专利名称：用于夹持容器的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在容器传送及处理机中夹持容器特别是瓶子 的夹具，包括至少两个夹具臂，它们可彼此相对地运动以打开和关闭， 其中每个夹具臂具有一个抓取臂并且至少一个夹具臂具有一个对应 臂。
背景技术：
这样的用于夹持或抓取容器的夹具例如业已由EP09 39 044 Bl、 EP07 262 16 Bl和EP 07 43 26 7 Bl已知。由EP 09 39 044已知的夹 具在经济上是令人满意的。这样的夹具包括两个金属夹具臂，它们可 彼此偏转地设置。在偏转轴线的容器一侧上设置抓取区域并且在偏转 轴线的另外一侧上设置用于打开和关闭各臂的操作区域。在控制凸轮 与抓取臂的操作区域相接触的地方附加地构成一个板式弹簧。它用于 在关闭夹具时补偿不同的容器直径并且必要时产生抓取力。这种夹具然而具有这样的缺点，即抓取臂的构造相对复杂，因为 在每个抓取臂中必须安装附加的板式弹簧，并且此外由于存在这个板式弹簧产生了难以接近的空腔，所述空腔不容易被清洁和消毒，因此 非常容易产生微生物。在EP 07 262 16和EP 07 43 26 7中建议的整个夹具臂或仅抓取臂 的弹性弯曲用于补偿容器直径误差，但不能令人满意，因为不能确保 容器的精确定心。 发明内容本发明的目的在于，提供一种用于夹持容器的夹具，该夹具可以 实现所需的容器定心，同时可以补偿容器直径的误差，其构造然而与 现有技术相比显著简化。这个目的借助于根据权利要求1所述的夹具实现。借助于本发明的夹具的一体构造，基于形状稳定的抓取臂可以实 现容器的精确定心，并且此外实现，产生所需的抓取力的、形状弹性 的对应臂通过弯曲补偿容器直径的误差。形状稳定在此关联中意味着阻止由于规定的负载、即在夹具关闭 时所出现的杠杆力而发生变形或弯曲。形状弹性在此关联中意味着单曲，以便可以补偿容器直径误差。特别是在本发明的夹具构造中不再 需要存在附加的弹簧或附加的第二种弹性材料。这使得结构简化并且 可实现一种"光滑，，的构造方式，其不易滋生微生物，因为更易清洁。 有利地在根据本发明的夹具中，抓取臂在运动平面内且平行于运 动方向至少如此宽地构成，使得在夹具关闭以容纳具有预定直径的容 器时抓取臂保持形状稳定，而对应臂的尺寸如此设计，使得在关闭时至多5mm、特别是至多3mm的容器直径误差可通过对应臂的弯曲补 偿。通过正确的尺寸设计，其按照应力需求相应地进行选择，因此在 一体的夹具臂中不仅构成形状稳定的区域，而且构成形状弹性的区域。 因为弯曲所需要的力与工件的厚度成至少近乎线性的关系，所以与夹 具的杠杆臂、即抓取臂和对应臂的长度相对应，可轻易地获得正确的 尺寸。为了在给定的夹具臂材料的弹性模量时，在对应臂中获得期望 的弹性，对应臂仅需足够窄地构成，而在相同的弹性模量的情况下抓 取臂必须相应较宽地构成，以便实现形状稳定性。夹具臂的材料的弹性模量在此有利地在8000 MPa至15000 MPa 的范围内，特别是在11000 MPa至13000 MPa的范围内。由这种材料 制成的夹具臂寿命特别长，因为它也可以亳无问题地承受高的负荷交 变要求(在饮料行业内直至15,000,000倍的负荷交变)，即形状稳定的 部分保持形状稳定，而形状弹性的部分保持形状弹性。根据本发明的另外一个优选的实施方式，夹具臂由塑料、特别是 纤维增强的塑料制成。因为在压铸工艺中制造的塑料件可比至今使用 的金属夹具臂显著有利地制造，所以对于具有许多用于夹持容器的夹 具的容器传送及处理机而言产生巨大的成本优势。优选夹具臂由塑料、
特别是纤维增强的聚醚醚酮(PEEK)制成。在此特别有利的是，碳 纤维或玻璃纤维的份额在10%至50%的范围内、特别是30%。利用 这样的纤维份额可以实现期望的材料特性并且材料同时保持易于加 工。根据本发明的一个优选实施方式，两个夹具臂具有一个形状弹性 的对应臂。通过夹具的对称构成，因此每个夹具臂仅需要补偿容器直 径的总体误差的一半。根据另外一个方案，可以在各对应臂之间设置一个可旋转的凸轮 用于关闭和/或打开夹具臂，其中对应臂在与凸轮的接触区域内具有一 个滑动衬垫。借助于滑动衬垫可以减小凸轮与对应臂上的接触区域之 间的摩擦，由此可以避免夹具臂上的摩擦损伤。根据一个优选实施方式，凸轮可以由塑料、特别是碳纤维或玻璃 纤维增强的塑料或聚醚醚酮制成，并且滑动衬垫由金属、特别是￥2入-钢制成。在这种情况下，因此较贵的金属凸轮可通过塑料凸轮替换。但是也可以考虑提供金属凸轮，而没有滑动衬垫。优选本发明的夹具可以是颈部操作-传送星体的一部分。这个应用 然而也在灌装、检测或其它瓶子处理装置上以及也在其它的容器如罐 子上是有利的。
