УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПАКОВОЧНОЙ МАШИНЫ И МАШИНА ДЛЯ УПАКОВКИ ПРЕДМЕТОВ Российский патент 1999 года по МПК B65B21/24 

Изобретение относится к устройству для фальцовки упаковки, используемому в машине, предназначенной для упаковки предметов, например, в трубчатую упаковку типа обертки. Такая упаковка обычно изготавливается из картонной заготовки, в которой панель боковой стенки и нижняя панель соединены друг с другом шарнирно по линии сгиба. Между панелями упаковки расположены по разные стороны от пересекающей их линии сгиба отверстия для упакованных в упаковку предметов, например, отверстия с шарнирными фиксирующими клапанами, предназначенными для крепления в упаковке оснований предметов. Машина, в которой можно использовать предлагаемое устройство, имеет конвейер для перемещения заготовки и упаковываемых предметов по заранее заданной линии подачи. Устройство загибает фиксирующие клапаны в требуемое положение внутрь упаковки. Настоящее изобретение относится к устройству для сгибания внутрь упаковки пар таких фиксирующих клапанов, которые имеются во всех предназначенных для фиксации предметов отверстиях. Клапаны каждой пары отгибаются устройством внутрь упаковки, а соответствующие направляющие устройства ограничивают любые значительные боковые перемещения соседних участков заготовки.

В EP-0200445 предложены устройства для фиксации предметов в упаковке, в частности отверстия для фиксации оснований бутылок, выполненные в нижней и боковых стенках упаковочной коробки типа обертки, в каждое из которых входит основание предмета или упакованной в коробку бутылки. Такие фиксирующие устройства обычно вырубаются на панелях боковых и нижней стенок коробки и имеют клапаны, которые шарнирно соединены с панелью коробки. В плоской заготовке клапаны закрывают отверстия, фиксирующие в упаковке основания бутылок. Если заготовка предназначена для упаковки группы предметов, то для открытия клапанов используется простой выполненный в виде пальца механизм, открывающий в упаковке отверстие, в которое входит основание предмета.

Устройство для осуществления этой операции, предложенное в EP-0200445, представляет собой механизм, воздействующий на пару фиксирующих основание бутылки клапанов и отгибающий их внутрь упаковки. Фальцующий механизм имеет поворотное гибочное устройство, или сгибатель, содержащий пару поворотных пальцев, которые под действием кулачкового механизма осуществляют сначала сгибающее движение, постепенно проникая в выполненное в заготовке фиксирующее отверстие и сгибая при этом клапаны, а затем совершают обратное движение и возвращаются в исходное положение. Такие движения поворотных пальцев происходят при движении заготовки по линии подачи вместе с поворотным сгибателем. Поворотные сгибатели последовательно воздействуют на заготовку, сгибая выполненные в ней фиксирующие клапаны и открывая отверстия, и на фальцовочном участке машины перемещаются через нее вместе с заготовкой. Движение поворотных пальцев происходит при взаимодействии каждого сгибателя с имеющейся в кулачковом механизме неподвижной кулачковой направляющей в процессе его перемещения в прямом и обратном направлении, осуществляемого с помощью цепного конвейера.

В изобретении предлагается устройство для машины, предназначенной для упаковки предметов в упаковку типа обертки, изготовленную из заготовки, имеющей пару стенок, соединенных друг с другом по линии сгиба, и пару фиксирующих предмет и усиливающих заготовку клапанов, расположенных по разные стороны от указанной линии сгиба, которое содержит фальцовочное устройство, воздействующее на пару клапанов и отгибающее их внутрь упаковки, и это фальцовочное устройство содержит сгибатель, который во время движения заготовки по линии подачи осуществляет сначала сгибающее движение, при котором он постепенно входит в отверстие заготовки и отгибает клапаны, а затем обратное движение, при котором он выходит из отверстия, причем этот сгибатель имеет воздействующий на заготовку элемент и устройство взаимодействия с исполнительным механизмом, которое осуществляет поворот воздействующего на заготовку элемента, который при этом совершает сгибающее и обратное движения, при этом сгибатель выполнен радиально подвижным по отношению к оси устройства, а воздействующий на заготовку элемент содержит пару расходящихся поворотных пальцев, которые поворачиваются при радиальном по отношению к указанной оси устройства перемещении сгибателя.

