制造用于养蜂的蜂窝的装置和相应的方法与流程

描述

本发明涉及一种用于通过模制连续的蜂窝元件来制造用于养蜂的蜂窝的装置和相应的方法，从该连续的蜂窝元件单个地切割用于安装在蜂箱中的蜂窝。

本发明一般地涉及通过模制蜡块并将两个彼此平行且相对布置的模制带组合在一起来制造用于养蜂的蜂窝，所述模制带夹紧液体状态的蜡，所述蜡由模制芯部形式的突起模制，模制芯部的形状与蜂窝的腔的形状相匹配，并且在冷却过程中模制芯部从蜡输入端连续移动到模制的蜂窝输出端，允许用于养蜂的蜂窝能够快速且容易地生产，这导致有利的生产价格。

本发明的方法和装置的发明人已经做出了与制造用于养蜂的蜂窝有关的其它多个发明，包括西班牙专利第9600019、9701564和200700845号，以及西班牙增补专利(spanishpatentofaddition)第9801156号。

在西班牙专利第200700845号中，发明人公开了通过组合多组确定形式的激励电磁体和包含在芯部中的金属带和铁粉来分离用于模制蜂窝的带，由此允许实现带的横向移动，这允许容易地脱模具有非常薄的壁的蜂窝。

根据上述西班牙专利的方法，尽管令人满意地解决了与制造和脱模具有非常薄的壁的蜂窝有关的问题，但是也存在一些缺点，例如过程的相对缓慢，铁粉可能造成的污染，产生有效的磁脉冲的困难性(这是因为带在开始时是分开的并且需要非常强的磁场)，以及由磁场的分散导致的磁能损失和所制造的蜂窝的相对脆弱。

本发明的目的是通过用于制造养蜂用的蜂窝的新颖的方法和装置来克服上述缺点。

为了克服上述缺点，本发明人已经开发了一种基于第一阶段和第二阶段的新方法，在第一阶段，将蜡提供给蜂窝形成装置，在第二阶段，在完成模制和冷却过程之后，将下部带与运载模制芯部的一组两个连续带或条分离，然后以下述方式分离上部带，即，使得在与蜡已经充分固化至能够将所述蜡与芯部分离的部分相对应的区域中，所述上部带经历具有不同曲率半径和不同的弯曲部长度的弯曲区域的形成，以便从相应的芯部逐渐地移除并部分地排出新模制的蜂窝，使得可以制造具有非常薄的壁的蜂窝，并且蜂窝与模制芯部分离，而蜂窝的薄壁不会发生断裂。

根据本发明的方法形成相继的弯曲区域可以优选地通过一系列相继的辊进行，所述辊沿着上部模制带或条的上部(即外部)引导上部模制带或条，所述辊通过它们的位置来确定具有所需半径和最合适的弓形区域长度的弯曲区域，以实现模制带和模制蜂窝的逐渐分离。一些辊将具有永磁体的特性，其将与模制带后面的金属片结合以产生期望的分离，由此决定在相继的弯曲区域中上部模制带的曲率。

优选地，相继的脱模区域的曲率将是逐渐的，也就是说，从具有平缓曲率的第一区域(即具有相当大的曲率半径的区域)转变到具有更大曲率的另一区域(即具有小得多的曲率半径的区域)，最后到达曲率更加明显的另一个或多个区域，从而一起实现模制带与模制蜂窝的逐渐分离。

在一个优选的实施方案中，该装置可以具有不同的相继的弯曲区域，其中在第一个弯曲区域中，单个磁性辊将产生模制芯部与模制蜂窝的部分分离，所述辊由两个非磁性辊补充，磁性辊与非磁性辊的高度间隔是确定第一弯曲区域所需的。接下来，其他弯曲区域将布置有两个或更多个磁性辊和中间的非磁性辊，这些辊以必要的间隔和高度定位，以产生执行根据本发明的方法所需的不同的相继的弯曲。

最初的蜡供给阶段发生在装置的输入部分，在此处，运载用于形成蜡蜂窝的芯部的两个带相遇。因此，在两个形成带上执行一系列相继的类似操作，这些操作主要包括刮削形成带的芯部的初始步骤，然后打开芯部以注射蜡，接着闭合和排出多余的蜡并冷却至膏状稠度，之后将带彼此相对地放置，从而用之前注射的蜡以及在两个带重叠时注射的液态蜡形成蜂窝。

接下来，为了更清楚地了解本发明的创新特征，将给出对本发明的最具特征的阶段的简短概括，示出了与先前提到的现有技术的方法相比由此获得的优点，现有技术方法基于具有六角形硅树脂芯部的两个金属带，该硅树脂芯部具有铁粉，现有技术的方法基本上具有明显的缺点：首先电磁体以及冷却先前加热的带的过程的能量消耗高，其次由于冷却过程缓慢而导致较低的产量，以及第三，从硅树脂迁移到蜡的铁粉导致蜡的污染。

