TW202411149A - 用於轉換機的吸桿系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於用於一轉換機（10）之吸桿系統，該吸桿系統包含至少一個吸桿總成（31），該至少一個吸桿總成包含安裝於具有一內部供氣通道（34）之一橫向樑上的一吸板。該吸板（36）包含複數個主氣流通道（48），其中該等主氣流通道（48）中之各者具備一第一抽吸開口（46a）及一第二抽吸開口46b。該主氣流通道（48）具備一收縮區段（S2），該收縮區段具有經組態以在該第一抽吸開口（46a）中產生一壓降之一第一連接管道（50）。

Description

用於轉換機的吸桿系統

本發明係關於一種用於產生盒及封裝坯料之轉換機。特定而言，本發明係關於一種經組態以用於將坯料固持於轉換機中之吸桿系統。

轉換機用於生產封裝項目，諸如紙板及紙板盒。平壓機為轉換機，該轉換機可經組態以處理諸如紙板及波紋卡紙板薄片之坯料。具體而言，平壓機經組態以自薄片衝壓用於盒及封裝元件之坯料。平壓機有時亦被稱作「模切機」。

平壓機包含複數個處理單元或台。輸送機系統設置於此機器內以便將坯料自一個處理單元固持及轉移至下一處理單元。

輸送機系統有助於定位薄片，使得在坯料上之正確位置上執行處理操作。該輸送機系統可包含夾持桿，該夾持桿經組態以抓住坯料之前部邊緣。夾持桿將坯料保持在正確縱向及側向位置處並根據預定義暫存器時序傳送坯料。

然而，亦需要用吸桿將後邊緣固持在適當位置且防止薄片彎曲或變形。隨著夾持桿之速度變化，坯料往往會在減速期間彎曲。

文件WO20245116 A1揭示用於在薄片被輸送通過平壓機時保持薄片之後邊緣的吸桿。吸桿包含具有複數個並排設置之空氣開口的線。然而，吸桿需要定位於距坯料特定豎直距離處以便將坯料固持於適當位置。當坯料尺寸及厚度改變且自坯料至吸桿之距離增加時，問題出現。

鑒於上述問題，本發明之一目標為提供一種吸桿總成，該吸桿總成具有改良的抓握且固持薄片之後邊緣的能力，使得吸力適於固持具有不同尺寸之薄片。

此目標係藉由如請求項1之吸桿系統及如請求項14之定位系統來解決。

根據本發明之第一態樣，提供一種用於轉換機之吸桿系統，該吸桿系統包含至少一個吸桿總成，該至少一個吸桿總成包含安裝於具有內部供氣通道之橫向樑上的吸板，該吸板具有經組態以對在輸送方向上經由轉換機傳送之坯料施加吸力的抽吸表面，其中吸板包含複數個主氣流通道，各主氣流通道包含連接至供氣通道之進氣口以及出氣口，且其中流動方向在進氣口與出氣口之間延伸，且其中主氣流通道中之各者具備第一抽吸開口及第二抽吸開口，該等抽吸開口設置於抽吸表面上，且其中主氣流通道具備收縮區段，該收縮區段具有連接至第一抽吸開口之第一連接管道，且其中收縮區段經組態以在第一抽吸開口中產生壓降。

本發明係基於如下認識：可藉由首先減小存在於吸桿與坯料之間的空氣容積同時在坯料之後邊緣處施加較強局部吸力來更快速地改良並執行由吸桿抓握坯料。

在一具體實例中，主氣流通道在第二抽吸開口上游之流動方向上的橫截面積大於收縮區段之橫截面積。吸桿系統經設計以自入口氣流及來自第一抽吸開口之氣流產生組合氣流，使得大風量經由第二氣流開口處之主氣流通道注入。此組合氣流因此穿過連接區段至第二空氣開口，且產生穿過第二空氣開口之高抽吸容積。

