用于处理具有可倒置隔膜的填充容器的机器和方法
用于处理具有可倒置隔膜的填充容器的机器和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明整体上涉及处理诸如瓶的容器，由塑料材料(通常为热塑性塑料，例如PET)制成的预制件通过吹塑模制或拉伸吹塑模制而制造所述容器。更加具体但非排他地，本发明涉及处理热填充的容器，即，用热的可灌注产品(通常为液体)填充的容器，术语“热”表示产品的温度高于制成容器的材料的玻璃化转变温度。通常，在介于大约85°C和大约100°C之间的温度下、通常为90°C的温度下由产品实施热填充PET容器(容器的玻璃化转变温度为大约 80°C)。
【背景技术】
[0002]在容器的吹塑模制期间由容器承受的双定向在材料中引发残余应力。这种残余应力在热填充期间释放，从而导致容器变形，这会使得容器不适于使用、因而不适于售卖。
[0003]为了减小容器在热填充期间发生变形，已知的是对容器进行热定型，由此在被加热到介于80°C和180°C之间的预定温度下的设置有侧壁的模具中实施吹塑模制，并且在吹塑模制结束时将容器保持抵靠在侧壁上一预定时间(通常若干秒)。
[0004]然而，热定型仅仅解决了热填充容器的变形问题的一部分。实际上，在冷却的同时，加盖容器中的产品和液体上方的空气的体积变小，这易于使得容器收缩。
[0005]已经考虑了若干解决方案来减小这种收缩的可视效果。这些解决方案通常涉及容器的形状。
[0006]例如，已经提出了使容器的本体装配有可变形的侧面板，所述可变形的侧面板在收缩作用下向内弯曲，而在打开容器时向外弯曲回复。由于本体的挠性可能导致发生意外飞溅，因此用户必须小心地握持这种容器。
[0007]美国专利申请N0.2008/0047964(Denner等人，转让给C02PAC)公开了一种容器，所述容器包括位于容器的底部部分处的压力面板。
[0008]根据Denner，压力面板能够在向外倾斜位置和向内倾斜位置之间移动，以补偿容器内部的压力变化。为了减轻容器内的全部真空力或者一部分真空力，在容器已经加盖且冷却之后，由机械推进器使得压力面板从向外倾斜位置移动，以将压力面板推入至向内倾斜位置中。通过压力面板从向外倾斜位置至向内倾斜位置的倒置减小了容器的内部容积。
[0009]然而，Denner未能解决欠佳地填充(过度填充或填充不足)容器的问题以及盖泄漏的问题。这些问题通常伴随着热填充而发生，其中，产品和盖之间的空气容积(还被称作顶部空间)经历压力的重要变化。特别地，在压力面板倒置期间顶部空间中的空气压力可能超过盖的密封能力，并且因此导致不期望的空气泄漏。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是提供一种用于处理容器的方法，所述方法降低了欠佳地填充容器的风险。
[0011]本发明的另一目的是提供一种用于处理容器的方法，所述方法允许检测不恰当的填充或盖的泄漏。
[0012]因此在第一方面中提供了一种用于处理容器的方法，所述容器设置有:
[0013]-侧壁;
[0014]-颈部，所述颈部限定了开口；
[0015]-和底部，所述底部包括高的直立环和中央的可倒置隔膜，所述隔膜能够相对于侧壁在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜相对于容器向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜相对于容器向内突出，
[0016]所述方法包括以下步骤:
[0017]-通过所述开口由可灌注的产品填充容器，隔膜处于其下部位置中；
[0018]-利用盖在容器的颈部处闭合容器；
[0019]-通过可动推进器使得隔膜从其下部位置倒置到其上部位置；
[0020]-在隔膜倒置的同时测量施加到可动推进器上的应力；
[0021 ]-存储基于测量的应力值的测量点；
[0022]-比较测量点与存储的预定参考点。
[0023]在优选的实施例中，提供了以下步骤:
[0024]-周期性地(优选以小于10ms的周期)测量随着隔膜倒置而施加到可动推进器上的应力；
[0025]-存储这种测量的应力值。
[0026]本方法还可以包括在已存储的测量点中检测测量的临界点的步骤。
[0027]比较测量的临界点可以包括使测量的临界应力值与预定的临界参考应力值相比较和/或使测量的临界时刻与预定的参考临界时刻相比较。
[0028]如果表明测量的应力值与参考应力值不同，则还可以提供发出警告信号的步骤。
[0029]在替代或组合的实施例中，如果表明测量的应力值与参考应力值不同，则还可以提供排出容器的步骤。
[0030]在可行的架构中，推进器安装到液压或气压缸的可动杆上，其中，可动杆固定到活塞，所述活塞在缸内限定了围绕杆的前隔室和与杆相对的后隔室，并且其中，所述后隔室与处于压力下的流体源流体相连，测定施加到推进器上的有效应力的步骤可以包括测量后隔室中的流体压力。
[0031 ]另外，本方法可以包括用热的可灌注产品填充容器的步骤，而且还包括介于闭合容器的步骤和使得隔膜倒置的步骤之间的冷却容器的步骤。
[0032 ]还可以提供测量推进器的位移的步骤。
[0033]在第二方面中提供了一种用于处理容器的机器，所述容器各个均包括:
[0034]-侧壁；
[0035]-颈部，所述颈部限定了开口；
[0036]-和底部，所述底部包括高的直立环和中央的可倒置隔膜，所述隔膜能够相对于侧壁在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜相对于容器向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜相对于容器向内突出，其中，所述机器包括:
[0037]-容器支撑框架，所述容器支撑框架包括用于接合容器底部的中空支撑环；
[0038]-推进器，所述推进器能够相对于容器支撑框架移动、能够经过容器支撑框架抵接容器底部；
[0039]-致动器，所述致动器用于使得推进器经过容器支撑框架而朝向容器底部向前滑动地移动以及向后移动；
[0040]-应力测量器，所述应力测量器联接到致动器，以用于测量由致动器施加到推进器上的应力；
[0041]-控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器具有预定的应力参考值，所述处理器连接到所述应力测量器并且被编程，以用于比较测量的应力值与存储的应力参考值。
[0042]致动器例如是液压或气压缸，所述液压或气压缸包括缸壳体、活塞和固定到活塞的杆，推进器安装到杆上。
[0043]在优选的实施例中，活塞在缸内限定了围绕杆的前隔室和与杆相对的后隔室，并且测量器是安装在缸中并且在后隔室中打开的压力测量器。
[0044]在替代性的实施例中，致动器是电致动器或磁致动器，并且其中，测量器是转矩传感器。
[0045]根据对优选实施例的详细描述、结合附图考虑，本发明的上述和其它目的以及优势将变得显而易见。
【附图说明】
[0046]图1是示出了用于处理容器的机器的局部剖切图，所述机器包括用于使得设置在容器底部上的隔膜倒置的推进器。
[0047]图2是示出了图1的机器处于隔膜倒置之前的状态中的放大细节图。
[0048]图3是与图2类似的视图，其示出了机器处于隔膜倒置期间。
[0049]图4是与图2和图3类似的视图，其示出了机器处于完成隔膜倒置的状态下。
[0050]图5是绘出了若干条曲线的图，其示出了施加到推进器上以用于使得多个容器的隔膜倒置的应力的变化。
【具体实施方式】
