本发明涉及一种用于填充机的密封钳设备的压力钳组件以及包括这种压力钳组件的密封钳设备。
背景技术：
在液体食品包装的填充机(例如，由Tetra Pak以名称Tetra PakA1出售的)中，包装材料幅材被杀菌，并且随后通过使幅材的纵向边缘彼此重叠并密封重叠区域而形成管。该管用液体食品连续地填充，并且包装材料管横向密封并切割，从而形成具有液体食品的分开的包装。
横向密封过程通常通过密封钳设备来执行。密封钳设备通常包括压力钳组件和加热钳组件，其中在形成密封件期间，管的受到横向密封的部分布置在压力钳组件和加热钳组件之间。压力钳组件被设置成提供用于允许密封钳设备在形成密封件期间挤压管的包装材料的装置，并且加热钳组件被设置为向管的包装材料提供形成密封所需要的足够的热量。
为了使压力钳组件提供能够对管施加足够的施加压力的装置，压力钳组件通常包括一些类型的压缩装置和适于在内部引导压力钳组件的部分的引导装置。一种这样的引导装置包括橡胶衬套。
然而，由于例如橡胶衬套的疲劳，因此密封钳设备的压力钳组件可能引起不均匀的密封压力。因此，在工业上需要改进的压力钳组件。
技术实现要素：
本发明的一个目的是改进现有技术、解决上述问题、并提供一种改进的压力钳组件。这些和其它目的通过用于填充机的密封钳设备的压力钳组件且通过密封钳设备来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于填充机的密封钳设备的压力钳组件。该压力钳组件包括：
压力钳框架，
压力元件，所述压力元件布置成相对于所述压力钳框架移动，
至少部分地设置在所述压力钳框架和所述压力元件之间的压缩装置，所述压缩装置设置成影响所述压力元件和所述压力钳框架之间的相对运动，
用于引导所述压力元件的引导件，
其中所述引导件连接到所述压力钳框架，并且其中所述引导件布置在所述压力元件的外部。
通过使所述引导件布置在所述压力元件的外部，橡胶衬套可以被省略，从而导致压力钳组件至少不容易由于橡胶衬套/引导元件的疲劳而劣化。此外，由于压力钳组件的设计因此被简化，所以某些部件的制造过程可以被改进。例如，压力元件和/或压力钳框架可以优选地通过铸造来制造，因为压力元件和/或压力钳框架包括较少的内部部件。
此外，通过提供与压缩装置物理分离的外部布置的引导件，可以更自由地选择压缩装置。因此，根据至少一个示例性实施方式，引导件不是压缩装置的一部分。根据至少一个示例性实施方式，引导件是刚性的(即，它是不可压缩的)。
根据至少一个示例性实施方式，所述压缩装置直接作用在所述压力元件上和/或直接作用在所述压力钳框架上。所述压缩装置可以是压缩元件。
应该理解的是，压缩装置通过例如阻尼压力元件朝向压力钳框架的运动，即当压缩装置被压缩时，影响压力元件的运动。此外，压缩装置可以作用在压力元件上，并且在压缩装置的回弹作用期间，即在压缩装置已经被压缩并正在起作用以返回到其被压缩之前的位置之后，沿远离压力钳框架的方向挤压压力元件。压缩装置使得压力钳组件能够压靠在砧座上，例如在加热钳组件上，以便压缩在使用中布置在压力元件和砧座之间的包装材料管，同时减少破坏压力钳组件的零件的风险(因为压紧作用不是由两个刚性元件完成的)。换言之，当压力元件被允许通过压缩装置被压向压力钳框架时，提供压力钳组件的阻尼功能。
应该理解的是，所述引导件直接或间接地被连接或正被附接到所述压力钳框架。换句话说，引导件被设置成与压力钳框架一起静止或移动。所述引导件可以例如与压力钳框架的主延伸部分相比在正交方向上突出。根据至少一个示例性实施方式，引导件平行于从压力钳框架朝向所述压力元件的方向突出。
应当理解的是，引导件诸如例如沿着压力元件的至少一个侧面布置在压力元件的外部，即在压力元件的外侧。换句话说，压力元件没有任何内部引导件，例如，内部排列的橡胶衬套。因此，根据至少一个示例性实施方式，压力元件是无橡胶衬套的压力元件。
