Устройство и способ для производства заготовок контейнеров

Номер патента: 8719

Опубликовано: 29.06.2007

Автор: Густафссон Пер

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для производства заготовок (2) контейнеров из полосы (3) материала, содержащее

множество инструментов (5), установленных на роторном инструментодержателе (4), который выполнен с возможностью при вращении перемещать каждый инструмент (5)

по рабочей траектории (WP), на которой каждый инструмент (5) имеет возможность взаимодействия с полосой (3) материала для соединения противоположных участков стенки полосы (3) материала вдоль соединительных участков (11), и

по возвратной траектории (RP), на которой каждый инструмент выведен из взаимодействия с полосой (3) материала,

при этом каждый инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения вместе с полосой (3) материала, когда инструмент (5) перемещается по рабочей траектории (WP), и

инструментодержатель (4) выполнен с возможностью работать как отклоняющее средство для полосы (3) материала, когда она движется вместе с соответствующими инструментами (5) по рабочей траектории (WP).

2. Устройство по п.1, в котором каждый инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения между своим закрытым и открытым положением, при этом инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения в закрытое положение для создания взаимодействия с полосой (3) материала.

3. Устройство по п.2, в котором каждый инструмент (5) содержит элемент (6) основания, неподвижно закрепленный на инструментодержателе (4), и прижимной элемент (7), выполненный с возможностью поворота относительно элемента (6) основания.

4. Устройство по п.3, в котором по меньшей мере один из элементов (6) основания и прижимного элемента (7) каждого инструмента (5) поддерживает ребро (12), выполненное с возможностью взаимодействия с полосой (3) материала в закрытом положении инструмента (5).

5. Устройство по п.4, в котором ребро (12) каждого инструмента (5) имеет протяженность, соответствующую протяженности соединительного участка (11) заготовки (2) контейнера.

6. Устройство по п.4 или 5, в котором ребро (12) установлено на конструкции, содержащей пружины (38), которые создают определенное усилие сжатия при перемещении инструмента (5) в закрытое положение, в котором ребро (12) взаимодействует с полосой (3) материала.

7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый инструмент (5) выполнен с возможностью осуществлять соединение термической сваркой.

8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее управляющее средство (18), выполненное с возможностью вводить каждый инструмент (5) во взаимодействие и выводить его из взаимодействия с полосой (3) материала.

9. Устройство по п.8, в котором управляющее средство (18) содержит рычажный механизм (20) для каждого инструмента (5) и стационарную кулачковую структуру (19), при этом каждый инструмент (5) соединен этим рычажным механизмом (20) с кулачковой структурой (19), и кулачковая структура (19) выполнена с возможностью при вращении инструментодержателя (4) открывать и закрывать каждый инструмент (5).

10. Устройство по п.8, где каждый рычажный механизм (20) содержит шарнирный передаточный рычаг (25), выполненный в виде "ломающегося" рычага.

11. Устройство по п.9 или 10, в зависимости от п.6, в котором каждый рычажный механизм (20) содержит ролик (23), который удерживается в кулачковой канавке (24) кулачковой структуры (19), при этом в кулачковой канавке (24) расположен датчик для определения силы, с которой ролик (23) упирается в опорную поверхность кулачковой канавки (24).

12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором инструментодержатель (4) установлен консольно.

13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее пост (10) высечки заготовок (2) контейнеров вдоль соединительных участков (11), расположенный после инструментодержателя (4).

14. Устройство по п.13, в котором пост (10) высечки выполнен с возможностью высекать заготовки (2) контейнеров таким образом, что они последовательно соединены друг с другом и образуют непрерывную полосу (17) заготовок (2) контейнеров.

15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором инструментодержатель (4) выполнен с возможностью непрерывного вращения при работе.

16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее механизм (13) совмещения, расположенный перед инструментодержателем (4) и выполненный с возможностью определять натяжение полосы (3) материала и регулировать это натяжение в соответствии с заранее определенным значением.

17. Способ производства заготовок (2) контейнеров из полосы (3) материала путем соединения противоположных участков стенки полосы (3) материала вдоль соединительных участков (11), при котором

отклоняют полосу (3) материала над инструментодержателем (4);

вращают инструментодержатель (4) для перемещения инструментов (5), установленных на нем, по рабочей траектории (WP) и

при непрерывном вращении инструментодержателя (4) перемещают инструменты (5) по возвратной траектории (RP) к началу рабочей траектории (WP),

при этом каждый инструмент (5) для выполнения указанного соединения вводят во взаимодействие с полосой (3) материала и перемещают вместе с ней во время движения инструмента (5) по рабочей траектории (WP).

18. Способ по п.17, в котором полосу материала фальцуют продольно для образования W-образного сечения.

19. Способ по п.17 или 18, в котором каждый инструмент (5) вводят во взаимодействие с полосой (3) материала путем поворота прижимного элемента (7) вниз к элементу (6) основания для зажима полосы (3) материала между ними.

20. Способ по любому из пп.17-19, в котором инструментодержатель (4) вращают непрерывно для обеспечения непрерывного производства заготовок (2) контейнеров.

