BR112021000191A2

BR112021000191A2 - conjunto de carregador linear de corpo de lata

Info

Publication number: BR112021000191A2
Application number: BR112021000191-3A
Authority: BR
Inventors: Nicholas Adam Swearman
Original assignee: Crown Packaging Technology, Inc.
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-06-01
Also published as: CN112424094B; WO2020018791A1; CN112424094A; US20200024080A1; MX2021000510A; EP3823918A1; JP2021530416A; JP7491898B2; US10968049B2

Abstract

Um conjunto de carregador de corpo de lata inclui uma roda estrelada de torre com compartimentos assimétricos e uma correia de vácuo que fornece uma dimensão de passo precisa entre latas adjacentes.

Description

“CONJUNTO DE CARREGADOR LINEAR DE CORPO DE LATA” CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção se refere a máquinas de fabricação e, mais particularmente, a máquinas e métodos para artigos alimentares.

ANTECEDENTES

[0002] Os corpos das latas de bebidas são produzidos em grandes quantidades. E os corpos das latas devem ser decorados com as mesmas grandes quantidades em processos automatizados que são rápidos e confiáveis. Um tipo comum de decorador de corpos de latas inclui uma grande roda que gira as latas sobre mantas de impressão (printing blankets). Decoradores rotativos estão disponíveis comercialmente na Stolle Machinery Company e na CMB Engineering Company, que é uma empresa irmã do cessionário da presente invenção.

[0003] A impressão digital de latas está em desenvolvimento. Por exemplo, um processo divulgado na patente US número 9.770.922, intitulada “Printing System and Method”, usa impressoras a jato de tinta em uma estação de impressão. Um carrinho move uma série de latas em uma trilha, como uma Rockwell iTRAK (TM), e para dentro e para fora da estação de impressão. O carrinho inclui mandris que são inseridos nas latas.

SUMÁRIO

[0004] Um aspecto da presente divulgação fornece um conjunto de carregador de corpos de latas de bebida que compreende um par de subconjuntos de carregador opostos. Cada subconjunto compreende uma torre de carregamento de latas, uma correia de vácuo e um sistema de controle. A torre de carregamento de latas é adaptada para receber corpos de latas de bebida orientados horizontalmente e é ainda adaptada para descarregar os corpos de latas em um passo predeterminado. A correia de vácuo se estende de uma região de descarga da torre de carregamento de latas. A correia é adaptada para receber os corpos de latas descarregados da torre de carregamento de latas e é adaptada para transportar os corpos de latas na orientação horizontal no passo predeterminado. O sistema de controle é configurado para (i) iniciar a torre de carregamento de latas e correia de vácuo para posicionar uma série de corpos de latas na correia de vácuo, (ii) pausar durante uma fase de descarregamento em que um grupo de corpos de latas é removido da correia de vácuo e (iii) reiniciar a torre de carregamento de latas e a correia de vácuo para posicionar outra série de corpos de latas na correia de vácuo.

[0005] Outro aspecto da presente divulgação fornece um método para alimentar corpos de latas de bebida. O método compreende: (a) alimentar os corpos das latas para uma torre de carregamento de latas; (b) entregar os corpos das latas aos compartimentos da torre de carregamento de latas; (c) liberar as latas de uma região de descarga na torre de carregamento de latas e alimentar os corpos de latas em uma correia de vácuo linear em um passo predeterminado; (d) transportar os corpos de latas na correia em direção a uma extremidade de descarga da correia; e (e) pausar o movimento da correia e da torre de carregamento de latas enquanto os corpos de latas são removidos da correia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um conjunto de carregador de corpo de lata;

[0007] A Fig. 2 é outra vista em perspectiva do conjunto de carregador da Fig. 1, mostrado engatado com um mecanismo de descarga;

[0008] A Fig. 3 é outra vista em perspectiva do conjunto de carregador da Fig. 1;

[0009] A Fig. 4 é uma vista lateral de uma parte do carregador da Fig. 1 ilustrando a alimentação do corpo da lata;

[0010] A Fig. 5 é uma vista em perspectiva da roda estrelada (starwheel) de alimentação de corpos de latas separada dos outros componentes para maior clareza;

