专利名称：一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹爪轨迹变位装置，用于流体食品、饮料的无菌包装的灌装机中，使得 夹爪对包装材料的切入位置和轨迹产生相应变化，以适应同一灌装机生产不同尺寸规格包装 容器的要求。
背景技术：
无菌包装是一种防止微生物在灌装过程中及灌装后进入包装产品的加工程序，是指被包 装的液体食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌条件下，即在包装物、被包装物、包 装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行填充和封合的一种包装技术。
无菌包装后的产品，不含容易繁殖的病菌、毒素及微生物，不需要防腐剂，且包装容器 能够防止细菌或微生物的二次入侵，其特殊保护性能更有效减缓产品因与空气、其它气体、 异味及光相互作用而产生的不必要的变化。即使在无冷藏的条件下，包装产品仍可能保存相 当长的时间。
上述的包装产品是在无菌灌装机中加工出来的，包装容器封合形状可以是枕形、砖形。 在灌装机中，包装带材从巻盘上解开，输送到消毒装置，通过施加一种化学消毒剂，如双氧 水，包装带材被消毒处理。经消毒后的包装带材被强行蒸发和挤压，表面消毒剂去除。然后 ，包装带材在前进方向上先成型为椭圆状，并进一步成型为圆柱状、且两纵边搭接封合(纵 封)的筒状物。该筒状物一端被夹爪横向封合(横封)，即形成包装容器的顶部(或底部) 后，由另一开口端填充诸如饮料、牛奶等杀菌后的流体物质。继而，筒状物的开口端也相应 的被夹爪横向封合(横封)，而制成包装容器的底部(或顶部)。然后切刀切割上述横封区 域的中部，单个的包装容器形成。作为选择，包装容器可通过相应的折叠和成型装置，沿着 折痕进一步地折叠而形成最终的形状，即砖形或其他形状的包装容器。
无菌灌装机按照成型装置的运动方式，可分为摇臂式、链输送式。摇臂式灌装机因只有 双臂参与工作，故生产率较低，属于早期的无菌灌装设备。
目前常用的灌装机是链输送式，如枕包、砖包灌装机，如图1所示。其结构包括控制 柜15，灭菌腔12，无菌仓13，框架14，链式输送成型装置16。包装带材ll经过该灌装机加工 ，被制成枕包产品或砖包半成品的包装容器17。
链式输送成型装置16包括两组链条，分别装有多个(大于2个，最常见的为8 — 12个)加热压爪和加压压爪(统称为夹爪)，并限定了夹爪相应的循环路径。 一组链条上的加热夹爪 沿着相应路径与另一组链条上的相应加压夹爪配合，共同切入进给的包装材料筒状物(切入 )，将筒材物拉至(拉纸) 一定尺寸位置后啮合(密封)，使其成为密封的包装容器。上述 的拉纸和密封形成夹爪对包装材料的整个压合段。
现有的链输送式灌装机，较为典型的为瑞典利乐公司的TBA19型机。该机型的夹爪和链 条为一体式，即夹爪在起到切入、拉纸、密封主要作用的同时，还做为输送链条的一部分链 节使用。夹爪每侧有一对连杆，通过安装在连杆上的专用链节，相邻夹爪联结到一起，而每 支夹爪本身的两连杆间无链节联结。连杆和夹爪为刚性联结。在夹爪的下面左右两侧各设置 两对滚轮，链传动时，链条带动夹爪，沿着链条导轨的轨迹运动。
该机型通过在灌装机成型装置的两侧设置两对链条导轨，通过链条带动夹爪沿着链条导 轨的轨迹运动来实现夹爪变位，结构过于复杂，制造成本较高，维护也不方便。
并且，使用同一灌装机来加工不同容量规格的包装容器时，需要把所有的链条导轨，即 每侧两对，总共八支链条导轨进行更换，工作量较大，且调整烦琐。
另外，该机型的夹爪和传输链条为一体，即夹爪做为链条中的链节使用，使得链条必须 通过专用加工定做，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有提高拉纸长度功能，且结构简单的夹爪轨迹变位装置， 以便通过对同一灌装机的简单调整和较少零部件的更换，来适应不同长度规格包装容器的要 求。
