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制造可填充容器的组件和包括这种制造组件的包装线及相应方法

阅读:614发布:2020-05-25

专利汇可以提供制造可填充容器的组件和包括这种制造组件的包装线及相应方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于通 过热 成型制造容器的组件(10),其包括热塑性片状坯件(G)的储存库、用于供给坯件(G)的站(3)、用于加热坯件(G)的站(4)、用于从坯件(G)开始热成型容器的站(5),其特征在于,供给站(3)包括闭环路径(31)和至少两个传送元件(32、33),传送元件(32、33)沿着路径(31)在装载 位置 和卸载位置之间彼此跟随移动,在装载位置,传送元件面对坯件储存库,在卸载位置,传送元件面对加热站,并且其中加热站(4)包括加热转盘,其中,在工作状态下,处于卸载位置的传送元件以大体上线性运动的方式移动,其速度大体上等于加热转盘的周边速度。,下面是制造可填充容器的组件和包括这种制造组件的包装线及相应方法专利的具体信息内容。

1.一种用于通过热成型制造容器的组件(10),其包括:
-热塑性片状坯件(G)的储存库,
-用于供给所述坯件(G)的站(3),
-用于加热所述坯件(G)的站(4),
-用于从所述坯件(G)开始热成型容器的站(5),
其特征在于:
所述供给站(3)包括闭环路径(31)和至少两个传送元件(32、33),所述传送元件(32、
33)沿着所述路径(31)在装载位置和卸载位置之间彼此跟随地移动,在装载位置所述传送元件(32、33)面对所述坯件储存库(G),在卸载位置所述传送元件(32、33)面对所述加热站(4),
并且其中,所述加热站(4)包括加热转盘(41),在所述加热转盘(41)上设置有多个加热头(42),
其中,在操作状态下,处于所述卸载位置的所述传送元件(32、33)以大体上线性运动的方式移动,其速度大体上等于所述加热转盘(41)的周边速度。
2.根据权利要求1所述的组件(1),其特征在于,在所述装载位置,所述储存库(2)和所述传送元件(32、33)之间的相对速度大体上为零。
3.根据权利要求1或2所述的组件(1),其特征在于,所述供给站(3)包括单个运动链基座,所述单个运动链用于所有所述传送元件(32、33),使得所有所述传送元件(32、33)被驱动成沿着所述闭环路径(31)一起运动,所述闭环路径(31)被安装在所述基座上,使得所述基座能够摆动。
4.根据权利要求3所述的组件(1),其特征在于,所述运动链由链达移动,并且所述基座由相应的基座马达移动,所述链马达和所述基座马达彼此同步,以便在所述操作状态下,使处于所述装载位置的所述传送元件(32)的速度大体上为零,并且使处于所述卸载位置的所述传送元件(33)的速度为大体上等于所述加热站(4)的所述转盘(41)的周边速度的值。
5.根据权利要求1或2所述的组件(1),其特征在于,所述供给站(3)包括分开的运动链(325、335),所述分开的运动链(325、335)用于每个传送元件(32、33),以便沿着所述闭环路径(31)独立地引导每个传送元件(32、33)运动。
6.根据权利要求1或2所述的组件(1),其特征在于,所述供给站(3C)是长定子线性马达,包括多个输送轨,所述传送元件(32C、33C)能够沿着所述输送轨滑动,并且多个电驱动线圈沿着所述输送轨纵向布置,所述输送轨被布置以形成椭圆形轨道,所述驱动线圈适于与适当地布置在所述传送元件(32C、33C)上的励磁磁体相互作用,所述组件包括控制器,所述控制器适于单独地控制所述驱动线圈的电流,以用于单独地移动或停止所述传送元件(32C、33C)。
7.一种包装线,包括:
-根据前述权利要求中的一项或更多项所述的制造组件(1),
-用于用松散材料填充容器的站(6),
-用于密封所填充的容器的站(7)。
8.根据权利要求7所述的线(1),其中,所述热成型站(5)、所述填充站(6)和所述密封站(7)包括各自的转盘(51、61、71),在所述转盘(51、61、71)的周边区域上分别有热成型头(52)、填充头(62)和密封头(72)。
9.根据权利要求8所述的线(1),包括第一转移星形传送器、第二转移星形传送器和第三转移星形传送器(81、82、83),其中,所述第一转移星形传送器(81)置于所述加热站(4)和所述热成型站(5)之间,所述第二转移星形传送器(82)置于所述热成型站(5)和所述填充站(6)之间,以及所述第三转移星形传送器(83)置于所述填充站(6)和所述密封站(7)之间。
10.一种通过热成型制造容器的方法,其包括以下步骤:
a.从储存库(2)中取出至少一个片状坯件,在所述储存库(2)中多个坯件对齐,优选堆叠且静止;
b.将所述至少一个坯件加速至大体上等于加热站的转盘的周边速度并且与加热站的转盘的周边速度协调的线速度;
c.将所述至少一个坯件转移到安装在所述加热站的所述转盘上的加热头或转移到中间转移星形传送器上,然后所述中间转移星形传送器将所述至少一个坯件释放到所述加热站的所述转盘;
d.加热所述至少一个坯件;
e.将被加热的所述至少一个坯件转移到热成型站以制造所述容器。

说明书全文

制造可填充容器的组件和包括这种制造组件的包装线及相应

方法

[0001] 本发明涉及一种用于制造可填充容器的组件,包括这种组件的包装线,特别是FFS(成型-填充-密封)包装线,以及通过热成型制造容器的方法。
[0002] FFS线尤其用于食品行业,此时需要通过热成型从坯件开始制造容器并用松散产品(例如举例来说液体或半液体食品(例如酸奶、软奶酪和类似物)或粉状食品)填充容器。
[0003] 已知的解决方案基于线性机器,例如举例来说US6094890中所描述的解决方案。然而,这些解决方案有与在生产线中的部署精确地相关联的一系列限制。例如,这些限制之一是极其低下的灵活性,这是因为机器间距与容器的直径相关的事实,使得当更改容器变成必需时,机器必须进行大量修改,这尤其影响机器的总长度,其结果是,设计用于加工具有一定直径的容器的机器不可以加工具有更大直径的容器,除非以完全不经济或与最初分配给机器的空间不相容的更改为代价。
[0004] 在专利US3,964,237中提出了另一种已知的解决方案,该专利教导提供了一种以上提及类型的机器,该机器设置有轮子或转盘(carousel),在该轮子或转盘上,所有的过程(容器的热成型、填充和封闭)都在沿着转盘周围的接连的弧上布置的固定处理站处发生。
[0005] 尽管有用,但这种已知的解决方案表现出与低生产率(与单位时间内生产的容器的单元(units)相关)相关的问题,这主要是因为它具有不连续或间歇运动的事实,其中前进步骤之后是停止步骤以用于处理。
[0006] 事实上,在US3,964,237中的机器中,转盘在每个站处不得不停止,以允许装载盘形物、热成型、填充和密封。
[0007] 此外,用于通过简单地将盘形坯件从竖直储存库中放下来实现装载盘形坯件的系统相对容易堵塞。
[0008] 本发明的目的在于提供一种包装可填充松散材料的利用使用热成型的容器的线,该线能够在上述方面中的一个或更多个中改进现有技术
[0009] 在此目的下,本发明的目标是提供一种使提高生产率成为可能的线。
[0010] 本发明的另一个目标在于提供一种设有不容易出现故障的高速装载和处理站的线。
[0011] 本发明的另一个目标是能够在不改变机器间距的情况下改变将要制作的容器的样式。
[0012] 此外,本发明的另一个目标是以与任何现存解决方案不同的方式克服现有技术的缺点。
[0013] 本发明的又一目标是提供一种高度可靠、易于实施且成本低的线。
[0014] 将在下文中变得更加明显的该目的以及这些和其他目标通过一种用于通过热成型制造容器的组件来实现,该组件包括热塑性片状坯件的储存库、用于供给坯件的站、用于加热坯件的站、用于从所述坯件开始热成型容器的站,其特征在于,供给站包括闭环路径和至少两个传送元件,该至少两个传送元件沿着所述路径在装载位置和卸载位置之间彼此跟随地移动,在装载位置中,传送元件面对坯件储存库,在卸载位置中,传送元件面对加热站;并且其中加热站包括加热转盘,在加热转盘上设置有多个加热头;其中,在工作状态下,处于卸载位置的传送元件以大体上线性运动的方式移动,其速度大体上等于加热转盘的周边速度。