在一具體實例中，第一及第二抽吸開口垂直於輸送方向T配置成單獨一行。因此，該等線在橫向樑之縱向方向上配置。

在一具體實例中，主氣流通道之收縮區段為文托利區段。

第二抽吸開口較佳地經由第二連接管道連接至主氣流通道。至第一抽吸開口之連接管道在流動方向上較佳地位於至第二抽吸開口之連接管道的上游。

在一具體實例中，第一抽吸開口在輸送方向上位於比第二抽吸開口更下游之處。

內部供氣通道可具有連接至氣流產生器之入口端，且可具備經組態以與吸板上之進氣口開口對準的複數個分佈出口開口。

較佳地，吸板係單獨部件且以可拆卸方式安裝至橫向樑。

在一具體實例中，第一抽吸開口經配置成與第二抽吸開口相隔一距離，且其中該距離小於第二抽吸開口處之主氣流通道的直徑之10倍。

第一抽吸開口與第二抽吸開口之間的距離在主通道當中可不同。

舉例而言，抽吸開口可以交錯式圖案配置，使得抽吸表面包含抽吸開口之規則陣列。此意謂距離區段之長度對於主通道中之一些可不同。

在一具體實例中，吸桿系統可進一步包含偏轉凸緣，且其中主氣流通道之出口開口位於偏轉凸緣下方。

在一具體實例中，吸桿系統可進一步包含移位機構，該移位機構包含第一滑軌及第二滑軌，且其中吸桿可滑動地安裝至滑軌。

根據本發明之第二態樣，提供一種定位系統，其包含吸桿系統及夾持器單元，該夾持器單元經組態以抓握及定位坯料之前部邊緣，且其中吸桿系統經定位成具有第一抽吸開口，該第一抽吸開口在輸送方向上位於比第二抽吸開口更上游之處。

在一具體實例中，定位系統包含沿輸送方向配置之複數個吸桿總成。因此，吸桿總成位於各工作台中且經組態以固持坯料之後邊緣。

本發明將關於平板壓轉換機進行描述。然而，本發明可整合至用於轉換機的其他類型之列印及摺疊模組中，其中，其可用以在輸送期間穩定薄片及坯料。

參看圖1，繪示呈平壓機10形式的轉換機10。平壓機10經組態以用於將薄片12轉換為坯料12。因此，薄片12在其傳送通過轉換機10時被轉換為最終坯料12。在本申請案之上下文內，術語「坯料」係用於裝載至轉換機10中之初始薄片12、轉換機10中之中間坯料12及由轉換機10產生之最終坯料12。

轉換機10由複數個工作台或單元構成，各工作台或單元對坯料12執行特定操作。在坯料12之輸送方向T上，轉換機10包含進給器單元10a、平壓機單元10b、剝離單元10c、沖裁單元10d及廢料清除單元10e。

坯料12可隨後自平壓機10收集並被引入至摺疊-膠合轉換機中，在該機器處，坯料自動膠合並摺疊以形成摺疊盒。替代地，來自平壓機10之坯料12可用作平板封裝盒，且可經手動摺疊。

進給器單元10a經組態以收納坯料12之堆疊且逐個地將其進給至平壓機單元10b中。坯料12可預印刷有文字或觀賞形貌體。替代地，坯料12可缺乏印刷形貌體。平壓機單元10b包含模切工具，該模切工具具備經組態以用於切割及折皺薄片12的切割及折皺尺。

剝離單元10c經組態以用於自切片12除去某些廢料元件。沖裁單元10d在輸送方向T上配置在剝離單元之後，且經組態以將坯料12與切掉的廢料分離並將坯料12配置成堆疊。

