CN115835953A - 成形单元和用于形成容器的方法以及具有该成形单元的包装设备 - Google Patents

Abstract

一种用于由容器(290)的坯件(200)形成容器(290)的成形单元(1)，该成形单元包括运输器(10)并且包括固定至所述运输器(10)的至少一个装备(50)，所述装备(50)包括成形装置(100)，该成形装置以连续移动的方式移动并且设置成在所述运输器(10)上在预定成形路径(T)期间由所述坯件(200)形成容器(290)。

Description

成形单元和用于形成容器的方法以及具有该成形单元的包装 设备

技术领域

本发明涉及用于容器的成形单元、用于形成容器的方法以及具有这种成形单元的包装设备。

特别地，成形单元布置成使容器由坯件制成。该方法旨在由所述坯件形成容器。该包装设备旨在包括这种成形单元。

特别地，由坯件形成的容器构造成用作用于包装松散物品的容器。

本发明在将松散物品包装在盒中的领域中找到了优选但非排他性的应用，松散物品比方说例如为浸泡产品例如咖啡的囊状件，所参考的领域可以在不失一般性的情况下在下文提及。

背景技术

也被称为装盒机的包装设备通常包括适于制作旨在用于容纳产品或物品的盒形容器的成形装置和/或成形单元。

通常，这些盒形容器是根据期望制造过程和预期用途通过包装设备由已知为具有方便形状的坯件的半成品生产出来的。

坯件通常具有大致平面的形状，以便于坯件在仓库中的运输及储存，并且坯件构造成使得允许通过对构成平坦坯件的各种面板进行简单地折叠和固定或粘合来获得期望容器。这种坯件通常由具有折叠线的纸板或薄纸板制成，折叠线是通过褶皱制成的，这允许借助于对坯件的不同部分进行折叠操作并使不同部分相互固定来形成容器。因此，在这个意义上，坯件具有初始平坦的形状、在各种处理步骤期间呈现半成品坯件的一个或更多个空间构造，直到坯件完全形成为期望的最终容器。

在通过包装机进行的特定和后续处理操作期间，坯件形成为与期望的盒形容器相对应的不同构型。

在制成上述盒形容器时，同样由于包括在包装设备中的装置，可以用感兴趣的物品或产品来填充该容器。

在这种情况下，当在每个时间坐标处使坯件移动的运输器的速度不为零时，用于处理坯件的过程被称为是“连续”的。所考虑的该速度是在由所述坯件形成容器的任何处理步骤期间运输器相对于固定参考系统的速度，并且该速度旨在作为运输器整体的速度。

此外，由于运输器包括固定至运输器的装备，这种“连续”过程条件也可以与上述装备相关联。

此外，由于包括在运输器中的装备还包括用于使坯件成形的成形装置，因此对于上述成形装置，该“连续”过程条件也被满足。

这意味着，在由坯件形成容器的过程期间，作用在特定坯件上的相同的成形装置始终具有非零的速度。所考虑的速度是成形装置相对于固定参考系统的速度，并且被理解为成形装置整体的速度。换言之，在这种成形过程期间，成形装置的每个部分都必须具有非零速度。因此，在这个意义上，成形装置的所述速度不能简单地确定为该成形装置的一部分相对于上述参考系统的相对运动的速度。

此外，在坯件在成形过程期间始终固定至成形装置本身的情况下，上述连续过程使得可以进行坯件(或者在考虑到中间成形步骤时的半成品坯件)的工作过程，其中，坯件还以连续运动的方式移动，从而使坯件的每个部分在上述成形过程的每个时间坐标中坯件具有非零的速度。

一致地，术语“固定”或“静止”或“交替”表示成形装置(因此也包括固定在其上的坯件或半成品坯件)相对于成形装置的外部的相同参考系统在成形过程期间在确定的时间间隔内具有相同的位置，在该时间间隔内，成形装置整体没有移动。

术语“成形”是指以容器的形成结束的一系列工作操作。

在这种情况下，术语“容器”是指下述结构：这种结构形成为能够在容器内容纳材料，并且特别地能够至少在侧向上限制材料。在这个意义上，当容器的形状使得将材料保持在容器内时，材料被认为是被“侧向限制”的，甚至当容器在正常使用状况下相对于支撑平面倾斜预定角度例如10°或20°时也是如此。

这种容器可以根据其内容物通过一个或更多个壁来形成。例如，容器可以是能够将待运输和/或储存的产品或物品接纳在容器内部直到产品或物品使用的盒形本体。

根据另一示例，容器可以是杯形或半球形的，并且因此容器仅由弯曲壁构成。在这种情况下，所述弯曲壁包括：中央底部部分，该中央底部部分优选地用作用于期望产品的支撑平面；以及侧向冠部，该侧向冠部从上述底部部分径向地延伸并且形成为在预期使用操作期间将产品限制在容器内。

根据另一示例，这种容器不具有完全连续的壁，但这种壁也可以具有孔或槽，该孔或槽的尺寸使得选定产品仍能被限制在该容器内。

还需要指出的是，“形成”容器并不一定意味着使容器本身封闭，而是仅简单地形成容纳期望物体所需的抵接壁。在这个意义上，例如，仍具有凸起壁——该凸起壁与其他侧壁的边缘不接触——以及如此限定的用于插入或移除产品的开口的盒形本体应被视为完全形成但尚未封闭的容器。

换言之，当容器形成为容器作为容器的功能得到确保的构型时，该容器形成。优选地，当达到这种成形条件时，就可以认为容器完全完成。

在这种情况下，术语“容器”可以与术语“包装件”相关联，包装件被认为是较广泛且较一般的表述。

在这种情况下，固定至移动的运输器的成形装置能够在所有成形操作都无需通过操作者在手动操作的帮助或协作下“自主”地形成容器，也可以通过使用与成形装置协作的附加装置、机器人或外部机械运动装置来形成容器。

