CN103501933B - 用于从盘形件堆叠中分离金属制成的盘形件的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种装置(17)，其用于将金属制成的盘形件(10)从保持在进给机构(16，23)中的盘形件堆叠分离至在罐制造中使用的机器，诸如深拉压力机或其他机械装置。在一个实施例中，分离器环(17)包括在其内表面上的四个节段(20)。这些节段具有中心孔，堆叠中最底下的盘形件通过该中心孔由吸力(12)抽取，盘形件由于其在四个节段之间被拉动而形成四叶苜蓿的形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于分离在制罐工业中使用的金属盘形件的组件和方法，例如用于将单独的盘形件供送(feed)至使盘形件形成为杯形件形状的机器(被称为“深拉机”(cupper)或深拉压力机(cuppingpress))，或供送至用于拉拔诸如金属容器或罐的空心物品的制罐机(bodymaker)。备选地，深拉压力机可以是用于形成任意浅的金属盖或封闭件(closure)的压力机(press)。
背景技术
在制罐工业中，由制造商作为卷材(coil)供给的诸如钢或铝等金属通常是润滑金属。金属规格由制造商设定，其中诸如金属类型、表面粗糙度和边界润滑(boundarylubrication)处的摩擦系数等标准参数在贸易中是标准。卷材制造商通常供给在金属上有一定量润滑剂(lube)的预润滑卷材。接着，卷材在进入压力机自身之前通过与深拉压力机几乎一样宽的湿润滑器(wetlubricator)。
出于制造的目的，深拉机被供送有来自大型卷料(roll)或卷材的由钢或铝制成的板。深拉机随后在一次作业中从金属板(sheetmetal)切割出盘形件(一次多达14件)，并且使每一个盘形件形成为杯形件。
EP10162130(CROWNPACKAGINGTECHNOLOGY,INC皇冠包装技术公司)(2010年5月6日(未公开))涉及一种用于“两件式(twopiece)”容器(即具有整合的侧壁和基座的一件式罐身，以及分离的端部部件)的成形的类型的现有装置，其中深拉压力机首先被供送有金属卷材，并且随后从待被制成杯形件的金属中冲出盘形件。金属制成的平的圆坯体(blank)或盘形件各自通过深拉压力机中的一个或多个拉模被拉拔以形成浅的杯形件。这些杯形件随后输送至制罐机用于转变成成品的罐身。
如EP10162130中所指出的，深拉压力机是大型且极其昂贵的机器(目前约150万英镑)。用于深拉压力机的工具也非常昂贵。一旦盘形件从卷材切割出，从卷材遗留下的材料则成为废料。随后废料必须经由真空槽系统收集，并且输送至铲斗(bailer)，其也是运行起来昂贵的物件。所有的卷材处理和润滑设备同样花费金钱并且占用大的覆盖面积(占地面积)。最后，存在大量的杯形件传输设备，其将杯形件从深拉机输送至制罐机。若深拉机或任何相关设备停止，则整条线停工并且损失全部产量。
在未公开的专利申请EP10162130的发明中，盘形件被堆叠为直接供给至制罐机中作好准备。在该申请中还提到一种用于分离盘形件的真空供送器，但未给出此分离装置的更多细节。
从FR9202212B(CMBPACKAGINGSA)获知，通过将吸杯应用至板的后端而供送来自金属板堆叠的顶部板。随后该板在前导向件之上向前移动以与牵引机构接合。该装置还包括一种抬升和降低被抓持的板的器具，以及一种吹送空气以在每一个板下产生空气垫的器具。这在润滑金属板的情况下被指出是特别有用的，该润滑金属板趋向于粘合至邻近的板，并且总未被充分抬升以使一块板从下方的另一块板剥离(strip)。此专利是用于处理金属制成的大型板堆叠的大量设备需求的另一个实例。