[0051]在图1中示出了容器1，由塑料(例如PET)制成的预制件通过吹塑模制或拉伸吹塑模制而制造所述容器。在优选但非唯一的实施例中，容器1是热填充容器，即，所述容器在吹塑模制处理期间已经经历了热定型阶段，以增大容器1在用热产品填充的步骤 期间抵抗热应力的阻力，所述“热”指的是产品的温度高于材料的玻璃化转变温度。在玻璃化转变温度为大约80°C的PET的情况中，热的可灌注产品的填充温度例如介于大约85°C至95°C之间。热的可灌注液体产品的示例包括(但不限于)茶、果汁、运动饮料。
[0052]容器1包括开放的圆筒形的带螺纹上部分或颈部2，所述带螺纹上部分或颈部在其上端部处终止于开放的外嘴部3。在颈部2的下方，容器1包括肩部4，所述肩部的直径沿着与颈部2相反的方向增大。
[0053]在肩部4的下方，容器1具有侧壁5，所述侧壁围绕容器主轴线X基本上为圆筒状。如图1中所示，侧壁5可以包括环形加劲肋状件6，所述环形加劲肋状件能够抵抗容器在填充、加盖和后续握持期间所承受的热应力和机械应力。
[0054]在侧壁5的下端部处，容器1具有底部7，所述底部闭合容器1并且允许容器在由终端消费者使用时正常地放置在平面表面(诸如，桌子)上。
[0055]容器底部7包括:直立环8，所述直立环是如下文将解释的高的直立环;和中央的可倒置隔膜9，所述中央的可倒置隔膜能够相对于侧壁5在图1-3中所示的下部位置和在图4中所示的上部位置之间变形，在所述下部位置中，隔膜9相对于容器1向外突出，在所述上部位置中，隔膜9相对于容器1向内突出。
[0056]容器1由吹塑模制而制成，其中，隔膜9位于图1中所示的下部位置处。如将在下文中更加详细地解释的那样，隔膜9能够在容器1已经由可灌注的产品填充、加盖和冷却之后被向上(即，相对于容器1向内)机械地推动，以补偿由于冷却产品所产生的真空并且增大已填充容器1的整体刚性，以为了容器握持和消费者品质感知的益处。
[0057]直立环8连接到容器的侧壁5的下端部部分10处。直立环8具有:支撑凸缘11，所述支撑凸缘毗邻侧壁5的下端部部分10并且基本上垂直于所述下端部部分;和圆筒状或截头圆锥状的内部分11，所述内部分将支撑凸缘11连接到隔膜9。
[0058]在优选的实施例中，壁部分5的下端部部分10在从如图3中所示的横截面来观察时具有弧形的形状，其中，凹面相对于容器1向内弯曲，由此支撑凸缘11的外径小于壁部分5的总体直径。
[0059]如图所示，内部分12优选具有截头锥体的形状并且当从如图2中所示的横截面来观察时相对于容器1以拔模角度向内倾斜。
[0060]内部分12的圆锥形状向处于其倒置位置(图4所示)中的隔膜9提供了穹窿加劲和锁定功能，由此通过约束内部分12在其与隔膜9接合的位置处的直径来阻止隔膜相对于内部分12从其倒置位置枢转(articulate)回复。结果，阻止了隔膜9仅仅在已灌注产品的液压压力作用下再次倒置回复至其初始向外倾斜的位置。
[0061]内部分12具有轴向延伸部，所述轴向延伸部就支撑凸缘11的外径而言是重要的，因此，短语“高的直立环”指的是直立环8。更加具体地，内部分12的轴向延伸部(或高度)大于支撑凸缘11的外径的1/10，并且优选地介于支撑凸缘11的外径的1/10和1/5之间。
[0062]在图1和图2所示的容器1的吹制(以及填充)构造中，可倒置的隔膜9以截头圆锥状从外边缘13向外延伸至内边缘14，在所述外边缘处隔膜9连接至内部分12的上端部，在所述内边缘处隔膜9连接至中央的向上突出的凹陷部15。
[0063]还在容器1的吹制构造中，隔膜9的轴向延伸部或高度使得隔膜9的内边缘14略微高于支撑平面地延伸，所述支撑平面限定在支撑凸缘11和侧壁5的下端部部分10之间的接合部处。换言之，隔膜9的高度略小于高的直立环8的高度。
[0064]在已经吹塑模制容器1之后，通过其开口3用(优选热的)可灌注产品16(由图1至图4中的带点图形示出)来填充容器1，其中，隔膜9保持处于其下部位置中。
[0065]然后，用盖17在颈部2处闭合容器1，所述盖被向下推动并且被旋拧到颈部2上。
[0066]已填充并且加盖的容器1随后可以经受冷却步骤，以用于恢复平均大气温度，例如大约20°C。
[0067]然后，容器1经受隔膜倒置，由此隔膜9从其下部位置移动到其上部位置。
[0068]隔膜倒置通过容器处理机器18而实施，所述容器处理机器可以是独立机器，但是在优选的实施例中，容器处理机器是被构造成将标签施加在各个容器1的侧壁5上的容器贴标机的一部分。因为本说明书聚焦在隔膜倒置，所以将不再公开整个贴标机。
[0069]处理机器18可以包括可旋转地安装在固定支撑结构上的转盘，这种转盘包括多个相同的外周处理单元19，所述外周处理单元沿着圆形路径布置。
[0070]因为各处理单元19相同，出于清晰度和简洁性，在下文中将仅仅详细地描述一个处理单元。
[0071]处理单元19包括容器支撑框架20，所述容器支撑框架包括中空的支撑环21，以用于接合容器底部7。在所示的示例中，支撑环21具有环形板22和管状外壁23，由此环形板22和管状外壁22—起形成至少支撑凸缘11和容器侧壁5的下端部部分10的相对印痕(counterprint)ο
[0072]处理单元19还包括容器保持构件24，以用于在隔膜9被倒置的同时将容器1刚性地保持在竖直位置中，其中容器的底部7位于支撑环21中。
[0073]在所示的示例中，保持构件24设置有锥形头部25，所述锥形头部适于沿着容器轴线X竖直地抵接盖17。
[0074]处理单元19还包括机械推进器26，所述机械推进器能够相对于容器支撑框架20移动、能够经过支撑框架20而与容器底部7抵接，以用于使得隔膜9倒置。
[0075]更加精确地，推进器26能够沿着轴线X滑动地移动，从而与中央凹陷部15抵接，如图3和图4中所示。在附图所示的一个实施例中，推进器26具有末端27，所述末端的形状与中央凹陷部15的形状互补，但是末端27也可以是更简单的形状，例如圆柱状。
[0076]处理单元19还包括致动器28，以用于使得推进器26经过支撑框架20朝向容器底部7向前(S卩，向上)滑动地移动，以实现隔膜9的倒置，并且此后反向(S卩，向下)移动，以准备执行另一倒置周期。
[0077]处理单元19还包括应力测量器29，所述应力测量器联接到致动器28，以用于测量在隔膜倒置阶段期间由致动器28施加至推进器26上的应力。
[0078]处理单元19还包括电子控制单元30，所述电子控制单元包括存储器31和处理器32ο
[0079]存储器31利用至少一个预定的应力参考值而实施。处理器32连接到应力测量器29并且利用计算程序而实施，所述计算程序包括比较已测量的应力值与已存储的应力参考值的指令。
[0080]术语“应力”可以指的是机械应力(用牛顿表示)。在这种情况下，术语“应力测量器”可以直接表示机械应力测量器，例如，连接到电路的可变形导电体，所述可变形导电体的输出电压被测量，以测量导体的电阻变化。
[0081]术语“应力”还可以指的是压力(例如用帕斯卡或帕表示)。在这种情况下，术语“应力测量器”可以指的是压力测量器。应该牢记的是，因为压力是单位表面的机械应力，所以机械应力和压力相关。还应当注意的是，机械应力测量器通常用于构造压力测量器。
[0082]在优选的实施例中，“应力”指的是压力，并且应力测量器29是压力测量器。
[0083]更加精确地，在所示的示例中，能够看出的是，致动器28是优选双向型的液压或气压缸。
[0084]缸28具有缸壳体33、活塞34和固定至活塞34的杆35，其中推进器26安装到杆35上。在所示的示例中，推进器26与杆35成一体，但是在替代性的实施例中，推进器26可以固定(例如，旋拧)到杆35的远端部。
[0085]按照已知的方式，缸28具有通过壳体33连接的闭合头部36和闭合底部37。活塞34在缸28内限定了围绕杆35的前隔室38和与杆35相对的 后隔室39，由此前隔室38主要限定在活塞34和闭合头部36之间，而后隔室主要限定在活塞34和闭合底部37之间。
