УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕНОСА КОНТЕЙНЕРОВ В УПАКОВОЧНОЙ НАПОЛНИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ Российский патент 2001 года по МПК B65B7/16 

Настоящее изобретение относится к транспортированию контейнера из одной станции обработки в другую станцию обработки упаковочной машины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для сохранения контейнера во временно закрытом положении в то время, как он транспортируется между станциями обработки упаковочной машины.

Контейнеры на основе картона известны уже большую часть двадцатого века. Такие контейнеры на основе картона включают контейнеры с двускатным верхом, плоским верхом и типа кирпича.

Характерная для этих контейнеров простота помогла поддерживать их популярность в качестве контейнеров для традиционных жидких пищевых продуктов, таких, как молоко и сок, но в последние годы они также используются для продуктов в диапазоне от боеприпасов до английской соли. Картонные коробки с двускатным верхом и типа кирпича типично начинаются как картонные заготовки, изготовленные из слоистого картона или подобного материала, имеющего термопластичное покрытие. Картонные заготовки снабжены рядом складок для облегчения складывания и преобразования заготовок в основном в прямоугольный контейнер.

В течение десятилетий разработки производители упаковочных машин изобрели множество путей образования, наполнения и уплотнения этих контейнеров. В наши дни большинство распространенных упаковочных машин для картонных коробок с двускатным верхом приспособлены для получения картонной заготовки после уплотнения ее с боков. В результате процесса уплотнения с боков противоположных вертикальных кромок картонной заготовки образуется многоугольная (обычно прямоугольная) труба. Труба поступает на имеющее возможность поворота на определенный угол оправочное колесо, которое поворачивает трубу в соответствующие положения, в которых конец трубы, простирающийся наружу от оправки, сгибается и уплотняется для образования дна картонной коробки.

После того, как дно картонной коробки образовано, картонная коробка удаляется из оправки и транспортируется на станцию наполнения, где картонная коробка наполняется продуктом. Когда картонная коробка уже наполнена, верхняя часть картонной коробки сгибается, например, в обычную конфигурацию с двускатным верхом и уплотняется, таким образом завершая упаковочный процесс.

Один пример известной упаковочной машины, которая работает в основном в соответствии с этими принципами, описан в патенте США N 3789746 Мартенссона и др. Другие примеры таких известных упаковочных машин описаны в патенте США N 3820301 Мартенссона и др., в патенте США N 4759171 Брувериса и др. и в Патенте США N 4790123 Лунгстрема и др. Эти патенты включены для справок.

Контейнеры, которые должны быть наполнены и уплотнены упаковочной машиной, поворачиваются на определенный угол от одной станции обработки до следующей. Несмотря на то, что высокая скорость поворота может способствовать общей производительности по количеству материала упаковочной машины, эта скорость ограничена, кроме всего прочего, в результате "выплескивания", которое происходит, когда неуплотненный, но наполненный контейнер транспортируется между различными станциями обработки. Выплескивание содержимого контейнера происходит как результат внезапного пуска и остановки движения поворота на определенный угол. Как результат выплескивания содержимое контейнера может набрызгиваться в уплотненную область верха картонной коробки и подвергать риску чистоту последующей операции уплотнения. Вдобавок, содержимое контейнера может набрызгиваться внутрь упаковочной машины и тем самым ухудшать эксплуатационные качества машины, например, путем предъявления частых требований по очистке и техническому обслуживанию.

Дополнительные трудности транспортировки возникают, когда содержимое контейнера или внутренняя часть контейнера являются чувствительными к загрязнению. Это особенно справедливо для содержимого и/или внутренней части в основном стерильных упаковок. В этих случаях содержимое контейнера может загрязниться, когда не уплотненный, но наполненный контейнер поворачивается на определенный угол от одной станции обработки до следующей, так как верхняя часть контейнера остается открытой для окружающей среды упаковочной машины во время транспортировки. Аналогично, если контейнер был выполнен в целом стерильным перед наполнением, сохранение внутренней части контейнера, который не наполнен и не уплотнен, в стерильном состоянии в продолжение транспортировки может быть затруднительным.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является устройство для переноса контейнеров, раскрытое в патенте США N 3313089, B 65 B 7/08, 11.04.1967, обеспечивающее перенос контейнеров из первой станции обработки во вторую в упаковочной наполнительной машине, в котором каждый из контейнеров имеет верхнюю часть, ограниченную множеством уплотнительных панелей, при этом устройство содержит первый и второй комплекты клещей, расположенные на противоположных сторонах от пути контейнера, клещи установлены с возможностью вращательного движения по направлению друг к другу, чтобы зажать уплотнительные панели контейнера, в то время, когда контейнеры движутся и с возможностью перемещения вместе с контейнерами.