在这种情况下，当第一元件与第二元件之间建立了相互作用使得第一元件能够确定第二元件的移动时，第一元件就被限定为与第二元件“接合”。这种相互作用可以是例如机械的、磁性的或其他性质的。

当一平面与安装有本发明的成形单元物体的地平面平行时，该平面就称为“水平”。

一致地，术语“竖向”指的是与水平面垂直的方向，并且因此必须理解的是，与“上”或“下”定位有关的术语是指沿竖向方向的取向。

在已知的实施方式中，交替式包装设备包括多个固定的过程站，坯件借助于推动件、承载件或运输器在这些过程站之间移动，这些过程站通常又包括下述装备：即适于在停止期间进行的各种处理步骤中对坯件或盒形容器进行固定和运输的可移动装置。

申请人已经观察到，通常由对坯件进行操作的包装设备实施的过程提供了装备的元件与下述其他元件之间的相互作用或协作：这些其他元件定位在独立于装备本身的结构上。以这种方式，可以通过确定不同的过程站的顺序而对坯件进行不同的操作，这些过程站整体允许完成预定的方法，从而获得期望的最终产品。

特别地，申请人已经观察到，根据现有技术的教导，该装备主要用作用于坯件的运输系统，该坯件必须依次到达不同的站，坯件在这些站接受在特定的站处设想的预定过程，从而在每个站处对期望的最终包装件的半成品进行特定操作。

因此，在这个技术领域中，一直在不断开发可以用于不同过程站中的装置(该装置可以通过机器人或其他运动装置形成)，以尝试并尽可能减少每单个过程站中所需的工作时间。

此外，在这个技术领域中，投入了大量的资源来实施可以同时在若干条线路上工作的系统，以进一步减少过程时间。

申请人发现，该技术方案设置成用于使该装置移动，该装置例如以不断增大的速度对坯件进行操作，从而使该操作部件在半成品的从停止步骤到运动或输送步骤的过程期间经受非常高的加速度。值得注意的是，如果一方面，这些技术手段允许减少加工时间，那么另一方面，由于极端的使用条件，这些技术手段具有造成使用中的可运动结构加速磨损或甚至损坏的风险。

事实上，申请人发现，在这个技术领域中通常使用的方法是设想包括坯件的装备沿着预定的路径进行一系列离散的运动，从而连续地到达在空间中保持固定的预定工作站。这种类型的过程被称为交替或间歇的。

申请人还指出，这些方法使得能够尽可能加快上述装置的运动，以能够在坯件到达预定的过程站时尽可能有效且及时地进行干预。

同样可以立即理解的是，在过程资源方面，以最大的速度执行装置的这种运动是有用的，该最大的速度甚至能够在坯件的脱离步骤期间被达到，从而允许下一个坯件尽可能块地到达处理站。

申请人发现，这种方法促使装置以极高的速度峰移动，因此，除了上述可移动部件的磨损外，还增加了过程期间出现错误和/或碰撞的可能性。

因此，申请人认为有必要使用一种与现有技术完全不同的方法通过建立连续型的成形过程来处理这个问题。

发明内容

借助于这种方法，申请人已经证实了，由于免除了将半成品从一个站移动到另一站的步骤与实际处理步骤之间的划分，因此可以以较大的自由度来管理各种处理步骤，从而创造单个不间断且连结的移动和处理流程。

申请人最终发现，上述过程的期望优化是通过制造对容器的坯件进行连续操作的成形单元来实现的，其中这种过程和运动的连续性是通过将装备容置在以连续运动的方式进行移动的运输器上来实现的，而该装备包括成形装置，该成形装置在功能和结构上设计成在运输器的预定路径期间执行由坯件形成容器。

优选地，成形单元在功能和结构上设计成完全执行由坯件形成容器。

值得注意的是，就“固定站”或“交替”运动的概念而言，该过程的逻辑与现有技术中采用的逻辑非常不同；事实上，该过程的逻辑解决了必须尽可能快地释放过程站以能够处理连续坯件的条件，从而确保所有处理都在运动期间连续且不间断地进行。

特别地，在本发明的第一方面，本发明涉及一种用于由所述容器的坯件形成容器的成形单元。

优选地，所述成形单元包括运输器。

优选地，成形单元包括固定至所述运输器的至少一个装备。

优选地，所述至少一个设备包括成形装置，所述成形装置以连续运动的方式移动，并布置成在所述运输器上在预定成形路径期间由所述坯件形成容器。

由于这些特征，可以在无需通过停止来中断坯件运动的情况下形成容器，从而优化了处理时间，并创造了单个、连续的过程流程。

通过这种方式，整个成形装置与坯件的运输器固定成一起移动，从而创造了以下条件：当坯件在过程中在空间和时间上前进时，成形装置的元件仅需做出完成容器的形成所必要的相对运动，从而避免了现有技术中公开的间歇式系统的连续突然加速，并具有较多的时间进行必要的相对运动，这可以对坯件进行较精细的处理。

此外，这种技术方案使得可以以较高的产能的方式执行过程，甚至在单条线路上也是如此。事实上，在这个系统中，可以通过管理单行(单流)的坯件以连续的方式进行生产，从而受益于无需具有同时且并行的多条线路的事实，此外，该同时且并行的多条线路增加了潜在的问题，并因此增加了为修复出现的关键点而停止整个机器的可能性。

