填充包装机及制造包装体的方法

专利名称：填充包装机及制造包装体的方法
技术领域：
本发明涉及一种垂直型填充包装机，能够连续制造包含容纳在薄膜中的无 特定形状的液体或浆体形式的内容物的包装体，及制造这种包装体的方法。
背景技术：
垂直型填充包装才几是公知的，用于包含内容纳有无特定形状的液体或浆体 形式的内容物的包装体。这种垂直型填充包装机通过形成长的片状薄膜连续制造包装体，该片状薄膜的沿宽度方向的两边重合并将薄膜输送到下方。该垂直型填充包装机具有 一垂直密封机构，用于沿薄膜的纵向热密封所形成的薄膜的边缘，以将薄膜 形成为管形； 一投入管道，用于向管形的薄膜中投入内容物；以及一水平密 封机构，用于热密封薄膜的整个宽度，以便密封投入到薄膜中的内容物。所述水平密封机构具有 一对彼此接近或远离移动的密封杆，且这对密封杆 横跨薄膜通过的路径彼此相对设置。这对杆将薄膜夹在中间，并加热和加压 所述薄膜，以便沿宽度方向热密封所述薄膜。所述水平密封机构还具有一对冷却杆，这对冷却杆横跨所述管形薄膜所通 过的路径彼此相对设置。类似于所述密封杆，所述冷却杆彼此接近或远离移 动，将所述薄膜夹在中间，并对薄膜进行加压，以促使所述薄膜中被密封杆 加热的部分进行冷却。这对冷却杆中的一个上设置有与另一个冷却杆接近或 远离移动的切断器。当所述冷却杆关闭时，所述切断器向前移动以沿宽度方 向切断被所述冷却杆夹持的所述薄膜中的部分。在传统的垂直型填充包装机中，通过细化水平密封机构的组件(如，密封 杆和冷却杆)的结构和操作等来寻求改进所制造包装体的质量。例如，日本专利号2598879 (专利文献l)中公开了一种填充包装机，其 包括一冷却杆，置于一对密封杆的每一个中。具体地，每个密封杆可向前移 动或彼此远离，设置于一对支撑构件中每个支撑构件上，所述支撑构件横跨 薄膜所通过的路径彼此相对设置。所述冷却杆设置于每个支撑构件上，使得 所述冷却杆当密封杆位于前向顶压位置时彼此远离，并随着密封杆的向后移 动，所述冷却杆向与密封杆的顶压位置相同的位置移动，并在该位置进行顶 压。两个冷却杆其中之一上设置有一切断部，用于沿宽度方向切断所述薄膜。
在通过水平密封机构密封内容物的过程中，薄膜输送和内容物的投入暂时 停止。在该状态中，所述密封杆被向前移动以加热和加压所述薄膜以便沿宽 度方向进行热密封。然后，所述密封杆向后移动。这引起所述冷却杆移动并 加压所述薄膜的热密封部分。所述薄膜的热密封部分被冷却杆冷却并被固化， 并由切断器沿宽度方向切断。在由冷却杆冷却和切断所述管形薄膜之后，所 述密封杆向前移动到中间位置，以将薄膜从冷却杆中释放出来。上述提到的 搡作得到包含内容物的包装体。然后，重新开始薄膜的向下输送和内容物的 投入，并重复上述的一系列操作。
国际公开号为W0 2005/105578的专利(专利文件文献2)公开了一种填 充包装机，其中一对密封杆和一对冷却杆连接在可上下移动的支撑构件上。 这对密封杆相对设置以彼此接近移动或远离。这对冷却杆位于所述密封杆的 下方相对设置以彼此接近移动或远离。所述冷却杆之一上设置有切断器，用 于沿宽度方向切断一薄膜。
在专利文献2中公开的填充包装机用于由水平密封机构密封内容物，所述 密封杆被驱动以便当薄膜的输送和内容物的投入暂时停止时，沿宽度方向热 密封所述薄膜。然后所述密封杆向后移动且所述支撑构件向上移动。所述支 撑构件的向上移动会引起一对冷却杆位于与薄膜的热密封部分相同的水平。 当支撑构件向上移动后，所述冷却杆关闭以固化所述薄膜的热密封部分并沿 宽度方向切断管形薄膜。然后，所述冷却杆被打开以提供其中包含有内容物的包装体。此后，所述支撑构件向下移动，重新开始薄膜的输送和内容物的投 入，并重复上述一系列操作。
如上所述，专利文献l中描述的填充包装机具有一种结构，其中冷却杆被 置于密封杆中，使得薄膜的热密封位置几乎不会从其切断位置错位。但是， 这种水平密封机构具有复杂的结构，从而在一定程度上限制了密封杆和冷却 杆的可用形状。在生产包装体的过程中，所述密封杆和冷却杆可能需要根据 要生产的包装体的形状和尺寸或薄膜的材料而改变。如果密封杆和冷却杆的 可用形状受到了限制，便不能制造各种各样的包装体。
在专利文献2中描述的填充包装机中，由于密封杆和冷却杆被独立驱动， 因此易于使杆被单独替换，从而能够制造各种各样的包装体。但是，在专利
文献2中描述的填充包装机中，薄膜的输送和内容物的投入从开始对薄膜进
行热密封到打开冷却杆的这段时间(即，在专利文献1所述填充包装机的情况
中的水平密封机构的操作过程)内均是停止的。为了提高包装体的制造效率，
最好要将停止输送薄膜的时间减少到最小。
一些垂直型的填充包装机具有一对薄膜固定器，置于密封杆的上方，以横
