TWI531510B - 用於產生條帶環之裝置及用於製造易開蓋之方法與設備 - Google Patents

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蘇德羅尼克股份有限公司
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Description

用於產生條帶環之裝置及用於製造易開蓋之方法與設備
本發明係關於一種用於在一可驅動展開的條帶供應輥與一條帶饋入裝置之間產生一條帶環之裝置。此裝置特別被使用在一種用於製造易開蓋之方法,其包含多個平行列且由金屬所構成之密封蓋環部的產生,其中密封蓋元件係以逐步方式被運送至多個處理站,一箔條帶係藉由一條帶供應輥而以逐步方式饋入至密封蓋環部,箔區段係被打孔,並在一衝壓與密封處理站中被施加並熱密封至密封蓋環部上,其中藉由此裝置而以箔條帶建構一箔條帶環,箔條帶環進入衝壓與密封處理站以靠在箔條帶輥與箔條帶之饋入之間。此外,本發明關於一種用於製造包含依據本發明之裝置之易開蓋之設備。
一種熟知之方法係以將供罐狀封裝用之密封蓋永久附接至封裝之上端金屬蓋之型式實施,密封蓋形成一拆卸開口,其維持被一易開箔(亦被稱為一撕開箔,而密封蓋亦被稱為一撕開蓋)密封,特別是被一種已藉由熱密封而施加之金屬箔密封,直到封裝之內容物第一次被使用為止。由一種被配置在金屬蓋上面之塑膠所構成之額外密封蓋,使得封裝之內容物在其消費壽命期間能重新密封。用於製造這些形式之金屬蓋之裝置,係參考圖5而更詳細地說明於下。圖6至圖12係用於說明在製造這些密封蓋期間之製造步驟。在製造期間,易開箔係以一寬箔網(wide foil web)之型式而從一條帶供應輥被展開,然後被導入至衝壓與密封處理站中,或被引導在密封蓋元件上面。單一型式或多重型式之所謂的跳動輥(dancer roll)系統,係被採用以提供一條帶供應用以將箔條帶饋入至衝出與熱密封處理站中,然而,在箔之逐步運送期間,利用這些跳動輥系統,尤其是利用薄箔條帶之高生產速率會出現問題。習知型式之條帶環係藉由控制展開的條帶供應輥之驅動機構而產生,並例如利用一測量環與固定感測器之距離的距離感測器而被調整。為了以高條帶速度大幅地改變饋入長度,就驅動機構而論,這種方法係複雜/昂貴或產生不令人滿意的結果。DE-A 40 02 194提出利用一空氣流來產生一條帶環。
本發明之目的係用於建構一裝置,其可容易地提供一條帶環,且即使以高製造速度(包括條帶之逐步運送與箔材料之最廣泛可能的變化)仍可確實地操作。
此目的係藉由一種如申請專利範圍第1項所述之裝置而達成。
吾人已發現即使在上述引用的條件之下,一穩定條帶環可藉由使用一在界限之內可自由移動的中空圓柱而被獲得,圓柱從而斷續地而鬆鬆地靠在條帶上並產生條帶環之底部重新定向。因此,塑膠薄膜或疊層狀薄膜或鋁箔,也可以很有效地於60公尺/分鐘之條帶速率下,以及每衝程50至150公厘之饋入衝程速率***控,且這種能力可使裝置被採用以利用高速率之速度製造易開蓋。
一維持於在側壁之內的兩個末端之水平配向的橫貫棒最好是運行通過中空圓柱,此棒限制關於中空圓柱之移動的自由度。這藉由中空圓柱之行程提供一特別簡單的限制。另一較佳實施樣態係為橫貫棒係垂直可移動地配置在一個垂直導槽中,每個導槽位在側壁之內,藉以限制中空圓柱朝垂直方向之運動的自由度。中空圓柱可選擇各種直徑與材料。因此,可選擇例如20 cm或更大的直徑。就材料而論,尤其可考量塑膠。
