JP5940659B2 - 厚紙製容器をシーリングするための機械および方法 - Google Patents

Description

本発明は、パウダーを収容する厚紙（ボール紙、段ボール）由来の容器の開放端をシーリングするための機械および方法に関するものである。特に本発明は、容器および／蓋の一部を形成する溶着層を溶融するための誘導加熱によって容器に蓋を固定する機械および方法に関するものである。

一例として特許文献１により、例えば熱感受性食品パウダーを収容する厚紙製容器をシーリングするための機械が公知となっている。そうした機械は、一般的に、溶着エネルギーを誘導することによって、かつ容器および／または蓋の一部を形成する溶融可能なプラスチック層を溶融することによって、気密様式で容器に蓋を取り付ける溶着ユニットを含む。そうした溶着結合は気密性を得ることができるものとして知られている。

多くの場合、容器および蓋の両方が、厚紙が支持層を形成しかつプラスチックフィルムからなる溶着層が蓋および容器の内側に適用された多層構造を形成する。特に食品に関し、この層構造は、通常、厚紙層とプラスチック層との間に配置されるアルミニウムホイルを含む。典型的には、高周波電流エネルギーが該アルミニウム層に誘導され、それにより該ホイルは発熱してプラスチックフィルムを溶融する。このタイプの自動化機械は、溶着ユニットへ向けてかつ溶着ユニットから容器のフローを移送するよう構成された移送手段をさらに備える。

容器の製造、容器の充填およびさらなる外蓋の付加のための機械は一般的に、シーリング装置に接続されるよう構成されている。

このような状況において、製造率、つまり蓋を供給できる時間当たりの容器の数が重要となる。商業的に成功させるためには、蓋を付加するために使用される機械が高い製造率を達成可能にするものでなければならない。

従来の機械の製造率を高めようと試みた場合の問題として、容器が溶着ユニットから取り出されて移送される前に、溶着層を加熱し、冷却して硬化させるための十分な時間が取れないという問題が挙げられる。これは、多くの場合に、破損した結合部や漏れのある結合部をもたらす。より迅速に溶着ステップを実施するために、さまざまな加熱および冷却デバイスや種々の溶着材料が提案されたが、それらのパフォーマンスは満足のいくものではなかった。

そのため、より高い製造率を可能にする上記タイプの機械が依然として必要とされている。

欧州特許出願公開第００７４３４３号明細書

本発明の目的は、従来の機械に比べて製造率がより高い、パウダーを収容する厚紙製容器の開放端をシーリングするための機械および方法を提供することである。この目的は、独立請求項１および１３に記載の技術的特徴によって規定される機械および方法によって達成される。従属請求項には、本発明の有利な実施形態、さらなる展開例および実施例が含まれる。

本発明は、パウダーを収容する厚紙性容器の開放端をシーリングするための機械に関し、該機械は：容器に蓋を固定するよう構成された溶着ユニットであって、容器および／または蓋の一部を形成する溶着層を溶融するための誘導溶着エネルギー発生器を備える溶着ユニットと；容器のフローを溶着ユニットへかつ溶着ユニットから移送するよう構成された移送手段と；を備える。

本発明は、移送手段が容器のフロー順に供給装置とメインコンベア部材と可動把持装置とを備えており、供給装置が、メインコンベア部材へ向けて連続的な様式で容器を１つずつ移送するよう構成されており、把持装置が、メインコンベア部材から溶着ユニットへ容器を移送するよう構成されており、かつ機械が、機械の通常作動中に、供給装置の上流側において、容器を互いに近接するよう整列させるよう構成されており、供給装置が、作動中に、供給装置に沿って個々の容器の供給速度を増大させることによって、そして供給装置に沿って供給される隣接する容器同士の間の距離を増大させることによって、隣接する容器同士を移送方向において互いから離間させるよう構成されており、メインコンベア部材が、供給装置から送出される際にメインコンベア部材へ向けてかつメインコンベア部材に沿って移送される容器が離間されたままとなるように、容器の送出速度にほぼ対応しかつそれに対して一様な移送速度で作動するよう、構成されており、可動把持装置が、少なくとも２つの容器を把持し、かつそれら容器を同時にメインコンベア部材から溶着ユニットへ移送するよう構成されており、かつ溶着ユニットが、同時に移送された容器のそれぞれに同時に蓋を固定するよう構成されている、ことに特徴付けられる。

そのため、供給装置は、一列に並んで上記機械の供給装置へ向けて連続的に供給される容器間に距離を作ることができ、かつメインコンベア部材は、供給装置の出口側供給速度（送出速度）にほぼ対応しておりかつ該出口側供給速度に対して一様な移送速度を有することによって、容器を移送方向において離間された状態に保持する。このように、２つの速度はおおむね同一であり、ゆえに容器がメインコンベア部材へ移送されても、容器を離間する距離は変化しないか、あるいはわずかにしか変化しない。さらに、容器を離間する距離が一定に保たれるように、２つの速度の関係は一定である。例えば一方の速度の低減が望まれる場合、他方の速度も対応する様式で低減される。これは、２つ以上の容器を容易にかつ同時に確実に把持できるようにするために重要な容器の相対的な位置決めにとって重要である。

