CN103708219A

CN103708219A - 用于容器的夹取器

Info

Publication number: CN103708219A
Application number: CN201310463950.3A
Authority: CN
Inventors: 布鲁诺·兰德勒; 马库斯·舍恩菲尔德
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: EP2716593A1; SI2716593T1; DE102012218204A1; EP2716593B1; CN103708219B

Abstract

本发明涉及一种用于容器的夹取器，尤其是用于瓶的夹取器，其包括两个夹臂以及连接夹臂的接片。根据本发明，夹臂和接片由纤维复合材料构成，该纤维复合材料在接片中的纤维密度小于在夹臂中的纤维密度。由此，可以实现具有容易清洁的表面和足够的径向和竖直的负载能力的无关节的夹取器。

Description

用于容器的夹取器

技术领域

本发明涉及一种用于容器、尤其是瓶的夹取器。

背景技术

用于容器传输系统的夹取器可以包括公知的储能器，例如弹性体弹簧、涡卷弹簧、螺旋压力弹簧或永磁体，参见例如DE102005041929A1，以便在两个夹臂之间产生抓取力。于是夹取器要么可以不加控制地通过将各要保持的容器压入而打开，要么可以借助于设置在夹臂上的控制凸部或类似物来控制。例如由DE102005041929A1清楚说明的那样，这种类型的夹取器包括比较复杂的关节件、啮合部以及多臂式夹装置。但是，由大量单个组件构成的夹取器在制造上是昂贵的。此外，例如在填充站中，只有通过比较昂贵的清洁和/或消毒才能遵守卫生要求。

DE102005002715A1描述了一种带有可弹性地摆动开的抓取臂的无关节的抓取器。在此，抓取力必须通过弹性变形的抓取臂来施加。基于这种变形，抓取器通常仅适用于特定的被抓取直径。此外，挠性的抓取臂仅受限地适用于为了可靠地抓取容器所要求的径向负载和/或例如在填充容器时产生的竖直负载。

发明内容

因此存在对于结构简单并易于清洁的夹取器的需求，该夹取器能以在操作和填充容器时常见的径向负载以及竖直负载来加载。此外值得期待的是适用于不同的被抓取直径的夹取器。

所提出的任务通过根据权利要求1的夹取器来解决。

相应地，这种夹取器包括两个夹臂以及连接夹臂的接片。根据本发明，夹臂和接片由纤维复合材料构成，该纤维复合材料在接片中的纤维密度小于在夹臂中的纤维密度。根据本发明的纤维复合材料包括至少一个材料基体（例如塑料基材），加强的纤维（例如所谓的长纤维）嵌入到该材料基体中。此外，根据本发明的纤维复合材料可以含有添加物，例如用于提高耐磨损性等。因为在接片中的纤维密度小于在夹臂中的纤维密度，所以可以在接片中提供带有比较小的刚性的区域。纤维密度例如可以理解为，在夹取器的特定区域中的纤维的体积份额，或者纤维的横截面份额。

接片的弹性可以实现无关节地打开和闭合夹臂。接片尤其可以构造成使夹臂在打开和闭合夹取器时是基本上刚性的，并且相应于绕共同的摆动轴线或者两个单独的彼此平行的摆动轴线的摆动运动而运动。

纤维复合材料优选包括弹性的基材，在其中嵌入相对基材更硬的纤维，其中，尤其是基材和纤维的弹性模量至少以因数10相互区别。术语“弹性”在这里可以理解为，在用于打开和关闭而出现的力的情况下给出了基材的起作用的、弹性的可变形性。纤维使基材强化。在此根据各抓取器区段的纤维密度和负载，所嵌入的纤维也弹性地变形。

纤维复合材料的基材例如可以包括环氧树脂基体。纤维可以例如是CFK长纤维。借助于弹性基材，即使在夹臂之间没有关节连接件的情况下也可以实现夹取器在反复地打开和关闭时的高耐用性。此外可以避免倒钩死角（Hinterschneidung）和关节裂缝。这使得对根据本发明的夹取器的清洁和消毒变容易。

接片优选包括无纤维的区域。由此，由于替代了关节件，可以最优地利用基材的弹性。因此，夹臂可以特别刚性地构造。

优选地，夹臂和接片一体式制成。这使所需的倒钩死角、连接部位的数量以及进而比较难于清洁的裂缝的数量最小化。但是原则上，材料锁合的（stoffschlüssig）连接，例如塑料焊缝或类似连接也是适合的。

优选地，夹臂可以在接片弹性变形，尤其是延展的情况下能反弹地相互压开。因此借助于接片的弹性变形，可以用简单的方式产生用来保持容器，尤其是瓶的复位力。尤其地，额外的借助于预张紧的弹簧或永磁体的蓄能器是可有可无的。