Сущность изобретения
Преимуществом предлагаемого изобретения является то, что каждый из комплектов клещей содержит множество клещей, стержень, имеющий определенную длину, средства для линейного перемещения клещей вдоль упомянутых стержней и средства для вращательного движения направляющих стержней, при этом множество клещей установлено с возможностью совместного вращения с направляющего стержня, а стержни установлены с возможностью вращения для побуждения клещей, расположенных на противоположных сторонах от пути конвейера, перемещаться по направлению друг к другу для зажатия множества уплотнительных панелей контейнеров, движущихся из первой станции обработки во вторую, и затем высвобождения контейнеров, которые находятся вблизи второй станции обработки.

Другим преимуществом предлагаемого изобретения является то, что каждый комплект клещей дополнительно содержит устройство для переноса, размещенное с возможностью совместного вращения с направляющим стержнем и с возможностью скольжения вдоль направляющего стержня, при этом множество клещей прикреплено к устройству для переноса.

Еще одним преимуществом предлагаемого изобретения является то, что средства для линейного перемещения содержат ключ, расположенный на устройстве для переноса, комплект конвейера, включающий ленточный конвейер, и запорную деталь, расположенную на ленточном конвейере.

Еще одним преимуществом предлагаемого изобретения является то, что направляющий стержень представляет собой цилиндр с магнитным сердечником, при этом цилиндр соединен трубопроводом с источником сжатого газа, а магнитный сердечник размещен в цилиндре с возможностью перемещения вдоль него под действием сжатого газа и соединен магнитной связью с магнитным устройством для переноса, расположенным с внешней стороны цилиндра.

Подробное описание изобретения будет представлено ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 изображает перспективный вид контейнера типа кирпича с открытым верхом, расположенного между клещами, в котором клещи находятся в отведенном назад положении.

Фиг. 2 - перспективный вид клещей и контейнера, показанных на фиг. 1, в котором клещи находятся в закрытом положении.

Фиг. 3 изображает один способ зацепления между клещами и направляющим стержнем.

Фиг. 4 - перспективный вид контейнера с двускатной верхней частью с открытым верхом, расположенного между клещами, в котором клещи находятся в отведенном назад положении.

Фиг. 5 - перспективный вид клещей и контейнера, показанных на фиг. 4, в котором клещи находятся в закрытом положении.

Фиг. 6 - 10 изображают некоторые из различных механизмов, которые могут быть использованы для приведения в действие клещей, показанных на фиг. от 1 до 5.

Фиг. 11A-11D изображают типичную последовательность приведения в действие клещей, которые применяются для контейнера с двускатным верхом.

Подробное описание предпочтительного варианта воплощения
Конструкция и действие клещей 20 и 30, используемых с контейнером типа кирпича 35, показаны на фиг. 1 и 2. Контейнер типа кирпича 35 включает верхнюю часть, в которой имеется множество линий зарубок, которые ограничивают верхние клапаны 40, 45 и 50 (только три из них видны на фиг. 1) и ребра-клапаны 55, 60, 65 и 70. Ребра-клапаны 55, 60, 65 и 70 впоследствии уплотняются, например, посредством теплового уплотнения или ультразвукового уплотнения в продолжении последующего процесса уплотнения верха. Контейнер типа кирпича может быть наполнен продуктом, либо, например, может быть пустым, но в целом в стерильном состоянии.

Каждые клещи 20 и 30 включают в основном треугольную часть корпуса 75. Соединительное ушко 80 простирается от основания треугольной части корпуса 75. Каждое соединительное ушко 80 включает центральное отверстие 85, в котором, например, может быть размещен стержень. Отверстие и стержень, связанные с каждым соединительным ушком 80, могут иметь соединительную насечку для того, чтобы создать возможность совместного вращения 90, 95. Альтернативно, клещи 20 и 30 могут свободно вращаться вокруг стержней, при этом вращение клещей производится посредством механических приводов, отличных от стержней.

В соответствии с еще одним дополнительным воплощением, клещи 20 и 30 могут зажать стержень 100 способом, показанным на фиг. 3. В показанном воплощении стержень 100 включает множество ушек 105, выступающих наружу от него. Ушки 105 облегчают совместное вращательное движение стержня 100 и клещей 119. Множество подшипников 115 зажимают изогнутые поверхности 120 стрежня 100 для того, чтобы дать возможность линейного переноса клещей 110 вдоль длины стержня 100. Необходимость совместного вращения или линейного перемещения определяется в связи с общей компоновкой, описанной ниже.