容器同士の間の正確な距離は、主に供給装置の構成によって規定されるが、メインコンベア部材を使用して変更することもできる。離間距離をわずかに増減するために、例えばメインコンベア部材の供給速度を、供給装置の出口側供給速度に対して調整することができる。供給装置およびメインコンベア部材を適切に調整することによって、容器間に正確な距離を規定することができる。

容器の間に距離をつくることにより、複数の容器を同時に把持してメインコンベア部材から溶着ユニットへ向けて同時に移送するための可動把持装置を使用することが可能となる。このタイプの従来の機械においては、容器は、個々の容器を補足するための自動化把持装置のための空間が存在しない状態で隣り合って整列されているため、把持装置を使用することが難しく、あるいは不可能であった。

好ましくは、選択された容器の距離は、この距離が調整を必要としないように、溶着ユニットにも適したものとするべきである。このようにして、把持装置全体を溶着ユニットへ向けて移動させるだけにすることができる。これにより、把持装置の構成および機械の全体的な構成をより単純にすることができる。

本発明の機械の全体的な効果として、少なくとも２つの容器の取扱い−把持、移送および溶着−を同時に（断続的に）実施でき、比較的時間がかかる溶着および冷却の製造ステップに時間を費やすことが可能となる。さらに、溶着結合の質を低下させることなく、より高い製造率を用いることができる。

例えばこの機械による容器の供給率が、多くの商業的用途において所望される供給率である毎分１２０容器である（１２０ペース）場合、従来の連続的な機械における各処理ステップには０.５秒のみ費やすことができるという概算となる。２つの容器を同時に取り扱うことによって、この処理時間は１秒まで倍増可能である。特定のサイズおよび特定の材料の容器に関して、溶着および冷却（ならびに移送）には約２秒の処理時間が適切であることが判明している。結果的に、そうした処理において、同時に処理される容器の好ましい数は４である。よりおおまかに言うと、同時に処理される容器の好ましい数は２〜６である。

本発明の機械のさらなる効果として、容器の移送速度を断続的な処理中に低減できることが挙げられる。これは、加速力および減速力を低減できることも意味する。

さらなる効果として、溶着ステップ中の容器の断続的な処理は、複雑となるが多くの場合において規則的な連続処理において高い製造率を達成することが要求される処理ステップ中に容器を移動させる必要を省けることが挙げられる。

本発明の有利な実施形態において、供給装置は、増大するピッチが設けられた供給スクリュー部材を備えており、個々の容器の供給速度と同様に隣接する容器間の距離は、容器が供給スクリュー部材によって移送される際に、増大するピッチに対応して、増大されるようになっている。そうした供給スクリュー部材は、容器の制御された位置決めおよび適切な把持を可能にする規定の距離を容器同士の間にもたらす。さらにそうした供給スクリュー部材は、スクリュー部材の入口側において連続的な供給速度を可能にする。さらに、そうした供給スクリュー部材は、スクリュー部材の入口側において連続的な供給速度を可能にする。容器が供給スクリュー部材へ向けて移送される速度に対してこの入口側速度を調整することによって、例えば供給スクリュー部材へ容器を移送するよう構成されたコンベアベルトの移送速度より当該入口側速度をほんのわずかに下げることによって、パウダーで充填された開放状態の容器が動いていない容器のラインに強く衝突し、多くの場合に容器からパウダーが飛散して機械が汚染されることを防止できる。開放状態の容器は、停止状態のラインへ衝突するのではなく、連続的に移動する容器のラインにより滑らかに接近する。

さらにそうした供給スクリュー部材は、容器のライン（再構成）と同様に供給スクリュー部材にランダムに接近する個々の容器を取り扱うことができる。

本発明の有利な実施形態において、供給スクリュー装置は、容器のフローの両側に沿って平行に配置される２つの供給スクリュー部材を備えており、容器はそれぞれ、互いに協働して作動するよう配置された２つの供給スクリュー部材間を移送される。これは、容器の確実な供給把持を提供し、容器が供給スクリューにおけるその空間をいつの間にか通過するリスクを低減する。

本発明の有利な実施形態において、メインコンベア部材は、スライドガイドと保持バーとを備えており、スライドガイドは、メインコンベア部材へ移送される際に容器を支持するように、かつ容器が移送方向へスライドできるように構成されており、保持バーは、スライドガイドに沿って容器を押し進めるように、メインコンベア部材の移動運搬部に沿って互いに既定の距離を置いて分布されている。これにより、隣接する容器間に定められていない距離がもたらされかつ把持工程に問題を発生することのある、運搬バンドなどの規則的な可動部分に対する容器の滑りが防止される。上記タイプのスライドガイドおよび保持バーを使用することにより、把持以前での容器の位置決め性がさらに向上される、つまり隣接する容器間の距離が非常に良好に規定されるようになる。

本発明の有利な実施形態において、移送手段は、供給装置へ容器を供給するよう構成された入口側コンベア部材を備えており、入口側コンベア部材は、供給装置の入口側における初期供給速度にほぼ対応しかつ初期供給速度に一様な移送速度で作動するよう構成されている。これは、入口側コンベア部材と供給装置との間の容器の円滑な移送をもたらす。好ましくは、入口側コンベア部材はまた、容器を供給装置に沿って供給すると同時に容器のための支持部を形成する。好ましくは、入口側コンベア部材は、供給装置に沿った供給中に容器の供給速度を増大させる場合に、容器を支持しつつ容器をスライドできるように構成されている。この入口側コンベア部材は、容器を移送しかつ支持する無端スチールバンドを備えてもよい。

