JP3725549B2 - 折り曲げ形成された充填済みの容器を閉鎖するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、第一に、頂部が開口しかつ下部が密閉された管状体からなる折り曲げ形成された充填済みの容器を閉鎖するための方法であって、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部のための凹部を備えた台と音極とを用いた超音波溶接でもって、切妻部の継ぎ目部又は尾根部の継ぎ目部を密閉しかつ折り返すことによって容器を閉鎖する方法に関する。
更に、本発明は、そのような折り曲げ形成された容器の充填及び切妻部の継ぎ目部の閉鎖を行うための装置に関し、その装置は、管状体の供給ユニットと、予め折り曲げ形成を行うユニットと、充填ユニットと、台と音極とを備えた閉鎖ユニットと、折り曲げ形成された容器のための運搬及び搬送手段とを有し、更に、台は、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部のための凹部を有する。
閉鎖を行うための直方体の平坦な切妻状の容器及び方法が、英国特許GP-PS 15 09 622から知られており、それらの容器及び方法は、一般的な低温の液体、低温の無菌液体、高温の液体の包装を行う分野、及び無菌充填を行う分野において主に使用されている。この方法においては、充填後すぐに容器を閉鎖し、容器の内容物が汚染する可能性を確実に排除することを意図している。
折り曲げ形成用溝を備えた、折り曲げ形成された容器のための切り抜き部を形成し、続いて、例えば長方形形状を有する半径方向に配列された複数のマンドレルのうちの一つのマンドレルホイール上で切り抜き部を共に接着して管状体を形成し、続いて下部の端部において密閉部によってそれらを閉鎖することが知られている。この方法では、高温で密閉可能な厚紙の合成材料が、切り抜き材料として使用される。この方法で形成された、下部が密閉されておりかつ一方の端部が開口している折り曲げ形成された容器は、運搬ステーションによってマンドレルから分離され、更に、多数の搬送部屋を備えた平坦な直線的な搬送手段上に配置される。この搬送手段は、一列に徐々に容器を搬送し、まず最初に殺菌ステーションを通過させ、更に下流では、一つの、又は容器の長さでもって連続して配列された複数の製品の出口を通過させる。折り曲げ形成された容器は、充填されると、頂部の端部において、いわゆる尾根部の継ぎ目部又は切妻部の継ぎ目部を密閉することにより閉鎖されなければならない。この目的のために、まず最初に、折り曲げ形成された容器の頂部領域は、尾根部の継ぎ目部を形成するように予め折り曲げ形成される。このように形成された尾根部の継ぎ目部の実際の溶接は、台及び音極によって行われる。
容器の最適な厚さを保証するために、超音波溶接は、所定の圧力の下で、正確に位置決めされた溶接設備によって行われる必要がある。それゆえ、尾根部の継ぎ目部又は切妻部の継ぎ目部内に長手方向の継ぎ目部を有する折り曲げ形成された容器の領域もまた、確実に密閉できなければならない。実際の適用例から、この長手方向の継ぎ目部の領域の台に凹部を設けることが既に知られている。それにより、切妻部の継ぎ目部を最適に密閉することができる。この方法では、長手方向の継ぎ目部の領域に過度の表面圧力が発生することを回避することができる。
しかしながら、台の凹部の位置が、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の実際の位置と正確に適合しない場合、長手方向の継ぎ目部の一方の側部には、いわゆる“溝構造”が形成され、他方の側部には、過度の表面圧力に伴う焼け跡が形成されてしまう。このことにより、容器の頂部を閉鎖する溶接継ぎ目部の領域において、容器が緩む可能性が生じてしまう。密閉圧力又は溶接時間を増加することでは、上述した問題点を十分に解決できない可能性がある。
それゆえ、本発明の目的は、上述した問題点を確実に回避し、折り曲げ形成された充填済みの容器の最適な厚さを達成するために、折り曲げ形成された充填済みの容器を閉鎖する方法及び装置を具体化及び改良することである。
方法に関し、この目的は、容器の超音波処理を行う前に、
折り曲げ形成された容器を搬送する搬送部屋に対する各折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置を検出する工程と、
長手方向の継ぎ目部のための凹部が、次の閉鎖すべき折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の実際の位置に一致するまで、折り曲げ形成された容器の搬送方向に対して横方向に台を移動整列させる工程とを行うことによって達成される。
装置に関し、この目的は、容器を搬送する搬送部屋に対して折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置を検出するための検出器が設けられ、更に、台が、折り曲げ形成された容器の搬送方向に対して横方向に調節可能であり、更に、密閉すべき折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部に対して台を移動整列させるための制御ユニットが設けられることによって達成される。
本発明の方法及び／又は装置は、構成上ほとんど困難なく、長手方向の継ぎ目部と台の凹部とを最適に整列させることができるために、特に効果的である。
充填された容器は、可能ではあるが位置の移動を行うことなく、搬送ユニットの搬送部屋上に配置されており、それゆえ、想像できることとして、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置の検出は充填工程のすぐ前又は後に行われる。
しかしながら、更に想像できることとして、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置の検出は、切妻部の継ぎ目部の密閉位置においてのみ行われる。第二の変形例は、他の無関係な影響による折り曲げ形成された容器の位置の移動が確実に排除されるために、特に効果的である。
折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置を検出するために、本発明の好適な実施形態は触覚ヘッドを有し、触覚ヘッドは、搬送方向に対して横方向に、長手方向の継ぎ目部を備えた垂直の容器の壁に沿って移動し、かつ、測定した位置を制御ユニットまで伝達する。更に好適な形態では、制御ユニットは、マイクロプロセッサであることが可能である。台の実際の調節は、制御ユニットが受け取った信号に基づいて行われる。好適には、台を駆動するために、ステッピングモータが使用される。
特には耳部が横方向に折り返されることが原因である、切妻部の継ぎ目部内の張力を減少させるために、本発明の更なる実施形態では、切妻部の継ぎ目部の密閉は、予め折り曲げ形成された切妻部の継ぎ目部を折り返した後に、好適には垂直に対して３０°から６０°である、垂直から逸脱したある角度でもって行われる。この際、容器の切妻部と容器の頂部との間の“ひだ領域”に到達可能であるように、台が楔形状の断面を有する場合が特に適切である。
以下、一つの好適な例としての実施形態のみを示した図面により、本発明をより詳細に説明する。図面において、
図１は本発明の装置の第一の部分の斜視図であり、
図２は本発明の装置の更なる部分の斜視図である。
図１は折り曲げ形成された容器１の上側領域のみを概略示しており、折り曲げ形成された容器１は、長手方向の継ぎ目部２を備えた側壁３を有する。この折り曲げ形成された容器１は、既に充填されており、密閉される直前、つまり、開口した頂部の領域が閉鎖される直前である。
折り曲げ形成された容器１を搬送する搬送部屋（図示せず）に対する折り曲げ形成された容器１の長手方向の継ぎ目部２の位置を検出するために、触覚ヘッド４が設けられており、触覚ヘッド４は、双方向矢印Ｐ₁の方向に直線的に移動可能である。その結果、長手方向の継ぎ目部２の正確な長さ及び位置を測定することができる。触覚ヘッド４によって測定されたデータは、制御ユニット（図示せず）まで伝達される。
図２は、密閉を行う直前の折り曲げ形成された容器１を示す。閉鎖ユニットは、台５と音極６とを有しており、それらは共に一部分のみ示してある。台５は、長手方向の継ぎ目部のために設けられた凹部７を有する。この凹部７は、台５を直線的に調節することによって、長手方向の継ぎ目部２に移動整列される。好適には、駆動ユニットとして、（同様に概略のみ示した）ステッピングモータ９が使用される。
制御ユニット（図示せず）によって発生された信号により、ステッピングモータ９は、凹部７が長手方向の継ぎ目部２に対して正確に整列されるまで、双方向矢印Ｐ₂で示した方向に台５を移動する。続いて、台５及び音極６は、双方向矢印Ｐ₃に沿って密閉位置まで移動し、長手方向の継ぎ目部２は、向かい合った側壁を台５の凹部７内まで押動する。この方法によれば、長手方向の継ぎ目部２の領域内の溝構造及び焼け跡を確実に防止可能であるため、隙間のない確実な切妻状の継ぎ目部８が達成される。
図２は、台５の断面が楔形状になっていることを示している。この方法によれば、特に折り返された容器の耳部１０を横方向に締結する結果発生してしまう、折り曲げ形成された容器１内の残留応力を、最小まで減少させることができる。

