CN102791598A - 容器制造 - Google Patents

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Abstract

一种用于容器例如罐体制造的进料装置包括一系列的三个或多个进料回转轮(22,30)。进料回转轮(22,30)以直线节距获取罐体并将该节距转换为圆周节距。通过使用该系列回转轮，不仅以所需的直线节距而且还以特定的加工速度将罐输送至机器例如容器加工机。进料回转轮系列中各个回转轮(22,30)之间的交换比是可变的且不大于2:1。

Description

容器制造
技术领域
本发明涉及容器制造，并且具体地涉及用于将容器提供给容器加工机的进料装置。这样的容器加工机可用于制造例如金属罐、瓶或喷雾罐体等容器。这些机器被用于各种加工。一种罐制造过程的示例要求逐渐改变罐体的开口端直径以用于通过在一系列的阶段中减小该直径来成形“颈部”。
背景技术
通过“模制颈缩”过程在容器主体例如饮料罐中成形颈部是常用做法。在模制颈缩过程中，罐被纵向推入模具内以经过几个颈缩阶段逐渐减小颈部直径。向这种过程的进料可以包括携带一排罐体的传送带，罐体在其中彼此接触。在传送带上，罐体具有一个罐直径的“节距”(也就是它们中心之间的距离)。罐体从该传送带被输送至加工(在本示例中是模制颈缩)机的进料回转轮。
WO2010/026115A介绍了一种三个回转轮的进料和上蜡装置，包括进料回转轮和上蜡回转轮以及进料回转轮和上蜡回转轮之间的转移回转轮。该申请中的进料装置包括从送料槽接收输入罐体的进料回转轮、进料转移回转轮和上蜡回转轮。各回转轮上的凹口数量相同，由此在上蜡回转轮上的上蜡辊接合输入罐体时避免损坏。尽管该申请中的发明教导了如何结束罐体的加速，但是并没有不同的向其送入上蜡罐的工具组。
EP1828035A(CROWN PACKAGING TECHNOLOGY公司)介绍的容器加工设备包括大约有50个独立阶段的多阶段加工处理设备，每一个阶段都需要不同的加工工具或“工具组”。加工处理设备包括装有具备多个凹口的至少一个可旋转加工回转轮的装置，每一个凹口都适合用于支撑一件物品。凹口被分为多组，其中每一组凹口都具有相关联的加工工具。尽管装置还包括重定相装置以将物品从一组凹口转移至下一组，但是罐的节距不变。多阶段加工不过是一种用于将罐移动一个节距的系统，以使得将罐提供给比方说第二次再循环中工具组的第二元件，或者第三次再循环中工具组的第三元件(或者第n次再循环中工具组的第n元件)。
用于向包括模制颈缩的任何容器制造过程输送罐的旋转机进料系统的问题在于机械获取以直线方式间隔或“节距”分开的容器主体的输送，并且进料系统必须将容器主体之间的节距改变为圆形回转轮的节距并且是较大的节距。为了容纳用于执行颈缩过程的工具，加工节距可能也需要更大才行。制造过程也必须以经常超过每分钟1500个容器或更多的作业速度完成。
旋转机上的每一个回转轮都具有多个凹口，每一个凹口都适合用于例如通过真空来接收并固定容器譬如罐体。用于在每一个圆形回转轮上携带罐体的凹口均以(凹口)节距分开。该凹口节距越接近罐体直径，向进料回转轮上的输送就越好。
本发明试图提供一种包括一系列回转轮的进料装置，其具有用于改变各个回转轮转速的设施，回转轮(在其回转轮旋转轴之间)具有固定的中心距和不同数量的凹口，从而能够以离散的圆周节距向容器制造机输送罐。
发明内容
根据本发明提供了一种用于向容器加工机上的加工回转轮提供容器的进料装置，所述装置包括：
用于以直线节距输送容器的传送带；
进料回转轮，用于接收容器并将容器节距增加至进料回转轮的圆周节距；以及
接收并转移容器的一系列的两个或多个后续圆形回转轮；
其特征在于：
进料装置的最终圆形回转轮适合于拥有数量与通过进料装置向其提供罐的容器加工机的后续加工回转轮上每个工具组中的工具数量相同的凹口；并且
从进料装置中的一个回转轮到下一个回转轮的交换比是离散的且不大于2:1。