[0086]如图2所示，后隔室39通过形成在闭合底部37中的底部流体端口40而与方向控制阀(DCV)41流体连接，所述方向控制阀联接到处于压力下的流体(例如，空气或油)源42。
[0087]应力测量器(S卩，在所示的示例中，压力测量器)29被安装在缸28中，以在后隔室39中打开以测量后隔室39中的流体压力(下文称作Pb)。
[0088]在优选的实施例中，前隔室38还通过前流体端口43而与DCV41 (在此DVC为5/2类型:5个端口，2个阀塞位置)流体连接，优选地通过限流器44与所述DVC流体连接。这允许在致动期间(即，在隔膜9倒置期间)调节活塞34(以及因此调节推进器26)的速度。
[0089]在操作中，首先用产品16填充容器1，然后为容器加盖，所述容器的隔膜9处于下部位置中。容器1通常没有被完全填充满，从而使得空容积(还称作顶部空间)45保持在产品16和盖17之间，在所述空容积中具有空气(或者例如氮气的另一气体)。根据填充机器的可靠性，已灌注的产品16的容积可以因容器1而有所不同。结果，顶部空间45也可以因容器1而有所不同，但是顶部空间45的容积应当始终基本上等于对应于已分配产品的正确容积的参考顶部空间45。
[0090]在隔膜9倒置期间，实际上不可压缩的产品16向上移动，由此包封在顶部空间45中的气体(通常为空气)被压缩一容积，所述容积基本上等于在隔膜9倒置期间在隔膜的上部位置和下部位置之间由隔膜扫过的容积(所谓的抽出容积)。
[0091]已经证明的是，在隔膜的倒置期间由隔膜9施加到推进器26上的机械阻力主要(如果不是基本上)取决于顶部空间45的容积。因此，可以使用施加到推进器9上的测量应力和对应于填充适当容积的产品的参考容器(因此具有参考顶部空间)的预定参考应力值之间的差来显示实际容器1中的缺陷，所述容器的隔膜9正被倒置(或者刚刚被倒置，考虑到处理由测量器29所提供的信息的延迟)。
[0092]缺陷可以是以下若干类型的:
[0093]-容器1内的产品16的容积大于所需的(或者参考)容积，这导致顶部空间45的容积小于对应于产品的参考容积的参考顶部空间容积;在这种情况下，施加到推进器26上的应力大于参考应力；
[0094]-容器1内的产品16的容积小于所需的(或者参考)容积，这导致顶部空间45的容积大于对应于产品的参考容积的参考顶部空间容积;在这种情况下，施加到推进器26上的应力小于参考应力；
[0095]-盖17存在泄漏，这导致(考虑到实际的顶部空间容积对应于参考顶部空间容积)施加到推进器26上的应力也小于参考应力。
[0096]由应力测量器29测量施加到推进器26上的应力(此处为后隔室39中的压力)，并且由控制单元30将基于由测量器29提供的已测量应力值的测量点存储在存储器31中。测量点实际上可以是测量的应力值，但是在优选的实施例中，测量点是包括测量应力值和由测量器29提供测量应力值时的时刻二者的一对值。
[0097]测量点随后与存储的预定参考点进行比较。当应力点是包括应力值和对应时刻的一对值时，测量的应力值与存储的参考应力值相比较，并且测量的时刻与参考时刻相比较。
[0098]在优选的实施例中，周期性地(优选周期小于10ms，例如为大约5ms)测量施加到推进器26上的应力，并且因而由控制单元30将测量的应力值周期性地(此处为实时地)存储在存储器31中。
[0099]图5示出了以应力(此处为压力Pb)为纵坐标而时间(t)为横坐标绘制的应力曲线的不同示例。时间轴从对应于推进器26的收回位置(如图1所示)的原点延伸至对应于推进器26的扩张位置(如图4所示)的时间时限。
[0100]粗体曲线示出了针对参考容器施加到推进器26上的应力的变化，所述参考容器具有适当容积的已灌注产品(并且因此具有适当的顶部空间容积)，在盖中不存在泄露。
[0101]所述粗体曲线示出了四个主要阶段。
[0102]阶段A，其为所谓的自由上升阶段并且对应于推进器26在其撞击容器底部7之前的自由运动。后隔室39中的压力Pb随着由DCV41将流体逐渐地注射到后隔室中而增大。
[0103]阶段B，其为所谓的弹簧(spring)阶段并且对应于隔膜9吸收(利用弹簧效应)由推进器26提供的能量的一部分，由此后隔室39中的压力Pb从对应于推进器和中央凹陷部15之间接触的峰值略微减小。
[0104]阶段C，其为所谓的倒置阶段并且对应于隔膜9的实际倒置，由此后隔室39中的压力Pb增大至最大值Mo(PM()，t())，然后减小至最小值。
[0105]阶段D，其为所谓的稳定阶段并且对应于推进器26到达端部位置，在所述端部位置处，推进器抵接闭合头部36，而同时隔膜9已经处于其上部位置中。
[0106]虚曲线对应于不具有顶部空间的容器，其表示过度填充。
[0107]点划线对应于存在盖泄漏的容器，其表明存在盖缺陷或加盖故障。
[0108]细实线对应于填充不足容积(S卩，低于参考容器中的所需容积)的产品的容器，其表示填充错误。
[0109]双点划线对应于空容器，其表示填充故障。
[0110]如从图5中可以看出的，在自由上升阶段A和弹簧阶段B中各曲线不存在差异，其中各曲线成为一体。
[0111]在倒置阶段C中出现差异，在图5的下部分中更为详细地示出这。
[0112]可以看出的是，尽管各曲线的整体形状相似，但是它们变化的幅度不同。特别地，曲线示出了应力值(纵坐标)和时刻(时间)二者的不同的最大值。
[0113]在图5中，最大点分别表示如下:
[0114]11(?11，七):虚曲线(不具有顶部空间)，
[0115]M2(PM2，t2):点划线(盖泄漏)，
[0116]13(?1343):细实线(填充错误)，
[0117]M4(PM4，t4):双点划线(填充故障)。
[0118]因此，在倒置阶段C期间施加至推进器26上的应力达到的局部最大值可以认为是整个过程的临界点，其表示相对于参考容器的偏移。
[0119]因此，在优选的实施例中，在(形成整个曲线的)已存储测量点中检测(实际上通过处理器32检测，所述处理器因此被编程)局部最大点Mi(所谓的测量临界点，其中i在0)并且所述局部最大点与存储的最大值Mo相比较，S卩，对应的测量应力值Mi (测量的临界应力值)与对应的参考应力值Mo(参考临界应力值)相比较，并且对应的时刻ti (测量的临界时刻)与参考时刻to (参考临界时刻)相比较。
[0120]应当注意的是，可以容易地在曲线中或者在各测量点中检测出测量临界点Mi。实际上，可以首先将倒置阶段C与其它阶段分离开，因为所述倒置阶段由分别处于倒置阶段与弹簧阶段B及倒置阶段与稳定阶段C的接合部处的两个最小值限定。然后，可以分离开测量临界点Mi，因为在形成倒置阶段C的存储测量点中所述测量临界点具有最高的应力值(纵坐标)。
[0121]可以(实际上由处理器31)声明测量的临界点M1:
[0122]-如果测量的临界应力值PMi基本上等于参考临界应力值PMo(可能具有容许区间(tolerance interval))并且测量的临界时刻ti基本上等于参考临界时刻to(也可能具有容许区间)，则测量的临界点等于参考临界点Mo，
[0123]-如果测量的临界应力值PMi和测量的临界时刻ti中的任一个(或两个)分别与参考临界应力值PMo和参考临界应力时刻to不同(S卩，超过可能存在的容许区间)，则测量的临界点与参考临界点Mo不同。
[0124]在声明了测量的临界点Mi与参考临界点Mo不同的情况下，可能(特别地 由处理器31)产生警告信号，并且可能在图形用户界面上显示所述警告信号。在替代或组合的实施例中，在已经表明一系列容器与参考容器不同之后，这表明不管出于什么原因填充处理(包括加盖处理)出现了问题，可以停止机器18。在另一替代或组合的实施例中，容器1通过适当的装置而从机器18排出，所述适当的装置包括例如径向推进器。在这种情况下，托架优选地位于机器18旁边，以接收排出的容器1。
