CN107949444A - 平滑辊组件 - Google Patents

Abstract

用于物品(200b)成形的转塔头组件(300)包括至少一个平滑辊(302)。至少一个平滑辊(302)中的每个可旋转地安装在相应的至少一个辊支承构件(304)上。转塔头组件(300)还包括上环构件(306a)和下环构件(306b)。上环构件(306a)和下环构件(306b)包括位于其中心的相应孔口。至少一个辊支承构件(304)在上环构件(306a)与下环构件(306b)之间延伸。转塔头组件(300)还包括限定转塔头轴线的转塔头组件支承构件(310)。转塔头组件构件(310)延伸穿过上环构件和下环构件中的相应孔口。

Description

平滑辊组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月8日提交的第62/215,452号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于平滑容器表面的装置和方法。具体地，本发明涉及配置为通过邻近容器的连续旋转而使得例如容器的颈部变平滑的平滑辊。

背景技术

在工业领域中，大量生产用于各种软饮料和/或啤酒的饮料容器，并且这些饮料容器相对经济地生产为大致相同的形状。饮料制造商越来越希望销售相对于经济型容器具有独特结构的产品来帮助其产品从他们的竞争对手中区分出来。

常规的饮料容器通常通过由铝或铝合金片、表面处理的钢及其组合等制成的预成型的、大致为圆柱形的金属物品/容器形成。预成型物品通常经受多次扩张或缩小迭代来得到期望的形状。例如，可对预成形物品的开口端执行多次直径缩小以形成诸如具有瓶状容器结构的容器的细颈部。由于用以形成容器的金属的相关限制，仅能递增地或在递增的“阶段”中执行直径的缩小。缩小的每个阶段通常会在物品的颈上产生波浪状的“痕迹(witnessmark)”。由于这些痕迹通常可见于已完成的产品而使得颈部不具备合乎美感且光滑的表面，因而这些痕迹是不期望的。

本文所公开实施方式的目的在于能够生产具有平滑锥状的、美学上令人满意的成型物品，该物品中的痕迹对最终用户基本上非常少见或大致不可见。这些实施方式提供了用于平滑成型物品上的痕迹的新系统和方法。

发明内容

根据本文所公开的各方面，用于物品成形的转塔头组件包括至少一个平滑辊，至少一个平滑辊中的每个可旋转地安装在相应的至少一个辊支承构件上。转塔头组件还包括上环构件和下环构件，上环构件和下环构件包括位于其中心处的相应孔口，至少一个辊支承构件在上环构件与下环构件之间延伸。转塔头组件还包括限定转塔头轴线的转塔头组件支承构件，转塔头组件构件延伸穿过上环构件和下环构件中的相应孔口。

根据本文公开的另外方面，成形带颈物品的方法包括使转塔头组件与其上具有痕迹的带颈物品接合，转塔头组件包括上环构件、下环构件以及在上环构件与下环构件之间延伸的至少一个辊支承构件，至少一个辊支承构件中的每个均具有可旋转地安装在其上的至少一个平滑辊，至少一个平滑辊具有平滑部，平滑部具有与带颈物品的带颈部分的期望形状互补的形状。该方法还包括使转塔头组件绕转塔头轴线旋转，使得至少一个平滑辊绕相应的至少一个辊支承构件自由地旋转。该方法还包括使至少一个平滑辊的平滑部与带颈物品的带颈部分的至少一部分接合，从而使带颈物品上的痕迹变平滑。