总而言之，如下文将详细解释的，本发明通过提高生产速度，减少能量消耗以及不使用铁粉以消除污染而对现有技术提供三重改进。

可以观察到，在现有技术中，为了在芯部之间引入液态蜡，必须加热蜡和硅树脂带，以促进间隔小距离(十分之几毫米)的芯部之间的蜡的循环，从而防止所述蜡在占据所有空间之前固化。加热带很慢，且发生在温暖的环境中，由于硅树脂的低导电率，随后在冷环境中的冷却也是缓慢的。在本发明中，由于硅树脂带不被加热，并且整个系统保持在恒定的环境温度，所以液态蜡处于只比其熔点稍高一些的温度，冷却少得多，并且不需要加热时间，所有这些都代表了节能和更高的生产速度。

现有技术中的带分离速度也受到限制，因为处理磁粉和弯曲金属条带需要少量时间。重新建立磁场和随后的拱起金属带不是瞬时发生的。如果脉冲频率增加，则这些脉冲被转换成带的振动而不使所述带弯曲，并且蜡与带的分离停止。同时，建立磁脉冲具有高能量成本，因为建立足够强的磁场以吸引分离的带需要消耗能量，并且电磁体冷却过程是必需的，因为铁粉必须被包括在硅树脂芯部中。

根据本发明，在低温下分别在每个冷的带处沿向上方向注射液态蜡，以避免溅出物，该溅出物在与冷的硅树脂带接触时会固化。蜡通过高速喷射进入先前分离但未加热的芯部。一旦被填充，所述芯部就在蜡固化之前立即闭合以逐出多余的蜡。这是一个重要的作用，因为如果蜡在芯部闭合之前固化，则所述蜡将被压缩，从而增加蜡的消耗并且导致由于硅树脂的弹性改变而使蜂窝与带分离的方法中断，因为在压缩时所述硅树脂失去弹性。芯部的打开和非常迅速的闭合是通过绕着磁性辊和非磁性辊卷绕拉紧的金属带来实现的，所述辊产生带的弯曲以打开芯部，并且将带定位成平直的以闭合芯部。接下来，在蜡固化但是温热的情况下，两个带通过旋转彼此相对放置，并通过液态蜡结合以形成蜂窝。可以进行结合，因为蜡固化同时其处于足够温热的膏状状态以支持带的旋转而不会断裂，并且因为传递了温热的液态蜡以熔化每一侧的边界层。为了实现这一点，在下部带上沿其行进路径布置保热层，直到相切位置。所有这些都加速了冷却过程，因为待消散的热量较少。由于硅树脂是一种隔热体，因此冷却时间有显着差异，且不需要加热。在本发明中，与现有技术相比，已经用蜡的速度和芯部的打开代替了温度。由于整个系统处于单一的冷却环境中，因此冷却更快且更便宜。

本发明还提供了对连续结构的蜂窝的分离的改进。一旦蜡足够凉并且具有足够的内聚力，蜂窝就与承载芯部的硅树脂带分离。

首先，下部带通过其围绕滚筒的旋转而分离，同时保持上部带平坦，以便保持蜂窝，因为空气被阻止进入蜂窝和所述上部带之间。为此目的，使用磁性辊来防止上部带变形并保持带平坦。上部带保持芯部的轴线平行，在下部带上芯部是分离的，使大气压力起作用且它们可以分开。大气的压力使蜂窝保持附着在上部带上。

接下来，蜂窝与上部带分离。带的旋转不能用于此目的，因为没有保持蜂窝平直的工具。该系统必须是自动排出式的，以便通过使用永久磁化的辊实现的上部带的小的凹形起伏来实现分离。在这些起伏中，芯部没有彼此分开。先前沿着直线的芯部沿竖直方向退出几毫米，同时保持平行，这允许蜡和硅树脂之间的最小摩擦，所述硅树脂在较低的拉伸下变得略窄。只要蜡不压缩，蜡的刚性就会保持蜂窝成直线。在该移动之后，芯部返回到之前的竖直位置，但相对于相应的单元更向后。蜂窝已经平直地行进，并且芯部行进更多一些，因为凹形的轨迹和摩擦情况下横截面的增加，并且防止芯部返回到单元中，使得在凹形起伏端部处蜂窝保持距离芯部十分之几毫米。在后面的凹形起伏中重复这种作用，以增加更多的分离直到分离完成。后面的起伏更大，因为蜡和硅树脂之间没有附着。在起伏的端部处并且仅仅为了确保蜂窝与带分离，通过更大的凸弯曲实现芯部的永久打开。这个过程发生在上部带上，因为蜂窝的重量有助于整个过程及随后转移到系统外面。磁性辊系统没有速度限制，因为金属带总是附着在其上，并且建立磁场和产生拱起所需的时间是不存在的。也不存在任何电力消耗，因为辊是永磁体并且不消耗电力，它们也不需要冷却，因为它们未被加热，并且永久接触，不需要铁粉来增加电磁体的吸引力。