[0125]因此，能够以简单但有效的方式检测填充处理所存在的缺陷。特别地，可以检测出任何不适当的填充或盖泄漏(所述检测当然依赖于测量的临界值和参考值之间比较的精确性)。
[0126]因此，即便没有阻止但是也减小了包装欠佳地填充的容器以及存在盖泄漏的容器以进行销售的风险。
[0127]在本公开的范围内可以提供各种替代性的实施例。
[0128]例如，液压或气压致动器28可以由电致动器或磁致动器替代，所述电致动器或磁致动器包括电马达或磁马达。在这种情况下，测量的应力可以是由致动器施加到推进器26上的转矩，并且因而所使用的测量器可以是转矩传感器。
[0129]在替代性的实施例中，无论在致动器28中所使用的技术如何，不是在致动器内而是在保持构件24上例如通过机械应力测量器而测量应力。因为根据力学定律，由保持构件24的反作用平衡施加到推进器26上(并且因此施加到容器1上)的应力，所以得到的测量应力与在致动器中测量到的应力没有不同。
[0130]另外，例如通过光学(例如，激光)测距仪还可以测量推进器26(凭借液压或气压或任何其它技术，诸如电技术或磁技术)的位移。
[0131]测量推进器26的位移可以结合时间测量器而允许检测一些容器事故，例如，在仅仅由推进器26施加的应力的作用下隔膜9将不倒置的情况下过度填充容器。
【主权项】
1.一种用于处理容器(1)的方法，所述容器设置有: -侧壁(6); -颈部(2)，所述颈部限定开口(3); -和底部(7)，所述底部包括高的直立环(8)和中央的可倒置隔膜(9)，所述隔膜(9)能够相对于侧壁(5)在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向内突出， 所述方法包括以下步骤: -通过所述开口(3)用可灌注的产品(16)填充容器(1)，隔膜(9)处于其下部位置中； -利用盖(17)在容器的颈部(2)处闭合容器(1); -通过可动推进器(26)使得隔膜(9)从其下部位置倒置到其上部位置； 其中，所述方法还包括以下步骤: -在倒置隔膜(9)的同时测量施加到可动推进器(26)上的应力； -存储基于测量的应力值(PMi)的测量点(Mi); -比较测量点(Mi)与已存储的预定参考点(Mo)。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下步骤: -周期性地测量随着隔膜倒置而施加至可动推进器(26)上的应力； -存储这种测量的应力值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，以小于10ms的周期测量施加到可动推进器(15)上的应力。4.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法还包括在已存储的测量点中检测测量的临界点(Mi)的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，比较测量的临界点(Mi)包括使测量的临界应力值(PMi)与预定的临界参考应力值(PMo)相比较。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，比较临界测量点(Mi)包括使测量的临界时刻(ti)与预定的参考临界时刻(to)进行比较。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在声明测量的应力值与参考应力值不同的情况下产生警告信号的步骤。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在声明测量的应力值与参考应力值不同的情况下排出容器(1)的步骤。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，可动推进器(26)安装到液压或气压缸(28)的可动杆(35)上，其中，所述可动杆(35)固定到活塞(34)上，所述活塞在所述液压或气压缸(28)内限定了围绕所述可动杆(35)的前隔室(38)和与所述可动杆(35)相对的后隔室(39)，其中，所述后隔室(39)与处于压力下的流体源(42)流体连接，其中，检测施加到所述可动推进器(26)上的有效应力的步骤包括测量后隔室(39)内的流体压力。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括用热的可灌注产品(16)填充容器(1)的步骤，并且还包括介于闭合容器(1)的步骤和使得隔膜(9)倒置的步骤之间的冷却容器(1)的步骤。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括测量可动推进器(26)的位移的步骤。12.用于处理容器(1)的机器(18，19)，所述容器各个均包括: -侧壁(5); -颈部(2)，所述颈部限定了开口； -和底部(7)，所述底部包括高的直立环(8)和中央的可倒置隔膜(9)，所述隔膜(9)能够相对于侧壁(5)在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向内突出， 其中，所述机器(18，19)包括: -容器支撑框架(20)，所述容器支撑框架包括用于接合容器底部(7)的中空支撑环(21)； -推进器(26)，所述推进器能够相对于容器支撑框架(20)移动、能够经过容器支撑框架(20)而抵接容器底部(7); -致动器(28)，所述致动器用于使得推进器(26)经过容器支撑框架(20)朝向容器底部(7)向前滑动地移动以及使得推进器向后移动； -应力测量器(29)，所述应力测量器联接到致动器(28)，以用于测量由致动器(28)施加到推进器(26)上的应力； -控制单元(30)，所述控制单元包括存储器(31)和处理器(32)，所述存储器包括预定的应力参考值，所述处理器连接到所述应力测量器(29)并且被编程，以用于比较测量的应力值和已存储的应力参考值。13.根据权利要求12所述的机器(18，19)，其中，所述致动器(28)是液压或气压缸，所述液压或气压缸包括缸壳体(33)、活塞(34)以及固定到活塞(34)的杆(35)，并且其中，所述推进器(26)安装到杆(35)上。14.根据权利要求13所述的机器(18，19)，其中，活塞(34)在所述液压或气压缸(28)内限定了围绕杆(35)的前隔室(38)和与杆(35)相对的后隔室(39)，并且其中，所述应力测量器(29)是安装在所述液压或气压缸(28)中并且在后隔室(39)中打开的压力测量器。15.根据权利要求14所述的机器(18，19)，其中，所述致动器(28)是电致动器或磁致动器，并且其中，所述测量器是转矩传感器。
【专利摘要】用于处理容器(1)的机器(18，19)，容器包括具有高直立环(8)和中央可倒置隔膜(9)的底部(7)，所述机器(18，19)包括：具有中空支撑环(21)以用于接合容器底部(7)的容器支撑框架(20)；推进器(26)，其能够相对于容器支撑框架(20)移动、能够经过支撑框架(20)而抵接容器底部(7)；致动器(28)，其使得推进器(26)经过支撑框架(20)朝向容器底部(7)向前滑动地移动以及向后移动；应力测量器(29)，其联接到致动器(28)以用于测量由致动器(28)施加到推进器(26)上的应力；包括处理器(32)的控制单元(30)，处理器连接到所述应力测量器(29)并且被编程，以用于比较测量的应力值和存储的应力参考值。
【IPC分类】B67C3/04
【公开号】CN105492369
【申请号】CN201380079321
【发明人】F·戈代, V·勒冈
【申请人】西德尔合作公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月19日
【公告号】EP3046865A1, US20160152457, WO2015039690A1