21. Способ по любому из пп.17-19, в котором инструментодержатель (4) вращают прерывисто.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

008719 Настоящее изобретение относится к устройству и способу для производства заготовок контейнеров и, более конкретно, к такому способу и устройству, где участки противоположных стенок полосы материала соединяются вдоль соединительных участков. Предшествующий уровень техники В WO 99/41155 раскрывается устройство для изготовления заготовок контейнеров путем соединения участков противоположных стенок полосы материала вдоль соединительных участков. Полоса материала содержит две полосы боковых стенок, которые в производственной линии проходят параллельно и противоположно друг другу, а между ними сложена вдвое полоса стенки дна. Таким образом, полосы соединены вместе в общую полосу материала и сварены друг с другом вдоль указанных соединительных участков нагревающими кулачками, которые взаимодействуют с полосой материала. Когда нагревающие кулачки взаимодействуют с полосой материала, полосу необходимо удерживать неподвижно, что означает, что способ производства заготовок контейнеров является прерывистым. Прерывистый способ производства снижает производительность, которая в некоторых случаях может быть недостаточной. Предлагались другие решения для повышения производительности. Например, можно использовать фасонный ролик, образующий зазор с прижимным роликом. Полоса материала проходит в зазор и фасонный ролик взаимодействует с ней для формирования соединительных участков. Этот способ позволяет непрерывно производить заготовки контейнеров. Чтобы из заготовок можно было сформировать контейнеры, непроницаемые для жидкости в заполненном состоянии, важно иметь надежные соединительные участки, т.е., необходимо, чтобы на процесс сварки отводилось достаточно времени. Для этого последовательно можно организовать множество таких зазоров, что по очевидным причинам требует точной синхронизации и, следовательно, сложной регулировки. Однако существует потребность в альтернативном способе непрерывного производства заготовок контейнеров. Сущность изобретения Ввиду вышесказанного, целью настоящего изобретения является создание альтернативного устройства и альтернативного способа производства заготовок контейнеров путем соединения участков противоположных стенок полосы материала вдоль соединительных участков. Другой целью является создание такого устройства и способа, которые позволяют осуществлять непрерывное производство заготовок контейнеров такого типа. Другой целью настоящего изобретения является создание такого устройства и способа, которые обеспечивают возможность рационального производства заготовок контейнеров. Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства и способа, способных производить заготовки контейнеров с надежными соединительными участками. Для достижения по меньшей мере одной из вышеуказанных целей, а также других целей, которые будут очевидны из нижеследующего описания, предлагаются устройство, признаки которого определены в п.1 формулы, и способ, признаки которого определены в п.17 формулы. Предпочтительные варианты устройства будут очевидны из пп.2-16 формулы, а предпочтительные варианты способа будут очевидны из пп.18-21 формулы. Более конкретно, согласно настоящему изобретению предлагается устройство для производства заготовок контейнеров из полосы материала, содержащее множество инструментов, поддерживаемых роторным инструментодержателем, который выполнен с возможностью при вращении перемещать каждый инструмент по рабочей траектории, на которой каждый инструмент имеет возможность взаимодействия с полосой материала для соединения участков противоположных стенок полосы материала вдоль соединительных участков, и по возвратной траектории, на которой каждый инструмент отсоединяется от полосы материала, при этом каждый инструмент выполнен с возможностью движения вместе с полосой материала, когда инструмент движется по рабочей траектории, при этом инструментодержатель работает как отклоняющее средство для полосы материала, когда она движется с соответствующими инструментами по рабочей траектории. Результатом является альтернативное устройство для производства заготовок контейнеров. Устройство по настоящему изобретению позволяет непрерывно производить заготовки контейнеров, поскольку инструменты на фазе зацепления перемещаются вместе с полосой материала по рабочей траектории. Однако следует понимать, что устройство может приводиться в действие и в прерывистом режиме, например, путем пошагового вращения инструментодержателя. Устройство по настоящему изобретению может иметь преимущественную высокую производительность. Причиной этому является то, что инструменты перемещаются вращением инструментодержателя и то, что инструменты размещены на соответствующем радиальном расстоянии от центра вращения инструментодержателя, и скорость, с которой перемещаются инструменты, при данной частоте вращения, может регулироваться в зависимости от желаемой скорости подачи полосы материала. Устройство также позволяет производить заготовки контейнеров с надежными соединительными участками для создания заготовок контейнеров, непроницаемых для жидкости. Надежность соедини-1 008719 тельных участков является функцией требуемого времени сварки, под которым понимается период, в течение которого каждый инструмент должен взаимодействовать с полосой материала для формирования надежного сваренного участка. Устройство по настоящему изобретению может обеспечивать требуемое время сварки, поскольку инструментодержатель работает как отклоняющее средство для полосы материала, когда она перемещается вместе с инструментами по рабочей траектории. Инструменты перемещаются