在沖裁單元10d之後，廢料清除單元10e經組態以用於除去切片12之其他廢料元件。廢料清除單元10e可包含使廢料移動遠離平壓機之輸送機。

坯料12藉由輸送機系統18輸送通過轉換機10，該輸送機系統包含輸送帶20，其中複數個夾持器單元22附接至該輸送帶。夾持器單元22亦可被稱作「夾持桿」22。夾持器單元22經組態以用於夾持坯料12之前邊緣12'，且以導引方式傳送坯料12通過轉換機10。夾持器單元22在沖裁單元10d處釋放所形成的坯料12。夾持器單元22彼此間隔開一固定距離，使得坯料12之前邊緣12'之間的距離亦為固定的。輸送帶20配置於坯料12上方且其軌道在坯料12之輸送路徑上方。夾持器單元22在不同工作台之間輸送坯料12並在平壓機10b撞擊坯料12時短暫地停止坯料12。

坯料12之後邊緣12''係由包含至少一個吸桿總成31的吸桿系統30固持。吸桿系統30可包含複數個吸桿總成31。較佳地，吸桿系統30位於輸送帶20之與夾持器單元22的相對側上。以此方式，可減少兩個系統18、30之間的干擾及空間限制。在所繪示具體實例中，吸桿系統30位於坯料12下方。

因此，轉換機10可包含平壓機單元10b、剝離單元10c及沖裁單元10d中之各者中的吸桿總成31。各吸桿總成31經定位以使得其將坯料12之後邊緣12''固持於各各別工作台中。因此，在對移動通過轉換機10的各坯料12執行處理操作時，坯料12之後邊緣12''由吸桿總成31固持。

夾持器單元22移動穿過不同工作台並執行自沖裁單元10d返回到平壓機單元10b的返回路徑。吸桿總成31係靜止的且位於各工作台10b、10c、10d中之上游位置處。

如在圖4a中最佳地所見，吸桿總成31之位置較佳地可在輸送方向T上調整。以此方式，吸桿總成31之位置可適於坯料12之縱向長度L1。呈第一滑軌35a及第二滑軌35b之形式的位移機構35可配置於吸桿總成31之遠端31a、31b處，且與吸桿總成31上之協作連接部件接合。

因此坯料12牢固地且平坦地固持於夾持器單元22與吸桿總成31之間。此確保藉由平壓機單元10b執行之沖孔操作在正確位置處提供切割線及折皺線，且使得切出坯料12之幾何形狀為正確的。

夾持器單元22與吸桿總成31之組合形成定位系統。

如圖2中所繪示，各吸桿總成31包含具有內部供氣管道34之細長橫向樑32，及包含抽吸表面S之吸板36。

吸板36之抽吸表面S經組態以對坯料12施加吸力，使得後邊緣12''黏附至該抽吸表面。吸板36上之抽吸表面S包含經組態以對坯料12施加吸力之複數個抽吸開口46。

較佳地，坯料12的縱向長度L1之僅一部分與抽吸表面S接觸。坯料12之後部部分，諸如坯料12在輸送方向T上的縱向長度L1之大約75%可在坯料12之減速期間與抽吸表面S接觸。因此，前部部分，諸如坯料12的縱向長度L1之25%並不與抽吸表面S接觸。

此使得坯料12阻塞抽吸表面S上之第一抽吸開口46a且抓握坯料12之後部部分。因此，當抽吸表面S抓握坯料12時坯料12被減速且拉直。第一抽吸開口46a位於坯料之後邊緣之位置處且接近於坯料12短暫停止之位置。在一具體實例中，在坯料12短暫停止的位置處，第一抽吸開口46a的位置與坯料12之後邊緣相隔之距離介於0 mm至50 mm之間。

坯料12相對於吸板36之抽吸表面S定位於一豎直距離處。此豎直距離係在抽吸表面S與坯料12之間在至夾持器單元22之附接點中量測。抽吸表面S與坯料12之間的距離可高達16 mm。將坯料12吸引至吸桿總成31的吸力經選擇以足以使坯料12固持為平坦的。

吸板36附接至細長橫向樑32。吸板36與細長橫向樑32之間的連接可由固定件38（諸如螺釘、螺栓或鉚釘38）提供。吸板36可以可移除方式安裝至細長橫向樑32。

吸板36可在積層製造製程，亦即3D印刷製程中生產。此允許在吸板36中形成複雜的內部氣流通道。替代地，吸板36可藉由其他習知製造方法生產，涉及用工具使薄片金屬成形或加工金屬。

