕，并且几乎所有包装材料都已穿过第一包装材料保持器的狭槽时，在供应台内可移动的头部切割紧接第一包装材料保持器的下游的包装材料。这样，结束的第一卷的包装材料的第一边缘从第一包装材料保持器悬出，同时结束的第一卷的包装材料的第二边缘保留在包装装置的供应台内。具体地，第一和第二边缘彼此平行且隔开。

在包装装置处理第一卷时，操作者将新的第二卷的端部插入第二包装材料保持器的狭槽内，从而使该端部从该第二包装材料保持器悬出。

此外，操作者进行多个操作，这些操作准备将新的第二卷的端部连接到结束的第一卷的包装材料的第二边缘。

更准确地，操作者在供应台处将新的第二卷的端部布置在相对于第二包装材料保持器正确的位置处，并且沿斜线切割端部。这样，操作者形成新的第二卷的第三边缘；该第三边缘被定位和成形为以便完美地匹配第一卷的第二边缘。

在这些准备操作结束时，第二卷的第三边缘从连接到供应台的固定部件的第二包装材料保持器悬出。

在切割第一卷的包装材料之后，头部将第一卷的第二边缘焊接到新的第二卷的第三边缘，以使得包装装置的操作可继续处理新的第二卷的包装材料。

再一次，操作者移除结束的第一卷的芯以及在芯和第一边缘之间延伸的包装材料，并且为供应台供给新的另一卷包装材料。

本行业感到一种需求，以便满足用于将结束的第一卷的第二边缘连接到新的第二卷的第三边缘的公差要求，同时减少或甚至消除操作者在包装装置的供应台处的存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于为包装装置的供应台供给一卷新的包装材料的方法，包装材料保持器以及升降式装卸车，所述方法、保持器和装卸车被设计成以直接而低成本的方式满足以上要求。

根据本发明，提供了一种根据权利要求1所述的用于为包装装置的供应台供给一卷新的片状包装材料的方法。

根据本发明，提供了一种根据权利要求6所述的片状包装材料保持器。

最后，根据本发明，提供了一种根据权利要求12所述的升降式装卸车。

附图说明

将参照附图将以举例方式描述本发明的优选非限制性实施例，在附图中：

-图1和图2以透视图和侧视图示出了根据本发明的用于为包装装置的供应台供给一卷新的包装材料的方法的相应的连续的步骤；

-图3是图1的支架的放大透视图，为清楚起见移除了一些部件；

-图4和图5在透视图中以两种不同的操作构造示出了根据本发明的包装材料保持器；

-图6从相对于图4和图5不同的视角示出了包装材料保持器、根据本发明的升降式装卸车的一部分、以及图2的包装装置的供应台，为清楚起见移除了一些部件；

-图7以放大透视图示出了与图1的包装装置联接的图4至图6的一对包装材料保持器，为清楚起见移除了一些部件；以及

-图8以透视图示出了图1的包装装置的供应台。

具体实施方式

图2中的标号1以整体来表示包装装置，该装置用于通过处理包装材料的卷3b来从片状包装材料的管制造食品的密封包装。

多个包装装置1(图2中仅示出其中一个)为图1至3中所示包装设备的一部分，局限于多个新的包装材料卷3a的贮存台2(图1和3)以及在包装装置1的贮存台2和供应台6之间可移动的多个升降式装卸车8。

更详细地，新卷3a′和卷3b安装在供应台6上。卷3b由包装装置1处理以形成包装，同时新卷3a′在包装装置1操作期间保持空闲(图8)。一旦卷3b结束，新卷3a′的包装材料就连接到结束的卷3b的包装材料，结束的卷3b被从供应台6卸载，且一个新卷3a被装到供应台6上。

很简单地讲，每个卷3a、3a′、3b包括在上面缠绕包装材料片材的中空芯4。此外，心轴23插入芯4内。

贮存台2包括用于支承供给包装装置1的供应台6的对应新卷3a的多个支架5。

每个升降式装卸车8大体包括机架7和一对夹持臂9，该夹持臂相对于彼此可移动以用于夹持或释放对应的新卷3a。此外，每个升降式装卸车8的夹持臂9可彼此一体地围绕水平方向旋转，并且可彼此一体地沿竖直方向滑动。

此外，升降式装卸车8可在包装设备内被自动地引导。具体地，升降式装卸车8可被激光引导。

包装装置1优选地生产诸如巴氏杀菌或UHT牛奶、果汁、葡萄酒等的可倾倒食品的密封包装。

包装装置1也可生产这样的食品的密封包装：该食品在生产包装时可倾倒至管内，并且在包装密封之后凝固。这种食品的一个示例是一部分奶酪，这种奶酪在生产包装时融化，并且在包装密封之后凝固。