优选地，在夹臂中的纤维基本上在夹臂的纵向方向上延伸。纤维的这种基本上轴向的取向可以使夹臂不仅在抓取方向上（之后还称为径向方向上），而且也在与该抓取方向垂直的平面上被加强。后者在夹取器的常见的水平的取向的情况下，在抓取瓶或者类似物时用于承载竖直负载。因此，不仅可以实现适当的抓取力，而且也可以实现所要求的相对竖直负载的耐抗性。这种类型的竖直负载例如可以在正常运行时，通过将填充阀按压到以根据本发明的方式抓取的容器口上而产生。此外值得期待的是，为了安全起见也可以支撑错误加载时的较高的竖直负载。

优选地，夹臂构造为用于在基本上水平的抓取面中进行抓取，尤其用于抓取容器的颈部区域。于是根据本发明的夹取器特别适用于例如在填充容器时以所谓的颈部操作来操作容器。容器例如为瓶，尤其是由塑料制成的瓶。

优选地，在夹臂上各构造出两个在抓取方向上凸出的靠置凸部，使得容器可以借助于在周围分布的四点接触保持在靠置凸部上。这可以实现容器主轴线关于容器的构造在夹臂之间的规定保持位置的特别精准的校正。四点接触可以理解为，两个夹臂总共在四个沿着被抓取的周围分布的点上在基本轴向的方向上作用在容器上。这尤其如下这样进行，即，每个靠置凸部作用到被抓取的容器横截面的单独的象限中。这可以实现对容器特别稳定的保持。

优选地，靠置凸部在抓取方向上如下这样远地凸出超过夹臂的内侧，即，使得通过靠置凸部，被抓取直径以至少15%，尤其以至少25%相区别的不同的容器均能借助于在周围分布的四点接触来保持。因此借助于四点接触，可以用简单的方式实现用于不同的被抓取直径的夹取器。尤其地，虽然被抓取直径不同，但是在根据本发明的夹取器中仍然确保了对容器的稳定保持。

优选地，夹臂在靠置凸部的之间的区域中分别基本上刚性地构造。由此，不同的被抓取直径可以特别精准地关于预定的规定位置保持在夹取器内部。换句话说，在很大程度上避免了夹臂在打开和抓取时发生变形。那么在各种情况下，确保了在容器外壁与夹臂在靠置凸部之间的区域中的内侧之间的足够的间距。

优选地，靠置凸部在周围沿着夹臂的内侧分布，从而使得不同容器的被抓取的横截面在抓取夹内部关于共同的参考位置对中。共同的参考位置例如为容器主轴线的规定位置。参考位置例如关于夹取器的紧固点限定在传输机构或类似物上。由此，具有不同的被抓取直径的容器无需改变抓取位置，也就是说在同样的机械位置中，对中地定位在填充阀或类似物下。那么根据本发明的夹取器可以特别灵活且可靠地用于不同的容器。

优选地，靠置凸部在抓取方向上凸地弯曲。这简化了对不同的被抓取直径的对中保持。沿着靠置凸部的整个凸地弯曲的靠置面确保了精准的四点支承。

优选地，抓取夹通过纤维来加强，从而使它能经受得住作用到夹臂上的至少120N的竖直负载。这可以实现填充机中的夹取器的持续运行。

优选地，纤维复合材料，尤其是基于耐久的合成树脂的纤维复合材料是相对H₂O₂稳定的。这可以实现根据本发明的夹取器在卫生方面要求特别苛刻的机组区域，例如填充站中的使用。尤其在与一体式实施的夹臂和接片的共同作用下可以提供可特别简单且彻底地清洁的夹取器。

优选地，接片弹性地构造，从而使得在抓取夹在至少750N的张开力下以10mm张开时，接片中的材料应力不会超过100MPa。这在持续运行中的高耐用性的同时可以实现对瓶颈或类似物的安全抓取。

附图说明

在附图中示出了优选的实施方式。在附图中：

图1示出根据本发明的带有示意性示出的强化纤维的夹取器的第一实施方式的倾斜视图；以及

图2在抓取不同的容器直径的情况下示出根据本发明的夹取器的第二实施方式。

具体实施方式

如在图1中可以辨识出的那样，根据本发明的夹取器1的第一优选实施方式包括两个夹臂2、3，它们在中部通过接片4彼此连接。夹臂2、3和接片4分别由包括基材6的纤维复合材料5构成，在该基材中为使基材强化而嵌入加强的纤维7。纤维7的分布示意性地通过线和点示意出，其中，点代表了各纤维横截面。