[0011] A Fig. 6 é uma vista lateral da roda estrelada da Fig. 5;

[0012] A Fig. 7 é outra vista da roda estrelada com latas engatadas nos compartimentos; e

[0013] A Fig. 8 é uma vista de uma parte de uma correia de vácuo ilustrando um padrão de orifícios da correia.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[0014] Com referência às figuras, um conjunto de carregador de corpo de lata de bebida 10 é configurado para carregar corpos de latas de bebida 2 em uma orientação horizontal para permitir que uma série de mandris, de preferência de um carrinho de uma máquina de impressão digital, remova os corpos de latas do carregador 10. De preferência, os mandris são conforme descritos na Patente US Número 9.770.922, intitulada "Printing System and Method", que é aqui incorporada por referência.

[0015] O carregador 10 inclui um par de conjuntos de carregadores opostos 10a e 10b que de preferência são paralelos, sincronizados e mutuamente voltados para dentro (isto é, a extremidade aberta dos corpos de latas 2 são voltados para dentro um em direção ao outro) para permitir um carrinho de sistema de impressão localizado entre os conjuntos de carregadores 10a e 10b. A este respeito, o carrinho está posicionado para descarregar corpos de latas de cada um dos conjuntos 10a e 10b. De preferência, os conjuntos de carregador 10a e 10b são idênticos, exceto quanto à sua orientação. Por conseguinte, os números de referência sem uma letra anexada referem-se à estrutura de cada conjunto de carregador 10a e 10b.

[0016] O conjunto de carregador 10 inclui uma torre de carregamento de lata 12 e uma correia de vácuo orientada horizontalmente 40. A torre 12 inclui um corpo de torre 14 e um par de rodas estreladas de torre 20a e 20b, como melhor mostrado na Fig 5. O corpo da torre 14 inclui recessos que incluem uma porta de vácuo 16. Cada roda em estrela 20a e 20b inclui bolsos 22 que estão alinhados com os recessos do corpo para manter os corpos de latas 2 no lugar. A torre 12 na modalidade mostrada nas figuras é uma construção em peça única. A presente invenção não se limita a uma construção em peça única, mas sim abrange outras configurações, como um espaçador entre placas estreladas opostas. Além disso, o termo "torre" abrange uma configuração de peça única ou de várias peças.

[0017] A calha de alimentação 60 pode fornecer corpos de latas para a torre 12. A estrutura de alimentação inclui guias e sensores para garantir que as latas se acomodem corretamente nos compartimentos da torre, como é convencional no campo. E uma torre inferior 62 inclui compartimentos de torre inferiores 64 que estão alinhados com os compartimentos de torre 22 para ajudar como um guia para os corpos de latas 2. A torre inferior 62 pode fornecer controle da posição vertical da lata e do passo horizontal, conforme a lata é transferida da torre de carregamento da lata por meio de liberação de vácuo para o transportador de vácuo por meio do início de vácuo [aperto de mão de vácuo (vacuum handshake)].

[0018] Com referência às Figs 5, 6 e 7, cada compartimento 22 inclui uma ponta dianteira ou borda 26, uma porção dianteira 24 que desce para baixo e para trás da ponta dianteira 26, uma porção traseira 28 que se junta suavemente a partir da porção dianteira 24 e de preferência inclui uma calha e uma ponta ou borda posterior 30 na qual a porção traseira 28 termina. Cada um dos compartimentos 22 pode ter um perfil assimétrico. A calha é definida como o ponto no compartimento 22 tendo o menor diâmetro do centro da roda estrelada quando orientado pelo lado, como na Fig 6. Os compartimentos 22 são preferencialmente formados por um diâmetro que é ligeiramente maior do que o diâmetro nominal do corpo da lata para permitir a variação no tamanho da lata que se aproxima, o que em algumas circunstâncias pode evitar o amassamento inadvertido das paredes laterais do corpo da lata. Em um aspecto, a porção traseira 28 inclui uma porção tendo um raio que é aproximadamente igual a um raio externo dos corpos de latas. A configuração da porta de vácuo 16 e sua localização em relação ao compartimento 22 podem ser escolhidos de acordo com parâmetros que serão entendidos por pessoas familiarizadas com a tecnologia de manuseio de corpos de latas. Conforme ilustrado, por exemplo, na Fig. 7, o corpo da lata 2 é registrado no bolso (em algumas circunstâncias no lado traseiro do compartimento 22, medido ao longo de um arco entre as pontas 26 e 30).