包装材料具有多层结构(未示出)并包括一层纤维材料(通常为纸张)，该纤维材料两侧用热密封塑性材料(如聚乙烯)的对应层覆盖。在用于长期贮存产品(例如UHT牛奶)的无菌包装的情况下，包装材料还包括一层气体和光阻隔材料，例如铝箔或乙基乙烯醇(EVOH)薄膜，该材料叠加到一层热密封塑性材料上，并且又被形成最终接触食品的包装内表面的另一层热密封塑性材料覆盖。

管以已知方式通过沿纵向折叠和密封热密封片状材料的幅材(未示出)来形成，通过填充管(未示出)填充有已消毒或经消毒处理的食品以用于包装，以及以未示出的已知方式沿竖直路径供给，在等距间隔开的横截面处加热密封和切断。

供应台6大体包括(图2、4、6、7和8)机架12和支承构件(未示出)，支承构件用于相对于机架12可旋转地支承新卷3a′和卷3b的心轴23。

在包装装置1操作期间，所处理的卷3b的片状包装材料穿过装配到供应台6的机架12上的相应包装材料保持器11的狭槽10。

不同的是，只有新卷3a′的片状包装材料的端部52穿过装配到供应台6的机架12上的另一个包装材料保持器11的狭槽10。

此外，供应台6包括在机架12内可移动的头部(未示出)。当每个卷3b几乎完全结束时，这样的头部在芯4附近切割该卷3b的端部。

参照图8，头部紧接保持器11的下游且沿着相对于片状包装材料的进给方向的斜线切割与芯4相邻的片状包装材料。

这样，与每个结束的卷3b的芯4相邻的端部被头部分割成仍然缠绕在芯4上且从保持器11悬出的第一部分41和由包装装置1支承的第二部分42。

参照图8(左侧)，头部形成在结束的卷3b的第一部分41上的端部边缘50和在结束的卷3b的第二部分42上的端部边缘51。更准确地，边缘50、51平行、彼此面对且隔开。

随后，将新卷3a连接到边缘51。

如从本说明书的剩余部分将显而易见的，操作者在新卷3a′(3a)上进行多个操作，以准备将新卷3a′(3a)连接到结束的卷3b(3a′)的边缘51。

具体地，操作者通过切割在与相关的芯4相对的新卷3a′(3a)的端部52内形成边缘53(图5)。该边缘53倾斜并与结束的卷3b(3a′)的边缘51的构造相匹配。

一旦卷3b(3a′)结束，头部就将结束的卷3b(3a′)的边缘51与新卷3a′(3a)的边缘53焊接到一起。

参照图1和3，每个支架5包括机架15、用于支承已贮存的卷3a的心轴23的一对支承元件33以及由机架15支承的一对连接元件17。

更准确地，机架15大体包括：

-两个水平基座元件16；

-布置成平行且高于元件16的两个水平元件18；以及

-两个立柱19，每个立柱具有从对应的基座元件16延伸的竖直部分20、平行布置且支承相关的连接元件17的水平部分21以及在对应的部分20、21之间延伸的倾斜部分22。

支承元件33(仅示出其中一个)具有梯形横截面，并且由机架15的对应元件18支承。

连接元件17由对应的立柱19的部分21支承。

有利地，保持器11包括一对销13和一对销14，销13可以可释放地连接到由供应台6的机架12限定的对应支座25(图6和图7，左侧)或由支架5的对应连接元件17限定的支座26(图3和图5)，销14可以可释放地连接到与升降式装卸车8的机架7相连的连接结构40的孔43(图4和图5)。

由于保持器11可以可释放地连接到机架12和支架5两者，在支架6处在新卷3a上进行准备操作，且然后朝供应台6移动新卷3a。

保持器11还包括限定两者间的狭槽10的两个平行板27、28、从板27的背对板28的第一侧伸出的一对棱柱元件29和支承销14，以及从板27的背对第一侧的第二侧伸出的一对棱柱元件30和支承销13。

更准确地，销13、14具有分别从元件30、29延伸的圆柱形主要部分31和锥形端部32。

每个销13的主要部分31包括环形槽24，环形槽24适于与容纳在相应的支座25、26内的相应的榫钉(未示出)的球形端协作。更准确地，榫钉正交于相关的支座25、26延伸且朝某个位置弹性加载，在该位置下，榫钉将相关的销13保持在相关的支座25、26内。

