容器處理機(jī)器和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于處理容器(例如塑料瓶)的機(jī)器和方法。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及一種將已填充并封閉的容器貼標(biāo)簽和變形的機(jī)器和方法。
[0003]本發(fā)明較為有利地但非排他地適用于塑料熱填充容器領(lǐng)域，下面的描述將參照這個(gè)領(lǐng)域，盡管這絕不旨在對(duì)由所附權(quán)利要求定義的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。
【背景技術(shù)】
[0004]如已知的，前面所提到類型的容器在已填充有熱的(例如在大約85°C的)可灌注產(chǎn)品或液體之后，首先經(jīng)歷加蓋操作并隨后被冷卻以返回到室溫。通過加蓋操作的作用，存在于容器頂部(“頭空間”)內(nèi)的加熱空氣膨脹，由此造成應(yīng)力，該應(yīng)力往往造成容器在側(cè)壁和底壁處的總體膨脹。
[0005]容器接下來經(jīng)歷的冷卻造成包含在容器內(nèi)的空氣體積的減小以及液體產(chǎn)品體積的最小程度的減小，反之亦然；由此產(chǎn)生低壓，這往往會(huì)將容器的側(cè)壁和底壁向內(nèi)拉。如果這些壁不具有足夠的剛性以抵抗前面披露的應(yīng)力的作用，則這會(huì)導(dǎo)致容器壁內(nèi)的變形。
[0006]為了抑制在容器內(nèi)的產(chǎn)品冷卻期間產(chǎn)生的壓應(yīng)力而不在容器上產(chǎn)生不期望的變形，一般這些容器在側(cè)壁上設(shè)置有一系列的垂直面板，這些面板被稱為“真空面板”。這些面板在壓應(yīng)力存在時(shí)向容器內(nèi)側(cè)變形，由此使得它能耐受熱填充過程，不會(huì)在容器的其它區(qū)域中產(chǎn)生不期望的變形。
[0007]同樣，將要經(jīng)歷熱填充過程的已知容器也可具有在壓應(yīng)力作用下適于向上變形的優(yōu)化下部或底部。
[0008]即使所披露的解決方案允許“減輕”容器的一些特定部分(即垂直真空面板或底部)上的壓應(yīng)力，由此避免在容器其它部分上出現(xiàn)不期望有的變形，但它們不會(huì)使前述應(yīng)力消失，換句話說，容器在任何情形下仍然受到內(nèi)部壓應(yīng)力的作用并因此必須設(shè)置有能夠抵抗這些應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。
[0009]專利申請(qǐng)W02006/068511示出了具有可變形底部的容器，該底部可具有兩種不同的結(jié)構(gòu)(configurat1n):第一不穩(wěn)結(jié)構(gòu)，其中該底部具有中央?yún)^(qū)域，該中央?yún)^(qū)域相對(duì)于與之緊鄰的最外部周邊區(qū)域向下伸出；以及第二穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其中該中央?yún)^(qū)域向容器內(nèi)縮回，即在相對(duì)于相鄰周邊區(qū)域被配置在較高的位置。
[0010]在用熱的可灌注產(chǎn)品填充之后，容器的底部具有第一不穩(wěn)結(jié)構(gòu)并且必須通過與其耦合的特定杯形元件支撐。由此，容器底部的向下變形可被最大化而不危及容器的穩(wěn)定支撐，因?yàn)檫@種支撐是由杯形元件提供的。在冷卻之后，在第二穩(wěn)定結(jié)構(gòu)下，底部可通過外部作用(例如由桿或柱塞執(zhí)行的垂直向上推動(dòng))而變形，隨后可以去除杯形元件。
[0011]容器底部從第一結(jié)構(gòu)至第二結(jié)構(gòu)的變形確定容器的容納體積的顯著減小遠(yuǎn)大于簡(jiǎn)單地通過借助單純壓應(yīng)力的作用使底部變形而在已知容器中獲得的容納體積的減??；因此最終效果是基本上消除了作用在容器內(nèi)側(cè)上的壓應(yīng)力。
[0012]本申請(qǐng)人已觀察到，這種操作可能變得相當(dāng)關(guān)鍵，因?yàn)槿萜髟谧冃魏蟮淖罱K結(jié)構(gòu)取決于多個(gè)因素，不僅與進(jìn)行這種操作的方式相關(guān)聯(lián)，而且與經(jīng)受變形的容器的初始條件相關(guān)聯(lián)。
[0013]特別是，本申請(qǐng)人已經(jīng)觀察到，非適當(dāng)填充的容器(即填充過多或填充低于所期望水平的容器)可以以非可預(yù)測(cè)的方式對(duì)柱塞的變形作用做出反應(yīng):例如，填充過多的容器會(huì)在其底部不充分地變形，在柱塞釋放后，塑料材料可能恢復(fù)到其原始的第一結(jié)構(gòu)；替代地，非充分填充的容器可以因柱塞的作用而被破壞。
[0014]還應(yīng)當(dāng)注意，容器的不適當(dāng)?shù)淖冃慰赡軙?huì)影響隨后標(biāo)簽的施加。眾所周知，標(biāo)簽需要具有良好定義的幾何形狀以及足夠的剛性的接收表面。接收表面的該第二個(gè)特點(diǎn)對(duì)于自粘膠標(biāo)簽或壓敏標(biāo)簽尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的目的是尋找一種簡(jiǎn)單的和具成本效益的解決方案以便以可靠和可重復(fù)的方式檢查經(jīng)受過變形操作的容器的質(zhì)量。