跨薄膜的整个宽度夹持薄膜，以便由水平密封机构进行更稳定的热密封。但
是，在专利文献2所述描述的填充包装机中，包括密封杆和冷却杆的整个水 平密封机构在冷却薄膜时向上移动。即使将薄膜固定器设置于水平密封机构 上，由于薄膜固定器需要在水平密封机构向上移动时被打开，所述薄膜固定 器也不能有效地发挥作用。人们还想到将薄膜固定器设置为与水平密封机构 相独立的单元并置于水平密封机构的上方。但在这种情况中，所述薄膜固定 器需要置于由水平密封机构的向上移动距离确定的水平上，从而导致增加了 填充包装机的高度。

发明内容
本发明的第一目的是提供一种垂直型填充包装机，通过将停止输送薄膜的时间减少到最小，能够高效地制造包装体，及制造包装体的方法。
本发明的第二目的是除了上述第一目的以外，使得水平密封机构更稳定 地进行加热密封。
一种根据本发明所述的填充包装机，当由上至下输送薄膜时制造包含容
纳于所述薄膜中的内容物的包装体，该填充包装机包括 一投入管道，用于 向形成为管形的所述薄膜中投入内容物； 一薄膜输送机构，用于由上至下输送 所述薄膜；以及一水平密封机构，置于所述投入管道下方，用于密封投入到 所述薄膜中的内容物；所述水平密封机构包括 一对密封杆，沿相对方向可 移动，用以从侧面对所述薄膜加压，以便热密封所述薄膜；及一对冷却杆，沿 相对方向可移动，用以从所述侧面对所述薄膜加压，并沿垂直方向可移动， 以致当所述密封杆打开时能够位于所述密封杆之间，以便冷却被所述密封杆 热密封的所述薄膜的部分。
由于所述冷却杆用于沿垂直方向可移动，在这种方式中，冷却杆能够当薄 膜被向下输送时冷却和固化被密封杆热密封的薄膜的部分。从而与传统例子 相比，能够减少停止输送薄膜的时间。另外，所述密封杆不需要当填充包装 机操作时沿垂直方向移动，从而能够当完成薄膜的冷却操作后过渡到下一个 热密封步骤时，缩短从冷却杆到密封杆的切换时间。
在本发明所述的填充包装机中，所述密封杆不需要如上所述沿垂直方向 移动。因此，当每个冷却杆被支撑于位于密封杆下方且沿垂直方向沿伸的支 撑构件的上部，以沿所述支撑构件彼此相对的方向及垂直方向可移动时，一 对能够打开或关闭以从侧面夹持薄膜的薄膜固定器被置于投入管道和密封杆 之间。所述薄膜固定器能够控制薄膜固定器下方的内容物的下落。当薄膜被 薄膜固定器处于关闭状态下的密封杆热密封时，可以更稳定地进行薄膜的热 密封而不被内容物影响。由于薄膜在进行热密封时不被内容物影响，因此即 使在对薄膜进行热密封的过程中也可以投入内容物，从而改进包装体的制造 效率。一种根据本发明所述制造包装体的方法，制造当由上至下输送薄膜时包含
容纳于所述薄膜中的内容物的包装体，该方法包括向形成为管形的所述薄 膜中投入内容物；沿所述薄膜的宽度方向热密封容纳有被投入的内容物的薄 膜；用一对冷却杆从所述薄膜的侧面夹持所述薄膜的热密封部分；以鼐，密 封被投入到所述薄膜中的所述内容物。薄膜的输送在热密封薄膜的步骤和用 冷却杆夹持薄膜的步骤中停止。另一方面，当薄膜向下输送时执行密封内容 物的步骤。在密封内容物的步骤中，夹持薄膜的冷却杆以与薄膜输送速度相 同的速度向下移动，且薄膜的热密封部分被固化以密封所述内容物。
如上所述，根据本发明所述的制造包装体的方法，夹持薄膜的冷却杆当 向下输送薄膜时以与薄膜的输送速度相同的速度向下移动。由于当薄膜向下 移动时薄膜的热密封部分被冷却，从而与传统的例子相比，减少了停止输送 薄膜的时间。
如上所述，根据本发明，被热密封的薄膜能够在输送薄膜的过程中被冷 却，以减少停止输送薄膜的时间，从而提高包装体的制造效率。由于用于热 密封的薄膜密封杆不需要垂直移动，所述薄膜固定器能够被置于的密封杆的 上方，从而在密封杆对薄膜进行热密封操作过程中能够连续投入内容物，以 改进包装体的制造效率。


图1为显示本发明一实施例所述的填充包装机的前视图； 图2为显示图1所示填充包装机的侧视图3为显示图1所示水平密封机构的加热单元的一部分的截面侧视图； 图4为显示图3所示加热单元除其薄膜固定器和驱动部分以外的平面朝L
图5为显示图1所示水平密封机构的冷却/切断单元的一部分的截面侧视
图；图6为显示图5所示冷却/切断单元的平面视图？A为显示冷却/切断单元的冷却杆、切断器及支撑结构从冷却杆增压表 面观察时的^L图7B为显示冷却/切断单元的冷却杆、切断器及支撑结构的平面^L图8A为显示刀片撤回时的冷却/切断单元的主要组件的侧视图8B为显示刀片突出时的冷却/切断单元的主要组件的侧视图9为显示图1、 2所示填充包装机一系列才喿作的原理图IO为显示图1、 2所示填充包装机一系列操作的原理图。
附图标记iJL明
l一薄膜 16—挤压滚轮 140—冷却/切断单元 146 —第一冷却杆