本發明之另一個目的係用於提供一種用於製造易開蓋之方法及設備,其中有利的裝置係用於獲得一條帶環。這係藉由如申請專利範圍第9項所述之方法或如申請專利範圍第12項所述之設備而達成。
於此,箔條帶最好是使用有時不相同的步長(step length),而當從頂端觀看時,水平地並藉由本質上垂直於密封蓋元件之運送方向之其縱軸線地被饋入至衝壓與密封處理站中。
當相較於習知之斜饋入(oblique feed)時,箔腹板(foil web)之直角彎曲饋入可達到20%左右之箔的節省。然而,在平行被製造之兩列以上的密封蓋的情況下,直線饋入具有讓箔條帶饋入之步長很大幅地變動之結果。利用此裝置之穩定箔條帶環,可使箔或步長的大變動即使於高饋入速度下仍可***控。
以下討論係以圖式為基礎更詳細地說明本發明之例示實施例以及易開蓋之製造。
圖1至4顯示依據本發明之一裝置1之一實施例。此裝置係被設置並設計成以一條帶6建構一條帶環7。條帶6係被一條帶供應輥2所驅動並從條帶供應輥2被展開,然後通過進入裝置1中。在此之後,條帶係由一饋入裝置4所運送,饋入裝置4係為被使用並處理條帶之裝置之一部分。這種型式之裝置之一例係說明於下。如顯示之條帶之運送導致條帶運行方向D。從條帶供應輥展開通常係以一均勻速度而藉由驅動機構19來完成,並可藉由饋入裝置4而只是相當緩慢地被調整至快速的速度改變。尤其,饋入裝置4可隨著改變的饋入長度完成條帶之一逐步饋入。就速度及/或饋入步驟長度而論,裝置1之目的於此係使用條帶環7以平衡饋入變動,藉此,此環建構一能夠容易被饋入之條帶材料供應。本質上這是一種已知方法。
一驅動機構19係例如以一電動馬達之型式被提供(未詳細顯示)。此種型式之驅動機構係為熟悉本項技藝者所熟悉的,且因為這個理由,在這點上不需提供額外資訊。驅動機構19可藉由控制包含饋入裝置4之裝置而被實施,俾能將展開此條帶調整成條帶需求。一感測器19’、尤其是一距離感測器之型式、亦可以被提供,藉由它,驅動機構19會反應,尤其用於增加或減少環之長度。感測器信號可被送出至裝置之控制單元,它們從那裡係被處理以控制驅動機構19,或它們可被送出至一與驅動裝置直接相關的控制單元,俾能增加來自裝置之控制信號。
裝置1具有兩個由例如塑膠或金屬所構成的側壁8與9。運行在這些側壁之間之條帶形成環7。一中空圓柱10係被設置倚靠在條帶上並建構條帶之重新定向,藉以幫助建構環,從而決定展開保存。各種直徑之中空圓柱可被選擇。中空圓柱可以由例如塑膠(尤其是聚甲基丙烯酸甲酯(縮寫PMMA,通常已知為聚丙烯玻璃))所構成。一種具有一較高特定重量之材料(例如,鋁)亦可被選擇,俾能達成一較高的初始張力。中空圓柱最好是具有所顯示之圓形剖面,然而,亦可具有一橢圓形或正方形剖面。中空圓柱本質上係以齊平方式被在側壁之間的其末端面導引,藉以允許其在側壁之間自由地移動而不需要相對於側壁傾斜。中空圓柱就其移動而論,此處係自由到達一有限程度,以使其可朝條帶之運行方向並垂直於條帶之運行方向自由地移動了一預定量。此量係依賴於直徑並取決於展開製程。移動之限制可被作用在中空圓柱上之任何期望機構所限制。作這個的動作最好是在中空圓柱上從內部被完成,尤其藉由一靠在側壁之間水平地被配置並延伸通過中空圓柱之橫貫棒11。橫貫棒11可被配置成能被固定在側壁中,或最好是被引導於其中,俾能是垂直可移動的。所顯示的垂直導槽12、12’係為此目的而設置。
