ОРИЕНТИРУЮЩИЙ КОНТЕЙНЕР ДЕРЖАТЕЛЬ С РОЛИКОВЫМИ ОПОРАМИ И СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАНИЯ КОНТЕЙНЕРА
CONTAINER ORIENTING HOLDER WITH ROLL SUPPORTS AND METHOD OF CONTAINER ORIENTATION

Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение относится к ориентирующему держателю для контейнеров, которые обрабатываются на автоматической производственной линии. Настоящее изобретение также относится к способу удерживания контейнера в конкретном ориентировании на линии обработки контейнеров. Более конкретно, настоящее изобретение относится к держателю, который стабилизирует и перемещает контейнер вдоль производственной линии, такой как линия наполнения, и дополнительно удерживает контейнер в предварительно заданном ориентировании на протяжении всей обработки. Это обеспечивает правильное ориентирование контейнера относительно прикрепления укупорочного средства и для любых последующих действий.
Держатели, такие как прижимные ролики, используются в производстве множества продуктов. Однако основное использование заключается в наполнении и удерживании контейнеров. Множество контейнеров наполняются продуктом на автоматической линии наполнения. Эти линии наполнения работают со скоростями наполнения 50-300 контейнеров в минуту или более. Контейнеры, если по существу прямоугольные, могут перемещаться вдоль линии наполнения без держателя посредством стабилизации каждого контейнера находящимся сзади контейнером. Для поддерживания таких контейнеров в правильном ориентировании, контейнеры содержат ударные плоскости. Имеются плоские области на контейнерах, где контейнеры соприкасаются друг с другом. Это предотвращает «накопление» контейнеров на линии наполнения. Однако для контейнеров непостоянных, оригинальных или декоративных форм или для контейнеров, которые являются по существу круглыми в сечении, обычно используется держатель. Это, в частности, является случаем, где контейнер после наполнения должен удерживаться в конкретном ориентировании для прикрепления укупорочного средства, этикетирования, упаковывания в тару или для других операций. Держатель также будет правильно ориентировать контейнер относительно наполнительного патрубка линии наполнения. Это предотвратит погрешности наполнения и разливы на линии наполнения.
Прижимные ролики представляют собой тип держателей для контейнеров и могут быть различных форм и типов. Тип и форма определяются формой контейнера для наполнения и требованиями линии наполнения. Обычно прижимные ролики содержат основание, которое выполнено с возможностью плотного прилегания к линии наполнения и внутреннюю поверхность для размещения контейнера. Этой внутренней поверхностью может быть углубление внутри прижимного ролика, в которое контейнер будет помещаться. Прижимной ролик может иметь окружающую стенку, которая продолжается только вокруг основания контейнера или которая по существу окружает контейнер. Дополнительно прижимной ролик может состоять из основания и только двух продолжающихся вверх рычагов для поддерживания контейнера. Этот тип прижимного ролика известен как «целевой зажим» или «этикетировочный» прижимной ролик. Множество таких прижимных роликов поставляются с предприятий-поставщиков, таких как Advantage Pucks Technologies of Corry, Пенсильвания.
Различные держатели для контейнеров и устройства для перемещения контейнеров раскрыты в патентах предшествующего уровня техники. Патент US 4159762 раскрывает держатель для изделия и перемещающее устройство. Имеется множество держателей, где каждый держатель содержит четыре зажимных рычага. Зажимные рычаги перемещаются к контейнеру, расположенному внутри углубления устройства для зажима и удерживания контейнера, необходимого для выполнения операции и перемещаются от контейнера для освобождения контейнера. Зажимные рычаги раскрыты как стержни с прикрепленными пластинами. Патент US 4807421 раскрывает удерживание контейнера для обработки при использовании множества продолжающихся гибких деталей. Гибкие детали могут удерживать контейнер в заданном ориентировании. Дополнительно гибкие детали могут принимать контейнеры с некоторым изменением в форме контейнеров. Патент US 5479762 раскрывает опорные прижимные ролики для контейнера и укупорочного средства для контейнера. Опорный прижимной ролик для контейнера имеет размер для принятия контейнера без других конкретных элементов. Опорный прижимной ролик для укупорочного средства содержит четыре прижимные детали, которые прикрепляются к поворотным прижимным рычагам. Прижимными деталями являются ролики, которые состоят из твердого полимерного материала, такого как полиуретан. Эти четыре зажимных ролика вращаются для прикрепления укупорочного средства к контейнеру. Патент US 6068110 раскрывает держатель для топливного элемента который собирается. Он состоит из жесткого наружного участка и упругого внутреннего участка для принятия и удерживания топливного элемента во время его обработки. Ролики не используются.
