CN101772466B - 封盖机 - Google Patents

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Abstract

通过圆盘传送机器用螺旋盖子来封闭容器，该圆盘传送机器的中心转筒(31)可围绕垂向轴线(A)转动并承载一组装备有相应封盖头(37)的封盖单元(36)，每个封盖头(37)具有保持盖子(3)的夹持器(38)、以及打开和关闭夹持器(38)的铰接的夹爪(39)的机构(66)；每个封盖头(37)能由结合在相关单元(36)的部件来引起轴向运动，这些部件在其运动中被轴向导向并由与中心转筒(31)刚性地相关联的辅助部件(40；49，50)来支承。

Description

封盖机
技术领域
本发明涉及封盖机，更准确地说，涉及用螺旋盖子或卡口盖子来封闭容器的机器。
背景技术
现有技术包括设有圆盘传送装置的封盖机，该圆盘传送装置可围绕垂向轴线转动并包括承载多个封盖单元的转筒，这些封盖单元围绕周缘等角度间隔开，且每个封盖单元包括对准在垂向轴线上的中空轴，该中空轴的底部包括滑套并固定于装备有夹持机构的封盖头。
圆盘传送装置还承载位于转筒下方且与转筒同轴的圆盘，它提供其上可站立容器的座部。
每个座部在进给工位接纳单个容器。与此同时，相应的封盖单元接纳盖子。
当圆盘传送装置在前述进给工位与送出工位之间转动时，封盖单元会将盖子放置在容器的颈部上并拧紧。
封盖单元因而中空轴能轴向运动和转动运动，前者是将盖子定位在容器的颈部上所需的，后者则是将盖子旋拧到容器上所需的。
传统上，由齿轮系统来引起单个封盖单元的转动运动，而又由同心地对准在圆盘传送装置的轴线上的太阳齿轮来使该齿轮系统转动。
另一方面，由凸轮从动滚子来引起封盖单元的轴向运动，该凸轮从动滚子附连于中空轴的前述底部并与和圆盘传送装置同轴的转筒型固定凸轮的轨道配合。
通过夹持器来保持盖子并将盖子转拧到容器上，借助于位于封盖头内部的装置来机械地引起夹持器的运动，上述装置包括诸如可确保牢固地保持在盖子上的经校准的弹簧。
夹爪在旋拧步骤完成时通过与夹持器相关联的凸轮装置的作用而张开，并能克服弹簧产生的阻力。
还有相应的机械离合器与每个封盖头相关联，该机械离合器用来在一旦已将盖子拧紧并且在夹爪张开后就切断向封盖头的转动运动。
所述的这种类型的封盖机存在某些缺点。
在使承载封盖头的中空轴如上所述地转动和轴向运动时，中空轴往往在夹持器拉簧和凸轮从动滚子的力的作用下运动困难。此外，中空轴受到由于使用滑套所引起的很大的摩擦作用。
此外，单个封盖单元相当重并因而在圆盘传送装置的转动过程中会受到显著的离心力和与惯性相关的力。
这些各种各样的因素导致需要利用高强材料并采用精确的机加工过程，特别是对于凸轮，还需要遵循极其准确和复杂的组装过程，以实现和保持每个封盖单元与位于其下方的相关容器的准确轴向对准，并要确保对该轴向对准作定期检查。
此外，在现有技术的封盖机中将转动传递到每个封盖单元的系统利用周转圆的轮系，从而极为复杂且成本昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种不受上述缺点影响的封盖单元，而且该封盖单元经济、高效且易于组装。
附图说明
现将借助于附图以示例的方式来详细描述本发明，在附图中：
-图1是根据本发明的封盖机的示意性和局部的平面图；
-图2是以剖面示意性地示出图1中封盖机的详图，图中略去了某些零件；
-图3是以剖面示出的图2的放大详图；
-图4、5及6示出三个不同工作状态下的图3的放大详图；
-图7是以剖面示意性地示出图1中封盖机的详图，其为第二可能的实施例；
具体实施方式
参照图1，附图标记1整体地标识封盖机，该封盖机借助于相应的盖子3来封闭容器2。
还参见图2和5，每个容器2形成有颈部4，该颈部4具有诸如可与相关盖子3的内螺纹联接的外螺纹。
