УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СНИЖЕНИЯ УСИЛИЙ ВОЗВРАТА ЗАГОТОВОК ПАКЕТОВ В РАЗЛИВОЧНОЙ МАШИНЕ
DEVICE AND METHOD FOR REDUCING RESTORING FORCES OF PACKAGING SLEEVES IN A FILLING MACHINE

Изобретение относится к способу снижения усилий возврата (возвращающего усилия) заготовок пакетов в разливочной машине, причем каждая плоско сложенная заготовка пакета имеет четыре отделенные друг от друга посредством проходящих параллельно внешних и внутренних ребер сгиба стенки пакета, и к каждому из внешних ребер сгиба примыкает соответственно острый внутренний угол между стенками пакета, включающему в себя технологические этапы:
- внесение плоско сложенных заготовок пакетов в магазин разливочной машины,
- извлечение соответственно одной плоско сложенной заготовки пакета из магазина, и развертывание плоско сложенной заготовки пакета в образующую в поперечном сечении параллелограмм, расправленную заготовку пакета с помощью отборно-развертывающего приспособления, и
- передача расправленной заготовки пакета с помощью передающего приспособления на транспортировочное устройство для транспортировки расправленной заготовки пакета вдоль пути транспортировки, причем в то время, когда расправленная заготовка пакета находится на пути транспортировки транспортировочного устройства, на расправленной заготовке пакета выполняется по меньшей мере один этап обработки.
Из уровня техники известны разливочные машины для розлива продуктов, прежде всего жидких пищевых продуктов, в состоящие из картонного комбинированного материала упаковочные емкости. Относительно конструкции известных разливочных машин можно сослаться, например, на EP 0936992 и DE 4142167 C2.
Для возможности лучшей транспортировки обычно квадратные упаковочные емкости изготавливаются из снабженных ребрами сгиба и сваренных в заготовки пакетов раскроев пакетов только в разливочной машине. Каждая плоско сложенная заготовка пакета имеет четыре отделенные друг от друга проходящими параллельно внешними и внутренними ребрами сгиба стенки пакета. К каждому из внешних ребер сгиба плоско сложенной заготовки пакета примыкает соответственно острый внутренний угол между стенками пакета. Внутренние ребра сгиба плоско сложенной заготовки пакета расположены между внешними ребрами сгиба. К каждому из внутренних ребер сгиба плоско сложенной заготовки пакета примыкает по тупому внутреннему углу между стенками пакета. Если стенки пакета имеют совпадающие размеры, то внутренние ребра сгиба делят участок между внешними ребрами сгиба посредине.
Плоско сложенные заготовки пакетов подаются из магазина по меньшей мере на одну конвейерную линию разливочной машины. В магазине заготовки пакетов расположены друг за другом в виде стопы, обычно стоя вертикально. На указывающей в направлении конвейерной линии отборной стороне магазина свободно расположены две из четырех стенок пакета передней в текущий момент времени заготовки пакета. Стопа подводится со своей тыльной стороны в направлении отборной стороны усилием, например, пружины или линейного привода, чтобы перемещать заготовки пакетов стопы к отборной стороне.
Отборно-развертывающее приспособление содержит захват для захватывания одной из обеих доступных с отборной стороны магазина стенок пакета, направляющую для другой из обеих доступных стенок пакета, а также расположенные за направляющей в направлении перемещения удерживающие элементы для приема внешних ребер сгиба развернутой заготовки пакета.
Отборно-развертывающее приспособление развертывает сначала плоско сложенную заготовку пакета до образующей в поперечном сечении прямоугольник заготовки пакета. Развернутая заготовка пакета принимается транспортировочным устройством. Вдоль конвейерной линии разливочной машины изготовленные из заготовок пакетов упаковочные емкости стерилизуются, наполняются и затем закупориваются. Изготовление днища пакета обычно осуществляется непосредственно перед розливом. Затем обычно изготавливается головка пакета.
В качестве транспортировочного устройства применяются, прежде всего, транспортировочные колеса или движущиеся по замкнутому контуру конвейерные ленты с карманообразными приемными элементами для развернутых заготовок пакетов или же упаковочных емкостей. Вращающиеся пошагово транспортировочные колеса имеют несколько простирающих в радиальном направлении наружу параллельных приемных элементов. Приемные элементы обычно образованы в форме оправок, на которые надеваются развернутые заготовки пакетов или же упаковочные емкости; в этом случае говорят также об оправочном колесе. В другой форме выполнения такого рода транспортировочного колеса каждый приемный элемент содержит несколько рычагов или же профилей, которые доходят до прилегания к внешней стороне, прежде всего непосредственно вблизи ребер сгиба развернутой заготовки пакета или же упаковочной емкости. В этом случае приемными элементами образуются ячейки, в которые являются вставляемыми развернутые заготовки пакетов или же упаковочные емкости; тогда говорят также о колесе с ячейками.
В дальнейшем с помощью фиг. 1а)-г) подробнее разъясняется относящаяся к уровню техники разливочная машина с отборно-развертывающим приспособлением фирмы SIG Combibloc GmbH, D-52441 г. Линних.
Плоско сложенные заготовки (1) пакетов запасены, стоя вертикально, в магазине (2) разливочной машины. Каждая плоско сложенная заготовка (1) пакета имеет четыре отделенные друг от друга проходящими параллельно внешними ребрами (3а, 3b) сгиба и внутренними ребрами (4а, 4b) сгиба стенки (5а, 5b, 6а, 6b) пакета.