在本发明的第二方面，本发明涉及一种用于对物品进行包装的包装设备，该包装设备包括成形单元，该成形单元用于从根据前述方面制成的坯件开始形成容器。

由于这个解决方案，在单条连续操作的生产线路上，优化了制造和填充容器的过程，从而提高了制造和填充容器的效率。

在本发明的第三方面，本发明涉及一种用于从坯件开始形成容器的方法，该方法包括提供成形单元的步骤。

优选地，所述成形单元包括运输器，至少一个装备固定至该运输器，该运输器还包括成形装置，该成形装置设置成由所述坯件形成容器。

优选地，该方法包括使所述运输器移动的步骤。

优选地，该方法包括在所述成形装置处将所述坯件供给至所述运输器的步骤。

优选地，该方法包括借助于所述成形单元在所述运输器移动时由所述坯件连续地形成容器的步骤。

由于这种方法，可以由坯件形成容器而不必中断正被加工的坯件的连续运动，从而优化了生产速度并减少了对成形装置和运输器本身进行正确操作所必须的加速或减速。

在本发明的第四方面，本发明涉及一种用于从所述容器的坯件开始形成容器的成形单元，该成形单元包括固定有至少一个装备的运输器。

优选地，所述装备包括成形装置，该成形装置能够在所述运输器上在预定成形路径期间由所述坯件形成容器。

在本发明的第五方面，本发明涉及一种用于从坯件开始形成容器的方法，该方法包括提供成形单元的步骤，该成形单元包括固定有至少一个装备的运输器，该运输器还包括成形装置，该成形装置设置成从所述坯件开始形成所述容器。

优选地，该方法包括借助于所述成形装置从所述坯件开始完全形成所述容器的步骤。

优选地，该方法包括使所述运输器移动的步骤。

优选地，该方法包括在所述成形装置处将所述坯件供给至所述运输器的步骤。

优选地，该方法包括借助于所述成形装置使由所述坯件形成所述容器的步骤。

优选地，该方法包括借助于独立于所述运输器的运动的所述成形装置完成由所述坯件形成所述容器的步骤。

以这种方式，可以确保完成由坯件形成容器，而不论坯件在过程路径上的空间上的行进以及特别地用于使坯件移位的运输器的运动如何。

本发明在上述方面中的至少一个方面中可以具有下面列出的另外的优选特征中的至少一个特征。

在一种实施方式中，所述成形装置形成为能够自主地执行所述容器的所述形成。

这使得可以独立于成形单元外部的装置而单独使用成形装置来执行预期的成形操作。

根据一种实施方式，所述运输器是旋转转盘，该旋转转盘的旋转轴线优选地为竖向的或水平的。

由于这种技术方案，可以减少及优化成形单元所需的整体空间。事实上，以这种方式，运输器所遵循的路径是以简单且有效的方式布置的，并且可以通过减少或增加旋转转盘的直径来获得运输器的期望长度。此外，仅通过改变转盘的旋转速度和/或直径，就可以根据用户的需要容易地调整坯件的进入和离开位置。

优选地，所述成形装置包括活塞，该活塞构造成与所述坯件接合。

优选地，所述活塞形成为使所述坯件在座部内部沿着预定轨迹移动，该座部形成为与所述活塞协作，以由所述坯件形成所述容器。

通过这种方式，可以仅使用一个活塞和一个座部就可以由坯件形成容器。

优选地，所述活塞与所述坯件的抵接面板的表面接合。

通过这种方式，活塞仅作用在坯件的单个抵接面部、即抵接面板上，并且可以通过推动及移动所述单个表面来完成坯件的形成。

通过这种方式，成形操作所需的运动被大大简化，并且可以轻松地控制、优化以及在必要时的更换。

优选地，所述预定轨迹具有与所述旋转转盘的所述竖向旋转轴线大致平行的取向。

借助于这个技术方案，由于坯件受到重力以及由活塞施加在坯件上的压力，因此便于在座部内容置和处理坯件。

事实上，这使得可以使坯件相对于座部容易且对称地定位和/或居中。

优选地，所述旋转转盘大致限定了运动平面内的运动方向。优选地，该运动平面是水平平面。

由于这种技术方案，可以以理想且简化的方式管理坯件的运动及其相对于活塞的相对接合，因为这种取向在空间中保持一致，并且不提供任何三维位置的变化。此外，通过使用水平运动平面、即与地平面平行的运动平面，作用在运动装置和坯件上的不同力被对称地平衡，从而简化了工作过程。

优选地，所述成形路径对应于以下环状弧：该环状弧由围绕所述旋转转盘的轴线旋转90°至270°的角度、更优选地旋转120°至240°的角度、甚至更优选地旋转160°至200°的角度来限定。

借助于这个技术方案，成形步骤通过从初始状态开始、然后顺着旋转转盘的第一部分旋转展开、使用第二部分旋转使成形装置返回到初始状态来优化。

根据优选的实施方式，所述成形路径对应于以下环状弧：该环状弧通过使所述旋转转盘旋转约180°来限定。

通过这种方式，旋转转盘的一半旋转用于形成容器，另一半旋转用于返回初始状态，因此第一部分旋转和第二部分旋转具有相同的幅度。借助于这种布置结构，可以使坯件到达入口处，并使已形成的容器通过相应的给送线路和填充线路离开，给送线路和填充线路彼此平行，并相对于旋转转盘的中心在直径上相对。这导致整个包装设备的开发更加紧凑和有效，该包装设备大致构造成U形形状。

根据一种实施方式，填充线路包括用于第二物品(例如囊状件)的附加的给送线路，该附加的给送线路布置成与填充线路平行并相邻，使得所述第二物品在包装设备的“U”型布置的一个端部附近进入包装过程。

在本发明的另一实施方式中，所述成形路径等于围绕所述转盘的轴线旋转约90°。

借助于这个技术方案，可以在转盘旋转第一个90°时执行第一成形步骤，在旋转第二个90°时执行对成形单元进行重新定位的第一步骤，在旋转第三个90°时执行第二成形步骤，在旋转第四个90°时执行对成形单元进行重新定位的第二步骤，从而允许通过两条独立的过程线路进行连续工作。因此，在这种情况下，入口线路和出口线路是以交叉布置的方式设置的，也就是说，每条线路被定向程相对于下一条线路倾斜90°。