为了避免疑义，表述“离散”在本文中被用于表示个体差异。本发明的进料装置因此适合用于向例如EP1828035A中所述的容器加工机的再循环回路提供容器并且改变进料凹口数量和速度从而随后以工具组第一元件的节距将罐送入生产循环线内。通过调节容器节距，进料装置有助于容器在生产机器内的后续再循环。
从进料装置的传送带向第一回转轮的容器供给可以是恒速或与回转轮相切。在一个示例中，300mm直径的第一回转轮上的凹口之间的圆周节距与容器主体直径或直线传送带上的节距之比可以是用于切向进料回转轮的1.2至1.5或者是用于恒速(有时简称为“CV”)进料的1.8至2.6。进料装置使用一系列转动的回转轮，它们适合用于转移容器并将其圆周节距增加至容器加工机上第一加工回转轮的圆周节距或该加工回转轮圆周节距的某一倍数。随后，高速机器上的加工回转轮可以例如利用容器加工机上的容器再循环而以高达250rpm的转速运行，目的是为了实现高达每分钟1500个容器(或罐)的最终产量。
优选地，进料装置的一系列回转轮中的每一个都具有以特定节距分开的选定数量的凹口，并且进料装置最终回转轮上的凹口数量指示为实现所需最终产量而在容器加工机上进行的容器循环次数。
进料装置可以使用齿轮和/或伺服电机驱动装置来驱动回转轮旋转。因此可以通过改变回转轮直径或者通过调节回转轮凹口的数量和回转轮的转速来实现容器节距的增加。
尽管已知可以将例如EP1828035的罐缩颈机中的罐再循环和重定相，但是申请人现已发现可以将直线输送的容器例如罐体重设节距为进料装置内圆形回转轮的节距的范围。重设节距可以根据罐加工机内的再循环次数，不仅通过(如上所述)固定节距比而且通过在进料装置内使用伺服电机来进行选择，伺服电机能够以用于一组回转轮的传动比范围运行。使用伺服电机的优点是回避了复杂的齿轮箱或耗时的手动改变齿轮系统。伺服电机驱动的回转轮实现了独立改变回转轮凹口数量和回转轮速度的设施，并且因此给出了高速机器中再循环所需的能够用于各种容器的圆周节距范围。
本发明的进料装置因此通过改变回转轮直径或者通过调节回转轮凹口的数量和回转轮的转速实现了容器或罐的节距的增加。
回转轮之间的交换比决不超过2:1以避免损坏罐，并且进料装置使用一系列的3到5个回转轮。使用5个回转轮已由申请人证实可以在进料装置中给出最佳的灵活性并且所附示例示出了进料装置中一系列的5个回转轮。
根据向进料装置的第一回转轮提供容器的类型也就是切向或CV，容器加工机内的2到12次再循环给出了最佳结果。再循环次数还取决于每个工具组中的工具数量。工具组的数量是加工回转轮上的凹口数量的倍数。根据有2次,3次,4次,6次或12次再循环而获得的回转轮节距范围可以是五种不同节距中的一种。在最终进料回转轮上，凹口数量与加工回转轮上每个工具组中的工具数量相同。由容器加工机成形的容器可以是薄壁拉伸(“D&I”)型或冲拔型。
优选地，罐或其他容器通过对接回转轮凹口而在进料装置中从一个回转轮输送至下一个回转轮。这可能需要后缘调节，其中一个回转轮的后缘延伸超出其节圆直径并且下一个回转轮具有允许延长部通过的局部回收部。
进料装置中与容器加工机的加工回转轮相邻的最终转移回转轮和加工回转轮自身通常由主传动系统驱动。
根据本发明的另一方面，提供了一种调节容器节距以用于输送至容器加工机的方法，所述方法包括：
提供以直线节距分开的容器；
在进料回转轮上接收容器以将容器以圆周节距分开；
通过一系列的后续圆形回转轮将容器输送至容器加工机；并且可选地，
将容器在容器加工机上再循环；
其特征在于输送容器的步骤在相邻的回转轮之间使用不同的且不大于2:1的交换比。
附图说明
现参照附图介绍本发明仅作为示例的优选实施例，在附图中：
图1是采用切向进料的进料回转轮的示意性截面图；
图2是采用恒速(“CV”)进料的进料回转轮的示意性截面图；
图3是示出了传送带和进料回转轮之间节距增加的示意性截面图；
图4是示出了从进料系统中的进料回转轮向第一转移回转轮上交换期间的节距增加的示意性截面图；
图5是使用齿轮和伺服电机驱动装置的第一进料系统的示意图以及供两次再循环使用的容器加工机装置的示意图；
图6是使用齿轮和伺服电机驱动装置的第一进料系统的示意图以及供三次再循环使用的容器加工机装置的示意图；
图7是使用齿轮和伺服电机驱动装置的第二进料系统的示意图；以及