[0015] 该目的和目标还通过一种用于通过热成型制造容器的组件来实现,该组件包括热塑性片状坯件的储存库、用于供给坯件的站、用于加热坯件的站、用于从所述坯件开始热成型容器的站,其特征在于,供给站包括离心选择器(centrifugal force selector)。在这种情况下,供给站可以进一步包括离心力选择器上游的松散坯件储存库和离心力选择器下游的供给星形传送器(feeding star conveyor),供给星形传送器适于供给加热转盘。
[0016] 该目的和目标还通过一种包装线来实现,该包装线包括以上提及的制造组件、用于用松散材料填充容器的站和用于密封填充容器的站。热成型站、填充站和密封站可以包括各自的转盘,在转盘的周边区域上分别有热成型头、填充头和密封头。此外,包装线可以包括第一、第二和第三转移星形传送器,其中第一转移星形传送器置于加热站和热成型站之间,第二转移星形传送器置于热成型站和填充站之间,以及第三转移星形传送器置于填充站和密封站之间。
[0017] 该目的和目标还通过热成型制造容器的方法来实现,该方法包括以下步骤:
[0018] a.从储存库中取出至少一个片状坯件,在储存库中多个坯件对齐、优选堆叠且静止;
[0019] b.将所述至少一个坯件加速至大体上等于加热站转盘的周边速度并且与加热站转盘的周边速度协调的线速度;
[0020] c.将所述至少一个坯件转移到安装在加热站转盘上的加热头或转移到中间转移星形传送器上,然后该中间转移星形传送器将所述至少一个坯件释放到加热站的转盘;
[0021] d.加热所述至少一个坯件;
[0022] e.将被加热的所述至少一个坯件转移到热成型站以制造所述容器。
[0023] 通过对根据本发明的组件和线的优选但非排他性的实施例的详细描述,本发明的另外的特征和优点将变得更加明显,其通过非限制性示例、借助于附图的方式被说明,在附图中:
[0024] 图1是根据本发明的FFS包装线的实施例的从上方看的平面图;
[0025] 图2和图3是前一幅图的线的两个站的透视图;
[0026] 图4是在图2和图3中的站的侧视图;
[0027] 图5是沿图4中的线V-V截取的横截面图;
[0028] 图6是图2和图3中的站的从上方看的半透明平面图;
[0029] 图7是沿图6中的线VII-VII截取的横截面图;
[0030] 图8和图9是前述图中线的供给站的变型的平面图和侧视图;
[0031] 图10是前述图中线的储存库的一部分的透视图;
[0032] 图11和图12是前一副图的储存库站在两种不同工作状态下的横截面图;
[0033] 图13是前述图中线的加热站的透视图;
[0034] 图14是前述图中的站的加热头的横截面图;
[0035] 图14A是前述图的站的加热头的一部分的侧视图;
[0036] 图15是前述图中的线的热成型站的横截面透视图;
[0037] 图16是前述图的站的热成型头的横截面图;
[0038] 图17是前述图中的用于供给线的封闭密封件的站的透视图;
[0039] 图18是前述图中线的密封站的横截面透视图;
[0040] 图19是前述图的站的密封头的横截面图;
[0041] 图20是供给站的变型的平面图;
[0042] 图21是图20中的站中的离心选择器的横截面图;
[0043] 图22和图23是图21中的处于两个不同工作位置的离心选择器的细节的横截面图;
[0044] 图24是图1的线的供给站的另一种变型的示意性平面图。
[0045] 参考附图,参考标记1通常表示根据本发明的用于包装利用热成型的容器的线。这种线是FFS(成型-填充-密封)线,因为这种线从坯件开始生产填充和密封的容器,其沿着该线被热成型、填充和密封。
[0046] 线1包括用于通过热成型制造容器的组件10。
[0047] 组件10包括热塑性片状坯件G的储存库(magazine)2、用于将坯件G供给到用于加热坯件G的站4的站3、以及用于从这些加热的坯件G开始热成型容器的后续站5。
[0048] 刚刚列出的站被设计成在工作状态下由片状坯件G接连地穿过,以便生产容器,优选地用于食品使用的容器。从加热站开始的坯件和从坯件得到的容器优选通过转移星形传送器并且可选地通过部分围绕这种转移星形传送器的导向件,从一个站运送到另一个站直到出口,如下文参考星形传送器81、82、83和84所述。
[0049] 热塑性片状坯件G包括可热成型塑料材料的“代表(token)”或完全由可热成型塑料材料的“代表(token)”构成,例如热塑性聚合物,优选为适合于食品的类型,例如PS、HIPS、PET或者类似物。通常,每个坯件G在平面图中可以具有任何形状,例如圆拱形(round)、正方形、矩形、椭圆形、多边形,其对应于希望提供的最终容器的平面或该最终容器的口部的边沿(rim)的平面。在优选和图示的实施例中,每个坯件G适于形成单个容器,并且具有但不限于盘状形状。
[0050] 优选地,用热成型站5获得的容器是桶(tub),例如适于在填充站6中被填充颗粒或流体形式的可食用物质,例如酸奶,以便随后用“可剥离的”片材盖(例如塑料/层压材料)密封。
[0051] 根据本发明,供给站3包括闭环路径31和至少两个传送元件32、33,至少两个传送元件32、33沿着路径31在装载位置和卸载位置之间彼此跟随地移动,在装载位置传送元件(图6中的33)面对坯件储存库2,在卸载位置传送元件(图6中的32)面对加热站4。
[0052] 此外,根据本发明,并参考图13和图14,加热站4包括加热转盘41,该加热转盘41可以围绕中心轴线连续且均匀地旋转,并且在该加热转盘41上有多个加热头42,这些加热头被设计成单个地加热坯件G,如下文将要说明的。
[0053] 在工作状态(或操作状态)下,处于卸载位置的传送元件32以大体上线性运动的形式移动,其速度大体上等于加热站4的加热转盘41的周边速度并与加热站4的加热转盘41的周边速度协调,从而在坯件G被卸载到加热转盘41上的部分中消除了转盘41和卸载坯件G的传送元件32之间的速度差。
[0054] 以这种方式,可以实现刚刚描述的组件10的快速装载和高的操作速度:事实上,坯件G从静止的储存库中取出,并连续地转移到转盘。坯件G从传送元件32到加热转盘41的转移发生得极其流畅,因为两个速度(通过使其相等)使得即使速度非常高也可以防止堵塞。
[0055] 储存库2和供给站3的细节将在后面更详细地描述。
[0056] 考虑到加热站4,其包括加热转盘41,在加热转盘41上有至少多个加热头。
[0057] 通常,用于热成型线的用于加热热塑性片状坯件G的站包括加热转盘41,该加热转盘41可以围绕中心轴线H连续旋转,并且具有多个加热头42,该多个加热头42与该中心轴线H径向间隔开,每个加热头42适于在转盘外部的第一周边区域处接纳至少一个相应的热塑性片状坯件,在转盘旋转期间保持该至少一个坯件,同时向该至少一个坯件供热量,并将该至少一个坯件释放到转盘外部的第二周边区域,该第二周边区域与第一区域成度地间隔开。
[0058] 加热站4包括加热转盘41,加热转盘41可以围绕中心轴线H连续旋转,并具有与中心轴线H径向间隔开的多个加热头42。
[0059] 每个加热头42适于在转盘外部的第一周边区域43处接纳至少一个相应的热塑性片状坯件G,在转盘旋转期间保持该相应的坯件G,同时向该坯件G提供热量,以使其达到热成型或永久变形温度,并将如此加热的坯件释放到第二周边区域44,第二周边区域44在转盘41外部并与第一区域43成角度地隔开。在第二周边区域44中,可以设置输出星形传送器81,输出星形传送器81构成后续热成型站5的输入星形传送器,并且执行加热坯件G从站4到站5的转移。
[0060] 每个加热头42可以包括紧固装置420,紧固装置420适于在坯件G加热期间在坯件G的周边区域处的夹紧表面P上保持坯件G。每个加热头42还可以包括至少一个热源450,该热源450与紧固装置420相关联,并且可以相对于夹紧表面P移动,以便加热坯件的不受前述夹紧影响的区域。例如,当坯件G为盘形时,如附图中所示的情况,该盘状物的被加热到坯件G的材料的至少热成型温度的区域是直径小于盘状物直径的圆,因此在盘状物上留下“冷”环,紧固装置420作用在该环上以便在转盘41旋转期间保持该盘状物,直到该盘状物被释放到输出星形传送器81。