IO—填充包装机 IOO—水平密封机构 125a， 125b—密封杆 153—第二冷却杆
13—投入管道 120—加热单元 128 —薄膜固定器 159—刀片
具体实施例方式
如图1、 2所示，显示了本发明一实施例所述的填充包装机IO，其具有制 袋引导部11、垂直密封机构12、投入管道13、 一对挤压滚轮16、及水平密 封机构100。在图1、 2中，为了简化绘图，垂直密封机构12、挤压滚轮16 和水平密封机构100的驱动部分均已被省略。
制袋引导部11形成有从滚筒(图中未显示)放出的长的片形薄膜1,当将 薄膜1引导向下时，通过将该薄膜1沿其纵方向在其一半处折叠^f吏其两个边 缘对齐。辅助输送滚轮15置于制袋引导部11下方，用于辅助将薄膜1从向 到下进行输送。
垂直密封机构12置于制袋引导部11和辅助输送滚轮15之间。垂直密封 机构12具有一对彼此相对设置的垂直密封杆，横跨由制袋引导部11形成的薄膜1的对齐后的边缘所通过的路径。 一对垂直密封杆中的至少一个包含加 热装置(图中未显示)，如电加热器等。该垂直密封杆被驱动用于在固定的 时间间隔内断续地加压及加热薄膜1的相对边缘，并与薄膜1的输送相同步。 因此，所形成的薄膜1的边缘在薄膜1的整个纵方向上被热密封，且薄膜1
被形成为管形。薄膜1中被垂直密封机构12热密封的部分被称为垂直密封部。 投入管道13用于向通过垂直密封机构12的热密封而形成为管形的薄膜1 中投入内容物，具体地，该内容物为无特定形状的液体或浆体形式。为此， 投入管道13从上述制袋引导部11延伸进入由制袋引导部11形成的薄膜1中， 投入管道13的底端位于垂直密封机构12的下方。
挤压滚轮16彼此相对设置，将薄膜1的通道路径置于二者之间，且位于 投入管道13底端的下方。挤压滚轮16用于沿一个方向旋转，以便将薄膜1 向下输送，并且可以相对移动以使滚轮16打开或关闭。当滚轮16关闭时， 挤压滚轮16具有横跨其整个宽度的长度，以加压薄膜l。
当内容物被投入到挤压滚轮16上方的某一水平时，挤压滚轮16被关闭。 挤压滚轮16的加压力挤压薄膜1以便将内容物分离成位于滚轮16上方和下 方的两部分。当挤压滚轮16保持关闭时，他们被旋转。挤压滚轮16上方的 内容物保持在挤压滚轮16的上方，只有挤压滚轮16下方的内容物才被与薄 膜1 一起输送。
水平密封机构100横跨整个宽度沿宽度方向位于挤压滚轮16及热密封薄 膜1的下方。水平密封机构100以固定时间间隔被断续地驱动，并与薄膜1 的输送相同步，用于沿薄膜1的纵方向以固定的空间间隔横跨薄膜1的整个 宽度形成水平密封部，从而将投入到薄膜l中的内容物密封。
由两个垂直相邻的水平密封部限定而成的薄膜1的部分代表一个单个的包 装体单元。水平密封机构100还包括用于沿宽度方向切断薄膜1的组件，薄 膜1被该组件切断为各个水平密封部，以提供被分离为单个包装体单元的包 装体。一对成型板17置于挤压滚轮16和水平密封机构100之间，使板17可以 横跨薄膜1彼此接近或远离移动。成型板17以预定相对间隔从填充包装机10 的侧边夹持薄膜1中填充有内容物的部分，以防止薄膜1膨胀，从而使薄膜1 包含有内容物的部分的形状变得平滑。这可以防止内容物容量的改变。如果
不是特别需要防止薄膜1膨胀，如当内容物很轻且对内容物的容量要求不是 很严格时，也可以不必设置成型板17。 以下详细说明水平密封机构100。
水平密封机构100具有加热单元120，用于加热薄膜1以便热密封薄膜1 的内部相对表面，还包括冷却/切断单元140，用于冷却和固化薄膜1的热密 封部分，并在薄膜1的热密封部分沿宽度方向切断薄膜1。
首先，加热单元120将参见图3和图4进行说明。
加热单元120具有框架结构121，作为基座用于支撑包含在加热单元UO 中的组件。框架结构121可以被形成为单个构件或多个构件的组合。
两引导轴123沿水平方向以它们之间一定的空间间隔由框架结构121支 撑，并与挤压滚轮16 (参见图1)夹持薄膜的方向平行。两个彼此相对设置 的滑动部件122由引导轴123支撑，并可沿引导轴123移动。每个滑动部件 122均与由伺服电机126操作的套环连接机构124相连。因此，两个滑动部件 122可以彼此相对接近移动或彼此相对远离。
套环连接机构124被显示为用于移动滑动部件122的机构。但是，也可以 使用能够使滑动部件122往复运动的其他任意机构，如包含气缸和液缸的液 压缸、齿轮-齿条机构、及线性驱动器。
密封杆125a、 125b连接在滑动部件122上。密封杆125a、 125b沿水平方 向相对设置并具有彼此相对的相对表面。随着滑动部件122的移动，密封杆 125a、 125b被移动，以便用相对表面从侧面对薄膜1进行加压，或者从薄膜 l移开.