Несмотря на то, что эти документы предшествующего уровня техники раскрывают различные конструкции для прижимных роликов и различные держатели, тем не менее, все еще существует необходимость в уровне техники для усовершенствованных ориентирующих держателей для контейнеров, которые обрабатываются на линии, такой как линия наполнения. Конкретно, все еще существует необходимость ориентирующего держателя, который может обеспечить эффективное удерживание контейнеров на линии наполнения, и конкретно контейнеров своеобразной формы, таких как содержащих по существу круглое сечение.
Изобретение имеет целью по меньшей мере частично решить проблему надежного и прочного удерживания контейнера в первоначально установленном ориентировании относительно его поверхности, имеющей первоначальную графику, при перемещении вдоль линии наполнения и при прикреплении некруглого укупорочного средства, такого как укупорочное средство, содержащее объединенный насосный дозатор.
Также существует необходимость в уровне техники для ориентирующего держателя, который может надежно и безопасно препятствовать повороту контейнера на линии наполнения, конкретно, в применении, в котором носик каждого последовательно прикрепленного насосного дозатора ряда контейнеров должен находиться в заданном ориентировании относительно графики контейнера и каждый контейнер должен содержать носик прикрепленного насосного дозатора в том же самом ориентировании для последующих операций, таких как упаковывание в тару.
Дополнительно, также существует необходимость в уровне техники для ориентирующего держателя, который может обеспечить одинаковость конструкции контейнера и этикетирования, что в свою очередь может обеспечить более аккуратное расположение продукта при выставлении огромного количества продуктов на стеллаже склада.
Также существует необходимость в уровне техники для ориентирующего держателя, который может обеспечить возможность быстрого вставления и удаления контейнеров из ориентирующих держателей и линии наполнения для упаковывания в тару.
И наконец, существует необходимость в уровне техники для недорогого решения усовершенствованного удерживания круглого контейнера на производственной линии, такой как линия наполнения.
Сущность изобретения
В этой связи, изобретение обеспечивает ориентирующий держатель для удерживания контейнера в желаемом ориентировании на линии обработки контейнеров, причем ориентирующий держатель содержит устройство, содержащее базовый участок для поддерживания контейнера, расположенного на нем, полость для принятия контейнера и по меньшей мере два ролика, расположенных вокруг полости для зацепления наружной поверхности контейнера, принимаемого внутри полости, причем по меньшей мере один из роликов располагается в соответствующем одном из по меньшей мере двух положений, расположенных вокруг полости.
Изобретение направлено на ориентирующий держатель для контейнеров. Устройство выполнено с возможностью удерживания контейнера в вертикальном ориентировании при горизонтальном ориентировании базового участка. Это держатель, который дополнительно к перемещению контейнера вдоль производственной линии, такой как линия наполнения, будет дополнительно поддерживать контейнер в предварительно заданном ориентировании во время такой обработки. Этот ориентирующий держатель содержит устройство, содержащее по меньшей мере два ролика, причем устройство содержит базовый участок, и ролики соединяются с базовым участком и соприкасаются с контейнером при обработке на его наружной поверхности, при этом роликами в одном предпочтительном варианте осуществления являются ролики из сжимаемого материала.
Ролики находятся на рычагах, установленных на базовом участке, и в другом предпочтительном варианте осуществления соприкасаются с контейнером в верхней части контейнера. Имеются по меньшей мере два рычага с по меньшей мере одним роликом на каждом рычаге. Рычаги, если требуется, могут гнуться или поворачиваться, в результате чего ролики могут перемещаться к и от контейнера. Рычаги сгибанием или поворотом могут увеличивать или уменьшать контактное давление на контейнер.