为了更好地理解，附图提供了本发明的优选实施例的说明性而非限制性的示例。

图1示出了根据本发明的整个装置的示意图。

图2示出了该装置的蜡输入端的图。

图3示出了输出端的细节。

图4示出了由于磁性辊和非磁性辊的作用，输出端处的带的弯曲的图示。

图5是图4的辊的弯曲的细节。

如图1所示，根据本发明的用于制造用于养蜂的蜂窝的装置包括连续的上部带20和连续的下部带21，如同一发明人的其他发明所公开的那样，装置的带运载相互面对的芯部，所述芯部通过作用于蜡块上，将决定作为生产方法的对象的连续蜂窝的结构。在图2已经更详细地示出的装置的输入部分处，可以看到一结构，其中上部带20和下部带21在磁性导辊、非磁性辊、平直区和其他区的布置方面不同。详细地说，一系列磁性导辊(magneticguideroller)22被布置在上部带20上，以获得上部弯曲，其后用附图标记23示意性地示出的刮削装置被包括，其用于刮削上部带20的芯部24，所述芯部24对应于磁性辊25的布置，磁性辊25用于在刮削阶段正确定位带及其芯部。随后，其他非磁性辊26将上部带引导到这样的区域，在该区域中，借助于带的弯曲，芯部被打开，从而注射蜡，这在附图标记27所指示的区域高速地从下往上实现。示意性地示出了托盘28，其适于收集由区域27中的蜡的直接注射而产生的以及由芯部的闭合和多余的蜡的排出而产生的多余的蜡，芯部的闭合和多余的蜡的排出在挨着定位的由附图标记29指示的平直区域中发生，该平直区域由附图标记30指示的多个随后的磁性辊的作用决定。另外，在此区域中进行冷却，直到蜡达到膏状稠度，以便能够有效地继续进行该方法。

由附图标记31示意性地示出的刮削区域定位在下部带21上，在其后，一系列非磁性辊34允许带弯曲，以利用注射器向上高速地注射蜡，注射器由附图标记32示意性地示出，工具33被布置用于收集由注射和多余的蜡的排出而产生的多余的蜡，并且部分地冷却直到达到膏状稠度，这在平直区域35中发生，在该平直区域35上，磁性辊36以与上部带中相似的方式起作用。接着，其他非磁性辊37允许带在进入蜂窝模制区域之前弯曲，在此处发生向膏状状态的转变，温度部分地通过与由辊37确定的弯曲区域相对的保热层(thermalblanket)38保持。

在上部带和下部带相遇的装置的输入区域处，由附图标记39指示的新的蜡注入发生，上部带的芯部和下部带的芯部通过分别作用于上部带和下部带的相对的辊40和41的作用而相互适配，彼此适配成形成图4中更详细示出的连续蜂窝。

在装置的输出端处，如图1和3所示，首先，由端部滚筒42引导的下部带被分离(接收引导该带的内辊43的作用)，并与连续蜂窝44的下表面分离。在图3中更详细地示出的一系列磁性辊和非磁性上辊通过将上部带20的一些区域与连续的蜂窝44连接而允许逐渐分离。

在图4的输出端示出了组合磁性辊和非磁性辊以使连续的蜂窝逐渐与上部带的芯部分离的示例，并且应当理解，所述图示仅仅是一个示例，用以示出由本发明提供的用于在输出端将芯部的上部带与连续的蜂窝分开的操作。

图4示意性地示出了连续元件1，从中会最终切割用于养蜂的各个蜂窝。该过程的最后一部分已被示出，其中元件1已经固化并且所述元件1因此必须与运载芯部3的上部带2分离，芯部3模制所述元件1的上部腔或单元4。下部腔或单元5已经由下部带模制而成，未示出下部带，因为它不涉及本发明的目的。

根据本发明的方法基于使元件1(其已经被模制成具有使单元4分离的薄壁6)经历一系列相继的弯曲或拱起操作，以便能够以温和和渐进的方式从上部带的芯部3分离模制元件1，使得最终上部带2已经完全与连续的模制元件1分离，同时保持分离各个单元的薄壁6完整。

各个区域的拱起和延伸将会不同，优选地弯曲从第一区域向芯部将完全被抽出的最后一个区域增大。

这已经在图4中示出，图4在非限制性实施例中示出了三个相继的弯曲区域7、8和9，曲率从第一区域7向最后一个区域9增大。应该理解的是，区域的数量可以根据待生产的蜂窝的具体特征、蜡的成分等变化。