密封杆125a、 125b具有能够横跨薄膜1的整个宽度对其进行加压的长度,
12并沿从投入管道13 (参见图1)输送下来的薄膜1 (参见图1)的宽度方向延 伸。密封杆125a、 125b包含有加热装置，如电加热器129。当密封杆125a、 125b在电加热器129操作中关闭，且在两个密封杆125a、 125b之间存在薄膜 1时，薄膜1被密封杆125a、 125b加压及加热。从而使被加压加热的薄膜1 的部分热密封。可以4又在两个密封杆125a、 125b中的一个上设置加热装置。
两个密封杆125a、 125b中的一个密封杆125b被支撑，以便能够以预定距 离平行于滑动部件122的移动方向相对于滑动部件122移动。密封杆125b和 相关联的滑动部件122之间设置有线圈弹簧，用于促使密封杆125b朝向另一 密封杆125a，以便接收来自两个密封杆125a、 125b的顶压而产生的压缩力。 可以适当设置线圈弹簧的弹性常数，以便确定施加于薄膜1上的适用于热密 封范围的压力。
两个薄膜固定器器驱动缸127固定于框架结构121上。薄膜固定器128分 别连接在薄膜固定器驱动缸127的杆上，位于密封杆125a、 125b的上方且位 于挤压滚4仑16下方。薄膜固定器驱动缸127彼此相对设置，以使杆的移动方 向与密封杆125a、 125b的移动方向平行。因此，薄膜固定器128彼此相对设. 置，以便从其侧面夹持薄膜l。
薄膜固定器128为板形构件，具有横跨从投入管道13输送来的薄膜1的 整个宽度的长度，以便对其进行加压，并沿密封杆125a、 125b的长度方向延 伸。随着薄膜固定器驱动缸127的杆向前移动，薄膜固定器128被打开或关 闭以便沿整个宽度夹持薄膜l。緩冲构件128a由柔性材料制成，如硅树脂等， 其被贴附于薄膜固定器128的每个相对表面，以防止当薄膜1被夹持时损坏 薄膜l。
在填充包装机IO (参见图1)的操作过程中，加热单元120不沿垂直方向 (即，投入管道13下的薄膜1的输送方向)移动。因此，框架结构121可以 被固定于整个填充包装机10的框架上。
在某些情况下，从挤压滚轮16的距离会根据被制造的包装体的尺寸而改变。为了对此进行说明，在本实施例中，框架结构121由平行于薄膜1的输
送方向设置的两个垂直引导轴101支撑，以便能够沿平行于薄膜1的输送方 向移动。被可移动支撑的框架结构121沿垂直方向移动，例如通过框架结构 驱动机构(如滚珠丝杠才几构)，以调整框架结构121的垂直位置。滚珠丝杠 机构具有沿垂直方向设置的滚珠丝杠轴131，固定于框架结构121上用于螺转 滚珠丝杠轴131的滚珠螺母132,及能够使滚珠丝杠轴131旋转任意次的马达 133。
然后，冷却/切断单元140将参见图5和图6进行说明。 冷却/切断单元140具有框架结构141，作为基座用于支撑包含在冷却/切 断单元MO中的组件。框架结构141置于加热单元120的框架结构121 (参见 图3)的下方。框架结构141可以被形成为单个构件或多个构件的组合。
在框架结构131上，两个;f皮此相对"&置的滑动部件142a和142b由两个引 导轴143可移动地支撑，类似于加热单元120的框架结构，并由伺服电机145 驱动的套环连接机构144带动以便相对移动。用于移动滑动部件142a和142b 的机构并不限于套环连接机构144，也可以使用加热单元120中说明的任意^/L 构。
第一冷却杆146由一个滑动部件142a经由位于密封杆125a、 125b (参见 图3、 4)且沿垂直方向延伸的两个支撑部147支撑。第一冷却杆146平行于 密封杆125a、 125b延伸，并具有与密封杆125a、 125b相等的长度。支撑部 147在其顶端部支撑第一冷却杆146的两个端部。
冷却水流经的通道(图中未显示)形成于第一冷却杆146内。通道的入口 和出口开设于第一冷却杆146中。投入管(图中未显示)连接在入口上，排 出管(图中未显示)连接在出口上。冷却水被从投入管投入到通道中，穿过 通道，并由排出管排出，从而将第一冷却杆146冷却。冷却水未必处于低温， 也可以为室温。
连接杆151连接在另 一滑动部件142b上。如图7A和7B所示，连接杆151平行于滑动部件142b延伸。位于密封杆125a、 125b的下方并垂直方向延伸 的支撑部152被固定于连接杆151的两个端部上。第二冷却杆153固定于两 个支撑部152的顶端部。第二冷却杆153在其两个端部^f皮支撑部152支撑， 以平行于第一冷却杆146,并沿水平方向与第一冷却杆146相对。随着两个滑 动部件和l"b彼此靠近，第一冷却杆146和第二冷却杆153互相顶压。
连接杆151通过线圈弹簧被促使朝向滑动部件142a,并类似于密封杆 125b,被支撑以平行于滑动部件142b的移动方向可移动。可以适当设置线圈 弹箐的弹性常数，以便确定施加于薄膜1上的适当范围的压力。
如图7A、 8A及8B所示，在支撑部152的各个底端部，可移动杠杆155围 绕平行于第二冷却杆153的轴经由固定在支撑部152上的垫板156可摇摆地 被支撑。可移动杠杆155从摇摆中心向上延伸。切断刀片固定器157连接在 可移动杠杆155的各自顶端部上，使得固定器157置于第二冷却杆153的两 侧。