本発明の有利な実施形態において、溶着ユニットは、少なくとも２つのサブユニットを備えており、サブユニットはそれぞれ、蓋が固定される容器の上部を少なくとも受容するよう構成されたキャビティを備えており、このものにおいて、コイルなどの誘導溶着エネルギー発生器が、容器内の意図された固定ポジションに配置された蓋の側縁部に対応する距離に沿ってキャビティ内に配置された容器を円周方向に包囲するように、キャビティの周囲に延在しており、各サブユニットはさらに、意図された固定ポジションに蓋を位置決めするよう構成された蓋位置決めデバイスを備える。

本発明の有利な実施形態において、可動把持装置は、容器のフローの両側で作動するよう配置された第１および第２の把持要素を備えており、把持要素はそれぞれ、容器を把持するために互いへ向けて移動できかつ容器を解放するために互いから離れるように移動できるものであり、かつ把持要素は、容器を同時に移送するために、同期した様式で、メインコンベア部材と溶着ユニットとの間で容器のフローに沿って移動可能であり、各把持要素には、対応する数の同時に把持される容器の両側での把持のために、少なくとも２つの凹部が設けられており、各把持要素の凹部同士の間の距離は、機械の作動中に、メインコンベア部材上に位置決めされる容器間の距離に対応する。

本発明の有利な実施形態において、移送手段は、第２の可動把持装置と、溶着ユニットの下流に配置されるさらなる出口側コンベア部材と、を備えており、第２の可動把持装置は、少なくとも２つの容器を把持しかつこれら容器を溶着ユニットからさらなるコンベア部材へ同時に移送するよう構成されている。

本発明の有利な実施形態において、さらなる出口側コンベア部材の下流には固定スライドプレートが配置されており、容器は、さらなるコンベア部材から当該スライドプレートへ移送される。そうしたスライドプレートは、容器の供給速度を下げて、容器間の距離を減少させる。そのためこれら容器は、供給装置の上流側におけるように、再び互いに近接して連続的な列となるように整列される。

本発明の有利な実施形態において、保護ガス雰囲気中でシーリングを実施できるように、機械を包囲するよう構成されたハウジングが配置される。これは例えば酸素感受性パウダーを処理する場合に重要である。

本発明の有利な実施形態において、スライドプレートの下流側において、ハウジングには容器出口開口が配置されており、この開口のサイズは用いられる容器のサイズに適応されている。スライドプレートが容器の連続的な列を形成するため、かつ開口のサイズが容器に適合されているため、出口開口は、装置の作動中に非常に気密性の高いものとなり、さらなる器材を必要としない。

本発明の有利な実施形態において、可動把持装置は、４つの容器を把持しかつこれら４つの容器をメインコンベア部材から溶着ユニットへ同時に移送するよう構成されており、溶着ユニットは、４つの容器のそれぞれに気密性の蓋を同時に固定するよう構成されている。

本発明はまた、パウダーを収容する厚紙製容器の開放端をシーリングするための方法に関し、該方法は：
− 溶着ユニットにおいて、容器に蓋を固定するステップであって、容器および／または蓋の一部を形成する溶着層を溶融するために誘導溶着エネルギー発生器を使用して容器に蓋を固定するステップと；
− 溶着ユニットへかつ溶着ユニットから容器のフローを移送するステップと；を含む。

本発明の方法は：
− 供給装置からメインコンベア部材へ連続的な様式で容器を１つずつ移送するステップと；
− 可動把持装置を使用してメインコンベア部材から溶着ユニットへ容器を移送するステップと；
− 供給装置に沿って個々の容器それぞれの供給速度を増大させて、供給装置に沿って供給される隣接する容器間の距離を増大させることによって、移送方向において隣接する容器を互いから離間させるステップと；
− 供給装置から送出される際にメインコンベア部材へ向けてかつメインコンベア部材に沿って移送される容器が離間されたままとなるように、容器の送出速度にほぼ対応しかつ該速度に対して一様な移送速度で、メインコンベア部材を作動させるステップと；
− 可動把持装置を使用して、少なくとも２つの容器を把持しかつこれら容器をメインコンベア部材から溶着ユニットへ同時に移送するステップと；
− 同時に移送された容器のそれぞれに同時に気密式の蓋を固定するステップと；
を含むことに特徴付けられる。

本発明の説明において以下の図面が参照される。

本発明に基づく機械の好ましい実施形態の斜視図である。 図１に示される機械の内部を示す図である。 図１に示される機械の入口側コンベア部材と、供給装置と、メインコンベア部材とを示す図である。 図１に示される機械の第１および第２の可動把持装置と、溶着ユニットの一部と、さらなる出口側コンベア部材との機能を示す図である。 図１に示される機械の第１および第２の可動把持装置と、溶着ユニットの一部と、さらなる出口側コンベア部材との機能を示す図である。 図１に示される機械の第１および第２の可動把持装置と、溶着ユニットの一部と、さらなる出口側コンベア部材との機能を示す図である。 図１に示される機械の第１および第２の可動把持装置と、溶着ユニットの一部と、さらなる出口側コンベア部材との機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの機能を示す図である。 図１に示される機械の溶着ユニットの一部と、さらなる出口側コンベア部材と、固定スライドプレートとを示す図である。 図１に示される機械の出口を示す図である。