在圖2中所展示之實例中，複數個吸板36安裝於細長橫向樑32之頂表面上。然而，亦有可能提供單個吸板36，該吸板在縱向方向L上在細長橫向樑32之長度上延伸。吸桿總成31之縱向方向L及縱向延伸部垂直於輸送方向T。

供氣管道34具備連接至氣流產生器（未繪示）之進氣口33。複數個出氣口開口40係配置於細長橫向樑32之頂表面上。來自供氣管道34之出氣口開口40經組態以與吸板36中之配合進氣口開口42（圖3中可見）對準。較佳地，密封件44配置於供氣管道34與吸板36之間。密封件44包含位於出氣口開口40與進氣口開口42對準之位置中的孔徑。

抽吸開口46包含抽吸開口之第一群組46a及抽吸開口之第二群組46b。抽吸開口之第一群組及第二群組46a、46b與線性延伸部成直線配置，該線性延伸部與吸桿總成31之縱向延伸部一致。

替代地，第一抽吸開口46a可在吸桿總成31之縱向延伸部中錯開。以此方式，抽吸表面S包含抽吸開口之規則陣列46a、46b。此可藉由在第一抽吸開口46a與第二抽吸開口46b之間提供變化距離d1（在圖3中可見）來達成。第二抽吸開口46b亦可以交錯式圖案配置。

抽吸開口之第一群組46a及抽吸開口之第二群組46b可定位於各工作台中之上游的位置中。此允許夾持器單元22將坯料12之前邊緣定位於各工作台之出口處，同時抽吸開口46a、46b施加吸力且抓握坯料12之後邊緣。抽吸開口之第一群組46a經組態以對坯料12施加吸力，使得坯料12黏附於吸桿總成31之抽吸表面S。抽吸開口之第一群組46a較佳在輸送方向T上比抽吸開口之第二群組46b更下游地配置。吸力經選擇以便維持坯料12平坦且防止坯料12之後邊緣隆起。

抽吸開口之第二群組46b經組態以產生大量空氣借量，以便藉由抽吸減少位於坯料12與吸桿總成31之間的空氣量。

在抽吸開口之第一群組46a中存在比在抽吸開口之第二群組46b中更低的壓力。在一具體實例中，第一抽吸開口46a中之壓力可介於0毫巴與-600毫巴之間，較佳介於-40毫巴與-200毫巴之間。第二抽吸開口46b中之壓力係在0毫巴與-150毫巴之間，較佳地在0毫巴與-40毫巴之間。

此壓力差係藉由吸板36中之特定通道設計來達成。如在圖3中最佳地所見，吸板36包含自入口開口42延伸至出口開口43之複數個主氣流通道48。入口開口42連接至如先前所描述之中心供氣管道34。出口開口43可位於吸桿總成31中之凸緣47下方。凸緣47可呈板元件形式且經組態以使出口氣流自主氣流通道48分流。

穿過第一抽吸開口46a及第二抽吸開口46b開口之氣流速率可高達3000公升/分鐘。

各主氣流通道48在氣流方向F上具有複數個具有不同幾何結構之區段S1至S6。在自進口開口42至出口開口43之方向上，主氣流通道48包含入口區段S1、收縮區段S2、第一連接區段S3、距離區段S4、第二連接區段S5及出口區段S6。

入口區段S1可彎曲以使入口開口42與吸桿總成31中之供氣開口40豎直對準。入口區段S1允許將入口氣流Q1引導至主氣流通道48中。在入口區段S1中，接收入口氣流Q1。入口區段S1中之壓力類似於供氣通道34中之壓力，且氣流v1之速度係相對於入口區段S1之橫截面積來選擇。