Отборная сторона (7) магазина (2) предоставляет доступ к обеим направленным вперед стенкам (5а, 5b) пакета передней в текущий момент времени заготовки (1) пакета. Чтобы заготовки (1) пакетов с отборной стороны (7) не выпадали из магазина, с отборной стороны (7) расположены упорные элементы (8а, 8b), которые пролегают вдоль внешних ребер (3а, 3b) сгиба передней заготовки (1) пакета. Передняя в текущий момент времени заготовка (1) пакета вынимается не по всей ширине обеих стенок (5а, 5b) пакета. Напротив, заготовка (1) пакета захватывается с отборной стороны (7) магазина (2) только за одну из обеих доступных стенок (5а) пакета заготовки (1) пакета (ср. с фиг. 1а)). Для захватывания стенки (5а) пакета служит вакуумный захват (9), который закреплен на расположенном с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (10) поворотном рычаге (11). Посредством выполняемого вокруг оси (10) поворотного движения вакуумного захвата (9) сначала от упорного элемента (8а) освобождается внешнее ребро (3а) сгиба, причем при дальнейшем поворотном движении вакуумного захвата (9) вокруг противолежащего внешнего ребра (3b) сгиба, которое еще удерживается упорным элементом (8b), образуется плоский параллелограмм, как это явствует прежде всего из фиг. 1а). В ходе дальнейшего поворотного движения сначала от упорного элемента (8b) освобождается внешнее ребро (3b) сгиба. Затем заготовка (1) пакета направляется другой из обеих доступных стенок (5b) пакета со скольжением вдоль изогнутой направляющей поверхности (12) направляющего элемента (13). При движении заготовки (1) пакета вдоль пути (14) перемещения направляющая поверхность (12) вызывает увеличение острых внутренних углов (15а, 15b), причем внутренний угол (15а) заключен между стенками (5b, 6b) пакета, а внутренний угол (15b) заключен между стенками (5а, 6а) пакета. В направлении пути (14) перемещения в конце изогнутой направляющей поверхности (12) находится удерживающий элемент (16), который внесен в направляющий элемент (13) в форме канавкообразного углубления. Удерживающий элемент (16) служит для приема внешнего ребра (3b) сгиба развернутой заготовки (1) пакета. Тоже в направлении пути (14) перемещения за направляющей поверхностью (12) находится другой стационарный удерживающий элемент (17) в форме удерживающей планки (17) для приема диаметрально противоположного внешнего ребра (3а) сгиба. Расстояние между удерживающими элементами (16, 17) и их ориентация выбираются таким образом, чтобы принятая удерживающими элементами (16, 17) заготовка (1) пакета образовывала в поперечном сечении прямоугольник. Такая ориентация необходима для передачи полностью развернутой заготовки пакета на расположенное после отборно-развертывающего приспособления транспортировочное устройство, такое, как, прежде всего, упомянутые вначале транспортировочные колеса.
Так как перед внесением в магазин (2) заготовки (1) пакетов долго хранились или же транспортировались в плоско сложенном состоянии, ребра сгиба (3a, 3b, 4а, 4b) заготовки (1) пакета вызывают образование усилий возврата, которые противодействуют развертыванию заготовки (1) пакета. При развертывании сначала плоско сложенной заготовки (1) пакета до образующей в поперечном сечении параллелограмм, прежде всего прямоугольник, заготовки пакета усилия возврата возрастают.
Для того чтобы снизить усилия возврата, в конце изогнутой направляющей поверхности (12) заготовки (1) пакетов движутся с помощью присосов несколько далее, чем это необходимо для прямоугольного поперечного сечения, так что сначала острые внутренние углы (15а, 15b) кратковременно составляют несколько больше чем 90°, как это видно на фиг. 1в).
Посредством этого хотят растянуть заготовку (1) пакета в не согнутых ребрах (3a, 3b) сгиба, чтобы после расправления заготовка (1) пакета как можно более точно принимала и сохраняла необходимое прямоугольное или же квадратное поперечное сечение (фиг. 1г).
Растягивание ребер сгиба является, однако, лишь условно успешным, так как в зависимости от свойств картона заготовки пакетов необходимо растягивать то больше, то меньше. Однако вследствие постоянного пути (14) перемещения вакуумного захвата (9) индивидуальное растягивание не является возможным. Сюда добавляется то, что дополнительное перемещение вакуумного захвата (9) для растягивания отнимает время, вследствие чего цикл извлечения и развертывания удлиняется. Данное удлинение цикла снижает рабочую скорость всей разливочной машины.
Для того чтобы, несмотря на растягивание, не очень сильно ограничивать скорость разливочной машины, заготовки пакетов извлекаются и развертываются с как можно более высокой скоростью. Это приводит к образованию слишком большого шума при заскакивании ребер (3a, 3b) сгиба в удерживающие элементы (16, 17).
EP 0978453 А раскрывает отборно-развертывающее приспособление для извлечения плоско сложенной заготовки пакета из магазина и для развертывания извлеченной заготовки пакета, которое передает частично расправленную в поперечном сечении до параллелограмма заготовку пакета на транспортировочное устройство, содержащее две движущиеся по замкнутому контуру ленты для транспортировки расправленной заготовка пакета вдоль пути транспортировки. При передаче на транспортировочное устройство заготовка пакета кратковременно растягивается с помощью складывающего средства, которое расположено с возможностью поворотного движения на отборно-развертывающем приспособлении. Благодаря растягиванию усилия возврата снижаются.
EP 0356824 A1 раскрывает способ развертывания плоско сложенной заготовки пакета с помощью расправляющего приспособления, в котором плоско сложенные заготовки пакетов через подъемный транспортер вводятся между разгрузочными валками и под наклоном транспортируются вверх. Плоско сложенная заготовка пакета развертывается в расправляющем приспособлении с помощью толкающего устройства, а также опор, причем внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба увеличиваются приблизительно до 180°. При этом происходит снижение усилий возврата. После этого толкающее устройство уходит в сторону от разгрузочных валков, причем толкающее устройство занимает среднее положение, так что заготовка пакета расправляется до квадратного поперечного сечения и сохраняет его. Затем разгрузочный транспортировочный механизм надевает расправленную до квадратного поперечного сечения заготовку пакета на оправочное колесо.
EP 0339116 A2 раскрывает способ снижения усилий возврата заготовок пакетов в приспособлении для сборки картонных пакетов, причем плоско сложенные заготовки пакетов по отдельности извлекаются из магазина с помощью движущегося по замкнутому контуру транспортера с вакуумными присосами и с помощью направляющих элементов расправляются до образующих в поперечном сечении прямоугольник заготовок пакетов. Транспортер передает расправленную заготовку пакета непосредственно на средства для снижения усилия возврата, которые содержат две движущиеся по замкнутому контуру верхние транспортерные ленты и две движущиеся по замкнутому контуру нижние транспортерные ленты с расположенными на них выступами. Обе верхние транспортерные ленты образуют со стороны впуска сужающуюся шахту, которая во время прохождения через шахту заготовок пакетов действует так, что внутренние углы между стенками пакетов на внешних ребрах сгиба увеличиваются до 180°. Затем таким образом плоско сложенная заготовка пакета попадает на станцию для повторного расправления плоско сложенной заготовки пакета. После повторного расправления плоско сложенной заготовки пакета она попадает на разгрузочный транспортер, который транспортирует расправленную заготовку пакета к разливочной машине.