図１には、パウダー３（図３参照）を収容する厚紙製容器２の開放端をシーリングするための本発明の機械１の好ましい実施形態の斜視図を示す。保護ガス雰囲気中でシーリングを実施できるように該機械１を包囲するようハウジング４が配置されている。コンベア５が機械１へ容器２を供給し、別のコンベア６が機械１から容器２を運び出す。図１には、蓋１７とともに蓋供給ユニット７が図示される。

図２には、図１に図示される機械１の内側の一部を示す。図２には、図２の左から右へ向かって、つまり機械１の内側から外側へ向かって、入口側コンベア部材８と、２つの供給スクリュー（渦巻）形部材９ａ、９ｂ（図３参照）の形態の供給装置９と、メインコンベア部材１０と、第１の可動把持装置１１と、溶着ユニット１２と、第２の可動把持装置１３と、溶着ユニット１２の下流側に配置されたさらなる出口側コンベア部材１４と、機械１の出口に配置された固定スライドプレート１５と、が図示される。溶着ユニット１２は、容器２それぞれに蓋１７を固定するよう構成されおり、かつ溶着可能なプラスチック層の溶融のために誘導溶着エネルギー発生器２５（図５Ｅ参照）を備える。このプラスチック層は、容器２および蓋１７の両方を形成する材料の一部を形成する。供給装置とさまざまなコンベアと可動把持装置とが、容器２のフローを溶着ユニット１２へ送りかつ容器２のフローを溶着ユニット１２から運び出すよう構成された移送手段を形成する。

図３には、入口側コンベア部材８と、２つの供給スクリュー部材９ａ、９ｂの形態の供給装置９と、メインコンベア部材１０と、が図示される。供給スクリュー部材９ａ、９ｂは、容器２のフローの両側に沿って平行に配置される。２つの供給スクリュー部材９は、各容器２が１つずつ２つの供給スクリュー部材９の間を通過するように、互いに協働して作動するよう配置されている。

入口側コンベア部材８は、供給装置９へ容器２を供給し、かつ供給装置９の入口側における初期供給速度におおむね対応しかつこの初期供給速度に対して一様な所定の移送速度で作動する。この方法によれば、容器２は、完全に停止される必要も、機械１のこの部分において急激に加速される必要もない。

供給装置９は、供給スクリュー部材の連続的な回転によって、容器２を１つずつ連続的な様式でメインコンベア部材１０へ移送するよう構成されている。第１の可動把持装置１１は、メインコンベア部材１０から溶着ユニット１２へ容器２を移送するよう構成されている。図１〜図３に図示されるように、機械１は、機械１の通常作動中に、容器２が供給装置９の上流（入口）側において一列に隣り合うよう互いに整列されるよう構成されている。

供給装置９は、作動中に、供給装置に沿って個々の容器２のそれぞれの供給速度を増大させて、供給装置９に沿って供給される隣接する容器２同士の間の距離を増大させることによって、移送方向において隣接する容器２を互いから離間させるよう構成されている。本明細書に記載される実施例において、２つの供給スクリュー部材９ａ、９ｂのそれぞれには増大するピッチが備えられており、容器２が供給スクリュー部材９ａ、９ｂによって移送される際に、個々の容器２それぞれの供給速度と同様に隣接する容器２の間の距離は、増大するピッチに対応して増大する。

メインコンベア部材１０は、供給装置９から供給される際にメインコンベア部材１０へ向けてかつメインコンベア部材１０に沿って移送される複数の容器２が離間されたままとなるように、容器２の送出速度に対応しかつ該送出速度に対して一様な移送速度で作動するよう構成される。これは図３から明らかである。

メインコンベア部材１０には固定スライドガイド１８と移動保持バー１９とが設けられている。これらスライドガイド１８は、メインコンベア部材１０に沿って延在しており、かつ容器がメインコンベア部材１０へ移送される際に容器２を（垂直方向および横方向において）支持しかつガイドし、容器２を制御された様式で移送方向にスライドできるようにする。保持バー１９は、スライドガイド１８同士の間に突出しており、かつメインコンベア部材１０の移動および運搬部を形成するベルトまたはチェーンに沿って互いから所定の距離をおいて分布されている。これら保持バー１９は、当該移動部に取り付けられている。

隣接する保持バー１９同士の間の距離は、供給装置９から供給される際に容器２が離間される距離に対応する。保持バー１９は、スライドガイド１８に沿って容器２を押し進め、かつ容器２同士の間の既定の距離が維持された状態を保証する。そのためメインコンベア部材１０上に配置された容器２は互いに対して制御された既定の様式で位置決めされる。メインコンベア部材１０と第１の可動把持装置１１との動作の同期させることによって、好ましくはメインコンベア部材１０の動作と第１の可動把持装置１１との動作を適応させることによって、適切な把持状態が得られる。容器２が溶着ユニット１２へ向かう前方（加工）方向に第１の可動グリップ手段１１によって移動させられる際に、容器２が各保持バー１９の突出部を押し下げて越えることができるように、各保持バー１９の突出部は弾性的に懸架されている。