在审阅下文的附图、具体描述及权利要求之后，将与本发明本身一起更全面地理解本发明的这些及其它性能。

附图说明

图1示出了根据一个实施方式的用于成形物品的机械加工线。

图2A示出了根据一个实施方式的预成形物品。

图2B示出了由图2A的预成形物品形成的带颈物品，该带颈物品包括在颈部成形操作期间由直径的缩减迭代而产生的可见的痕迹。

图2C示出了根据本公开的各方面的、在已将痕迹变平滑之后的图2B的带颈物品。

图3示出了根据本公开的各方面的包括平滑辊的转塔头组件。

图4示出了图3的转塔头组件的剖视图。

图5示出了根据本公开的另外方面的平滑辊配置的剖视图。

图6示出了根据本公开的另外方面的平滑辊配置的剖视图。

图7示出了根据本公开的另外方面的平滑辊配置的剖视图。

尽管本发明容许进行各种修改和替代形式，然而已在附图中通过示例的方式示出了具体的实施方式，且将在本文对其进行详细描述。然而，应理解的是，本发明并非旨在受限于所公开的具体形式。相反地，本发明将覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物与替代物。

具体实施方式

虽然本发明容许有许多不同形式的实施方式，但在附图中示出了本发明的优选实施方式并将在本文对其进行详细描述，同时应理解的是，本公开将认为是本发明原理的范例，并非旨在将本发明的广泛方面限定于示出的实施方式。为了当前详细描述的目的，单数包括复数，反之亦然(除非明确否定)；词语“以及(and)”和“或者(or)”应既是连接词又是反意连接词；词语“所有(all)”意为“任何以及所有”；词语“任何(any)”意为“任何以及所有”；以及词语“包括(including)”意为“无限制地包括”。此外，除非上下文明确指定为其他，否则单数术语“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。

现有的容器扩展和缩减过程及装置受到很多重大限制。具体地，例如，用以在直径上扩展或缩减容器的过程和工具可能产生不均匀的表面，该不均匀的表面可包括隆起部、波浪、痕迹等。由于例如这样的不均匀表面不如平滑表面一样美观，因而并不是所期望的。

根据本公开的各方面，描述了用于改善物品(例如，容器)直径的扩展和缩减过程的装置及方法。尽管本文所描述的实施方式相对于直径的缩减过程进行讨论，但可设想的是，平滑辊及其使用方法也可与物品扩展过程或产生不均匀的(例如，不平滑的)容器表面的任何其它过程结合起来应用。

本文所描述的物品可以是罐(can)、任何合适的食物或饮料容器(container)、坛(jar)、瓶(bottle)或任何其它合适的物品。该物品具有与封闭端相对的开口端以及桥接开口端与封闭端的侧壁。可替代地，该物品可在两端处均开口。可在扩展或缩减过程之后将顶、盖或其它闭合件添加到该物品上。

仅用于示例性目的，本说明书下面将对在容器上使用的缩减装置和方法进行描述。应理解的是，本文所描述的方法和装置可与任何合适的物品一起使用。

现参照图1，示出了一种用于物品成形的示例性机械加工线102。机械加工线102包括多个模块103。每个模块103配置为在将物品传递至下游之前对已接收的物品10执行至少一个工作步骤。模块103通常包括配置为在物品上执行工作操作的一个或多个成形转塔。一个或多个成形转塔通常包括至少一个成形星形轮(例如，成形转塔21)，其中，该至少一个成形星形轮具有多个袋状部以及配置为在相应袋状部内的物品上执行工作操作的工具。

模块103通常还包括在其上具有多个袋状部的至少一个传送星形轮(如，传送星形轮20)。袋状部配置为从上游星形轮接收物品并将物品输送至下游星形轮。可选地，可使用再循环系统。在PCT/US2015/018119中描述了示例循环系统，其全部内容通过引用整体并入本文。

现参照图2A，示出了预成形物品200a。预成形物品200a包括具有开口端202的大致圆柱形的主体201a。在预成形物品200a传递至下游时，对开口端202执行工作操作。

图2B示出了包括从大致圆柱形的主体201b延伸的渐细颈部204的带颈物品200b。根据示出的实施方式，颈部204具有倒圆部204a和锥形部204b。在缩颈过程期间，预成形物品200a的开口端202(参见图2A)分阶段地在直径上缩减以形成颈部204。缩颈过程分阶段执行有助于防止带颈物品200b变畸形或受到破坏。对于每一次直径缩减，工具与颈部204在缩颈过程的每一阶段期间的接合均会产生至少一个可见的痕迹206。相应地，倒圆部204a与锥形部204b中的每个可包括多个痕迹206。