【技术领域】
[0001 ]本发明整体上涉及处理诸如瓶的容器，由塑料材料(通常为热塑性塑料，例如PET)制成的预制件通过吹塑模制或拉伸吹塑模制而制造所述容器。更加具体但非排他地，本发明涉及处理热填充的容器，即，用热的可灌注产品(通常为液体)填充的容器，术语“热”表示产品的温度高于制成容器的材料的玻璃化转变温度。通常，在介于大约85°C和大约100°C之间的温度下、通常为90°C的温度下由产品实施热填充PET容器(容器的玻璃化转变温度为大约 80°C)。
【背景技术】
[0002]在容器的吹塑模制期间由容器承受的双定向在材料中引发残余应力。这种残余应力在热填充期间释放，从而导致容器变形，这会使得容器不适于使用、因而不适于售卖。
[0003]为了减小容器在热填充期间发生变形，已知的是对容器进行热定型，由此在被加热到介于80°C和180°C之间的预定温度下的设置有侧壁的模具中实施吹塑模制，并且在吹塑模制结束时将容器保持抵靠在侧壁上一预定时间(通常若干秒)。
[0004]然而，热定型仅仅解决了热填充容器的变形问题的一部分。实际上，在冷却的同时，加盖容器中的产品和液体上方的空气的体积变小，这易于使得容器收缩。
[0005]已经考虑了若干解决方案来减小这种收缩的可视效果。这些解决方案通常涉及容器的形状。
[0006]例如，已经提出了使容器的本体装配有可变形的侧面板，所述可变形的侧面板在收缩作用下向内弯曲，而在打开容器时向外弯曲回复。由于本体的挠性可能导致发生意外飞溅，因此用户必须小心地握持这种容器。
[0007]美国专利申请N0.2008/0047964(Denner等人，转让给C02PAC)公开了一种容器，所述容器包括位于容器的底部部分处的压力面板。
[0008]根据Denner，压力面板能够在向外倾斜位置和向内倾斜位置之间移动，以补偿容器内部的压力变化。为了减轻容器内的全部真空力或者一部分真空力，在容器已经加盖且冷却之后，由机械推进器使得压力面板从向外倾斜位置移动，以将压力面板推入至向内倾斜位置中。通过压力面板从向外倾斜位置至向内倾斜位置的倒置减小了容器的内部容积。
[0009]然而，Denner未能解决欠佳地填充(过度填充或填充不足)容器的问题以及盖泄漏的问题。这些问题通常伴随着热填充而发生，其中，产品和盖之间的空气容积(还被称作顶部空间)经历压力的重要变化。特别地，在压力面板倒置期间顶部空间中的空气压力可能超过盖的密封能力，并且因此导致不期望的空气泄漏。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是提供一种用于处理容器的方法，所述方法降低了欠佳地填充容器的风险。
[0011]本发明的另一目的是提供一种用于处理容器的方法，所述方法允许检测不恰当的填充或盖的泄漏。
[0012]因此在第一方面中提供了一种用于处理容器的方法，所述容器设置有:
[0013]-侧壁;
[0014]-颈部，所述颈部限定了开口；
[0015]-和底部，所述底部包括高的直立环和中央的可倒置隔膜，所述隔膜能够相对于侧壁在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜相对于容器向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜相对于容器向内突出，
[0016]所述方法包括以下步骤:
[0017]-通过所述开口由可灌注的产品填充容器，隔膜处于其下部位置中；
[0018]-利用盖在容器的颈部处闭合容器；
[0019]-通过可动推进器使得隔膜从其下部位置倒置到其上部位置；
[0020]-在隔膜倒置的同时测量施加到可动推进器上的应力；
[0021 ]-存储基于测量的应力值的测量点；
[0022]-比较测量点与存储的预定参考点。
[0023]在优选的实施例中，提供了以下步骤:
[0024]-周期性地(优选以小于10ms的周期)测量随着隔膜倒置而施加到可动推进器上的应力；
[0025]-存储这种测量的应力值。
[0026]本方法还可以包括在已存储的测量点中检测测量的临界点的步骤。
[0027]比较测量的临界点可以包括使测量的临界应力值与预定的临界参考应力值相比较和/或使测量的临界时刻与预定的参考临界时刻相比较。
[0028]如果表明测量的应力值与参考应力值不同，则还可以提供发出警告信号的步骤。
[0029]在替代或组合的实施例中，如果表明测量的应力值与参考应力值不同，则还可以提供排出容器的步骤。
[0030]在可行的架构中，推进器安装到液压或气压缸的可动杆上，其中，可动杆固定到活塞，所述活塞在缸内限定了围绕杆的前隔室和与杆相对的后隔室，并且其中，所述后隔室与处于压力下的流体源流体相连，测定施加到推进器上的有效应力的步骤可以包括测量后隔室中的流体压力。
[0031 ]另外，本方法可以包括用热的可灌注产品填充容器的步骤，而且还包括介于闭合容器的步骤和使得隔膜倒置的步骤之间的冷却容器的步骤。
[0032 ]还可以提供测量推进器的位移的步骤。
[0033]在第二方面中提供了一种用于处理容器的机器，所述容器各个均包括:
[0034]-侧壁；
[0035]-颈部，所述颈部限定了开口；
[0036]-和底部，所述底部包括高的直立环和中央的可倒置隔膜，所述隔膜能够相对于侧壁在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜相对于容器向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜相对于容器向内突出，其中，所述机器包括:
[0037]-容器支撑框架，所述容器支撑框架包括用于接合容器底部的中空支撑环；
[0038]-推进器，所述推进器能够相对于容器支撑框架移动、能够经过容器支撑框架抵接容器底部；
[0039]-致动器，所述致动器用于使得推进器经过容器支撑框架而朝向容器底部向前滑动地移动以及向后移动；
[0040]-应力测量器，所述应力测量器联接到致动器，以用于测量由致动器施加到推进器上的应力；
[0041]-控制单元，所述控制单元包括存储器和处理器，所述存储器具有预定的应力参考值，所述处理器连接到所述应力测量器并且被编程，以用于比较测量的应力值与存储的应力参考值。
[0042]致动器例如是液压或气压缸，所述液压或气压缸包括缸壳体、活塞和固定到活塞的杆，推进器安装到杆上。
[0043]在优选的实施例中，活塞在缸内限定了围绕杆的前隔室和与杆相对的后隔室，并且测量器是安装在缸中并且在后隔室中打开的压力测量器。
[0044]在替代性的实施例中，致动器是电致动器或磁致动器，并且其中，测量器是转矩传感器。
[0045]根据对优选实施例的详细描述、结合附图考虑，本发明的上述和其它目的以及优势将变得显而易见。
【附图说明】
[0046]图1是示出了用于处理容器的机器的局部剖切图，所述机器包括用于使得设置在容器底部上的隔膜倒置的推进器。
[0047]图2是示出了图1的机器处于隔膜倒置之前的状态中的放大细节图。
[0048]图3是与图2类似的视图，其示出了机器处于隔膜倒置期间。
[0049]图4是与图2和图3类似的视图，其示出了机器处于完成隔膜倒置的状态下。
[0050]图5是绘出了若干条曲线的图，其示出了施加到推进器上以用于使得多个容器的隔膜倒置的应力的变化。
【具体实施方式】
[0051]在图1中示出了容器1，由塑料(例如PET)制成的预制件通过吹塑模制或拉伸吹塑模制而制造所述容器。在优选但非唯一的实施例中，容器1是热填充容器，即，所述容器在吹塑模制处理期间已经经历了热定型阶段，以增大容器1在用热产品填充的步骤 期间抵抗热应力的阻力，所述“热”指的是产品的温度高于材料的玻璃化转变温度。在玻璃化转变温度为大约80°C的PET的情况中，热的可灌注产品的填充温度例如介于大约85°C至95°C之间。热的可灌注液体产品的示例包括(但不限于)茶、果汁、运动饮料。