Как показано на фиг. 1, наполненный и/или стерилизованный с открытым верхом контейнер типа кирпича 35 подводится между клещами 20 и 30, когда клещи находятся в отведенном назад положении. Клещи 20 и 30 затем поворачиваются по направлению друг к другу около их соответствующих осей вращения 90 и 95 в закрытое положение, показанное на фиг. 2. В закрытом положении клещи 20 и 30 зажимают основание ребра 130, которое образовано ребрами-клапанами 55, 60, 65 и 70, тем самым закрывая контейнер типа кирпича 35 и, если он наполнен, предотвращая окатывание содержимым продуктом уплотненных участков внутри ребер-клапанов. Если контейнер пуст, но в целом стерилизован, клещи помогают в сохранении гигиенических условий внутри контейнера. Клещи 20 и 30 затем поворачиваются на определенный угол в этом положении, в котором они простираются к контейнеру типа кирпича 35, в следующую станцию обработку упаковочной машины. Когда контейнер типа кирпича 35 будет повернут на определенный угол в следующую станцию обработки, клещи 20 и 30 отводятся назад и возвращаются к предшествующей станции обработки для повторения последовательности транспортирования.

Конструкция и действие клещей 135 и 140, используемых с контейнером с двускатным верхом 145, показаны на фиг. 4 и 5. Контейнер с двускатным верхом 145 включает верхнюю часть, в которой имеется множество линий зарубок, которые ограничивают верхние клапаны 150, 155, 160 и 165 и ребра-клапаны 170, 175, 180 и 185. Ребра-клапаны 170, 175, 180 и 185 впоследствии уплотняются, например, посредством теплового уплотнения или ультразвукового уплотнения в продолжение последующего процесса уплотнения верха. Контейнер с двускатным верхом 145 может быть наполнен продуктом.

Каждые клещи 135 и 140 включают корпус 190. Корпус 190 заканчивается зажимом 195 на одном его конце и, кроме того, включает отверстие 200, проходящее через конец корпуса 190, противоположный зажиму 195. Стержень может проходить через любое из отверстий 200, каждое из которых может иметь соединительную насечку для того, чтобы дать возможность соответствующим клещам и стержню совместно вращаться вокруг соответствующих осей вращения 205 и 210. Альтернативно, клещи 135 и 140 могут свободно вращаться вокруг стержней, при этом вращение клещей производится посредством механических приводов, отличных от стержней. Клещи 135 и 140 могут также захватить стержень способом, показанным на фиг. 3.

Как показано на фиг. 4, наполненный и/или в целом стерилизованный контейнер с двускатным верхом 145 подводится между клещами 135 и 140 в то время, как клещи находятся в отведенном назад положении. Клещи 135 и 140 затем поворачиваются в направлении навстречу друг другу вокруг их соответствующих осей вращения 205 и 210 в наклонное положение, показанное на фиг. 5. Клещи 135 и 140 находятся под углом для того, чтобы соответствовать наклону наружных панелей 220 двускатного верха. Таким образом, клещи 135 и 140 не деформируют традиционную форму конструкции двускатного верха. В наклонном положении клещи 135 и 140 зажимают основание ребра 225, которое образовано из ребер-клапанов 170, 175, 180 и 185, таким образом закрывая контейнер с двускатным верхом 145 и предотвращая окатывание содержимым продуктом уплотненных участков, расположенных внутри ребер-клапанов и/или помогая в поддержании гигиенических условий внутри контейнера. Клещи 135 и 140 затем поворачиваются на определенный угол в этом наклонном положении с контейнером с двускатным верхом 145 в следующую станцию обработки упаковочной машины. Когда контейнер с двускатным верхом 145 повернется на определенный угол в следующую станцию обработки, клещи 135 и 140 отводятся и возвращаются к предыдущей станции обработки для повторения последовательности транспортирования.

На фиг. 6 показано одно воплощение устройства, которое может быть использовано для привода в движение клещей ранее описанным образом. Устройство, обозначенное в целом позицией 300, включает направляющий стержень 310, имеющий приводящий в движение рычаг 320, расположенный на одном его конце. Приводящий в движение рычаг 320 соединен с приводом 330, например, с пневмоцилиндром, жесткой связью 340. Устройство для переноса клещей 350 размещено для скольжения поверх направляющего стержня 310. Устройство для переноса клещей 350 включает множество клещей 360, которые, например, могут быть жестко закреплены на нем. Клещи 360 могут быть приспособлены для конкретного типа контейнера, например, ранее описанным способом, что касается контейнеров с двускатным верхом и типа кирпича. Ключ 370 выступает от нижней части устройства для переноса клещей 350 и входит в зацепление с соответствующей запорной деталью 380. Запорная деталь 380 размещена на ленточном конвейере 390, который может, например, приводиться в движение роликами 400. Ролики 400, в свою очередь, могут приводиться сервомоторами в непрерывное движение так, как показано стрелкой 410, либо в движение вперед-назад так, как показано стрелкой 420.