По меньшей мере два положения, расположенные вокруг полости, могут включать положения на противоположных сторонах полости, и/или могут включать только два противоположных положения. Типично указанные по меньшей мере два положения, расположенных вокруг полости, располагаются так, что ролики по меньшей мере частично окружающие полость, временно захватывают контейнер, расположенный в ней. Ролики могут быть выполнены с возможностью обеспечения ориентированной внутрь и вниз удерживающей силы на контейнере, расположенном в полости. Если требуется, имеется конструкция на основном участке, выполненная с возможностью взаимодействия с линией обработки контейнеров. Конструкция определяет задние и передние концы устройства, и указанные по меньшей мере два положения, расположенные вокруг полости, могут включать положения на противоположных сторонах устройства, причем стороны продолжаются между передними и задними концами.
Настоящее изобретение также обеспечивает линию обработки контейнеров, содержащую ряд ориентирующих держателей согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ удерживания контейнера в конкретном ориентировании на линии обработки контейнеров, причем способ содержит этапы: расположение контейнера на базовом участке, установленном на производственной линии, и удерживание наружной поверхности участка контейнера между противоположными роликами, установленными над базовым участком, причем ролики удерживают контейнер в конкретном ориентировании.
Ролики состоят из упругих материалов. Упругие материалы роликов включают в себя эластомеры. Эластомеры включают в себя полимерные пены. Полимерные пены представляют собой тип сжимаемого материала. В одном варианте осуществления ролики содержат множество каналов для увеличения упругости и/или сжимаемости роликов. В другом варианте осуществления ролики представляют сплошную конструкцию без каналов. В дополнительном варианте осуществления ролики содержат модифицированную наружную поверхность для усиления контакта с контейнером. Эластомер может быть натуральным или синтетическим материалом, таким как натуральные или синтетические каучуки, полимер или сополимер, содержащий элементы этилена, полимер или сополимер, содержащий элементы пропилена или полимер или сополимер, содержащий элементы бутилена. При использовании полимерной пены эластомером может быть пенополиуретан, пенополиэтилен, этиленвинилацетатная пена или пенопропилен.
Ролики должны иметь коэффициент жесткости около 0,8N - около 80N на 4 мм отклонения и предпочтительно около 3N - около 18N на 4 мм отклонения. Как результат, ролики можно выбирать в этих пределах для соответствия требованиям конкретного контейнера. Это повышает эксплуатационную адаптируемость держателей, которые могут, таким образом, использоваться для контейнеров различных форм.
Держатель согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего ориентирующего держателя может обеспечивать эффективное удерживание контейнеров на линии наполнения и конкретно контейнеров своеобразной формы, имеющих по существу круглое сечение. Это решает проблему удерживания контейнера в предварительно заданном ориентировании относительно его поверхности, имеющей первоначальную графику, при перемещении вдоль линии наполнения и при прикреплении некруглого укупорочного средства, такого как укупорочное средство, содержащее объединенный насосный дозатор. Держатели препятствуют повороту контейнеров на линии наполнения. Дополнительно, во многих случаях носик каждого насосного дозатора должен находиться в заданном ориентировании относительно графики контейнера и каждый контейнер должен содержать носик прикрепленного насосного дозатора в том же самом ориентировании для последующих действий, таких как упаковывание в тару. Дополнительно, это обеспечивает более аккуратное расположение продукта при выставлении на стеллаже склада. Также обеспечивается возможность быстрого вставления и удаления контейнеров из ориентирующих держателей и линии наполнения для упаковывания в тару.