[0061] 紧固装置420优选地包括至少两个卡爪(jaws)421-422,卡爪421-422轴向地相互相对,并且可以沿着大体上平行于转盘41的旋转中心轴线H的夹紧轴线C1相互移动,以便在坯件G的周边区域423处将坯件G夹紧在卡爪之间。
[0062] 这种卡爪421、422可以包括相应的环形结构424、425,环形结构424、425设有相应的突起426、427,例如弯曲壁,突起426、427在该周边区域的相对的面上执行坯件G的夹紧。环形结构424、425优选至少部分由隔热材料制成,并且可选地,突起426、427被穿孔,以便尽可能减少与坯件G的周边区域的热交换。
[0063] 卡爪421、422优选直接或间接地可滑动地安装在同一固定直线导向件430上,该直线导向件430在加热转盘41的周边区域410上,并且平行于夹紧轴线C1定向。
[0064] 例如,在所示的优选实施例中,环形结构424、425安装在环形支撑件428、429上,环形支撑件428、429以悬臂方式固定在滑动件431、432上,滑动件431、432可滑动地装配到直线导向件430上。这种导向件430可以固定到杆435的横臂433、434,杆435直接固定到加热转盘41的周边区域410上。
[0065] 卡爪421、422还可以连接到铰接四边形机构440,铰接四边形机构440与凸轮随动件441相关联,凸轮随动件441与加热站的固定凸轮442相互作用,该固定凸轮442关于旋转轴线H布置在固定位置,从而经由所述铰接四边形使卡爪421、422相互接近或间隔开。
[0066] 铰接四边形机构440可以包括摇臂443,摇臂443具有支点F,支点F可旋转地装配在加热转盘的周边区域410的固定点处,例如杆435上,并且摇臂443具有通过相应连杆446、447连接到相应卡爪421、422的两个相应端部444、445,使得摇臂443围绕支点F的旋转导致卡爪421、422相互接近或间隔开。
[0067] 连杆446和447可以在相应的滑动件431、432上枢转。
[0068] 为了控制摇臂443的旋转,摇臂443的端部中的一个,例如第一端445,有利地连接到凸轮随动件441,凸轮随动件441优选为具有摇臂和辊的类型,使得凸轮随动件441和固定凸轮442之间的相互作用控制摇臂的旋转,并因此控制卡爪421、422的打开和关闭。在这种情况下,凸轮随动件441和摇臂的端部445之间的连接通过第三连杆448获得。
[0069] 在未示出的可选择的实施例中,凸轮随动辊可以直接应用于摇臂的前述端部445。
[0070] 热源450也可以沿着夹紧轴线C1移动,并且特别地,热源450通过独立于使两个卡爪421、422相对于彼此移动的致动器的致动器来移动,例如通过气动致动器。
[0071] 热源450优选是电阻式的,并且可以安装在一对支撑件451、452上,支撑件451、452可以从相对的侧朝向夹紧表面P相互更靠近地移动,优选地,以便在坯件G的两个面上施加保持力,并且通过传导将热量传递到这些面的有限区域上,该有限区域意图在随后的热成型过程中变形。
[0072] 为此,热源的支撑件451、452包括用于通过传导传递热量的表面453、454,该表面在待加热的坯件G的面的区域之下延伸,使得由卡爪421、422执行的夹紧发生在坯件的未被热源450直接加热的周边部分中。
[0073] 在未示出的可选择的实施例中,热量的传递可以通过辐射发生,例如利用IR灯型的热源。在这种情况下,IR束的发散将使得仅将坯件G的中心区域加热到热成型温度。激光器可以用作另一个可选择的热源。
[0074] 从前面的描述中加热站的操作是明显的。特别地,转盘41围绕中心轴线H连续旋转,例如通过转盘的中心轴上的直接驱动达或者通过传动装置连接到这种轴的马达进行该旋转。在图13中,转盘41的旋转方向是逆时针的。
[0075] 固定凸轮442可以被配置成使摇臂443在供给站3处并且特别是在第二外部周边区域44处沿着使卡爪421、422相互间隔开的方向旋转,使得每个加热头42从供给站接纳相应的片状坯件G而不用停止。可选地,摇臂在卡爪打开方向上的旋转可以通过弹簧(未示出)来完成,该弹簧作用在凸轮随动件441上或者直接作用在摇臂443的一个端部444、445上。
[0076] 在将坯件G插入紧固装置420之间(例如通过释放坯件G使其搁置在突起426上)后,摇臂443通过凸轮随动件441和固定凸轮442之间的相互作用在相对于卡爪421、422的打开方向相反的方向上旋转,从而实现沿着从第一区域43到第二区域44的路径使坯件G保持在相应的加热头42中。
[0077] 在这样的路径期间,热源的支撑件451、452的相互接近被气动驱动,以便加热坯件G的区域449。达到的温度大体上等于或超过构成坯件G的材料的热成型温度或永久变形温度。
[0078] 一旦到达第二周边区域44,摇臂443再次旋转,以允许坯件G释放,例如释放到输出星形传送器81。
[0079] 现在返回来描述储存库2和供给站3,首先将参考图2-图5。
[0080] 储存库2包括一个或更多个用于装载的管状元件22,坯件G放置在管状元件22中,坯件G彼此堆叠。
[0081] 如附图中所示,用于装载的管状元件22可以固定到与供给站的基脚(footing)共用的基脚,或者管状元件22可以设置有固定到地面上的专用基脚。
[0082] 在所示实施例中,管状元件22竖直延伸,而在其他实施例(未示出)中,管状元件22平延伸,在这种情况下,坯件G沿着水平方向并排布置,并且可选地坯件G相对于这种方向倾斜。
[0083] 储存库2还包括用于每个管状元件22的拾取装置23,该拾取装置23在图5中的细节截面中是可见的。
[0084] 拾取装置23包括毂231,毂231同心地安装到旋转轴232上,旋转轴232由电动马达(未示出)致动。
[0085] 毂231连接到传动臂233,传动臂233通过连杆234连接到致动抽屉(actuation drawer)235,致动抽屉235可以交替线性运动的方式移动。
[0086] 致动抽屉235在相应管状元件22的(下部)出口下方的位置对齐,并且在移动中,致动抽屉235从至少一个使出口打开的位置行进到其至少部分地关闭该出口的位置,并且反之亦然。
[0087] 抽屉235及设置在该抽屉235与相应管状元件22的出口边缘之间的通道使得:
[0088] -当抽屉235处于打开位置时,位于该堆叠物的底部处的最近的坯件G向下移动,并且摆脱管状元件22的周边保持(peripheral retention);
[0089] -当抽屉235移动到关闭位置时,该抽屉235朝着拾取区域236水平移动这种坯件G,而且同时防止上方的坯件G的堆叠物向下移动。
[0090] 因此,抽屉235在操作中的交替线性运动导致单个坯件G从管状元件22移位到拾取区域236。
[0091] 有利地,每个管状元件包括对应的抽屉;单个抽屉235可以被停止,从而也能够仅部分地将坯件G供应到拾取区域236:为此,安装有定杆237,使得锁定杆237可以在传动臂233上在锁定位置(图12)(在该位置,锁定杆237与固定支撑件238干涉)和锁定杆237释放传动臂233的移动的位置(图11)(在该位置,锁定杆237不与固定支撑件238干涉)之间摆动(oscillate)。
[0092] 在一种变型中,管状元件22水平布置而不是竖直布置;然而,同样在该变型中,坯件从其被竖直布置的位置(在管状元件22内)开始在拾取区域236中水平地布置。
[0093] 为此,在该变型(未示出)中,坯件G大体上竖直地布置和在水平方向上并排地单个地布置,并且存在拾取装置,该拾取装置包括例如设置有夹持端(例如具有吸盘(sucker))的铰接臂,该夹持端从储存库拾取坯件并将这种坯件存放在弯曲滑槽上,该弯曲斜槽将这种坯件水平布置,将这种坯件输送到拾取区域236上。