図４Ａ〜図４Ｄには、第１および第２の可動把持装置１１、１３の機能と、溶着ユニット１２の一部と、さらなる出口側コンベア部材１４と、が図示される。第１の可動把持装置１１は、メインコンベア部材１０における４つの容器２を同時に把持し、これら容器２を同時に溶着ユニット１２へ移送する。溶着ユニット１２は、これら４つの容器２のそれぞれに蓋１７を同時に固定するよう構成されている。第２の可動把持装置１３とさらなる出口側コンベア部材１４とは、溶着ユニット１２の下流に配置されており、第２の可動把持装置１３は、蓋１７が設けられた４つの容器２を把持して、溶着ユニット１２からさらなるコンベア部材１４へこれら容器２を同時に移送する。

図４Ａ〜図４Ｄから明らかなように、各可動把持装置１１、１３は、容器２のフローの両側で作動するよう構成された第１および第２の把持要素１１ａ〜１１ｂ、１３ａ〜１３ｂを備える。対応する把持要素１１ａ〜１１ｂ、１３ａ〜１３ｂはそれぞれ、容器２を把持するために互いへ向けて移動できかつ容器２を解放するために互いから離れるように移動できる。図４Ａにおいて、対応する把持要素１１ａ〜１１ｂ、１３ａ〜１３ｂは、互いから所定の距離を置いて位置決めされているが、一方で図４Ｂでは把持要素１１ａ〜１１ｂ、１３ａ〜１３ｂは連携して移動される。対応する把持要素１１ａ〜１１ｂ、１３ａ〜１３ｂは、容器２の同期した移送のために、（第１の可動把持装置１１については）メインコンベア部材１０と溶着ユニット１２との間において、（第２の可動把持装置１３については）溶着ユニット１２とさらなる出口側コンベア部材１４との間において、容器２のフローに沿って同期様式で移動できる。この場合の各把持要素１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂにはそれぞれ、４つの容器２の両側を同時に把持するために４つの凹部２０が設けられている（図４Ｄ参照）。各把持要素１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂの凹部２０同士の間の距離は、機械１の作動中にメインコンベア部材１０上に位置決めされた容器２間の距離に対応する。把持部材およびその要素の動作を可能にしかつ制御するための装置は、さまざまな方法で構成できるものであり、本明細書では説明しない。

図４Ａにおいて、４つの容器からなる第１のセットは、すでに蓋が取り付けられた状態で溶着ユニット１２に配置されている。容器の第２のセットはメインコンベア部材１０において位置決めされている。第１および第２の可動把持装置１１、１３はそれぞれ、メインコンベア部材１０と溶着ユニット１２に配置されており、それらの把持要素１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂは、離間されているが、容器２の周囲の把持に関する矢印で示されるようにくっつけられようとしている。

図４Ｂにおいて、第１および第２の可動把持装置１１、１３は、すでに容器２の各々を把持しており、ここでは矢印で示される機械１の移送方向へ複数の容器２を同時に移動しようとしている。第１および第２の可動把持装置１１、１３の移送は同期されていない。これは、例えば第１の把持装置１１が、容器２を把持し（持ち上げ）つつ、対応する移動速度でメインコンベア部材１０に沿って移動できることを意味する。そのため、メインコンベア部材１０は、把持工程中に停止させられる必要がなく、それゆえ連続的に作動できる。

図４Ｃにおいて、第１および第２の可動把持装置１１、１３ならびにそれらの対応する容器２のセットは、それぞれすでに溶着ユニット１２および出口側コンベア部材１４へ移動されている。ここでは把持要素１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂは、容器２が置かれている場所に容器２を残したまま、矢印で示されるように離間することができる。

図４Ｄには、離間ポジションにある第１および第２の可動把持装置１１、１３が示される。矢印は、把持装置１１、１３が、容器の新しいセットがメインコンベア部材１０に位置決めされるポイントにおいて、図４Ａに図示されるポジションへ後退させられようとしている状態を示す。

図５Ａ〜図５Ｅには、機械１の主移送方向に沿って一列に配置された４つのサブユニットを備える溶着ユニット１２の機能を示す。サブユニットはそれぞれ、容器２のうち蓋１７が固定される上部を受容するよう構成されたキャビティ２１を備える。この実施例ではコイル２５（図５Ａおよび図５Ｅ参照）である誘導溶着エネルギー発生器は、容器２における意図された固定ポジションに配置された蓋１７の側縁部に対応する距離に沿ってキャビティ２１内に配置される容器２を円周方向に包囲するように、キャビティ２１の周囲に延在している。各サブユニットはさらに、蓋１７を、容器２の内側の意図した固定ポジションに（つまりコイル２５と同じ高さにあるポジション）位置決めするよう構成された蓋位置決めデバイス２２を備える。

蓋位置決めデバイス２２は、垂直方向に調整可能であり、かつ所望の溶着ポジションへ向けて容器２内に蓋１７を押し下げることができる。この蓋位置決めデバイス２２は、コイル２５に向けて（つまりコイル２５と同じ高さのラインに沿ってキャビティ２１内に配置された容器２の壁の内側へ向けて）半径方向に蓋１７の折り曲げられた縁部を押圧するように、キャビティ２１の半径方向においてさらに膨張可能である。

溶着ユニット１２はさらに、所望のポジションへ容器２を持ち上げることによって、容器２それぞれをその対応するキャビティ２１内に位置決めするよう構成された容器支持および位置決めデバイス２３を備える。

