食品的包装制造技术

一种用于包装食品(P)(例如冰淇淋产品)的机器(1)，所述机器(1)包括至少一个卷轴保持器装置(200)，其用于从卷起的包装材料的卷轴(201)供应包装材料的卷材(10)。卷轴保持器装置(200)包括：可旋转的卷轴保持器，其用于保持卷轴(201)，使得通过机器(1)从卷轴(201)抽出卷材(10)而驱动卷轴保持器旋转；以及制动模块(202)，其可操作以将制动力施加到卷轴保持器的轴。控制单元(20)被布置成基于机器(1)的测量的或以其他方式已知的卷材进给速率(Sin)和卷轴保持器的测量的旋转速度(ωm)而生成控制信号(C1)，所述控制信号(C1)用于操作制动模块(202)以设置制动力，以便控制卷材(10)中的张力。机器(1)可以是具有多个卷轴保持器装置(200)的多料道包装机器。

Food packaging

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】食品的包装
本专利技术总体上涉及食品的包装(wrapping)，具体地涉及一种用于将包装材料卷材供应到食品包装机器的卷轴保持器装置。
技术介绍
通常的做法是将食品制品单独或成组包装在包装中。这样的食品包括冷冻甜食，例如冰淇淋棒、雪糕、甜筒、三明治等，以及被消耗以提供营养支持的其他固体和半固体物品。包装由可以由塑料、纸或其组合制成的包装材料形成。用于自动生产包装食品制品的机器已经长时间用于食品工业中。在US3834119、US4489536和GB739807中发现有用于冰淇淋产品的包装机器的示例。食品包装机器包括用于容纳食品制品的包装站和连续的包装材料卷材。包装站被配置成对包装材料执行预定顺序的处理步骤，例如切割、折叠和密封，以便生产包装的食品制品。为了增加产量，通常提供一种所谓的多料道包装机器(multi-lanewrappingmachine)，其中平行于包装站输送许多连续的包装材料卷材或线材。许多食品包装机器从卷轴上拉出连续的包装材料卷材，所述卷轴将包装材料卷材保持成卷起形式(rolled-upform)。卷轴可布置在可自由旋转的心轴上，从而通过将卷材进给到包装站而使心轴和卷轴共同旋转。具有自由旋转的卷轴的这种卷轴保持器装置例如被公开于上述专利文件中。尽管这样的卷轴保持器装置简单且稳固，但是具有卷起的包装材料的自由旋转的卷轴具有较大的惯性，当将卷材进给到包装站时，所述惯性可能导致包装材料卷材的张力发生不期望的变化。张力的这种变化可能导致包装站中包装过程的中断，或者甚至导致卷材断裂。如同在所有大批量生产中一样，食品包装机器的停机与高成本相关联，并且应尽可能避免故障。此外，可能期望在卷轴保持器装置和包装站之间包括印刷站，以将信息印刷到卷材上以便在每个包装上可见。这样的信息可以包括特定于生产的数据，例如生产日期、有效期、生产设施的标识等。当卷材经过这样的印刷站时，即使卷材有张力的微小变化也可能导致包装上的印刷质量较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，一个目的是提供一种控制被供应用于包装食品的包装材料卷材中的张力的改进技术。另一个目的是提供一种用于食品包装机器的卷轴保持器装置，其中所述卷轴保持器装置可操作以控制被供应到所述食品包装机器的包装材料卷材中的张力。另一目的是提供这样一种卷轴保持器装置，其具有简单且低成本的构造，而且稳固和紧凑。这些目的中的一个或多个，以及根据以下描述可能显而易见的另一些目的，至少部分地通过根据本文描述的一个或多个实施方案的卷轴保持器装置、用于包装食品的机器以及用于包装冰淇淋产品的方法来实现。本专利技术的第一方面是一种用于将包装材料卷材供应到食品包装机器的卷轴保持器装置，所述食品包装机器以进给速率消耗所述包装材料卷材。所述卷轴保持器装置包括：制动模块；可旋转地布置在所述制动模块中的轴，所述制动模块可操作以在所述轴上施加制动力；以及卷轴保持器，所述卷轴保持器与所述轴结合并被配置成保持包括卷起形式的所述包装材料卷材的卷轴，使得通过所述食品包装机器对所述包装材料卷材的所述消耗来驱动所述卷轴保持器旋转。所述卷轴保持器装置进一步包括：旋转传感器，所述旋转传感器被布置成感测指示所述轴的旋转速度的参数；以及控制单元，所述控制单元被配置成接收指示所述进给速率和所述旋转速度的输入信号并生成控制信号，所述控制信号用于操作所述制动模块以设置所述制动力，从而控制被供应到所述食品包装机器的所述包装材料卷材中的张力。因此，在第一方面，通过由所述制动模块施加到所述轴上的所述制动力来限制所述卷轴保持器的所述旋转，并且由所述控制单元基于所述轴的所述旋转速度和所述卷材的进给速率来设置所述制动力的量。通过以此方式限制旋转，有可能在包装材料卷材中产生良好控制的张力。因此，认识到第一方面提供了一种控制被供应到所述食品包装机器的所述包装材料卷材中的张力的简单且有效方式。因此，第一方面还使得实现了对向所述食品包装机器的所述包装材料的供应的自动和数字控制。此外，通过将所述制动力施加到所述卷轴保持器的所述轴上，以简单、明确且稳固的方式实现了对所述卷轴保持器的旋转的良好控制的限制。可操作以将所述制动力施加到所述卷轴保持器的所述轴上的所述制动模块可以被配置为构造简单的紧凑且稳固的单元。