[0052]容器1包括开放的圆筒形的带螺纹上部分或颈部2，所述带螺纹上部分或颈部在其上端部处终止于开放的外嘴部3。在颈部2的下方，容器1包括肩部4，所述肩部的直径沿着与颈部2相反的方向增大。
[0053]在肩部4的下方，容器1具有侧壁5，所述侧壁围绕容器主轴线X基本上为圆筒状。如图1中所示，侧壁5可以包括环形加劲肋状件6，所述环形加劲肋状件能够抵抗容器在填充、加盖和后续握持期间所承受的热应力和机械应力。
[0054]在侧壁5的下端部处，容器1具有底部7，所述底部闭合容器1并且允许容器在由终端消费者使用时正常地放置在平面表面(诸如，桌子)上。
[0055]容器底部7包括:直立环8，所述直立环是如下文将解释的高的直立环;和中央的可倒置隔膜9，所述中央的可倒置隔膜能够相对于侧壁5在图1-3中所示的下部位置和在图4中所示的上部位置之间变形，在所述下部位置中，隔膜9相对于容器1向外突出，在所述上部位置中，隔膜9相对于容器1向内突出。
[0056]容器1由吹塑模制而制成，其中，隔膜9位于图1中所示的下部位置处。如将在下文中更加详细地解释的那样，隔膜9能够在容器1已经由可灌注的产品填充、加盖和冷却之后被向上(即，相对于容器1向内)机械地推动，以补偿由于冷却产品所产生的真空并且增大已填充容器1的整体刚性，以为了容器握持和消费者品质感知的益处。
[0057]直立环8连接到容器的侧壁5的下端部部分10处。直立环8具有:支撑凸缘11，所述支撑凸缘毗邻侧壁5的下端部部分10并且基本上垂直于所述下端部部分;和圆筒状或截头圆锥状的内部分11，所述内部分将支撑凸缘11连接到隔膜9。
[0058]在优选的实施例中，壁部分5的下端部部分10在从如图3中所示的横截面来观察时具有弧形的形状，其中，凹面相对于容器1向内弯曲，由此支撑凸缘11的外径小于壁部分5的总体直径。
[0059]如图所示，内部分12优选具有截头锥体的形状并且当从如图2中所示的横截面来观察时相对于容器1以拔模角度向内倾斜。
[0060]内部分12的圆锥形状向处于其倒置位置(图4所示)中的隔膜9提供了穹窿加劲和锁定功能，由此通过约束内部分12在其与隔膜9接合的位置处的直径来阻止隔膜相对于内部分12从其倒置位置枢转(articulate)回复。结果，阻止了隔膜9仅仅在已灌注产品的液压压力作用下再次倒置回复至其初始向外倾斜的位置。
[0061]内部分12具有轴向延伸部，所述轴向延伸部就支撑凸缘11的外径而言是重要的，因此，短语“高的直立环”指的是直立环8。更加具体地，内部分12的轴向延伸部(或高度)大于支撑凸缘11的外径的1/10，并且优选地介于支撑凸缘11的外径的1/10和1/5之间。
[0062]在图1和图2所示的容器1的吹制(以及填充)构造中，可倒置的隔膜9以截头圆锥状从外边缘13向外延伸至内边缘14，在所述外边缘处隔膜9连接至内部分12的上端部，在所述内边缘处隔膜9连接至中央的向上突出的凹陷部15。
[0063]还在容器1的吹制构造中，隔膜9的轴向延伸部或高度使得隔膜9的内边缘14略微高于支撑平面地延伸，所述支撑平面限定在支撑凸缘11和侧壁5的下端部部分10之间的接合部处。换言之，隔膜9的高度略小于高的直立环8的高度。
[0064]在已经吹塑模制容器1之后，通过其开口3用(优选热的)可灌注产品16(由图1至图4中的带点图形示出)来填充容器1，其中，隔膜9保持处于其下部位置中。
[0065]然后，用盖17在颈部2处闭合容器1，所述盖被向下推动并且被旋拧到颈部2上。
[0066]已填充并且加盖的容器1随后可以经受冷却步骤，以用于恢复平均大气温度，例如大约20°C。
[0067]然后，容器1经受隔膜倒置，由此隔膜9从其下部位置移动到其上部位置。
[0068]隔膜倒置通过容器处理机器18而实施，所述容器处理机器可以是独立机器，但是在优选的实施例中，容器处理机器是被构造成将标签施加在各个容器1的侧壁5上的容器贴标机的一部分。因为本说明书聚焦在隔膜倒置，所以将不再公开整个贴标机。
[0069]处理机器18可以包括可旋转地安装在固定支撑结构上的转盘，这种转盘包括多个相同的外周处理单元19，所述外周处理单元沿着圆形路径布置。
[0070]因为各处理单元19相同，出于清晰度和简洁性，在下文中将仅仅详细地描述一个处理单元。
[0071]处理单元19包括容器支撑框架20，所述容器支撑框架包括中空的支撑环21，以用于接合容器底部7。在所示的示例中，支撑环21具有环形板22和管状外壁23，由此环形板22和管状外壁22—起形成至少支撑凸缘11和容器侧壁5的下端部部分10的相对印痕(counterprint)ο
[0072]处理单元19还包括容器保持构件24，以用于在隔膜9被倒置的同时将容器1刚性地保持在竖直位置中，其中容器的底部7位于支撑环21中。
[0073]在所示的示例中，保持构件24设置有锥形头部25，所述锥形头部适于沿着容器轴线X竖直地抵接盖17。
[0074]处理单元19还包括机械推进器26，所述机械推进器能够相对于容器支撑框架20移动、能够经过支撑框架20而与容器底部7抵接，以用于使得隔膜9倒置。
[0075]更加精确地，推进器26能够沿着轴线X滑动地移动，从而与中央凹陷部15抵接，如图3和图4中所示。在附图所示的一个实施例中，推进器26具有末端27，所述末端的形状与中央凹陷部15的形状互补，但是末端27也可以是更简单的形状，例如圆柱状。
[0076]处理单元19还包括致动器28，以用于使得推进器26经过支撑框架20朝向容器底部7向前(S卩，向上)滑动地移动，以实现隔膜9的倒置，并且此后反向(S卩，向下)移动，以准备执行另一倒置周期。
[0077]处理单元19还包括应力测量器29，所述应力测量器联接到致动器28，以用于测量在隔膜倒置阶段期间由致动器28施加至推进器26上的应力。
[0078]处理单元19还包括电子控制单元30，所述电子控制单元包括存储器31和处理器32ο
[0079]存储器31利用至少一个预定的应力参考值而实施。处理器32连接到应力测量器29并且利用计算程序而实施，所述计算程序包括比较已测量的应力值与已存储的应力参考值的指令。
[0080]术语“应力”可以指的是机械应力(用牛顿表示)。在这种情况下，术语“应力测量器”可以直接表示机械应力测量器，例如，连接到电路的可变形导电体，所述可变形导电体的输出电压被测量，以测量导体的电阻变化。
[0081]术语“应力”还可以指的是压力(例如用帕斯卡或帕表示)。在这种情况下，术语“应力测量器”可以指的是压力测量器。应该牢记的是，因为压力是单位表面的机械应力，所以机械应力和压力相关。还应当注意的是，机械应力测量器通常用于构造压力测量器。
[0082]在优选的实施例中，“应力”指的是压力，并且应力测量器29是压力测量器。
[0083]更加精确地，在所示的示例中，能够看出的是，致动器28是优选双向型的液压或气压缸。
[0084]缸28具有缸壳体33、活塞34和固定至活塞34的杆35，其中推进器26安装到杆35上。在所示的示例中，推进器26与杆35成一体，但是在替代性的实施例中，推进器26可以固定(例如，旋拧)到杆35的远端部。
[0085]按照已知的方式，缸28具有通过壳体33连接的闭合头部36和闭合底部37。活塞34在缸28内限定了围绕杆35的前隔室38和与杆35相对的 后隔室39，由此前隔室38主要限定在活塞34和闭合头部36之间，而后隔室主要限定在活塞34和闭合底部37之间。
[0086]如图2所示，后隔室39通过形成在闭合底部37中的底部流体端口40而与方向控制阀(DCV)41流体连接，所述方向控制阀联接到处于压力下的流体(例如，空气或油)源42。
[0087]应力测量器(S卩，在所示的示例中，压力测量器)29被安装在缸28中，以在后隔室39中打开以测量后隔室39中的流体压力(下文称作Pb)。