本发明所采用的技术方案为每条链条在圆形导向轮上运动；凸轮平行于导向轮设置； 夹爪的一端上设置有滑块；通过上述凸轮和滑块的相对运动，安装滑块的夹爪一端会被顶起 ，产生变位，改变夹爪对包装材料筒状物的切入位置和整个压合段的变形轨迹。
凸轮形状是根据包装容器的容量要求而定，包装容器的材料越短，凸轮的切入斜面离导 向轮轴心线的距离越小；包装容器的材料越长，凸轮的切入斜面离导向轮轴心线的距离越大
凸轮可以是安装在每侧平行的两导向轮内部或外部，且关于两导向轮的中间位置所在平 面对称布置。当然，也可以在两导向轮的中间位置布置一个凸轮。在中间位置布置凸轮时， 凸轮总数为奇数；不在凸轮中间位置布置时，凸轮总数为偶数。
本发明的夹爪轨迹变位装置中，链条为各链节相连的标准链条，夹爪不再是链条的一部 分。间隔一定距离的链节上具有突出的销轴，夹爪通过连杆的孔安装在链条销轴上。
5本发明的导向轮呈圆形，可以是带有齿的链轮，即通过和链条的啮合传动而转动。导向 轮也可以是径向边缘无齿，光滑，轴向宽度小于链条宽度的圆盘，其完全靠和链条间的摩擦 而转动，即存在和链条间的打滑，两者运动可以不同步。当然，导向轮也可以完全不转动， 边缘光滑，仅仅起到链条的导向作用。
当然，本发明的夹爪轨迹变位装置中，还可以在夹爪和连杆(或滑块)间设置弹性回位 装置，如弹簧，以便夹爪和凸轮相对接触和分离时较为平缓，且链条在导向轮上的运动轨迹 得以保持不变。尤其对于夹爪每侧的前后两端均采用连杆和链条联结的情况，至少要在安装 滑块的夹爪端采用上述弹性联结，使得夹爪可相对连杆产生运动，如位移，旋转倾斜等。
这种灌装机以链条驱动，带动多组成对出现的夹爪，对经纵向封合和灌注形成筒状物的 包装材料进行切入、拉纸、密封，继而分切形成独立的枕形包装产品或砖形包装半成品。砖 形包装半成品通过后续终端折叠成型装置，折角整形为完整的液体方包成品。
该夹爪变位装置通过相对运动的凸轮和滑块来改变夹爪行走轨迹。并且，通过凸轮尺寸 和形状的调整，使每包拉切的包装材料筒状物长度和分切成形后的形状能适应后续折角成形 的需要。
使用本发明的夹爪轨迹变位装置，无需复杂的多路轨迹即能完成液体灌装的关键功能， 能适应预设的拉纸长度，并进而改善夹爪对包装材料筒状物的作用力和变形状况。
由于本发明夹爪轨迹变位装置的结构简单，通过凸轮的更换及灌装机的相应调整，即可 满足对包装容器容量规格的不同要求，操作快捷、方便。
由于链条始终随圆形导向轮运动，没有或很少相对摩擦，经向受力小，使得噪音小、稳 定且没有摩擦损耗，有很高的寿命和可靠性。
另外，由于链条始终在圆形导向轮上运动，其运动轨迹不发生变化，且为完全独立于夹 爪的整条链，故可以采用普通标准规格。这样不仅能较大节省灌装机的制造和维护成本，也 使得对链式输送成型装置的拆卸、安装、更换等操作更加快捷、简单。
本发明中的定义词语，其意思解释如下。
夹爪，是指对包装材料筒状物起切入、拉纸、密封作用的装置，分为加热夹爪和加压夹 爪，具体包括连杆、滑块、夹爪基座、压力块/导电棒，甚至容量托等零件，其中滑块和夹 爪基座可以是一体的，即属于一个零件。本说明书中，有时利用夹爪来指代夹爪上的一部分 ，如夹爪基座，具体含义根据前后文的实际情况而定。
夹爪的工作部件，是指夹爪和包装材料筒状物的接触部分， 一般情况下为加热夹爪的导 电棒和加压夹爪的压力块。
本发明附图不表示实际尺寸关系，且绘图中根据需要省略了部分特征。 图l是灌装机结构示意图。
图2是本发明的夹爪轨迹变位装置的立体图，为清楚起见，移去了部分零部件； 图3是本发明的夹爪轨迹变位装置的侧视图，为清楚起见，移去了部分零部件； 图4是本发明的夹爪轨迹变位装置中，夹爪在凸轮上的运动实施例一； 图5是本发明的夹爪轨迹变位装置中，夹爪在凸轮上的运动实施例二； 图6是本发明的夹爪轨迹变位装置中，夹爪在凸轮上的运动实施例三； 图7是本发明的夹爪轨迹变位装置中，另一拉纸长度和包装容器容量时的凸轮形状； 图8是本发明的夹爪轨迹变位装置中，运动轨迹为曲线时的凸轮形状； 图9是本发明的夹爪轨迹变位装置中，夹爪上滑块的立体图； 图10是本发明的夹爪轨迹变位装置中，夹爪上滑块的另一实施例立体图。
具体实施例方式