DE 933918 B раскрывает приспособление для снижения усилия возврата в расправленной заготовке пакета в разливочной машине, в котором плоско сложенные заготовки пакетов извлекаются из магазина снизу с помощью отборного ножа и расправляются до образующих в поперечном сечении прямоугольник заготовок пакетов. Чтобы снизить усилие возврата, на поверхность расправленной заготовки пакета кладется разгрузочная линейка, которая выполняет колебательное движение вокруг нижнего ребра складной коробки. Во время снижения усилия возврата отборный нож удерживает расправленную заготовку пакета на подложке, а именно пока заготовка пакета под действием разгрузочной линейки была полностью плоско сложенной. Затем заготовка пакета с помощью транспортировочного средства транспортируется далее.
US 5007889 A раскрывает приспособление для извлечения из магазина и развертывания плоско сложенной заготовки пакета, причем развертывание заготовки пакета осуществляется развертывающим рычагом. Во время извлечения заготовки пакета расположенным на поворотном рычаге вакуумным захватом одновременно усилие возврата в заготовке пакета снижается посредством того, что с помощью развертывающего рычага внутренний угол θ временно увеличивается до значения больше чем 90°.
DE 559808 C раскрывает устройство подачи заготовок пакетов к месту розлива разливочной машины, включающее в себя пачку плоско сложенных заготовок пакетов для изготовления упаковочных емкостей, перемещаемый вперед-назад и вверх-вниз захват для отбора соответственно одной плоско сложенной заготовки пакета из стопки, для расправления плоско сложенной заготовки пакета, а также для передачи расправленной заготовки пакета на выполненный в виде транспортного желоба транспортер. Для возможности обеспечения уменьшения зажатия продольных ребер сгиба заготовки пакета, расправленная заготовка пакета переводится в транспортере в плоское положение, противоположное предшествующему плоскому положению в стопке, и затем снова расправляется. Это происходит за счет того, что поводок транспортера направляет расправленную заготовку пакета сквозь направляющие и в противоположном плоском положении проводит под прижимным валиком. Последующее обратное расправление происходит посредством направляющей плоскости.
Исходя из данного уровня техники, в основе изобретения лежит задача создания способа, который дает возможность адаптированного к соответствующему материалу заготовки пакета снижения усилия возврата без увеличения длительности цикла для извлечения и развертывания плоско сложенной заготовки пакета. Помимо этого, должна быть предложена разливочная машина для реализации способа.
Решение данной задачи базируется на идее развязывания снижения усилий возврата в заготовке пакета и процесса извлечения и развертывания. В способе названного вначале типа задача решается в деталях посредством следующих признаков:
- передача расправленной заготовки пакета на транспортировочное устройство, которое имеет транспортировочное устройство имеет транспортировочное колесо с несколькими простирающими в радиальном направлении наружу приемными элементами для соответственно одной заготовки пакета, причем каждый приемный элемент имеет несколько профилей, которые выполнены с возможностью привода до прилегания к ребрам сгиба заготовки пакета и/или вблизи них, и причем транспортировочное устройство имеет привод для поворачивания транспортировочного колеса вокруг оси вращения,
- снижение усилия возврата посредством временного увеличения внутренних углов между стенками пакета на внешних ребрах сгиба до значения больше чем 90° в то время, когда расправленная заготовка пакета находится на пути транспортировки транспортировочного устройства,
причем транспортировочное устройство приводят в действие пошагово, и снижение усилия возврата происходит во время простоя расправленной заготовки пакета на пути транспортировки или во время движения расправленной заготовки пакета вдоль пути транспортировки.
Снижение усилия возврата происходит с помощью расположенного на транспортировочном устройстве, не зависящего от отборно-развертывающего приспособления для снижения усилия возврата.
Изобретение использует для снижения усилия возврата свободное временное окно на пути транспортировки расположенного после отборно-развертывающего приспособления транспортировочного устройства. Благодаря этому можно выполнить адаптированное растягивание при более коротких продолжительностях цикла для процесса извлечения и развертывания. Сокращенные продолжительности цикла разрешают использовать более высокую рабочую скорость всей разливочной машины. В приводимых в действие пошагово, расположенных далее транспортировочных устройствах свободные временные окна возникают вследствие неиспользуемых положений простоя и/или фаз движения заготовки пакета вдоль пути транспортировки. Во время интервала простоя на станции обработки вдоль пути транспортировки выполняется по меньшей мере один этап обработки, прежде всего образование днища пакета. В положениях простоя заготовки пакета, например между положением передачи транспортировочного устройства и станцией обработки, интервал простоя ранее не использовался. Фаза движения между положением передачи и станцией обработки ранее тоже не использовалась для того, чтобы воздействовать на заготовку пакета.
Вследствие адаптированного растягивания и снижения усилия возврата снижается трение заготовки пакета при надевании или же снятии с приемного элемента транспортировочного колеса; кроме того предотвращается перекручивание полностью расправленной заготовки пакета.
Разливочная машина для выполнения соответствующего изобретению способа отличается расположенным на транспортировочном устройстве, не зависящим от отборно-развертывающего приспособления приспособлением для снижения усилия возврата в расправленной заготовке пакета посредством временного увеличения внутренних углов между стенками пакета на внешних ребрах сгиба до значения больше чем 90°. Отборно-развертывающее приспособление развертывает сначала плоско сложенную заготовку пакета до образующей в поперечном сечении параллелограмм развернутой заготовки пакета. При развертывании до расправленной заготовки пакета заготовка пакета принимает максимально прямоугольное поперечное сечение. Отборно-развертывающее приспособление не вызывает, прежде всего, снижения усилия возврата, развертывая заготовку пакета сверх прямоугольного поперечного сечения и увеличивая вследствие этого внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба до значения больше чем 90°.
Расположенное далее транспортировочное устройство приводится в действие пошагово, чтобы способствовать безупречной передаче расправленной заготовки пакета на транспортировочное устройство и чтобы выполнить на расправленной заготовке пакета по меньшей мере один этап обработки, как, прежде всего, образование днища заготовки пакета.
