ТАРА ДЛЯ УПАКОВКИ ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ БУТЫЛОК НА ЛИНИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РОЗЛИВА ИЛИ УПАКОВКИ

Полезная модель относится к упаковочной таре, в частности к таре типа упаковочных коробок, например картонных или из иного материала, оснащенных во внутренней полости картонной или выполненной из плотной бумаги перегородкой, формирующей ячейки для укладки ликероводочных бутылок. Полезная модель касается конструкции коробки с перегородкой, применяемой на конвейерной линии автоматического розлива или упаковки для укладки бутылок с напитками без привлечения ручного труда и в темпе выхода бутылок из накопителя в направлении к упаковочной коробке.
В настоящее время на конвейерной линии автоматического розлива или упаковки применяется два способа упаковки бутылок в коробки с перегородками.
Первый способ укладки бутылок в тару на автоматической линии заключается в размещении в упаковочной коробке ликероводочных бутылок и укладке в коробку перегородки, при которой каждая из ликероводочных бутылок размещается в отдельной ячейке этой перегородки (Статья «Новые линии для розлива напитков в бутылки и банки», автор Елена Бекназарова, перевод по материалам Machinery Update, выложена в режиме он-лайн в Интернет по адресу: http://articles.pakkermash.ru/show_art.php?art=51&print=1 в разделе «Упаковочное оборудование/Новые линии для розлива напитков в бутылки и банки» на сайте компании Внешнеторговое объединение PakkerMash, RU, расположенном по адресу: www.pakkermash.ru, обнаружена 10.12.2007 г.).
Сложность такой упаковки при ее использовании на автоматизированной линии заключается в том, что бутылки, которые автоматом помещены в коробку путем опускания сверху вниз на дно коробки, при перемещении коробки по конвейеру смещаются в одну сторону. А перегородку к коробке подносит другой автомат и расправленную перегородку одевает сверху на бутылки, при таком способе часто перегородка попадает не между бутылками, а на бутылки, и пластины ломаются или перегородка в целом выходит из строя или портится товарный внешний вид бутылок (этикеток на них)
Второй способ укладки бутылок в тару на автоматической линии заключается в размещении в упаковочной коробке перегородки (ручным или автоматизированным способом), перемещении такой коробки в позицию укладки бутылок, которые в подвешенном горловинами на захватах автоматом перемещаются в направлении коробки и позиционно каждая бутылка направляется в свою ячейку. Но для этого позиционного направления над коробкой размещен направляющий аппарата с похожими на цанги лепестками напротив каждой ячейки. Цанги вводятся в ячейки, бутылки пропускаются через цанги и точно позиционируются в ячейках. Но это срабатывает при условии, что в момент опускания направляющего аппарата цанги не задевают стенки перегородки, что возможно только при определенном соотношении высоты пластин перегородки и высоты самого ящика (которая зависит от высоты бутылок).
Для второго способа используется тара для упаковки ликероводочных бутылок на линии автоматического розлива или упаковки, в которой ликероводочные бутылки партиями подаются в тару сверху вниз и размещаются в отдельных ячейках каждая, содержащая упаковочную коробку с клапанами, образующими крышку для закрытия этой коробки после укладки в нее ликероводочных бутылок, перегородку, уложенную на дно этой коробки и выполненную из расположенных на расстоянии друг от друга пластин с прорезями, одни из пластин расположены перпендикулярно другим и вставлены в прорези других пластин для формирования пересечением пластин отдельных ячеек для ликероводочных бутылок (RU 83058, B65D 5/48, опубл. 20.05.2009).
Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного предложения.