圖1與圖3顯示位於其垂直最低位置之中空圓柱10。於此,其藉由其內壁面靠在橫貫棒11上,橫貫棒11因而座落於導槽之極為底部。當饋入裝置4現在拉出比可被供應輥所驅動並從供應輥被展開之更多的條帶時,條帶環縮短了,其結果是中空圓柱從所顯示之最低位置被移走。就其在側壁之間移動而論,在這點上其是自由的。吾人已發現到甚至非常薄且輕的箔條帶,可利用此種型式之可自由移動的中空圓柱而很有效地被處理為一環,從而在一移動之自由度的範圍之內,使中空圓柱只藉由其本身的重量(其係藉由為中空圓柱之直徑之選取及/或材料之選取而可調整的)靠在條帶上,其建構環之重新定向並促成條帶之預裝載。在所顯示之例子中,依照由中空圓柱所允許之條帶移動的自由度依然受限於橫貫棒11。每次自由移動率之路徑長度被用盡(於此係由中空圓柱之內部直徑所決定)時,於此例子之中空圓柱首先接觸橫貫棒11,其結果是其朝上移動之自由度係被用盡且亦被橫向縮小。這個位置係顯示於圖2中。如果現在比被展開更多的條帶被饋入,則中空圓柱接著將橫貫棒朝上拉。這係清楚顯示在圖4中。這顯示一位置,於此比可被條帶供應輥傳送之更多的條帶已藉由饋入裝置4被饋入持續某段時間,其結果是環7已被縮短到達中空圓柱10被朝上按壓且橫貫棒11同樣地在其導槽12、12’之內已向上移動的點。導槽12、12’之上端亦將限制此移動朝上。如果饋入裝置接著饋入比正被供應輥傳送之更少的條帶,或者如果供應輥之驅動機構係被設定成能被控制或調整以使每單位時間有更多的條帶被展開,則環7接著再一次變長,同時靠在條帶上之中空圓柱以最大量再朝下移動進入圖1與圖3之位置。環之任何更進一步的變長應藉由控制供應輥2之驅動機構而被阻止,其乃因為條帶或環7並非意圖在沒有中空圓柱之穩定效果的情況下貫穿裝置1。
於所顯示之本實施例中,此裝置包含一上進入側條帶重新定向機構14與上出口側條帶重新定向機構15。條帶重新定向機構於此處係配置於側壁之頂端側。重新定向機構可以是與條帶一起旋轉之滾輪。然而,亦可設置非旋轉式重新定向機構。可調整橫向極限最好是用於條帶設置,俾能使這在一界定位置之內運行橫越過條帶重新定向機構14、15。於所顯示之本實施例中,軸向可移動且可獲得的止推墊圈,係為此目的而設置在每個重新定向機構14或15上,止推墊圈14’與14"在條帶重新定向機構14上,且止推墊圈15’與15"在條帶重新定向機構15上。在解除它們的附接機構之後,這些止推墊圈係就它們的間距而論而被調整成條帶之寬度,然後被重新連結俾能為條帶建構橫向極限。
可替換經由裝置1之入口側重新定向機構14所顯示之條帶路由(routing)的是,亦可經由一重新定向機構16(圖3)安排條帶之路線在入口側上,其結果是條帶從供應輥2運行在重新定向輥16之下並到達中空圓柱10。
裝置1最好是藉由可調整的附接機構17、18而附接至給供應輥2用之支撐件5或3。於此適應性允許距離在裝置1與支撐件5、3之間被水平地調整。
現在將分別與製造易開蓋或撕開蓋相關來說明一裝置之較佳用途。此處設置在條帶供應輥2上之條帶係為易開箔材料,易開箔係從易開箔材料為每個蓋衝打穿孔。基於圖5至圖12,將提出依據習知技術之利用易開箔製造金屬蓋之處理設備以及製造步驟之簡短說明。圖5於此提供一已知設備21之概要側視圖,其包含在一機器框架22上之處理站23至28及一附加站29。一種供密封蓋元件用之運送裝置係為一種較佳設計之直線型運送裝置,如揭露於WO2006/042426中。這種直線型運送裝置係設有鋸齒形皮帶以運送於下所說明之型式之蓋形狀物件,且能夠達成非常快速的運送或密封蓋製造。供密封蓋元件用之對向接收機構係沿著對向與同步移動的鋸齒形皮帶而被設置。運送裝置之功能係以逐步方式將密封蓋元件或密封蓋運送至個別的處理站,如以下所說明的。