[0019] A correia de vácuo 40 estende-se horizontalmente de uma região de descarga 13 (por exemplo, um ponto ou local de descarga) da torre 12 para uma extremidade distal. A correia 40 inclui uma superfície de correia de vácuo 42 tendo uma série de orifícios passantes para expor os fundos dos corpos de latas 2 à pressão de vácuo. A este respeito, os corpos de latas 2, por exemplo e sem limitação, incluem uma forma de cúpula convencional no fundo tendo qualquer tamanho de corpo de lata, como tamanhos de lata de 202 a 211. Na modalidade mostrada nas figuras, a correia 40 inclui uma superfície de correia complacente 42 na qual os corpos de latas 2 são mantidos por vácuo. Na modalidade mostrada nas figuras, a superfície da correia 42 é horizontal e de 3,64 polegadas de altura. Duas fileiras paralelas de orifícios 43 são longitudinais e são mutuamente escalonadas (isto é, um orifício superior está equidistantemente espaçado dos dois orifícios adjacentes correspondentes na fileira inferior em uma configuração dente de serra). A fileira superior é espaçada 0,71 polegada da fileira inferior e cada orifício em cada fileira é espaçado horizontalmente 1,00 polegada dos orifícios adjacentes em sua fileira. O padrão de orifício descrito é meramente um exemplo e pode variar de acordo com o tamanho da lata e o design do fundo, a pressão de vácuo aplicada, a velocidade da correia, a aceleração e desaceleração da correia e parâmetros semelhantes.

[0020] A pressão de vácuo é aplicada à área da correia 40 na qual os corpos de latas 2 são mantidos. De preferência, a correia 40 é dividida em zonas de vácuo para auxiliar na operação da correia, para auxiliar na liberação dos corpos de latas 2 e para economizar energia. Na modalidade mostrada nas figuras, uma porção de vácuo da extremidade de alimentação 44 pode ter uma pressão de vácuo que é escolhida para transferência suave dos corpos de latas da torre 12 para a correia 40 e para segurar as latas na superfície da correia 42. Uma porção de vácuo de extremidade de descarga 46 tem pressão de vácuo que pode ser escolhida para promover a retenção dos corpos de latas 2 na superfície da correia 42 e também a liberação suave dos corpos de latas 2 da superfície da correia 42. Opcionalmente, a pressão de vácuo na porção de extremidade de descarga 56 pode ser alternada entre alta e baixa pressão ou momentaneamente desligada quando os eixos do carrinho engatam nos corpos de latas para remoção da correia. A presente invenção não está limitada a quaisquer dimensões ou configuração da correia, nem a qualquer método de empregar a correia ou vácuo, a menos que expressamente declarado nas reivindicações, visto que as informações fornecidas neste documento a este respeito são meramente exemplificativas.

[0021] Um sistema de inspeção pode ser fornecido para garantir o espaçamento correto dos corpos de latas 2 e rejeitar latas com defeito, e um sistema servo pode ser fornecido para incrementar com precisão a correia 40. A este respeito, uma câmera de inspeção 80 pode ser empregada em cada braço 10a, 10b para inspecionar latas em tempo real (de preferência em um local além do último ponto de contato mecânico) para qualquer dano que possa interferir com o carregamento das latas nos mandris de transporte. O sistema pode incluir um bico de ar para rejeitar corpos de latas que falham no processo de inspeção. De preferência, o bico de ar está localizado a montante de um sensor de contagem de latas. Um sistema iTrack é empregado nas figuras para ilustração, e a presente invenção não está limitada a qualquer sistema de transporte ou trilha.

[0022] Opcionalmente, uma base do carregador 70 pode estar sobre trilhos para permitir que o conjunto do carregador 10 se mova para dentro para estar em posição de engate dos corpos de latas 2 com os mandris e, em seguida, para fora para fornecer uma folga para o transporte dos mandris. Outras configurações e funções são contempladas.