本发明的首要目的在于提供一种分离金属盘形件的分离器和方法，该金属盘形件在购买时已从润滑卷材预切割出。如EP10162130中，预切割盘形件的购置避免了购买和维护该类大型深拉机的费用，该深拉机切割盘形件并且形成杯形件。预切割盘形件的购置还减少或避免了许多相关联的花费，诸如所有卷材处理设备(包括湿润滑器)和废料收集设备。
在已知的深拉压力机中，金属板由湿润滑器供给，其中湿润滑剂应用于深拉工序(cuppingprocess)。这种金属板能够立即处理，因为湿润滑剂在深拉之前不需要任何干燥时间。尽管如此，已知的是，由于深拉压力机中的盘形件彼此粘合，这导致了盘形件的多次供送，并且因而导致如上文所描述的随后发生的停工风险等。本发明的主要目的在于，不但为每一个单独盘形件的分离而且为从润滑的盘形件堆叠中抽取该盘形件提供解决方案。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于分离金属制成的盘形件的组件，该组件包括：
分离器环，其具有内表面轮廓，适于支撑盘形件堆叠并且适于从该堆叠的底部分离单个盘形件，以及
抽取器，用于从分离器环抽取单个盘形件，其中分离器环的内表面轮廓包括一个或多个向内突起的特征部，其限定了小于盘形件直径的开口，并且
该抽取器包括“真空”垫，使得在使用中当真空施加至该垫时，抽取器通过开口拉动盘形件，破坏了堆叠中的盘形件和邻近盘形件之间的任何吸引力(attraction)。
通过分离器环，盘形件的机械分离比现有技术的板分离器更加简单和有效。优选地，向内突起的特征部包括两个或更多等间隔的节段(segment)，这些节段可定位在垂直于分离器环的纵轴的同一平面内。通常存在四个等间隔的节段，它们总体上定位在(通常邻近于该边缘)离分离器环的出口边缘的相等距离处。
备选地，向内突起的特征部或多个特征部包括带有螺旋形轮廓的单个节段，或布置成间隔螺纹的(spacedscrewthread)多个节段。
抽取器可包括一个或多个真空垫，其将底部盘形件向下拉动并且使材料扭曲以拉动盘形件越过节段。在四个节段的情况下，盘形件可以在越过节段时扭曲成四叶苜蓿的形状。
抽取器可以是能旋转的以协助盘形件从节段释放。此外，分离器环可具有成型的(profiled)内表面，其将堆叠的端部盘形件引导至节段上。在这些节段对称地定位在相同“高度”处时这是可选的，而在具有螺旋形轮廓或螺纹时则是优选的。
分离器环小于盘形件，以便该环支撑该堆叠。分离器和节段的轮廓提供了孔，在没有堆叠通过环掉落的风险的情况下，孔尽可能地靠近盘形件直径。在用于将分离的盘形件供送至深拉机或制罐机的分离器中，分离器的输出直径(outputdiameter)通常比盘形件小大约3mm。无论盘形件是否供送至制罐机或深拉机中，分离器环尺寸都制成与盘形件尺寸相配。
该组件的抽取器优选地包括：具有中心腔室和用于将真空供给至该腔室的端口的引导块；具有槽的抽取器轴，并且其能往复运动通过该腔室；并且其中抽取器轴中的槽和引导块中的端口形成了开关，从而使得在使用中当轴中的槽越过(passacross)端口时真空被打开和关闭。
作为备选，该装置可包括电操作的电磁阀，其供给真空。这具有可调节的开/关窗的优势，但需要更多的电子设备。
抽取器轴可进一步包括固定至轴的板，其中该板保持真空心轴(vacuumspindle)，该真空轴具有位于一端处的弹簧、用于供给真空的中心孔和位于另一端处的真空垫，并且其中在使用中板用作衬套且允许心轴抵抗(against)弹簧而移动以抽取盘形件。在此组件中，还可存在杆，其安装在板上并且支撑被安装在弹簧上的止动件，止动件设定在相对于抽取器轴固定的止动位置处，并且能随抽取器轴往复运动以便接触堆叠的底部。