图8是仅使用齿轮驱动装置的第三进料系统的示意图。
具体实施方式
图1示出了从传送带10供给至进料回转轮20的一系列罐1。罐1在传送带10上彼此接触以使得罐间距是一个罐的直径或中心距2。图1中的传送带10沿进料回转轮20的切线输送罐1以使得回转轮也被称为切向进料回转轮。在该示例中，回转轮具有15个以圆周节距3分开的凹口21。因此节距已经通过向进料回转轮上输送罐的动作而增加。进料回转轮的旋转方向由箭头表示。
图2示出了一种可选进料方式，其同样将罐的节距从罐以在传送带10上的直线方式彼此接触时的罐直径2增加至罐在进料回转轮22上的圆周节距4。该进料回转轮具有8个凹口23并且随着进料回转轮以逆时针方式旋转而将罐以恒速(CV)依次输送到每一个凹口上。
节距增加的进一步说明如图3中的各个部分a)和b)所示。在图3(a)中，罐在传送带上/传送带内彼此接触以使节距为图1和图2中用标记2表示的一个罐的直径。图3(b)中的示意图示出了用于直径为300mm的回转轮25的圆周节距5。相邻罐之间的节距增加由圆周节距与罐直径的“比值”量化。在图3中，这可以是标记5所示节距和标记2所示直径的比值。
参照图1和图2，已经发现对于直径为300mm且具有8个凹口的CV进料回转轮来说，使用1.8到2.6的圆周节距与从直线传送带进料的罐直径之比即可无损坏地加工直径为45mm到直径为66mm的罐。类似地，对于直径为300mm且具有15个凹口的切向进料回转轮来说，使用1.4到1.2的圆周节距与进料的罐直径之比即可无损坏地加工直径为45mm到直径为53mm的罐，并且对于直径为300mm且具有12个凹口的切向进料回转轮来说，使用1.5到1.2的圆周节距与进料的罐直径之比即可无损坏地加工直径为53mm到直径为66mm的罐。
可以从图4(a)中的进料回转轮22到转移回转轮30进一步增加节距。进料回转轮22具有8个用于罐的凹口23，罐随后被输送至具有4个凹口31的转移回转轮30。从图4(b)的放大视图中可以更加清楚地看到罐从一个回转轮交换到下一个回转轮，并且示出了回转轮之间也就是8个凹口的回转轮22到4个凹口的回转轮30的最大推荐交换比2:1。回转轮节距对接，并且如图4(b)所示，进料回转轮凹口23的后缘24延伸超出节圆直径并且转移回转轮局部略微回收(大致由标记32表示的位置)以改善罐交换时凹口之间的这种对接。
图5至图8是3种不同进料系统的示意图，每一种都包括一系列的五个回转轮(T5到T1)和相关驱动装置。除了本发明中进料系统的示例性实施例以外，图5和图6还示出了现有技术中分别供两次或三次再循环使用的容器加工机装置的示意图。
从T1向其输送容器的第一加工回转轮与T1一样以250rpm旋转。在图5和图6中，回转轮T5至T3的直径均为300mm并由独立的伺服电机沿箭头所示方向驱动，而回转轮T2和T1均由主传动系统驱动以使T2和T1之间有恒定的传动比。T2的直径是300mm且T1的直径是与加工回转轮直径相同的432mm。图5和图6中的系统都适用于冲拔罐和薄壁拉伸(“D&I”)罐以及调节容器加工机内的再循环次数，并且因此根据进料系统中每一个回转轮的速度和其上凹口数量将生产速度调节到每分钟250到1500罐(“cpm”)之间。
系统一(图5和图6以及表1)示出了每分钟用于以齿轮和伺服电机驱动的恒速进料处理的罐范围。给出了五种不同的进料系统装置，适合用于从每分钟处理250罐的12次再循环到每分钟处理1500罐的2次再循环的容器加工机。
表中每一部分的各行内容如下所述：T1到T5是回转轮编号，其中T5是接收罐的第一个回转轮，还给出了用于每一个回转轮的凹口数量、以rpm表示的回转轮转速和交换比。交换比是由于在两个回转轮之间转移而导致的“罐”节距增加。如上所述，这是从一个回转轮到下一个回转轮的可变值，最大可达2:1。从表中可以看出，例如最后一组数据达到了1500cpm但是需要直接从直线传送带进料获得第一个T5的187.5rpm的转数。