[0023] Em operação, um corpo de lata se move através da calha de alimentação 60 (também conhecida como trilha de trabalho), onde um sensor sinaliza que as latas estão em posição para serem carregadas na torre 12. A torre 12 é rodada e a correia 40 é acionada para carregar uma sequência ou uma série de latas (como 16 ou 18 por braço, 32 ou 36 corpos de latas no total). Cada corpo de lata é pego por um compartimento 22, onde é mantido por vácuo na porta 16. Quando o corpo da lata atinge aproximadamente uma posição de 6 horas, o vácuo da torre é removido. Os defletores de vácuo (não mostrados) permitem que a força do vácuo e a posição desligada sejam ajustadas. De preferência, a torre 12 é acionada por servo com um recurso de identificação de origem para garantir o sequenciamento com a torre inferior 62 e a correia transportadora de vácuo 40.

[0024] O corpo da lata 2 é posicionado em um local repetível e preciso no compartimento 22 em, ou principalmente na, porção traseira 28, que tem pelo menos uma porção que está configurada para ter o mesmo ou quase o mesmo diâmetro que o diâmetro externo do corpo da lata. Os compartimentos das rodas estreladas 20a e 20b são alinhados de modo que o eixo longitudinal do corpo da lata esteja paralelo ao eixo de rotação da roda estrelada e horizontal.

[0025] Os compartimentos 22 são configurados de modo que quando as latas são registradas nos compartimentos, uma dimensão de passo (que é um arco ou dimensão circunferencial definida pelas linhas de centro da lata) é igual ou aproximadamente igual a um passo predeterminado no qual os corpos de latas são descarregados para a correia de vácuo 40.

[0026] A torre 12 gira até atingir sua área de transferência ou descarga, momento em que a pressão negativa na porta 16 é desligada ou diminuída quando a base do corpo da lata 2 contata ou engata a superfície da correia 42 na extremidade de alimentação da correia 44. A torre 12 gira e a correia 40 avança até que um número desejado de corpos de latas seja posicionado na extremidade de descarga 46 (por exemplo, extremidade distal) da correia 40, momento em que um sistema de controle 84 para a rotação da torre 12 e para o avanço da correia 40. Durante a pausa na operação da torre e da correia, o sistema de transporte do carrinho remove (por exemplo, fase de descarga) um número predeterminado de corpos de latas (como um grupo de 18 por cada correia transportadora) da correia 40 (simultaneamente a partir de cada braço 10a, 10b ou um braço 10a, 10b de cada vez), como será entendido por pessoas familiarizadas com sistemas convencionais de transporte de trilha para impressão digital de latas. Após a descarga dos corpos de latas da correia 40, o sistema de controle 84 gira novamente a torre 12 para mover as latas para a correia 40, que avança para posicionar os corpos de latas na extremidade de descarga 46 da correia 40. Entende-se que a estrutura e função particulares dos componentes descritos neste documento podem ser modificadas de acordo com parâmetros conhecidos, como diâmetro e peso do corpo da lata, rendimento de corpos de latas, velocidade da correia e aceleração e desaceleração e pressão de vácuo.

[0027] A estrutura e a função descritas neste documento se destinam a posicionar os corpos de latas repetidamente em um passo desejado (isto é, espaçamento de centro a centro longitudinal) adequado para engate com mandris em um carrinho. A este respeito, o conjunto de carregador 10 destina-se a registrar os corpos de latas em uma tolerância da linha de centro dentro de +/- 1 mm, preferencialmente dentro de +/- 0,7 mm, e mais preferencialmente dentro de +/- 0,5 mm. Os inventores presumem que a precisão da dimensão do passo de +/- 0,1 mm pode ser alcançada. As pequenas variações na dimensão do passo são benéficas quando os mandris, que em algumas modalidades são ligeiramente afunilados, entram nos corpos de latas a partir da extremidade aberta.

Como exemplo, uma dimensão de passo pode ser 70 mm.