另一方面，凹槽153a (其参考标记仅显示于图8A中)被形成于第二冷却 杆153中，以便在相对于第一冷却杆146的平面中被打开，使得凹槽153a穿 过第二冷却杆153从其一端延伸至其另一端。
平行于第二冷却杆153延伸的切断刀片159置于第二冷却杆153的凹槽 153a内。切断刀片159具有使其两个端部均能够从第二冷却杆153的两个端 突出的长度。切断刀片159的从第二冷却杆153的两端突出的两端部由切断 刀片固定器157支撑。
切断刀片159被从第二冷却杆153移向第一冷却杆146，以沿薄膜l的宽 度方向切断夹持在第一冷却杆146和第二冷却杆153之间的薄膜1。因此，第 二冷却杆153的凹槽153a被形成为具有能够z使切断刀片159在其中移动的尺 寸和形状。靠近第二冷却杆146的切断刀片159的边缘被形成为锯齿形。
切断刀片固定器157具有固定于可移动杠杆155上的第一块体及通过例如 螺栓可移动连接在所述第一块体的上表面的第二块体。切断刀片159被夹持
15和置于第一块体和第二块体之间，并能够当刀片变钝时被进行更换。
各个可移动杠杆155由缸体161操作，该缸体161由例如气缸和液缸的液 压驱动。缸体161固定于滑动部件142b上，其位置相对于各个可移动杠杆155, 并通过面向可移动杠杆155的杆161a碎黄3夸滑动部件142b。缸体161的杆161a 围绕平行于第二冷却杆153的轴并经由连接杆160可摇摆连接于可移动杠杆 155的摇摆中心和连接有切断刀片固定器157的部分之间的部分。
如8A所示，当撤回缸体161的杆161a时，可移动杠杆155发生摇摆，使 其顶端部远离第一冷却杆146。这使得切断刀片159被置于非切断位置，此处， 其置于第二冷却杆153的凹槽153a中。
另一方面，如图8B所示，当杆161a突出时，可移动杠杆155发生摇摆， 使其顶端部向第一冷却杆146移动。这使得切断刀片159移动到切断位置， 此处，切断边缘159a从第二冷却杆153的凹槽153a突出。当切断刀片159 突出于被夹持于第一冷却杆146和第二冷却杆153之间的薄膜1时，薄膜1 被夹持于第一冷却杆146和第二冷却杆153之间的部分被切断。为了容纳切 断刀片159从第二冷却杆153突出的部分，第一冷却杆146具有凹槽146a(其 参见标记仅显示于图8A中)，形成于与第二冷却杆153的凹槽153a相对的 位置，使得凹槽146a开设于相对于第二冷却杆153的表面，并穿过第一冷却 杆146，从其一端延伸至其另一端。
被可摇摆支撑的可移动杠杆155的例子被显示为用于操作切断刀片159的 机构。但是，本本发明并不限定于此。通过支撑可平行移动的可移动杠杆155, 切断刀片159可以移向或远离第二冷却杆153。另外，用于移动可移动杠杆 155的驱动源并不限于上述的缸体161，也可以使用任意的驱动器。
在填充包装机10 (参见图1)的操作过程中，冷却/切断单元140沿垂直 方向移动。因此，如图6所示，通过用在加热单元120 (参见图4)中的两个 垂直引导轴101支撑冷却/切断单元140的框架结构141,以便其可以在垂直 方向移动。框架结构141通过例如滚珠丝杠4几构沿垂直方向往复运动。该滚珠丝杠机构具有沿垂直方向设置的滚珠丝杠轴171，固定于框架结构141上用
于螺转滚珠丝杠轴171的滚珠螺母172，及能够使滚珠丝杠轴171旋转任意次 的马达173。
然后，上述讨论的填充包装机10的操作将参见图9和10进行说明。图9 显示了以下描述的一系列步骤中的步骤(A)到(D)。图IO显示了此后的步 骤(E )到(H )。
在图9的步骤(A)中，内容物3/人投入管道13被投入进入薄膜1中，且 挤压滚轮16被打开。成型板17置于薄膜固定的位置，在此处，板17夹持薄 膜1的部分，以使被投入的内容物13在挤压滚轮16下保持预定的空间间隔， 以防止薄膜1的膨胀。内容物3在填充包装机10的一系列操作过程中被连接 投入。
在水平密封机构100中，薄膜固定器128和密封杆125a、 125b被打开。 第一冷却杆146和第二冷却杆153沿垂直方向被置于对应于密封杆125a、 125b 的位置的参考位置H0，且被关闭以夹持在前述操作周期中被热密封的薄膜的 部分。这对薄膜l的热密封部分进行冷却。在步骤(A)中第一冷却杆146和 第二冷却杆153的位置也对应于其向上移动时的其极限的位置。
然后，在图9的步骤(B)中，挤压滚轮16被关闭。在这种状态中，薄膜 1被挤压滚轮16和辅助输送滚轮15 (参见图2)向下输送。当关闭挤压滚轮 16时，所投入的内容物4的水平高于被挤压滚轮16夹持的位置。因此，挤压 滚轮16的关闭便使内容物3被分隔成位于挤压滚轮16的上方和下方的两个 部分。通过挤压滚轮16对内容物3的分隔能够防止位于挤压滚轮16下方的 薄膜l中包含空气。
在此状态中，薄膜l被进一步向下输送，以便在薄膜被挤压滚轮16挤压 的位置形成不包含有内容物3的平坦位置la。由于通过^^齐压滚轮16下方的成 型板17防止了薄膜1的膨胀，内容物3被挤压滚轮16分离成大致相等的量。
另一方面，在水平密封机构100中，第一冷却杆146和第二冷却杆153以相等于薄膜1输送速度的速度被向下移动。通过向下移动整个冷却/切断单元
MO (参见图2 )来对第一冷却杆146和第二冷却杆153进行移动。在步骤(B ) 中将薄膜1向下输送的过程中，第一冷却杆146和第二冷却杆153继续夹持 薄膜1, 4吏得薄膜1 -波第一冷却杆146和第二冷却杆153连接冷却。