Эти преимущества и технические эффекты могут все быть достигнуты держателем, содержащим ролики в контакте с поверхностью контейнера. Ролики состоят из упругого материала и в одном предпочтительном варианте осуществления состоят из сжимаемого упругого материала. Упругими материалами являются материалы, которые могут деформироваться в результате применения силы, но которые в результате прекращения действия силы по существу восстанавливают свою исходную форму. Сжимаемые материалы представляют собой тип упругого материала, которые имеют повышенную степень деформации в результате применения силы, но которые также по существу восстанавливают свою исходную форму в результате прекращения действия силы. Ролики при вращении будут доводить до минимума силы, необходимые для вставления и удаления и при контакте с контейнером будут удерживать контейнер в предварительно заданном ориентировании на линии наполнения. Использование держателей с роликами обеспечивает значительные преимущества над другими держателями. Использование сжимаемых роликов обеспечивает увеличение этих преимуществ. Они представляют собой недорогие решения усовершенствованного удерживания круглых контейнеров.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид спереди ориентирующего держателя согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, причем держатель изображен в объединении с контейнером, и базовый участок держателя изображает часть внутренней конструкции держателя.
Фиг.2 представляет собой вид справа держателя согласно фиг.1, причем базовый участок изображает часть внутренней конструкции.
Фиг.3 представляет собой вид сверху держателя согласно фиг.1.
Фиг.4 представляет собой сечение держателя согласно фиг.1 по линии 4-4 на фиг.3, причем базовый участок изображает часть внутренней конструкции.
Фиг.5 представляет собой сечение держателя согласно фиг.4 без контейнера.
Фиг.6 представляет собой вид справа держателя согласно фиг.4, причем базовый участок изображает часть внутренней конструкции.
Фиг.7 представляет собой вид сверху держателя согласно фиг.1 без контейнера.
Фиг.8 представляет собой вид снизу держателя согласно фиг.1 без контейнера.
Фиг.9 представляет собой вид спереди ориентирующего держателя согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, где держатель изображен в объединении с контейнером, базовый участок в разрезе изображает часть внутренней конструкции держателя, и рычаги, удерживающие сжимаемые ролики, являются шарнирно регулируемыми.
Фиг.10 представляет собой сечение держателя согласно фиг.10 по линии 11-11 на фиг.10 без контейнера, причем основной участок изображает часть внутренней конструкции.
Фиг.11 представляет собой вид в перспективе первого сжимаемого ролика с канавками для использования в любом из вариантов выполнения ориентирующего держателя настоящего изобретения.
Фиг.12 представляет собой вид в перспективе второго альтернативного сжимаемого ролика с увеличенной поверхностью зажима для использования в любом из вариантов выполнения ориентирующего держателя настоящего изобретения.
Фиг.13 представляет собой вид в перспективе третьего альтернативного сжимаемого ролика с увеличенной поверхностью зажима для использования в любом из вариантов выполнения ориентирующего держателя настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Изобретение будет описано в предпочтительных вариантах осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует понимать, что предпочтительные варианты осуществления раскрывают концепцию нового держателя, который может подвергаться модификациям для приспособления к определенным внешним условиям и конкретным применениям. Все такие модификации находятся в пределах настоящей концепции.
Фиг.1 изображает ориентирующий держатель 10 совместно с контейнером на виде спереди с частью внутренней конструкции базового участка 12 держателя 10 пунктирными линиями. Базовый участок 12 содержит нижнюю поверхность 11. Изображены первая боковая стенка 23 держателя и вторая боковая стенка 24 держателя. Рычаг 15 прикреплен к внутренней поверхности первой боковой стенки 23, и рычаг 16 прикреплен к внутренней поверхности второй боковой стенки 24. Рычаг 15 поддерживает ролик 18, и рычаг 16 поддерживает другой ролик 18. Типично, рычаги 15, 16 являются жесткими или гибкими, и ролики 18 - сжимаемыми. Каждый ролик 18 вращается на оси 19, которая содержит крепежное средство 17 для удерживания оси на соответствующих рычагах. Каждый ролик 18 закреплен на общей высоте над базовым участком 12. В качестве части базового участка 12 изображена чашка 20 держателя и вертикальные опоры 43 и 45. Также в нижней части 13 передней стенки 22 базового участка 12 изображен паз 14. Паз 14 взаимодействует с выступом на производственной линии для удерживания держателя на производственной линии. Производственной линией обычно является линия наполнения.
Также на этом виде изображен контейнер 30, поддерживаемый в чашке 20 держателя. Контейнер принимается в полости, определенной над чашкой 20 держателя.