系统二(图7和表2)使用了齿轮和伺服电机驱动装置，其中T5到T3由独立伺服电机驱动且T2和T1由主传动系统驱动。该系统使用切向进料以完成500-1500cpm的加工。但是，因为T5必须具有15或12个凹口(参见图1)，所以后续容器加工机上的12次再循环无法从这种五个回转轮的进料系统中得到，因此要将传送带上的罐节距和进料回转轮的圆周节距之间的比值保持在1.2到1.5，并且T1必须具有一个凹口，同时保持回转轮之间的交换比不大于2:1。因此在表2中只有四组数据，不过对每一组都提供了不同的用于T5的12或15个凹口的选项。
最后，系统3(图8和表3)是完全由齿轮驱动，T5到53是由主传动系统通过齿轮驱动，而T2和T1是由主传动系统自身驱动。进料为恒速特性并且与先前的两种系统一样，T5到T2的直径是300mm且T1的直径是432mm。由于是CV输入，因此用于容器加工机的可高达12次的全范围循环进料都是可行的。
造成该系统故障的风险水平对于2个凹口、4个凹口或12个凹口的CV进料回转轮较高，原因在于传送带的罐节距和进料回转轮圆周节距之间的比值大于2.6。
仅通过示例如上介绍了本发明的进料系统，并且例如可以对由后续容器加工机加工的容器类型进行改变而并不背离本发明由权利要求界定的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于向容器加工机上的加工回转轮提供容器的进料装置，所述装置包括：
用于以直线节距输送容器的传送带；
进料回转轮，用于接收容器并将容器节距增加至进料回转轮的圆周节距；以及
接收并转移容器的一系列的两个或多个后续圆形回转轮；
其特征在于：
进料装置的最终圆形回转轮适合于拥有数量与通过进料装置向其提供罐的容器加工机的后续加工回转轮上每个工具组中的工具数量相同的凹口；并且
从进料装置中的一个回转轮到下一个回转轮的交换比(T5:T4,T4:T3,T3:T2,T2:T1)是离散的且不大于2:1。
2.如权利要求1所述的进料装置，其中以恒速或与回转轮相切地从传送带向第一回转轮(T5)提供容器。
3.如权利要求1或权利要求2所述的进料装置，其中一系列旋转的回转轮(T5,T4,T3,T2,T1)适合用于转移容器并将其圆周节距增加至容器加工机上的第一加工回转轮的圆周节距。
4.如权利要求3所述的进料装置，其中一系列回转轮(T5,T4,T3,T2,T1)中的每一个都具有以特定节距分开的选定数量的凹口，并且进料装置中最终回转轮(T1)上的凹口数量指示为实现所需最终产量而在容器加工机上进行的容器再循环次数。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的进料装置，包括驱动回转轮旋转的齿轮和/或伺服电机驱动装置。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的进料装置，其中通过改变回转轮直径或者通过调节回转轮凹口的数量和回转轮的转速来增加容器节距。
7.如权利要求1至6中的任意一项所述的进料装置，其中所述装置包括一系列的5个回转轮。
8.如权利要求1至7中的任意一项所述的进料装置，包括对接回转轮凹口以用于将容器从一个回转轮输送到下一个回转轮。
9.如权利要求8所述的进料装置，其中一个回转轮的后缘延伸超出节圆直径以用于后缘调节，并且下一个回转轮具有允许延长部通过的局部回收部。
10.一种调节容器节距以用于输送至容器加工机的方法，所述方法包括：
提供以直线节距分开的容器；
在进料回转轮(T5)上接收容器以将容器以圆周节距分开；
通过一系列的后续圆形回转轮(T4,T3,T2,T1)将容器输送至容器加工机；并且可选地，
将容器在容器加工机上再循环；
其特征在于输送容器的步骤在相邻的回转轮之间使用不同的且不大于2:1的交换比(T5:T4,T4:T3,T3:T2,T2:T1)。
11.如权利要求10所述的方法，包括通过齿轮和/或伺服电机驱动装置来驱动回转轮旋转。
12.如权利要求10或权利要求11所述的方法，包括通过改变回转轮直径或者通过调节回转轮凹口的数量和回转轮的转速来增加容器节距。
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