[0088]在优选的实施例中，前隔室38还通过前流体端口43而与DCV41 (在此DVC为5/2类型:5个端口，2个阀塞位置)流体连接，优选地通过限流器44与所述DVC流体连接。这允许在致动期间(即，在隔膜9倒置期间)调节活塞34(以及因此调节推进器26)的速度。
[0089]在操作中，首先用产品16填充容器1，然后为容器加盖，所述容器的隔膜9处于下部位置中。容器1通常没有被完全填充满，从而使得空容积(还称作顶部空间)45保持在产品16和盖17之间，在所述空容积中具有空气(或者例如氮气的另一气体)。根据填充机器的可靠性，已灌注的产品16的容积可以因容器1而有所不同。结果，顶部空间45也可以因容器1而有所不同，但是顶部空间45的容积应当始终基本上等于对应于已分配产品的正确容积的参考顶部空间45。
[0090]在隔膜9倒置期间，实际上不可压缩的产品16向上移动，由此包封在顶部空间45中的气体(通常为空气)被压缩一容积，所述容积基本上等于在隔膜9倒置期间在隔膜的上部位置和下部位置之间由隔膜扫过的容积(所谓的抽出容积)。
[0091]已经证明的是，在隔膜的倒置期间由隔膜9施加到推进器26上的机械阻力主要(如果不是基本上)取决于顶部空间45的容积。因此，可以使用施加到推进器9上的测量应力和对应于填充适当容积的产品的参考容器(因此具有参考顶部空间)的预定参考应力值之间的差来显示实际容器1中的缺陷，所述容器的隔膜9正被倒置(或者刚刚被倒置，考虑到处理由测量器29所提供的信息的延迟)。
[0092]缺陷可以是以下若干类型的:
[0093]-容器1内的产品16的容积大于所需的(或者参考)容积，这导致顶部空间45的容积小于对应于产品的参考容积的参考顶部空间容积;在这种情况下，施加到推进器26上的应力大于参考应力；
[0094]-容器1内的产品16的容积小于所需的(或者参考)容积，这导致顶部空间45的容积大于对应于产品的参考容积的参考顶部空间容积;在这种情况下，施加到推进器26上的应力小于参考应力；
[0095]-盖17存在泄漏，这导致(考虑到实际的顶部空间容积对应于参考顶部空间容积)施加到推进器26上的应力也小于参考应力。
[0096]由应力测量器29测量施加到推进器26上的应力(此处为后隔室39中的压力)，并且由控制单元30将基于由测量器29提供的已测量应力值的测量点存储在存储器31中。测量点实际上可以是测量的应力值，但是在优选的实施例中，测量点是包括测量应力值和由测量器29提供测量应力值时的时刻二者的一对值。
[0097]测量点随后与存储的预定参考点进行比较。当应力点是包括应力值和对应时刻的一对值时，测量的应力值与存储的参考应力值相比较，并且测量的时刻与参考时刻相比较。
[0098]在优选的实施例中，周期性地(优选周期小于10ms，例如为大约5ms)测量施加到推进器26上的应力，并且因而由控制单元30将测量的应力值周期性地(此处为实时地)存储在存储器31中。
[0099]图5示出了以应力(此处为压力Pb)为纵坐标而时间(t)为横坐标绘制的应力曲线的不同示例。时间轴从对应于推进器26的收回位置(如图1所示)的原点延伸至对应于推进器26的扩张位置(如图4所示)的时间时限。
[0100]粗体曲线示出了针对参考容器施加到推进器26上的应力的变化，所述参考容器具有适当容积的已灌注产品(并且因此具有适当的顶部空间容积)，在盖中不存在泄露。
[0101]所述粗体曲线示出了四个主要阶段。
[0102]阶段A，其为所谓的自由上升阶段并且对应于推进器26在其撞击容器底部7之前的自由运动。后隔室39中的压力Pb随着由DCV41将流体逐渐地注射到后隔室中而增大。
[0103]阶段B，其为所谓的弹簧(spring)阶段并且对应于隔膜9吸收(利用弹簧效应)由推进器26提供的能量的一部分，由此后隔室39中的压力Pb从对应于推进器和中央凹陷部15之间接触的峰值略微减小。
[0104]阶段C，其为所谓的倒置阶段并且对应于隔膜9的实际倒置，由此后隔室39中的压力Pb增大至最大值Mo(PM()，t())，然后减小至最小值。
[0105]阶段D，其为所谓的稳定阶段并且对应于推进器26到达端部位置，在所述端部位置处，推进器抵接闭合头部36，而同时隔膜9已经处于其上部位置中。
[0106]虚曲线对应于不具有顶部空间的容器，其表示过度填充。
[0107]点划线对应于存在盖泄漏的容器，其表明存在盖缺陷或加盖故障。
[0108]细实线对应于填充不足容积(S卩，低于参考容器中的所需容积)的产品的容器，其表示填充错误。
[0109]双点划线对应于空容器，其表示填充故障。
[0110]如从图5中可以看出的，在自由上升阶段A和弹簧阶段B中各曲线不存在差异，其中各曲线成为一体。
[0111]在倒置阶段C中出现差异，在图5的下部分中更为详细地示出这。
[0112]可以看出的是，尽管各曲线的整体形状相似，但是它们变化的幅度不同。特别地，曲线示出了应力值(纵坐标)和时刻(时间)二者的不同的最大值。
[0113]在图5中，最大点分别表示如下:
[0114]11(?11，七):虚曲线(不具有顶部空间)，
[0115]M2(PM2，t2):点划线(盖泄漏)，
[0116]13(?1343):细实线(填充错误)，
[0117]M4(PM4，t4):双点划线(填充故障)。
[0118]因此，在倒置阶段C期间施加至推进器26上的应力达到的局部最大值可以认为是整个过程的临界点，其表示相对于参考容器的偏移。
[0119]因此，在优选的实施例中，在(形成整个曲线的)已存储测量点中检测(实际上通过处理器32检测，所述处理器因此被编程)局部最大点Mi(所谓的测量临界点，其中i在0)并且所述局部最大点与存储的最大值Mo相比较，S卩，对应的测量应力值Mi (测量的临界应力值)与对应的参考应力值Mo(参考临界应力值)相比较，并且对应的时刻ti (测量的临界时刻)与参考时刻to (参考临界时刻)相比较。
[0120]应当注意的是，可以容易地在曲线中或者在各测量点中检测出测量临界点Mi。实际上，可以首先将倒置阶段C与其它阶段分离开，因为所述倒置阶段由分别处于倒置阶段与弹簧阶段B及倒置阶段与稳定阶段C的接合部处的两个最小值限定。然后，可以分离开测量临界点Mi，因为在形成倒置阶段C的存储测量点中所述测量临界点具有最高的应力值(纵坐标)。
[0121]可以(实际上由处理器31)声明测量的临界点M1:
[0122]-如果测量的临界应力值PMi基本上等于参考临界应力值PMo(可能具有容许区间(tolerance interval))并且测量的临界时刻ti基本上等于参考临界时刻to(也可能具有容许区间)，则测量的临界点等于参考临界点Mo，
[0123]-如果测量的临界应力值PMi和测量的临界时刻ti中的任一个(或两个)分别与参考临界应力值PMo和参考临界应力时刻to不同(S卩，超过可能存在的容许区间)，则测量的临界点与参考临界点Mo不同。
[0124]在声明了测量的临界点Mi与参考临界点Mo不同的情况下，可能(特别地 由处理器31)产生警告信号，并且可能在图形用户界面上显示所述警告信号。在替代或组合的实施例中，在已经表明一系列容器与参考容器不同之后，这表明不管出于什么原因填充处理(包括加盖处理)出现了问题，可以停止机器18。在另一替代或组合的实施例中，容器1通过适当的装置而从机器18排出，所述适当的装置包括例如径向推进器。在这种情况下，托架优选地位于机器18旁边，以接收排出的容器1。
[0125]因此，能够以简单但有效的方式检测填充处理所存在的缺陷。特别地，可以检测出任何不适当的填充或盖泄漏(所述检测当然依赖于测量的临界值和参考值之间比较的精确性)。
[0126]因此，即便没有阻止但是也减小了包装欠佳地填充的容器以及存在盖泄漏的容器以进行销售的风险。