圖5所顯示之運送裝置朝運送方向(以箭號C表示)將密封蓋元件或具有易開箔之完成密封蓋,從位於堆疊31之設備之開始端運送到達設備之末端,於此密封蓋移動滑動進入儲藏地段36或37。密封蓋元件係以已知方式從堆疊31被移除並移動進入運送裝置中。所顯示之運送裝置係屬於一種不同於在WO2006/042426中所指出之較佳的直線型運送裝置之設計,且於此只簡要地作說明。設置兩條長軌道,各自與密封蓋元件或密封蓋並排配置,當這些棒朝方向A被驅動機構舉起時,其軌道向上抬起放置在儲藏地段上或在站23至29中之密封蓋元件或密封蓋,然後,朝箭號B之方向(與箭號C相同方向)利用曲柄驅動器且藉由一順向運動使它們順向前進一定量。這些棒接著朝箭號A之方向向下移動,密封蓋元件或密封蓋再次被儲藏在它們的儲藏地段上。這些棒接著朝與箭號C正相反的方向向後移動在儲藏位置之下(朝箭號方向B),以便接著再執行所說明之操作。密封蓋元件或密封蓋停靠在運送它們的儲藏位置之間,或位於處理它們之處理站中。在一處理步驟之後,藉由所有處理站再開始運送。圖6顯示堆疊金屬蓋坯料120作為例如那些設置於堆疊31中之密封蓋元件之例子。這些坯料120例如為譬如直徑11 cm之圓形金屬盤。其他基本形狀當然容易可能的,例如正方形或長方形盤以及不同直徑。坯料120之邊緣在一未顯示之處理機器中已經被預先塑形。從整個盤當中只有一個區段顯示於圖6與後來的圖中,以便簡化圖式。在第一處理站23中,一使用一上模具與下模具之衝壓程序係用於將一開口129衝入盤中,如圖7所示,於其中開口之邊緣係以121表示,而被打穿孔之圓形盤係以127表示。此盤係被移除成為廢料。衝出處理站23係被一驅動機構115所驅動,而對剩下的站而言也是這樣的。在處理站24,邊緣121被向下拉,藉以獲得圖8所示之邊緣之圖案122。環形密封蓋坯料120現在通過進入衝出與處理站25,於其中易開箔125係被置於密封蓋120之開口上面,於此,其係藉由熱密封而附接,如圖9與圖10所示。易開箔125最好是一疊層箔或一鋁箔,且這個之底部係以熟知方式設置有一塑膠塗佈層。所需的箔坯料125係從一寬箔網被打穿孔並被置於環形盤之中心開口上面,且藉由一熱密封站,箔係藉由熱之施加而被按壓至元件120之圓形開口之邊緣上,其結果是箔125藉由一融化與後來的冷卻之製程而形成一具有金屬蓋120之緊密密封。這是一種熟知方法,而於此將不會詳細說明。亦可做準備,藉以易開箔只在衝出與處理站25中被預先密封,接著在另一個熱密封站中隨後被完成密封。一冷卻處理站27亦可依需要被設置以達到冷卻。箔125可在處理站28中設有一壓花124(圖11),且邊緣121再者被聯成一串以建構完成的邊緣123。完成密封蓋現在於一測試站29中接受測試,其測試通常包含對施加在密封蓋上之易開箔25之密封測試,且將更精確說明於下。一旦箔已利用一緊密密封而被黏著至其餘的金屬蓋,密封蓋就落入接收機構以供完成的密封蓋用。如果已偵測到一不適當的密封,則此密封蓋沿著所顯示之另一個移動而滑動進入報廢容器中。
上述之直線型運送裝置係能夠以一高循環速率(例如,每分鐘200個)運送密封蓋元件或密封蓋,並能夠利用在這些站之間之可複製的部分步驟來運送這些。本發明再者產生一種關於一大幅面範圍之項目或密封蓋之彈性概念,其關於圓形密封蓋可延伸例如從一50以上至200 mm之直徑,且亦可順應不同的長方形格式,例如,目前標準的魚罐頭。運送裝置再者被設計成一小型模組,尤其是關於一種多軌建設性的設計。依據本發明之裝置可特別較佳地被使用,用以與這個以一高速率製造密封蓋之方法結合來產生條帶環。然而,其亦可與其他必須產生一條帶環之裝置一起被使用。