此外，每个销14包括正交于相关的销14的轴线延伸的通孔24′，并且连接结构40还包括正交于且穿过孔43的孔80(图4)。

当销14与孔43接合时，由促动器81(图5)移动的榫钉进一步与孔80接合并将连接结构40连接到保持器11。

销13、14沿着彼此平行的对应轴线A、B延伸。更准确地，轴线B介于轴线A之间。

此外，保持器11包括缠绕在对应的销上的一对弹簧35，弹簧35部分地介于板27和28之间，并且抵靠板27加载板28。

具体地，弹簧35为螺旋的，并且沿着相对于轴线A、B倾斜的对应轴线C延伸。

更准确地，每个轴线C介于相关的轴线A和对应的轴线B之间。此外，轴线C正交于板27、28。

板28在背对狭槽10的表面上包括带齿附件37(图6)。

供应台6包括长度可变的促动器39，促动器39又具有端部38(图6)，端部38与附件37接合以使板28移动远离板27，以允许片状包装材料在包装装置1操作期间穿过狭槽10。

以完全类似的方式，每个支架5包括长度可变的促动器39，促动器39适于使板28移动远离板27，以便允许操作者将卷3a的端部52布置在狭槽10内并相对于保持器11布置(图5)。

连接结构40包括连接到从升降式装卸车8的机架7伸出的臂的板45、主体48以及介于板45和主体48之间的多个弹簧47a、47b。

具体地，臂可相对于机架7沿着彼此正交的三个方向移动。两个方向位于图2的平面上，而第三方向则正交于图2的平面。

更准确地，主体48相对于机架7在板45的相对侧上延伸并且限定当保持器11连接到升降式装卸车8时由销14接合的一对通孔43(图5)。

弹簧47a、47b在所描绘的实施例中数量为四个，并且沿着对应的轴线D延伸(图5)。

两个弹簧47a具有在相同的第一竖直平面上的对应的轴线D，且其它弹簧47b具有在相同的第二竖直平面上的对应的轴线D。

每个弹簧47a平行于相关的弹簧47b。

轴线D平行于轴线A、B。

最后，连接结构40包括一对弹簧49，弹簧49在板45的相对侧上从主体48伸出，并且具有与主体48相对的自由端。

当保持器11的销13连接到机架12的支座25，并且销14连接到连接结构40时，弹簧49紧靠板27(图5)并且抵靠板28推压板27。这样，当升降式装卸车8移动远离供应台6时，保持器11仍然通过插入支座25内的销13连接到机架12。

在使用中，新卷3a在贮存台2处支承在相应的支架5上，并且保持器11以可脱离的方式连接到相关的支架5(图1)。

同时，在新卷3a′于供应台6处保持空闲的同时，由包装装置1处理卷3b。

当由包装装置1处理的卷3b几乎完全结束时，包装装置1的头部切割与芯4相邻、在此前连接到供应台6的机架12上的保持器11下游的卷3b的片状包装材料的一部分。这样，包装装置1的头部形成带有从保持器11悬出的边缘50的部分41。此外，头部形成带有边缘51的部分42，其在保持器11下游由包装装置1支承(图8)。

在此阶段，头部将结束的卷3b的边缘51与已经装配到供应台6的新卷3a′的边缘53焊接在一起。

参照连接到支架5的保持器11，销13被插入相关的支架5的连接元件17的相关支座26内。具体地，槽24由榫钉的球形端接合，从而将销13可释放地紧固在支座26内。

此外，心轴23被插入对应的新卷3a的芯4内，并且由相关的支承元件33支承。

为简单起见，下文参照仅一个保持器11、仅一个新卷3a和仅一个支架5描述保持器11和升降式装卸车8的操作。

具体地，支架5的促动器39使附件37(以及因而板28)对抗弹簧35的弹性作用而移动远离板27。

这样，操作者可容易地将新卷3a的片状包装材料插入狭槽10，直到其从保持器11悬出为止。

操作者在新卷3a的端部52上进行多个操作。这些操作是准备用于新卷3a的端部52与由包装装置1处理的结束的卷3a′(3b)的边缘51的后续连接的。

更准确地，操作者检查片状包装材料的质量，沿着相对于片状包装材料延伸所沿的方向的斜线切割端部52。这样，操作者形成边缘53。此外，操作者将新卷3a的片状包装材料相对于销13的位置布置在给定的位置，使得边缘53将完美地与结束的卷3a′(3b)的边缘51相匹配(图3)。

一旦操作者已在新卷3a的片状包装材料上进行了准备操作，支架5的促动器39就使附件37(以及因而板28)靠近板27。这样，新卷3a的片状包装材料被牢固地夹持在保持器11的狭槽10内。