вращением инструментодержателя, тем самым позволяя выдержать требуемое время для данной температуры сварки, путем соответствующей регулировки скорости, с которой движется инструмент, и расстояния, на которое инструмент перемещается. Эта скорость является функцией частоты вращения инструментодержателя и радиального расстояния инструмента от центра вращения, тогда как расстояние, на которое перемещается инструмент, является функцией радиального расстояния и длины рабочей траектории. Согласно варианту устройства по настоящему изобретению каждый инструмент выполнен с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением, при этом инструмент перемещается в закрытое положение для взаимодействия с полосой материала. Каждый инструмент может содержать элемент основания, который неподвижно закреплен на инструментодержателе, и прижимной элемент, который выполнен с возможностью поворота относительно элемента основания. Один из этих элементов может поддерживать ребро, выполненное с возможностью взаимодействия с полосой материала в закрытом положении инструмента, и в этом случае ребро каждого инструмента может иметь длину, соответствующую длине соединительного участка заготовки контейнера. Ребро может поддерживаться конструкцией, содержащей пружины, которые при перемещении инструмента в закрытое положение создают определенную величину сжатия. Таким образом, соответствующим подбором пружин можно регулировать усилие, с которым инструмент закрывается. Согласно другому варианту каждый инструмент выполнен с возможностью осуществлять соединение термической сваркой. Согласно еще одному варианту устройство содержит управляющее средство, которое расположено с возможностью приведения инструмента во взаимодействие с полосой материала и выхода инструмента из взаимодействия с ней. Управляющее средство может содержать рычажный механизм для каждого инструмента и стационарную кулачковую структуру, при этом каждый инструмент соединен с кулачковой структурой этим рычажным механизмом, и кулачковая структура выполнена с возможностью при вращении инструментодержателя управлять соответственно закрыванием и открыванием каждого инструмента. При использовании одной кулачковой структуры для управления всеми инструментами отдельными инструментами можно управлять просто и экономически эффективно. Каждый рычажный механизм может содержать шарнирный рычаг, который расположен не на оси. В результате каждый инструмент может быть открыт, даже если возникнет незапланированная остановка и инструмент останется на рабочей траектории. Каждый рычажный механизм также может содержать ролик, который удерживается в канавке кулачка кулачковой структуры, при этом в канавке кулачка расположен сенсор для определения усилия, с которым ролик упирается в опорную поверхность канавки кулачка. Это позволяет отслеживать усилие сварки, т.е. усилие, с которым инструмент взаимодействует с полосой материала, поскольку это усилие пропорционально вышеуказанной силе упора или контакта. Сила контакта ролика альтернативно может восприниматься посредством ослабленного участка в канавке кулачка. В этом случае измеряется величина упругой деформации ослабленного участка при прохождении ролика. На основе величины этой упругой деформации легко можно вычислить силу, с которой упирается ролик. Согласно другому варианту, инструментодержатель может быть закреплен одной стороной с возможностью вращения. Тот факт, что инструментодержатель закреплен только одной стороной, дает преимущества в том, что вторая его сторона будет легко доступна, что облегчает, например, обслуживание и смену инструментов. Согласно еще одному варианту, устройство содержит пост высекания, который расположен после инструментодержателя и выполнен с возможностью высекания заготовок контейнеров вдоль соединительных участков. Пост высекания выполнен с возможностью такого высекания, что заготовки контейнеров остаются соединенными друг с другом, образуя непрерывную полосу заготовок контейнеров. В другом варианте устройство содержит совмещающий механизм, расположенный до инструментодержателя и выполненный с возможностью определять натяжение полосы материала и регулировать это натяжение в соответствии с заранее определенной величиной. Кроме того, согласно настоящему изобретению предлагается способ производства заготовок контейнеров из полосы материала путем соединения участков противоположных стенок полосы материала вдоль соединительных участков, при котором отклоняют полосу материала над инструментодержателем,вращают инструментодержатель для перемещения инструментов, удерживаемых им по рабочей траектории, и, непрерывно вращая инструментодержатель, перемещают инструменты по возвратной траектории в начало этой рабочей траектории, при этом каждый инструмент для создания такого соединения приводят во взаимодействие с полосой материала и перемещают вместе с полосой материала во время движе-2 008719 ния инструмента по рабочей траектории. Согласно одному варианту способа по настоящему изобретению, полосу материала фальцуют в продольно сложенную W-образную форму. Согласно еще одному варианту, каждый инструмент приводят во взаимодействие с полосой материала, поворачивая прижимной элемент вниз к элементу основания для зажима между ними полосы материала. Инструментодержатель вращают непрерывно для обеспечения непрерывности производства заготовок контейнеров. Инструментодержатель также можно вращать прерывисто. Ниже следует более подробное описание иллюстративных вариантов настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - схематический вид в перспективе устройства по настоящему изобретению для производства заготовок контейнеров. Фиг. 2 - схематический вид сбоку управляющего средства для