Недостаток данного решения заключается в том, что на конвейер коробка с перегородкой поступает в сложенном виде, при этом коробка выбирается из размерного ряда, соответствующего высоте бутылок, а перегородка выбирается по толщинам пластин и высоте самой перегородки из расчета исключения соприкосновения бутылок при транспортировке и при погрузке в штабель. Это приводило к тому, что на конвейерной линии направляющий аппарат с похожими на цанги лепестками должен быть высоко поднят над коробкой с тем, чтобы, опускаясь, сближенные лепестки цанг успели войти в полость ячеек, а аппарат с бутылками должен быть над направляющим аппаратом еще на большей высоте. Такое положение аппаратов приводит к существенной потере времени на опускание и подъем, в результате производительность автоматизированной линии прямо зависит от времени загрузки каждой коробки. При уменьшении высот цанги не успевают войти в ячейки и задевают стенки перегородки, что приводит к тому, что бутылки не попадают в ячейки. Либо попадают, но цанги не успевают выйти их ячеек.
При использовании автоматической линии розлива большой производительности, например, до 2600 бутылок в час, не обеспечивается укладка бутылок в коробки со скоростью, соответствующей скорости выхода бутылок из накопителя. Использование автоматических средств типа «рабочая рука» или манипуляторов в качестве аппарата подачи бутылок в коробку не обеспечивает точное попадание бутылок в ячейки и требует коррекции положения бутылок на входе в коробку, которая осуществляется направляющим аппаратом с опускаемыми в ячейки цангами.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата - повышении эксплуатационной эффективности упаковки ликероводочных бутылок на конвейерных линиях автоматического розлива и повышении выхода качественного товара при обеспечении высокой скорости упаковывания.
Указанный технический результат достигается тем, что в таре для упаковки ликероводочных бутылок на линии автоматического розлива или упаковки, в которой ликероводочные бутылки партиями подаются в тару сверху вниз и размещаются в отдельных ячейках каждая, содержащей упаковочную коробку с клапанами, образующими крышку для закрытия этой коробки после укладки в нее ликероводочных бутылок, перегородку, уложенную на дно этой коробки и выполненную из расположенных на расстоянии друг от друга пластин толщиной менее 1 мм с прорезями, одни из пластин расположены перпендикулярно другим и вставлены в прорези других пластин для формирования пересечением пластин отдельных ячеек для ликероводочных бутылок, высота по крайней мере одних однонаправлено расположенных пластин в перегородке выполнена на 5 мм менее высоты стенки упаковочной коробки от ее дна до линии перегиба прилегающего к этой стенке клапана крышки и более высоты этой стенки, равной 190 мм в направлении от ее дна до крышки.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение иллюстрируется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического эффекта.
На фиг.1 - упаковочная коробка с перегородкой;
фиг.2 - положение упаковочной коробки на посту автоматизированной упаковки;
фиг.3 - ввод направляющего аппарата в перегородку коробки;
фиг.4 - положение узлов поста упаковки в положении ввода бутылок в коробку;
фиг.5 - положение узлов поста упаковки, при которых бутылки уложены на дно коробки;
фиг.6 - положение узлов поста упаковки в конечной стадии.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция тары (фиг.1) для упаковки ликероводочных бутылок на линии автоматического розлива или упаковки, которая включает в себя упаковочную коробку и перегородку, выполненные из картона (листовой однородный, гофрированный и т.д.). Перегородка представляет собой пространственно сформированную структуру, представляющую собой решетку, образованную пересечением пластин для получения однородных элементов ячеек, предназначенных для укладки штучных изделий типа круглых в поперечном сечении бутылок, например, с алкогольным напитком. Перегородка состоит из продольных пластин 1, располагаемых в полости упаковочной коробки параллельно друг другу и на расстоянии, определяемом поперечными размерами подлежащего укладке бутылки, и поперечных пластин 2, укладываемых аналогичным образом перпендикулярно первым пластинам.
