Устройство, установка и способ обертывания предмета в оболочку из листового материала - RU2565720C2

Чертежи

Показать все 19 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к упаковочному устройству и установке для обертывания предмета, обычно пищевого продукта, в оболочку, образованную парой полуобечаек, выполненных из листового материала и имеющих форму, совпадающую с соответствующей частью поверхности предмета, и к связанному способу упаковки.

В известных процессах, две предварительно отформованные полуобечайки соединяются одна с другой вокруг предмета и соединяются друг с другом посредством операции, известной как уплотнение соединения, которая подразумевает загибание и/или обжимку фланцев, окружающих контур устья каждой полуобечайки.

Термин «уплотнение соединения», который используется в технологиях механообработки для обозначения операции обжимки краев заклепанных листов, используется в этом описании в широком смысле для обозначения операции деформирования, при которой загибают и/или обжимают края фланцев каждой полуобечайки таким образом, чтобы такие края фланцев соединялись друг с другом.

Процесс упаковки и машина упомянутого выше типа описаны в DE 1784647U. Процесс, описанный там, предполагает начальный этап, в котором небольшие алюминиевые листы вытягиваются в соответствующих профилированных пресс-формах таким образом, чтобы образовать две полуобечайки оболочки; затем пищевой продукт помещается в одну из двух полуобечаек, поддерживающуюся посредством соответствующей пресс-формы, и вторая полуобечайка, помещенная в соответствующую пресс-форму, накладывается на часть продукта, выступающую из первой полуобечайки, посредством чего располагая края фланцев двух полуобечаек с взаимным расположением друг напротив друга.

Когда две пресс-формы были закрыты, края фланцев подрезаются или перфорируются; затем края фланцев двух полуобечаек соединяются друг с другом посредством термосоединения, склеивания или загибания; однако, эта последняя операция не описана подробно.

GB 952925 описывает процесс и уплотняющее устройство в рамках способа, в котором используются две полуобечайки из листового алюминия, профилированного в виде пресс-формы для образования полого шоколадного тела; операция уплотнения соединения выполняется посредством расположения предметов, помещенных один за одним между двумя полуобечайками из листового алюминия, в первый пресс, который, посредством кольцеобразного формующего элемента вызывает начальное загибание краев фланцев в направлении, перпендикулярном относительно общей плоскости фланцев.

Затем предметы перемещаются на второй пресс, с которым связан кольцеобразный формующий элемент, который, в свою очередь, заставляет фланцы закручиваться.

Одна цель настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства, которое делает возможным выполнение операции уплотнения соединения одновременно на множестве предметов.

Другая цель изобретения заключается в обеспечении процесса и установки, которые обеспечивают последовательную упаковку, непрерывно или шаг за шагом, посредством чего делая возможной упаковку множества предметов в полуобечайки из листового материала с высокой производительностью.

Принимая во внимание эти цели, устройство для уплотнения соединения, содержащая его установка, и способ, как определено в формуле изобретения, которая следует ниже, составляют предмет изобретения.

Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут очевидными из следующего ниже подробного описания, которое является исключительно иллюстративным и неограничительным и которое делается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг.1-15 представляют собой схематические изображения, на которых показаны последовательные этапы процесса упаковки согласно предпочтительному варианту осуществления;

- на фиг.7а и 7b показаны два последовательных положения операции, выполняемой на фиг.7;

- фиг.16 представляет собой перспективный вид инструмента для уплотнения соединения, использующегося в рамках способа; и

- фиг.17 представляет собой вид сверху инструмента согласно фиг.16, изображенного в рабочем положении вместе с предметом, относительно которого инструмент работает для операции уплотнения соединения.

Установка в соответствии с изобретением выполняет последовательную упаковку заданного предмета, начиная с начального этапа вытягивания листового материала для получения полуобечаек, которые составляют оболочку, и продолжается до выпуска полностью упакованного предмета.

Как будет очевидно из описания, которое следует ниже, некоторые рабочие этапы, описанные ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, являются исключительно опциональными.

На Фиг.1 показан этап вытягивания для образования первой и второй полуобечайки 2, 4 в соответствующей пресс-форме 6 и 8 с ячеистой структурой. Полуобечайки 2, 4 получены из листа пластично деформируемого материала. Обычно это лист алюминия, например, с толщиной от 10 мкм до 40 мкм, который опционально может быть покрыт по меньшей мере на одной поверхности, лаком или другим термоплавким или термоклейким покрытием. Пресс-формы 6 и 8 имеют профилированную формовочную полость 9, 11 (фиг.2) с формой, которая совпадает с соответствующей частью внешней поверхности предмета для упаковки.