在图5中示意性地示出了在每个弯曲区域处模制元件1相对于上部模制带2的相对位置，其中已经举例示出了弯曲区域7，使得所述弯曲区域的升高部分7’执行模制元件1的抽出，因为上部带2的芯部3相对于元件1升高，也就是说，发生从上部模制带抽出模制元件的初始抽出阶段。接下来，在弯曲部分7内，形成下降线的第二区段7”具有从模制元件1逐出芯部3的作用。

如图4所示，每个弯曲区域的这种抽出和排出作用在相继的弯曲区域中的每个处重复，在所示情况下，这些相继的弯曲区域是区域7、8和9，但数量和形式可以根据需要而有所不同。

可以看出，模制元件与上部模制带逐渐分离，直到在弯曲区域9的末端处，分离完成，并且模制元件1可以被传递到各个蜂窝的切割部。

相继的弯曲区域的实现方式可以在宽范围内变化，这取决于在每种情况下使用的机械装置。在已经示出的优选实施例中，不同的弯曲区域通过一系列辊实现，其中一些辊仅仅是导辊，而在中间位置的其他辊具有永磁性，并且因此能够升高上部模制带2，上部模制带2在其上表面10上具有金属带，如发明人在已经提及的其他在先的发明中公开的。

因此，在图4中作为示例示出的布置包括一系列可变数量的导辊，在图示的情况下，有4个，由附图标记11、12、13和14表示，它们彼此分离(这取决于每个对应区域7、8和9所需的弯曲区域的长度)，并且优选地位于相同的高度。在每两个导辊之间的中间位置，已经布置了永久磁化的辊，由附图标记15、16、17、18和19表示。在这个例子中，所述辊以这样的方式分布，即，使得辊15以略高的高度被布置在辊11和12之间以通过金属片10的磁吸引力产生上部带2的局部升高，两个磁性辊已经被布置在两个相继的弯曲区域中的每一个中，两个磁性辊对于弯曲区域8由附图标记16和17指示，并且对于弯曲区域9由附图标记18和19指示。在每种情况下，磁性辊都被布置得高于相邻的导辊，以便确定上部模制带的分离高度，这是确定每个区域的弯曲的一种方式，该弯曲是由每个弯曲区域的两个导辊的分离与通过永久磁化的辊的磁力作用而达到的高度之间的关系而产生的。

将理解的是，在每种特定的情况下，相继的弯曲区域的数量、曲率半径、每个弯曲区域中的磁性辊的数量和其他的尺寸细节将会不同。

在每个弯曲区域发生的抽出阶段由于以下原因而更加难以实现：模制元件的蜡和芯部的硅树脂之间相接触，使得空气不能进入并且硅树脂芯部一定会拉长。排出阶段容易一些，因为空气已经进入并且芯部的硅树脂不会拉长。由于这个原因，第一弯曲区域将较短，并且曲率较小，而随后的区域可以较长并且曲率较大。从一个区域到另一个区域的变化是渐进的。

制造中要考虑的因素如下：

-温度必须足够低，蜡才能达到稠度，并且不跟随带。但是，温度不能过低，以免拱起时发生断裂。

-开始时，芯部的摩擦力要大得多，并且起伏必须很短，使得蜡不会跟随模制带，必须相对于辊的线性分离考虑所述起伏。

-由于相同的原因，辊的垂直分离必须是渐变的。当模制元件的蜡被释放，为了排出模制的蜡元件，曲率可以更加明显。

-起伏必须逐渐增加。

-对于需要永久磁化的辊，它们在其内部包含永磁体。

与本发明人的在先实施例相比，通过本发明可以获得许多优点，例如：

-没有污染的可能性，因为没有使用铁粉。

-没有使用电磁铁，因为磁性辊可以由各种钕盘(neodymiumdisk)形成，与具有相同的磁极的表面相对地定位，以便将磁场以足够的强度引向模制带，以产生起伏。

-没有脆弱性，因为模制带不会与辊分离，从而避免了敲击和振动。

-该方法更快，因为在模制元件进入起伏区的同时，硅树脂芯部被释放，没有休息时间。

-由于没有电磁场，所以消耗较低。

-不需要电力电子器件。

本发明的基本构思是蜡的刚性和当返回休止位置时芯部/单元一致性的缺乏。芯部的硅树脂在拉伸时容易拉长，但在压缩时不变形。当拉伸时，硅树脂芯部通过变薄而使抽出更容易，但是在压缩时，横截面的增大使得恢复初始位置更加困难，该过程导致蜡的排出。

在上面的描述中已经说明和描述了本发明的优选实施例。然而，应该理解的是，在不根本上改变由所附权利要求限定的本发明的特征的情况下，本领域技术人员可以引入多个变型。