根据一种实施方式，这些入口线路和出口线路可以相对于旋转转盘在不同的方向例如在径向上或在切向上延伸。

另外，这些入口线路和出口线路之间可以布置在距地面不同高度处，以避免入口线路和出口线路可能的交叉，从而进一步减少所需的整体空间。

仍优选地，如果这些线路与转盘本身的环形路径大致相切，这种入口线路和出口线路可以以总是从上方观察的以下布置进行设置：这些线路沿着与两条离开线路平行的方向以及分别沿着与两条入口线路平行的方向。

另外，借助于提供了用于创建两个独立过程线路的技术方案，可以通过连续运行的单个成形单元来管理两个过程单流，该过程单流可以使用例如不同类型的坯件，该不同类型的坯件然后用于待包装的不同类型的物品。

优选地，所述座部具有中空盒形的形式。

优选地，所述座部包括上部开口，以允许所述活塞自由地穿过该上部开口。

这优化了活塞与座部之间的相互作用，以生产盒形容器。

此外，由于该上部开口，活塞进入和离开座部特别方便和有效。

根据一种实施方式，所述座部包括下部开口，以允许所述坯件从所述座部排出。

通过这种方式，通过使活塞进一步沿着预定竖向轨迹移动，也可以简单且有效地执行使由坯件形成的已形成的容器的排出步骤。

优选地，所述成形装置包括带状件，借助于该带状件，所述活塞可以沿着所述预定轨迹移动。

通过这种方式，活塞的运动可以以简单、有效且精确的方式执行。

优选地，所述成形装置包括预折叠元件，该预折叠元件用于对形成所述坯件的一部分的翼部或条状部进行预折叠。

通过这种方式，可以为后续的处理步骤准备特别坚硬且难以折叠的坯件端部。当必须粘合具有高弹性记忆或对折叠有强烈弹性响应的明显较短的翼部或条状部并且需要通过将该翼部或条状部沿折叠轴线折叠90°以上来进行变形以便之后能够有效地粘合时，这种条件变得特别关键。

还值得注意的是，在坯件中产生的折叠部可以以优选但非限制性的方式沿着坯件的面板或部分之间预先存在的折痕部分进行。这导致坯件的折叠质量更好、更均匀且一致，并形成容器。然而，也可以在坯件的没有褶皱部分的部分上执行所述折叠和/或成形操作。

优选地，所述成形装置包括马达元件，该马达元件设置成使所述活塞沿着所述预定轨迹移动，以至少确定以下位置：

·上部位置，该上部位置确定了所述活塞距离所述座部的最大间距，

·所述坯件的成形起始位置，在成形起始位置，所述活塞与所述坯件在所述坯件的位于所述座部外部的抵接面板处接合，并距离所述座部预定的最小间距，

·所述坯件的成形结束位置，在成形结束位置，所述活塞至少部分地插入所述座部内，并且因此所述坯件在所述活塞的压力下在所述座部中折叠，以形成所述容器。

这使得更清楚地表明，由于活塞的单个轨迹，可以以简单的精度限定不同的加工步骤，并且还可以在不使坯件自动离开座部的情况下完成坯件的成形。

优选地，所述马达元件设置成使所述活塞沿着所述预定轨迹移动，以确定所述坯件从所述座部排出的位置，在该排出位置，所述活塞移动远离所述上部位置、超出所述成形结束位置，使得所述坯件完全从所述座部的所述下部开口排出。

通过这种方式，可以选择性地决定在成形过程中的哪个时刻将已形成的容器从座部排出。

借助于这个技术方案，还可以将成形装置构造成使得成形装置在需要的情况下不一定执行排出。

优选地，当坯件被排出时，坯件具有在顶部处敞开的容器的构型。

根据实施方式，成形单元包括夹持装置，该夹持装置定位在所述坯件的所述排出位置处，并且所述夹持装置构造成使得在所述容器从座部排出时可以选择性地保持所述容器。

通过这种方式，可以例如在运输器停止的情况下，防止从座部排出的盒形容器意外地掉落到地面。

优选地，所述夹持装置包括可移动的夹持件。

根据实施方式，夹持件通过凸轮或具有铰接臂的平行四边形运动装置进行移动。

优选地，夹持装置包括通过压力减小作用的夹持元件。

优选地，所述座部具有一致的矩形截面。

根据优选实施方式，所述座部包括至少一个便于折叠部分。

根据实施方式，所述座部形成为：当所述坯件在所述座部中通过所述活塞进行移动时，至少在位于所述抵接面板与连接至所述抵接面板的前面板之间的第一折叠区中引起所述坯件的折叠。

优选地，所述座部形成为：当所述坯件在所述座部中通过所述活塞进行移动时，至少在位于所述抵接面板与连接至所述抵接面板的后面板之间的第二折叠区中引起所述坯件的折叠。

优选地，所述座部形成为：当所述坯件在所述座部中通过所述活塞进行移动时，至少在位于所述前面板与连接至所述前面板的侧面板之间的第三折叠区中引起所述坯件的折叠。

此外，优选地，便于折叠部分的形状和/或座部的形状允许以温和且不突然的方式对坯件进行折叠，从而优化了使坯件在座部内部沿着第一折叠区和/或第二折叠区和/或第三折叠区朝向成形结束位置移动的活塞的协同协作。

根据一种实施方式，所述便于折叠部分包括多个导引件。

优选地，这种导引件大致呈从座部突出的三维轨道的形式，并形成为在活塞于所述座部内的竖向运动期间引起坯件的变形和运动。

优选地，为移动所述活塞而设置的所述马达元件相对于所述运输器是独立控制的，使得所述马达元件可以移动所述活塞直到完成所述坯件的成形，甚至在所述运输器停止的情况下也是如此。