现参照图2C，示出了平滑的带颈物品200c。平滑的带颈物品200c是通过对图2B的带颈物品200b的痕迹206进行平滑而产生的。该平滑使得带颈部分208的倒圆部208a和/或锥形部208b的痕迹206减少或消除，从而使得痕迹206在平滑的带颈物品200c中基本上非常少见或大致不可见。

图3示出了根据本公开各方面的转塔头组件300的示例。转塔头组件300包括独立旋转的平滑辊302、辊支承构件304(参见图4)、上环构件306a、下环构件306b、环间隔构件308以及转塔头组件支承构件310。平滑辊302中的每个均可旋转地安装在相应的辊支承构件304上。平滑辊302绕由辊支承构件304限定的辊轴线自由地旋转。转塔头组件300可包括任何合适数量的平滑辊302。在一个实施方式中，转塔头组件300包括三个平滑辊302。在另一个实施方式中，转塔头组件300包括五个平滑辊302。

图4示出了图3的转塔头组件的剖视图。上环构件306a与下环构件306b包括位于其中心的、由转塔头组件支承构件310延伸穿过的相应孔口307。如图4所示，辊支承构件304在上环构件306a与下环构件306b之间延伸。可使用任何适当的方法将辊支承构件304安装在环构件306a、306b上。例如，辊支承构件304的每一端可配置为由上环构件306a与下环构件306b中的凹处接收。此外或可替代地，紧固件305可用来将辊支承构件304固定到上环构件306a与下环构件306b上。紧固件305可延伸穿过上环构件306a与下环构件306b中的孔口，以与辊支承构件304的相应端接合。此外或可替代地，辊支承构件304的端部或上环构件306a与下环构件306b中的相应凹处可以是带螺纹的，以使得辊支承构件304与上环构件306a和下环构件306b螺纹接合。

环间隔构件308在上环构件306a与下环构件306b之间延伸。环间隔构件308配置为将上环构件306a布置并维持为与下环构件306b相距预设的距离。可使用各种方法将环间隔构件308安装至上环构件306a与下环构件306b，诸如，例如以上相对于辊支承构件304所讨论的方法。

转塔头组件支承构件310配置为在成形转塔(例如，图1的成形转塔21)上支承转塔头组件300。转塔头组件300配置为绕由转塔头组件支承构件310限定的转塔头轴线旋转。在一些实施方式中，转塔头组件300以大于约200RPM的速度进行旋转。在一些实施方式中，转塔头组件300可旋转地安装在转塔头组件支承构件310上，使得转塔头组件300独立于转塔头组件支承构件310的旋转绕转塔头轴线来旋转。在一些实施方式中，转塔头组件300不可旋转地安装在转塔头组件支承构件310上，使得转塔头组件300随转塔头组件支承构件310的旋转绕转塔头轴线来旋转。

如示出的实施方式中所示，辊支承构件304的轴可以相对于转塔头组件支承构件310和转塔头轴线成一定角度地进行布置。有利地，可利用辊支承构件304的非平行角度(诸如在图3和图4中示出的角度)通过减小平滑辊302所需的空隙来减小转塔头组件300的整体直径。

可选地，转塔头组件300还可包括可移除的保护盖(未示出)，该保护盖大致布置为围绕上环构件306a与下环构件306b的外围并在二者之间延伸，以使得保护盖与上环构件306a及下环构件306b限定了在其中具有平滑辊302的腔体。有利地，保护盖通常可通过抑制碎片或其它障碍物进入转塔头组件300来提高安全性和/或减少机器的维护。