Поперечные пластины 2 вставляются в продольные и удерживаются за счет расположения во взаимно выполненных прорезях 3. Прорези 3 продольных пластин 1 (фиг.1, 2) выполнены в направлении от нижней кромки в сторону верхней кромки. Прорези на пластинах 1 могут быть выполнены прямолинейными или криволинейными с шириной в зависимости от толщины используемого картона или необходимости обеспечения требуемой подвижности одной пластины по отношению к другой для формирования режима самоустановки под укладываемое изделие. При таком исполнении повышается технологичность перегородки, так как для получения прямолинейных прорезей используются на матрице прямые ножи. При таком исполнении так же сокращается трудоемкость сборки перегородки, так как сведены к минимуму моменты прямого несовпадения при совмещении пластин при поточной сборке в условиях крупного производства и обеспечена легкость прохождения пластины через прорези. Кроме того, из-за того, что перегородка ручным или автоматизированным способом укладывается внутрь коробки до поступления на пост автоматизированной укладки бутылок в крайних ячейках решеток ширину стенок, образованных по крайней мере одними однонаправлено расположенными пластинами, выполняют не менее половины диаметра большего поперечного сечения бутылки и не более диаметра этого сечения. Это позволяет быстро при ручном способе и точно гарантированно при автоматизированном способе уложить развернутую перегородку в полость коробки на ее дно до того, как тара поступит на пост укладки самих бутылок.
Данная тара используется для укладки перегородки в четырехклапанную упаковочную коробку 4 для размещения в ней ликероводочных бутылок 5, преимущественно на автоматизированных линиях розлива и упаковки при перемещении упаковочной коробки на конвейере. Такая перегородка позволяет решить задачу по автоматизации процесса размещения каждой из ликероводочных бутылок в отдельную ячейку перегородки или перегородки в коробку с бутылками за счет существенного уменьшения непопадания перегородки в коробку. В качестве такой коробки используется четырехклапанный ящик (коробки) №0201 по каталогу FEFCO, либо любой иной прямоугольный в основании ящик, в который можно уложить бутылки.
Так как коробка с перегородкой перемещается по конвейеру на пост автоматизированной укладки партии ликероводочных бутылок, количество которых вы партии равно количеству ячеек в таре, то необходимо обеспечить режим полного и гарантированного попадания этих бутылок каждая в свою ячейку. К посту укладки бутылки перемещаются автоматическим захватом 5 (манипулятор), имеющим захваты 6, подвешенные на гибких тягах 7 и предназначенные для захвата горловин бутылок, подъема их и перемещения на посту укладки в коробки.
Ориентацию по направлению и точному попаданию в ячейки на посту укладки реализует направляющий аппарат 8, имеющий со стороны подвешенных бутылок направляющие элементы 9 для попадания бутылок в отверстия рамы направляющего аппарата. С другой стороны, напротив каждого из отверстий размещены упруго подвижные направляющие из лепестков 10 с заостренными концами, образующими что-то похожее на цангу. Бутылка, сориентированная направляющими элементами, опускается в отверстие рамы направляющего аппарата и попадают в полость, образованную лепестками цангового механизма, которые выполняют роль гибкого направляющего узла для попадания бутылки в ячейку.
Перед укладкой бутылок в ячейки лепестки цангового механизма вводятся в верхнюю часть каждой ячейки и гарантированно ориентируют попадание бутылки в ячейку. Размещение лепестков в ячейках и их выход прямо определяют скорость работы этого поста и время, затрачиваемое на упаковку одной коробки. Для снижения времени необходимо, чтобы при попадании коробки с перегородкой на пост направляющий аппарат был над коробкой в положении, когда цанговые лепестки расположены напротив ячеек и при кратковременной остановке коробки на конвейере могли бы быть кончиками введены в ячейки, а после опускания бутылок их можно было бы вывести наружу не деформируя перегородку.
В ходе экспериментов эмпирически была выявлена зависимость для уложенной на дно этой упаковочной коробки перегородки, выполненной из расположенных на расстоянии друг от друга пластин толщиной менее 1 мм с прорезями, одни из пластин расположены перпендикулярно другим и вставлены в прорези других пластин для формирования пересечением пластин отдельных ячеек для ликероводочных бутылок. В этой перегородке либо высота всех пластин, либо высота по крайней мере одних однонаправлено расположенных пластин в перегородке выполнена на 5 мм менее высоты стенки упаковочной коробки от ее дна до линии перегиба прилегающего к этой стенке клапана крышки на величину и более высоты этой стенки, равной 190 мм в направлении от ее дна до крышки.