Предмет для упаковки показан на чертежах, представленных наряду с этим описанием, и, в частности, на фиг.1-15, с круглым поперечным сечением, так что две полуобечайки 2, 4 равны друг другу в сечениях, которые являются предметом фигур.

Является очевидным, что это представляет собой только иллюстративную альтернативу, взятую для простоты иллюстрации, так как изобретение не должно пониматься каким-либо образом ограниченным на предметах для упаковки с круглыми поперечными сечениями или с осевой симметрией; наоборот, процесс является особенно предпочтительным для профилированных предметов для упаковки со сложными и несимметричными формами, типа, показанного на фиг.17, например.

Две полуобечайки, выполненные из листового материала, в которые упаковывается предмет, могут в этом случае иметь формы, которые отличаются друг от друга, при этом понимается, что, в любом случае, профиль устья полуобечаек соответствует профилю максимального продольного сечения предмета.

Таким образом, предмет для обертывания может, например, представлять собой тело из пищевого материала, например, шоколада, при необходимости полое, такое как шоколадное яйцо (которое является типичным примером тела с осевой симметрией), например, или тело со сложной формой, такое как тело, представляющее игрушку, символ или животное.

Также предполагается, что, хотя каждая пресс-форма изображена на прилагаемых чертежах с одним местом для вытягивания соответствующей полуобечайки, в промышленной практике каждая пресс-форма может содержать множество мест, расположенных, например, в виде матрицы, для того, чтобы сделать возможным вытягивание множества полуобечаек за один этап.

Непрерывная полоса листового материала, раскрученная из рулона, разрезается для получения листа, который располагается на каждой пресс-форме; в случае, в котором каждая пресс-форма имеет множество гнезд, после расположения листа так, чтобы он закрывал места, первая операция разрезания обычно выполняется для того, чтобы разделить лист на небольшие отдельные листы, каждый из которых закрывает соответствующее гнездо.

Операция вытягивания выполняется образом, который по существу является известным, например, посредством использования пуансона 10 (или множества пуансонов 10) с формой, которая является комплементарной с поверхностью каждого гнезда или полости пресс-формы.

Операция вытягивания выполняется без закрепления, или только с незначительным закреплением периферийных краев каждого листа, подлежащего вытягиванию. Полуобечайки из листового материала 2, 4, полученные таким образом, имеют полую часть 2а, 4а поверхности и периферийную часть 2b, 4b поверхности, окружающие контур разъема полой части, внешний профиль которых соответствует периметру каждого листа, поданного к соответствующей пресс-форме.

Однако следует уточнить, что описанный процесс также применяется к упаковке предмета, который имеет поверхность с плоским основанием, и в случае этого, одна из полуобечаек состоит из невытянутого листа, т.е. плоского листа; следовательно, тот факт, что две части оболочки определены в качестве полуобечаек в этом описании, предполагается включающим оболочку, в которой одна из указанных частей представляет собой плоский лист.

На фиг.2 и 3 показаны этапы (причем опциональные), на которых вытянутые полуобечайки 2, 4 переносятся на вспомогательные поддерживающие элементы 12, 14, каждый из которых имеет по меньшей мере одно соответствующее гнездо 16, 18 для размещения и/или поддерживания соответствующей полуобечайки и часть с общей плоской поверхностью 20, 22, окружающую устье соответствующего гнезда, и приспособленную для поддерживания периферийной части 2b, 4b соответствующей полуобечайки.

Как показано на фиг.3, один из указанных поддерживающих элементов имеет кольцевой паз или канавку 24, окружающую профиль устья гнезда 16, функция которой показана ниже. Как указано, этапы на фиг.2 и фиг.3 являются опциональными, так как операция вытягивания может быть выполнена в пресс-форме с особенностями в соответствии с поддерживающим элементом 12.

Затем предмет Р располагается в полуобечайке 2 посредством использования средств перемещения, по существу известных, например, типа присоски, и полуобечайка 4 соединяется с полуобечайкой 2 в положении с наложением на часть поверхности предмета Р, которая выступает из гнезда 16; получается конфигурация, в которой две полуобечайки 2, 4 расположены с их периферийными частями 2b, 4b поверхности, которые окружают контуры устья полуобечаек, с взаимным расположением друг напротив друга и по существу расположенными в одной плоскости, как показано на фиг.6.