Возникающие вследствие пошагового режима работы транспортировочного устройства времена простоя используются преимущественным образом не только для выполнения по меньшей мере одного этапа работы, но также для снижения усилия возврата. Альтернативно, усилие возврата может быть, однако, снижено также во время движения расправленной заготовки пакета вдоль пути транспортировки.
Применяемый, предпочтительно, во время простоя приводимого в действие пошагово транспортировочного устройства способ снижения усилия возврата состоит в том, чтобы передвигать внешние ребра сгиба друг к другу в направлении диагонали поперечного сечения между внешними ребрами сгиба расправленной заготовки пакета, чтобы внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба увеличились до значения больше чем 90°. Необходимое растягивание может быть адаптировано к величине зависящих от материала усилий возврата с помощью длины передвижения.
Способ снижения усилия возврата, прежде всего, во время движения расправленной заготовки пакета вдоль пути транспортировки приводимого в действие пошагово транспортировочного устройства отличается тем, что внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба увеличивают до значения больше чем 90°, поворачивая две противолежащие стенки пакета параллельно друг другу вокруг одного из обоих внешних ребер сгиба. Величина снижения усилия возврата регулируется посредством величины угла поворота данного параллельного поворотного движения.
Для обычных, применяемых при изготовлении упаковочных емкостей комбинированных материалов выявилось, что для снижения усилия возврата внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба увеличиваются преимущественным образом до угла в диапазоне от 120° до 180°. В интересах приемлемых длительностей цикла для процесса извлечения и развертывания в современных разливочных машинах такого рода увеличение больше не было приемлемым. Согласно изобретению вследствие имеющегося теперь в распоряжении временного окна на пути транспортировки расположенного далее транспортного устройства можно даже повторно временно увеличить внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба до значения больше чем 90°, прежде всего по меньшей мере 120°.
Вследствие своей компактной конструктивной формы, а также пригодности для пошагового режима работы расположенное после отборно-развертывающего приспособления транспортировочное устройство выполнено в форме транспортировочного колеса, которое имеет несколько простирающих в радиальном направлении наружу приемных элементов для соответственно одной заготовки пакета, каждый приемный элемент имеет несколько профилей, которые выполнены с возможностью привода до прилегания к ребрам сгиба заготовки пакета и/или вблизи них, и транспортировочное устройство имеет привод для вращения транспортировочного колеса вокруг оси вращения. Распространенные транспортировочные колеса в разливочных машинах имеют четыре расположенных равномерно по окружности оси вращения приемных элемента. Привод транспортировочного колеса выполнен в форме шагового привода, с помощью которого приемные элементы для заготовок пакетов после поворота транспортировочного колеса на шаговый угол, прежде всего 90°, являются приводимыми в положение простоя. После передачи расправленной заготовки пакета в положении передачи на расположенное далее транспортировочное колесо транспортировочное колесо поворачивается далее на шаговый угол, так что в соосное с удерживающими элементами отборно-развертывающего приспособления положение поворачивается следующий приемный элемент транспортировочного колеса. Непосредственно вслед за поворотным движением в данный следующий приемный элемент вставляется следующая заготовка пакета. Вследствие вращения транспортировочного колеса загруженный перед этим заготовкой пакета приемный элемент приходит в, прежде всего, горизонтальное положение простоя.
Приспособление для снижения усилия возврата активируется или во время простоя транспортировочного колеса, или во время поворота транспортировочного колеса на названный ранее шаговый угол.
Приспособление для снижения усилия возврата во время простоя транспортировочного колеса может быть особенно благоприятно интегрировано в разливочную машину, если каждый приемный элемент имеет по меньшей мере один первый профиль, который выполнен с возможностью привода до прилегания к одному из обоих внешних ребер сгиба заготовки пакета или вблизи него, и приемный элемент имеет по меньшей мере два вторых профиля, которые выполнены с возможностью привода до прилегания вблизи другого из обоих внешних ребер сгиба заготовки пакета.
Усилие возврата образующей в поперечном сечении прямоугольник расправленной заготовки пакета действует таким образом, что заготовка пакета надежно держится в имеющем по меньшей мере три профиля приемном элементе. Если приемный элемент имеет лишь один первый профиль, то он выполнен преимущественным образом в виде углового профиля, который выполнен с возможностью привода до прилегания к ребру сгиба. Оба вторых профиля, которые выполнены с возможностью привода до прилегания к противолежащему внешнему ребру сгиба, выполнены преимущественным образом в виде стержней.
В оснащенном такого рода первыми и вторыми профилями транспортировочном колесе в качестве приспособления для снижения усилия возврата во время простоя транспортировочного колеса предусматривается преимущественным образом временно приводимый до прилегания по меньшей мере к одному из обоих внешних ребер сгиба толкающий элемент, который устроен таким образом, что он является передвигаемым в направлении проходящей между внешними ребрами сгиба расправленной заготовки пакета диагонали поперечного сечения. Расстояние от вторых профилей до внешнего ребра сгиба определяется преимущественным образом так, чтобы толкающий элемент был передвигаемым сквозь стержни в направлении внешнего ребра сгиба. Во время простоя транспортировочного колеса стационарно установленный толкающий элемент сжимает заготовку пакета вдоль диагонали поперечного сечения, вследствие чего внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба увеличиваются до значения больше чем 90°. Величина перемещения толкающего элемента в направлении диагонали поперечного сечения определяется так, чтобы было преодолено усилие возврата. При этом заготовка пакета опирается на первый профиль приемного элемента. После отвода толкающего элемента заготовка пакета снова расправляется настолько, пока она снова не достигнет прилегания к обоим вторым профилям.
В одной из форм выполнения изобретения является также мыслимым, что приемный элемент имеет один первый и один второй профили, каждый из которых выполнен в форме углового профиля, которые выполнены с возможностью привода до прилегания к внешним ребрам сгиба. Один из обоих угловых профилей имеет выполненный в форме толкающего элемента участок, который время от времени является перемещаемым в направлении проходящей между внешними ребрами сгиба расправленной заготовки пакета диагонали поперечного сечения.