Контейнер содержит охватывающую поверхность 31 и укупорочное средство 32. Укупорочное средство 32 содержит прикрепленный насосный дозатор, состоящий из активатора 34 с носиком 33, корпуса 37 насоса и погружной трубки 35. Продукт в контейнере 30 будет выходить из контейнера через носик 33. Укупорочное средство 32 прикреплено к горлышку контейнера пригнанными резьбами 36, которые находятся как на укупорочном средстве, так и на контейнере. По существу может использоваться любой общепринятый насосный дозатор.
Фиг.2 представляет собой вид справа основного участка 12 с контейнером 30 согласно фиг.1. Изображена передняя стенка 22 основного участка и задняя стенка 21. Нижняя часть 13 базового участка 12 содержит пазы 14 для взаимодействия с конструкцией производственной линии. Контейнер 30 поддерживается в чашке 20 держателя. Ролик 18 поддерживается рычагом 16, который содержит две опорные части для оси 19. Другой ролик 18 аналогично поддерживается рычагом 15. Опционально, рычаги 15 и 16 могут быть цельной конструкцией только с отверстием для установки роликов. Оси 19 с роликами 18 прикреплены к рычагам 15 и 16 крепежными средствами 17. Контейнер 30 содержит такие же компоненты, как на Фиг.1 и не будет описан относительно этого вида.
Фиг.3 представляет собой вид сверху держателя 10 согласно фиг.1. Изображен базовый участок 12 с передней стенкой 22, задней стенкой 21, первой боковой стенкой 23 и второй боковой стенкой 24. Вертикальные опоры 43 и 45 усиливают каждую из передней и задней стенок 22, 21. Рычаги 15 и 16 усиливают первую боковую стенку 23 и вторую боковую стенку 24 соответственно, а также служат как опорные конструкции для роликов 18 при прикреплении к боковым стенкам 23, 24. Как альтернатива, рычаги 15, 16 могут прикрепляться к нижней стенке 11 базового участка 12. Ролики 18 поддерживаются на рычагах 15 и 16 соответствующими осями 19 и крепежными средствами 17. Горизонтальные опоры 40 и 42, расположенные под чашкой 20 держателя и продолжающиеся между первой боковой стенкой 23 и второй боковой стенкой 24, обеспечивают опору для нижних частей вертикальных опор 43 и 45, которые продолжаются внутрь и, в свою очередь, поддерживают чашку 20 держателя. Контейнер 30 содержит такие же компоненты, как на фиг.1 и не будет описан подробно относительно этого вида.
Фиг.4 представляет собой вид спереди в разрезе держателя 10 и контейнера 30. Фиг.5 представляет собой то же самое сечение, но без контейнера 30. Контейнер 30 содержит такие же компоненты, как на Фиг.1 и не будет описан подробно относительно этого вида. Чашка 20 держателя содержит нижнюю стенку 25 с отверстием 26 для облегчения извлечения контейнера из держателя. Во время такого этапа извлечения эжекторный стержень (не изображен) перемещается вверх через отверстие 26 для контакта с контейнером 30 и перемещения контейнера 30 вверх. Ролики 18 изображены содержащими множество каналов 27. Каналы 27 продолжаются по существу радиально наружу, причем каналы предпочтительно изогнуты и расположены в спиральной конфигурации радиально от центральной части 129 ролика 18 рядом с осью 19 до наружной кольцевой поверхности 29 ролика 18. Эти каналы 27 функционируют для увеличения степени сжатия в, по существу, радиальном направлении ролика 18 во время контакта со стенкой 31 контейнера. На этом виде поверхность 29 роликов 18 изображена сжатой относительно поверхности 31 контейнера. Конструкция базового участка 12 описана подробно в описании предшествующих фигур. Он имеет первую боковую стенку 23 и вторую боковую стенку 24. Имеется паз 14 для взаимодействия с конструкцией производственной линии. Вертикальные опоры 43 и 45 усиливают переднюю стенку 22 и заднюю стенку 21.