Для получения этой конфигурации, поддерживающий элемент 14 может переворачиваться на 180° на поддерживающий элемент 12, как показано на фиг.5; для этой цели поддерживающие элементы 12, 14 могут быть шарнирно соединены друг с другом в виде книги; однако это решение является только иллюстративным, так как предполагается, что конфигурация согласно фиг.6 может быть получена посредством других рабочих средств, которые осуществляют перемещение полуобечаек 4, относительно вытянутых на отдельной линии, на полуобечайки 2.

Затем процесс предусматривает операцию отрезания периферийных краев 2b, 4b полуобечаек с целью получения, на каждой полуобечайке, фланца, обозначенного в целом позицией 5, 7, который окружает контур устья полуобечаек 2, 4, предпочтительно, на равном расстоянии.

Эта операция отрезания, показанная на фиг.7, 7а, 7b, предпочтительно, выполняется посредством вызывания, одновременно с отрезанием, загибания части 5а, 7а фланцев 5, 7, удаленных от указанного предмета Р в положении под углом, предпочтительно, ортогональных относительно плоскости, на которой лежат фланцевые части 5b, 7b, ближайшие к предмету Р.

Эта операция может выполняться посредством устройства, типа, показанного на фиг.7, которое взаимодействует с поддерживающим элементом 12, обеспеченным кольцевой канавкой 24.

Это отрезающее устройство содержит подвижный в вертикальном направлении поддерживающий элемент 26 со связанным кольцевым отрезающим средством или пробивным штампом 28 и прижимными средствами 30, 32, предпочтительно, упруго связанными с поддерживающим элементом 26, которые окружают кольцевые отрезающие средства 28 изнутри и снаружи.

Отрезающее устройство расположено посредством прижимных средств 30, 32 в контакте с периферийной частью 4b и с отрезающим средством 28, которое способно проникать в канавку 24. Отрезающий конец 28а отрезающего средства 28 приспособлен проникать в канавку 24 с небольшим радиальным расстоянием от радиально внутренней стенки 24а канавки 24, при этом это расстояние имеет такую величину, чтобы быть способным разместить края 7а и 5а фланцев.

Таким образом, в ходе операции отрезания, прижимные средства 30 и 32 прижимают периферийные части 2b и 4b каждой полуобечайки и опускание отрезающих средств внутрь канавки 24 вызывает одновременное загибание вниз удаленных фланцевых частей 5а и 7а (фиг.7а и 7b) в то же время, что и отрезание указанных периферийных частей с профилем фланца, который соответствует контуру устья полуобечаек.

Обрезанные части, обозначенные в целом позицией 13, могут быть удалены после отрезания, например, посредством извлечения на более позднем этапе процесса.

Процесс затем, предпочтительно, предусматривает операцию переворачивания предмета Р на 180° вместе со связанными полуобечайками 2, 4, таким образом, чтобы расположить загнутые края 5а, 7а фланцев вверх.

Эта операция может быть, например, выполнена в соответствии с рабочими этапами согласно фиг.8, 9, 10 и 11, которые включают переворачивание поддерживающего элемента 14 на поддерживающий элемент 12 для получения конфигурации согласно фиг.9, в которой две полуобечайки зажимаются между соответствующими поддерживающими элементами 12, 14, переворачивание на 180° двух связанных поддерживающих элементов 12, 14 (фиг.10) и последующее открывание верхнего поддерживающего элемента 14 для получения конфигурации согласно фиг.11.

В этой конфигурации, две полуобечайки 2 и 4 не прижимаются одна к другой, таким образом необходимо выполнить операцию уплотнения соединения с загибанием и возможной обжимкой загнутых краев фланцев.

В соответствии с изобретением, эта операция может быть выполнена посредством устройства для уплотнения соединения, имеющего отличительные особенности, определенные в прилагаемой формуле изобретения, и описанного со ссылкой на фиг.12 и 17, которое установлено для работы, начиная с предмета, обернутого двумя полуобечайками в конфигурации согласно фиг.11.

Однако предполагается, что конфигурация согласно фиг.11, которая делает возможной работу с помощью устройства, описанного ниже, может быть получена независимо, с рабочими этапами, которые необязательно соответствуют этапам, описанным ранее.