然后，在图9所示的步骤(C)中，当薄膜l向下移动时，也就是i兑当冷 却/切断单元14向下移动时，切断刀片159从第二冷却杆153向第一冷却杆 146突出。因此，被密封杆125a、 125b热密封的薄膜1的部分在操作周期开 始前被沿薄膜1的宽度方向切断。
在薄膜l被切断后，切断刀片159被撤出进入第二冷却杆153内，且第一 冷却杆146和第二冷却杆153被打开。此时，薄膜1的热密封部分已经由第 一冷却杆146和第二冷却杆153固化。从而使得包装体5对应于薄膜1位于 切断位置下方的部分并包含通过前面的操作周期被密封的内容物3。包装体5 落到转移运输机(图中未显示)上被承载到下一步并被包在例如盒子里。
用切断刀片159将薄膜1切断后，薄膜l被进一步向下输送。然后，如图 9的步骤(D)所示，当由挤压滚轮16分离出的内容物3的顶端位于密封杆 125a、 125b的位置的下方时，停止输送薄膜1。换言之，停止输送薄膜1的 时刻就是由挤压滚轮16形成于薄膜1中的平坦部la的底端部位置密封杆 125a、 125b之间的时刻。挤压滚轮16在输送薄膜1时保持关闭。
另一方面，与步骤(C)到步骤(D)的输送薄膜l同时发生的是，当第一 冷却杆146和第二冷却杆153被分离得较远时，他们被进一步向下移动，以 便允许薄膜中容纳所投入的内容物3的部分通过第一冷却杆146和第二冷却 杆153之间。第一冷却杆146和第二冷却杆153停在向下移动极限的位置。
当在步骤(B)中内容物3被挤压滚轮16分隔时，如步骤(C)所示，成 型板17可以被打开以便从薄膜1移开。成型板17远离薄膜1的运动能够防 止在向下输送薄膜1时在薄膜1和成型板17之间产生磨擦，使得薄膜1能够 被稳定且更快速地输送。当停止薄膜l的输送后，在图10的步骤(E)中，薄膜固定器1"和密封
杆sl25、 125b关闭。密封杆125a、 125b的关闭引起形成于薄膜1中的平坦 部la的底端部^皮密封4干125a、 125b加压和加热，佳_得该部分#皮热密封。薄 膜固定器128沿薄膜1的整个宽度夹持位于薄膜1的热密封部上方的薄膜1。 第一冷却杆146和第二冷却杆153开始向上移动并彼此相对移动，以备进行 下一步骤的操作。成型板17也被移动到如图9中步骤(A)所示的薄膜保持 位置，以备用于下一步骤。
然后，如图10的步骤(F)所示，密封杆125a、 125b被打开。另一方面， 挤压滚轮16被打开。由于薄膜固定器128保持关闭，挤压滚轮16的打开会 引起容纳于挤压滚轮16上方的内容物3和从投入管道13投入的内容物3积 累于薄膜固定器128上方的薄膜1中。
即使当内容物3被投入到被密封杆125a、 125b热密封但尚未固化的薄膜1 中时，薄膜固定器128也能够防止所投入的内容物3的重量作用于薄膜1的 未固化部分。从而消除了薄膜1的未固化部分被内容物3的重量破坏的可能 性，因此，即使在^皮密封杆125a、 125b加热的薄膜1的部分固化之前，也能 投入内容物3。图10的步骤(E)显示了尚未打开的挤压滚轮16。但是，一 旦薄膜固定器128关闭，挤压滚轮16便可以独立于密封杆125a、 1Mb的操 作而打开。
然后，如图10的步骤(G)所示，第一冷却杆146和第二冷却杆153向上 移动到上述参考位置H0，且薄膜1在该位置被夹持于第一冷却杆146和第二 冷却杆153之间。由密封杆125a、 125b开始冷却被热密封的薄膜l的部分。 第一冷却杆146和第二冷却杆153的参考位置H0对应于冷却/切断单元"0 的向上移动端位置。在填充包装机10搡作过程中，冷却/切断单元HO在一 定范围内向上且向下移动。因此，冷却/切断单元140的移动距离被预先确认， 使得向上移动端位置对应于参考位置HO.
然后，如图10的步骤(H)所示，薄膜固定器128被打开。即使当薄膜固定器128被打开，被密封杆125a、 125b热密封的薄膜l的部分被第一冷却杆 146和第二冷却杆153固定时，内容物3的重量也不会施加于薄膜1的热密封 部分。因此，基于这种原因，即使在薄膜的热密封部分固化之前，也能够打 开薄膜固定器128。
然后，继续向薄膜l中投入内容物3,并重复上述一系列操作。从而实现 包装体5的连续制造。
如上所述，根据本实施例，当加热单元120对薄膜1进行热密封且停止输 送薄膜1后，薄膜l不再移动，而移动冷却/切断单元140来夹持薄膜l位于 冷却/切断单元140的第一冷却杆146和第二冷却杆153之间的热密封部分。 当薄膜1被夹持于第一冷却杆146和第二冷却杆153之间时，薄膜1被向下 输送，且冷却/切断单元14Q也向下移动，此时切断薄膜l。
薄膜1的热密封位置和切断位置在^f艮大程序上取决于加热单元120和冷却 /切断单元14Q的操作精度，而不是薄膜l的输送精度。薄膜l的输送精度会 涉及薄膜1的材料、尺寸，内容物3的类型，并且还基于许多不确定因素。 另一方面，对于加热单元120和冷却/切断单元140,通过其构成组件的尺寸 精度可以实现稳定的操作。
因此，当停止薄膜1的输送时，通过加热单元120对薄膜1进行热密封， 并由冷却/切断单元140容纳薄膜1，从而即使当薄膜1被向下输送时对其进 行切断，也能大致去除热密封位置从切断位置的错位。