Отличительным признаком изобретения является то, что указанное устройство, взаимодействующее с исполнительным механизмом, может быть выполнено в виде кулачкового толкателя, который перемещается по бесконечной кулачковой направляющей, профиль которой позволяет осуществить указанные сгибающее и возвратное перемещения сгибателя.

В соответствии с другим отличительным признаком изобретения указанное фальцовочное устройство можно выполнить в виде пластинчатого блока, включающего указанные сгибатель и бесконечную кулачковую направляющую.

В варианте с пластинчатым блоком этот блок включает расположенные последовательно в осевом направлении кулачковую пластину, промежуточную пластину с указанными сгибателями и верхнюю пластину, которая вместе с промежуточной пластиной может вращаться относительно кулачковой пластины. Эти пластины предпочтительно выполнять в виде дисков.

В соответствии еще с одним отличительным признаком изобретения указанный сгибатель имеет корпус, в котором расположен указанный кулачковый толкатель и который имеет возможность перемещения в радиальном направлении в указанной промежуточной пластине. Корпус имеет на конце головку с двумя поворотными пальцами, которые образуют воздействующий на заготовку элемент указанного сгибателя. В предпочтительном варианте поворотные пальцы поворачиваются одновременно при взаимодействии с элементами промежуточной пластины.

Еще одним отличительным признаком изобретения является то, что указанный корпус можно установить с возможностью скольжения в радиальной направляющей, выполненной в промежуточном диске.

В соответствии еще с одним отличительным признаком изобретения указанный пластинчатый блок может иметь несколько сгибателей, объединенных в отдельные группы, которые последовательно воздействуют на каждую из движущихся одна за другой упаковок.

Ниже только в качестве примера описан один из вариантов выполнения изобретения, изображенный на приложенных к описанию чертежах, на которых:
на фиг. 1-10 показаны различные стадии работы предлагаемого в изобретении фальцовочного механизма;
на фиг. 11 схематично в аксонометрии показан предлагаемый в изобретении механизм с одним вырезанным участком;
на фиг. 12 показан в аксонометрии один из узлов механизма по фиг. 11;
на фиг. 13 показан в плане поворотный палец, являющийся одним из элементов предлагаемого в изобретении сгибателя;
на фиг. 14 показано поперечное сечение пальца по фиг. 13.

На фиг. 1-10 схематично показана работа предлагаемого в изобретении механизма 10, предназначенного для открытия клапанов упаковки. Механизм состоит из ряда вращающихся сгибателей, последовательно воздействующих на заготовку упаковки, которая имеет два расположенных на ее боковых стенках отверстия для фиксации оснований предметов. На фиг. 1-10 показаны последовательные операции, осуществляемые во время вращения вращающегося пластинчатого блока 36, 38, на котором установлены два таких сгибателя 12, которые открывают фиксирующее основание предмета отверстие А, отгибая в заготовке С упаковки пару клапанов f₁, f₂. В рассматриваемом варианте речь идет о заготовке упаковки типа обертки. После отгиба клапанов в соответствующих фиксирующих отверстиях А размещаются основания двух бутылок В₁, В₂.

На фиг. 11 схематично в аксонометрии показан вращающийся дисковый пластинчатый механизм 10, который состоит из верхнего диска 38, промежуточного диска 36 и нижней неподвижной кулачковой пластины 34. Диски можно привести во вращение, например, валом, соединенным с каждым диском и вращающимся в подшипниках, расположенных в центре неподвижной кулачковой пластины. Вал с помощью соответствующего соединительного устройства можно соединить с приводным двигателем, определяющим необходимую скорость вращения пластинчатого блока синхронно с движением заготовки C в процессе упаковки. Открывающий клапаны механизм 10 в рассматриваемом примере имеет три группы из четырех расположенных рядом друг с другом с одинаковым шагом сгибателей. Количество и расположение сгибателей 12 зависят от вида коробки, используемой для упаковки предметов. В данном конкретном примере коробки предназначены для упаковки предметов в группу 4х2, т.е. в группу из двух рядов вдоль каждой боковой стенки с четырьмя предметами в каждом ряду. Поэтому при наличии трех групп сгибателей по четыре сгибателя в каждой группе за один оборот пластинчатого блока произойдет открытие фиксирующих основание предметов клапанов в трех движущихся одна за другой заготовках упаковок. Коробка С имеет боковую стенку с отверстиями А для фиксации оснований предметов B, и в ней в местах расположения отверстий вырублены клапаны "f", которые необходимо отогнуть из плоскости боковой стенки внутрь упаковки.