открывания и закрывания инструмента, установленного на инструментодержателе устройства по настоящему изобретению, при этом управляющее средство показано в положении, соответствующем открытому положению инструмента. Фиг. 3 - схематический вид сбоку управляющего средства по фиг. 2, но показанного в положении,соответствующем закрытому положению инструмента. Фиг. 4 - схематический вид сбоку инструмента устройства по настоящему изобретению в открытом положении. Фиг. 5 - схематический вид сбоку устройства по фиг. 4 в закрытом положении. Описание вариантов устройства На фиг. 1 схематически показан вариант устройства 1 по настоящему изобретению для производства заготовок 2 контейнеров из полосы 3 материала. Устройство 1 выполнено с возможностью производить заготовки 2 контейнеров, соединяя противоположные участки стенок полосы 3 материала. Полоса 3 материала может иметь разные конструкции. Например, полоса материала может быть сложена продольно, имея в сечении W-образную форму. Заготовка контейнера, полученная из такой полосы материала, получит две боковые стенки, сформированные из внешних боковых участков полосы, и нижнюю стенку, полученную из ее центрального участка, сложенного вдвое. Можно также производить такие заготовки контейнеров из полосы материала, содержащей две отдельные полосы - и расположенной между ними сложенной вдвое полосы, образующей дно. Полоса 3 материала, из которой производятся заготовки 3 контейнеров, преимущественно состоит из упаковочного ламината с центральным слоем, содержащим связующее из полиолефина и наполнитель из минерального материала, например, мела. Устройство 1 содержит установленный с возможностью вращения инструментодержатель 4, который поддерживает множество инструментов 5. В показанном варианте инструментодержатель 4 имеет восьмигранную структуру, где инструменты 5 расположены вдоль соответствующих граней структуры. Инструментодержатель 4 установлен с возможностью вращения на раме (не показана) и поддерживается ею. В одном варианте (не показан) инструментодержатель может быть установлен консольно. В таком варианте крепежное средство размещено только на одной стороне инструментодержателя, что облегчает доступ к противоположной стороне инструментодержателя для обслуживания и смены инструмента. Вращением инструментодержателя 4 инструменты 5 могут перемещаться по траектории, которая содержит рабочую траекторию и возвратную траекторию, которые соответственно обозначены позициями WP и RP. Каждый инструмент 5 содержит элемент 6 основания и прижимной элемент 7. Элемент 6 основания неподвижно закреплен на инструментодержателе 4, а прижимной элемент 7 шарнирно установлен с возможностью поворота относительно элемента 6 основания. Для закрывания инструмента 5 прижимной элемент 7 поворачивается вниз до упора в элемент 6 основания. Устройство 1 также содержит управляющее средство (не показано на фиг. 1) для открывания и закрывания инструментов 5. Более конкретно, управляющее средство выполнено с возможностью закрывания инструментов 5, когда они движутся по рабочей траектории WP и с возможностью открывания инструментов 5, когда они движутся по возвратной траектории RP. При работе устройства 1 полосу 3 материала пропускают через первый отклоняющий валок 8, расположенный перед инструментодержателем 4 и, далее, над основными элементами 6 инструментов 5,которые расположены на рабочей траектории WP. Согласно показанному варианту, полосу 3 материала затем пропускают через второй отклоняющий валок 9, расположенный после инструментодержателя 4 и,далее, на пост 10 высечки. Инструментодержатель 4, таким образом, действует как отклоняющее средство для полосы 3 материала. Когда полоса материала подается к инструментодержателю 4, она сначала попадает в начало рабочей траектории WP, которое обозначено позицией А, и инструмент 5, расположенный в этом положении-3 008719 А закрыт управляющим средством, которое поворачивает прижимной элемент 7 к элементу 6 основания. В результате, инструмент 5 взаимодействует с полосой 3 материала, и это взаимодействие сохраняется во время вращения инструментодержателя в направлении, показанном стрелкой Р для перемещения инструмента 5 к концу рабочей траектории WP, обозначенному позицией В. Когда инструмент 5 движется из положения А в положение В, инструмент 5 таким образом перемещается вместе с полосой 3 материала и взаимодействует с полосой 3 материала для соединения противоположных участков стенки вдоль соединительного участка, который показан позицией 11. В то же время следующий инструмент 5 на рабочей траектории WP вступает во взаимодействие с последующим участком полосы 3 материала для создания соединительных участков 11 таким же способом. Когда инструмент 5 достигает положения В, управляющее средство открывает инструмент 5 и в показанном варианте это осуществляется поворотом прижимного элемента 7 вверх. За счет непрерывного вращения инструментодержателя 4 в направлении, показанном стрелкой Р,инструмент 5 будет перемещаться по возвратной траектории RP обратно к началу рабочей траекторииWP, обозначенному позицией А, где инструмент 5 вновь готов к взаимодействию с участком полосы 3 материала. Инструменты 5 могут быть налажены для создания соединительных участков 11 разными способами. В показанном варианте прижимной элемент 7 поддерживает ребро 12, имеющее длину, соответствующую соединительному участку 11, при этом ребро 12 выполнено с возможностью взаимодействия с полосой 3 материала для создания этого соединительного участка 11 на заготовке 2 контейнера термической сваркой. Однако, следует понимать, что ребро 12 также может поддерживаться основным элементом 6 или ребро 12 может поддерживаться и основным элементом 6, и прижимным элементом 