[0094] 现在转向更详细地描述供给站3,图1至图7示出了供给站3的第一优选实施例,而图8和9图示出了其变型。
[0095] 在第一实施例中,供给站3包括用于每个传送元件32、33的分开的运动链325、335,以便沿着闭环路径31分别引导每个传送元件32、33运动。
[0096] 传送元件32、33每个都包括一系列相邻的推动器指状件(pusher fingers)321,推动器指状件321界定坯件G的接纳单元322。
[0097] 每个传送元件32、33联接到专用柔性运动传动链325、335;在该示例中,每个柔性运动链325、335包括一对带齿带(toothed belts),但是该对带齿带可以等同于链或类似物。
[0098] 成对的带325、335缠绕在两个多重驱动滑轮(two multiple drivingpulleys)324上,并由该两个多重驱动滑轮324移动,该两个多重驱动滑轮324具有平行且优选竖直的轴线。
[0099] 参考图7中所示的非限制性示例,应当注意,为此目的,每个多重滑轮324包括四个同心且重叠的滑轮轮子(pulley wheels);每个滑轮轮子接合一对带325、335中的一条带。
[0100] 具体而言,在每个多重滑轮324的四个轮子中,只有两个被联接到相应的驱动轴327、328,驱动轴327、328由相应的电动马达171、172移动,而由缠绕在联接到相应的驱动轴
327、328的上述滑轮周围的相同带缠绕在周围的另外两个滑轮相对于该轴327、328空转。
[0101] 有利地,为了整体的稳定性,第一对带325沿着滑轮324的旋转轴线的方向与第二对带335交替。
[0102] 从前面的描述中可以看出,两个电动马达171(或172)中的一个移动相应的一对带325(或335),并因此移动相应的传送元件32(或33)。
[0103] 因此,传送元件32(或33)可以彼此协调但彼此独立地移动,使得当一个传送元件32或33处于拾取区域236中且相对于该区域(以及相对于储存库)具有大体上为零的速度时,另一个传送元件33或32处于卸载位置,其速度大体上等于加热转盘41或可选的中间转移星形传送器的周边速度。
[0104] 两个传送元件32、33的一系列推动器指状件321(以及因此接纳单元322)布置在相同的高度处,以便以相同的方式与拾取区域236和加热转盘41相接。
[0105] 传送元件32、33所遵循的闭合路径31在平面上如此延伸:沿着面向储存库2的第一大体直的部分,接着是滑轮324处的第一弯曲部分,接着是面向加热转盘41的第二大体直的部分,以及然后是另一滑轮324处的第二弯曲部分。
[0106] 在未示出的本发明的其他实施例中,可以有不同形式的闭合路径。
[0107] 供给站3还包括周边导轨39,周边导轨39适于在将坯件G从储存库2移动到加热转盘41的步骤中引导坯件G,坯件G由指状件321推动。
[0108] 优选地,导轨39设置在第一直线部分、第一弯曲部分的至少一部分处,以及第二直线部分的一部分处。
[0109] 刚刚描述的实施例中的供给站3的操作需要以下内容。
[0110] 当一个传送元件(或装载元件)32面向储存库2以便移动位于拾取区域236处的坯件G的第一装载时,另一个传送元件(或装载元件)33面向加热转盘41以便将其坯件卸载到下游的加热转盘41上。
[0111] 特别地,面向储存库2的传送元件32大体上是静止的,而面向加热转盘41的传送元件33以大约等于加热转盘41的或可选地布置在加热转盘41和传送元件33之间的转移星形传送器的周边速度的速度移动。
[0112] 传送元件32、33沿着路径31在装载位置和卸载位置之间彼此跟随地移动,在装载位置传送元件(图6中的33)面对坯件储存库2,在卸载位置传送元件(图6中的32)面对加热站4。
[0113] 拾取通过使抽屉235的移动与传送元件32、33的移动同步而发生:实质上,当传送元件32或33处于装载位置时,抽屉235将坯件的装载供给到拾取区域236中,该拾取区域236与界定在指状件321之间的接纳单元322重合(在该位置)。
[0114] 坯件朝向拾取区域236的运动方向因此大体上垂直于处于装载位置的传送元件32、33的指状件321的移动方向,并且与处于装载位置的传送元件32、33的指状件321的移动方向在同一平面上。
[0115] 在沿着闭合路径31的运动中设置有速度不同的部分。更具体地,由电动马达171和172施加到传送元件32、33的加速度使得当面向加热转盘41的一个传送元件33几乎已经完成坯件G的卸载并且将要离开第二位置时,另一个元件32已经紧接地位于第一位置的后方;
这样,实现了加热转盘41的连续装载,这不会使任何加热头42空着(除非发生故障)。
[0116] 在图8和图9的变型中,供给站3A代替地包括用于所有传送元件32、33的单个柔性运动链,因此传送元件32、33沿着闭环路径31A一起被驱动运动。传送元件32、33类似于第一实施例的传送元件,即,传送元件32、33具有推动器指状件321,并且推动器指状件321沿着至少部分地环绕供给站3A的引导轨道推动从储存库中接纳的片状坯件G。
[0117] 供给站3A还包括基座39A,闭环路径31A安装在基座39A上,使其可以摆动。
[0118] 柔性运动链235A(其可以包括单个或多个链或带,类似于第一实施例的链)由链马达移动,并且基座由相应的基座马达移动(这些马达未示出)。
[0119] 基座马达适于使基座39A在水平方向上(即与加热转盘41的节圆(pitch circle)相切)刚性地摆动。
[0120] 链马达被设计成以两种不同的速度在两个滑轮234A之间移动运动链235A本身(类似于前面的情况),从而界定了传送元件32、33所遵循的闭合路径31A。
[0121] 链马达的速度在高于零的两个值之间周期性地振荡(oscillate),且基座马达的速度周期性地(具有与链马达的速度相同的周期或占空比)在具有相互相反符号并且与链马达的速度相位正交(phase quadrature)的两个相同值之间振荡,使得传送元件32在装载位置的速度大体为零,并且传送元件33在卸载位置的速度具有大体等于加热站4的加热转盘41或可选的中间转移星形传送器的周边速度的值。
[0122] 参考图8和9描述的这种类型的解决方案在不同的行业中是已知的,并且在US6,499,280中进行了描述。
[0123] 在加热站4的下游设置有转移轮或转移星形传送器81,该转移轮或转移星形传送器81将加热的坯件移动到随后的热成型站5。
[0124] 在图24所描绘的本发明的另一个实施例中,代替上述供给站3A,供给站3C被设计成长定子线性马达,该长定子线性马达包括多个输送轨,这些输送轨被布置成形成椭圆形轨道,并且形成定子的多个电驱动线圈沿着输送轨纵向布置(图中未示出)。这些驱动线圈适于与被适当布置在传送元件32C、33C上的激励磁体相互作用。传送元件32C、33C可沿着输送轨滑动,并且类似于第一实施例的传送元件32、33,即传送元件32C、33C具有推动器指状件,该推动器指状件适于沿着至少部分围绕供给站3C的坯件引导轨道(图中未示出)推动片状坯件G,该片状坯件G从类似于坯件储存库2的坯件储存库2C被接纳。
[0125] 通过控制每个传送元件32C、33C的驱动线圈的电气定子电流(electrical stator current),独立地产生推进力,该推进力沿着输送轨(即沿着椭圆形轨道)在纵向方向上移动传送元件32C、33C。驱动线圈被如此控制,以使传送元件的一部分(例如32C)停止在装载位置处,即在坯件储存库2C处,用于接纳片状坯件G,同时传送元件的另一部分(例如33C)以加热转盘41的相同周边速度在卸载位置移动,从而将片状坯件G释放到加热站4。
[0126] 参照图15和图16,优选地,用热成型站5获得的容器C是桶状的,例如适于在填充站6中填充有颗粒或流体形式的可食用物质,例如酸奶,以便随后用“可剥离的”片材盖(例如塑料/铝层压材料)密封。
[0127] 热成型站5包括热成型转盘51,该热成型转盘51可以围绕中心轴线H’连续旋转,并且具有与中心轴线H’径向间隔开的多个热成型头52。为了简单起见,图中仅示出了这种热成型头52中的一个。