[0016]該目的是通過如權(quán)利要求1所述的容器處理機(jī)器來實(shí)現(xiàn)的。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步涉及如權(quán)利要求10所述的容器處理方法。
【附圖說明】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明，下面僅借助非限定示例并參照附圖披露了優(yōu)選的實(shí)施實(shí)施方式，在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的容器處理機(jī)器的示意平面圖，為清楚起見已去除一些部件；
[0020]圖2是在第一條件下圖1的機(jī)器的操作單元的比例放大的、部分截面?zhèn)纫晥D；
[0021]圖3是在第二條件下圖2的操作單元的比例放大的、部分截面?zhèn)纫晥D，該第二條件處于在相應(yīng)容器上的變形操作的結(jié)束時(shí)；
[0022]圖4示出了圖3的作用在填充過多的容器上的操作單元的比例放大的部分截面?zhèn)纫晥D；以及
[0023]圖5是示出在變形操作過程中由圖2至圖4的操作單元施加在有差別地填充的容器上的變形力隨時(shí)間而變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參見圖1，附圖標(biāo)記I表示用于在被填充和封閉的容器(特別是塑料瓶3)上施加標(biāo)簽2并用于使所述瓶3變形以將它們轉(zhuǎn)換至所期望的最終結(jié)構(gòu)的作為整體的處理機(jī)器。
[0025]機(jī)器I主要包括支撐結(jié)構(gòu)4(圖1中僅部分可見)以及以可繞垂直中軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在支撐結(jié)構(gòu)4上的轉(zhuǎn)盤5。
[0026]轉(zhuǎn)盤5通過入口行星輪6接納擬貼標(biāo)簽的一系列瓶3，該入口行星輪6在第一傳送站7與轉(zhuǎn)盤5配合并被安裝以繞與軸線A平行的縱軸線B轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]轉(zhuǎn)盤5還從貼標(biāo)簽單元8 (其本身是已知的并且僅示意地表示)接收一系列矩形或正方形標(biāo)簽2，該貼標(biāo)簽單元8在第二傳送站9與轉(zhuǎn)盤5配合。
[0028]轉(zhuǎn)盤5將一系列已貼標(biāo)簽的瓶3釋放至出口行星輪10，該出口行星輪10在第三傳送站11與轉(zhuǎn)盤5配合并被安裝以繞與軸線A和軸線B平行的縱軸線C轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]如從圖2和圖3中可以清楚看到的那樣，每個(gè)瓶3具有縱軸線D、底部12和可移走的蓋17，蓋17施加在瓶3的開口頸13上，并限定瓶3本身的與底部12相對(duì)的端部。
[0030]在圖示情形下，底部12具有:具有軸線D的環(huán)形周邊區(qū)15，其徑向地向外并界定相應(yīng)的瓶3的環(huán)形停靠表面；以及中央凹進(jìn)區(qū)16，其由周邊區(qū)15包圍并沿軸線D在瓶3的垂直位置相對(duì)于周邊區(qū)15 —般布置在較高位置，即頸部13高于底部12放置；換句話說，中央?yún)^(qū)16被布置在沿軸線D的離頸部13的距離小于頸部13和周邊區(qū)15之間的距離的位置。
[0031]底部12是可變形的并可具有兩種不同的結(jié)構(gòu)，如圖2和圖3所示。在第一結(jié)構(gòu)(圖2)中，底部12的中央?yún)^(qū)16變形并向下膨脹，即被布置在沿軸線D離頸部13的距離最大的位置，以界定瓶3的最大內(nèi)部體積；在第二結(jié)構(gòu)(圖3)中，第二結(jié)構(gòu)(圖3)在瓶適當(dāng)變形時(shí)獲得，中央?yún)^(qū)16相對(duì)于第一結(jié)構(gòu)向相應(yīng)的瓶3的內(nèi)部縮回，即相對(duì)于第一結(jié)構(gòu)，中央?yún)^(qū)16被布置在沿軸線D離頸部13的距離較小的位置。顯然，瓶3在底部12的第二結(jié)構(gòu)中具有比在第一結(jié)構(gòu)下的容量體積小的容量體積。
[0032]瓶3在其已被填充有可灌注產(chǎn)品(通常是液體食品產(chǎn)品)并且在頸部13用蓋17封閉的條件下被饋送到轉(zhuǎn)盤5。
[0033]在圖示的情況下，瓶3在它們被熱填充并經(jīng)歷冷卻操作后被饋送至轉(zhuǎn)盤5。底部12因此被布置在第一結(jié)構(gòu)，即其變形并向下膨脹，并且在瓶3中，存在壓應(yīng)力，該壓應(yīng)力容易使底部12朝向第二結(jié)構(gòu)位移。
[0034]瓶3處于垂直位置(即底部12相對(duì)于頸部13和蓋17被布置在底端并且軸線D平行于軸線A、B和C)時(shí)到達(dá)轉(zhuǎn)盤5。
[0035]瓶3在底部12處于第二結(jié)構(gòu)時(shí)被釋放至出口行星輪10，第二結(jié)構(gòu)在