如图2、图3所示，是本发明用于灌装机的夹爪轨迹变位装置的实施例。 一组(两支以上)加热夹爪通过连杆4、销轴7安装在竖立、平行的两副(即一组)链条 8上。链条8—端挂在圆形导向轮6上， 一端挂在驱动齿轮(非本发明保护范围，未示出)上 。导向轮6呈圆盘状，径向边缘无齿，光滑，轴向宽度小于链条宽度。导向轮6通过轴承安装 在轴5上，而轴5固定安装于灌装机的机架10上。 一对凸轮1固定安装在轴5上，并关于轴5的 中心截面大致对称布置。加热夹爪的工作部件为导电棒9，安装在夹爪基座2上。导电棒9通 入高频电流时，包装材料中的金属层，如铝箔层产生感应电流，并生成热量，进而熔化包装 材料的热塑层材料。夹爪基座2下面具有滑块3。驱动齿轮带动链条8，链条8进而带动加热夹 爪在导向轮6上运动。加热夹爪基座2通过滑块3和凸轮1相对接触和分离，接触时加热夹爪被 顶起，从而引起其运动轨迹发生变位，即不再是原来的圆形轨迹。
同理，另一组(两支以上)加压夹爪通过连杆4*、销轴7安装在竖立、平行的两副(即 另一组)链条8上。链条8—端挂在圆形导向轮6上， 一端挂在驱动齿轮(非本发明保护范围 ，未示出)上。导向轮6呈圆盘状，径向边缘无齿，光滑，轴向宽度小于链条宽度。导向轮 6通过轴承安装在轴5上，而轴5固定安装于灌装机的机架10上。 一对凸轮1*固定安装在轴5上 ，并关于轴5的中心截面大致对称布置。加压夹爪的工作部件为压力块9*，安装在夹爪基座 2*上。压力块9*和加热棒9相对应，共同挤压包装材料20，并使其形成横向密封区域。加压 夹爪基座2*下面具有滑块*。驱动齿轮带动链条8，链条8进而带动加压夹爪基座2*在导向轮6上运动。加压夹爪基座2*通过滑块3*和凸轮1*相对接触和分离，接触时加压夹爪被顶起， 从而弓1起其运动轨迹发生变位，即不再是原来的圆形轨迹。
上述中的销轴7具有两个作用。 一方面，销轴7起到联结相邻链节，使链条8形成整副链 条。另一方面，连杆4/4*通过其两端孔安装在销轴7上，继而使链条8通过连杆带动夹爪基座 2/2*。销轴7和连杆4/4*可以采用非过盈联结，使得夹爪基座2/2*通过连杆4/4*可方便、快 捷地，以插入方式安装到整副链条8上。
工作时，两组链条8带动多组加热夹爪，和相应数量的加压夹爪循环运动，其中一加压 夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物20，把包装材料筒状物20拉至预设长度位置后 啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器21 。
夹爪在凸轮1/1*上的运动情况可以有下属几种。
如图4所示，滑块3/3*位于夹爪基座2/2*的后端；夹爪基座2/2*的前端通过连杆4/4*安 装在链条8上。
如图5所示，滑块3/3*位于夹爪基座2/2*的前端；夹爪基座2/2*的后端通过连杆4/4*安 装在链条8上。
如图6所示，夹爪基座2/2*前端、后端分别通过连杆4/4*安装在链条8上，滑块3/3*在夹 爪基座2/2*的前端，在安装滑块3/3*的夹爪一端，连杆4/4*和夹爪基座2/2*采用弹性连接件 联结，如弹簧41，导杆42。当滑块3/3*接触凸轮1/1*时，夹爪基座2/2*的前端作用于弹簧41 ，并沿导杆42抬起；当滑块3/3*离开凸轮1/1*时，弹簧41使得夹爪基座2/2*的前端回到原来 位置。当然，滑块3/3*也可以在夹爪基座2/2*的后端，此时弹性连接件联结，如弹簧41和导 杆42，在后端连杆上。
该装置的凸轮1/1*形状是根据包装容器21的形状、容量要求而定，如图7:包装容器21的 带材越短，凸轮1/^的切入斜面42离导向轮轴心线的距离H越小；包装容器21的带材越长， 凸轮1/W的切入斜面42离导向轮轴心线的距离H越大。
凸轮1/1*的切入斜面也可以根据成型需要做成曲面43，如图8所示。 滑块3/3*下端可以是光滑的曲面31，如图9所示，滑块3/3*在凸轮1/1*上滑动。 滑块3/3*下端也可以安装有滚子32，如图10所示，滑块3/3*在凸轮1/1*上滚动。
权利要求