Фиг.6 представляет собой вид справа держателя 10 с удаленным контейнером 30. Базовый участок 12 изображен с нижней частью 13 с пазом 14 для взаимодействия с производственной линией. Изображена передняя стенка 22, задняя стенка 21 и чашка 20 держателя с нижней стенкой 25. Также изображены вертикальные усиливающие опоры 43, 45. Ролик 18 содержит поверхность 29 и прикреплен к рычагу 16 осью 19 и крепежным средством 17.
Фиг.7 и 8 представляют собой виды сверху и снизу соответственно базового участка 12. На каждом виде изображена передняя стенка 22, задняя стенка 21, первая боковая стенка 23 и вторая боковая стенка 24. Чашка 20 держателя изображена с нижней стенкой 25, которая содержит отверстие 26. Чашка 20 держателя поддерживается расположенными внутри концами нижних участков усиливающих опор 43, 45 и рычагов 15, 16. Ролики 18 поддерживаются рычагами 15 и 16. Ролики содержат поверхность 29, которая соприкасается с поверхностью 31 контейнера. Ролики вращаются на оси 19, которая содержит крепежное средство 17 для прикрепления ее к рычагу 15 или 16.
Фиг.9 и 10 представляют собой виды в вертикальном частичном разрезе, изображающие дополнительный вариант выполнения ориентирующего держателя согласно изобретению.
Фиг.9 изображает вариант выполнения ориентирующего держателя 10 с контейнером 30 и фиг.10 - без контейнера 30. В этом варианте выполнения ролики 18 не находятся в установленном положении относительно базового участка 12, и следовательно контейнера 30 при использовании, а напротив являются перемещаемыми относительно базового участка 12 и контейнера 30. Ролики 18 также являются регулируемыми относительно контейнера 30.
Базовый участок 12 подобен основному участку для варианта осуществления согласно фиг.1-8. Различие, прежде всего, заключается в конструкции для удерживания роликов 18. Базовый участок 12 содержит первую и вторую боковые стенки 23 и 24 соответственно. Нижняя часть 13 содержит паз 14 для взаимодействия с производственной линией. Чашка 20 держателя содержит боковую стенку 38 и нижнюю стенку 25 с отверстием 26. Вертикальные опоры 43 и 45 усиливают переднюю стенку 22 и заднюю стенку 21. В этом варианте осуществления ролики 18 имеют такую же конструкцию, как описана для первого варианта осуществления согласно фиг.1-8.
Ролики 18 прикреплены к перемещаемым рычагам 47 и 48, причем каждый установлен на соответствующей противоположной стороне базового участка 12, рядом с и внутри соответствующей боковой стенки 23, 24. Ролики 18 представляют собой верхние ролики 18 и прикреплены к соответствующим верхним концам 100 рычагов 47 и 48 посредством осей 19 и крепежных средств 17. Рычаги 47 и 48 поворачиваются на крепежных средствах 49, причем центральная часть 102 каждого рычага 47, 48 прикреплена к соответствующему крепежному средству 49, которое представляет собой крепление с центральным шарниром для соответствующего рычага 47, 48. Каждое крепежное средство 49 расположено по существу на изгибе 104 соответствующего рычага 47, 48, причем изгиб 104 представляет собой соединение верхнего и нижнего участков 106, 108 рычага 47, 48. Вогнутая сторона изгиба 104 направлена внутрь от соответствующей боковой стенки 23, 24 и ориентирована к контейнеру 30 при использовании. Поворотный рычаг 47 прикреплен к опорной скобе 55 крепежным средством 49, причем опорная скоба 55 расположена на внутренней поверхности первой боковой стенки 23. Поворотный рычаг 48 прикреплен к опорной скобе 56 другим крепежным средством 49, причем опорная скоба 56 расположена на внутренней поверхности второй боковой стенки 24. Нижний конец 110 каждого рычага 47, 48 имеет закрепленный на нем соответствующий нижний ролик 50. Нижний ролик 50 вращательно поддерживается на оси 53. Каждый верхний ролик 18 закреплен на общей первой высоте над базовым участком 12 и каждый нижний ролик 50 закреплен на общей второй высоте над базовым участком 12.