Рядом с участком подачи упаковочной машины установлено два сгибающих клапаны механизма 10. Эти механизмы установлены друг против друга и между ними проходит линия подачи заготовок и упаковываемых предметов. В дальнейшем описании речь идет только об одном из двух таких механизмов, поскольку другой механизм имеет точно такую же конструкцию. В заготовке коробки выполнены расположенные в линию ряды фиксирующих основания предметов отверстий А, которые вырублены вдоль линии сгиба, которая соединяет в заготовке с возможностью отгиба панель боковой стенки с панелью нижней стенки. В эти фиксирующие отверстия входят, например, основания бутылок, которые при наличии таких отверстий лучше удерживаются внутри готовой упаковки. Фиксирующие основания бутылок отверстия образованы по крайней мере частично сгибаемыми усиливающими клапанами f, которые для открытия отверстия отгибаются внутрь упаковки, располагаясь внахлестку на соседних участках боковой стенки и панели нижней стенки заготовки.

Отдельный сгибатель 12 одной из трех групп показан на фиг. 11 и он имеет первый и второй пальцы 14 и 16 соответственно, которые на чертеже изображены в полностью раскрытом положении за пределами предусмотренного в диске 36 паза 40. Каждый поворотный сгибатель имеет удлиненный стержень 26, который расположен в радиальном направляющем пазу 28, выполненном в промежуточном диске 36, и имеет возможность совершать в этом пазу возвратно-поступательные перемещения. На внешнем по радиусу конце стержня 26 расположена пластинчатая головка 24, в которой выполнен овальный поперечный паз 22. Поворотные пальцы 14 и16 имеют верхние установочные оси 18 и 20 соответственно, которые с возможностью скольжения входят в паз 22, и нижние установочные оси 52, которые входят в отверстия 50, выполненные в выступающей части 37 диска 36. Упомянутые последними детали показаны на фиг 12-14. Как показано в виде сверху на фиг. 13, ось 20 смещена по отношению к оси 52, что обеспечивает открывающее движение пальцев 14 и 16 при радиальном перемещении стержня 26. Предпочтительно угол А, измеренный между соединяющей центры осей 20 и 52 линией и линией R', параллельной радиальному краю R пальца 16, которым (краем) этот палец упирается в палец 14, выполнить равным приблизительно 45^o.

Кулачковый толкатель, выполненный в данном случае в виде составного ролика 30, расположен на нижней стороне стержня 26 в его средней части и обкатывается по кулачковой направляющей 32, выполненной в кулачковой пластине 34. Движение поворотных пальцев 14 и 16 осуществляется за счет возвратно-поступательных перемещений стержня 26, который перемещается в радиальном направлении к центру и от центра в радиальном направляющем пазу 28 при радиальных перемещениях кулачкового толкателя 30, обкатывающего кулачковую направляющую 32. Кулачковая направляющая 32 показана схематично на фиг. 1-10, на которых также показаны различные положения пальцев 14 и 16 по отношению к кулачковой направляющей 32. Максимальное раскрытие поворотных пальцев (как показано на фиг. 11) имеет место тогда, когда совершающий возвратно-поступательные перемещения стержень 26 находится в крайнем выдвинутом положении при упоре кулачкового толкателя 30 в наиболее удаленную от центра точку кулачковой направляющей 32.

На фиг. 11 показана схема рассматриваемого механизма, в котором каждый выступающий участок 13 верхнего диска 38 имеет на внутренней поверхности радиальный паз (не показан), в котором в радиальном направлении перемещается пластинчатая головка 24.

Как показано на фиг. 1-10, при вращении пластинчатого блока 36, 38 по часовой стрелке первый сгибатель 12 упирается в заготовку упаковки и входит в отверстие А, раздвигая клапаны f₁, f₂ и отгибая их из плоскости боковой панели упаковки. На фиг. 1 показан вращающийся сгибатель 12, упирающийся в боковую поверхность заготовки С, а на фиг. 2 показан начальный этап проникновения продолжающего вращаться сгибателя 12 в фиксирующее основание предмета отверстие А.