通过这种方式，可以完成对已经进入成形单元的坯件的成形，从而能够避免浪费已经分配有粘合剂点的坯件，否则这些粘合剂点会变干。因此，由于设置成使每个活塞移动的独立的马达元件，可以完成由坯件形成的容器，该坯件由于运输器的主马达停止而尚未完成成形，在现有技术中，主马达决定了成形单元的所有操作。

优选地，所述活塞借助于运动传输装置连接至所述马达元件。

优选地，所述运动传输装置构造成允许进行预定范围的期望的竖向向下或向上运动。

优选地，所述运动传输装置包括带状件，该带状件固定至所述活塞和所述马达元件。

将注意的是，在上述实施方式中，仅设置了一个马达，该马达对成形装置的旨在对坯件进行成形的部件的运动(在这种情况下是指座部内活塞的运动)进行控制。

在另一实施方式中，设置有对座部内活塞的运动进行控制的主马达元件以及在需要的情况下通过改变活塞的运动来进行干预的辅助马达元件。在这种情况下，主马达元件可以通过运输器的主马达直接进行控制，而辅助马达元件则独立于主马达，并在必要的情况下在运输器的主马达停止的情况下完成活塞的运动。

在这种情况下，运动传输装置优选地包括连接系统，该连接系统能够相对于通过主马达元件施加的运动相对地改变活塞的移动。这个解决方案可以借助于多个凸轮或铰接臂或类似的运动元件来实现。

这些特征还强调了成形装置相对于成形单元和/或包装设备的其他站的独立性质和自主性质。

优选地，成形单元包括多个所述成形装置。

由于这个解决方案，可以增加能够同时进行处理的坯件的数量，从而提高生产率。

优选地，所述多个成形装置布置在所述旋转转盘上，并且所述多个成形装置之间以均匀的角间距进行布置。

这使得可以更容易且更有效地布置及调节坯件的进入步骤和离开步骤以及容器的进入步骤和退出步骤。

优选地，对于旋转转盘来说，多个成形装置等于12个或16个成形装置。

优选地，所述活塞和所述座部由基于聚合物的纤维增强复合材料构造而成。

这使得活塞和对应的座部特别轻，从而使活塞和对应的座部可以通过单个操作者来进行更换及运输。

优选地，所述活塞和所述座部包括至少一个快速脱离装置，以与所述成形装置脱离。

通过这种方式，活塞和对应的座部可以被快速且容易地更换。

由于这些特征，容器的形式转换可以快速且容易地进行。

优选地，包装设备包括粘合剂点分布装置，该粘合剂点分布装置位于所述成形单元的上游，并且能够在所述坯件成形之前将粘合剂点施加至所述坯件的预定面部。

通过这种方式，优化了用于对坯件进行成形的准备步骤。

根据一种实施方式，该粘合剂点分布装置包括适于分配预定量的粘合剂的喷嘴或喷枪。

优选地，所述粘合剂点分布装置可以移动到清洗区中。

更优选地，所述喷嘴容置在围绕沿竖向方向定向的旋转轴线旋转的臂上并且相对于转盘的旋转轴线位于臂的远端部附近。

这允许臂容易地旋转并被带到与坯件运输和过程线路(清洗区)间隔开的位置处，以能够安全地清洗上述喷嘴或执行其他期望的维护任务而不会有弄脏或损坏导引件或包装设备其他零件的风险。

优选地，根据本发明的第三方面的用于形成容器的方法提供了成形装置被所述运输器沿着大致环形的成形路径引导。

优选地，所述成形阶段在所述旋转转盘的第一个180°旋转中开始并完成。

优选地，将所述成形装置重新定位在与所述上部位置相对应的初始状态的步骤在所述旋转转盘的第二个180°旋转中完成。

这优化了旋转转盘的成形和定位步骤，并通过简单地改变旋转转盘的直径和/或旋转的角速度，旋转转盘可以适应不同的过程需求。

附图说明

本发明的特点和优点根据通过非限制性示例并参考附图示出的实施方式的详细描述而变得更加清楚，在附图中：

-图1是根据本发明制造的成形单元的一部分的示意性立体图；

-图2是图1的细节的放大比例的示意性立体图；

-图3是图1的另一细节的放大比例的另一示意性立体图；

-图4是图1的另一细节的放大比例的另一示意性立体图；

-图5是包括图1的成形单元的用于物品的包装设备的俯视图。

具体实施方式

首先参照图5，300表示包装设备，该包装设备设置成使容器290由坯件200成形，并且还用多个松散物品填充如此成形的容器，以获得旨在被包装成用于运输的成品包装件。

下面描述的示例性实施方式是指将待包装在容器中的物品以分类的方式布置，例如以叠置的层布置，容器特别地为盒形容器，在该盒形容器杭重，物品彼此不同或彼此相同但在构型方面是不同的。

在本文所述的特定情况下，供填充容器的物品是用于通过泡制来制备饮品的囊状元件，特别地是咖啡胶囊。

在本示例中，每个坯件200是由可折叠的半刚性材料例如纸板制成的平坦的层状元件，该层状元件被适当地切割并设置有折叠线，折叠线优选地通过褶皱部分形成。

在图3中可以较好地看到，坯件200具有大致十字形状，坯件200包括具有四边形形状的前面板230，额外的面板根据相应的边缘的法线方向从前面板分支出。

更详细地，抵接面板210和封闭面板245根据前面板230沿着坯件的十字形状的纵向轴线X连接，封闭面板245相对于抵接面板210与前面板230相对。再次沿着纵向方向X，设置有后面板240，该后面板240在与前面板230相反的一侧上连接至抵接面板210。