根据至少一个示例性实施方式，所述引导件布置成至少沿所述压力钳组件的轴向方向引导所述压力元件。该轴向方向可被定义为从所述压力钳框架朝向所述压力元件的方向，该方向即与压力元件相对于所述压力钳框架可移动的方向相同的方向。例如，压缩装置可以布置成沿轴向方向被压缩和/或布置成沿轴向方向按压。
根据至少一个示例性实施方式，所述压力元件包括至少第一引导表面，并且所述引导件包括至少第二引导表面，由此所述压力元件能够通过所述第一引导表面和所述第二引导表面沿着所述引导件引导。
因此，所述压力元件可以相对于所述压力钳框架沿着所述引导件在轴向方向上被引导。应该理解，第一引导表面和第二引导表面不需要彼此持续接触，而是可以间歇地彼此接触。然而，根据至少一个实施方式，第一接触表面和第二接触表面彼此恒定接触。
根据至少一个示例性实施方式，所述引导件被布置成限制所述压力元件在垂直于所述轴向方向的方向上的运动。例如，引导件可以以某种方式(例如，通过凸-凹耦合)联接到压力元件上。因此，根据至少一个示例性实施方式，所述压力元件通过凸-凹结构联接到所述引导件，以便所述压力元件能够沿着所述引导件引导。
因此，通过所述引导件简单但可靠地引导所述压力元件被提供。
根据至少一个示例性实施方式，所述引导件包括至少一个凹槽，并且所述压力元件包括布置成在所述凹槽内被引导的至少一个伸长的突起。伸长的突起和至少一个凹槽一起形成凸-凹结构。伸长的突起和凹槽均可以在轴向方向上具有主延伸部。
根据至少一个示例性实施方式，通过所述压力元件包括至少一个凹槽并且所述引导件包括至少一个被设置成在所述凹槽内被引导的伸长的突起来提供凸-凹设备。
根据至少一个示例实施方式，与压力钳框架相比，所述引导件是单独的部件，并且与所述压力钳框架相比，所述引导件由不同的材料制成。
因此，引导件可以独立于压力钳框架制造。例如，引导件可以由便于引导压力元件的材料(例如，青铜或塑料，例如低摩擦塑料)制成。
所述引导件可以被看作是压力钳框架的伸长和/或看作为沿平行于轴向方向的方向(即沿与压力元件可相对于压力钳框架移动的方向相同的方向)远离压力钳框架延伸的伸长部件或部分。
然而，根据至少一个示例性实施方式，所述引导件与压力钳框架由相同的材料制成。根据至少一个示例性实施方式，所述引导件与压力钳框架一体成型和/或与所述压力钳框架一体地制成。在这样的实施方式中，压力元件沿着引导件的运动可以通过滑动表面来促进。因此，根据至少一个示例性实施方式，压力元件和/或引导件包括滑动表面。滑动表面可以例如是通过低摩擦表面处理或者低摩擦表面设备(诸如例如少量突起)提供的低摩擦表面。
根据至少一个示例性实施方式，所述压力钳框架包括第一端部和远离所述第一端部设置的第二端部，并且所述引导件是第一引导件，且所述压力钳组件还包括第二引导件，所述第一引导件连接到所述第一端部，并且所述第二引导件连接到所述第一端部。
所述第二引导件可以与第一引导件以类似的方式设计。因此，引导件/第一引导件的上述实施方式也能适用于第二引导件。然而，优选地，第二引导件被布置为与第一引导件成镜像。所述第一引导件和所述第二引导件两者都可以布置作为所述压力钳框架的伸长部。因此，压力元件可被描述为至少部分地布置在所述第一引导件和第二引导件之间。由此，第一引导件和第二引导件限制压力元件在垂直于所述轴向方向的方向上的运动。换句话说，压力元件因此在垂直于轴向方向的方向上被限制。换句话说，第一和第二引导件和压力钳框架至少部分地包围所述压力元件。例如，第一和第二引导件可以与压力钳框架的一部分一起形成U形，其中第一和第二引导件中的每一个形成U形的两个平行腿。
根据至少一个示例性实施方式，所述压力元件包括第一端部和第二端部，其中，所述压力元件的所述第一端部布置成面向从所述压力钳框架的所述第一端部延伸的所述第一引导件，并且其中，所述压力元件的所述第二端部布置成面对从压力钳框架的第二端部延伸的第二引导件。