如图4所示，转塔头组件支承构件310配置为延伸至带颈物品200b的颈部204中。有利地，转塔头组件300可包括工具，以同时在带颈物品200b上执行诸如修剪、折边、卷曲、车螺纹等操作。在一些实施方式中，将工具附接至转塔头组件支承构件310上。在一些实施方式中，工具与转塔头组件支承构件308一体地形成。

在示出的实施方式中，将环间隔构件308接纳在上环构件306a和下环构件306b的相应凹处中。环间隔构件308的端部与上环构件306a及下环构件306b的接合决定上环构件306a与下环构件306b之间的间距。使用紧固件312将环支承构件308固定在上环构件306a和下环构件306b上。紧固件312延伸穿过上环构件306a与下环构件306b中的通道并与环间隔构件308的螺纹孔接合。

平滑辊302可旋转地安装在辊支承构件304上。可使用诸如滚珠轴承、锥形轴承、滚珠轴承、衬套等任何适当的可旋转安装件。在示出的示例中，使用轴承314将平滑辊302可旋转地安装在辊支承构件304上，其中，轴承314沿着辊支承构件304的轴315进行设置。

辊支承构件304包括位于辊支承构件304的上端处的扩大部316。扩大部316配置为与上轴承314接合以抑制轴承314向上运动。扩大部316被接纳在上环构件306a的相应凹处中。

可移除轴环318绕辊支承构件304的轴315与扩张部316相对布置。轴环318配置为与下轴承314接合以抑制轴承314向下运动。轴环318被接纳在下环构件306b的相应凹处中。可设想的是，扩大部316可用第二轴环318替换。

紧固件305将辊支承构件304固定到下环构件306b上。紧固件305延伸穿过辊支承构件304中的通道。

平滑辊302包括孔320和成型部322。孔320包括布置在平滑辊302每个端部处配置为将轴承314接纳在其中的开口324。开口324配置为与轴承314接合并配置为抑制轴承314向内运动(即，抑制上轴承314向下移动并抑制下轴承314向上移动)。

平滑辊302的成型部322配置为与物品的带颈部分204的至少一部分(诸如倒圆部204a或锥形部204b(参见图2B))接合。在图3和图4示出的实施方式中，成型部322配置为仅与倒圆部204a接合并使倒圆部204a上的痕迹306变平滑。成型部322包括平滑部322a与薄缘部322b。平滑部322a具有与正被平滑的颈部204的所需形状互补的形状。例如，所示实施方式的平滑部322a是倒圆状，使得平滑部322a与物品倒圆部204a的接合将材料从痕迹206的凸起“峰部”移动至痕迹206之间的“谷部”。这使得沿平滑辊302的平滑部322a生成物品大致平滑的表面。薄缘部322b配置为抑制由平滑辊302形成额外的痕迹。薄缘部322b大致以逐渐自然的方式从物品的期望形状消退，以使得发生位移的材料平滑地并入与接合部分相邻的物品形状中。

现在将以示例性操作循环的方式对根据本发明各方面使用转塔头组件300成形平滑的带颈物品200c进行描述。将转塔头组件300并入机械加工线100中的一个机器中。在其上具有痕迹206的带颈物品200b由转塔星形轮的袋状部接收。转塔星形轮绕转塔星形轮轴线连续旋转的同时，转塔头组件300与带颈物品200b接合以产生平滑的带颈物品200c。在一些实施方式中，带颈物品200b是固定的，并且转塔头组件300沿着转塔头轴线轴向地前进，以使用例如凸轮从动件布置来与颈缩物品200b接合。在一些实施方式中，转塔头组件300是轴向固定的，并且颈缩物品200b沿着转塔头轴线轴向地前进，以使用例如凸轮从动件布置来与转塔头组件300接合。在一些实施方式中，带颈物品200b与转塔头组件300二者均沿着转塔头轴线轴向地前进，以使带颈物品200b与平滑辊302接合。