封盖机1包括安装成围绕垂向轴线A转动的圆盘传送装置5，如图1所示，该圆盘传送装置5逆时针旋转。向圆盘传送装置5供给一系列容器2以及独立的一系列盖子3，这些容器2和盖子3都是在进给工位6处从转动式传送器7接纳来的。
传送器7可围绕平行于前述垂向轴线A的轴线转动，且如图1中所示逆时针旋转，传送器7放置成在第一进给工位8从水平槽沟9接纳一系列容器2。
传送器7还在第二进给工位10从水平槽沟11接纳一系列盖子3，水平槽沟11与前述的槽沟9平行地延伸。
圆盘传送装置5设计成将盖子3与相关的容器2组装起来，并在组装后使各装配有其盖子3的容器朝向在送出工位13处工作的第二转动式传送器12前进。
第二传送器12可围绕平行于前述轴线A的轴线转动，如图1所示逆时针旋转，第二传送器12用来将已封盖的容器2从送出工位13转移到水平转移传送器14。
如图2所示，圆盘传送装置5包括带有基本上水平的顶壁16的框架15，顶壁16上设有定中心在垂向轴线A上的管状凸块17，该管状凸块被穿过壁16并从壁向上延伸的固定轴18占据。一标记为20的管状体通过插设的轴承19可转动地安装到该轴18，它承载有底部圆形凸缘21和顶部圆形凸缘22。
底部凸缘21用作在其上站立容器2和承载圆盘23的平台，圆盘23连接到其顶表面并定中心在垂向轴线A上，提供一系列彼此等角度地间隔开的周缘座部24(也参见图1)。
顶部凸缘22在周缘上形成有多个圆形孔25，每个圆孔对准在垂向轴线B上而与相关的座部24重合。
固定轴18设置成其顶端凸伸到顶部凸缘22的上方并固定于固定凸轮转筒27的底壁26上，该凸轮转筒27定中心在垂向轴线A上，其外圆柱形壁28设有两个环形凹槽29和30，分别是上部环形凹槽和下部环形凹槽。
管状体20、底部凸缘21和顶部凸缘22组合在一起而形成中心转筒31，该中心转筒可转动地安装在固定轴18上并可由电动机32围绕垂向轴线A转动地驱动，如图2中可见顺时针旋转，电动机32的输出轴33延伸穿过框架15的顶壁16并承载有设有键的小齿轮34，该小齿轮34与内环齿轮35啮合，内环齿轮35可与底部凸缘21一体地转动并定中心在垂向轴线A上。
如图2至6中所示，每个孔25容纳一个相应的封盖单元36，封盖单元36设有封盖头37，封盖头37包括带有三个等角度间隔开的夹爪的夹持器38，在附图中仅可见这三个夹爪中的两个。
更准确地说，每个封盖单元36对准在相应的轴线B上，由顶部凸缘22支承在一位置而与相应圆形孔25重合并因而能与中心转筒31成一体地围绕垂向轴线A转动。
参见图3，每个封盖单元36装备有轴向导向装置，该轴向导向装置包括同心地对准在前述轴线B上的外管状元件40，该管状元件40具有位于沿其长度的一中间位置处的环形凸部41，该凸部41支靠在顶部凸缘22上并通过螺钉装置42在相应孔25的区域中固定于该凸缘。
管状元件40容纳同轴对准的管状体43，该管状体可沿着封盖单元的轴线B滑动。
管状体43在其顶端与横向于垂向轴线B设置的附件44刚性地相关联，可滑动地配合由管状元件40的圆柱形壁提供的轴向槽45。
凸轮从动滚子46安装在附件44的自由端上，该凸轮从动滚子46在中心转筒31转动时定位成与凸轮转筒27的上部凹槽29相互作用，从而相对于管状元件40轴向地移动管状体43。
第二附件47也与管状体43相关联，并与前面提及的附件44径向相对，该第二附件47横向于垂向轴线B设置，可滑动地配合由管状元件40的圆柱形壁提供的垂向槽48。
第二附件47的自由端与滑块49刚性地相关联，该滑块49可沿着气压缸50的垂向轴线移动，而气压缸50通过托架51固定于管状元件40的圆柱形壁。
滑块49和气压缸50提供与管状体43相关联的支承装置。
特别参见图3和4，附图标记52整体地标示传动装置，该传动装置52同轴地容纳在管状体43并可围绕垂向轴线B转动。
传动装置52包括最上方的第一部分53，该第一部分53包括设有纵向花键55的杆54。
设有花键的杆54的顶端延伸超出管状体43的顶端，并通过离合器57连接到致动装置56，离合器57与主控制单元58互锁，在图3中以方框来示意地表示该主控制单元58。