[0128] 每个热成型头52适于:
[0129] -在转盘外部的第一输入周边区域53处接纳至少一个相应的热塑性片状坯件G,该坯件被合适地预热;
[0130] -在热成型转盘51旋转期间保持相应的坯件G,同时坯件G产生变形,以便使坯件G呈现所需的容器C形状;以及
[0131] -将如此获得的容器C释放到第二输出周边区域54,该区域位于热成型转盘51的外部并与第一区域53成角度地间隔开。
[0132] 在第一周边区域53中可以有输入星形传送器81,而在第二周边区域54中可以有输出星形传送器82。
[0133] 特别地,热成型转盘51可以包括下支撑环511,该下支撑环511与上腔室513成一体,该上腔室513还固定到中心毂512,并且可以与中心毂一起旋转。热成型转盘51还包括固定的隔板(bulkhead)515,环511相对于固定的隔板515与腔室513一起旋转。凸轮形导向轮廓从隔板515径向突出,这将在后面描述。
[0134] 腔室513优选地适于容纳压缩空气装置,这将在下文描述。
[0135] 每个热成型头52可以包括用于夹持片状坯件G的装置520,至少用于夹持从第一区域53到达的坯件并将其定位在成型区域处。
[0136] 此外,每个热成型头52可以包括:
[0137] -用于热成型的钟形组件(bell assembly)521,其至少装备有热成型拉伸装置522(drawing device)和用于致动拉伸装置522的装置以及压缩空气吹塑装置;用于致动拉伸装置522的装置优选是气动的,并且拉伸装置522与压缩空气吹塑装置一起适于通过拉伸片状坯件G和随后吹塑片状坯件G来形成容器C;
[0138] -模具524,其允许片状坯件G变形,直到其达到容器C的期望形状;模具524可以至少在其布置成靠近钟形组件521的位置和其布置成远离钟形组件521的位置之间可移动。
[0139] 优选地,在模具524布置成靠近钟形组件521的位置,坯件G发生从片状构型G到容器C构型的塑性变形,而在模具524布置成远离钟形组件521的位置,执行装载片状坯件G和从热成型站卸载容器C的步骤。
[0140] 每个热成型头52与专用立柱525相关联,每个热成型头52的部件中的所有或一些在专用立柱525上移动和/或被支撑在专用立柱525上。立柱525固定在环511上,并且竖直延伸,其中立柱525的轴线平行于热成型转盘51的旋转轴线H’。
[0141] 更详细地说,每个夹持装置520可以在相应的柱525上移动,并且为此目的包括可以在柱525上滑动的导向套筒5200和用于移动的第一凸轮随动辊5205,该第一凸轮随动辊在头52在热成型转盘51上旋转移动时与专用固定凸轮(未示出)配合,该专用固定凸轮确定夹持装置520作为一个整体沿着柱525的竖直平移,以便使夹持装置520与下面的模具524的移动同步。夹持装置520还包括复位弹簧5209,复位弹簧5209安装在柱525上,并作用在装置520本身上,对抗凸轮随动辊5205起作用。
[0142] 为了在定位期间和/或在塑性变形期间以及当模具524远离钟形组件521移动时沿着坯件G的周边区域支撑坯件G,夹持装置520有利地设置有夹持器5201,夹持器5201铰接到致动机构,该致动机构又与第二凸轮随动辊5203功能性连接,用于致动夹持器,该第二凸轮随动辊5203在热成型头52在操作中旋转期间与专用固定凸轮(未示出)配合,以便确定夹持器5201在参考角度位置处的打开和关闭。
[0143] 夹持器5201有利地包括至少两个相互相对的推动点,更优选地包括四个相互相对的推动点,以便当模具524远离钟形组件521移动时,方便地支撑从输入星形传送器81接纳的加热坯件G以及在热成型结束时支撑容器C。
[0144] 优选地,每个夹持装置520还设置有防旋转元件,该防旋转元件被设计成防止夹持装置520围绕柱525的任何旋转移动;在优选的且非限制性实施例中,这种防旋转元件5206是与导向套筒5200成一体的臂的形式,并且其终止于在操作中与相邻钟形组件521接触的防旋转滑动器(runners)。
[0145] 在操作中,到达第一周边区域53处热成型转盘51处的加热坯件G被夹持装置520的夹持器5201接合,并且被定位在其热成型将发生的位置并可选地保持在其热成型将发生的位置,并且至少在第二周边区域54处被夹持器5201释放,此时容器C现已形成。
[0146] 现在转向更详细地描述钟形组件521的优选实施例,钟形组件521包括用于固定到上腔室513的凸缘5210,使得钟形组件521相对于柱525保持固定。
[0147] 组件521包括钟形件(bell)5211,通过用于致动拉伸装置的装置5221,拉伸装置522在操作中在钟形件5211内交替移动。
[0148] 优选地,用于致动拉伸装置的这种装置5221是气动的,并且包括气动致动器,当热成型头在其围绕轴线H’的旋转移动中达到预设角度位置时,气动致动器在模具524的方向上致动拉伸装置522的杆。
[0149] 存在对抗用于致动拉伸装置的装置5221起作用的复位弹簧5222,复位弹簧5222也作用在拉伸装置的杆本身上,以便将其复位到远离模具524的位置。
[0150] 还提供了压缩空气吹塑装置(未示出),在优选实施例中,该装置包括至少一个用于输送压缩空气的导管,该导管连接到压缩空气源,当拉伸装置522的热成型头已经拉伸坯件G时,该压缩空气源向钟形件5211供应压缩空气。
[0151] 在描述配合模具524之后,将更详细地描述钟形组件521的操作。
[0152] 在所示的优选实施例中,配合模具524包括模具模(mold die)5240,模具模5240具有适于产生优选形状和尺寸的容器C的形状。模具模5240的自由上边缘有利地包括径向凹部,构成夹持器5201的推动点的自由端可以插入该凹部中,以便界定宽度大体均匀的环,该环适于在拉伸和吹塑过程中用于坯件G的轴向夹持,并且便于存放坯件和拾取容器的操作。
[0153] 然而,有利的是,同样在上述径向凹部处,模具模5240的自由上边缘界定了不间断的圆周支撑环,该圆周支撑环足以在拉伸和吹塑过程中轴向夹紧坯件G。
[0154] 优选地,模具524包括冷却系统,用于至少冷却模具模5240的周边壁,以便在产生容器C的拉伸操作期间促进坯件G的材料凝固;在优选实施例中,冷却系统包括用于围绕模具模5240的壁输送流体的导管。
[0155] 在这点上,根据优选实施例,模具模5240选择性地可移除地联接(例如,通过与平头螺钉接合)到支撑底部5241,该支撑底部是模具524本身的一部分;如果模具模5240磨损或者如果要生产的容器C的形状需要改变,这使得快速更换模具模5240成为可能。
[0156] 支撑底部5241并且更一般地模具模5240可以在柱525上移动,以便允许模具524在操作中从钟形件521和向钟形件521的交替运动;为此,存在模具凸轮随动辊5245,该模具凸轮随动辊5245与固定凸轮(未示出)配合,以便在头52的圆周运动中在头52的预定角度位置处使模具524产生沿柱525的平移。
[0157] 为此,模具524设置有套筒5246,套筒5246包围柱525,使得套筒5246可以滑动。
[0158] 可选地,还存在气动紧固装置,该气动紧固装置适于迫使模具模5240的上部自由周边边缘抵着钟形件521与坯件G接触。
[0159] 优选的且图示的形式的气动紧固装置包括可变容积腔室5247,与套筒5246成一体的隔壁(partition)5248气密地容纳在该可变容积腔室5247中;可变容积腔室5247界定在固定到下支撑环511的外部壳和可以沿着柱525移动并与模具模5240联接的套筒5246之间。可变容积腔室5247还设有用于供应压缩空气的入口和出口。优选地,供给腔室5247的压缩空气穿过界定在柱525中的专用通道。
[0160] 为了描述该操作,本文将检查热成型头52围绕轴线H’的连续旋转运动,忽略已经在上面描述的夹持装置520的操作。热成型转盘51围绕中心轴线H’的连续旋转可以例如通过转盘的中心轴或毂上的直接驱动马达或者由通过传动装置连接到这种轴的马达来实现。