7. Полоса 3 материала преимущественно выполнена из ламината с поверхностным слоем, образующим внутреннюю поверхность, точка плавления которого ниже, чем точка плавления поверхностного слоя ламината, образующего внешнюю поверхность. Таким образом, выбрав соответствующую температуру и время можно производить заготовки 2 контейнеров из полосы, сложенной в W-образную форму,или из полосы, содержащей две отдельные полосы и расположенной между ними полосы, сложенной вдвое без слипания противоположных внутренних сторон заготовки 2 контейнера друг с другом. Согласно настоящему изобретению, таким образом, заготовки 2 контейнера производят с помощью инструментов 5, которые удерживаются по существу стационарно относительно полосы 3 материала независимо от того, подается ли она непрерывно или остается неподвижной. Таким образом, устройство 1 по настоящему изобретению может работать как отклоняющее средство для непрерывно подаваемой полосы 3 материала, что по очевидным причинам дает повышение производительности, поскольку возникает возможность избежать прерывистого режима работы. Однако следует понимать, что устройство 1 по настоящему изобретению при необходимости может также работать и в прерывистом режиме. Например, можно сконструировать инструментодержатель 4 так, чтобы он вращался пошагово, а не непрерывно. Для создания одинаковых заготовок 2 контейнеров очень важно при работе поддерживать натяжение полосы 3 материала по существу постоянным. Для этого показанный вариант устройства 1 по настоящему изобретению содержит механизм 13 совмещения, который расположен после первого отклоняющего валка 8. В показанном варианте механизм 13 совмещения содержит валок 14, над которым проходит полоса 3 материала и контактное давление которого на полосу 3 материала можно менять с помощью регулировочного средства 15 и датчика (не показан) для измерения натяжения полосы 3 материала. Механизм 13 совмещения выполнен с возможностью сравнения величины натяжения, определенной датчиком, с заранее определенной величиной, и с возможностью после этого регулировать контактное давление валка 14 с помощью регулировочного средства 15 так, чтобы она по существу соответствовала этой заранее определенной величине. После инструментодержателя 4 расположен, как указано выше, пост 10 высечки готовых заготовок 2 контейнеров из полосы 3 материала по указанным соединительным участкам 11. В показанном варианте этот пост высекания содержит высекающие валки 16, которые выполнены с возможностью такого высекания, что две смежные заготовки 2 контейнера остаются соединенными друг с другом для формирования непрерывной полосы 17 заготовок 2 контейнеров. Эту полосу 17 заготовок 2 контейнеров теперь можно сматывать в рулон для отправки пользователям. Для необходимой прочности соединительных участков 11 важно, чтобы время сварки было достаточно длительным. Это значит, что каждый инструмент 5 при заданной температуре сварки должен сохранять взаимодействие с полосой 3 материала в течение заранее определенного периода времени, обычно 1-2 с. Устройство 1 по настоящему изобретению позволяет производить заготовки 2 с относительно высокой производительностью и с надежными соединительными участками 11. Высокая производительность объясняется тем, что устройство 1 способно работать в непрерывном режиме. Более конкретно, инструменты 5 движутся за счет вращения инструментодержателя 4 и, разме-4 008719 щая инструменты 5 на соответствующем расстоянии S от центра С вращения инструментодержателя 4,скорость, с которой движутся инструменты 5 при данной частоте вращения, можно регулировать до требуемой скорости подачи полосы 3 материала. Несмотря на столь высокую производительность, надежность соединительных участков 11 заготовок 2 контейнеров сохраняется, что означает, что полученные контейнеры непроницаемы для жидкости в заполненном состоянии. За счет того, что инструментодержатель 4 устройства 1 работает как отклоняющее средство для полосы 3 материала, можно добиться достаточного длительного времени сварки. Время сварки при данной температуре сварки является функцией скорости и расстояния. Этим расстоянием по,существу является протяженность рабочей траектории WP, которое зависит, с одной стороны, от того,насколько большая частьоборота инструментодержателя 4 организована как рабочая траектория WP и,с другой стороны, от расстояния S, на котором инструменты 5 расположены от центра С вращения инструментодержателя 4. В устройстве 1, показанном на фиг. 1, рабочая траектория WP соответствует приблизительно половине оборота инструментодержателя 4. Скорость является функцией расстояния S до центра вращения С и частоты вращения инструментодержателя 4. Регулируя переменные частоты вращения инструментодержателя 4, расстояния S до центра С вращения и протяженности рабочей траектории WP, можно получить необходимое время сварки. Инструментодержатель 4, показанный на фиг. 1, для упрощения показан в форме восьмигранной структуры. Однако следует понимать, что инструментодержатель 4 может иметь другой дизайн. Например, инструментодержателю может быть придана форма 36-гранной структуры диаметром приблизительно 2 м, что означает, что расстояние S от инструментов 5 до центра С вращения составит приблизительно 1 м. Таким образом, инструментодержатель поддерживает 36 инструментов и устройство 1, содержащее такой инструментодержатель 4, способно производить около 55000 заготовок 2 контейнеров в час при условии, что каждая заготовка 2 контейнера имеет ширину приблизительно 150 мм в продольном направлении полосы 3 материала и время сварки на каждом инструменте 5, т.