Portanto, a dimensão do passo pode variar entre 69,5 mm e 70,5 mm quando a tolerância da linha de centro é +/- 0,5 mm.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de carregador de corpo de lata de bebida caracterizado pelo fato de que compreende um par de subconjuntos de carregadores opostos, cada subconjunto compreendendo: uma torre de carregamento de latas adaptada para receber corpos de latas de bebida orientados horizontalmente, a torre de carregamento de latas adaptada para descarregar os corpos de latas em um passo predeterminado; uma correia de vácuo que se estende de uma região de descarga da torre de carregamento de lata, a correia sendo adaptada para receber os corpos de latas descarregados da torre de carregamento de lata e adaptada para transportar os corpos de latas na orientação horizontal no passo predeterminado; e um sistema de controle configurado para (i) iniciar a torre de carregamento de latas e correia de vácuo para posicionar uma série de corpos de latas na correia de vácuo, (ii) pausar durante uma fase de descarregamento em que um grupo de corpos de latas é removido da correia de vácuo e (iii) reiniciar a torre de carregamento de latas e a correia de vácuo para posicionar outra série de corpos de latas na correia de vácuo.

2. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a torre de carregamento de lata inclui uma roda estrelada de alimentação tendo compartimentos adaptados para receber os corpos de latas.

3. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos compartimentos do conjunto de roda estrelada de alimentação tem um perfil assimétrico.

4. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada compartimento tem uma porção traseira e uma porção dianteira, a porção traseira registra o corpo de lata no compartimento para definir um passo do compartimento que corresponde ao passo predeterminado dos corpos de lata na correia de vácuo.

5. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a porção traseira inclui uma porção tendo um raio que é aproximadamente igual a um raio externo dos corpos de latas.

6. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o conjunto de carregador é adaptado para registrar os corpos de latas em uma tolerância de linha de centro dentro de +/- 1,0 mm.

7. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o conjunto de carregador é adaptado para registrar os corpos de latas em uma tolerância de linha de centro dentro de +/- 0,7 mm.

8. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o conjunto de carregador é adaptado para registrar os corpos de latas em uma tolerância de linha de centro dentro de +/- 0,5 mm.

9. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a torre de carregamento de latas é uma torre superior, o conjunto de carregador compreendendo ainda uma torre inferior tendo compartimentos alinhados com os compartimentos da torre superior.

10. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o passo predeterminado é de 70 mm para uma lata de 66 mm de diâmetro.

11. Conjunto de carregador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a correia de vácuo é orientada horizontalmente e inclui orifícios para expor o fundo dos corpos de latas ao vácuo da correia.

12. Método para alimentar corpos de latas de bebida, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) alimentar corpos de latas para uma torre de carregamento de latas; (b) entregar os corpos de latas aos compartimentos da torre de carregamento de latas; (c) liberar as latas de uma região de descarga na torre de carregamento de latas e alimentar os corpos de latas em uma correia de vácuo linear em um passo predeterminado; (d) transportar os corpos de latas na correia em direção a uma extremidade de descarga da correia; e

(e) pausar o movimento da correia e da torre de carregamento de lata enquanto os corpos de latas são removidos da correia.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda repetir as etapas (a) a (d) após os corpos de latas serem removidos da correia na etapa (e).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de transferência (b) inclui o posicionamento dos corpos de latas em compartimentos tendo um perfil assimétrico que inclui uma porção traseira e uma porção dianteira, a porção traseira registra o corpo de lata no compartimento que define um raio que é aproximadamente igual a um raio externo dos corpos de latas, permitindo assim que a etapa de liberação (c) registre os corpos de latas na correia dentro da tolerância de linha de centro de +/- 1 mm.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o registro está dentro de +/- 0,5 mm.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de liberação (c) inclui aumentar a liberação dos corpos de latas por meio de uma torre inferior com compartimentos alinhados com os compartimentos da torre de carregamento de lata.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o passo predeterminado é de 70 mm para uma lata de 66 mm de diâmetro.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de remover os corpos de latas da correia, incluindo a inserção de mandris nos corpos de latas durante a etapa de pausa (e).

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de remoção inclui interromper a pressão de vácuo para a extremidade de descarga da correia.

20. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de alimentação (a) inclui alimentar os corpos de latas em uma trilha de alimentação.