再一次，升降式装卸车8将带有结束的卷3b和相关的芯4的保持器11从供应台6分离。

更准确地，升降式装卸车8靠近供应台6，直到孔43被销14接合，并且移动远离供应台6，从而将带有结束的卷3b的保持器11从供应台6分离。

当移动远离供应台6时，升降式装卸车8使销13从该供应台6的支座25分离。

为了向包装装置1供给新卷3a，另一个(或同一个)升降式装卸车8将保持器11与带有边缘53的新卷3a一起从支架5移除，将保持器11与新卷3a一起从支架5移动至包装装置1的供应台6，且最后将保持器11连接到供应台6的机架12并将新卷3a的心轴23移动至供应台6的支承构件。

更详细地，升降式装卸车8靠近可释放地连接到支架5的保持器11，直到弹簧49紧靠板27并且保持器11的销14与连接结构40的孔43接合为止。

具体地，促动器81使榫钉进一步向孔80内部移动，以便将连接结构40连接到保持器11。

之后，升降式装卸车8带着可释放地连接到保持器11的连接结构40移动远离支架5。

当升降式装卸车8将保持器11与新卷3a一起从支架5移动至供应台6时，弹簧47a、47b确保意外振动不影响边缘53相对于保持器11的正确定位。此外，新卷3a的心轴23由夹持臂9支承。

带有保持器11和新卷3a的升降式装卸车8靠近供应台6并将保持器11的销13插入机架12的支座25内，以便将保持器11可释放地连接到机架12。

具体地，在升降式装卸车8朝供应台6移动并将保持器11连接到机架12的过程中，弹簧35将板28朝板27加载，从而将片状包装材料牢牢地夹持在狭槽10内，并且防止边缘53改变其相对于保持器11的位置。

在将保持器11连接到机架12之后，升降式装卸车8移动远离保持器11，从而使销14脱离孔43。

更准确地，当升降式装卸车8移动远离供应台6时，弹簧49的作用抵靠板28推压板27。因此，保持器11仍然由插入支座25内的销13连接到供应台6的机架12。

一旦保持器11连接到机架7，并且新卷3a的芯4与相关的心轴23联接，边缘53就从保持器11悬出，并且具有与卷3a′的边缘51完美地匹配的形状。

一旦卷3a′几乎完全结束，包装装置1的头部就将结束的卷3a′的边缘51与新卷3a的边缘53焊接到一起。供应台6的促动器39使板28移动远离板27，以便允许片状包装材料穿过狭槽10移动，并且包装装置1的操作继续对新卷3a的包装材料进行处理。

根据本发明的为包装装置1供给新卷3a的方法的优点以及保持器11的优点和升降式装卸车8的优点将从上述说明显而易见。

具体地，根据本发明的为包装装置1供给新卷3a的方法以及保持器11和升降式装卸车8允许相对于结束的卷3b的边缘51正确地布置新卷3a的边缘53，而不需要在供应台6处存在操作者。

事实上，升降式装卸车8可容易地被激光控制，从而使操作者只需要在支架5处进行准备操作。

这样，卸载结束的卷3b(3a′)、从支架5分离新卷3a以及将新卷3a装载到供应台6的所有操作可以完全自动化。

由于它们在支架5处进行的事实，准备操作变得完全独立于包装装置1的操作。因此，可以通过使用小于包装装置1的第一数量的第二数量的(例如五个)支架5来供给第一数量的(例如十个)包装装置1。

由于相同的销13将保持器11连接到支架5或包装装置1的供应台6的事实，通过简单地将新卷3a的片状包装材料相对于保持器11的销14进行布置，操作者可以容易地将该片状包装材料相对于机架12的支座25布置在正确的位置。

由于弹簧35将板27和28朝彼此推压的事实，在片状包装材料被升降式装卸车8从支架5朝供应台6移动，并且在保持器11被连接到供应台6的机架12时，片状包装材料被牢牢夹持在狭槽10内。

因此，在保持器11已被升降式装卸车8从支架5移除之后，新卷3a的边缘53相对于结束的卷3b的边缘51保持在正确的位置。

弹簧47a、47b的存在确保意外振动不会负面地影响新卷3a的边缘53相对于结束的卷3的边缘51的位置。

此外，弹簧47a、47b允许恢复销13、14和对应的支座25、26及孔43之间的对齐误差，从而避免销13、14未与支座25、26及孔43恰当地接合。

显然，在无论如何不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以对为包装装置1的供应台6供给新卷3a的方法以及片状包装材料保持器11和升降式装卸车8进行修改。

具体地，促动器39和端部38可以分别由凸轮和从动件代替。