Как показано на фиг. 7, направляющий стержень 310, устройство для переноса 350, клещи 360 и привод 330 размещены по обеим сторонам пути поворота контейнера на определенный угол, показанный стрелкой 430, вдоль которого контейнеры переносятся из первой станции обработки во вторую станцию обработки. При работе устройство для переноса 350 и клещи 360 размещаются вдоль направляющего стержня 310, например, у станции уплотнения 440, когда ключ 370 и запорная деталь 380 находятся в зацеплении. Это показано на пунктирной схеме на фиг. 6. Ленточный конвейер 390 затем форсирует устройство для переноса 350 в направлении, например, станции наполнения 450 через запорную деталь 380 и ключ 370 в положение, показанное на фиг.8. В этой точке привод 330 оказывают воздействие на жесткую связь 340 для того, чтобы повернуть приводящий рычаг 320 в показанное положение. Вращение направляющего стержня 310 приводит к соответствующему повороту устройства для переноса клещей 350 и самих клещей 360, в результате этого клещи 360 зажимают уплотнительные панели в верхней части любых наполненных контейнеров, размещенных между ними на пути, на котором контейнеры поворачиваются на определенный угол 430. Вращение устройства для переноса клещей 350 далее вынуждает ключ 370 выйти из зацепления с запорной деталью 380. Поскольку клещи 360 теперь зажимают верхние части контейнеров, которые поворачиваются на определенный угол вдоль пути поворота контейнеров на определенный угол 430, устройство для переноса клещей 350 получает возможность скользить вдоль направляющего стержня 310 в направлении, показанном стрелкой 460, посредством чего наполненные контейнеры удерживаются во временно уплотненном положении в то время, как они поворачиваются на определенный угол из станции наполнения 450, например, в станцию уплотнения 440. Одновременно на станции уплотнения 440 привод 330 отводит назад жесткую связь 340, посредством чего приводящий рычаг 320 поворачивается обратно в положение, показанное на контурной схеме на фиг. 6. В этой точке ключ 370 снова зацепляет запорную деталь 380. Вращение направляющего стержня 310 обратно в это положение вынуждает клещи 360 освободить верхние части контейнера.

Необходимо знать, что станции обработки 440 и 450 могут быть в числе любых типов станций обработки. Например, станция 450 может быть станцией, на которой выполняется технологический процесс, который помогает исполнению контейнера в основном стерильном. Станция 450 в подобном примере может быть, например, станцией обработки ультрафиолетовыми лучами. Станция 440, например, может быть станцией наполнения. В целях последующего изложения, станция 450 будет упоминаться как станция уплотнения, в то время как станция 440 будет упоминаться как станция наполнения.

Альтернативное воплощение, при котором облегчается прямолинейное движение устройства для переноса клещей 350, показано на фиг. 9. В этом воплощении цилиндр с магнитным сердечником используется в качестве стержня 310. Магнитный сердечник 470 размещен во внутренней части цилиндра 480 и соединен магнитной связью с магнитным устройством для переноса 490, размещенным на наружной части цилиндра 480. Дополнительное устройство для переноса 500 прикреплено к магнитному устройству для переноса 490 для того, чтобы образовать устройство для переноса клещей 350, на котором размещено множество клещей 360. Сжатый газ, например воздух, подается во внутреннюю часть цилиндра 480 через трубопровод 510, размещенный на противоположных концах цилиндра 480. Деталь с магнитным сердечником 470 перемещается прямолинейно вдоль длины цилиндра под действием разности давления воздуха, подаваемого с обеих сторон детали с магнитным сердечником 470. Поскольку деталь с магнитным сердечником 470 соединена магнитной связью с магнитным устройством для переноса 490, клещи 360 и устройство для переноса клещей 350 также перемещаются линейно вдоль длины стержня.

При работе, например, воздух с обеих сторон детали с магнитным сердечником 470 может сжиматься, в то время как устройство для переноса клещей поворачивается на определенный угол с контейнерами.

По возвращении с одной стороны цилиндра 480 может быть создан вакуум, чтобы произвести быстрый возврат устройства для переноса 350. Переход за заданную позицию устройства для переноса 350 может быть ограничен при помощи, например, стопорной детали 520.