收縮區段S2為文托利區段，其經組態以提供氣流之加速度，使得空氣速度增加。收縮區段S2為漏斗形，使得主氣流通道48之橫截面積在氣流方向F上逐漸減小。收縮區段S2中之氣流速度v2高於入口區段S1中之氣流速度v1，而收縮區段S2中之壓力減小至低於入口區段S1中之壓力。穿過收縮區段S2之流動速率Q2等於入口區段S1中之流動速率Q1。

第一連接區段S3包含自主氣流通道48延伸至第一抽吸開口46a之連接管道50。第一連接區段S3之入口位於收縮區段S2之出口處。因此第一抽吸開口46a連接至收縮區段S2之出口。收縮區段S2之出口處的減壓在第一連接管道50中產生壓降。此經由第一抽吸開口46a產生高吸力。

因此，額外氣流Q2經由第一抽吸開口46a被抽吸至主氣流通道48中。此提供連接區段S3中之增大的氣流。穿過第一連接區段S3的氣流Q3等於Q1與Q2之總和。連接區段S3亦具有比收縮區段更大的橫截面積。

距離區段S4具備大致恆定之橫截面積，且確保第一抽吸開口46a在距第二抽吸開口46b之距離d1處間隔開。距離d1可經選擇以便足夠長以減小在距離區段S4之末端處之氣流中的湍流。距離d1較佳地小於第二抽吸開口46b處之主氣流通道48的直徑d2之10倍。

至第二抽吸開口46b之第二連接區段S5位於距離區段S4之出口處。距離區段S4之橫截面積大於入口區段S1，且穿過第二連接區段S5之氣流Q5高於入口氣流Q1。此經由第二抽吸開口46b誘發高空氣借量Q4。在一具體實例中，可存在連接至各主氣流通道48之若干第二抽吸開口46b。

出口區段S6經組態以經由出口開口43分流氣流。出口區段S6中之氣流Q5為入口氣流Q1與經由第一抽吸開口46a及第二抽吸開口46b提供之氣流Q2及Q4的總和。

10:平壓機/轉換機 10a:進給器單元 10b:平壓機單元 10c:剝離單元 10d:沖裁單元 10e:廢料清除單元 12:薄片/坯料 12':前邊緣 12'':後邊緣 18:輸送機系統 20:輸送帶 22:夾持器單元/夾持桿 30:吸桿系統 31:吸桿總成 31a:遠端 31b:遠端 32:細長橫向樑 33:進氣口 34:內部供氣管道 35a:第一滑軌 35b:第二滑軌 36:吸板 38:固定件/鉚釘 40:出氣口開口 42:配合進氣口開口 43:出口開口 44:密封件 46:抽吸開口 46a:第一抽吸開口 46b:第二抽吸開口 47:凸緣 48:主氣流通道 50:連接管道 51:第二連接管道 A1:橫截面積 A2:橫截面積 d1:距離 d2:直徑 F:氣流方向 L:縱向方向 L1:縱向長度 Q1:氣流 Q2:氣流 Q3:氣流 Q4:高空氣借量 Q5:氣流 S:抽吸表面 S1:入口區段 S2:收縮區段 S3:第一連接區段 S4:距離區段 S5:第二連接區段 S6:出口區段 T:輸送方向

現將參考隨附圖式描述本發明，在隨附圖式中，相似的特徵用相同元件符號指示，且其中： -    [圖1]為呈平壓機之組態之轉換機的示意性橫截面圖； -    [圖2]為根據本發明之一具體實例之吸桿總成的示意性立體圖； -    [圖3]為示意性立體圖，其中剖示部分展示用於圖2之吸桿總成的吸板； -    [圖4a]為安裝於轉換機中之吸桿總成的示意性立體圖；且 -    [圖4b]為連接至氣流管道之吸板的詳細橫截面圖。

36:吸板

42:配合進氣口開口

43:出口開口

46a:第一抽吸開口

46b:第二抽吸開口

48:主氣流通道

50:連接管道

51:第二連接管道

A1:橫截面積

A2:橫截面積

d1:距離

d2:直徑

F:氣流方向

Q1:氣流

Q2:氣流

Q3:氣流

Q4:高空氣借量

Q5:氣流

S1:入口區段

S2:收縮區段

S3:第一連接區段

S4:距離區段

S5:第二連接區段

S6:出口區段

Claims (15)