Claims (11)

1. 頂部が開口しかつ下部が密閉された管状体からなる折り曲げ形成された充填済みの容器を閉鎖するための方法であって、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部のための凹部を備えた台と音極とを用いた超音波溶接でもって、切妻部の継ぎ目部又は尾根部の継ぎ目部を密閉しかつ折り返すことによって容器を閉鎖する方法において、前記容器の超音波処理の前に、
   折り曲げ形成された容器の搬送時に各折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置を検出する工程と、
   長手方向の継ぎ目部のための前記凹部が、閉鎖すべき次の折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の実際の位置に一致するまで、折り曲げ形成された容器の搬送方向に対して横方向に前記台を移動整列させる工程とを行うことを特徴とする方法。
2. 折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置の検出は、充填工程のすぐ前又は後に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置の検出は、次に切妻部の継ぎ目部の密閉を行う、折り曲げ形成された容器の位置において行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部の位置の検出のために、触覚ヘッドが、長手方向の継ぎ目部を備えた垂直の容器の壁に沿って、折り曲げ形成された容器の搬送方向に対して横方向に移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 切妻状の継ぎ目部の密閉は、予め折り曲げ形成された切妻部の継ぎ目部を折り返した後に、鉛直に対して所定角度で拡がった鋭角位置で行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 折り返された切妻部の継ぎ目部のための選択された前記角度は、鉛直に対して３０°〜６０°の範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 下部が密閉された管状体からなる折り曲げ形成された容器を充填し、かつ切妻部の継ぎ目部を閉鎖するための装置であって、管状体の供給ユニットと、予め折り曲げ形成を行うユニットと、充填ユニットと、台と音極とを備えた閉鎖ユニットと、折り曲げ形成された容器の運搬及び搬送手段とを具備し、更に前記台が、折り曲げ形成された容器の長手方向の継ぎ目部のための凹部を備えている、装置において、
   折り曲げ形成された容器（１）の搬送時に折り曲げ形成された容器（１）の長手方向の継ぎ目部（２）の位置を検出するための検出器が設けられており、前記台（５）が、折り曲げ形成された容器（１）の運搬方向に対して横方向に移動整列可能であり、更に、密閉すべき折り曲げ形成された容器（１）の長手方向の継ぎ目部（２）に対して前記台（５）を移動整列させるための制御ユニットが設けられていることを特徴とする装置。
8. 折り曲げ形成された容器（１）の長手方向の継ぎ目部（２）の位置を検出するための検出器は、運搬方向に対して横方向に移動可能な触覚ヘッド（４）を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 密閉すべき折り曲げ形成された容器（１）の長手方向の継ぎ目部（２）に対して前記台（５）を移動整列させるための制御ユニットとして、マイクロプロセッサが設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記台（５）のための駆動部としてステッピングモータ（９）が設けられていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記台（５）は楔形状の断面を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の装置。

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