真空心轴和垫可具有位于上行程顶部处的高于止动位置的位置，并且在此位置中真空垫接触并抓持底部盘形件。
根据本发明的另一方面，提供了一种从盘形件堆叠的底部抽取单个盘形件的方法，该方法包括：使抽取器轴往复运动以接触盘形件堆叠；保持并且滑动在抽取器轴内的心轴；将真空垫安装在该心轴的上端处；在上行程时，开启真空供给通过真空心轴并且进入真空垫，并且由此抓持堆叠的底部盘形件；在下行程时，向下拉动被抓持的盘形件，并且破坏了底部盘形件和邻近盘形件之间的任何吸引力；切断真空供给并且释放盘形件。
优选地，在该方法中，往复运动步骤包括：使抽取器轴通过引导块提升和下降，以及将固定至轴的板和板上的弹性止动件移动至当止动件接触盘形件堆叠时的上行程端部处的止动位置；保持和滑动步骤包括：将真空心轴保持在板和抽取器轴两者内，该心轴具有位于其下端处的弹簧；并且允许该心轴抵抗弹簧的偏移而向上和向下滑动；开启真空供给的步骤包括：在上行程时，当抽取器轴中的槽经过真空供给端口时，开启真空供给至引导块中的腔室，从而切换真空通过真空心轴的中心且进入真空垫，并且抓持堆叠的底部盘形件；以及切断真空供给的步骤包括：在下行程时，当抽取器轴中的槽经过真空供给口时，切断真空供给。
附图说明
现在参考附图来描述本发明，其中：
图1是根据本发明的装置的示意性侧视截面图，其示出了分离器和抽取器；
图2是分离器环的平面视图；
图3是沿图2中X-X线的侧视截面视图；并且
图4是盘形件分离器和盘形件供送器的总透视图。
具体实施方式
图1示出了在盘形件释放位置中的组件。在图1中，盘形件10堆叠在吸垫或真空杯12之上，该吸垫或真空杯12通过心轴6朝向盘形件偏移。板4通过制成的螺钉固定至抽取器轴15，其将板4锁定就位，保持真空心轴6和弹簧14，并且还包括衬套，这允许心轴抵抗弹簧14而向上和向下滑动。
存在两个抽取器轴15(在图1中仅示出一个)，它们向上并且向下移动，且定位在盘形件的边缘上。抽取器轴15示出为在其行程的底部处，用于释放盘形件10。
通过将抽取器轴定位在靠近盘形件的边缘处，将底部盘形件与剩余的盘形件分离是较容易的。轴由引导块18中的一对衬套19引导，在这些衬套19之间具有腔室。轴在此块之下突起以连接至连杆和杠杆机构。
引导块18中的端口25将真空供给连接至衬套19之间的腔室。当抽取器轴15向上和向下移动打开和关闭真空时，轴中的槽26越过该端口，以释放在行程底部处的盘形件10。
通过真空心轴6的中心的孔允许真空进入吸杯12，因此当轴向上和向下移动时，真空也被开启和切断。带有弹簧2、3的两个止动件5由底部处带螺纹的杆7保持就位。在板4的下侧上的杆上的螺母8允许杆7在高度上被调节。止动件5设定得高于吸杯12，使得在上行程时，当它们碰撞堆叠10的底部时它们止动，同时真空心轴和真空杯继续向上以抓持底部盘形件，并且在下行程时将它从堆叠分离。
在下行程时，真空杯12在两个止动件之间向下拉动盘形件，从而在盘形件中形成小的弯曲部，该弯曲部破坏了底部盘形件与在它之上的盘形件之间的真空。在堆叠的两侧上的空气吹送喷嘴9将空气吹送入该弯曲部中以便有助于加速分离。盘形件的真空开/关位置在图1中以10'虚线示出。当槽26经过端口25下方时，该组件继续向下并且真空被切断，在行程底部处将盘形件释放至起伏式带(flightedbelt)30上。
同样如图1中所示出的，盘形件10在形成给料斗(hopper)的引导杆23之间被堆叠。在盘形件被切割出之后，并且由于它们是从卷材被切割出的，它们形成了多达3mm的自然弯曲部。盘形件可任一边向上地装入给料斗中。由于所有的盘形件均具有弯曲部，底部盘形件的表面位置可变化多达6mm。因此，抽取器组件具有全部安装在弹簧上的活动部件。