在接合期间，转塔头组件300绕转塔头轴线旋转。转塔头组件300的这种旋转运动使得平滑辊302绕其相应的辊支承构件304自由旋转。在转塔头组件300旋转期间，平滑辊302的平滑部322a与痕迹206接合，以通过将材料从痕迹206的峰部移开来使带颈物品200b变平滑。在一些实施方式中，转塔头组件300通过单独的电机绕转塔头轴线旋转。在一些实施方式中转塔头组件300位于行星齿轮配置中，以使得以成形转塔的旋转来驱动安装在其上的转塔头组件300的旋转。在一些实施方式中，转塔头组件300在转塔头组件300和/或带颈物品200b轴向运动期间连续地旋转。有利地，这种连续旋转可引起痕迹206更一致的平滑。可以理解的是，平滑辊302与痕迹206接合得越平缓，产生的平滑更一致。

有利地，平滑辊302与平滑的带颈物品200c的接合在平滑的带颈物品200c上产生远离转塔头组件300的力。该力有助于卸载平滑的带颈物品200c，而不需要额外的敲击件或类似的机构。

现参照图5，示出了根据本公开的另外方面的平滑辊配置500的剖视图。在示出的实施方式中，辊支承构件504布置为与转塔头轴线503大致平行。平滑辊502包括平滑部522a和薄缘部522b。平滑部522a限定了与图3的平滑部322a大致类似的形状，但由于辊支承构件504的定向而使得图5的平滑辊502的形状并不相同。此外，由于辊支承构件504与转塔头轴线503大致平行，因而平滑辊配置500的整体直径比图3的平滑辊配置大。

现参照图6，示出了根据另一实施方式的平滑辊配置600的剖视图。在示出的实施方式中，平滑辊602配置为与带颈物品200b的锥形部接合。平滑辊602包括平滑部622a和薄缘部622b。平滑部622a配置为与设置在颈部204的锥形部204b上的痕迹206接合并使其变平滑。薄缘部622b配置为与上文参考图3和图4描述的薄缘部322b相类似。

现参照图7，示出了根据又一实施方式的平滑辊配置700的剖视图。在示出的实施方式中，平滑辊702配置为与带颈物品204b的倒圆部204a和锥形部204b二者接合。平滑辊702包括第一平滑部740、第二平滑部742、薄缘部744以及第一平滑部740与第二平滑部742之间的过渡部746。第一平滑部740配置为与在带颈物品200b的倒圆部204a上的痕迹206接合并使其变平滑。第二平滑部742配置为与在带颈物品200b的锥形部204b上的痕迹206接合并使其变平滑。薄缘部744配置为与上文关于图3和图4描述的薄缘322a相类似。

过渡部746配置为允许将材料从倒圆部204a和锥形部204b上的痕迹206的峰部移开。在一些实施方式中，过渡部746不与带颈物品200b接合。相反，过渡部746设置在距带颈物品200b的期望形状一定距离处，以为发生位移的材料的收集提供区域。有利地，通过不与带颈物品200b接合，过渡部746通常不会在倒圆部204a与锥形部204b之间的颈部204上产生额外的痕迹206。

有利地，本文所公开的转塔头组件可添加到现有的机械加工线100中的现有模块上。有利地，与工具或不可旋转的构件相比，平滑辊的自由旋转有助于增加转塔头组件的寿命并减小产生额外畸变的可能性。

可设想的是，成形物品的带颈部分204的平滑可有助于增加柱体强度。

虽然已参照一个或多个具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行多种改变。这些实施方式及其显而易见的变体中的每个均可认为落入本发明的精神和范围内。还可设想的是，根据本发明各方面的附加的实施方式可与本文所描述的任何实施方式中的任何数量的特征相结合。

Claims (20)

1.用于物品成形的转塔头组件，所述转塔头组件包括：

至少一个平滑辊，所述至少一个平滑辊中的每个均能够旋转地安装在相应的至少一个辊支承构件上；

上环构件和下环构件，所述上环构件和所述下环构件包括位于所述上环构件和所述下环构件中心处的相应孔口，所述至少一个辊支承构件在所述上环构件与所述下环构件之间延伸；以及