[0161] 在这种旋转过程中,当模具524与钟形组件521间隔开时,被加热的片状坯件G由输入星形传送器81定位在热成型区域中,在热成型区域中,片状坯件G周边地搁置在处于关闭位置的夹持器5201的推动点上。
[0162] 在这种情况下,加热坯件G也可以搁置在模具模5240的上部自由边缘上,或者这种模具模5240可以与模具524一起处于降低的位置,并且被升高,直到这种模具模5240被带到夹持器5201的高度,以便与夹持器5201一起界定坯件G的单个、更宽阔的搁置表面。
[0163] 随后,通过相应的模具凸轮随动辊5205和5245的移动,夹持装置520和模具524沿着柱525在钟形组件521的方向上竖直地执行平移运动,直到坯件G的周边环接合在模具和钟形组件之间,更准确地说,接合在模具模5240的上部自由周边边缘和钟形件5211的下部自由周边边缘之间。有利的是,在这种情况下,夹持器5201可以保持在关闭位置以便致使加热坯件G的下部搁置表面一致,或者夹持器5201可以保持打开(如图16所示)。
[0164] 随后,拉伸装置522移动,向下执行平移运动,直到其接触坯件G并通过拉伸坯件G而使坯件G变形,以便使坯件G呈现大体上对应于容器C的期望形状的中间形状。
[0165] 在拉伸装置522下降期间或结束时,根据常规技术,压力下的压缩空气被注入拉伸装置和变形坯件之间的容积中(例如在3巴和6巴之间);压缩空气被输送到变形坯件的现在凹入的区域中,并使变形坯件进一步变形,推动变形坯件与模具模5240的壁接触,从而产生容器C的期望形状。假定模具模的壁比容器C的材料冷,这种材料在与模具模的壁接触时冷却,同时硬化。如上所述,当模具模5240的壁被冷却时,这种效果增加。因此,容器C已经被形成。
[0166] 稍后,在钟形件和容器C之间界定的腔室减压之后,模具524再次从钟形件组件521移开,并被带到间隔开的位置,在该位置,模具524和钟形件组件521之间产生的空间至少足以通过借助于输出星形传送器82从方便地打开的夹持器5201径向拉动容器C来在第二区域53处抽出容器C。
[0167] 有利的是,夹持装置520还通过凸轮随动辊5205降低到足以将容器C与钟形件521分开的距离,从而进一步便于通过输出星形传送器82将容器从夹持器5201中抽出。
[0168] 现在参考图17,图17示出了用于供给容器封闭密封件的站9,该站布置在热成型站5的下游。
[0169] 用于供给封闭密封件的站9包括至少一个固定的密封件储存库901,并且更优选地包括多个密封件储存库900,每个储存库包含多个封闭密封件90,例如堆叠的,并且设置有相应的出口902,密封件90可以从出口902单个地取出。在本说明书中,密封件90也简短地用“S”表示。
[0170] 储存库900可以变成固定的,例如,通过将储存库900安装在支撑表面上,该支撑表面又以悬臂方式固定到包装线1的支柱。
[0171] 在所示的实施例中,密封件储存库900的出口902适于将密封件90保持为可在大体水平的位置从出口中的每一个单个地抽出。
[0172] 由于密封件90优选地在相应的储存库900中堆叠成沿着大体竖直的方向远离出口902延伸,所以该堆叠物的最下方的密封件(即从相应的出口902抽出的密封件)大体平行于密封件供给站9和/或包装线1搁置在其上的底板
[0173] 还提供了用于供给密封件的转盘91,该转盘可以相对于第一中心旋转轴线S1旋转,并且设置有多个拾取器92,拾取器92与第一旋转轴线S1径向地间隔开,并且围绕该轴线S1以规则的角度距离(regular angulardistances)布置。在图17中仅示出了这种拾取器92的一个。
[0174] 拾取器92在垂直于第一旋转轴线S1的平面上的正交投影界定了圆周,这里表示为转盘S1的节圆。
[0175] 拾取器92可以绕第二旋转轴线S2单个地旋转,该第二旋转轴线S2不平行于转盘91的第一旋转轴线S1,而是定向成横向于该第一轴线S1,并且更优选垂直于该第一轴线S1或相对于该第一轴线S1在径向方向上。以这种方式,在转盘91旋转期间,至少一个拾取器92适于从用于从储存库901拾取密封件90的位置(在该位置,拾取器92面向这种储存库901的出口902,以便提取平行于转盘91的旋转平面布置的相应密封件90)旋转到用于释放密封件90的位置(在该位置,拾取器92处于围绕第二旋转轴线S2相对于拾取位置成角度地间隔开的位置,并且拾取器92释放先前从储存库901的出口902取出的密封件90)。
[0176] 用于供给密封件的转盘91的节圆优选在拾取器92处于释放位置的至少一个点中与密封站7中存在的另一转盘的节圆相交,以便能够将密封件90释放到密封站7的转盘。
[0177] 有利地,每个拾取器92由L形臂94界定,该L形臂94以吸盘95结束,并固定在盘状物的周边区域上,该盘状物在沿着转盘91的周边的孔96中枢转。这种盘状物联接到合适的旋转装置(未示出),例如联接到相应的无刷马达,该无刷马达连接到控制器,该控制器控制拾取器92的所有无刷马达。
[0178] 控制器被方便地编程为致动无刷马达,以便使每个拾取器92并且特别是吸盘95沿着转盘91的节圆的弧从密封件90的拾取位置到同一密封件90的释放位置描绘(describe)摆线的一部分。具体而言,相应储存库901的出口902布置在所述摆线的尖端处,或者面向所述摆线的尖端,使得在密封件90的拾取位置,拾取器92可以以大体为零的瞬时速度从出口902抽出密封件90。所描述的摆线部分大体上是半摆线,即密封件90通过拾取器92绕轴线S2旋转180度,以便在水平位置释放到密封站7,并相对于密封件90在储存库901中的位置翻转。
[0179] 有利的是,储存库900根据与拾取器92沿着转盘91的节圆的角距离相同的角度相互成角度地间隔开,使得多个拾取器92可以同时位于对应的储存库下方的拾取位置,并且因此多个密封件90可以在转盘91旋转期间被同时拾取。
[0180] 因此,用于旋转拾取器92的装置被配置成使得数量与用于供给密封件的站9的储存库900的数量相对应的拾取器92同时描绘半摆线,使得所描绘的半摆线的相应尖端将位于储存库900的相应出口902处或面向储存库900的相应出口902。
[0181] 在用于供给密封件的转盘91围绕第一轴线S1连续旋转期间,一组相邻的拾取器92被定位成吸盘95朝上,并且这些拾取器从相应的固定储存库的出口902拾取相应的密封件90。
[0182] 遵循控制器的命令,这些拾取器92中的每一个都围绕第二轴线S2旋转,而转盘91不停止,并因此吸盘95描绘了半摆线路径,直到吸盘95与拾取位置的角度成180度角,并且拾取器围绕第二轴线S2的旋转停止,同时转盘91围绕第一轴线S1继续旋转。
[0183] 在这种情况下,被拾取的密封件90现在悬挂在吸盘95上,并且可以被释放到密封站7的相邻转盘,该转盘的旋转显然与用于供给密封件的转盘91的旋转同步。释放可以通过以本身已知的方式气动地去除吸盘95和密封件90之间的部分真空来实现。
[0184] 在热成型站的下游,容器C(其仍然是空的)被供给到转盘填充站6,在填充站6,容器C被松散材料填充,优选上述类型的可食用材料。将不给出填充站6的特征的更多细节,因为其只是连续旋转的填充转盘,并且其连接到至少一个可食用材料的储存器。该站本身是常规的,但是被修改以支撑和填充由热成型站5形成的特定容器C。
[0185] 在填充站6的下游,容器C(现在包含松散材料)被朝向密封站7传送,密封件(S或90)也从已经描述的用于供给封闭密封件9的站传送到密封站7。
[0186] 密封站7包括密封转盘71,其可以围绕中心轴线H″连续地旋转,并且具有多个密封头72,密封头72与中心轴线H″径向地间隔开。为了简单起见,图18仅示出了一个密封头72。
[0187] 在密封转盘71围绕中心轴线H″连续旋转期间,每个密封头72适于:
[0188] -在位于密封转盘71外部的第一输入周边区域73处接纳至少一个待密封的容器C;
[0189] -在第二输入周边区域74处接纳至少一个封闭密封件S,该第二输入周边区域74位于密封转盘71的外部,并且相对于中心轴线H″与第一周边区域73成角度地间隔开;
[0190] -在密封转盘71旋转期间,保持封闭密封件S和容器C,并将封闭密封件S和容器C稳定地联接在一起;