溶着ユニット１２はさらに蓋供給部２４を備えており、該蓋供給部２４は、固定されているが回転可能な懸架された第１のロッド３０と、回転可能な懸架された第２のロッド２９上に配置された吸引把持部２８と、を備える。第１および第２のロッド３０、２９は、接続ロッド３１を介して実質的に平行に接続されている。溶着ユニット１２はまた、４つの蓋キャビティ２７が設けられた蓋移送プレート２６を備える。蓋供給部２４は、蓋１７を蓋供給ユニット７から移送プレート２６へ移送して蓋キャビティ２７の各々へ蓋１７を同時に配置するよう構成されている。これは、蓋供給ユニット７における蓋１７を把持し、把持された蓋１７を移送プレート２６へ移送するよう第１のロッド３０を回転させ、蓋キャビティ２７へ向けて蓋１７を適切に回転して方向付けるよう第２のロッド２９を回転させることによってなされる。

蓋移送プレート２６は、溶着サブユニットからなる列の片側において蓋１７が蓋キャビティ１７内に配置される第１のポジションと、蓋位置決めデバイス２２の下方および容器キャビティ２１の上方において溶着サブユニットと合致する第２のポジションとの間で横方向に移動可能である。こうした第２のポジションにおいて、蓋は、蓋位置決めデバイス２２および容器キャビティ２１と整列させられ、それにより蓋１７は、容器キャビティ２１内に配置された対応する容器２内へ蓋キャビティ２７を通って押し下げ可能となる。

図５Ａにおいて、黒塗りの矢印は、蓋供給部２４が、第１のポジションにある移送プレート２６へ蓋１７を移送しようとしている状態を示す。別の矢印は、移送プレート２６の第２のポジションへ向かう方向を示している。容器支持および位置決めデバイス２３は、下方ポジションにある。蓋位置決めデバイス２２は、上方ポジションにある。

図５Ｂにおいて、蓋１７は、第１のロッド３０回りでの蓋供給部の回転により、すでに移送プレート２６へ移送されかつその対応する蓋キャビティ２７内に配置されている。この回転中、第２のロッド２９も回転する。

図５Ｃにおいて、移送プレート２６はすでにその第２のポジションへ移動されている。矢印は、容器支持および位置決めデバイス２３が、容器キャビティ２１内に容器２を位置決めするよう、すでに上方ポジションへ向けて移動し始めたことを示す。

図５Ｄにおいて、容器支持および位置決めデバイス２３は、すでにその上方ポジションに到達しており、このとき容器２は、容器キャビティ２１内に適切に位置決めされる。矢印は、蓋位置決めデバイス２２が下方ポジションへ移動させられようとしていることを示す。

図５Ｅにおいて、蓋位置決めデバイス２２は、すでに下方ポジションへ到達しており、このとき蓋１７は、蓋キャビティ２７を通って押し下げられており、さらに蓋１７は、容器２内のパウダー３の上方の所望の溶着ポジションまで容器２内を降下させられる。蓋キャビティ２７は、蓋１７を支持するフランジを備えており、該フランジは、蓋１７が蓋キャビティ２７を通過する際に蓋１７に折り曲げられた縁部をもたらす。この段階において、蓋位置決めデバイス２２は、キャビティ２１の半径方向に膨張して、容器２の壁の内側へ向けて、さらに円周方向に配置されたコイル２５へ向けて、蓋１７の折り曲げられた縁部を押圧する。コイル２５に電流を供給することによって、コイル２５に十分近接するポジションにおける蓋１７内の導電層と容器２内の導電層とに熱が誘導発生される。この熱が、蓋１７および容器２の溶着層を溶かし、かつ蓋位置決めデバイス２２の膨張が、蓋１７と容器２との間に密接状態をもたらす圧力を提供する。この圧力は、溶着層が冷却および硬化に十分な時間を得るように、コイル電流が止められた後、短い時間にわたって保持される。

溶着工程が完了すると、蓋位置決めデバイス２２はその上方ポジションへ移動され、移送プレート２６はその第１のポジションへ移動され、かつ容器支持および位置決めデバイス２３はその下方ポジションへ移動される。このとき、シールされた容器２は移動可能となり、第１および第２の可動把持装置１１、１３を用いて、シールされていない容器２に取り換えられ得る。

図６には、溶着ユニット１２の一部と、さらなる出口側コンベア部材１４と、固定スライドプレート１５と、機械１から容器２を送出する外部コンベア６とが示される。上述のように、第２の可動把持装置１３は、蓋１７が設けられた４つの容器２を把持して、溶着ユニット１２からさらなるコンベア部材１４へこれら容器２を同時に移送する。さらなるコンベア部材１４への移送時（図６の左側における場合）に、容器２は、上述のように移送方向において互いから離間されている。

スライドプレート１５が、さらなる出口側コンベア部材１４の下流に配置されており、容器２はさらなるコンベア部材１４からスライドプレート１５へ向けて移送される。このスライドプレート１５は、トンネル３５（図７参照）内に配置されており、かつさらなるコンベア部材１４と外部コンベア６との間の橋を形成する。スライドプレート１５に到達した容器２は、その容器２が後続の容器によって前方に押し進められるまで停止している。これは、容器２同士の間の距離がスライドプレート１５でなくなること、および容器のフローは（再び）密接してまとまった容器２の列を形成する（図６参照）ことを意味する。これはまた、少なくとも１つの容器２が常にスライドプレート１５上に配置されていることも意味する。例えば、もし装置１５が停止すると、最初の容器は、機械が再度始動して後から次の容器が来て最初の容器を押し進めるまで、スライドプレート１５上に留まっている。