在夹臂2、3的与待抓取的容器相邻的内侧上示意出四个靠置凸部8至11的位置。这些靠置凸部充当作用于待抓取的容器，例如饮料瓶的颈部区域或者侧壁区域的靠置点。靠置凸部8至11（它们的功能尤其由图2清楚可见）优选构造为各夹臂2、3的整合的组成部分。此外，夹臂2、3还包括后部的紧固区段12、13，以便将夹取器支承在未示出的传输机构、容器台或类似物上。为了这个目的，在紧固区域12、13中可以设置例如装配孔12a、13a。

接片4优选包括无纤维的区域4a。接片4同样可以包括至少一个如下区域，在该区域中纤维7的密度至少小于夹臂2、3中的密度。纤维7在接片4中的密度尤其小于夹臂2、3的分别位于靠置凸部8、9或10、11之间的中部区段2a、3a的密度。因此，在接片4的区域中构造出比较有弹性的区域，而夹臂2、3以及尤其是位于各靠置凸部8、9和10、11之间的中部区域2a、3a比较刚性地构成。对此可以理解为，在将夹臂2、3相互压开的力K的作用下，基本上只有接片4弹性地变形，尤其是延展。因此，在夹取器1打开时，尤其是夹臂2、3的中部区域2a、3a不变形或者仅稍微变形。

如由图1此外还可以辨识出的那样，在夹臂2、3中的纤维7基本上在夹臂2、3的纵向方向L上延伸，也就是说关于夹臂的横截面基本上轴向延伸。这尤其适用于夹臂2、3的中部区域2a、3a。由此，一方面确保了夹臂2、3逆着抓取方向G的，也就是说在打开和抓取时的足够的刚性。另一方面，实现了相对垂直于夹臂作用的在图1中示意性地作为竖直负载V示出的负载的足够的刚性。这种类型的竖直负载V例如可以由（未示出的）填充阀引起，该填充阀压向保持在夹取器1中的容器。

由图1此外还可以辨识出，纤维7例如可以在夹臂2、3的前部的端部区段2b、3b和/或在紧固区域12、13中基本上竖直地取向。与此相对，纤维7尤其是在靠置凸部8、9和10、11之间的中部区域2a、3a中基本上水平地取向。由此，材料应力在夹臂2、3中的分布可以针对所谓的径向负载（也就是说在打开和抓取时）并且关于夹臂2、3上的竖直负载V进行优化。

针对根据本发明的夹取器21的第二实施方式，在图2中示意性地示出了根据本发明对尤其是具有不同的待抓取直径18a、19a的容器18、19的抓取。这个夹取器同样包括夹臂22、23，它们借助于弹性的接片24彼此连接。接片24的弹性以及夹臂22、23的与之相对的刚性的构造以类似于第一实施方式1的方式，通过纤维7在基材6中不同密度的分布来实现。为了清楚起见，在图2中并没有示出纤维分布。但是接片24的弹性借助横向延伸的辅助线示意出，该接片在图2的示例中通过打开夹取器而延展。

图2此外还阐明，容器18、19关于共同的参考位置25对中地保持在夹取器21中。这基本上可以如下这样来实现，即，夹臂22、23在靠置凸部28、29和30、31的之间的中部区域22a、33a中基本上刚性地构造，从而使得夹臂22、23在打开夹臂22、23时不会变形。此外，在中部区域22a、33a中，在夹臂22、23与容器18、19的侧壁之间分别构造出气隙，从而使得容器18、19仅保持在靠置凸部28至31的区域中。因此，在各种情况下都确保了沿着容器周围的四点靠置。在这种情况下，其中一个夹臂22的靠置凸部28、29之间的间距和另一个夹臂23的靠置凸部30、31之间的间距可以与待抓取的容器直径18a、19的范围相匹配。此外，靠置凸部28至31围绕待抓取的横截面的周围分布，从而使得每个靠置凸部28至31在容器横截面的不同的子象限I至IV中保持容器。

优选地，在靠置凸部28至31上分别构造出在指向待抓取的容器18、19的方向上凸地弯曲的靠置面28a至31a。这使得在靠置凸部28至31上不依赖于各自要保持的容器直径18a、19a的基本上相切的四点靠置变得容易。

例如通过实施方式1、21可以抓取以至少15%，尤其是至少25%相互区别的容器直径。由此可以确保在瓶的颈部区域中常见的直径都可以通过最多两个不同大小的根据本发明的夹取器1、21覆盖。例如可以想到的是，第一夹取器针对24mm至38mm的直径范围，而第二夹取器针对38mm至44mm的直径范围。根据本发明的夹取器尤其在填充机上可以将容器口对中地保持在填充阀下，并且可以将容器口在填充阀的常见的按压力为例如120N的情况下在竖直方向上稳定地定位。