Почти полная интеграция приспособления для снижения усилия возврата в транспортировочное колесо достигается за счет того, что каждый приемный элемент имеет два первых держателя, причем оба первых держателя принимают одно из обоих внешних ребер сгиба и одно из обоих внутренних ребер сгиба заготовки пакета, каждый приемный элемент имеет два вторых держателя, причем оба вторых держателя принимают другое из обоих внешних ребер сгиба и другое из обоих внутренних ребер сгиба заготовки пакета, что два первых держателя расположены на транспортировочном колесе стационарно, а вторые держатели расположены на транспортировочном колесе с возможностью поворотного движения таким образом, что посредством поворотного движения обоих вторых держателей две противолежащие стенки пакета являются поворачиваемыми параллельно друг другу соответственно вокруг одного из обоих внешних ребер сгиба. Посредством поворачивания обоих вторых держателей во время простоя или поворота транспортировочного колеса внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба временно увеличиваются до значения больше чем 90°, и вследствие этого преодолевается усилие возврата.
Другое преимущество разливочной машины с расположенными с возможностью поворотного движения держателями состоит в том, что передача расправленной заготовки пакета на расположенное далее транспортировочное устройство может происходить уже тогда, когда плоско сложенная заготовка пакета расправлена в поперечном сечении до параллелограмма, поперечное сечение которого составляет приблизительно только 1/3 от прямоугольного поперечного сечения полностью расправленной заготовки пакета. Такого рода лишь частично расправленная заготовка пакета надевается на приемный элемент транспортировочного колеса, который вследствие установленных с возможностью поворотного движения вторых держателей в состоянии надежно принять частично расправленную заготовку пакета. Вследствие этого полное расправление плоско сложенной заготовки пакета может быть частично переведено на расположенное далее транспортировочное устройство. Оба вторых держателя каждого приемного элемента связаны между собой преимущественным образом механически и образуют шатун кривошипного механизма, который расположен на транспортировочном колесе. Таким же образом могут быть соединены между собой в единый профиль оба первых держателя. Поворотное движение обоих вторых держателей вызывает сначала полное расправление заготовки пакета, пока она не будет иметь прямоугольное или же квадратное поперечное сечение. В ходе дальнейшего поворотного движения снижается усилие возврата. Разливочная машина имеет приспособление для поворачивания обоих вторых держателей и, следовательно, также для снижения усилия возврата.
Приспособление содержит кулачковый механизм с цилиндрическим кулачком с цилиндрическим стационарным кулачковым корпусом, который расположен соосно с осью вращения транспортировочного колеса, расположенный в кулачковом корпусе цилиндрический кулачок, направленный в цилиндрическом кулачке считывающий элемент, и рычажный механизм, который с одной стороны соединен со считывающим элементом, а с другой стороны - со вторыми держателями. Цилиндрический кулачок в кулачковом корпусе сконструирован таким образом, что сначала пара вторых держателей расправляет заготовку пакета до прямоугольника или же квадрата. Дальнейший ход цилиндрического кулачка вызывает продолжение поворотного движения, вследствие чего внутренние углы между стенками пакета на внешних ребрах сгиба временно увеличиваются до значения больше чем 90°. Вследствие такого рода оформления цилиндрического кулачка вызывается то, что приспособление для снижения усилия возврата является активным во время поворота транспортировочного колеса.
Если описанное ранее приспособление для снижения усилия возврата должно быть активируемым во время простоя приводимого в действие пошагово транспортировочного колеса, то по меньшей мере один участок цилиндрического кулачка расположен в перемещаемом в направлении оси вращения транспортировочного колеса сегменте кулачкового корпуса. Считывающий элемент достигает данного участка цилиндрического кулачка к моменту времени, когда заготовка пакета расправлена до прямоугольника или же квадрата. Затем участок цилиндрического кулачка перемещается, например приводимым в действие механически толкателем, из исходного положения в направлении оси вращения транспортировочного колеса, вследствие чего, несмотря на простой транспортировочного колеса, поворотное движение вторых держателей продолжается. После поворачивания вторых держателей для цели снижения усилия возврата направленный подвижно сегмент кулачкового корпуса отводится назад в свое исходное положение, так что участок цилиндрического кулачка в подвижном сегменте снова находится на одной линии с остальным, расположенным в стационарном кулачковом корпусе цилиндрическим кулачком. В дальнейшем ходе цилиндрический кулачок образуется кольцеобразным, так что во время следующего поворота транспортировочного колеса на шаговый угол вторые держатели больше не передвигаются через рычажный механизм, пока во время поворота на последний шаговый угол перед достижением положения передачи транспортировочного колеса они не повернутся так, что лишь частично расправленная заготовка пакета станет надеваемой на приемный элемент.
В дальнейшем изобретение разъясняется подробнее с помощью фигур. Показано на:
Фиг. 2 схематический частичный вид в перспективе на разливочную машину перед активированием приспособления для снижения усилия возврата,
Фиг. 3 частичный вид на разливочную машину согласно фиг. 2 во время активирования приспособления для снижения усилия возврата,
Фиг. 4а-г схематический вид для наглядного показа извлечения заготовок пакетов из магазина разливочной машины согласно фиг. 2 и 3 и их развертывания,
Фиг. 5а-б схематическое изображение для наглядного показа снижения усилия возврата в разливочной машине согласно фиг. 2 и 3,
Фиг. 6 схематический частичный вид в перспективе на второй пример выполнения разливочной машины во время снижения усилия возврата в заготовке пакета и одновременной передачи другой заготовки пакета на транспортировочное устройство,
Фиг. 7 частичный вид на разливочную машину согласно фиг. 6 во время поворота транспортировочного колеса,
Фиг. 8а-г схематическое изображение для наглядного показа снижения усилия возврата в разливочной машине согласно фиг. 6 и 7,
Фиг. 9а-е схематические частичные виды в перспективе на третий пример выполнения разливочной машины, в которой снижение усилия возврата происходит во время поворота транспортировочного колеса, и
Фиг. 10а-в схематическое изображение для наглядного показа снижения усилия возврата в разливочной машине согласно фиг. 9а-е.
Если частично изображенные на фиг. 2-10, соответствующие изобретению разливочные машины для розлива жидких пищевых продуктов в упаковочные емкости содержат совпадающие составные части, как и частично изображенная на фиг. 1 разливочная машина согласно уровню техники, то применяются совпадающие ссылочные обозначения. Кроме того дополнительно делается ссылка на пояснения к изображенной на фиг. 1 разливочной машине.