[0191] -将完整的具有封闭密封件S的容器C释放,从而将其提供给第三输出周边区域75,该区域75位于密封转盘71的外部,并且相对于中心轴线H″与第一区域73和第二区域74成角度地间隔开。
[0192] 在第一周边区域73中可以有输入星形传送器83,输入星形传送器83适于将容器C供给到密封转盘71,并且在第二周边区域74中可以有用于供给封闭密封件的转盘91,该转盘适于至少连续地将封闭密封件S供给到密封转盘71,而在第三周边区域75中可以有输出星形传送器84。
[0193] 参照操作中密封转盘71的旋转方向,第一周边区域73优选位于第二周边区域74的下游。
[0194] 特别地,密封转盘71可以包括连接到密封头72的下支撑环701、连接到环701和中心毂703的上腔室702、以及用于支撑径向凸轮(未示出)以移动密封头72的部件的固定隔壁705。
[0195] 密封转盘71围绕中心轴线H″的连续旋转可以例如通过转盘71的毂703上的直接驱动马达来实现或者由通过传动装置连接到该毂的马达来实现。
[0196] 每个密封头72可以包括用于夹持和定位的组件720、用于拾取和密封的组件750和邻接组件770。
[0197] 用于夹持和定位的组件720被配置成在操作期间的不同时刻至少支撑和移动从相应的第一区域73和第二区域74到达的容器C和封闭密封件S或90。
[0198] 用于拾取和密封的组件750被设计成至少拾取封闭密封件S或90,并执行将该密封件和容器C相互稳定联接的操作。为此,用于拾取和密封的组件750至少配备有:
[0199] -拾取活塞751;
[0200] -用于移动活塞的装置752;
[0201] -用于启动活塞的装置753;
[0202] -用于密封的装置755。
[0203] 用于移动活塞的装置752和用于启动活塞的装置753优选是气动的。活塞751包括带有吸盘夹持装置754的头部,并适于拾取和保持封闭密封件S,使得容器C可以沿着其竖直轴线移动,用于由密封装置755执行的后续联接动作。
[0204] 邻接组件(abutment assembly)770被设计成至少与上述用于拾取和密封的组件750配合,以便在封闭密封件S和容器C之间相互联接和固定的操作期间充当邻接件。
[0205] 可选地,邻接组件770也被设计成或者仅被设计成支撑封闭密封件S(然后其被活塞751拾取)和/或容器C。
[0206] 在这种联接操作中,密封件S和容器C的周边边缘被彼此压靠,并且为此,其被置于邻接组件770和密封装置755之间。
[0207] 每个密封头72与专用立柱760相关联,每个密封头72的部件中的所有或一些在立柱760上移动和/或被支撑在立柱760上。立柱760固定在环701上,并且竖直延伸,其中立柱760的轴线平行于密封转盘71的旋转轴线H″。
[0208] 关于所示实施例深入更多细节,每个用于夹持和定位的组件720可以在相应的柱760上可滑动地移动,并且为此目的包括可以在柱760上滑动的导向套筒721。
[0209] 此外,在所示的优选实施例中,用于夹持和定位的组件720包括大体上弧形的相互相对的钳(pincers)722,和用于移动钳的第一凸轮随动辊723,在密封站72由于密封转盘71的旋转而处于旋转移动时,该第一凸轮随动辊723与专用固定凸轮(未示出)配合,该专用固定凸轮确定钳722在两个极限位置之间的移动:静止位置,在静止位置,钳722闭合在一起,和释放位置,在释放位置,钳722是分开的。
[0210] 因此钳722可以借助于第二凸轮随动辊724平行于柱760平移,第二凸轮随动辊724连接到套筒721,并且在密封转盘71的旋转移动期间与专用固定凸轮(未示出)配合。
[0211] 下面的邻接组件770包括仿形支撑件(contoured support)771和可以在柱760上滑动的专用套筒773;为此,套筒773连接到相应的凸轮随动辊772,凸轮随动辊772在站72基于密封转盘71而处于旋转移动时与专用的固定凸轮(未示出)配合。
[0212] 对抗凸轮随动辊772作用于套筒773的是致动器774,优选气动致动器774,该致动器774与柱760同轴装配,并且包括可变容积腔室775,在该可变容积腔室775中,气密隔壁776在通过开口778供给到该腔室的压缩空气的压力下移动。在操作中,凸轮(未示出)向下移动凸轮随动辊772,与隔壁776施加的相反推力形成对比,并以这种方式保持辊772和对应凸轮之间的恒定夹持接触状态。套筒773以及因此在最终分析中的仿形支撑件771平行于柱
760竖直移动。
[0213] 作为液压致动器774的替代方案,可以有弹簧或其他适用于对抗辊772起作用的等效解决方案。
[0214] 此外,当容器C和密封件S成为一体时,液压致动器774压缩容器C和密封件S。
[0215] 凸轮(未示出)固定到固定的外部隔壁705,该隔壁不与密封转盘71的环701一起旋转。
[0216] 仿形支撑件771和钳722具有大体互补的形状,以便当其靠近在一起时,界定大体上连续的搁置表面,在该搁置表面上,封闭密封件S和在随后的步骤中的容器C两者都周边地搁置。
[0217] 简要回到邻接组件770,其进一步包括防旋转装置,该防旋转装置又设置有可以与柱760一起旋转的导向件779,并且设置有平行于柱760的长形槽(oblong slot),并且与套筒773成一体的滑动器(runner)780在该长形槽中滑动。
[0218] 现在转向描述用于拾取和密封的组件750,在这种情况下,我们具有拾取活塞751,拾取活塞751在同轴圆柱形导向件758中在缩回状态和延伸状态(即用于拾取)之间移动,在延伸状态中,拾取活塞751沿邻接组件770的方向突出,以便取回封闭密封件S或90。
[0219] 活塞751在两种状态之间的位移通过移动装置752(其优选是气动的)实现:在该实施例中,移动装置包括作用于活塞751和对抗活塞751起作用的气动致动器7521和对比弹簧(contrasting spring)7522。
[0220] 活塞的启动装置753被设计成启动具有吸盘夹持装置754的头部,以便从钳722中取回封闭密封件S。如果活塞的启动装置753是气动的,则活塞751的主体设置有连接到吸盘754的通道,以便产生部分真空,这使得保持封闭密封件成为可能。
[0221] 关于用于密封的装置755,其可以根据要求和意图在封闭密封件S和容器C之间提供的密封类型而变化。
[0222] 在优选的解决方案中,密封装置755包括周边加热唇缘,该周边加热唇缘沿邻接组件770的方向突出,并且被设计成与封闭密封件S的边缘接触,以便将其稳定地联接到容器C。
[0223] 关于封闭密封件S,在优选实施例中,这是常规的,并且其包括柔性片材(单层或多层),该柔性片材在指向容器C的面上设有可热封膜(heat-sealable film)。例如,该膜可以由可热活化的粘合剂层制成和/或由合适的热塑性材料制成。封闭密封件S的形式和实施两者都可以根据应用和需要而变化。
[0224] 现在转向描述密封转盘71连续旋转期间密封站7的操作,为了简单起见,参见单个密封头,封闭密封件S首先例如通过站9被供给到头72。
[0225] 封闭密封件S或90最初仅搁置在置于钳722之间的固定弯曲表面上,而钳722处于打开状态,以便于封闭密封件S在钳722之间径向插入的步骤。在该步骤中,仿形支撑件771可以靠近钳定位,或者,在可选择的实施例中,仿形支撑件771可以处于降低的位置。
[0226] 稍后,钳722闭合,并且可选地,仿形支撑件771朝向钳722执行平移运动。封闭密封件S或90周边地搁置在钳722和仿形支撑件771两者上,以便为随后的拾取步骤保持稳定。
[0227] 在这种拾取步骤中,使活塞751的吸盘夹持装置754下降,直到吸盘夹持装置754与封闭密封件S接触。大体上同时,用于启动活塞的装置753被致动,从而确保吸盘夹持装置754被正确地联接到封闭密封件S。
[0228] 稍后,活塞751返回,并被带到与仿形支撑件771间隔开的状态,在这样做时,同样移开封闭密封件S。大体上同时,邻接组件770执行远离用于拾取和密封的组件750的平移运动,并且钳722被打开。以这种方式,产生足够的空间来定位容器C,容器C从星形传送器83被径向地供给。