е. время, которое необходимо инструменту 5 для прохождения рабочей траектории WP, составляет приблизительно 1,5 с. В соответствии с изложенным выше, устройство 1 по настоящему изобретению содержит управляющее средство, которое управляет закрыванием и открыванием инструментов 5, когда инструменты 5 вращением инструментодержателя 4 перемещаются по рабочей траектории WP и по возвратной траектории RP. Это управляющее средство может быть сконструировано разными способами и фиг. 2 и 3 иллюстрируют вариант управляющего средства 18. Управляющее средство 18 содержит стационарную кулачковую структуру 19 и рычажный механизм 20, который приводится в действие кулачковой структурой и соединен с поворотным прижимным средством 7 инструмента 5. Рычажный механизм 20 содержит держатель 22, выполненный с возможностью перемещения по штанге 21. Для этого держатель 22 в показанном варианте содержит первый и второй ролики 23, 39, которые удерживаются в канавке 24 кулачковой структуры 19. Второй ролик закреплен с возможностью вращения на первом ролике. При вращении инструментодержателя 4 ролики 23, 39 держателя 22 рычажного механизма 20 будут перемещаться по канавке 24, в результате чего держатель 22 перемещается по штанге 21 в соответствии с профилем канавки 24. Рычажный механизм 20 далее содержит первый и второй передаточные рычаги 25, 26 соответственно. Первый конец 27 первого передаточного рычага 25 шарнирно соединен с держателем 22, а второй конец 28 первого передаточного рычага 25 шарнирно соединен с первым концом 29 второго передаточного рычага 26. Второй конец 30 второго передаточного рычага 26, наконец, фиксированно прикреплен к прижимному элементу 7 инструмента 5. На фиг. 2 показан держатель 22 рычажного механизма 20 в нижнем конечном положении, где инструмент 5 открыт, т.е. прижимной элемент 7 находится в верхнем повернутом положении относительно элемента 6 основания инструмента 5. Канавка 24 кулачковой структуры 19, таким образом, сформирована с таким профилем, чтобы инструмент 5 оставался открытым при движении по вышеописанной возвратной траектории RP. Когда инструмент 5 вращением инструментодержателя 4 перемещен в положение А, т.е к началу вышеописанной рабочей траектории WP, управляющее средство 18 закрывает инструмент 5, что означает, что прижимной элемент 7 перемещается в нижнее поворотное положение к элементу 6 основания. Это достигается согласно показанному варианту путем перемещения держателя 22 рычажного механизма 20 в верхнее концевое положение, которое показано на фиг. 3, что означает, что профиль канавки 24 выполнен так, чтобы инструмент 5 оставался в закрытом положении, когда инструмент 5 перемещается по рабочей траектории WP к положению В. Кулачковая структура 19 в сочетании с рычажным механизмом 20, который соединен с инструментом 5, образует управляющее средство 18, которое является простым, надежным и экономически эффективным средством управления инструментом 5 в необходимом режиме. В варианте, показанном на фиг. 2 и 3, первый передающий рычаг 25 имеет шарнирное соединение в центре и расположен в положении не на оси, которое определено упором 31. Таким образом шарнирный первый рычаг 25 в нормальных условиях работает как жесткий передающий рычаг. В случае производст-5 008719 венных неполадок, приводящих к остановке, конструкция этого первого передающего рычага позволяет открыть инструмент 5, когда он находится на рабочей траектории WP. Более конкретно, эта функция возможна благодаря центральному шарниру, позволяющему этому рычагу переламываться в центре. За счет работы инструментов 5 описанным выше способом появляется возможность открывания инструмента 5 в случае незапланированной остановки, что исключает риск прожога из-за чрезмерного воздействия тепла на полосу 3 материала. В одном варианте устройство 1 по настоящему изобретению содержит инструменты 5 типа, показанного на фиг. 4 и 5. Инструмент 5 содержит, как описано выше, элемент 6 основания и прижимной элемент 7. Элемент 6 основания имеет реактивную структуру 32, обращенную к прижимному элементу 7, когда он повернут вниз относительно элемента 6 основания. Реактивная структура 32 может состоять, например, из резинового листа. Для достижения плоскостного упора реактивная структура 32 расположена в плоскости, совпадающей с осью, вокруг которой поворачивается прижимной элемент 7. Прижимной элемент 7 имеет профильную структуру 33, обращенную к элементу 6 основания, когда он повернут вниз относительно элемента 6 основания. Более конкретно, профильная структура 33 содержит выступающее ребро 12 описанного выше типа, которое таким образом имеет протяженность, соответствующую соединительному участку 11 заготовки 2 контейнера. Элемент 6 основания также может иметь конструкцию, которая является ответной для прижимного элемента 7, т.е. прижимной элемент 7 и элемент 6 основания могут содержать выступающее ребро 12 описанного выше типа. Прижимной элемент 7 также содержит нагревательное средство (не показано), которое выполнено с возможностью нагрева ребра 12 для соединения термической сваркой противоположных участков стенки заготовки 2 вдоль требуемого соединительного участка 11. Профильная структура 33 поддерживается структурой 34 держателя прижимного элемента 7. В показанном варианте профильная структура 33 снабжена множеством пальцев 35, установленных на ее стороне, обращенной к структуре 34 держателя. Пальцы 25 проходят сквозь отверстия 36, выполненные в структуре 34 держателя и поддерживают упорные шайбы 37 на своих внешних концах на другой стороне структуры 34 держателя. Вокруг пальцев 35 размещены пружины 38, находящиеся между профильной структурой 33 и структурой 34 держателя. Пружины 38 могут смещаться, и в этом случае величина смещения регулируется перемещением упорных шайб 37. Прижимной элемент 7 расположен относительно элемента 6 