На раме (20) разливочной машины согласно фиг. 2-5 на входе транспортировочной линии расположен магазин (2) для приема плоско сложенных заготовок (1) пакетов для изготовления упаковочных емкостей. Магазин (2) содержит удерживающие профили (21а, b), которые доходят до прилегания к внешним ребрам (3а, b) сгиба заготовок (1) пакетов. Отборная сторона (7) магазина (2) предоставляет доступ к обеим передним стенкам (5а, b) пакета из, в общей сложности, четырех стенок (5а, b, 6а, b) пакета передней в текущий момент времени заготовки (1) пакета. Расположенное на транспортировочной линии разливочной машины после магазина (2) отборно-развертывающее приспособление содержит вакуумный захват (9) с тремя пневматическими присосами для захватывания доступной с отборной стороны (7) стенки (5а) пакета. Вакуумный захват (9) расположен подвижно вдоль прямолинейного пути (23) движения перпендикулярно доступной стенке (5а) пакета.
Отборно-развертывающее приспособление имеет помимо этого ровную направляющую поверхность (24) для внешнего ребра (3b) сгиба другой из обеих доступных стенок (5b) пакета заготовки (1) пакета. Ровная направляющая поверхность (24) направляет внешнее ребро (3b) сгиба со скольжением.
В направлении пути (23) движения за ровной направляющей поверхностью (24) находится стационарный удерживающий элемент (17) для приема внешнего ребра (3а) сгиба. Удерживающий элемент (25) для приема диаметрально противоположного внешнего ребра (3b) сгиба является передвигаемым возвратно-поступательно с помощью линейного привода между изображенным на фиг. 4а-в исходным положением и изображенным на фиг. 4г конечным положением. Как стационарный удерживающий элемент (17), так и передвижной удерживающий элемент (25) выполнены в форме угловых профилей. В изображенном на фиг. 4г конечном положении обе расположенные углом друг к другу поверхности угловых профилей доходят до прилегания к стенкам (5а, 6а или же 5b, 6b) пакета.
Как видно, прежде всего, на фиг. 4а-г, расстояние между ровной направляющей поверхностью (24) и путем (23) движения вакуумного захвата (9) от отборной стороны (7) магазина (2) в направлении удерживающих элементов (17, 25) непрерывно снижается.
Для того чтобы передать полностью расправленную, образующую в поперечном сечении квадрат заготовку (1) пакета от удерживающих элементов (17, 25) на расположенное после отборно-развертывающего приспособления транспортировочное устройство (26) разливочной машины, вакуумный захват (9) является передвигаемым вертикально вверх и вниз исполнительным элементом (22).
Транспортировочное устройство (26) содержит поворачиваемое вокруг оси (28а) вращения транспортировочное колесо (29) с четырьмя простирающими в радиальном направлении наружу приемными элементами, каждый из которых имеет по одному первому профилю (30) и по два вторых профиля (31). Первый профиль (30) выполнен в форме угловой направляющей и является приводимым до прилегания к внешнему ребру (3b) сгиба. Оба вторых профиля (31) выполнены в виде стержневых профилей и являются приводимыми до прилегания непосредственно вблизи внешнего ребра (3а) сгиба. Первые и вторые профили (30, 31) образуют ячейки, в которые являются вставляемыми развернутые заготовки пакетов с прямоугольным поперечным сечением. Ось (28а) вращения транспортировочного колеса (29) лежит в перпендикулярной плоскости поперек транспортировочной линии (23) разливочной машины. Транспортировочное колесо (29) поворачивается неизображенным приводом пошагово каждый раз на 90° вокруг оси (28а) вращения. От изображенного транспортировочного колеса (29) развернутые заготовки (1) пакетов передаются на другие, не изображенные на фигурах транспортировочные устройства, чтобы выполнять на заготовках пакетов дальнейшие этапы обработки.
На транспортировочном устройстве расположено приспособление (32) для снижения усилия возврата. Приспособление (32) для снижения усилия возврата содержит толкающий элемент (33), который через рычаг (34) связан с двигательным приводом (35). Выполненный в виде углового профиля толкающий элемент (33) пролегает параллельно внешнему ребру (3а) сгиба, до временного прилегания к которому он является приводимым, причем ребро (3а) сгиба прилегает к образованному между сторонами углового профиля с его внутренней стороны ребру (36). Двигательный привод (35) закреплен на раме (20) разливочной машины.
Разливочная машина согласно фиг. 2, 3 работает следующим образом.
После извлечения и развертывания заготовки (1) пакета она вставляется в направленный отвесно вниз приемный элемент транспортировочного колеса (29). Затем с помощью неизображенного привода транспортировочное колесо (29) поворачивается в направлении (37) против часовой стрелки на шаговый угол 90°, так что загруженный перед этим приемный элемент приходит в горизонтальную, направленную вправо положение простоя. В данной позиции простоя транспортировочного колеса (29) активируется двигательный привод (35) приспособления для снижения усилия возврата, так что толкающий элемент (33) доходит до прилегания к внешнему ребру (3а) сгиба. В ходе дальнейшего движения толкающего элемента (33) стенки (5а, 6а) пакета отходят от стержнеобразных вторых профилей (31), тогда как внешние ребра (3a, b) сгиба движутся друг к другу в направлении диагонали (38) поперечного сечения. При этом внутренние углы (39) между стенками (5а, 6а или же 5b, 6b) пакета на внешних ребрах (3a, b) сгиба увеличиваются до значения больше чем 90°, как это отчетливо видно на фиг. 5б. Этим увеличением внутренних углов (39) преодолевается усилие предварительного напряжения в ребрах (3a, b) сгиба, а также во внутренних ребрах (4а, b) сгиба. Затем с помощью двигательного привода (35) толкающий элемент (33) отводится обратно в исходное положение, так что заготовка (1) пакета снова приобретает прямоугольное поперечное сечение, но со сниженным усилием возврата. В завершение транспортировочное колесо (29) поворачивается далее на шаговый угол 90°, вследствие чего следующая, принятая перед этим направленным отвесно вниз приемным элементом заготовка (1) пакета приходит в горизонтальное, направленное вправо положение простоя и происходит снижение усилия возврата.