在本实施例中，由于冷却/切断单元140能够沿垂直方向移动，当薄膜1 向下输送时，可以冷却薄膜1的热密封部分。从而与传统的例子相比，可以 缩短薄膜1的输送操作的停止时间。另外，由于加热单元120当填充包装机 IO操作时不沿垂直方向移动，因此，与加热单元120和冷却/切断单元H0均
形成于单个单元中的情况相比，当完成冷却/切断步骤之后过渡到下一个热密 封步骤时，可以缩短从冷却/切断单元140到加热单元120的切换时间。从而 能够改进包装体5的制造效率。
20另外，在本实施例中，由于加热单元120在填充包装机10操作过程中不 沿垂直方向移动，加热单元120可以被形成为使薄膜固定器128设置于密封 杆125a、 125b上方。因此，设置的薄膜固定器128允许在通过密封杆125a、 125b加热薄膜1时打开挤压滚轮16。通过关闭薄膜固定器128阻挡内容物3， 使其不继续下落，从而使得密封杆125a、 125b能够稳定热密封薄膜l而不受 内容物3的影响。从而能够进一步改进包装体5的制造效率。
如上所述，加热单元120沿垂直方向的位置能够根据填充包装机10制造 的包装体5的尺寸(具体为包装体5的长度)而改变。然后，用于改变包装 体5的长度的加热单元120位置的设定将在以下进行描述。
填充包装机10制造的包装体5的长度取决于沿垂直方向从挤压滚轮16到 密封杆125a、 125b的距离。如果需要增加包装体5的长度，可以通过降低加 热单元120来增加从挤压滚轮16到密封杆125a、 125b的距离；如果需要减 小包装体5的长度，可以通过升高加热单元120来减小从挤压滚轮16到密封 杆125a、 125b的距离。
当填充包装机10停止操作时，对加热单元120进行位置设置。对于加热 单元120的位置设置，例如，可以在填充包装机10的操作面板(图中未显示) 上设置开关，用于设置加热单元120的位置。当操作员操作开关以参考要制 造的包装体5的长度进行位置设定时，驱动马达133(参见图3)以改变加热 单元120沿垂直方向的位置。加热单元120位置的改变会改变参考位置HO。
另一方向，根据上述顺序，在填充包装机10的操作过程中，冷却/切断单 元140在一定范围内上下移动。为了在不改变上述顺序的情况下允许驱动冷 却/切断单元140，冷却/切断单元140的初始位置较佳地:故改变为4吏冷却/切 断单元140的向上移动端位置匹配改变后的参考位置H0。具体地，改变冷却/ 切断单元140的初始位置，使得冷却/切断单元140的移动范围以相等于加热 单元120沿垂直方向的位置改变值的值而发生偏移。
为了使冷却/切断单元140的初始位置稳定地与加热单元120的位置设定相关联改变，伺服电机较佳地被用作使加热单元120上下移动的马达133及 使冷却/切断单元140上下移动的马达173。
如果每个马达133和173为伺服电机，例如，加热单元120的位置通过才喿 作上述用于位置设定的开关而改变，然后加热单元120的实际移动距离从马 达133的转数来检测到。加热单元120的移动距离的数据被传输给用于马达 173的控制器，以1更垂直移动冷却/切断单元140。该控制器基于传输的数据 控制马达l", 乂人而移动冷却/切断单元140。因此，冷却/切断单元140的初 始位置能够通过等于加热单元120的改变值的值而发生变化，并因此使得冷 却/切断单元140的移动范围发生改变。
当加热单元120和冷却/切断单元140的位置以这种方式发生改变后，填 充包装机10可以被操作。因此，可以制造具有改变长度的包装体5,而不引 起热密封位置从薄膜1的切断位置发生错位。
如果对加热单元120的位置设定是通过输入表示加热单元120的移动距离 的数值进行的，该输入的数值可以被传输给马达133的控制器及马达173的 控制器，以便允许冷却/切断单元140和加热单元120同时发生位置改变。
在此处所举例子中，加热单元120和冷却/切断单元140位置的改变发生 在填充包装机10操作之前。但是，由于薄膜l会延长或缩短，从而在填充包 装机10的操作过程中会使热密封位置发生错位。如果使加热单元120和冷却 /切断单元140的位置改变能够发生在填充包装机10的操作过程中，可以进 行一些微调，如纠正由于薄膜1的扩张或收缩而引起的热密封位置的错位。 如果伺服电机未用作马达133、 173，可以通过设置各自具有检测马达133、 173的转数的编码器的马达133、 173，并基于上述编码器的^f全测结果，控制 加热单元120和冷却/切断单元140的位置来达到上述类似的效果。
本发明已经描述有代表性的实施例。但本发明并不于限于上述这些实施 例，可以在本发明技术构思的范围内进行各种变化。
例如，上述实施例已经显示了包括切断刀片159的冷却/切断单元140，但该切断刀片159在本发明中不是必要的组件。如果不设置切断刀片159,不仅 切断刀片159,就连其他用于支撑或驱动切断刀片159的组件，如切断刀片固 定器157、可移动杠杆"2、连接杆160及缸体16G等也可以从冷却/切断单 元140中省略。由于不设置切断刀片159,可以以连接状态制造多个包装体5。 通过使用相对于薄膜1的输送方向置于水平密封装置100下方的切断装置(图 中未显示)，或使用与填充包装机10独立设置的切断装置，将连接在一起的 包装体5逐个分离或分离成多个连在一起的包装体。