[0229] 随后,钳722闭合,从而支撑容器C,并且钳722朝向用于拾取和密封的组件750移动,结果是朝向悬挂在吸盘754上的封闭密封件S移动容器C,并且优选地使封闭密封件S和容器C接触。
[0230] 稍后,邻接组件770朝向用于拾取和密封的组件750移动,从而将封闭密封件S和容器C的口部的周边边缘抵着用于密封的装置755压缩。
[0231] 在这种情况下,用于密封的装置755被启动,从而实现容器C与封闭密封件S的密封。
[0232] 当如此密封的容器C到达第三区域75时,该容器C随后由站7卸载,例如朝向输出星形传送器84卸载,该容器C可以从输出星形传送器84进一步被卸载,例如朝向传送带进一步被卸载。
[0233] 图20-图23中的变化示出了本发明的组件(并且因此FFS包装线)的变化。
[0234] 在该变型中,前面在图1中描述和示出的供给站3和储存库4被供给站3B代替,该供给站3B包括:
[0235] -松散坯件储存库31B;
[0236] -离心力选择器30B;
[0237] -供给星形传送器32B。
[0238] 如前所述,松散坯件储存库31B被设计成容纳多个塑性片状坯件G,例如盘形或类似的形式的塑性片状坯件G。
[0239] 松散坯件储存库31B可以是静态的或动态的:在第一种情况下,松散坯件储存库31B包括简单的容纳腔室,在该容纳腔室中随机地堆积多个坯件G,而在第二种情况下,松散坯件储存库31B包括传送带,坯件G在该传送带上输送。
[0240] 松散坯件储存库31B包括装载系统,该装载系统功能性地将松散坯件储存库31B连接到布置在下游的离心力选择器30B;在所示的实施例中,装载系统包括传送带33B,传送带33B被设计成拾取坯件G并将坯件G传送到离心力选择器30B。
[0241] 优选地,传送带33B在倾斜的斜坡上,使得坯件在较低的高度被取出,并在较高的高度被卸载。
[0242] 离心力选择器30B包括机动环形滚筒(motorized ring drum)34B,该机动环形滚筒34B可以绕第一轴线Y旋转,并且当机器投入运行时大体上是竖直的。
[0243] 滚筒34B包括在自由边缘处终止的壳壁,壳壁具有以环形延伸的平座37B,其功能将很快清楚。
[0244] 容纳在滚筒34B内的是机动选择器盘状物(motorized selector disk)35B,该机动选择器盘状物可以围绕相对于Y轴倾斜的专用轴线Y1旋转;滚筒34B和选择器盘状物35B相互同心并倾斜,如图21所示。
[0245] 平座37B由边沿38B沿圆弧外部地界定,边沿38B相对于座37B本身固定。
[0246] 边沿38B具有大体上等于或略小于坯件G的厚度(较小的尺寸)的轴向延伸(平行于Y轴)。
[0247] 轴向边沿38A围绕平座37A的一部分周向延伸,留下自由的没有边沿38A的至少一个释放点或释放区域:图22和图23显示了相对于Y轴成角度间隔开的两个不同的横截面。
[0248] 在图22中,边沿38B存在,而在图23中,边沿38B不存在。应当注意的是,术语“边沿”是指(固定的)支撑件36B的在相邻(可移动的)平座37B的高度之上延伸的部分,以实际上界定用于平座37B本身上的坯件G1的一种邻接件。
[0249] 如图中可看到的,图23特别示出了释放区域处的横截面,片状坯件G的坯件G1从该释放区域卸载并被送到星形传送器32B,或者如所示的解决方案中那样,将片状坯件G的坯件G1送到将离心力选择器30B连接到星形传送器32B的传送带39B。
[0250] 相比之下,在与上述释放区域中的圆弧不同的圆弧处,如图22所示,边沿38B存在:事实上,在两个坯件G1和G2重叠的情况下,布置在顶部的坯件(G2)由于不可以搁置在边沿
38B上而被离心力推动并径向地行进,直到其落入收集环41B中。
[0251] 应当注意,滚筒34B和盘状物35B相互布置成使得平座37B邻近盘状物35B的上表面,从而坯件G可以在平座37B和盘状物35B的上表面位于大体上相同高度的圆弧处从盘状物35B的上表面转移到平座37B。
[0252] 离心力选择器30B还包括用于再循环废弃坯件的系统40B,该系统40B包括相同的收集环41B和通向收集环41B并从盘状物35B出来的再引入导管42B。
[0253] 供给站3B的操作如下:松散坯件G通过带33B从储存库中被取出,并被允许落到盘状物35B上。
[0254] 坯件G随后在通过离心力旋转的盘状物35B的表面上移动,继续迁移到盘状物35B上的周边位置。
[0255] 当处于旋转的盘状物35B的表面的一部分指向平座37B时,在该部分中的坯件借助于平座37B本身上的离心力而移动,在该处坯件邻接该邻接件38B。
[0256] 如上所述,当两个或更多个重叠的坯件G1和G2位于盘状物35B上时,搁置在第一个坯件的顶部上的坯件通过离心力被喷射到收集环41B中,并且从那里坯件G1和G2通过导管42B再次被供给到盘状物35B(其中压缩空气源或等同物用于移动坯件)。
[0257] 保持搁置在平座37B上的单个坯件G跟随平座37B的旋转,保持搁置在边沿38B上,直到在坯件G的释放点处中断。
[0258] 从该释放点,坯件G然后被卸载到传送带39B上,传送带39B将其传送到星形传送器32B。
[0259] 星形传送器32B旋转的角速度大体上等于已经描述的加热转盘41的角速度,从而允许坯件供应到转盘41本身。
[0260] 工作周期、组件和系统随后如前所述进行,并且因此我们将不进一步解释这些方面。
[0261] 从前面的描述中可以清楚地看出,本发明中采用热成型制造容器的方法包括以下步骤:
[0262] a.从储存库2中取出至少一个片状坯件,在该储存库2中,多个坯件对齐,优选堆叠且静止;
[0263] b.将该坯件加速至大体上等于加热站转盘的周边速度并且与加热站转盘的周边速度协调的线速度;
[0264] c.将该坯件转移到安装在加热站转盘上的加热头或转移到可选的中间转移星形传送器,然后该中间转移星形传送器将该坯件释放到加热站的转盘;
[0265] d.加热坯件;
[0266] e.将加热坯件转移到热成型站以制造容器。
[0267] 现在回到作为整体的线1,热成型站5、填充站6和密封站7还包括各自的转盘51、61、71,在转盘51、61、71上至少分别设置热成型头52、填充头和密封头72。
[0268] 可选地,还提供第一转移星形传送器81、第二转移星形传送器82和第三转移星形传送器83:第一转移星形传送器81置于加热站4和热成型站5之间,第二转移星形传送器82置于热成型站5和填充站6之间,而第三转移星形传送器83置于填充站6和密封站7之间。
[0269] 这样,转盘41、51、61、71都彼此一致地旋转,并且彼此同步。
[0270] 在实践中,已经发现根据本发明的组件和因此的线实现了预期的目的和目标,因为它们使得实现利用热成型的容器的连续生产和包装成为可能。
[0271] 本发明的另一个优点在于,由于线1的连续操作,它能够实现高生产率。
[0272] 此外,与线性机器不同,根据本发明的线能够在不改变机器间距的情况下改变将要制作的容器的样式。
[0273] 本发明的另一个优点在于它避免了故障。
[0274] 如此设想的本发明容许多种修改和变型,所有修改和变型都在所附的权利要求的范围内。
[0275] 此外,所有的细节可以被其他的、在技术上等效的要素代替。
[0276] 在实践中,所采用的材料(假设它们与具体应用兼容)以及因情况而异的尺寸和形状可以根据需求是任意的。
[0277] 本申请要求第102017000014643(UA2017A000844)号意大利专利申请的优先权,该意大利专利申请的公开内容通过引用并入本文。
[0278] 在任何权利要求中提及的技术特征后面是附图标记的情况下,这些附图标记已经被包括以用于增加权利要求的可理解性的唯一目的,并且因此,此类附图标记对通过此类附图标记以示例方式识别的每个元件的解释不具有任何限制作用。
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