図７には、機械１の出口が図示される。また図７には、外部コンベア６と、いくつかの容器２と、トンネル３５と、カバー４と、外部コンベア６のための支持装置３６とが示される。この支持装置３６は、外部コンベア６の垂直方向のポジションを調整可能にするために、その高さが調整可能なものとなっている。機械１は、さらなるコンベア部材１４およびスライドプレート１５などの関連部品を昇降することによってさまざまな高さに容器を適応させることができるように構成されている。

トンネル３５は、スライドプレートの下流において、ハウジング４に容器出口開口を形成する。トンネル３５のサイズは使用される容器のサイズに適合される。少なくとも１つの容器２が常にトンネル３５内のスライドプレート１５上に位置しているため（上記参照）、空気がハウジング４の内側の機械１内に進入することが防止される。機械１が停止した場合であっても、トンネル３５は容器２によって閉鎖されている。この方法によって、シーリング工程は保護ガスの雰囲気下で実施することが可能となる。これは、さまざまなタイプの容器内容物にとって、例えば食品パウダーなどの酸素感受性パウダーにとって重要である。機械１が保護ガスの雰囲気下で作動する場合、機械１へ容器２を供給するための外部コンベア５は別のトンネル内に配置されている。そうしたトンネルは、機械１の入口側においてハウジング４に容易に取り付けることができる。

供給スクリュー部材９ａ、９ｂ、メインコンベア部材１０および可動把持装置１１、１３などの機械の可動部は、制御ユニットによって制御されるサーボモータ（パイロットモータ）によって駆動される。

通常、容器２および蓋１７の両方が、支持用外側厚紙層と、十分に密接した容器／蓋を提供しかつ誘導加熱を可能にするためにアルミニウムからなる層が間に配置された溶着可能な内側層と、を備える多層構造を形成する。なお、誘導加熱層は溶着層と同様のものとすることができる。例えば溶着層は導電プラスチック層とすることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内でさまざまな方法によって変更することができる。例えば、１つのみの供給スクリュー部材と１つのガイドプレートとを使用することも可能である。なお、協働して作動する２つの供給スクリュー部材はより確実な移送を実現する。

さらに、同時に取り扱われる容器の数は４つ以上とすることもできる。

１ 機械
２ 容器
３ パウダー
４ ハウジング
５、６ 外部コンベア
７ 蓋供給ユニット
８ 入口側コンベア部材
９ 供給装置
９ａ、９ｂ 供給スクリュー部材
１０ メインコンベア部材
１１、１３ 可動把持装置
１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂ 把持要素
１２ 溶着ユニット
１４ 出口側コンベア部材
１５ 固定スライドプレート
１７ 蓋
１８ スライドガイド
１９ 保持バー
２０ 凹部
２１ 容器キャビティ
２２ 蓋位置決めデバイス
２３ 位置決めデバイス
２４ 蓋供給部
２５ 溶着エネルギー発生器
２６ 蓋移送プレート
２７ 蓋キャビティ
２８ 吸引把持部
２９ 第２のロッド
３０ 第１のロッド
３１ 接続ロッド
３５ トンネル
３６ 支持装置

Claims (13)