此外，还设置有两个相对的侧面板250，该侧面板250在抵接面板210的其他两个边缘处连接至前面板230。

所有上述面板都具有四边形形状，优选地是矩形，使得从坯件200获得的容器290是大致盒形或平行四边体形。

特别地，抵接面板210限定容器290的底部，而坯件200的后面板240、前面板230和侧面板250分别对应于容器的后壁、前壁和侧壁。最后，封闭面板245限定容器290的可打开壁，该可打开壁旨在对通过将侧面板250、前面板230和后面板240升起而在容器290中限定的开口249进行封闭。

优选地，抵接面板210和后面板240在平行于坯件200的纵向轴线X分支的每个边缘211、212、241、242上都具有相应的纵向固定翼部280，该翼部281具有自由边缘通过倾斜边缘连接的等腰梯形的形状。

可以在坯件的每个面板的任何自由边缘上形成额外的翼部。

后面板240除了具有纵向的固定翼部280外还具有封闭翼部243，该封闭翼部243在与抵接面板210的相反的一侧上铰接至后面板240。

特别地，容器290在包装设备300的成形单元1处形成，该成形单元设置成用于将初始坯件200连续转换成容器290的最终形状，容器290的最终形状用于包装设备300的后续操作。

包装设备300具有第一线路301，该第一线路301借助于供给站302在第一线路301的第一入口端部处供给坯件200的叠置件。

供给站302执行单个坯件200的提取并连接至折叠站304，在该折叠站304中，坯件200布置成该坯件被送到坯件运输器303上的构型。在折叠站304中，坯件200经历了相应面板的初步折叠和纵向固定翼部280的初步折叠，并且此外，坯件被正确地彼此间隔开。

坯件运输器303行进通过胶合站305，该胶合站包括粘合剂点分布装置306，在该粘合剂点分布装置中，多个热粘合剂枪在纵向固定翼部280上或在坯件200的其他面板上设置合适的粘合剂点。

粘合剂点分布装置306包括粘合剂分配喷嘴，该粘合剂分配喷嘴容置在围绕竖向旋转轴线旋转的臂上，并且该粘合剂分配喷嘴相对于旋转转盘20的旋转轴线定位在该臂的远端部附近。由于能够旋转，该臂可以方便地移动至清洗区。

然后，坯件运输器303供给成形单元1，第一线路301在成形单元处形成为曲线，呈现为U形构型。

成形单元1包括多个成形装置100，每个成形装置布置成由相应的坯件200形成容器290，这些坯件通过坯件运输器303以正确的位置被传送至成形装置，并且已经设置有必要的粘合剂点。

如下面更好地描述的，通过将纵向固定翼部280粘附至侧面板250，从而使前面板230、后面板240保持胶合至前面板而封闭面板245保持敞开，每个成形装置100借助于形成坯件200的面板的适当的折叠操作形成相应的容器290。

在成形单元1的端部处，容器290被供给至包装件运输器307上，该包装件运输器307包括下述站：该站用于将容器290的可打开壁245打开，以使容器290的开口处没有障碍物，直到填充完成。

包装件运输器307遵循直线路径，在该直线路径中，单个容器290用旨在待包装的物品的层填充，这些物品借助于多个机器人填充装置309输送到容器中，所述多个机器人填充装置309布置成沿着容器运输器成直线并由上方的笼状框架支撑。在填充完成时，容器290到达封闭站310处，其中，每个包装件的可打开壁245被制成为粘附至相应的开口。随后，被封闭的容器290到达排出端部311，被封闭的容器从该排出端部被送至包装设备(附图中未示出)。

包装设备300还具有第二线路312，该第二线路312由第一运输器供给，该第一运输器以大致无序的方式对处于直立构型的囊状元件进行输送。

第一运输器连接至分拣站313，在该分拣站中，囊状元件布置在预定排数的运输器带状件上，该运输器带状件以与包装件运输器307平行但方向相反的方向被引导。在分拣站313中，囊状元件被正确地定位，以将囊状元件输送到容器290中。特别地，这些物品被间隔开并根据允许容器内最佳紧凑条件的适合构型布置。在分拣站313的下游，物品被机器人填充装置309移除，并以连续层的方式放置在容器290内。

更详细地并参照图1，成形单元1包括以连续移动的方式移动的运输器10。这样的运输器10是旋转转盘20，该旋转转盘20设置成围绕旋转转盘20的竖向旋转轴线Z旋转，并包括牢固地紧固至旋转转盘20的十二个装备50。每个装备50包括相应的成形装置100，成形装置100设置成在转盘20上在预定成形路径T期间从坯件200开始形成容器290。

替代性地，运输器10可以由例如带状件形成。

成形装置100包括：活塞110，110活塞形成为以可移除的方式接合在坯件200的抵接面板210上；以及座部120，座部120形成为在座部120内接纳活塞110，并在坯件200通过活塞110在座部120内沿着预定轨迹t移动时引起和/或允许容器290形成。

旋转转盘20的运动——特别地是座部120的运动——大致限定了包括在运动平面P上的运动方向D，该运动平面P是大致水平的，而成形装置100和预定轨迹t具有垂直于运动平面P的大致竖向的取向。

活塞110具有大致平行四边形的形状，在活塞110上设置有抵接面部部111，该抵接面部111沿座部120的方向放置并形成为与坯件200的抵接面板210抵接并对该抵接面板210施加压力，从而将该抵接面板210推动到座部120内。

成形装置100还包括马达元件140，该马达元件140设置成借助于包括带状件130的运动传输装置使活塞110沿着预定轨迹t移动。特别地，带状件130借助于支撑件132固定至杆115，该杆115在与座部120相反的一侧上从活塞110延伸。

座部120具有大致中空的盒形形式，活塞110可以在座部中自由滑动并以与预定轨迹t一致的方式沿着大致竖向的纵向方向延伸，活塞110具有上部开口129和在纵向上相反的下部开口129b。