离合器57位于管状元件40的内部，占据由该管状元件40的顶端所提供的隔室59。
传动装置52还包括第二部分60，该第二部分60呈由设有花键的杆54驱动而转动的在内部设有花键的管状轴61的形式，且管状轴61也可以相对于设有花键的杆54轴向滑动。
管状轴61的底端通过插设的轴承62轴向地连接到管状体43的底端，并由承载前述封盖头37的基本上圆柱形体63封闭，如在本说明书中将更加全面地描述的那样。
传动装置52还包括轴64，该轴64与管状轴61同轴地对准，且轴64的底端穿过圆柱形体63中的孔65并连接到控制联动装置，该控制联动装置整体地标示为66，用于打开和关闭夹持器38的夹爪39。
前述轴64用作可在圆柱形腔室68内滑动的活塞67的杆，该腔室68由管状轴61的底端提供并由顶壁和底壁来限定，该顶壁和底部在图4、5、和6中分别标示为69和70。
此外，包围在腔室68的底壁70和活塞67之间的空间被卷绕在活塞杆周围的压缩弹簧71占据。
轴64的顶端具有较小直径的部分72，形成用作套筒74的端部止动件的肩部73，该套筒74同心地对准在垂向轴线B上，轴64在套筒可滑动地插入套筒74。
套筒74固定于联接器75的底端，该联接器75通过横杆76与管状轴61同心地对准并能将其套入其中，横杆76的两端穿过相应的槽77凸伸到管状轴61之外。
联接器75具有与管状轴61的匹配的外花键79纵向互锁的内花键78。
因此，管状轴61驱动联接器75转动，同时联接器75也能相对于该轴轴向滑动。
联接器75还通过插设的轴承80轴向连接到第二管状体81的底端，该第二管状体81对准在垂向轴线B上并插设在第一管状体43与管状轴61之间。
如图2和4所示，第二管状体81的顶端具有横向于垂向轴线B设置的附件82，该附件82穿过管状元件40的槽45以及第一管状体43提供的槽83。
附件82承载在凸轮从动件84，该凸轮从动件84在凸轮转筒27的前述下部凹槽30中移动。
因而，当顶部凸缘22转动时，凸轮转筒27致使第二管状体81、联接器75以及活塞67沿着垂向轴线B移位。
前述圆柱形腔室68位于底壁70与活塞67之间的部分包括由孔85提供的端口，孔85横向穿过轴64，该端口形成气动回路86的一部分，气动回路86包括延伸穿过轴64、套筒74以及设有花键的杆54。
所述回路86从图3中简示为方框的压缩空气源88接受压缩空气。
参见3、4、5和6，封盖头包括钟形壳体89，顶部管状附件90固定于前述圆柱形体63的内部。
壳体89具有三个径向槽91，这三个径向槽91彼此等角度地间隔开并容纳夹持器38的夹爪39。各个封盖头的夹持器38由水平枢轴92支承，该水平枢轴92穿过在中间高度处的相应夹爪39。
每个夹爪39的顶端借助于相应的连杆93连接到块体94，块体94与轴64的底端刚性地相关联并可在壳体89提供的圆柱形凹部内轴向滑动。
块体94和连杆93提供前述控制联动装置66，夹持器38的夹爪39通过该控制联动装置66来打开和关闭。
块体94的底端承载限制件95，该限制件95对准在垂向轴线B上，在封盖工序的转拧步骤中将该限制件提供给盖子。
现将描述封盖机1的操作，首先参见图1，从如下状态开始：容器2和相关盖子3在进给工位6处由转动式传送器7引导到圆盘传送装置5上而在定时成与封盖单元36的通过重合的时刻一个位于另一个的上方。
容器2从进给工位6移动到底部凸缘21提供的平台上，而占据圆盘23的相关座部24。
凸轮转筒27的上部凹槽29的轮廓构造成：当容器2和相关的盖子3进入圆盘传送装置5中时，封盖头37将从行程上限位置逐渐下降到限制件95与封盖3接触的位置。
更准确地说，由凸轮转筒27，借助于凸轮从动滚子46，在管状体43、管状轴61以及圆柱形体63以及壳体89中引起所述下降运动。
凸轮转筒27的下部凹槽30的轮廓又致使夹持件38的三个夹爪39在前述下降运动的同时由控制联动装置66逐渐拉拢到一起。