一箔條帶環係在從一供應輥將一箔條帶處理成被展開時產生,其箔條帶係逐漸地被饋入至一饋入裝置中。為了確保在沒有毀損的情況下,使這甚至仍可以高製造速度被實施,提供一裝置,於其中一中空圓柱鬆鬆地靠在具有被限制的移動之自由度之條帶上,俾能建構一條帶環。此種型式之裝置最好是被提供以製造易開蓋,其中一箔條帶係從一條帶供應輥被展開並饋至一衝壓與密封處理站。
A-C...箭號
D...條帶運行方向
1...裝置
2...供應輥
3、5...支撐件
4...饋入裝置
6‧‧‧條帶
7‧‧‧(條帶)環
8、9‧‧‧側壁
10‧‧‧中空圓柱
11‧‧‧橫貫棒
12、12'‧‧‧導槽
14‧‧‧重新定向機構
14'、14"‧‧‧止推墊圈
15‧‧‧重新定向機構
15'、15"‧‧‧止推墊圈
16‧‧‧重新定向機構/重新定向輥
17、18‧‧‧附接機構
19‧‧‧驅動機構
19'‧‧‧感測器
21‧‧‧設備
22‧‧‧機器框架
23-28‧‧‧(處理)站
29‧‧‧(附加)站/(測試)站
31‧‧‧堆疊
36、37‧‧‧儲藏地段
115‧‧‧驅動機構
120‧‧‧金屬蓋/金屬蓋坯料/密封蓋/密封蓋坯料/坯料/元件
121‧‧‧邊緣
122‧‧‧圖案
123‧‧‧邊緣
124‧‧‧壓花
125‧‧‧易開箔/箔(坯料)
127‧‧‧圓形盤
129‧‧‧開口
圖1係為依據本發明之一在被部署於一條帶供應輥與一條帶饋入之間時之裝置之一實施例之概要側視圖。
圖2說明包含被條帶舉起之中空圓柱之圖1之裝置。
圖3係為圖1之裝置之立體圖。
圖4係為具有在一不同位置中之中空圓柱之裝置之側視圖。
圖5係為一用於運送並製造易開蓋之已知裝置之概要側視圖。
圖6至12顯示為了說明密封蓋製造的目的之金屬蓋之區段。
1...裝置
2...供應輥
3、5...支撐件
4...饋入裝置
6...條帶
7...(條帶)環
8...側壁
10...中空圓柱
11...橫貫棒
12...導槽
14...重新定向機構
15...重新定向機構
16...重新定向機構/重新定向輥
19...驅動機構
19'...感測器

Claims (13)

  1. 一種裝置(1),其係被設置並設計以在一展開之被驅動條帶供應輥(2)與一被驅動饋入裝置(4)之間建構一條帶環(7),以供一條帶(6)之一逐步饋入,其中,該裝置包含兩側壁(8、9)與一中空圓柱(10),該條帶在該些側壁之間運行,而該中空圓柱(10)係藉由該裝置之該些側壁之其中一個而於其每一末端被引導,且在該些側壁之間可自由地移動一預定量,其中該中空圓柱係意圖變成靠在該條帶(6)上並在該裝置正操作時使該條帶更改方向以建構一條帶環(7);其中,一以兩個末端維持在該些側壁之內的水平運行的橫貫棒(11)運行通過該中空圓柱,這個棒限制該中空圓柱之移動之自由度;及其中,該中空圓柱只藉由其本身的重量靠在該條帶上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,該橫貫棒(11)係垂直可移動的配置在一個垂直導槽(12、12')中,每個導槽在該些側壁(8、9)中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,一進入側與一出口側條帶重新定向機構(14、15)係被設置在該些側壁上面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,一條帶重新定向機構(16)係設置於在該些側壁前面之該進入側上,而一條帶重新定向機構(15)係設置於在該些側壁上面之該出口側上。