转塔头组件支承构件，限定转塔头轴线，所述转塔头组件构件延伸穿过所述上环构件和所述下环构件中的所述相应孔口。

2.根据权利要求1所述的转塔头，其中，所述至少一个平滑辊绕由所述至少一个辊支承构件限定的辊轴线自由旋转。

3.根据权利要求1所述的转塔头组件构件，还包括在所述上环构件与所述下环构件之间延伸的至少两个环间隔构件。

4.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，所述至少一个辊支承构件安装在所述上环构件和所述下环构件上。

5.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，所述转塔头组件支承构件配置为在成形转塔上支承所述转塔头组件。

6.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，所述转塔头组件配置为绕所述转塔头轴线旋转。

7.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，由所述至少一个辊支承构件限定的轴线相对于所述转塔头轴线成角度设置。

8.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，所述物品是包括渐细颈部的带颈物品，所述渐细颈部包括从大致圆柱形的主体延伸的倒圆部以及从所述倒圆部延伸的锥形部。

9.根据权利要求8所述的转塔头组件，其中，所述转塔头组件支承构件配置为延伸至所述带颈物品的所述渐细颈部中。

10.根据权利要求8所述的转塔头组件，其中，所述至少一个平滑辊包括成型部，所述成型部配置为接合位于所述倒圆部或所述锥形部中的至少一个上的痕迹，并使所述锥形部中的至少一个上的所述痕迹平滑。

11.根据权利要求10所述的转塔头组件，其中，所述成型部包括平滑部和薄缘部，所述平滑部具有与所述带颈部分的期望形状互补的形状，以及所述薄缘部大体上以逐渐自然的方式从所述带颈部分的期望形状消退。

12.根据权利要求10所述的转塔组件，其中，所述平滑辊包括：

第一平滑部，配置为接合位于所述倒圆部上的痕迹，并使位于所述倒圆部上的所述痕迹平滑，

第二平滑部，配置为接合位于所述锥形部上的痕迹，并使位于所述锥形部上的所述痕迹平滑，

至少一个薄缘部，以及

过渡部，位于所述第一平滑部与所述第二平滑部之间。

13.根据权利要求1所述的转塔头组件，其中，所述至少一个辊支承构件设置为与所述转塔头组件支承构件大致平行。

14.成形带颈物品的方法，所述方法包括：

使转塔头组件与上面具有痕迹的带颈物品接合，所述转塔头组件包括上环构件、下环构件以及在所述上环构件与所述下环构件之间延伸的至少一个辊支承构件，所述至少一个辊支承构件的每个均具有可旋转地安装在所述至少一个辊支承构件上的至少一个平滑辊，所述至少一个平滑辊具有平滑部，所述平滑部具有与所述带颈物品的带颈部分的期望形状互补的形状；

使所述转塔头组件绕转塔头轴线旋转，使得所述至少一个平滑辊绕相应的所述至少一个辊支承构件自由旋转；

使所述至少一个平滑辊的所述平滑部与所述带颈物品的带颈部分的至少一部分相接合，从而使所述带颈物品上的痕迹变平滑。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括将上面具有所述痕迹的所述带颈物品容纳于转塔星形轮的袋状部中，在所述转塔头组件接合所述带颈物品的同时，所述转塔星形轮绕转塔星形轮轴连续地旋转。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述转塔头组件还包括：

至少两个环间隔构件，在所述上环构件与所述下环构件之间延伸，以及

转塔头组件支承构件，限定所述转塔头轴线。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述带颈物品是固定的，所述方法还包括使所述转塔头组件沿着所述转塔头轴线轴向地前进，以使用凸轮从动件布置来与所述带颈物品接合。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述转塔头组件是轴向固定的，所述方法还包括使所述带颈物品沿着所述转塔头轴线轴向地前进，以使用凸轮从动件布置来与所述转塔头组件接合。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述转塔头组件合并至机械加工线中。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述转塔头组件连续地旋转。