На фиг. 3 показан сгибатель 12, который почти полностью находится внутри отверстия А, при этом клапаны f₁, f₂ отогнуты внутрь заготовки и раскрыты на достаточно большую величину, однако в этом положении их угол наклона к боковой панели не достигает 90^o. В таком же положении клапаны находятся и на фиг. 5 при дальнейшем проникновении сгибателя в отверстие. Следует подчеркнуть, что в этом положении поворотные пальцы сгибателя 12, находящиеся внутри отверстия, все еще остаются в закрытом положении.

На фиг. 6 поворотные пальцы 14 и 16 начинают поворачиваться и отходить друг от друга, еще больше раскрывая клапаны f₁, f₂.

В положении, показанном на фиг. 7, клапаны f₁, f₂ отогнуты по отношению к боковой стенке упаковки на угол больше 90^o, т.е. в положении, когда начинается их отгиб к соседним участками боковой стенки. В это время второй сгибатель 12' начинает раскрывать соседнее отверстие А' с клапанами f₃, f₄.

На фиг. 8 кулачковый толкатель 30 находится в максимально удаленной от центра точке кулачковой направляющей 32, при этом закрепленная на совершающем радиальные возвратно-поступательные перемещения стержне 26 пластинчатая головка 24 также находится в наиболее удаленном от центра положении. Этому положению соответствует максимальное раскрытие поворотных пальцев 14 и 16, оси которых 18 и 20, расположенные в пазу 22, перемещаются вместе с пластиной 24.

На фиг. 9 показан кулачковый толкатель 30, который прошел максимально удаленную от центра точку кулачковой направляющей 32, при этом стержень 26 начал смещаться к центру и поворотные пальцы 14 и 16 одновременно начали закрываться, сближаясь друг с другом.

В показанном на фиг. 10 положении поворотные пальцы 14 и 16 почти полностью закрыты и могут выйти из отверстия А.

Таким образом, при повороте пальцев в крайнее раскрытое положение они отходят друг от друга и, упираясь в клапаны фиксирующего основание предмета отверстия, отгибают их наружу, а при повороте пальцев в обратном направлении они сближаются друг с другом и возвращаются в закрытое положение.

В процессе этой операции, этапы которой схематично показаны на фиг. 1-10, воздействующие на упаковку поворотные пальцы расположены в непосредственной близости от оснований бутылок В₁, В₂. Последующее сближение панелей боковых стенок сопровождается фиксацией оснований бутылок фиксирующими отверстиями упаковки. Происходит это в тот момент, когда нижние панели упаковки отгибаются и накладываются одна на другую, "стягивая" заготовку упаковки вокруг расположенных внутри нее бутылок. В рассматриваемом примере все четыре соседних отверстия упаковки открываются до свертывания упаковки вокруг группы бутылок и ее окончательного закрытия.

На чертежах показано, что поворотные пальцы 13, 14 сгибателей имеют скругленную внешнюю поверхность, что облегчает их проникновение внутрь отверстия А и обеспечивает постепенное сгибание и раскрытие клапанов f₁, f₂. Следует иметь в виду, что предлагаемое в изобретении устройство 10 для открытия фиксирующих клапанов может быть легко модифицировано и адаптировано для работы с упаковками других, отличающихся от рассмотренного типов. При этом переход от упаковки одного типа на упаковку другого типа осуществляется простой заменой одного пластинчатого узла на другой, диаметр, расположение и количество поворотных пальцев и скорость вращения которого выбираются в зависимости от вида изготавливаемой на машине упаковки. Этим предлагаемое устройство отличается от устройства известной конструкции, переналадка которого сопряжена с большими потерями времени, поскольку в нем при переходе с одного типа упаковки на другой приходится менять как количество, так и взаимное расположение перемещаемых цепной передачей поворотных пальцев.

Устройство для машины и машина предназначены для упаковки бутылок в обертку. Сгибатели с поворотными пальцами воздействуют на пару фиксирующих основание бутылки клапанов, Поворотный сгибатель совершает во время движения, заготовки по линии подачи сгибающее движение, постепенно проникая в выполненное в заготовке отверстие. Поворотный сгибатель имеет толкатель, с помощью которого осуществляется сгибающее и возвратное перемещения сгибателя. Радиальное перемещение сгибателя сопровождается поворотом его поворотных пальцев. Конструкция устройства обеспечивает высокие эксплуатационные качества. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 14 ил.