根据至少一个示例性实施方式，压力钳组件布置成具有两个凸-凹设备，一个位于第一引导件和压力元件之间，并且一个位于第二引导件和压力元件之间。因此，根据一个示例性实施方式，压力元件可以包括在压力元件的第一端部和第二端部中的每一个端部上的伸长的突起。
根据至少一个示例性实施方式，所述压缩装置是压缩弹簧。
因此，提供了简单但是还有效的压缩装置。因此，压力弹簧可以在压力元件受到来自例如加热钳组件的外部压力时被压缩，由此可以提供包装材料管的横向密封。由此，压缩弹簧用作阻尼装置，该阻尼装置防止或至少降低损坏压力钳组件和/或加热钳组件的部件或部分的风险。
根据至少一个示例性实施方式，所述压力钳组件进一步包括连接装置，所述连接装置布置成连接所述压力元件和所述压力钳框架，其中所述压缩装置布置在所述连接装置与所述压力元件和/或所述压力钳框架之间。
优选地，布置连接装置，使得形成在压力钳框架和压力元件之间形成小的间隙。当压力元件受到外部压力时，间隙提供了使压力元件沿朝向压力钳框架的方向移动的可能性。
根据至少一个示例性实施方式，其中压缩装置是压缩弹簧，压缩弹簧围绕连接装置以螺旋形布置方式布置。
连接装置可以例如是附接到压力钳框架并且延伸穿过压力钳框架并进入压力元件并且布置成附接到压力元件的螺栓。
根据至少一个示例性实施方式，压力钳组件包括被布置成与所述压力元件连接的至少两个伸长的切割轨道，所述伸长的切割轨道与压缩装置相比布置在压力元件的相对侧。
切割轨道可被描述为与压力元件处于加压连接状态。也就是说，切割轨道连接到压力元件，或者正被附接到压力元件上，由此切割轨道和压力元件可以一起移动。
因此，在密封程序期间，压力元件不需要与包装材料管直接接触。两个切割轨道优选彼此相隔一定的距离布置，从而形成被设置用来保持切割装置(例如，刀)的狭槽。切割装置可以在密封过程之后使用，以便优选在密封处切割包装材料管，以便形成单独的包装。
根据本发明的至少第二方面，提供了用于填充机的密封钳设备。所述密封钳设备包括加热钳组件以及根据本发明的第一方面所述的压力钳组件。
本发明的该第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明构思的第一方面描述的那些。关于本发明的第一方面提及的实施方式在很大程度上与本发明的第二方面兼容。
密封钳设备的压力钳组件和加热钳组件也可以被称为成对的密封钳，因为它们都在包装材料管中产生横向密封时都是起作用的。
一般而言，权利要求中使用的所有术语根据其技术领域中的常规含义进行解释，除非在此另外明确地定义。所有对“一个/一种/该[元件、设备、部件、装置、步骤等]”的引用应被公开地解释为指的是所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。
附图说明
通过参考以下本发明的优选实施方式的说明性和非限制性的详细描述，结合附图，本发明的上述目的以及本发明的其他目的、特征和优点将得到更充分的理解，其中：
图1是根据本发明的至少一个实施方式的压力钳组件的横截面图；
图2是根据本发明的至少一个实施方式的压力钳组件的透视图；
图3是根据本发明的至少一个实施方式的加热钳组件的透视图，其与压力钳组件一起形成密封钳设备。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施方式的压力钳组件1。压力钳组件1包括通过连接装置30(在图1中示出为两个螺栓30A，30B)彼此连接的压力钳框架10和压力元件20。压力钳组件1还包括至少部分布置在压力钳框架10和压力元件20之间的压缩装置40。在图1中，压缩装置40被实施为两个压缩弹簧40A，40B，每个压缩弹簧40A，40B围绕螺栓30A，30B中的一个。尽管在图1中存在两个螺栓30A，30B和两个压缩弹簧40A，40B，但是压力钳组件1可以仅包括一个连接装置(例如仅一个螺栓)和一个压缩装置(例如仅一个压缩弹簧)。连接装置30将压力钳框架10连接到压力元件20，使得在压力钳框架10和压力元件20之间提供间隙G。间隙G提供空间，压力元件20在受到朝向压力钳框架10的方向的外力作用时可以移动到该空间内。