Нижний ролик 50 в этом варианте осуществления имеет такую же конструкцию, как верхний ролик 18, в частности является сжимаемым и обеспечен множеством по существу радиально направленных калов 51, которые изогнуты и расположены спирально. Рычаги 47, 48, каждый поддерживающий соответствующую пару из верхнего и нижнего ролика 18, 50, могут поворачиваться вокруг крепежного средства 49, так что верхний и нижний ролики 18, 50 могут перемещаться в одном и том же направлении вращения, но в противоположных направлениях поступательного движения относительно соответствующей боковой стенки 23, 24 и контейнера 30 при использовании. Верхний ролик 18 может соприкасаться с верхней поверхностью контейнера 30, в то время как нижний ролик 50 соприкасается с нижней поверхностью контейнера 30 и/или наружной поверхностью 38 чашки 20 держателя. Таким образом, обеспечением пар верхнего и нижнего роликов на противоположных сторонах контейнера для удерживания некоторые изменения в форме контейнеров 30 могут приспосабливаться одним и тем же ориентирующим держателем 10. Также контейнер 30 более прочно удерживается внутри ориентирующего держателя 10.
Фиг.11-13 изображают три соответствующие альтернативные конструкции для роликов 18, 50 для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения. Описанные различные конструкции роликов могут использоваться независимо или в любой комбинации, или для противоположных сторон ориентирующего держателя и/или для верхнего и нижнего роликов.
Фиг.11 представляет собой увеличенный вид сжимаемого ролика 18 варианта осуществления согласно фиг.1-8. Та же самая конструкция может быть обеспечена для верхнего и нижнего роликов 18, 50 варианта осуществления согласно фиг.9 и 10. Ролик 18 содержит центральное отверстие 39 для оси. Имеется периферийная кольцевая наружная поверхность 29. Наружная поверхность 29 и отверстие 39 для оси являются круглыми в сечении. Множество спирально расположенных изогнутых каналов 27 обеспечено в ролике, каждая из которых продолжается между противоположными внутренними и наружными концами 130, 131 каналов от радиально центральной части 129 до кольцевой наружной поверхности 29 ролика 18. Каждый канал 27 имеет продольное направление, продолжающееся в осевом направлении через ролик 18. По существу радиально ориентированные каналы 27 увеличивают сжимаемость ролика 18 при сжатии наружной поверхности 29, например при контакте с наружной поверхностью контейнера 30 в по существу радиальном направлении. Ролик 18 может также вращаться для более легкой деформации сжатием при вращении по поверхности контейнера, когда контейнер 30 вставляется в или удаляется из ориентирующего держателя 10.
Фиг.12 изображает альтернативный ролик Фиг.11. Этот ролик 60 является твердым роликом, состоящим из упругого и сжимаемого материала, который не обеспечен каналами. Ролик 60 содержит центральное отверстие 61 для оси (не изображена). Ролик 60 содержит сплошной участок 63 между отверстием 61 и периферийной поверхностью 62. Периферийная поверхность 62 может содержать, как изображено, неравномерный трехразмерный рельефный профиль 64 на по меньшей мере части поверхности 62. Рельефный профиль 64 может содержать выступы и/или углубления, типично продолжающиеся по окружности вокруг поверхности 62, так что поверхность 62 может быть похожа на поверхность автомобильной шины. Это рельефное профилирование может усиливать зажим контейнера 30 роликом 60 когда контейнер 30 вставляется в или удаляется из держателя 10.
Фиг.13 изображает дополнительный альтернативный ролик. Ролик 70 и в этом случае твердый, как ролик Фиг.12, и содержит сплошной участок 73 между отверстием 71 для оси и периферийной поверхностью 72. Периферийная поверхность 72 содержит волнистую поверхность с выступами и углублениями, причем неровности поверхности ориентированы в осевом направлении ролика 70. Это также может усиливать зажим контейнера 30 роликом 70 когда контейнер 30 вставляется в или удаляется из держателя 10.