основания так, что когда прижимной элемент перемещен в нижнее поворотное положение, пружины 38 сжаты с заранее определенным усилием. Сила, с которой профильная структура 33 прижимается к реактивной структуре 32, таким образом,зависит от текущей жесткости пружин и от смещения, которому подверглись пружины 38. Такая конструкция пальцев 35 и пружин 38 направлена на создание заранее определенного усилия сварки, поскольку необходимое время сварки является функцией температуры и усилия сварки. Для создания удовлетворительных соединительных участков 11 в некоторых случаях важно равномерно распределить усилие сварки вдоль всего ребра 12. Это может достигаться соответствующим подбором смещения или жесткости индивидуальных пружин 38. В соответствии с описанным выше, важно создать требуемое усилие сварки во время взаимодействия соответствующих инструментов 5 с полосой 3 материала. Выше также было описано, как это усилие создается в конструкции, содержащей пружины 38, которые во время взаимодействия инструмента 5 с полосой 3 материала сжимаются в определенной степени. Следует понимать, что необходимое усилие сварки будет утрачено, например, если одна из пружин 38 сломается. При работе устройства 1 по настоящему изобретению это в свою очередь приведет к ухудшению качества соединительных участков 11,создаваемых описываемым инструментом 5 и, следовательно, к потере герметичности заготовками 2 контейнеров. Согласно варианту настоящего изобретения устройство 1 для этого содержит датчик давления (не показан), который расположен в кулачковой канавке 24 кулачковой структуры 19 в той части канавки 24, которая соответствует рабочей траектории WP инструмента 5. Каждый ролик 23 соответствующих рычажных механизмов 20 проходит через датчик, который регистрирует контактное усилие между роликом 23 и датчиком давления. Это контактное усилие пропорционально усилию сварки и, сравнивая текущее контактное усилие с заранее определенной величиной этого контактного усилия, можно обнаружить неполадки, такие как поломку, в конструкции, использующей пружины 38. Контактное усилие ролика также можно считывать с помощью ослабленного участка кулачковой канавки 24 кулачковой структуры 19 и измерением величины упругой деформации этого ослабленного участка при прохождении ролика 23. Величина деформации пропорциональна контактному усилию ролика 23 и такое контактное усилие можно измерять без дополнительных деталей, размещенных в кулачковой канавке. В одном варианте (не показан) профильная структура выполнена съемной. Это дает преимущество,заключающееся в возможности на одной машине производить заготовки контейнеров разной формы. Одним из способов съемного крепления профильной структуры является использование модифицированного штифтового замка. На задней части профильной структуры, т.е. на стороне, обращенной от контейнера, выполнено несколько штифтовых отверстий. Под штифтовым отверстием понимается отвер-6 008719 стие, с которым может взаимодействовать штифт так, чтобы штифт вставлялся в отверстие в первом направлении и затем перемещался во втором направлении для запирания штифта от движения в первом направлении. На раме, которая выполнена с возможностью поддержки профильной структуры, расположено несколько штифтов, выполненных с возможностью осевого перемещения, причем расположение штифтов соответствует расположению шплинтовых отверстий. Штифты подпружинены пружинами,прижимающими профильную структуру к раме, когда штифты вставлены в штифтовые отверстия. Когда нужно заменить профильную структуру, приводят в действие источник энергии, например, источник сжатого воздуха, который перемещает штифты в направлении, противоположном направлению подпружинивания. Движение штифтов позволяет легко снять профильную структуру, после чего можно установить другую профильную структуру. Благодаря такой конструкции можно получить существенную экономию времени и трудозатрат при обслуживании и замене профильных структур по сравнению с вариантом, когда каждая профильная структура крепится, например, винтами. Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается устройство для производства заготовок контейнеров из полосы материала. Устройство содержит роторный инструментодержатель, поддерживающий инструменты, выполненные с возможностью взаимодействовать с полосой материала и перемещаться вместе с полосой материала по рабочей траектории, сохраняя взаимодействие для соединения противоположных участков стенки полосы материала вдоль соединительных участков. Кроме того, инструментодержатель действует как отклоняющее средство для полосы материала. В результате предлагается устройство, позволяющее непрерывно производить заготовки контейнеров с высокой производительностью, хотя следует понимать, что устройство по настоящему изобретению может работать и в прерывистом режиме. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено показанными вариантами. Например, управляющее средство для открывания и закрывания инструментов может иметь другую конструкцию. Кроме того, можно устанавливать инструменты для других типов соединений противоположных участков стенки вдоль соединительных участков, не относящихся к термической сварке. Следовательно, устройство может иметь несколько модификаций и вариантов, что означает, что настоящее изобретение определяется исключительно приложенной формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для производства заготовок (2) контейнеров из полосы (3) материала, содержащее множество инструментов (5), установленных на роторном инструментодержателе (4), который выполнен с возможностью при вращении перемещать каждый инструмент (5) по рабочей траектории (WP), на которой каждый инструмент (5) имеет возможность взаимодействия с полосой (3) материала для соединения противоположных участков стенки полосы (3) материала вдоль соединительных участков (11), и по возвратной траектории (RP), на которой каждый инструмент выведен из взаимодействия с полосой (3) материала,при этом каждый инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения вместе с полосой (3) материала, когда инструмент (5) перемещается по рабочей траектории (WP), и инструментодержатель (4) выполнен с возможностью работать как отклоняющее средство для полосы (3) материала, когда она движется вместе с соответствующими инструментами (5) по рабочей траектории (WP). 