[0127]在本公开的范围内可以提供各种替代性的实施例。
[0128]例如，液压或气压致动器28可以由电致动器或磁致动器替代，所述电致动器或磁致动器包括电马达或磁马达。在这种情况下，测量的应力可以是由致动器施加到推进器26上的转矩，并且因而所使用的测量器可以是转矩传感器。
[0129]在替代性的实施例中，无论在致动器28中所使用的技术如何，不是在致动器内而是在保持构件24上例如通过机械应力测量器而测量应力。因为根据力学定律，由保持构件24的反作用平衡施加到推进器26上(并且因此施加到容器1上)的应力，所以得到的测量应力与在致动器中测量到的应力没有不同。
[0130]另外，例如通过光学(例如，激光)测距仪还可以测量推进器26(凭借液压或气压或任何其它技术，诸如电技术或磁技术)的位移。
[0131]测量推进器26的位移可以结合时间测量器而允许检测一些容器事故，例如，在仅仅由推进器26施加的应力的作用下隔膜9将不倒置的情况下过度填充容器。
【主权项】
1.一种用于处理容器(1)的方法，所述容器设置有: -侧壁(6); -颈部(2)，所述颈部限定开口(3); -和底部(7)，所述底部包括高的直立环(8)和中央的可倒置隔膜(9)，所述隔膜(9)能够相对于侧壁(5)在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向内突出， 所述方法包括以下步骤: -通过所述开口(3)用可灌注的产品(16)填充容器(1)，隔膜(9)处于其下部位置中； -利用盖(17)在容器的颈部(2)处闭合容器(1); -通过可动推进器(26)使得隔膜(9)从其下部位置倒置到其上部位置； 其中，所述方法还包括以下步骤: -在倒置隔膜(9)的同时测量施加到可动推进器(26)上的应力； -存储基于测量的应力值(PMi)的测量点(Mi); -比较测量点(Mi)与已存储的预定参考点(Mo)。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下步骤: -周期性地测量随着隔膜倒置而施加至可动推进器(26)上的应力； -存储这种测量的应力值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，以小于10ms的周期测量施加到可动推进器(15)上的应力。4.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法还包括在已存储的测量点中检测测量的临界点(Mi)的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，比较测量的临界点(Mi)包括使测量的临界应力值(PMi)与预定的临界参考应力值(PMo)相比较。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，比较临界测量点(Mi)包括使测量的临界时刻(ti)与预定的参考临界时刻(to)进行比较。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在声明测量的应力值与参考应力值不同的情况下产生警告信号的步骤。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在声明测量的应力值与参考应力值不同的情况下排出容器(1)的步骤。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，可动推进器(26)安装到液压或气压缸(28)的可动杆(35)上，其中，所述可动杆(35)固定到活塞(34)上，所述活塞在所述液压或气压缸(28)内限定了围绕所述可动杆(35)的前隔室(38)和与所述可动杆(35)相对的后隔室(39)，其中，所述后隔室(39)与处于压力下的流体源(42)流体连接，其中，检测施加到所述可动推进器(26)上的有效应力的步骤包括测量后隔室(39)内的流体压力。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括用热的可灌注产品(16)填充容器(1)的步骤，并且还包括介于闭合容器(1)的步骤和使得隔膜(9)倒置的步骤之间的冷却容器(1)的步骤。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括测量可动推进器(26)的位移的步骤。12.用于处理容器(1)的机器(18，19)，所述容器各个均包括: -侧壁(5); -颈部(2)，所述颈部限定了开口； -和底部(7)，所述底部包括高的直立环(8)和中央的可倒置隔膜(9)，所述隔膜(9)能够相对于侧壁(5)在下部位置和上部位置之间变形，在所述下部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向外突出，在所述上部位置中，所述隔膜(9)相对于容器(1)向内突出， 其中，所述机器(18，19)包括: -容器支撑框架(20)，所述容器支撑框架包括用于接合容器底部(7)的中空支撑环(21)； -推进器(26)，所述推进器能够相对于容器支撑框架(20)移动、能够经过容器支撑框架(20)而抵接容器底部(7); -致动器(28)，所述致动器用于使得推进器(26)经过容器支撑框架(20)朝向容器底部(7)向前滑动地移动以及使得推进器向后移动； -应力测量器(29)，所述应力测量器联接到致动器(28)，以用于测量由致动器(28)施加到推进器(26)上的应力； -控制单元(30)，所述控制单元包括存储器(31)和处理器(32)，所述存储器包括预定的应力参考值，所述处理器连接到所述应力测量器(29)并且被编程，以用于比较测量的应力值和已存储的应力参考值。13.根据权利要求12所述的机器(18，19)，其中，所述致动器(28)是液压或气压缸，所述液压或气压缸包括缸壳体(33)、活塞(34)以及固定到活塞(34)的杆(35)，并且其中，所述推进器(26)安装到杆(35)上。14.根据权利要求13所述的机器(18，19)，其中，活塞(34)在所述液压或气压缸(28)内限定了围绕杆(35)的前隔室(38)和与杆(35)相对的后隔室(39)，并且其中，所述应力测量器(29)是安装在所述液压或气压缸(28)中并且在后隔室(39)中打开的压力测量器。15.根据权利要求14所述的机器(18，19)，其中，所述致动器(28)是电致动器或磁致动器，并且其中，所述测量器是转矩传感器。
【专利摘要】用于处理容器(1)的机器(18，19)，容器包括具有高直立环(8)和中央可倒置隔膜(9)的底部(7)，所述机器(18，19)包括：具有中空支撑环(21)以用于接合容器底部(7)的容器支撑框架(20)；推进器(26)，其能够相对于容器支撑框架(20)移动、能够经过支撑框架(20)而抵接容器底部(7)；致动器(28)，其使得推进器(26)经过支撑框架(20)朝向容器底部(7)向前滑动地移动以及向后移动；应力测量器(29)，其联接到致动器(28)以用于测量由致动器(28)施加到推进器(26)上的应力；包括处理器(32)的控制单元(30)，处理器连接到所述应力测量器(29)并且被编程，以用于比较测量的应力值和存储的应力参考值。
【IPC分类】B67C3/04
【公开号】CN105492369
【申请号】CN201380079321
【发明人】F·戈代, V·勒冈
【申请人】西德尔合作公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年9月19日
【公告号】EP3046865A1, US20160152457, WO2015039690A1
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