Ролики 18, 50, 60, 70 являются упругими и состоят из упругого материала, такого как эластомер, например полимерная пена. Полимерная пена может быть пеной с открытыми порами или закрытыми порами. Категории эластомеров способны сжиматься с различными степенями в зависимости от их жесткости. Ролики 18, 50, 60, 70 предпочтительно проявляют по меньшей мере некоторую деформацию при сжимании в точке контакта с контейнером 30 или чашкой 20 держателя для нижнего ролика 50, для лучшего удерживания контейнера 30 и для приспосабливания изменений в формах контейнера. Ролики 18, 50, 60, 70 восстанавливают свою исходную форму в результате прекращения действия деформирующей силы, так как они состоят из упруго деформируемого материала.
Эластомер может образовывать твердое тело с или без пор и может содержать добавки для регулирования упругости. Эластомерные полимеры, которые применяются для роликов, включают в себя натуральные и синтетические каучуки, полиэтилены и сополимеры, полипропилены и сополимеры и полибутилены и сополимеры. Эластомерные полимеры, в частности, пригодные для образования пен, хорошо известны специалистам в данной области техники. Пригодными эластомерными пенами являются полиуретановые пены, этиленвинилацетатные пены и пенополиэтилены и пенополипропилены. Пены с закрытыми порами являются предпочтительными, так как их легче содержать в производственных операциях в силу того, что нет открытых пор для поглощения загрязнений или жидких отходов. Прочные эластомерные материалы, такие как полиуретаны, в целом предпочтительны. Такие материалы имеют хорошие износостойкие свойства при поддерживании сжимаемости. Это приводит к меньшей стоимости содержания производственной линии. Упругие материалы дополнительно имеют преимущество, состоящее в том, что они могут автоматически приспосабливаться к дефектам на поверхности контейнера.
В зависимости от степени дефектов, ролики, состоящие из твердого эластомера или пенистого эластомера, могут быть достаточными для эффективного удерживания контейнера в заданном ориентировании. Однако там, где дефекты могут быть более существенными, эластомеры с канавками могут быть предпочтительными, так как они будут более легко приспосабливаться к дефектам для зажима и удерживания контейнера в заданном ориентировании. Каналы могут быть по существу любой формы и размера. Выбираемая форма и размер зависят от конкретного эластомера и степени желаемой сжимаемости. Задачей использования каналов является увеличение сжимаемости эластомеров, таких как прочные эластомеры. Каналы могут использоваться с пенистыми эластомерами. Как результат, ролики можно подбирать для конкретной формы контейнера. Таким образом, держатели являются универсальными и могут использоваться для отличающихся формами контейнеров посредством выбора наилучших роликов для контейнера.
Ролики предпочтительно имеют коэффициент жесткости около 0,8N - около 80N на 4 мм отклонения, и предпочтительно около 3N - около 18N на 4 мм отклонения (N = Ньютоны). Коэффициент жесткости определяется при помощи испытательной машины Instron, такой как Instron 4301. Ролики с осями на месте располагаются между двумя плоскими пластинами. Верхняя пластина прикрепляется к верхней части испытательной машины Instron и опускается со скоростью 12,7 мм в минуту на расстояние 4 мм. Поверхность ролика отклоняется относительно каждой поверхности. Требуемая отклоняющая сила указывается непосредственно испытательной машиной Instron.
При использовании держателя 10 имеется множество таких держателей 10, установленных на линии обработки контейнеров, такой как линия наполнения контейнеров. Во время непрерывной работы линии пустые контейнеры для наполнения вставляются в держатели. Контейнеры вставляются в держатели в заданном ориентировании. Важно, что контейнеры сохраняют это ориентирование на протяжении этапа наполнения контейнеров до удаления контейнеров с линии наполнения. Ролики обеспечивают легкое вставление контейнеров в держатели и удаление из держателей. Без роликового действия сила, требуемая для вставления контейнера в держатель, будет больше, чем с роликовым действием. Ролики вращаются для обеспечения легкого вставления и удаления контейнеров. Состоящий из упругого материала ролик может зажимать поверхность контейнера в некоторой степени для удерживания контейнера в указанном ориентировании. Контейнер не может поворачиваться, так как держатель, поддерживающий контейнер, перемещается вдоль линии наполнения. Зажатие роликов на контейнерах является достаточным для обеспечения поддерживания исходного ориентирования контейнеров на протяжении всего процесса наполнения и любых предварительных или последующих этапов обработки до удаления контейнера с производственной линии.