1. Устройство для машины, которая предназначена для упаковки предметов в упаковку типа обертки, изготавливаемую из заготовки, имеющей пару вырубленных в ней сгибаемых клапанов, и которая осуществляет перемещение заготовки и упаковываемых в нее предметов по заданной линии подачи, при этом указанное устройство расположено на линии подачи, предназначено для отгиба пары клапанов внутрь заготовки и содержит вращающийся диск, образующий ось вращения, неподвижный кулачковый диск, расположенный рядом с вращающимся диском и имеющий бесконечную кулачковую направляющую, расположенную вокруг оси вращения, и привод для вращения вращающегося диска вокруг оси вращения синхронно с движением заготовки и предметов, отличающееся тем, что в нем имеется пара воздействующих на заготовку пальцев, установленных на вращающемся диске и шарнирно поворачивающихся вокруг первых осей с одновременным воздействием на клапаны, и исполнительное устройство, которое расположено на вращающемся диске и осуществляет поворот пальцев, раздвигая и сдвигая их друг относительно друга, и которое содержит кулачковый толкатель, который обкатывается по кулачковой направляющей и перемещается в процессе вращения диска в радиальном направлении к центру диска и от центра диска, и преобразующее устройство для преобразования радиального перемещения кулачкового толкателя в поворотное движение пальцев, которые в соответствии с радиальным перемещением кулачкового толкателя одновременно поворачиваются вокруг первых осей. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразующее устройство содержит радиальный элемент, который соединен с кулачковым толкателем, установлен на вращающемся диске, перемещается в радиальном направлении к центру диска и от центра диска и соединен с пальцами, которые поворачиваются и отходят друг от друга при перемещении радиального элемента в направлении от центра диска и поворачиваются и сближаются друг с другом при перемещении радиального элемента в направлении к центру диска. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что преобразующее устройство содержит также головку, которая соединяет друг с другом радиальный элемент и пальцы. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что каждый палец имеет вторую ось, расположенную на некотором расстоянии от его первой оси, а головка имеет поперечный паз, в который с возможностью скольжения входит вторая ось пальца. 5. Машина для упаковки предметов в упаковку типа обертки, изготавливаемую из заготовки, имеющей пару вырубленных в ней сгибаемых клапанов, при этом в указанной машине имеется конвейер для перемещения заготовки и упаковываемых в нее предметов по заданной линии подачи и фальцовочное устройство, которое расположено на линии подачи, предназначено для отгиба клапанов внутрь заготовки и содержит вращающийся диск, образующий ось вращения, неподвижный кулачковый диск, расположенный рядом с вращающимся диском и имеющий бесконечную кулачковую направляющую, расположенную вокруг оси вращения, и привод для вращения вращающегося диска вокруг оси вращения синхронно с движением заготовки и предметов, отличающаяся тем, что фальцовочное устройство содержит пару воздействующих на заготовку пальцев, установленных на вращающемся диске и шарнирно поворачивающихся вокруг первых осей с одновременным воздействием на клапана, и исполнительное устройство, которое расположено на вращающемся диске и осуществляет поворот пальцев, раздвигая и сдвигая их относительно друг друга, и которое содержит кулачковый толкатель, который обкатывается по кулачковой направляющей и перемещается в процессе вращения диска в радиальном направлении к центру диска и от центра диска, и преобразующее устройство для преобразования радиального перемещения кулачкового толкателя в поворотное движение пальцев, которые в соответствии с радиальным перемещением кулачкового толкателя одновременно поворачиваются вокруг первых осей. 6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что преобразующее устройство содержит радиальный элемент, который соединен с кулачковым толкателем, установлен на вращающемся диске, перемещается в радиальном направлении к центру диска и от центра диска и соединен с пальцами, которые поворачиваются и отходят друг от друга при перемещении радиального элемента в направлении от центра диска и поворачиваются и сближаются друг с другом при перемещении радиального элемента в направлении к центру диска. 7. Машина по п. 6, отличающаяся тем, что преобразующее устройство содержит также головку, которая соединяет друг с другом радиальный элемент и пальцы. 8. Машина по п.7, отличающаяся тем, что каждый палец имеет вторую ось, расположенную на некотором расстоянии от его первой оси, а головка имеет поперечный паз, в который с возможностью скольжения входит вторая ось пальца.