压力钳组件1还包括连接到压力钳框架10的引导件50,52。引导件50,52布置在压力元件20的外部并且布置成当压力元件20相对于压力钳框架10移动时引导压力元件20(下面参考图2和图3进一步解释压力钳组件1的使用)。在图1中，压力钳组件包括第一引导件50和第二引导件52，所述第一引导件50和第二引导件52外部地布置在压力元件20的相对侧上。
现在将更详细地解释第一和第二引导件50,52。每个引导件50,52连接到压力钳框架10的相应端部。换句话说，压力钳框架包括连接/附接到第一引导件50的第一端部12和连接/附接到第二引导件52的第二端部14。如图1所示，第一端部12和第二端部14在沿轴向方向延伸通过压力钳组件1的中心轴线C的相对侧上彼此远离地布置。因此，压力元件20至少部分地布置在第一引导件50和第二引导件52之间，由此压力元件20在垂直于中心轴线C的方向上的运动受到第一引导件50和第二引导件52的约束。换句话说，引导件50,52布置成限制压力元件20在垂直于轴向方向的方向上的运动。此外，由于引导件在平行于轴向的方向上延伸，因此使得能在沿着轴向的方向上引导压力元件20。
第一引导件50和第二引导件52中的每一个与压力钳框架10相比可以被布置为单独的部件，例如，在引导件50,52与压力钳框架10相比将由不同的材料制成的情况下。然而，根据一个示例性实施方式，第一引导件50和第二引导件52中的每一个可以与压力钳框架10一体成型。在两种情况下，引导件50,52可以看作压力钳框架10的横向伸长部50,52。
图1中的每个引导件50,52包括布置成与压力元件20的相应的第二引导表面22,24接触的第一引导表面51,53。换句话说，第一引导件50包括第一引导表面51，第一引导表面51布置成与布置在压力元件的第一端部23处的第二引导表面22接触，并且第二引导件52包括第一引导表面53，第一引导表面53布置成与布置在压力元件20的第二端部25处的第二引导表面24接触。第一和第二引导表面51,53,22,24在平行于中心轴线C的方向上具有主延伸部，并由此便于将压力元件20在其相比于压力钳框架10的沿轴向方向的相对运动期间引导。引导件50,52可以通过凸-凹设备(如图2所示)联接到压力元件20的相应的端部23,25。
在图2中，显示了与图1的压力钳组件1类似的压力钳组件1'。图2中的压力钳组件1'与图1中的压力钳组件1包括相同或类似的特征，因此，相同的附图标记用于对应的特征，并且不再参照图2进行解释。然而，图2中的压力钳组件1'与图1中的压力钳组件1相比更加详细，并且与图1的压力钳组件1的主要区别在下面解释。
在图2中，压力钳组件还包括两个连接到压力元件20的切割轨道130,132。例如，两个切割轨道130,132可以直接连接在压力元件20上，在压缩装置的相对侧上(仅图1示出)。切割轨道130,132彼此间隔小的距离设置，从而在切割轨道130,132之间形成狭槽133。狭槽133形成为容纳刀110，并允许刀110在切割操作过程中离开狭槽133。刀经由压力钳组件1'的往复运动自动启动，例如通过凸轮设备自动启动。
即使所示的压力钳组件1'包括两个切割轨道130,132，但是其也可以由单件形成类似的设备，或者由以不同的方式连接的不同的件形成。
如图2所示，压力钳框架10具有在垂直于中心轴线C的方向上的主延伸部。压力钳框架10的主延伸部从第一端部12延伸到第二端部14。如同图1中的压力钳组件1，压力钳组件1'包括第一引导件50和第二引导件52。第一引导件50沿平行于中心轴线C的方向从第一端部12延伸远离压力钳框架10，并且第二引导件52从第二端部14沿平行于中心轴线C的方向延伸远离压力钳框架10。第一引导件50和第二引导件52中的每一个设置有凹槽150,152，凹槽150,152被布置成保持和引导压力元件20的相应的第一和第二伸长的突起(图1所示)，从而形成凸-凹结构。