在一个实现方式中，所述轴的端部可旋转地布置在所述制动模块中。这样的实现方式使得所述轴能够仅可旋转地锚固在所述制动模块中，并且因此使得所述卷轴保持器装置能够具有悬臂构造。所述悬臂构造可以方便操作员接近所述卷轴保持器，例如以拆卸空卷轴并安装具有卷起的包装材料的新卷轴。在一个实施方案中，所述旋转传感器布置在所述制动模块中，例如以测量可旋转地布置在所述制动模块中的所述轴的所述旋转速度。该实施方案提供了对所述旋转传感器的明确限定的放置，并且使得有可能在安装到所述卷轴保持器装置中之前，相对于控制单元，对所述制动模块执行完整的功能性测试。具有集成旋转传感器的制动模块还可以便于维护和修理，从而减少所述包装机器的停机。识别出故障卷轴保持器装置的操作员无需调查故障原因，而可以简单地更换所述制动模块。用于所述控制单元的所述输入信号中的一个指示所述旋转速度，并因此从所述旋转传感器直接或间接获得。所述输入信号中的另一个指示所述进给速率，所述进给速率是所述包装材料卷材从所述卷轴保持器装置进给到所述食品包装机器内的速率。应当理解，所述进给速率可以是由所述食品包装机器中的传感器实时测量的随时间变化的变量、由操作员输入的固定值，或者由所述控制单元或外部单元，基于所述食品包装机器的一个或多个操作参数计算出的固定值或随时间变化的变量。本文公开的所有实施方案均可适用于可以单独或成组提供包装的所有类型的食品。如本文所用，“食品”包括可以由人类或另一哺乳动物消耗以用于营养支持的任何固体或半固体物品。在具体的实现方式中，所述食品是冰淇淋产品。所述包装可以但不必完全封闭所述食品。所述包装材料卷材表示可以包括一种或多种塑料、纸或它们的组合的连续的片材。在一个实施方案中，所述控制单元被配置成生成控制信号以将所述包装材料卷材中的张力设置在预定的张力间隔内。例如，所述控制单元可以允许操作员输入落入所述张力间隔内的选定的张力值，于是所述控制单元进行操作以在被进给到所述包装机器中的所述卷材中至少近似地实现所述选定的张力值。所述张力间隔可以是预定的，以便确保所述卷材中的足够的张力，例如远大于零，以防止在所述卷轴保持器装置和所述包装机器之间的所述卷材的松弛，并且确保所述张力远低于所述卷材的断裂张力。在一个实施方案中，所述控制单元被配置成生成控制信号，以便在被供应到所述食品包装机器的所述包装材料卷材中保持一致的张力。这样的实施方案将有效地使张力的变化最小化，尽管在实际情况中某些变化是不可避免的。如本文所用，“一致的张力”允许张力变化小于±10％，优选小于±5％。在一个实施方案中，所述控制单元被配置成根据所需制动力生成所述控制信号，所述所需制动力作为所述进给速率、所述旋转速度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将包装材料卷材(10)供应到食品包装机器(1)的卷轴保持器装置，所述食品包装机器(1)以进给速率(Sin)消耗所述包装材料卷材(10)，所述卷轴保持器装置包括：/n制动模块(202)，/n轴(206)，所述轴(206)能旋转地布置在所述制动模块(202)中，所述制动模块(202)能操作以在所述轴(206)上施加制动力，以及/n卷轴保持器(205)，所述卷轴保持器(205)与所述轴(206)组合并被配置成支撑卷轴(201)，所述卷轴(201)包括卷起形式的所述包装材料卷材(10)，使得通过所述食品包装机器(1)对所述包装材料卷材(10)的所述消耗来驱动所述卷轴保持器(205)旋转，其中/n旋转传感器(228)被布置成感测指示所述轴(206)的旋转速度(ωm)的参数，以及/n所述卷轴保持器装置包括控制单元(20)，所述控制单元(20)被配置成接收指示所述进给速率(Sin)和所述旋转速度(ωm)的输入信号(I1、I2)，并生成控制信号(C1)，所述控制信号(C1)用于操作所述制动模块(202)以设置所述制动力，从而控制被供应到所述食品包装机器(1)的所述包装材料卷材(10)中的张力。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170420 EP 17167411.21.一种用于将包装材料卷材(10)供应到食品包装机器(1)的卷轴保持器装置，所述食品包装机器(1)以进给速率(Sin)消耗所述包装材料卷材(10)，所述卷轴保持器装置包括：
制动模块(202)，
轴(206)，所述轴(206)能旋转地布置在所述制动模块(202)中，所述制动模块(202)能操作以在所述轴(206)上施加制动力，以及
卷轴保持器(205)，所述卷轴保持器(205)与所述轴(206)组合并被配置成支撑卷轴(201)，所述卷轴(201)包括卷起形式的所述包装材料卷材(10)，使得通过所述食品包装机器(1)对所述包装材料卷材(10)的所述消耗来驱动所述卷轴保持器(205)旋转，其中
旋转传感器(228)被布置成感测指示所述轴(206)的旋转速度(ωm)的参数，以及
所述卷轴保持器装置包括控制单元(20)，所述控制单元(20)被配置成接收指示所述进给速率(Sin)和所述旋转速度(ωm)的输入信号(I1、I2)，并生成控制信号(C1)，所述控制信号(C1)用于操作所述制动模块(202)以设置所述制动力，从而控制被供应到所述食品包装机器(1)的所述包装材料卷材(10)中的张力。