上述实施例已经显示了包括挤压滚轮16和薄膜固定器128的填充包装机 10,但他们并不是必须设置的，也可以只设置其中一个。
权利要求
1、一种用于制造包装体的填充包装机，当由上至下输送薄膜时所述包装体包含容纳于所述薄膜中的内容物，所述填充包装机包括一投入管道，用于向形成为管形的所述薄膜中投入内容物；一薄膜输送机构，用于由上至下输送所述薄膜；以及一水平密封机构，置于所述投入管道下方，用于密封投入到所述薄膜中的内容物；其中所述水平密封机构包括一对密封杆，沿相对方向可移动，用以从侧面对所述薄膜加压，以便热密封所述薄膜；及一对冷却杆，沿相对方向可移动，用以从所述侧面对所述薄膜加压，并沿垂直方向可移动，以致当所述密封杆打开时能够位于所述密封杆之间，以便冷却被所述密封杆热密封的所述薄膜的部分。
2、 根据权利要求l所述的填充包装机，其中每个所述冷却杆由一支撑构 件的上部支撑，所述支撑构件位于所述密封杆的下方，并沿所述垂直方向延 伸，以沿所述支撑构件彼此相对的方向及所述垂直方向可移动；所述填充包装机进一步包括沿所述垂直方向位于所述投入管道和所述密 封杆之间的一对薄膜固定器，用于打开或关闭从所述侧面对所述薄膜的夹持。
3、 根据权利要求2所述的填充包装机，其中进一步包括一切断刀片，用 于沿所述薄膜的宽度方向切断所述薄膜；其中每个所述冷却杆上设置有一凹槽，所述凹槽开设于位于所述冷却杆的相对位置的相对表面中；以及所述切断刀片被支撑于一个所述冷却杆的所述凹槽中，以在一切断边缘不 从所述凹槽突出的非切断位置和所述切断边缘从所述凹槽突出的切断位置之 间可移动。
4、 根据权利要求3所述的填充包装机，其中进一步包括一可移动杠杆，沿所述垂直方向延伸，所述可移动杠杆的一下部被所述支撑构件支撑，以围绕平行于所述冷却杆的一轴可摇摆；一固定器，连接在所述可移动杠杆的一上部，用于固定所述切断刀片；以及杠杆驱动装置，用于操作所述可移动杠杆，使所述切断刀片在所述非切断 位置和所述切断位置之间移动。
5、 根据权利要求2所述的填充包装机，其中所述密封杆和所述薄膜固定 器被一第一框架结构支撑，所述第一框架结构沿所述垂直方向位置可调整， 使所述密封杆和所述薄膜固定器能够独立地相对移动。
6、 根据权利要求5所述的填充包装机，其中所述支撑构件由置于所述第 一框架结构下方并沿所述垂直方向可移动的第二框架结构支撑，以相对可移 动。
7、 根据权利要求1~6中任一所述的填充包装机，其中所述薄膜输送机构 包括 一对挤压滚轮，沿所述薄膜的输送方向置于所述投入管道和所述水平 密封机构之间，且从所述薄膜的侧面挤压所述薄膜，并同时旋转以在所述薄 膜中形成一平坦部。
8、 根据权利要求7所述的填充包装机，其中所述一对密封杆用于沿所述垂直方向可移动，以根据所述包装体的尺寸改变从所述一对挤压滚轮到所述一对密封杆沿所述垂直方向的距离；以及所述一对冷却杆沿所述垂直方向的移动范围以等于所述一对密封杆沿所述垂直方向的位置的 一 变化值的值被偏移。
9、 根据权利要求8所述的填充包装机，其中进一步包括 一第一伺服电 机，用于垂直移动所述一对密封杆；和一第二伺服电机，用于垂直移动所述 一对冷却杆；其中所述一对密封杆沿所述垂直方向的位置在所述填充包装机停止操作 时被改变，所述一对冷却杆沿所述垂直方向的移动范围通过控制所述第二伺服电机基于所述第 一伺服电机的转数被偏移。
10、 一种制造包装体的方法，当由上至下输送薄膜时所述包装体包含容纳于所述薄膜中的内容物，该方法包括向形成为管形的所述薄膜中投入内容物；在停止输送所述薄膜的状态中，沿所述薄膜的宽度方向热密封容纳有被投 入的内容物的薄膜；当所述薄膜的输送保持停止时，在一对冷却杆之间从所述薄膜的侧面夹持 所述薄膜的热密封部分；以及通过以薄膜的输送速度相同的速度向下移动夹持所述薄膜的冷却杆密封 被投入到所述薄膜中的所述内容物，以当所述薄膜被向下输送时固化所述薄 膜的热密封部分。
11、 根据权利要求IO所述的方法，其中密封所述内容物的步骤包括在 所述薄膜被所述冷却杆夹持的区域沿宽度方向切断所述薄膜。
12、 根据权利要求10或11所述的方法，其中热密封所述薄膜的步骤包括 由一对密封杆从侧面夹持所述薄膜，以加压和加热所述薄膜；在热密封所述薄膜的步骤与由冷却杆夹持所述薄膜的步骤之间，进一步包 括由一对薄膜固定器从所述薄膜的侧面夹持所述薄膜的步骤，所述薄膜固定 器位于所述密封杆的上方，且彼此相对横跨所述薄膜通过的路径。
全文摘要
填充包装机(10)包括用于向薄膜(10)中投入内容物的投入管道(13)，用于向下输送薄膜(1)的挤压滚轮(16)和用于密封投入薄膜(1)中的内容物的水平密封机构(100)。所述水平密封机构(11)包括加热单元(120)，具有一对密封杆，用于热密封薄膜(1)；和冷却/切断单元(140)，置于冷却/切断单元的下方，具有一对用于冷却薄膜1的热密封部分的冷却杆。所述冷却/切断单元(140)沿垂直方向可移动，以使冷却杆当密封杆打开时能够位于密封杆之间。
文档编号B65B51/32GK101636322SQ20078005074
公开日2010年1月27日 申请日期2007年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者山田俊治, 鹤田织宽 申请人:织宽工程株式会社