此外，在图2中，还示出了驱动装置160，驱动装置160被构造成使得压力钳组件1'在使用压力钳组件1'期间能沿着轮廓移动。因此压力钳组件1'被设置为在包装材料管的密封过程中沿着轮廓移动。
在图3中，示出了加热钳组件201。加热钳组件201布置成在密封操作期间与压力钳组件1,1'相互作用。加热钳组件201通常包括用于在密封过程期间向管的包装材料提供足够的热量的感应器210以及布置成与压力钳组件1,1'接合的接合装置205。在图3中，接合装置205被示为第一和第二夹紧钳205A,205B，第一和第二夹紧钳205A,205B布置成当加热钳组件201与压力钳组件1,1'相互作用时，与第一和第二引导件50,52接合。
如图3所示，加热钳组件201还可以包括浅凹槽220，压力钳组件1,1'的刀在切割动作期间可以进入该浅凹槽220中。因此，电感器210可以包括由浅凹槽220分开的上部212和下部214。电感器210还可以包括布置在所述上部212中的上部导体和布置在所述下部214中的下部导体(即，上部导体和下部导体可以设置在浅凹槽220的相对侧)，以在密封过程中有效地加热管的包装材料。加热钳组件201还可以包括用于冷却电感器210的冷却导管(未示出)。
尽管图3中的加热钳组件210包括用于提供感应热的电感器，但是如本领域技术人员已知的那样，也可以具有其他形式的加热密封，例如，脉冲加热密封、恒定加热密封或超声密封。
现在将参考图2和3描述压缩钳组件的功能。
当包装材料管将被密封时，压力钳组件1,1'通过本领域已知的合适设备接近加热钳组件201。例如，若干个压力钳组件可以布置在驱动设备上，并且若干个加热钳组件可以布置在相应的驱动设备上。两个驱动设备可以例如彼此相对地布置，其中包装材料管布置在这两个驱动设备之间。当压力钳组件接近加热钳组件并与加热钳组件相互作用时，它们一起形成成对的密封钳，以在包装材料管上产生横向密封。
随着包装材料管用液体食物填充，包装材料管被横向密封，从而形成具有液体食物的分开的包装部分。通过每对密封钳进行横向密封。成对的密封钳的压力钳组件1,1'和加热钳组件201接触包装材料管，由此将使管变平。由加热钳组件201产生的热(例如通过直接加热或感应加热)加热管内侧上的聚合物材料，并且当加热钳组件201将包装材料管压向压力钳组件1,1'的压力元件20时产生的压力使管的内表面彼此粘附。在操作中，形成横向密封的成对的密封钳向下移动，由此将更多的包装材料供给到管形成部分。然后使新的成对的密封钳与包装材料管接触，以产生新的横向密封。换句话说，使每对密封钳在几乎恒定的位置(沿着Z的位置)与包装材料管接触，然后将管向下拉，从而允许新的成对的密封钳再次与之前的成对的密封钳一样在沿着Z方向的相同的位置进行横向密封。成对的密封钳在管上的这种拉动作用致使将包装材料幅材进给通过所述机器。有时，在填充机的更上游设置附加的进料辊，以便减小该幅材中的张力。
两对不同的密封钳也可以相互垂直地在管上产生横向密封，例如如果将形成具有相互正交的顶部翅片和底部翅片的四面体包装的话。
当然应当理解的是，在横过包装材料管进行横向密封中的每对密封钳在同一操作中将单个包装中的一个包装的顶部边缘密封以及将单个包装中的另一个包装的底部边缘密封，随后，通过任何合适的装置(诸如例如图2所示的刀100)，大致沿每个横向密封部的中线切割包装材料管，以将带材料分离成单独的包装。
本领域技术人员认识到，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，对这里描述的实施方式进行多种修改。