1. 一種用於一轉換機（10）之吸桿系統（30），該吸桿系統包含至少一個吸桿總成（31），該至少一個吸桿總成包含安裝於具有一內部供氣通道（34）之一橫向樑（32）上的一吸板（36）， 該吸板具有一抽吸表面（S），該抽吸表面經組態以對在一輸送方向（T）上傳送通過該轉換機（10）之一坯料（12）施加吸力， 其中該吸板（36）包含複數個主氣流通道（48），各主氣流通道包含連接至該供氣通道（34）之一進氣口（42）及一出氣口（43），且其中一流動方向（F）在該進氣口（42）與該出氣口（43）之間延伸， 且其中該等主氣流通道（48）中之各者具備一第一抽吸開口（46a）及一第二抽吸開口（46b），該等抽吸開口（46a、46b）設置於該抽吸表面（S）上，且其中該主氣流通道（48）具備一收縮區段（S2），該收縮區段具有連接至該第一抽吸開口（46a）之一第一連接管道（50），且其中該收縮區段經組態以在該第一抽吸開口（46a）中產生一壓降。
2. 如請求項1之吸桿系統，其中該主氣流通道在該流動方向（F）上在該等第二抽吸開口（46b）上游之一橫截面積（A2）大於該收縮區段（S2）之橫截面積（A1）。
3. 如請求項1或2之吸桿系統，其中該等第一及第二抽吸開口（46a，46b）垂直於該輸送方向（T）配置成單獨一行。
4. 如請求項1至3中任一項之吸桿系統，其中該主氣流通道之該收縮區段（S2）為一文托利區段。
5. 如請求項1至4中任一項之吸桿系統，其中該第二抽吸開口（46b）經由一第二連接管道（51）連接至該主氣流通道。
6. 如請求項5之吸桿系統，其中至該第一抽吸開口之該連接管道（50）在該流動方向（F）上位於至該第二抽吸開口之該連接管道（51）的上游。
7. 如請求項1至6中任一項之吸桿系統，其中該等第一抽吸開口（46a）在該輸送方向（T）上位於比該等第二抽吸開口（46b）更下游之處。
8. 如請求項1至7中任一項之吸桿系統，其中該內部供氣通道（34）具有連接至一氣流產生器之一入口端（33），且具備經組態以與該吸板上之進氣口開口（42）對準的複數個分佈出口開口（40）。
9. 如請求項1至8中任一項之吸桿系統，其中該吸板為一單獨部件且以可拆卸方式安裝至該橫向樑。
10. 如請求項1至9中任一項之吸桿系統，該等第一抽吸開口配置在距該等第二抽吸開口一距離（d1）處，且其中該距離小於該第二抽吸開口處之該主氣流通道的直徑（d2）之10倍。
11. 如請求項1至10中任一項之吸桿系統，其中一第一抽吸開口與一第二抽吸開口之間的一距離（d1）在該等主通道當中不同。
12. 如請求項1至11中任一項之吸桿系統，其進一步包含一偏轉凸緣（47），且其中該主氣流通道之該出口開口位於該偏轉凸緣下方。
13. 如請求項1至12中任一項之吸桿系統，其進一步包含一位移機構（35），該位移機構包含一第一滑軌及第二滑軌（35a、35b），且其中該吸桿可滑動地安裝至該滑軌。
14. 一種定位系統，其包含如請求項1至13中任一項之一吸桿系統及一夾持器單元，該夾持器單元（22）經組態以抓握及定位一坯料之前部邊緣，且其中該吸桿系統經定位成具有該第一抽吸開口（46a），該第一抽吸開口在該輸送方向上位於比該等第二抽吸開口（46b）更下游之處。
15. 如請求項14之定位系統，其中複數個吸桿總成（31）係沿該輸送方向（T）配置。