容器處理機器和方法
【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)簽和變形的機器和方法。
[0003]本發(fā)明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領(lǐng)域，但這絕不旨在對由所附權(quán)利要求定義的保護范圍進行限制。
【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)品的最小程度的減小，反之亦然；由此產(chǎn)生低壓，這往往會將容器的側(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，則這會導(dǎo)致容器壁的變形。
[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)力存在時向容器內(nèi)側(cè)變形，由此使得它能耐受熱填充過程，不會在容器的其它區(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“釋放”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)不期望的變形，但它們也不會使前述應(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)域相對于與之緊鄰的最外部環(huán)形周邊區(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，即相對于相鄰周邊區(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，因為這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(例如由制造變形的桿或柱塞執(zhí)行的垂直向上推動)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實現(xiàn)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]本申請人已觀察到，這種操作可能變得相當(dāng)關(guān)鍵，因為容器在變形后的最終結(jié)構(gòu)取決于多個因素，不僅與進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)可以以不可預(yù)測的方式對柱塞的變形作用做出反應(yīng):例如，填充過多的容器會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]同樣地，如果容器相對于柱塞本身沒有被正確地定位，則制造變形的柱塞使容器上產(chǎn)生不正確的變形。
[0015]還應(yīng)當(dāng)注意，容器的不正確的變形可能會影響隨后標(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特點對于自粘膠標(biāo)簽或壓敏標(biāo)簽尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]因此，本發(fā)明的目的是尋找一種簡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。
[0017]該目的是通過如權(quán)利要求1所述的容器處理機器來實現(xiàn)的。
[0018]本發(fā)明進一步涉及如權(quán)利要求14所述的容器處理方法。
【附圖說明】
[0019]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)選的實施實施方式，在附圖中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的容器處理機器的示意平面圖，為清楚起見已去除一些部件；
[0021]圖2是制造變形的柱塞在第一條件下的圖1的機器的操作單元的比例放大的、部分截面?zhèn)纫晥D；
[0022]圖3是制造變形的柱塞在第二條件下的圖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；
[0023]圖4示出了在檢查步驟期間圖2和圖3的操作單元的比例放大的部分截面?zhèn)纫晥D，所述檢查步驟用于檢查通過制造變形的柱塞在相應(yīng)的容器上執(zhí)行的變形操作的正確性；
[0024]圖5是示出了圖2至圖4的操作單元的比例放大的部分截面?zhèn)纫晥D，其中制造變形的柱塞作用在填充過多的容器上；
[0025]圖6至圖8示出了圖2至圖4的操作單元的比例放大的部分截面?zhèn)纫晥D，其中制造變形的柱塞作用在非正確地居中的容器上；
[0026]圖9是示出在變形操作過程中由圖2至圖4的操作單元的制造變形的柱塞施加在有差別地填充的容器上的變形力隨時間而變化的曲線圖；以及
[0027]圖10是示出在變形操作期間以及在隨后的檢查步驟期間由圖2至圖8的操作單元的制造變形的柱塞的位移隨時間而變化的曲線圖，該變形操作在不同的條件下在容器上執(zhí)行。
【具體實施方式】
[0028]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器。
[0029]機器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)動的方式安裝在支撐結(jié)構(gòu)4上的轉(zhuǎn)盤5。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]如從圖2至圖4中可以清楚看到的那樣，每個瓶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相對的端部。
[0034]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。
[0035]底部12是可變形的并可具有兩種不同的結(jié)構(gòu)，如圖2至圖4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和4)中，第二結(jié)構(gòu)在瓶適當(dāng)變形時獲得，而中央?yún)^(qū)16相對于第一結(jié)構(gòu)向相應(yīng)的瓶3的內(nèi)部縮回，即相對于第一結(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。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]瓶3處于垂直位置(即底部12相對于頸部13和蓋17被布置在底端并且軸線D平行于軸線A、B和C)時到達轉(zhuǎn)盤5。
[0039]瓶3在底部12處于第二結(jié)構(gòu)時被釋放至出口行星輪10，第二結(jié)構(gòu)在瓶3適當(dāng)?shù)刈冃螘r獲得并對應(yīng)于瓶3本身的所期望的最終結(jié)構(gòu)。
[0040]轉(zhuǎn)盤5包括多個操作單元18 (圖2和圖3中僅詳細(xì)示出其中的一個)，這些操作單元18繞軸線A均勻地分布并被安裝在轉(zhuǎn)盤5的外緣部。
[0041]操作單元18通過轉(zhuǎn)盤5沿圓形加工路徑P位移，該圓形加工路徑P繞軸線A延伸并通過傳送站7、9和11。具體地說，通過考慮路徑P(圖1)，將瓶3饋送至轉(zhuǎn)盤5的傳送站7被配置在用于饋給標(biāo)簽2的傳送站9的上游，而該傳送站9被清楚地布置在傳送站11上游，在傳送站11已貼標(biāo)簽的瓶3被饋送至出口輪10。
[0042]如從圖2和圖3中可以看到的那樣，操作單元18被固定至轉(zhuǎn)盤5的水平轉(zhuǎn)臺19，具有平行于軸線A、B、C并與路徑P正交的相應(yīng)軸線E，并通過轉(zhuǎn)臺19的相應(yīng)通孔20且在相應(yīng)通孔20的兩側(cè)上同軸地延伸。
[0043]每個操作單元18適于接納在垂直位置(即，其軸線D與相應(yīng)的軸線E同軸，頸部13位于底部12之