Изображенная на фиг. 6 и 7 частично разливочная машина отличается от изображенной на фиг. 2 и 3 разливочной машины тем, что в направленный отвесно вниз приемный элемент транспортировочного колеса (29) передается еще не полностью расправленная до прямоугольника или же квадрата заготовка (1) пакета. Помимо этого приспособление (32) для снижения усилия возврата построено иначе. Если изображенная на фиг. 6 и 7 разливочная машина имеет составные части, совпадающие с таковыми изображенной на фиг. 2 и 3 частично разливочной машины, то применяются совпадающие ссылочные обозначения. Кроме того во избежание повторений делается ссылка на тамошние пояснения.
Транспортировочное колесо (29) тоже имеет четыре приемных элемента, причем каждый приемный элемент имеет один первый, простирающий в радиальном направлении наружу профиль (40), который расположен на транспортировочном колесе (29) стационарно. Первый профиль (40) отогнут под углом на боковых кромках. Отогнутыми под углом областями профиля образуются первые держатели (41) для приема внешнего ребра (3а) сгиба, а также внутреннего ребра (4а) сгиба заготовки (1) пакета. Второй профиль (42) пролегает тоже в радиальном направлении наружу, и тоже отогнут под углом на боковых кромках. Отогнутыми под углом областями образуются вторые держатели (43) для приема другого внешнего ребра (3b) сгиба и другого внутреннего ребра (4b) сгиба заготовки (1) пакета. Второй профиль (42) выполнен в виде шатуна кривошипного механизма с четырьмя шарнирами, который преобразует прямолинейное движение рычажного механизма (44) в колебательное движение второго профиля (42). Кривошипный механизм имеет четыре коромысла (45), которые с одного конца соединены шарнирами с расположенными на удлинении второго профиля (42) консолями (46) и которые с другого конца соединены шарнирами с корпусом (28b) оси транспортировочного колеса (29). Коромысла (45) движутся параллельно боковым стенкам (6а, 5b) заготовки (1) пакета.
Рычажный механизм (44) выполнен двухкомпонентным. Рычажный механизм разделяется на согнутую под углом часть (44а) и прямолинейную часть (44b). Согнутая под углом часть (44а) соединена шарниром с нижней стороной второго профиля (42). На противоположном конце согнутая под углом часть (44а) шарнирно соединена с прямолинейной частью (44b). На удаленном от шарнира конце прямолинейная часть (44b) соединена со считывающим элементом (47) в форме контактного ролика. Прямолинейный участок (44b) принудительно направляется соединенным без возможности вращения с корпусом (28b) оси направляющим элементом (48) в направлении оси (28а) вращения транспортировочного колеса (29). Считывающий элемент (47) является составной частью кулачкового механизма (49) с цилиндрическим кулачком. Кулачковый механизм (49) с цилиндрическим кулачком имеет соосно с осью (28а) вращения транспортировочного колеса (29) расположенный стационарно на раме (20) кулачковый корпус (50). В кулачковом корпусе (50) размещен цилиндрический кулачок (51) в форме канавки, которая направляет считывающий элемент (47). Участок (52) цилиндрического кулачка (51) является составной частью передвигаемого в направлении оси (28а) вращения сегмента (53) кулачкового корпуса (50). Сегмент (53) является передвигаемым возвратно-поступательно в кулисе (54) кулачкового корпуса (50) с помощью исполнительного органа (55). Передвижение осуществляется с помощью не изображенного ради наглядности привода.
В дальнейшем способ снижения усилий возврата заготовок (1) пакетов в упаковочной машине согласно фиг. 6 и 7 разъясняется подробнее с помощью фиг. 8а-г.
Фиг. 8а показывает вид на направленный отвесно вниз приемный элемент транспортировочного колеса (29). В данной позиции приемного элемента на приемный элемент надевается лишь частично расправленная до параллелограмма заготовка (1) пакета. В настоящем примере выполнения заготовка (1) пакета расправлена до ромба, который имеет в поперечном сечении приблизительно 1/3 от квадратного поперечного сечения полностью расправленной заготовки (1) пакета. Затем транспортировочное колесо (29) поворачивается далее в направлении (56) по часовой стрелке на шаговый угол 90°, чтобы приемный элемент был направлен горизонтально влево (ср. с фиг. 6). Во время данного поворота на 90° считывающий элемент (47) проводится в цилиндрическом кулачке (51) внутрь в направлении транспортировочного колеса (29), вследствие чего рычажный механизм (44) поворачивает второй профиль (42) в изображенное на фиг. 8б положение простоя. В изображенной на фиг. 8б позиции простоя приемного элемента, в которой он направлен горизонтально влево, заготовка (1) пакета расправлена в поперечном сечении до квадрата. Чтобы теперь в заготовке (1) пакета снизить вызванные ребрами (3a, b, 4а, b) сгиба усилия возврата, внутренние углы (39) между стенками (5а, 6а или же 5b, 6b) пакета на внешних ребрах (3a или же 3b) сгиба увеличиваются до значения больше чем 90°. В изображенной на фиг. 8б, в направленной горизонтально влево позиции приемного элемента считывающий элемент (47) находится на участке (52) подвижно расположенного сегмента (53) кулачкового корпуса (50). Теперь с помощью исполнительного органа (55) сегмент (53) перемещается в направлении оси (28а) вращения внутрь в направлении транспортировочного колеса (29), вследствие чего второй профиль (42) перескакивает согласно фиг. 8в в противоположное фиг. 8а положение. Вследствие этого внутренний угол (39) увеличивается до значения больше чем 90°, в изображенном примере выполнения приблизительно до 130°. Затем во время простоя в направленной горизонтально влево позиции приемного элемента исполнительный орган (55) отводится назад, пока участок (52) снова не будет находиться на одной линии с остальной частью цилиндрического кулачка (51), как это видно на фиг. 8г.
Теперь происходят два других поворота транспортировочного колеса (29) на шаговые углы по 90°, причем полностью расправленная и растянутая в ребрах сгиба заготовка (1) пакета сохраняет свое квадратное поперечное сечение. Это достигается за счет того, что во время обоих последующих поворотов на шаговые углы по 90° считывающий элемент (47) проводится по кольцеобразному участку (57) цилиндрического кулачка (51). Когда приемный элемент будет направлен горизонтально вправо, расправленная заготовка пакета со сниженным усилием возврата передается на следующее, не изображенное ради обзорности транспортировочное устройство. Во время последующего поворота приемного элемента из данной позиции передачи на 90° в направленное отвесно вниз положение приема (фиг. 8а) считывающий элемент (47) проводится по ведущему наружу участку (58) цилиндрического кулачка (51), вследствие чего поворотно-подвижный второй профиль (42) снова приходит в изображенное на фиг. 8а положение для приема другой частично расправленной заготовки (1) пакета.