1. パウダーを収容する厚紙製容器の開放端をシーリングするための機械であって、前記機械は：
   − 前記容器に蓋を固定するよう構成された溶着ユニットであって、前記容器および／または前記蓋の一部を形成する溶着層を溶融するための誘導溶着エネルギー発生器を備える溶着ユニットと；
   − 容器のフローを前記溶着ユニットへかつ前記溶着ユニットから移送するよう構成された移送手段と；
   を備え、
   前記移送手段は、容器のフロー順に、供給装置と、メインコンベア部材と、可動把持装置と、を備えており、前記供給装置は、前記メインコンベア部材へ向けて連続的な様式で容器を１つずつ移送するよう構成されており、前記可動把持装置は、前記メインコンベア部材から前記溶着ユニットへ容器を移送するよう構成されており、かつ前記機械は、前記機械の通常作動中に、前記供給装置の上流側において、前記容器を互いに近接して整列させるよう構成されており、
   前記供給装置は、作動中に、前記供給装置に沿って個々の容器それぞれの供給速度を増大させることによって、そして前記供給装置に沿って供給される隣接する容器同士の間の距離を増大させることによって、隣接する容器を移送方向において互いから離間させるよう構成されており、
   前記メインコンベア部材は、前記メインコンベア部材へ向けてかつ前記メインコンベア部材に沿って移送される容器が、前記供給装置から送出される際に、離間されたままとなるように、前記容器の送出速度にほぼ対応しかつ前記送出速度に対して一様な移送速度で作動するよう構成されており、
   前記可動把持装置は、少なくとも２つの容器を把持し、かつそれら容器を同時に前記メインコンベア部材から前記溶着ユニットへ移送するよう構成されており、かつ、
   前記溶着ユニットは、同時に移送された前記容器のそれぞれに蓋を同時に固定するよう構成されており、
   前記可動把持装置は、前記メインコンベア部材の下流にかつ前記メインコンベアに隣接して配置されることを特徴とする機械。
2. 前記供給装置は、増大するピッチを伴う供給スクリュー部材を備えており、前記容器が前記供給スクリュー部材によって移送される際に、個々の容器それぞれの供給速度と同様に隣接する容器間の距離が、前記増大するピッチに対応して増大されることを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 前記供給スクリュー装置は、前記容器のフローの両側に沿って平行に配置される２つの供給スクリュー部材を備えており、各容器は、互いに協働して作動するよう配置された前記２つの供給スクリュー部材の間を移送されることを特徴とする請求項２に記載の機械。
4. 前記メインコンベア部材は、スライドガイドと保持バーとを備えており、前記スライドガイドは、前記メインコンベア部材へ移送される際に前記容器を支持しかつ前記容器が前記移送方向へスライドできるように構成されており、かつ前記保持バーは、前記スライドガイドに沿って前記容器を押し進めるように、前記メインコンベア部材の移動および運搬部に沿って互いに既定の距離を置いて分布されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の機械。
5. 前記移送手段は、前記供給装置へ容器を供給するよう構成された入口側コンベア部材を備えており、前記入口側コンベア部材は、前記供給装置の入口側における初期供給速度にほぼ対応しかつ前記初期供給速度に対して一様な移送速度で作動するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機械。
6. 前記溶着ユニットは少なくとも２つのサブユニットを備えており、前記サブユニットはそれぞれ、前記容器のうち前記蓋が固定される上部を少なくとも受容するよう構成されたキャビティを備えており、コイルなどの前記誘導溶着エネルギー発生器は、前記容器内の意図された固定ポジションに配置された蓋の側縁部に対応する距離に沿って前記キャビティ内に配置された容器を円周方向に包囲するように、前記キャビティの周囲に延在しており、各サブユニットはさらに、前記意図された固定ポジションに前記蓋を配置するよう構成された蓋位置決めデバイスを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の機械。
7. 前記可動把持装置は、前記容器のフローの両側で作動するよう配置された第１および第２の把持要素を備えており、前記把持要素はそれぞれ、前記容器を把持するために互いへ向けて移動できかつ前記容器を解放するために互いから離れるように移動でき、前記把持要素は、容器を同時に移送するために、同期様式で、前記メインコンベア部材と前記溶着ユニットとの間で前記容器のフローに沿って移動可能であり、各把持要素には、対応する数の同時に把持される容器の両側を把持するために、少なくとも２つの凹部が設けられており、各把持要素の凹部間の距離は、前記機械の作動中に、前記メインコンベア部材上に配置される容器間の距離に対応す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機械。
8. 前記移送手段は、第２の可動把持装置と、前記溶着ユニットの下流に配置されるさらなる出口側コンベア部材と、を備えており、前記第２の可動把持装置は、少なくとも２つの容器を把持しかつこれら容器を前記溶着ユニットから前記さらなるコンベア部材へ同時に移送するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の機械。
9. 前記さらなる出口側コンベア部材の下流には固定スライドプレートが配置されており、前記容器は、前記さらなるコンベア部材から前記スライドプレートへ向けて移送されることを特徴とする請求項８に記載の機械。
10. 保護ガス雰囲気中でシーリングを実施できるように前記機械を包囲するようハウジングが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の機械。
11. 前記ハウジングには容器出口開口が配置されており、前記開口のサイズは、用いられる容器のサイズに適応されていることを特徴とする請求項１０に記載の機械。
12. 前記可動把持装置は、４つの容器を把持しかつこれら４つの容器を前記メインコンベア部材から前記溶着ユニットへ同時に移送するよう構成されており、前記溶着ユニットは、前記４つの容器のそれぞれに気密性の蓋を同時に固定するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の機械。
13. パウダーを収容する厚紙製容器の開放端をシーリングするための方法であって、前記方法は：
    − 溶着ユニットにおいて、前記容器に蓋を固定するステップであって、前記容器および／または前記蓋の一部を形成する溶着層を溶融するために誘導溶着エネルギー発生器を使用して前記容器に蓋を固定するステップと；
    − 前記溶着ユニットへかつ前記溶着ユニットから容器のフローを移送するステップと；
    を含み、前記方法は：
    − 供給装置からメインコンベア部材へ連続的な様式で容器を１つずつ移送するステップと；
    − メインコンベア部材の下流にかつメインコンベアに隣接して配置される可動把持装置を使用して前記メインコンベア部材から前記溶着ユニットへ容器を移送するステップと；
    − 前記供給装置に沿って個々の容器それぞれの供給速度を増大させることによって、そして前記供給装置に沿って供給される隣接する容器間の距離を増大させることによって、隣接する容器を移送方向において互いから離間させるステップと；
    − 前記供給装置から送出される際に前記メインコンベア部材へ向けてかつ前記メインコンベア部材に沿って移送される容器が離間されたままとなるように、前記容器の送出速度にほぼ対応しかつ前記送出速度に対して一様な移送速度で前記メインコンベア部材を作動させるステップと；
    − 前記可動把持装置を使用して、少なくとも２つの容器を把持しかつこれら容器を前記メインコンベア部材から前記溶着ユニットへ同時に移送するステップと；
    − 同時に移送された前記容器のそれぞれに同時に蓋を固定するステップと；
    を含むことを特徴とする方法。

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