组件被定位成抽取以弯曲部朝上装入的盘形件。若堆叠改变为朝下弯曲(下降多达6mm)，弹簧将补偿，允许进一步向下推动止动件和真空心轴，当抽取器向下移动时仍然保持它们在底部盘形件上的设定位置。在真空心轴6的基座处的弹簧14的位置并不是关键的，但它必须是灵活的。
分离器环总体上以17示出，并且当从分离器环中心抽取时，一对传感器检测双盘形件，即未分离的盘形件。在分离器环的底部中有四个切割出的槽，以便形成四个节段20。
当盘形件堆叠时，它们并非全部精确地成一条线，这使得整个堆叠稍微宽于单个盘形件。引导杆必须适应这种情况。分离器环17的顶部部分上的锥度也将盘形件引导至节段上。
如果节段在顶部部分上是平的，由堆叠的重量引起的摩擦力对真空来说太大以至于不能拉动盘形件越过它。为了克服这种摩擦力，节段具有带弧形角(radius)的顶部部分。于是底部盘形件仅在极端边缘处抵抗该弧形角而被保持。当真空杯将该底部盘形件向下拉动时，盘形件绕过弧形角滑动并且绝对不会在抵抗平的表面时而受到限制。
图2和图3给出了分离器“环”17的一个实例的更多细节。在此实例中，四个特征部或“节段”20径向向内地延伸2mm，其示出了141mm的环内直径。此环用来分离盘形件，这些盘形件比分离器的输出直径大大约3mm。大直径特征部23示出了引导杆23的位置，这些引导杆一起形成了给料斗16(见图4)。
当吸垫12向下拉动底部盘形件的中心时，盘形件在材料中形成弯曲部，其中该材料在越过节段时形成四叶苜蓿形状，并且随后通过较小直径的底部孔送出。此变形有助于破坏底部盘形件和邻接盘形件之间的真空，留下邻接盘形件坐落在四个节段上。当然可使用多于一个吸垫，在这种情况下盘形件的形状将根据吸垫的数目和位置以不同的方式变形。
图2的环的X-X截面视图在图3中示出。如所示出的，引导杆23通过大孔定位，并且节段20固定至分离器环。分离器小于盘形件以便支撑堆叠。分离器的中心内的可能最大的孔是为此选择的，为了在防止堆叠直通掉落的同时产生最小的干扰。
图4是盘形件分离器和抽取器的总透视图，其示出了将单独的盘形件释放至其上的起伏式带30。在图中，盘形件堆叠将由卷材制造商供给、预润滑，并且供送至给料斗16或引导杆23之间的区域。盘形件上的润滑是非常薄的非湿润滑剂而非足量的湿润滑剂，该湿润滑剂在盘形件被单独分离之后由一对喷枪施加。即使在500个盘形件/分钟的运行速度的试验台上，全湿润滑剂很难使盘形件快速分离。
用于施加湿润滑剂的喷枪坐落在具有安装在附近的小容积池(未示出)的盘形件处理设备的内侧。在盘形件被单独分离之后，并且在每一个盘形件进入深拉压力机或其他后续工序之前，喷枪将层施加至每一个盘形件的两侧。由盘形件供送器中的喷枪施加的这种润滑是湿润滑剂。该湿润滑剂仅当需要时通过该工序施加，并且不需要任何干燥时间。
图4的总视图示出了在抽取器和真空垫位置12内横向地运行的具有间隔的栏形部(flight)32的一对带30中的一个。在起伏式带上的单独的盘形件能够直接供送至例如如所期望的深拉机或封闭式压力机(closurepress)。本发明的盘形件分离和抽取器避免了双次或多次供送，这在现有技术中已知的盘形件供送中经常发生。
上文仅通过实例的方式对本发明进行了描述，并且在没有脱离如由权利要求限定的发明范围的情况下，可对分离器并且尤其是对将单独盘形件供送至其的设备做出改变。
Claims (11)
1.一种用于分离由预润滑的金属制成的盘形件的组件，所述组件包括：
分离器环，其具有适于支撑预润滑的盘形件堆叠并且适于将单个盘形件从所述堆叠的底部分离的内表面轮廓，以及
抽取器，用于从所述分离器环抽取所述单个盘形件，