Однако такое устройство, которое может являться секцией упаковочной машины, которая выполняет одну или более операций, описанных ранее по очереди, или которое может являться автономным устройством, на которое могут подаваться предметы со связанными полуобечайками 2, 4, обычно содержит средство для поддерживания, такое как, например, поддерживающий элемент 12 на фиг.11, содержащий по меньшей мере одно гнездо 16, приспособленное для поддерживания предмета Р, помещенного между двумя полуобечайками из листового материала, или множество гнезд, каждое для соответствующего предмета; средства для поддерживания содержат по существу плоскую поверхность 34, которая окружает вышеуказанное гнездо 16 и которая является подходящей для поддерживания фланцев 5, 7 двух полуобечаек, расположенных с взаимным наложением друг на друга.

Устройство содержит средства для уплотнения соединения, выполненные с возможностью вызывания загибания и/или обжимки фланцевых частей 5а, 7а, удаленных от предмета Р, начиная от конфигурации указанных фланцев, в которой их удаленные части 5а и 7а уже загнуты в положение под углом, обычно практически ортогональное относительно поверхности 34 поддерживающего элемента.

Вышеуказанные средства для уплотнения соединения содержат инструмент для уплотнения соединения, обозначенный позицией 36, который может представлять собой тело в форме пластины с отверстием 38 (фиг.16) (или множеством отверстий, по одному для каждого предмета, предназначенного для уплотнения), имеющее профиль 40 периметра, гомологический и расширенный относительно профиля периметра, заданного концами фланцев 5, 7.

Таким образом, инструмент 36 для уплотнения соединения является способным располагаться в контакте с поверхностью 34 поддерживающего элемента 12, с отверстием 38 в положении, окружающем удаленные фланцевые части 5а, 7а на расстоянии, то есть в конфигурации, показанной на фиг.17, видимыми на которой являются верхняя полуобечайка 2, профиль периметра, заданный удаленными частями 5а, 7а, и профиль 40 отверстия 38, который расположен практически на равном расстоянии от краев фланцев.

Инструмент для уплотнения соединения является вертикально подвижным относительно средств для поддерживания, между поднятым положением и опущенным положением, в котором он находится в контакте с поверхностью 34. Инструмент 36 для уплотнения соединения также является подвижным в горизонтальной плоскости. Приводные средства 42 выполнены с возможностью осуществления вертикальных и горизонтальных перемещений инструмента для уплотнения соединения.

В частности, приводные средства 42 выполнены с возможностью приведения последовательных или непоследовательных участков профиля 40 отверстия 38 в контакт с гомологическим участком профиля, заданного ранее загнутыми удаленными фланцевыми частями 7а, 5а. Эта операция может выполняться в положении, в котором нижний конец инструмента для уплотнения соединения находится в контакте с поверхностью 34 и также используется для получения, где необходимо, правильного расположения указанных удаленных фланцевых частей 5а, 7а в положение, ортогональное относительно поверхности 34 (фиг.12).

Затем инструмент для уплотнения соединения подвергается вертикальному перемещению на расстояние d, большее, чем толщина двух наложенных друг на друга ближайших фланцевых частей 5b, 7b и так, что нижний конец профиля 40 отверстия 38 по-прежнему способен к взаимодействию, следующему за горизонтальным перемещением, с верхним концом удаленных фланцевых частей 5а, 7а (фиг.13).

Последовательно, инструмент 36 для уплотнения соединения подвергается горизонтальному перемещению с приближением к предмету Р, таким образом, чтобы вызвать дополнительное загибание внутрь удаленных фланцевых частей 7а, 5а (фиг.14), наложенных на ближайшие части 5b, 7b.

Опционально и в любом случае, предпочтительно, инструмент 36 для уплотнения соединения затем подвергается вертикальному перемещению с приближением к поверхности 34 поддерживающего элемента 12 для того, чтобы вызвать обжимку (фиг.15).

Вышеуказанные операции, то есть операции согласно фиг.12, 13 и 14, и, опционально, также операции согласно фиг.16 (обжимка), выполняются для дополнительных последовательных или непоследовательных участков профиля фланцев. Например, когда предмет имеет в основном четырехугольный профиль, вышеуказанные операции выполняются для каждой из сторон, которые задают профиль; однако предполагается, что выполнение операции уплотнения соединения вдоль всего профиля фланца не является существенным и обязательным аспектом процесса, так как - в конкретных применениях - может быть желательным поддерживать неуплотненную часть профиля фланца, или сохранить участок профиля фланца, в котором фланцы находятся в наложенном друг на друга положении и не загнуты сами на себя; это решение может, например, применяться в случае, в котором соединение одного участка фланцев выполнено посредством применения наклейки. Таким образом, процесс в соответствии с изобретением имеет дополнительное преимущество, которое делает возможным выполнение операции уплотнения соединения только на одной части профиля периметра фланцев или на конкретных частях, даже на частях, которые не прилегают друг к другу.