Изображенная на фиг. 9а-е частично, соответствующая изобретению разливочная машина в значительной мере соответствует разливочной машине согласно фиг. 6 и 7. Если разливочная машина имеет совпадающие составные части, то используются совпадающие ссылочные обозначения. Кроме того дополнительно делается ссылка на пояснения к разливочной машине согласно фиг. 6, 7.
Существенное различие между разливочной машиной согласно фиг. 9а-е, а также разливочной машиной согласно фиг. 6 и 7 состоит в том, что снижение усилия возврата осуществляется исключительно во время движения расправленной заготовки (1) пакета вдоль пути транспортировки транспортировочного колеса (29), а не во время простоя транспортировочного колеса, как в примерах выполнения разливочной машины согласно фиг. 2 или же 6 и 7. Приемные элементы транспортировочного колеса оформлены в соответствии с примером выполнения согласно фиг. 6 и 7, так что в этом отношении делается ссылка на тамошние выполнения. Приспособление (32) для снижения усилия возврата отличается от такового для разливочной машины согласно фиг. 6 и 7 тем, что участок (52) цилиндрического кулачка (51) не расположен в подвижном сегменте (53) кулачкового корпуса (50). Подвижный сегмент (53) является ненужным, так как движение второго профиля (43) вызывается только посредством движения считывающего элемента (47) в сплошном цилиндрическом кулачке (51) во время поворота транспортировочного колеса (29).
В дальнейшем подробнее разъясняется полное расправление заготовки пакета и последующее растягивание ребер (3a, b, 4а, b) пакета.
Фиг. 9а, 10а показывают транспортировочное колесо (29) с направленным отвесно вниз приемным элементом, в который происходит прием расправленной в поперечном сечении не до квадратного параллелограмма заготовки (1) пакета. Считывающий элемент (47) находится в цилиндрическом кулачке (51) на максимально возможном расстоянии от транспортировочного колеса (29). Во время последующего поворота транспортировочного колеса в направлении (56) по часовой стрелке на шаговый угол 90° считывающий элемент (47) проводится по ведущему внутрь участку (59) цилиндрического кулачка (51) в направлении транспортировочного колеса (29), вследствие чего рычажный механизм (44) поворачивает второй профиль (42) в изображенное на фиг. 9в, 10б положение. В данной позиции оба внутренних угла (39) между стенками пакета на внешних ребрах (3a, b) сгиба увеличены до угла больше чем 90°, в изображенном примере выполнения приблизительно до 140°, и вследствие этого исходящие от ребер (3a, b, 4а, b) сгиба усилия возврата снижены.
Затем транспортировочное колесо (29) поворачивается далее на дальнейший шаговый угол 90°, причем считывающий элемент (47) проходит через ведущий наружу участок (58) цилиндрического кулачка (51). При этом второй профиль (42) поворачивается с помощью рычажного механизма (44) в изображенное на фиг. 10в, 9д положение, в котором заготовка (1) пакета имеет необходимое квадратное поперечное сечение со сниженными усилиями возврата. Приемный элемент направлен отвесно вверх. В данной позиции на полностью расправленной заготовке пакета может быть выполнен этап обработки, как, например, образование днища пакета.
В повернутой далее на шаговый угол 90° в направлении (56) по часовой стрелке позиции, в которой приемный элемент направлен горизонтально вправо, обработанная заготовка (1) пакета может быть передана на подсоединенное транспортировочное устройство.
Движение поворота из позиции с направленным отвесно вверх приемным элементом в положение с направленным горизонтально вправо приемным элементом происходит без дальнейшего поворачивания второго профиля. Для этого считывающий элемент (47) проводится по кольцеобразному, видимому на фиг. 10в участку (57) цилиндрического кулачка (51).
Вышеописанное приспособление согласно фиг. 9 применяется, прежде всего, тогда, когда обрабатываемые в разливочной машине изделия из картона имеют в значительной мере неизменные свойства и для снижения усилия возврата не должна изменяться величина амплитуды колебаний второго профиля (42). Приспособление согласно фиг. 6, 7 применяется, между тем, прежде всего в таких разливочных машинах, в которых обрабатываются заготовки (1) пакетов с различным качеством картона. Амплитуда колебательного движения второго профиля (42) может быть адаптирована к качеству картона через настройку хода направленного подвижно сегмента (53).
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 заготовка пакета
2 магазин
3a, b внешние ребра сгиба
4а, b внутренние ребра сгиба
5а, b стенки упаковки
6а, b стенки упаковки
7 отборная сторона
8 упорные элементы
9 вакуумный захват
10 ось
11 поворотный рычаг
12 направляющая поверхность
13 направляющие элементы
14 путь перемещения
15а, b внутренние углы
16 удерживающие элементы
17 удерживающие элементы
18 -
19 -
20 рама
21а, b удерживающие профили
22 исполнительный элемент
23 путь перемещения
24 направляющая поверхность
25 удерживающий элемент
26 транспортировочное устройство
27 толкатель заготовки
28а ось вращения
28b корпус оси
29 транспортировочное колесо
30 первый профиль (угловой профиль)
31 второй профиль (стержневой профиль)
32 приспособление для снижения усилия возврата
33 толкающий элемент
34 рычаг
35 двигательный привод
36 ребро (углового профиля)
37 направление против часовой стрелки
38 диагональ поперечного сечения
39 внутренний угол
40 первый профиль
41 первый держатель
42 второй профиль
43 второй держатель
44 рычажный механизм
45 коромысла
46 консоли
47 считывающий элемент (контактный ролик)
48 направляющий элемент
49 кулачковый механизм с цилиндрическим кулачком
50 кулачковый корпус
51 цилиндрический кулачок
52 участок
53 сегмент
54 кулиса
55 исполнительный орган
56 направление по часовой стрелке
57 кольцеобразный участок
58 ведущий наружу участок
59 ведущий внутрь участок