更准确地说，第二管状体81由凸轮从动滚子84约束成相对于第一管状体43轴向滑动，从而通过联接器75在横杆76和套筒74中引起运动。
套筒74的向上滑动运动使得活塞杆轴64能在弹簧71的力的作用下向上移位，由此拉动块体84向上并致使夹爪39通过连杆93的作用而关闭。
在该步骤盖子3被夹持住的过程中，在控制单元58的控制下，致动装置56通过离合器57的作用而与设有花键的杆54保持脱开，因而杆54不转动。
当圆盘传送装置5旋转时，封盖头37通过凸轮转筒27的上部凹槽29与从动的滚子46之间的相互作用而逐渐下降，直到盖子3与容器2的颈部4配合的位置。
此时，控制单元58将控制离合器57以连接设有花键的杆54和致动装置56，结果就使夹持器38的夹爪39围绕垂向轴线B转动。
更准确地说，通过设有花键的杆54以及管状轴61将转动传递到设有横杆76的联接器75和封盖头37两者。
在将盖子3转拧到颈部上的过程中，由控制单元58通过气动回路86将压缩空气88的压缩空气源连接到腔室68在底壁70和活塞67之间的部分，从而通过活塞67的作用引起轴64进一步的向上运动，由此增加夹持器38的夹爪39处的夹紧力并确保夹爪保持锁定在夹持位置。
在盖子3不是旋拧而是卡合到容器上的情况下，离合器57将保持致动装置56与设有花键的杆54永久地脱开，因此杆54在任何阶段都不转动。
在本发明的又一实施例中，如图7所示，引起轴向运动的装置顶端可包括联接器96，该联接器96位于第一管状体43的内部并可相对于第一管状体43滑动。
前述附件44和47固定于该联接器96并可插入穿过管状体43中的相应垂向槽97和98。
联接器96在最上部被环形罩盖99封闭，并套有螺旋压缩弹簧100，该螺旋压缩弹簧100设置在环形罩盖99与其下方的管状体43的最顶端之间。
在工作中，凸轮从动滚子46的作用致使联接器96从行程上限位置沿着垂向轴线B向下移位。
当附件47位于抵靠相关槽98的底部边缘的位置时，联接器96开始向下驱动管状体43，并随之驱动封盖头37。
在盖子3转拧到颈部上的后续步骤的过程中，一旦保持在夹持器38的夹爪39之间的盖子3已与容器2的颈部4配合，管状体43仍可以向上返回，抵抗弹簧100的作用而移动，弹簧100的作用因而用作在操作过程中缓冲封盖头37的运动的缓冲器。
从前面的描述中可以看到，根据本发明的封盖单元可提供优于可看作与现有技术相同的封盖单元的显著优点。
形成圆盘传送装置结构5一体的部分的管状元件40的设计使得单个封盖单元36的定位简单且牢固，即便在圆盘传送装置5转动时也可消除任何与相关的垂向轴线B对准不齐的危险。
此外，封盖头37具有内齿轮，离合器机构位于单个封盖单元的上方，由此减轻重量并因而使离心力和与惯性相关的力减到最小。
在迄今所描述的实施例中，使封盖头37围绕垂向轴线B转动的致动装置56包括异步电动机，而离合器57是磁粉型的。
在要求盖子相对于容器特别准确地定向的情况中，例如是非圆形盖子或特殊的几何形状的盖子的情况中，致动装置56可呈无刷电动机的形式，该无刷电动机通过同步皮带驱动装置连接到单个封盖单元并互锁到主控制单元58，该主控制单元58将监视和管理驱动装置的转矩、速度和位置参数。

Claims (9)

1.一种用相应盖子来封闭容器的封盖机，该封盖机包括能围绕第一垂向轴线(A)转动的圆盘传送装置(5)并具有：
-中心转筒(31)；
-至少一个封盖单元(36)，所述至少一个封盖单元由所述中心转筒(31)承载成能围绕所述第一垂向轴线(A)转动并包括封盖头(37)，所述封盖头(37)装备有具有保持所述盖子(3)的夹爪(39)的夹持器(38)以及用来打开和关闭所述夹持器(38)的控制联动装置(66)，所述封盖单元(36)包括在所述封盖头(37)中引起沿着第二轴线(B)的轴向运动的装置、以及轴向导向和支承引起所述轴向运动的所述装置的装置(40；49，50)，在所述封盖头(37)中引起轴向运动的所述装置包括第一管状体(43)，所述第一管状体(43)同心地对准在所述第二轴线(B)上并由第一凸轮装置(27，29)来使所述第一管状体(43)运动；