如可以在图2中较好地看到的，座部120包括：前壁121，前壁121定位成在径向上远离旋转转盘20的旋转轴线Z；后壁123，后壁123与前壁121相反并定位成在径向上靠近旋转转盘20的竖向旋转轴线Z；以及侧壁122，侧壁122使座部120的盒形结构完整。

优选地，座部120包括前支撑件127，前支撑件127具有径向突出远离旋转转盘20的旋转轴线的T形面板的形式并靠近上部开口129定位在前壁121上。该前支撑件127在成形步骤期间用作用于坯件200的前面板230和/或可打开壁245的支撑件。

类似地，座部120包括后支撑件128，后支撑件128朝向旋转转盘20的旋转轴线径向突出并靠近上部开口129定位在后壁125上。

优选地，后支撑件128包括大致矩形的后部开口，该后部开口构造成使得带状件130的支撑件132通过并允许活塞110在座部120内沿着预定轨迹t自由滑动。

支撑件132优选地是具有主竖向尺寸延伸部的支架，使得后部开口所需的空间尽可能得小，以使后支撑件128能够穿过。

活塞110在活塞110沿着预定轨迹t的运动时相对于座部12限定了以下位置：

·上部位置S，该上部位置S确定了活塞110距座部120的最大间距M，

·坯件200的成形起始位置I，在成形起始位置，活塞110与坯件200在座部120外部的抵接面板210处接合，并活塞110距离座部预定的最小间距d，

·坯件200的成形结束位置F，在成形结束位置，活塞110至少部分地位于座部120内，并且因此坯件200在活塞110的压力下折叠在座部120内，以形成容器290，以及

·将坯件200从座部120排出的排出位置E，在该排出位置，活塞110进一步移动远离上部位置S、超出成形结束位置F，使得坯件200完全从座部120排出。

座部120包括多个导引件126，导引件126允许通过与活塞110的协同协作来执行坯件200的折叠，活塞110在成形起始位置I与成形结束位置F之间将坯件200推到座部120内。

特别地，折叠是沿着第一折叠区P1、第二折叠区P2和第三折叠区P3进行的，第一折叠区P1、第二折叠区P2和第三折叠区P3分别限定在抵接面板210与前面板230、抵接面板210与后面板240、前面板230与侧面板250之间。

优选地，多个导引件126形成为首先引起前面板230和连接至前面板的侧面板250的竖向旋转。同时，后面板240也竖向旋转。随后，侧面板250相对于前面板230旋转，以侧向地封闭坯件200，从而形成盒形容器290。

为了进一步优化坯件200的这种成形，座部120包括放置在侧壁122下方的便于折叠部分，该便于折叠部分还将侧面板250朝向期望的最终位置推动，从而有利于面板和纵向固定翼部的相互胶合步骤。

根据实施方式，座部120包括形成在侧壁122上的侧向开口123，该侧向开口123有利于旋转以用于封闭坯件的侧面板250。

特别参照图1和图5，可以注意到，成形路径T等于旋转转盘20通过约180°的轴向旋转，剩余的180°用于使活塞110返回至初始成形位置，即上部位置S。

马达元件140优选地是电动马达，并且马达元件140独立于成形单元1本身被供电及受控，以使得：至少对于已经设置有坯件200的成形装置100而言，即使旋转转盘20停止，马达元件140也能够使活塞110移动直至成形结束位置F，以完成坯件200的成形。

在本文未例示的替代性实施方式中，马达元件140独立于成形单元1被供电及受控，但马达元件140与该成形单元的也用于使活塞110移动到各种期望位置的主马达协作，并在该单元的主马达不恰当地停止时借助于凸轮传递运动进行干预。通过这种方式，马达元件140在任何情况下都能够带动活塞110直至成形结束位置F，从而确保避免了容器290在期望时间内没有完全封闭并与已经施加在坯件上的胶水交联而产生废弃物的可能性。

成形单元1还包括夹持装置190，该夹持装置190定位在坯件200的距离座部120的排出位置E处，并且该夹持装置190构造成使得在容器290通过下部开口129b从座部120排出时能够选择性地保持该容器。优选地，夹持装置190包括固定有夹持元件192的可移动的夹持件191，夹持元件192例如为吸盘型，吸盘型的夹持元件192通过压力减小而作用。

活塞110和座部120优选地由碳纤维或玻璃纤维制成，并包括至少一个快速脱离装置170，该快速脱离装置170允许成形装置100与装备50脱离，例如以进行维修或用不同形状的成形装置进行替换。在图2中，快速脱离装置170被示出在座部120上，但也可以安装在活塞110上。

如前所述，成形单元1能够以连续、完整和自主的方式由坯件200形成容器290。

事实上，如图1中清楚例示的，旋转转盘20以连续的并且未中断旋转转盘的运动的方式顺时针旋转，从而在附图的右侧部分中、紧邻粘合剂点施加装置306的下游开始形成过程，并在附图的左侧部分中、在包装件运输器307附近完成容器290的形成，旋转转盘将如此形成的容器输送至包装件运输器307。

成形步骤是在旋转转盘20旋转约180°中开始并完成的，而将成形装置100重新定位在与活塞110的上部位置S相对应的初始状态的步骤是在旋转转盘20旋转剩余180°中完成的。

由于这些技术方案，申请人发现通过单线路成形单元每分钟至少可以形成约100个容器。

Claims (21)

1.一种成形单元(1)，所述成形单元(1)用于由容器(290)的坯件(200)来形成所述容器(290)，所述成形单元(1)包括运输器(10)并且包括固定至所述运输器(10)的至少一个装备(50)，所述装备(50)包括成形装置(100)，所述成形装置(100)以连续运动的方式移动，并且所述成形装置(100)布置成在所述运输器(10)上在预定成形路径(T)期间由所述坯件(200)来形成所述容器(290)。