其中，所述分离器环的所述内表面轮廓包括一个或多个向内突起的特征部，所述特征部限定小于盘形件直径的开口，并且
所述抽取器包括“真空”垫，使得在使用中当真空施加至垫时，所述抽取器通过所述开口拉动所述盘形件在所述盘形件中形成弯曲部，破坏了所述堆叠中的盘形件和邻近盘形件之间的任何吸引力。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述向内突起的特征部包括两个或更多等间隔的节段。
3.根据权利要求2所述的组件，其中所述节段定位在垂直于所述分离器环的纵轴的同一平面内。
4.根据权利要求1所述的组件，其中所述向内突起的特征部或多个特征部包括带有螺旋形轮廓的单个节段，或布置成间隔螺纹的多个节段。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的组件，其中所述抽取器是能旋转的以协助所述盘形件从所述节段释放。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其中所述抽取器包括：
引导块，其具有腔室和用于将真空供给至所述腔室的端口；
具有槽的抽取器轴，并且其能往复运动通过所述腔室；
其中，所述抽取器轴中的所述槽和所述引导块中的所述端口形成了开关，从而使得在使用中当所述抽取器轴中的所述槽越过所述端口时，真空被打开或关闭。
7.根据权利要求6所述的组件，其中所述抽取器轴还包括固定至所述抽取器轴的板，其中所述板保持真空心轴，所述真空心轴具有位于一端处的弹簧、用于供给真空的中心孔和位于另一端处的所述真空垫，并且其中在使用中所述板用作衬套，并且允许所述真空心轴抵抗所述弹簧而移动以抽取所述盘形件。
8.根据权利要求7所述的组件，还包括杆，其安装在所述板上并且支撑被安装在弹簧上的止动件，所述止动件被设定在相对于所述抽取器轴固定的止动位置处，并且能随所述抽取器轴往复运动以接触所述堆叠的底部。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述真空心轴和真空垫具有位于上行程的顶部的高于所述止动位置的位置，并且其中所述真空垫接触并抓持底部盘形件。
10.一种从预润滑的盘形件堆叠的底部抽取单个盘形件的方法，所述方法包括：
使抽取器轴往复运动以接触所述盘形件堆叠；
保持并且滑动在所述抽取器轴内的心轴；
将真空垫安装在所述心轴的上端处；
在上行程时，开启真空供给通过真空心轴并进入所述真空垫，并且由此抓持所述堆叠的底部盘形件；
在下行程时，向下拉动被抓持的盘形件，并且
通过在所述底部盘形件中形成弯曲部来破坏所述底部盘形件和邻近盘形件之间的任何吸引力；
切断真空供给并且释放所述底部盘形件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中：
往复运动步骤包括：使所述抽取器轴通过引导块提升和下降，以及将固定至所述抽取器轴的板和在所述板上的弹性止动件移动至当所述弹性止动件接触所述盘形件堆叠时的所述上行程的端部处的止动位置；
保持和滑动步骤包括：将真空心轴保持在所述板和所述抽取器轴两者内，所述真空心轴具有位于其下端处的弹簧；并且允许所述真空心轴抵抗所述弹簧的偏移而向上和向下滑动；
开启真空供给的步骤包括：在所述上行程时，当所述抽取器轴中的槽经过真空供给端口时，开启真空供给至所述引导块中的腔室，从而切换真空通过所述真空心轴的中心且进入所述真空垫，并且抓持所述堆叠的所述底部盘形件；以及
切断真空供给的步骤包括：在所述下行程时，当所述抽取器轴中的所述槽经过所述真空供给端口时，切断真空供给。
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