-所述轴向导向和支承装置与所述中心转筒(31)刚性地相关联，所述轴向导向和支承装置(40；49，50)包括与所述第一管状体(43)同轴并由所述中心转筒(31)承载的外管状元件(40)，
其特征在于，所述轴向导向和支承装置(40；49，50)包括对准在平行于所述第二轴线(B)的轴线上的气压缸(50)和能沿着所述气压缸(50)移动的滑块(49)，所述滑块(49)能插入穿过所述外管状元件(40)的圆柱形壁(40a)所提供的槽(48)并固定于所述第一管状体(43)。
2.如权利要求1所述的封盖机，其特征在于，在所述封盖头(37)中引起轴向运动的装置包括第二管状体(81)，所述第二管状体与所述第一管状体(43)同轴并能沿着所述第二轴线(B)运动，由第二凸轮装置(27，30)引起所述沿着所述第二轴线(B)的运动，从而操作打开和关闭所述夹持器(38)的所述控制联动装置(66)。
3.如权利要求2所述的封盖机，其特征在于，所述第一和第二凸轮装置包括同心地对准在所述第一轴线(A)上的固定的凸轮转筒(27)，所述固定的凸轮转筒(27)具有第一环形凹槽(29)和第二环形凹槽(30)。
4.如权利要求3所述的封盖机，其特征在于，所述封盖单元(36)包括传动装置(52)，所述传动装置(52)容纳在所述第一管状体(43)和所述第二管状体(81)内部，并将转动运动从致动装置(56)传递到所述封盖头(37)，从而致使所述封盖头围绕所述第二轴线(B)转动。
5.如权利要求4所述的封盖机，其特征在于，所述传动装置(52)包括第一部分(53)、第二部分(60)以及第三部分，所述第一部分(53)包括设有轴向花键的杆(54)，所述第二部分(60)包括能沿着所述设有花键的杆(54)轴向滑动并与所述第一管状体(43)轴向配合的管状轴(61)，所述第三部分包括联接器(75)，所述联接器(75)由所述管状轴(61)驱动而转动，与所述第二管状体(81)轴向配合，并操作打开和关闭所述夹持器(38)的所述控制联动装置(66)。
6.如权利要求5所述的封盖机，其特征在于，所述传动装置(52)的所述第三部分包括套筒(74)、轴(64)以及弹簧装置(71)，所述套筒(74)与所述联接器(75)刚性地相关联，所述轴(64)沿着从所述轴(64)的自由端到形成在所述轴(64)上的肩部(73)的一段预定长度能滑动地配合所述联接器的内部，从而操作打开和关闭所述夹持器(38)的所述控制联动装置(66)，所述弹簧装置(71)使所述轴(64)和所述联接器(75)在所述肩部(73)处保持彼此接触。
7.如权利要求5所述的封盖机，其特征在于，还包括气动回路(86)，所述气动回路(86)连接到压缩空气源(88)并与由所述管状轴(61)的底端提供的腔室(68)连通，所述连通发生在所述腔室(68)的底壁(70)与活塞(67)之间的位置处，使得所述轴(64)能被强制地保持在升起位置，以在所述夹持器(38)关闭时牢固地锁住所述夹持器(38)。
8.如权利要求1所述的封盖机，其特征在于，与所述封盖头(37)相关联的所述夹持器(39)的夹爪(38)附连于块体(94)，所述块体(94)具有刚性地相关联的限制件(95)，所述盖子(3)在其施加于所述容器(2)的颈部(4)期间稳固在所述限制件(95)上。
9.如权利要求1所述的封盖机，其特征在于，在所述封盖头(37)中引起轴向运动的装置包括顶部联接器(96)，所述顶部联接器(96)能由所述第一凸轮装置(27，29)来引起运动，能相对于所述第一管状体(43)滑动地安装，加载在插设的弹簧装置上，并因而能在由所述第一管状体(43)提供的槽(98)的两端所确定的两个极限位置之间移位。
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