На фиг. 10 показано воплощение, в котором устройство для переноса 350 и соответствующие клещи 360 движутся линейно по направлению туда и обратно друг от друга в направлении, показанном стрелкой 530, поперек пути поворота контейнеров на заданный угол 430. Такое линейное движение может выполняться посредством использования, например, множества приводов 540, таких, как пневмоцилиндры, которые жестко соединены со стержнями 510. Клещи 360 этого воплощения могут быть, например, образованы с зажимами, имеющими плоские торцы, которые, например, зажимают верхнее ребро контейнера с двускатным верхом, либо могут быть образованы показанными ранее способами.

На фиг. 11A-11D показаны основные относительные положения клещей 360 и контейнера 550, который в этом примере представляет собой картонную коробку с двускатным верхом в то время, как он поворачивается на определенный угол из станции наполнения 450 в станцию уплотнения 440. Картонная коробка 550 сначала располагается в положении с открытым верхом между клещами 360, которые отведены назад, и наполняется на станции наполнения 450 через сопло 560. После наполнения клещи 360 поворачиваются для того, чтобы зажать верхнее ребро 570 картонной коробки 550, посредством чего производится временное механическое уплотнение верхней части картонной коробки 550. Клещи 360 могут зажать верхнюю часть способом, показанным на фиг. 11В, либо, альтернативно, способом, показанным на фиг. 5. Картонная коробка 550 и клещи 360 затем поворачиваются на определенный угол вдоль пути поворота контейнеров на определенный угол 430 до тех пор, пока она не расположится под и между парой уплотнительных зажимов 580 (фиг. 11С). Клещи 360 затем отводятся назад, и контейнер 550 подается вверх, так что ребро 570 располагается между уплотнительными зажимами 580. Уплотнительные зажимы 580 затем зажимают ребро 570 для того, чтобы произвести его уплотнение при помощи, например, ультразвуковой энергии.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылками на характерное воплощение, специалисты будут знать, что дополнительные изменения могут быть произведены без отклонения от объема и идеи изобретения, как они изложены в прилагаемых пунктах формулы изобретения.

Устройство используется для перемещения контейнера из первой станции обработки во вторую станцию обработки упаковочной машины. Устройство включает клещи для временного удержания уплотнительных панелей контейнера в целом закрытом положении в то время, как контейнер перемещается из первой станции обработки во вторую станцию обработки. Первой станцией обработки может быть станция наполнения, а второй станцией обработки может быть станция уплотнения. Клещи установлены с возможностью перемещения вдоль стержней и вращения вместе с ними. Устройство обеспечивает стерильность ненаполненного контейнера в процессе транспортировки. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для переноса контейнеров из первой станции обработки во вторую станцию обработки в упаковочной наполнительной машине, при этом каждый из контейнеров имеет верхнюю часть, ограниченную множеством уплотнительных панелей, при этом устройство содержит первый и второй комплекты клещей, расположенные на противоположных сторонах от пути контейнера, клещи установлены с возможностью вращательного движения по направлению друг к другу, чтобы зажать уплотнительные панели контейнеров в то время, когда контейнеры движутся, и с возможностью перемещения вместе с контейнерами, отличающееся тем, что каждый из комплектов клещей содержит множество клещей, стержень, имеющий определенную длину, средства для линейного перемещения клещей вдоль упомянутых стержней и средства для вращательного движения направляющих стержней, при этом множество клещей установлено с возможностью совместного вращения с направляющим стержнем и с возможностью скольжения вдоль направляющего стержня, а стержни установлены с возможностью вращения для побуждения клещей, расположенных на противоположных сторонах от пути конвейера, перемещаться по направлению друг к другу для зажатия множества уплотнительных панелей контейнеров, движущихся из первой станции обработки во вторую, и затем высвобождения контейнеров, которые находятся вблизи второй станции обработки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый комплект клещей дополнительно содержит устройство для переноса, размещенное с возможностью совместного вращения с направляющим стержнем и с возможностью скольжения вдоль направляющего стержня, при этом множество клещей прикреплено к устройству для переноса. 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что средства для линейного перемещения содержат ключ, расположенный на устройстве для переноса, комплект конвейера, включающий ленточный конвейер, и запорную деталь, расположенную на ленточном конвейере. 4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что направляющий стержень представляет собой цилиндр с магнитным сердечником, при этом цилиндр соединен трубопроводом с источником сжатого газа, а магнитный сердечник размещен в цилиндре с возможностью перемещения вдоль него под действием сжатого газа и соединен магнитной связью с магнитным устройством для переноса, расположенным с внешней стороны цилиндра.