2.根据前一权利要求所述的成形单元(1)，其中，所述运输器(10)是具有竖向旋转轴线(Z)的旋转转盘(20)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述成形装置(100)包括活塞(110)，所述活塞(110)构造成与所述坯件(200)接合并使所述坯件(200)在座部(120)内部沿着预定轨迹(t)移动，所述座部(120)构造成与所述活塞(110)协作，以由所述坯件(200)来形成所述容器(290)。

4.根据从属于权利要求2时的权利要求3所述的成形单元(1)，其中，所述预定轨迹(t)具有与所述旋转转盘(20)的所述竖向旋转轴线(Z)大致平行的取向。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述成形路径(T)对应于环形弧，所述环形弧由所述旋转转盘(20)围绕所述旋转轴线(Z)旋转120°至270°之间的角度来限定。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述座部(120)具有中空的盒形的形式，并且所述座部(120)包括上部开口(129)，以允许所述活塞(110)自由穿过所述上部开口。

7.根据前一权利要求所述的成形单元(1)，其中，所述座部(120)包括下部开口(129b)，以允许所述坯件(200)从所述座部(290)排出。

8.根据权利要求3至7中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述成形装置(100)包括带状件(130)，所述活塞(110)能够借助于所述带状件沿着所述预定轨迹(t)移动。

9.根据权利要求3至8中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述成形装置(100)包括马达元件(140)，所述马达元件(140)设置成使所述活塞(110)沿着所述预定轨迹(t)移动，以确定出至少以下位置：

·上部位置(S)，所述上部位置(S)确定了所述活塞(110)距离所述座部(120)的最大间距(M)，

·所述坯件(200)的成形起始位置(I)，在所述成形起始位置，所述活塞(110)与所述坯件(200)在所述坯件(200)的位于所述座部(120)外部的抵接面板(210)处接合，并且所述活塞(110)距离所述座部(120)预定的最小间距(d)，

·所述坯件(200)的成形结束位置(F)，在所述成形结束位置，所述活塞(110)至少部分地插入所述座部(120)内部，并且因此所述坯件(200)在所述活塞的压力下在所述座部中折叠，以形成所述容器(290)。

10.根据当从属于权利要求7时的前一权利要求所述的成形单元(1)，其中，所述马达元件(140)设置成使所述活塞(110)沿着所述预定轨迹(t)移动，以确定用于将所述坯件(200)从所述座部(120)排出的排出位置(E)，在所述排出位置，所述活塞(110)移动离开所述上部位置(S)、超出所述成形结束位置(F)，从而使所述坯件(200)从所述座部(120)的所述下部开口(129b)完全排出。

11.根据权利要求3至10中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述座部(120)具有一致的矩形截面。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的成形单元(1)，其中，

-所述座部包括至少一个便于折叠部分，以及

-所述座部形成为：在所述坯件(200)通过所述活塞(110)在所述座部(120)中至少在下述区域中移动时引起所述坯件(200)的折叠：

·第一折叠区(P1)，所述第一折叠区(P1)位于所述抵接面板(210)与连接至所述抵接面板(210)的前面板(230)之间，和/或

·第二折叠区(P2)，所述第二折叠区(P2)位于所述抵接面板(210)与连接至所述抵接面板(210)的后面板(240)之间，和/或

·第三折叠区(P3)，所述第三折叠区(P3)位于所述前面板(230)与连接至所述前面板的侧面板(250)之间。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述马达元件(140)相对于所述运输器(10)独立地控制，以使得：所述马达元件(140)能够使所述活塞移动直到所述活塞完成所述坯件(200)的成形，甚至在所述运输器(10)停止的情况下，所述马达元件(140)也能够使所述活塞移动直到所述活塞完成所述坯件(200)的成形。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的成形单元(1)，包括多个所述成形装置(100)。

15.根据从属于权利要求2至13中的一项的前一权利要求所述的成形单元(1)，其中，多个所述成形装置(100)以均匀的角间距布置在所述旋转转盘(20)上。

16.根据权利要求3至15中的任一项所述的成形单元(1)，其中，所述活塞(110)和所述座部(120)由基于聚合物的纤维增强复合材料构造而成，并且所述活塞(110)和所述座部(120)包括至少一个快速脱离装置(170)，以从所述成形装置(100)脱离。

17.一种用于对物品进行包装的包装设备(300)，所述包装设备(300)包括根据前述权利要求中的任一项构造的成形单元(1)，所述成形单元(1)用于由坯件(200)来形成容器。

18.根据前一权利要求所述的包装设备(300)，包括粘合剂点分布装置(306)，所述粘合剂点分布装置(306)定位在所述成形单元(1)的上游，并且所述粘合剂点分布装置(306)能够在对所述坯件(200)进行成形之前将粘合剂点施加至所述坯件(200)的预定面部。

19.根据权利要求18所述的包装设备(300)，其中，所述粘合剂点分布装置(306)能够移动到清洗区(SP)中。

20.一种用于由坯件(200)来形成容器(290)的方法，包括：

-提供成形单元(1)，所述成形单元(1)包括运输器(10)，至少一个装备(50)固定至所述运输器(10)，所述装备(50)还包括成形装置(100)，所述成形装置(100)设置成由所述坯件(200)来形成所述容器(290)；

-使所述运输器(10)移动；

-在所述成形装置(100)处将所述坯件(200)供给至所述运输器(10)；

-借助于所述成形装置(50)在所述运输器(10)移动时由所述坯件(200)连续地形成所述容器(290)。

21.根据前一权利要求所述的用于形成容器(290)的方法，其中：

-所述运输器(10)将所述成形装置沿着大致环形的成形路径(T)引导，

-所述成形步骤在所述旋转转盘(20)的第一个180°旋转中开始并完成，

-重新定位步骤在所述旋转转盘(20)的第二个180°旋转中完成，所述重新定位步骤用于将所述成形装置(100)重新定位在与所述上部位置(S)相对应的初始状态。

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