2. Устройство по п.1, в котором каждый инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения между своим закрытым и открытым положением, при этом инструмент (5) выполнен с возможностью перемещения в закрытое положение для создания взаимодействия с полосой (3) материала. 3. Устройство по п.2, в котором каждый инструмент (5) содержит элемент (6) основания, неподвижно закрепленный на инструментодержателе (4), и прижимной элемент (7), выполненный с возможностью поворота относительно элемента (6) основания. 4. Устройство по п.3, в котором по меньшей мере один из элементов (6) основания и прижимного элемента (7) каждого инструмента (5) поддерживает ребро (12), выполненное с возможностью взаимодействия с полосой (3) материала в закрытом положении инструмента (5). 5. Устройство по п.4, в котором ребро (12) каждого инструмента (5) имеет протяженность, соответствующую протяженности соединительного участка (11) заготовки (2) контейнера. 6. Устройство по п.4 или 5, в котором ребро (12) установлено на конструкции, содержащей пружины (38), которые создают определенное усилие сжатия при перемещении инструмента (5) в закрытое положение, в котором ребро (12) взаимодействует с полосой (3) материала. 7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый инструмент (5) выполнен с возможностью осуществлять соединение термической сваркой. 8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее управляющее средство(18), выполненное с возможностью вводить каждый инструмент (5) во взаимодействие и выводить его из-7 008719 взаимодействия с полосой (3) материала. 9. Устройство по п.8, в котором управляющее средство (18) содержит рычажный механизм (20) для каждого инструмента (5) и стационарную кулачковую структуру (19), при этом каждый инструмент (5) соединен этим рычажным механизмом (20) с кулачковой структурой (19), и кулачковая структура (19) выполнена с возможностью при вращении инструментодержателя (4) открывать и закрывать каждый инструмент (5). 10. Устройство по п.8, где каждый рычажный механизм (20) содержит шарнирный передаточный рычаг (25), выполненный в виде "ломающегося" рычага. 11. Устройство по п.9 или 10, в зависимости от п.6, в котором каждый рычажный механизм (20) содержит ролик (23), который удерживается в кулачковой канавке (24) кулачковой структуры (19), при этом в кулачковой канавке (24) расположен датчик для определения силы, с которой ролик (23) упирается в опорную поверхность кулачковой канавки (24). 12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором инструментодержатель (4) установлен консольно. 13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее пост (10) высечки заготовок (2) контейнеров вдоль соединительных участков (11), расположенный после инструментодержателя (4). 14. Устройство по п.13, в котором пост (10) высечки выполнен с возможностью высекать заготовки(2) контейнеров таким образом, что они последовательно соединены друг с другом и образуют непрерывную полосу (17) заготовок (2) контейнеров. 15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором инструментодержатель (4) выполнен с возможностью непрерывного вращения при работе. 16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее механизм (13) совмещения, расположенный перед инструментодержателем (4) и выполненный с возможностью определять натяжение полосы (3) материала и регулировать это натяжение в соответствии с заранее определенным значением. 17. Способ производства заготовок (2) контейнеров из полосы (3) материала путем соединения противоположных участков стенки полосы (3) материала вдоль соединительных участков (11), при котором отклоняют полосу (3) материала над инструментодержателем (4); вращают инструментодержатель (4) для перемещения инструментов (5), установленных на нем, по рабочей траектории (WP) и при непрерывном вращении инструментодержателя (4) перемещают инструменты (5) по возвратной траектории (RP) к началу рабочей траектории (WP),при этом каждый инструмент (5) для выполнения указанного соединения вводят во взаимодействие с полосой (3) материала и перемещают вместе с ней во время движения инструмента (5) по рабочей траектории (WP). 18. Способ по п.17, в котором полосу материала фальцуют продольно для образования W-образного сечения. 19. Способ по п.17 или 18, в котором каждый инструмент (5) вводят во взаимодействие с полосой(3) материала путем поворота прижимного элемента (7) вниз к элементу (6) основания для зажима полосы (3) материала между ними. 20. Способ по любому из пп.17-19, в котором инструментодержатель (4) вращают непрерывно для обеспечения непрерывного производства заготовок (2) контейнеров. 21. Способ по любому из пп.17-19, в котором инструментодержатель (4) вращают прерывисто.

МПК / Метки

МПК: B31B 1/64, B31B 37/60, B31B 23/60, B65B 47/04

Метки: способ, устройство, заготовок, производства, контейнеров

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-8719-ustrojjstvo-i-sposob-dlya-proizvodstva-zagotovok-kontejjnerov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство и способ для производства заготовок контейнеров</a>

Похожие патенты