基于夹臂2、3、22、23借助于挠性的接片4、24的无关节的连接，根据本发明的夹取器1、21可以特别彻底且简单地进行清洁。此外，基材6可以是相对常见的清洁介质和消毒剂稳定的。

纤维7，例如本身公知的CFK长纤维或类似物可以用公知的方式嵌入在基材6，例如环氧树脂基体中。在此，根据夹臂2、3、22、23的区域中的纤维密度和纤维取向，针对个别出现的误用负载可以实现直至800N的竖直负载。与此相对，在容器填充时出现的120N的竖直负载被看作在持续运行中的标准使用负载。

对于纤维复合材料5的基材6，除了所提到的环氧材料之外也可以考虑热塑性和/或热固性的塑料。根据本发明的纤维复合材料5制造例如可以用压制方法、发泡方法、挤压方法、注塑方法和/或树脂传递模塑成型的方法来实现。

根据本发明的夹取器1、21既可以作为被动式抓取器，也就是说不加控制地使用，也可以作为主动式抓取器，也就是说加以控制地使用。在用作被动式抓取器时，夹臂2、3、22、23可以分别牢固地装配在容器台上。例如在图1的示例中，紧固区域12、13通过拧紧牢固地紧固在装配盘或类似物上。

在主动控制的运行方式的情况下，紧固区域12、13中的至少一个可以绕竖直轴线摆动地支承。于是例如借助于曲线控制可以主动驱控以打开夹取器1、21。

在两种情况下，在四点靠置部上对于卫生和所出现的径向以及竖直的负载很重要的抓取区域无关节地保持并且带有容易清洁的表面。在此特别有利的是，夹臂2、3、22、23以及弹性接片4、24的一体式实施。这可以实现特别容易清洁的表面以及相对竖直和径向的负载的高耐抗性。

Claims

1.一种用于容器（18、19），尤其是瓶的夹取器（1、21），所述夹取器包括两个夹臂（2、3、22、23）以及连接所述夹臂的接片（4、24），其中，所述夹臂以及所述接片由纤维复合材料（5）构成，所述纤维复合材料在所述接片中的纤维密度小于在所述夹臂中的纤维密度。

2.根据权利要求1所述的夹取器，其中，所述纤维复合材料（5）包括弹性的基材（6），在所述基材中嵌入相对所述基材更硬的纤维（7），其中，所述基材和所述纤维的弹性模量尤其至少以因数10相区别。

3.根据权利要求1或2所述的夹取器，其中，所述接片（4）包括无纤维的区域（4a）。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述夹臂（2、3、22、23）和所述接片（4、24）一体式制成。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述夹臂（2、3、22、23）能在所述接片（4、24）弹性变形，尤其是延展的情况下能反弹地相互压开。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，在所述夹臂（2、3）中的纤维（7）基本上在所述夹臂的纵向方向（L）上延伸。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述夹臂（2、3、22、23）为了抓取而构造在基本水平的抓取面中，尤其用于抓取所述容器（18、19）的颈部区域。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，在所述夹臂（2、3、22、23）上各构造出两个在抓取方向（G）上凸起的靠置凸部（8-11、28-31），使得容器（18、19）能借助于在周围分布的四点接触来保持。

9.根据权利要求8所述的夹取器，其中，所述靠置凸部（8-11、28-31）在抓取方向（G）上如下这么远地凸出超过所述夹臂（2、3、22、23）的内侧，即，使得通过所述靠置凸部，被抓取直径（18a、19a）以至少15%，尤其是以至少25%相区别的不同的容器（18、19）均能借助于在周围的四点接触来保持。

10.根据权利要求8或9所述的夹取器，其中，所述夹臂（2、3、22、23）在所述靠置凸部（8-11、28-31）之间的区域（2a、3a、22a、23a）中分别基本上刚性地构造。

11.根据权利要求8至10中至少一项所述的夹取器，其中，所述靠置凸部（8-11、28-31）在周围沿着所述夹臂（2、3、22、23）的内侧分布，使得不同容器（18、19）的被抓取的横截面在所述抓取夹（1、21）内部关于共同的参考位置（25）对中。

12.根据权利要求8至11中至少一项所述的夹取器，其中，所述靠置凸部（8-11、28-31）在抓取方向（G）上凸地弯曲。

13.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述抓取夹（1、21）通过所述纤维（7）来加强，使得所述抓取夹经受得住作用在所述夹臂（2、3、22、23）上的至少120N的竖直负载（V）。

14.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述纤维复合材料（5）是对于H₂O₂稳定的。

15.根据前述权利要求中至少一项所述的夹取器，其中，所述接片（4、24）弹性地构造，使得在所述抓取夹（1、21）在至少750N的张开力下以10mm张开的情况下，所述接片（4、24）中的材料应力不超过100MPa。