В частности, в случае профиля типа, показанного на фиг.16 и 17, инструмент для уплотнения соединения может выполнять полную (или частичную) операцию уплотнения соединения, будучи приведенным в движение с поступательным перемещением в двух направлениях, ортогональных друг другу.

В случае предмета с телом, имеющим профиль с криволинейными участками, например, яйцевидный профиль, инструмент для уплотнения соединения может быть выполнен с возможностью вращательного и эксцентрического перемещения в горизонтальной плоскости для того, чтобы привести последовательные или непоследовательные участки профиля 40 отверстия 38 в контакт еще раз с краями фланцев и выполнить показанные последующие операции.

Как указано выше, заключительная операция обжимки является опциональной, так как в случае конкретных конфигураций предмета, предназначенного для уплотнения, такого как, например, в случае яйцевидного тела, операция уплотнения соединения (если необходимо) может быть выполнена на более позднем этапе посредством вспомогательного инструмента 36b (фиг.15), вертикально подвижного под действием приводных средств 42а, и обеспеченного отверстием, внутренний профиль которого по существу соответствует профилю устья двух полуобечаек. Вышеуказанный вспомогательный инструмент 36b может приводиться в вертикальное перемещение до контакта с краями фланцев, загнутых сами на себя, для того, чтобы осуществить обжимку вдоль всего контура краев фланцев за одну операцию обжимки.

Описанные процесс и устройство для уплотнения соединения, таким образом, делают возможным упаковку предметов, которые имеют сложный или смешанный профиль, аналогично телам с правильным профилем или с прямолинейными и криволинейными участками.

Как уже указано, предполагается, что процесс и устройство могут быть выполнены для работы одновременно над множеством предметов.

Как указано, является возможным выполнение операции уплотнения соединения вдоль всего контура фланцев, благодаря возможности перемещения инструмента 36 для уплотнения соединения хотя бы только в двух ортогональных направлениях в горизонтальной плоскости; в таком случае устройство для уплотнения соединения является особенно простым и предпочтительным, так как оно делает возможным работу над предметами с разными формами, просто посредством изменения профиля 40 отверстия или отверстий 38.

Конечно, без ущерба относительно принципа изобретения, образы приведения в действие и подробности вариантов осуществления могут быть изменены, по сравнению с тем, что было описано и показано только для неограничивающих иллюстративных целей, не выходя за пределы формулы изобретения, которая следует ниже.

Реферат

Устройство предназначено для обертывания предмета в оболочку, образованную из пары полуобечаек, выполненных из листового материала, с формой, совпадающей с соответствующими частями внешней поверхности предмета, причем полуобечайки имеют фланец, окружающий ее контур, причем фланцы соединены друг с другом посредством загибания и/или обжимки для того, чтобы совместно составить оболочку. Устройство содержит поддерживающие средства для предмета, помещенного между полуобечайками, установленными друг напротив друга, средства для уплотнения соединения, выполненные с возможностью выполнения загибания фланцев и, опционально, для обжимки загнутых фланцев из конфигурации, в которой концевая часть фланцев, удаленная от предмета, расположена в положении под углом относительно фланцевой части, ближайшей к предмету.При этомсредства для уплотнения соединения содержат инструмент, имеющий отверстие, профиль которого является гомологическим и расширенным относительно профиля периметра, заданного удаленным концом фланцев. Инструмент выполнен подвижным в направлении, перпендикулярном относительно плоскости, в которой лежит ближайшая часть фланцев, и подвижным параллельно плоскости ближайшей части фланцев, причем имеются приводные средства, выполненные с возможностью размещения инструмента в расположение, окружающее расположенную под углом удаленную часть фланца, и для приведения участка профиля отверстия в контакт с гомологическим участком профиля периметра, определенного расположенной под углом удаленной частью фланцев, и для перемещения с приближением к предмету с помощью участка профиля отверстия в конта

Формула