2.如权利要求1所述的卷轴保持器装置，其中所述控制单元(20)被配置成生成所述控制信号(C1)，以将所述包装材料卷材(10)中的所述张力设置在预定的张力间隔内。


3.如权利要求1或2所述的卷轴保持器装置，其中所述控制单元(20)被配置成根据所需制动力(Fbrake)生成所述控制信号(C1)，所述所需制动力(Fbrake)作为所述进给速率(ωm)、所述旋转速度(ωm)和所述包装材料卷材(10)中的期望的张力的函数来计算。


4.如前述权利要求中任一项所述的卷轴保持器装置，其中所述控制单元(20)被配置成根据所述旋转速度(ωm)和所述进给速率(Sin)来估算所述卷轴(201)的直径(D1)，并根据所述直径(D1)生成用于控制所述食品包装机器(1)的输出信号(O1)。


5.如权利要求4所述的卷轴保持器装置，其中所述输出信号(O1)包括以下任一项：
所述卷轴(201)中剩余的包装材料的估算量，
直到所述卷轴(201)中剩余预定量的包装材料的时间段的估算，以及
用以停止对来自所述卷轴保持器装置的所述包装材料的所述消耗的指示。


6.如前述权利要求中任一项所述的卷轴保持器装置，其中所述控制单元(20)被配置成基于所述旋转速度(ωm)检测所述包装材料卷材(10)的破裂。


7.如权利要求6所述的卷轴保持器装置，其中所述控制单元(20)被配置成当所述旋转速度(ωm)以超过阈值水平的速率减小时检测所述破裂。


8.如前述权利要求中任一项所述的卷轴保持器装置，其中所述制动模块(202)包括被布置成与所述轴(206)的圆柱形表面部分(212)接合的摩擦元件(223)，以及被布置成使所述摩擦元件(223)朝向...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尔文布兰德·内德歌德，西蒙·兹德伦卡，索伦·凯杰鲁尔夫，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH