Установка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор», устройство формирования корпуса лотка этой установки, устройство получения лотка этой установки и способ автоматического изготовления лотков типа «телевизор»
INSTALLATION FOR AUTOMATIC PRODUCTION OF TRAYS OF THE "TV" TYPE, DEVICE FOR FORMING THE TRAY BODY OF THIS INSTALLATION, DEVICE FOR RECEIVING THE TRAY OF THIS INSTALLATION AND METHOD FOR AUTOMATICALLY MANUFACTURING TRAYS OF THE "TV" TYPE

Группа изобретений относится к средствам производства картонных лотков и может быть применена в упаковочной промышленности.
Лотки типа «телевизор» широко применяются для хранения, безопасной транспортировки и представления кондитерских или иных изделий и обеспечивают удобство использования за счет особой формы корпуса лотка, позволяющей визуально оценить его содержимое, а также обеспечивающей высокие прочностные характеристики корпуса. Особая форма корпуса лотка обеспечивается за счет рамки корпуса лотка, которая фиксируется внутренними клапанами, предохраняющими лоток и соответственно рамку, от разворачивания. Однако из уровня техники оказались не известными установки, обеспечивающие возможность формирования лотков подобного типа, поэтому в качестве прототипа была выбрано техническое решение из области изготовления открытых прямоугольных лотков с прямыми боковыми сторонами.
В качестве прототипа выбраны установка и способ изготовления открытых лотков, при этом установка состоит из устройства формирования корпуса лотка, содержащего механические рычаги и фиксирующие планки, и устройства фиксации клапанов, представляющего собой подвижную каретку, состоящую из четырех монтажных планок, на конце которых установлены направляющие пальцы для фиксации клапанов, а способ заключается в формировании корпуса лотка в устройстве формирования корпуса лотка при помощи механического воздействия рычагами на боковые стенки закрепленной фиксирующими планками заготовки корпуса лотка и фиксации клапанов корпуса лотка в устройстве фиксации клапанов при помощи механического воздействия подвижной каретки на клапаны корпуса лотка до их фиксации с помощью закрепления угловых выступов заготовки в соответствующих им принимающих отверстиях. [GB1480924A, дата публикации: 27.07.1977 г. МПК: B31B 50/50; B65D 5/30; B31B 1/26; B65D 5/30].
Недостатком прототипа является то, что при формировании корпуса лотка не может осуществляться образование рамки корпуса лотка, а соответственно и возможность изготовления лотка типа «телевизор», что обусловлено отсутствием конструктивной возможности дополнительного загибания боковых стенок корпуса формируемого лотка в сторону его основания, а также ограниченный размерами корпуса лотка диапазон движения каретки, предназначенной для фиксации клапанов корпуса лотка, вследствие чего устройство обладает ограниченным техническим функционалом и областью применения которые не позволяют обеспечить формирование лотков типа «телевизор». Таким образом на данный момент лотки типа «телевизор» изготавливаются только вручную, а такой процесс не отличается высокой технологичностью, в результате чего существует потребность в создании установки и разработки технологии с применением этой установки, обеспечивающих возможность изготовления лотков типа «телевизор».
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в расширении функционала и области применения установки для автоматического изготовления лотков.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в обеспечении возможности изготовления лотков типа «телевизор» установкой для автоматического изготовления лотков.
Сущность первого изобретения заключается в следующем.
Установка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор» включает устройство формирования корпуса лотка, обеспечивающее формирование корпуса лотка, в том числе боковых стенок и клапанов корпуса лотка за счет загибания краев заготовки лотка в направлении ее основания и устройство получения лотка, обеспечивающее закрепление клапанов лотка. В отличие от прототипа, устройство формирования корпуса лотка содержит элементы, обеспечивающие при формировании рамки корпуса лотка типа «телевизор» загибание боковых стенок сформированного корпуса лотка типа «телевизор» в направлении его основания, а устройство получения лотка типа «телевизор» содержит распорный механизм, выполненный с возможностью ввода внутрь сформированного корпуса лотка «типа телевизор» через проем, образованный рамкой, и обеспечивающий фиксацию клапанов под рамкой за счет распирающего воздействия на клапаны лотка до их сгиба по форме углов, образованных между боковыми стенками корпуса  лотка.
Сущность второго изобретения заключается в следующем.
Устройство формирования корпуса лотка включает элементы, обеспечивающие формирование корпуса лотка, в том числе боковых стенок и клапанов корпуса лотка за счет загибания краев заготовки лотка в направлении ее основания. В отличие от прототипа, элементы, обеспечивающие формирование корпуса лотка представлены захватами, обеспечивающими формирование рамки корпуса лотка типа «телевизор» за счет дополнительного загибания боковых стенок сформированного корпуса лотка типа «телевизор» в направлении его основания и подвижными каретками формирования клапанов из боковых стенок корпуса лотка типа «телевизор», при этом каждая каретка снабжена Г-образным рычагом, подвижно закрепленным на ней и снабженным приводным механизмом.
Сущность третьего изобретения заключается в следующем.
Устройство получения лотка включает средство фиксации клапанов корпуса лотка и выполнено с возможностью получения корпуса лотка типа «телевизор» с рамкой из устройства формирования корпуса лотка. В отличие от прототипа средство фиксации клапанов корпуса лотка представлено распорным механизмом, выполненным с возможностью ввода внутрь сформированного корпуса лотка «типа телевизор» через проем, образованный рамкой, при этом распорный механизм содержит противоположно направленные L-образные толкатели, снабженные приводным механизмом, и ориентированные таким образом, чтобы обеспечивать фиксацию клапанов корпуса лотка типа «телевизор» за счет механического распирающего воздействия на клапаны корпуса лотка до их сгиба по форме углов, образованных между боковыми стенками корпуса лотка.
Сущность четвертого изобретения заключается в следующем.
Способ автоматического изготовления лотков типа «телевизор» включает формирование корпуса лотка в устройстве формирования корпуса лотка, в том числе боковых стенок и клапанов корпуса лотка путем загибания краев заготовки лотка в направлении ее основания, и закрепление клапанов лотка в устройстве получения лотка. В отличие от прототипа, на этапе формирования корпуса лотка в устройстве формирования корпуса лотка осуществляется формирование рамки корпуса лотка типа «телевизор» путем дополнительного загибания захватами боковых стенок сформированного корпуса лотка типа «телевизор» в направлении его основания, а закрепление клапанов сформированного корпуса лотка типа «телевизор» в устройстве получения лотка осуществляют путем ввода распорного механизма устройства получения лотка через проем, образованный рамкой, внутрь сформированного корпуса лотка «типа телевизор» и распирающего воздействия распорным механизмом на клапаны до их фиксации под рамкой сформированного корпуса лотка типа «телевизор» путем их сгиба по форме углов, образованных между боковыми стенками этого корпуса.
Установка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор» обеспечивает возможность введения в установку заготовки для изготовления лотка, ее позиционирования, формирования лотка из заготовки и вывода готового лотка из установки. Установка содержит устройство формирования корпуса лотка и устройство получения лотка. Также установка может содержать устройство подачи заготовок корпуса лотка и устройство вывода лотков типа «телевизор» из установки. При этом установка может содержать корпус, выполненный из твердого материала, внутри которого могут быть закреплены вышеуказанные устройства, либо они могут быть смонтированы на твердой поверхности. При этом узлы в установке ориентированы друг относительно друга таким образом, чтобы обеспечивалась возможность последовательного перемещения заготовки от устройства формирования корпуса лотка в устройство получения лотка.
Заготовка корпуса лотка состоит из гофрированного и/или ламинированного картона или другого вида плотного бумажного сырья, предназначенного для изготовления лотков. Кроме того, заготовка предпочтительно имеет прямоугольную форму и снабжена необходимыми для сборки технологическими вырезами, сгибами и отверстиями.
Устройство формирования корпуса лотка обеспечивает формирование корпуса лотка из заготовки и включает основание устройства формирования корпуса лотка, которое может быть закреплено в корпусе и относительно которого закреплены захваты, снабженные приводными механизмами, обеспечивающими их вращательное перемещение относительно основания.
Также это устройство включает подвижные каретки, шарнирно соединенные с Г-образными рычагами и снабженные приводными механизмами, обеспечивающими вращательное перемещение Г-образных рычагов относительно основания. Также устройство может включать пресс-пуансон, снабженный приводным механизмом, обеспечивающим его линейное перемещение относительно основания. Преимущественно закрепление вышеупомянутых компонентов относительно основания устройства формирования корпуса обеспечивается посредством шарнирной фиксации их приводных механизмов. При этом приводные механизмы могут быть представлены пневматическими или гидравлическими цилиндрами, снабженными компрессорами или насосами, либо электромеханическими механизмами, например, соленоидами.
Заготовка корпуса лотка размещается между Г-образными рычагами и захватами параллельно в одной плоскости с ними таким образом, чтобы ее центральная часть была расположена напротив той плоскости пресс-пуансона, которая предназначена для взаимодействия с заготовкой, параллельно ей. Пресс-пуансон, жестко закрепленный относительно основания устройства формирования корпуса лотка, приводится в движение приводным механизмом. При этом преимущественно пресс-пуансон формирует боковые стенки корпуса лотка, осуществляя механическое воздействие на центральную часть закрепленной от перемещения заготовки корпуса лотка. Для этого им осуществляется движение перпендикулярно плоскости основания устройства формирования корпуса лотка, параллельно которому расположено соответственно основание заготовки
Захваты, снабженные приводными механизмами, жестко закреплены на основании устройства для формирования корпуса лотка и осуществляют движение в направлении основания, обеспечивая механическое воздействие на боковые стенки заготовки, что приводит к их загибанию и формированию клапанов корпуса лотка.
Подвижные каретки, закрепленные на основании установки для формирования корпуса лотка, осуществляют движение в направлении друг друга при помощи приводных механизмов, параллельно плоскости основания, при этом Г-образные рычаги, шарнирно соединенные с подвижными каретками, осуществляют движение в сторону основания корпуса лотка таким образом, что обеспечивается дополнительное загибание боковых стенок корпуса лотка и приводит к формированию клапанов корпуса лотка из боковых стенок корпуса лотка и формированию рамки корпуса лотка.
Корпус лотка перемещается в устройство получения лотка из устройства формирования корпуса лотка при помощи движения приводной цепи подвижной конвейерной ленты, конструктивно соединяющей эти устройства и расположенной с ними в одной плоскости. При этом каждый сформированный корпус лотка размещается на приводной цепи в направлении ее движения и закрепляется на ней при помощи фиксатора перемещаемого корпуса лотка.
Устройство получения лотка включает в себя средство фиксации клапанов корпуса лотка и выполнено с возможностью получения корпуса лотка типа «телевизор» с рамкой из устройства формирования корпуса лотка по конвейерной ленте. Средство фиксации клапанов корпуса лотка представлено распорным механизмом, выполненным с возможностью ввода внутрь сформированного корпуса лотка «типа телевизор» через проем, образованный рамкой. Для этого величина распорного механизма в поперечном сечении может быть меньше величины проема, либо приводной механизм распорного механизма может обеспечивать последовательное заведение L-образных толкателей внутрь проема.
Распорный механизм содержит противоположно направленные L-образные толкатели, снабженные приводным механизмом, и ориентированные таким образом, чтобы обеспечивать фиксацию клапанов корпуса лотка типа «телевизор» за счет механического распирающего воздействия на клапаны корпуса лотка до их сгиба по форме углов, образованных между боковыми стенками корпуса лотка.
При этом устройство получения лотка может содержать основание устройства получения лотка, на котором закреплены противоположно направленные друг относительно друга L-образные толкатели. Основание, в свою очередь может быть закреплено в корпусе установки посредством приводного механизма. При этом приводной механизм может состоять из приводов, например из соленоидов, каждый из которых присоединен к каждому L-образному толкателю и закреплен на основании напротив другого приводного механизма.
Для получения лотка типа «телевизор» корпус лотка закрепляется между фиксирующими планками таким образом, чтобы центральная часть корпуса лотка, ограниченная рамкой, находилась напротив распорного механизма, содержащего L-образные толкатели в параллельных плоскостях с ним.
Затем корпус лотка устанавливается на одном уровне с распорным механизмом, а L-образные толкатели распорного механизма вводятся внутрь лотка через проем, образованный рамкой, при помощи движения фиксирующих планок в направлении распорного механизма. При этом движение фиксирующих планок в направлении распорного механизма осуществляется при помощи приводных механизмов.
Также возможен вариант исполнения, при котором корпус лотка закрепляется от перемещения между фиксирующими планками таким образом, чтобы центральная часть корпуса лотка, ограниченная рамкой, находилась напротив распорного механизма, содержащего L-образные толкатели в параллельных плоскостях с ним. При этом, L-образные толкатели распорного механизма вводятся внутрь лотка через проем, образованный рамкой, при помощи движения распорного механизма в направлении основания корпуса лотка. При этом движение распорного механизма в направлении основания корпуса лотка может быть обеспечено при помощи приводных механизмов.
Затем L-образные толкатели осуществляют фиксацию клапанов корпуса лотка под рамкой корпуса лотка за счет механического воздействия на клапаны корпуса лотка. При этом механическое воздействие на клапаны корпуса лотка обеспечивается движением L-образных толкателей в плоскости лотка в направлении углов корпуса лотка, или по-другому в направлении граней основания устройства получения лотка. При этом движение L-образных толкателей осуществляется при помощи приводных пневматических механизмов.
Затем изготовленный лоток типа «телевизор» выводится из установки лотка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор», при помощи движения приводной цепи подвижной конвейерной ленты, конструктивно соединяющей эти устройства и расположенной с ними в одной плоскости. При этом каждый сформированный корпус лотка размещается на приводной цепи в направлении ее движения и закрепляется на ней при помощи фиксатора перемещаемого корпуса лотка.
Способ автоматического изготовления лотков типа «телевизор» может быть реализован за счет алгоритма, выполняемого контроллером, который подключен к приводным механизмам установки.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует об ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, заключающейся в том, что:
─ устройство формирования корпуса лотка содержит элементы, обеспечивающие при формировании рамки корпуса лотка типа «телевизор» загибание боковых стенок сформированного корпуса лотка типа «телевизор» в направлении его основания, что позволяет сформировать из заготовки – корпус лотка типа «телевизор», имеющий рамку, которая зафиксирована от разворачивания изнутри клапанами заготовки.
─ устройство получения лотка типа «телевизор» содержит распорный механизм, выполненный с возможностью ввода внутрь сформированного корпуса лотка типа «телевизор» через проем, образованный рамкой, и обеспечивающий фиксацию клапанов под рамкой за счет распирающего воздействия на клапаны лотка до их сгиба по форме углов, образованных между боковыми стенками корпуса лотка, что позволяет прижать клапаны, фиксирующие рамку корпуса лотка типа «телевизор» от разворачивания, надежно зафиксировать их под рамкой и изготовить таким образом лоток типа «телевизор» при помощи установки.
Совокупность существенных признаков группы изобретений позволяет в автоматическом режиме сформировать из заготовки – корпус лотка типа «телевизор», имеющий рамку, которая зафиксирована от разворачивания изнутри клапанами заготовки, а затем прижать клапаны, фиксирующие рамку корпуса лотка типа «телевизор» от разворачивания, надежно зафиксировать их под рамкой и изготовить таким образом лоток типа «телевизор» при помощи установки.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует об ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники не известны существенные признаки группы изобретений, а также не известен эффект, заключающийся в возможности автоматизации процесса изготовления лотков типа «телевизор» при помощи установки для автоматического изготовления лотков, ввиду чего группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретения из группы изобретений связаны между собой единым изобретательским замыслом, который заключается в том, что установка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор» обеспечивает возможность реализации способа автоматического изготовления лотков типа «телевизор», при этом устройство формирования корпуса лотка и устройство получения лотка являются частями этой установки. Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию «единство изобретения».
Фиг.1 – Установка для автоматического изготовления лотков типа «телевизор», общий вид.
Фиг.2 – Устройство формирования угловых клапанов корпуса лотка, изометрия.
Фиг.3 – Устройство для формирования корпуса лотка, изометрия.
Фиг.4 – Подвижная каретка, снабженная приводным пневматическим механизмом, шарнирно соединенная с Г-образным рычагом, изометрия.
Фиг.5а – Устройство получения лотка, изометрия.
Фиг.5б – Устройство получения лотка с основанием, изометрия.
Установка для формирования лотков типа «телевизор» содержит корпус, (не указан на фигурах) внутри которого закреплено устройство подачи заготовок, устройство формирования угловых клапанов корпуса лотка, устройство формирования корпуса лотка, устройство получения лотка, подвижная конвейерная лента и блок управления (не указан на фигурах).
Устройство подачи заготовок содержит емкость 1 для хранения заготовок и узел захвата заготовки, при этом узел захвата заготовки содержит присосы 2 и приводные пневматические механизмы 3 присосов.
Устройство формирования угловых клапанов корпуса лотка содержит толкатели 4 и приводные пневматические механизмы 5 толкателей.
Устройство формирования корпуса лотка содержит захваты 6, приводные пневматические механизмы 7 захватов, подвижные каретки 8, при этом каждая подвижная каретка 8 содержит Г-образный рычаг 9 и приводной пневматический механизм 10 каретки. Также устройство формирования корпуса лотка содержит пресс-пуансон 11, снабженный приводным пневматическим механизмом 12.
Устройство получения лотка содержит L-образные толкатели 13, снабженные приводными пневматическими механизмами 14 толкателей, основание 15 устройства получения лотка и узел фиксации корпуса лотка, при этом узел фиксации корпуса лотка содержит фиксирующие планки 16 и приводные пневматические механизмы 17. Подвижная конвейерная лента содержит приводную цепь 18 и фиксаторы 19 перемещаемого корпуса лотка.
При этом емкость 1 для хранения заготовок жестко соединена с корпусом установки для формирования лотков; присосы 2 жестко соединены с приводными пневматическими механизмами 3 присосов и установлены таким образом, чтобы каждый присос 2 располагался напротив соответствующего ему угла заготовки формируемого корпуса лотка; толкатели 4 жестко соединены с приводными пневматическими механизмами 5 толкателей и установлены таким образом, чтобы каждый толкатель 4 располагался напротив соответствующего ему угла заготовки формируемого корпуса лотка; захваты 6 соединены с приводными пневматическими механизмами 7 захватов, Г-образный рычаг 9 шарнирно соединен с подвижной кареткой 8, при этом каретка 8 и Г-образный рычаг 9 имеют общее крепление с приводным пневматическим механизмом 10, и располагаются напротив боковой стенки формируемого лотка, перпендикулярно ей; пресс-пуансон 11 жестко соединен с приводным пневматическим механизмом 12 и расположен таким образом, чтобы взаимодействующая с корпусом лотка часть пресса-пуансона 11 располагалась напротив центральной части формируемого корпуса лотка, перпендикулярно ей; каждый L-образный толкатель 13 закреплен приводным пневматическим механизмом 14 толкателя на основании 15 устройства получения лотка, таким образом, чтобы толкатели 13 были противоположно направлены друг относительно друга и находились в одной плоскости; фиксирующие планки 16 жестко соединены с приводными пневматическими механизмами 17 и расположены параллельно друг относительно друга и перпендикулярно формируемого корпуса лотка; а устройство формирования угловых клапанов корпуса лотка, устройство формирования корпуса лотка и устройство получения лотка соединены между собой направляющими и подвижной конвейерной лентой.
Группа изобретений работает следующим образом.
Заготовки корпусов лотков помещаются в емкость 1 для хранения заготовок. При запуске установки, по команде от блока управления, узел захвата заготовки поштучно извлекает заготовки при помощи присосов 2 из емкости 1 и помещает в устройство формирования угловых клапанов лотка.
Толкатели 4 приводятся в движение приводными пневматическими механизмами 5, чем обеспечивается механическое воздействие на соответствующие каждому толкателю углы заготовки корпуса лотка, за счет чего происходит формирование угловых клапанов корпуса лотка.
Заготовка корпуса лотка перемещается в устройство формирования корпуса лотка при помощи подвижной конвейерной ленты, пресс-пуансон 11 приводится в движение приводным пневматическим механизмом 12, чем обеспечивается механическое воздействие на центральную часть заготовки корпуса лотка, боковые стенки заготовки загибаются в направлении ее основания, заготовка фиксируется между Г-образными рычагами 9 и захватами 6 таким образом, чтобы каждая боковая стенка заготовки располагалась напротив соответствующего ей захвата 6 или рычага 9, захваты 6 приводятся в движение приводными пневматическими механизмами 7, при этом каретки и шарнирно соединенные с ними Г-образные рычаги 9 приводятся в движение приводными пневматическими механизмами 10, за счет чего оказывается механическое воздействие на боковые стенки заготовки корпуса лотка, боковые стенки корпуса лотка дополнительно загибаются в сторону его основания, при этом формируется рамка корпуса лотка типа «телевизор», а из боковых стенок корпуса лотка формируются клапаны, что приводит к формированию корпуса лотка типа «телевизор».
Корпус лотка перемещается в устройство получения лотка при помощи подвижной конвейерной ленты и закрепляется между фиксирующими планками 16, фиксирующие планки приводятся в движение приводными пневматическими механизмами 17, за счет чего корпус лотка устанавливается на одном уровне с распорным механизмом, а L-образные толкатели 13 распорного механизма вводятся внутрь лотка через проем, образованный рамкой, L-образные толкатели 13 приводятся в движение приводными пневматическими механизмами 14, воздействуя  на клапаны корпуса лотка, за счет чего обеспечивается фиксация клапанов корпуса лотка и завершается сборка лотка типа «телевизор».
Сформированный лоток типа «телевизор» выводится из установки при помощи подвижной конвейерной ленты.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в обеспечении возможности автоматического изготовления лотков типа «телевизор», тем самым решается техническая проблема, заключающая в расширении функционала и области применения установки для автоматического изготовления лотков.