1.一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置，由两组链条(8)带动两组夹爪循环运动，其中一加压夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物(20)，把包装材料筒状物(20)拉至预设长度位置后啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器(21)，其特征在于该变位装置的链条(8)在圆形导向轮(6)上运动；凸轮(1、1*)平行于导向轮(6)设置；夹爪基座(2、2*)的一端上设有滑块(3、3*)；通过上述凸轮(1，1*)和滑块(3、3*)的相对运动，安装滑块(3、3*)的夹爪基座(2、2*)一端产生变位，改变夹爪对包装材料筒状物(20)的切入位置和整个压合段的变形轨迹。
2.如权利要求l所述的变位装置，其特征在于该装置的导向轮(6 )呈圆盘状，径向边缘无齿，轴向宽度小于链条宽度。
3.如权利要求2所述的变位装置，其特征在于该装置的凸轮(1、 1*)形状是根据包装容器(21)的容量要求而定；包装容器(21)的材料越短，凸轮(1、 1*)的切入斜面(42)离导向轮轴心线的距离(H)越小；包装容器(21)的材料越长，凸 轮(1、 1*)的切入斜面(42)离导向轮轴心线的距离(H)越大。
4.如权利要求2所述的变位装置，其特征在于该装置的凸轮(1、 1*)的切入斜面(42)，根据包装容器(21)的成型需要可以是曲面(43)。
5.如权利要求3或权利要求4所述的变位装置，其特征在于该装置 的链条(8)上具有突出的销轴(7)，连杆(4、 4*)以插入方式安装在销轴(7)上，形成 夹爪基座(2、 2*)和链条(8)的联结。
6.如权利要求5所述的变位装置，其特征在于该装置的滑块(3、 3*)位于夹爪基座(2、 2*)的后端；夹爪基座(2、 2*)的前端通过连杆(4、 4*)安装在链条( 8)上。
7.如权利要求5所述的变位装置，其特征在于该装置的滑块(3、 3*)位于夹爪基座(2、 2*)的前端；夹爪基座(2、 2*)的后端通过连杆(4、 4*)安装在链条( 8)上。
8.如权利要求5所述的变位装置，其特征在于该装置的夹爪基座 (2、 2*)前端、后端分别通过连杆(4、 4*)安装在链条(8)上；在安装滑块(3、 3*)的夹爪 基座(2、 2*) —端，连杆(4、 4*)采用弹性连接件(41， 42)和夹爪基座(2、 2*)联结，使 得夹爪基座(2、 2*)能相对连杆(4、 4*)产生位移。
9.如权利要求6至权利要求8中任一权利要求所述的变位装置，其特 征在于该装置的滑块(3、 3*)通过下端的突起物(31)在凸轮(1、 1*)上形成滑动。
10.如权利要求6至权利要求8中任一权利要求所述的变位装置，其特 征在于该装置的滑块(3、 3*)下端安装有滚子(31)，凸轮(1、 1*)和滑块(3、 3*)的相 对运动是滚动。
全文摘要
本发明提供一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置，由两组链条(8)带动两组夹爪循环运动，其中一加压夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物(20)，把包装材料筒状物拉至预设长度位置后啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器(21)。该变位装置的链条(8)在圆形导向轮(6)上运动；凸轮(1、1*)平行于导向轮(6)设置；夹爪基座(2、2*)的一端上设有滑块(3、3*)；通过上述凸轮和滑块的相对运动，夹爪基座(2、2*)安装滑块的一端产生变位，改变夹爪对包装材料筒状物(20)的切入位置和整个压合段的变形规迹，以适应预设的拉纸长度和包装容器封合形状及容量的要求。
文档编号B67C3/02GK101306790SQ20071020064
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者孙小青 申请人:山东泉林包装有限公司