Только при таком исполнении максимально снижен расход картона на перегородки, достигнута рентабельность тары в общем и получены результаты, при которых повышена скорость ввода и вывода направляющего аппарата из ячеек упаковочной коробки при отсутствии силового воздействия на коробку и перегородку.
Для автоматизированных линий розлива и упаковки линейного (не разветвленного) плана существенным является сохранение скорости работы участка розлива со временем, при котором в накопителе в каждый короткий промежуток времени, приходит столько бутылок, сколько ушло на упаковку. В связи с этим решение потерь времени, повышение скорости работы направляющего аппарата определяют время, затрачиваемое на упаковку одной коробки.
После участка автоматического розлива ликероводочного напитка бутылки поступают в накопитель, откуда разделителем/лями поступившие бутылки попадают на участок перемещения в направлении четырехклапанной упаковочной коробки. На этом участке бутылки перемещаются сгруппированными по количеству, соответствующему количеству бутылок для данного типа упаковочной коробки (например, по шесть или по девять или по двенадцать бутылок в группе) и перемещаются конвейерной лентой по направляющим, например, по две-три бутылки в ряд (количество бутылок в ряду определяется количеством бутылок, размещаемых вдоль одной из сторон упаковочной коробки). Для автоматической укладки бутылок в коробку 4 на конвейерной линии используется манипулятор с захватами, обеспечивающий одновременный захват необходимого количества бутылок для данного типоразмера упаковочной коробки и их перемещение в направлении коробки и укладку их в коробку. Манипулятор представляет собой известное решение, в котором в каждом захвате кулачковый или пантовый механизм, управляемый пневмосистемой, обеспечивает удержание горловины бутылки при подаче давления в исполнительный узел типа пневмоцилиндра. При снятии давления кулачки размыкаются (разжимаются) и бутылка освобождается от захвата.
В момент размещения манипулятора с бутылками над упаковочной коробкой (фиг.2) направляющий аппарат 8 начинает перемещения вниз (фиг.3) для ввода лепестков в верхнюю часть ячеек. После этого манипулятор опускается (фиг.4). При опускании донышки бутылок попадают между направляющими элементами 9 и попадаю в отверстия, через которые каждая бутылка попадает в полость, образованную лепестками и точно перемещается на гибких тягах до дна в ячейке, (фиг.5). Захваты ослабевают и манипулятор с направляющим аппаратом поднимаются вверх до выхода всех частей из полости коробки (фиг.6).
Оптимизация размеров решетки по ее высоте по отношению к размеру высоты упаковочной четырехклапанной коробки обеспечивает исключение воздействия лепестков на стенки перегородки толщиной менее 1 мм. Существенным для заявленной полезной модели является выбор минимальной высоты перегородки 190 мм. Этот выбор связан это с тем, что четырехклапанная коробка (ящик - тип 0201 по каталогу FEFCO), перемещаемый по линии, склеен клапанами снизу, а верхние клапана, образующие крышку, открыты (иначе не положишь бутылки). Чтобы ящик прошел под направляющей рамкой направляющего аппарата ее лепестки должны быть выше ящика на половину ширины ящика (b/2 - это высота верхних открытых клапанов) плюс небольшой зазор 10-20 мм. При опускании направляющей рамки она обычно упирается в верхние клапана. Поэтому положение нижней точки лепестков относительно дна ящика определяется из расчета:
H=h+b/2-L,
где: h - высота ящика;
b - ширина ящика;
L - длина лепестков, выступающих снизу направляющей рамки.
Чтобы обеспечить 100% попадание бутылок в ячейку по направляющим лепесткам необходимо, высота перегородок была на 20 мм выше величины H. В противном случае, так как бутылка отпускается и просто падает по направляющим упругим лепесткам, из-за перекосов она может не попасть в ячейку.
Опытная эксплуатация предлагаемого способа показала не только возможность промышленного использования предлагаемой тары, но и высокую его эффективность, выраженную в ускорении проведения операции принудительного опускания бутылок в коробку, и неповреждаемости этикеток и перегородок.