  5. 如申請專利範圍第3或4項所述之裝置,其中,橫向界限(14'、14"、15'、15")係被提供為該條帶設置在該條帶重新定向機構上,該些界限係可調整成該條帶之寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,該裝置包含附接機構(17、18),用於將其附接至該條帶供應輥之支撐件(3、5),藉由該附接機構,沿著該條帶之運送方向可調整在該裝置(1)與該條帶供應輥(2)之間的距離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中,該裝置包含一非接觸感測器(19')以決定該條帶環之位置,特別是包含一距離感測器以決定該條帶環與該感測器之垂直距離。
  8. 一種使用依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之裝置來製造易開蓋之方法,包含以下步驟:-產生一連串的多個平行列且由金屬所構成之密封蓋 環部,其中該些密封蓋元件之一逐步直線型運送至處理站係被造成;-從一條帶供應輥逐步饋送一箔條帶至該些密封蓋環部並衝出(punching out)箔區段,以及在一衝壓與密封處理站中施加並熱密封該些箔區段至該些密封蓋環部,其中藉由該裝置而以該箔條帶建構一條帶環,該條帶環變成靠在該條帶供應輥與該箔條帶之該饋入之間進入該衝壓與密封處理站中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法,其中,該箔條帶係以有時不相同的步長(step length)被饋入至該衝壓與密封處理站中,當從該條帶之縱方向中之頂端觀看時,這被水平地造成並相對於該些密封蓋元件之運送方向本質上垂直地站立。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之方法,其中,該些密封蓋元件之該逐步直線型運送係在一具有藉由鋸齒形皮帶與推動器而建構之密封蓋元件接收機構之運送裝置上被造成。
  11. 一種用於製造包含依據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之裝置之易開蓋之設備,包含一運送裝置與一箔條帶饋入,該運送裝置係被設置以造成密封蓋元件至多個連續的處理站之該逐步直線型運送,這些處 理站之其中一個係為一衝壓與密封處理站,其係被設計以衝出箔區段且施加並熱密封該些箔區段至該些密封蓋環部,而該箔條帶饋入係被設置以造成一箔條帶從一條帶供應輥至該衝壓與密封處理站之逐步饋入,其中一箔條帶環係能夠藉由該裝置而產生,該箔條帶環變成靠在該條帶供應輥與該箔腹板之饋入之間進入該衝出與熱密封處理站中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之設備,其中,該箔運送饋入係以下述的方式被配置:當從該條帶之縱方向中之該頂端觀看時,相對於該些密封蓋元件之運送方向,使該箔條帶能夠水平地與本質上垂直地站立被饋入至該衝壓與密封處理站中。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所述之設備,其中,一運送裝置係被設置,以造成該些密封蓋元件之逐步直線型運送,該運送裝置包含密封蓋元件接收機構,該密封蓋元件接收機構係由鋸齒形皮帶以及於其上之載體所產生。
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