借助附图阐述本发明的各实施形式。其中 图l本发明的夹具在打开状态下的三维视图； 图2夹具在关闭位置的俯视图； 图3本发明的夹具的夹具臂的第二实施方式。
具体实施方式
在图1和图2示出用于夹持容器、特别是瓶子的夹具1。夹具1 通常用于在传送星体中传送和分拣容器，传送星体例如在瓶子处理机 如灌装或检测机的出口处使用。在图1中示出一个传送星体12，夹具1借助于销子7、 9可旋转 地固定在传送星体上。传送星体优选由不生锈的钢制成，也可以考虑
其它的材料。夹具1的固定显然不限于传送星体。当然也可以固定在 链节、带和其它传送装置上。在第一实施方式中夹具1包括两个镜像对称的夹具臂3和5。夹 具臂3和5分别可旋转地支承在一个销子7和9上。每个一体的夹具 臂3、 5具有一个抓取臂11或13,其端部分别弧形地构成，以便可以 在一个预定的角区域上包围嵌接容器。为了可以在颈部抓取例如瓶子， 在这个实施方式中构成弧形的支承面15、 17。根据容器的形状，抓取 臂11、 13的这个部分然而相应地构成。从销子7或9出发，每个夹具 臂3、 5具有与抓取臂对置的对应臂19、 21。在对应臂19、21之间在它们远离销子的端部上设置一个椭圆形的 凸轮23。凸轮23设置在一个可旋转的、基本上平行于销子7或9延 伸的(未示出的)轴上，并且用于将夹具臂3和5围绕位置固定的销 子7或9旋转。在图l中所示的状态下，夹具l处于打开状态。图2示出相同的 夹具l处于关闭状态。在此凸轮23被旋转90。，由此夹具臂3、 5围 绕销子7或9旋转并且抓取臂11或13关闭。在关闭状态下被抓取臂 11、 13包围的表面A如此之大，使得配备给夹具l的容器(未示出) 可以被抓取和夹持，对于PET瓶子而言优选在托环(颈部操作)之上 或之下。由于制造误差，容器然而通常具有稍微不同的容器直径。在瓶子 颈部的情况下，其通常在至多5mm、特别是3mm的范围内。这意味 着，当具有较大直径的容器被夹具l抓取时，在凸轮23达到其在图2 中示出的终端位置之前，抓取臂11或13的抓取区域25、 27业已牢固 包围容器。如果凸轮23现在进一步旋转至其终端位置，那么会形成所 谓的过压。根据本发明在此所出现的(压)力通过对应臂19、 21吸收， 因为对应臂形状弹性地构成。因为对应臂19、 21在夹具臂3、 5的运 动平面内特别是在运动方向29上较薄地构成，所以在过压时所产生的 力通过对应臂19、 21的弯曲吸收。这样的弯曲在图2中借助于箭头 31、 33表示，其示出对应臂19、 21的弯曲方向。与此不同，抓取臂11或13然而是形状稳定的，即它们不会由于在过压时产生的力而发 生形状改变。这根据所示的第一实施例如此实现，即，抓取臂ll、 13 至少在销子7、 9和抓取区域25、 27之间的区域内在运动平面内特别 是在运动方向29上足够宽地构成。通过一体的夹具臂的对应臂以及抓取臂的特殊形状，可以在抓取 区域内实现可能具有容器直径误差的容器的准确定心，而弹性的对应 臂同时如此构成，使得可以产生所需要的抓取力并且在容器直径误差 的情况下通过对应臂的弯曲吸收所产生的过压力。对于这样的应用这样的材料已经证明是适用的，其弹性模量在 8000 MPa至15000 MPa的范围内，特别是在11000 MPa至13000 MPa 的范围内。在同时构成可弯曲的部件的情况下，所需要的刚度可以利 用塑料、特别是利用碳纤维或玻璃纤维增强的塑料实现，如例如具有 10%-50%份额的碳纤维或玻璃纤维、特别是具有30%份额的纤维的聚 醚醚酮(PEEK)。因此通常所使用的金属夹具臂可以通过便宜的塑料 臂替换，其中然而本发明的夹具此外也可以利用金属材料实现。所示出的实施方式仅仅为一种实施可能性。也可以将两个夹具臂 3、 5剪刀形式构成，从而替换两个销子7、 9仅仅设置一个销子，因 为夹具臂3、 5在剪刀形的构造中在销子区域内交叉。也可以考虑构成 这样的夹具，其中仅仅一个夹具臂具有对应臂。在这种情况下这个对 应臂必须如此构成，使得它可以补偿容器直径的总体误差。在此或者 此外两个夹具臂可运动地构成，或者仅仅具有抓取臂和对应臂的夹具 臂可运动地构成。为了打开本发明的夹具1，可以通过传统的方式利用一个在各抓 取臂ll、 13之间的压力弹簧、 一个在对应臂19、 21之间的拉力弹簧、 一个滑槽控制部或一对在抓取臂11或13中的相斥的磁铁(在图1中 附图标记35)或一对在对应臂19、 21中的相吸的》兹4失。在利用》兹《失 的构造中特别有利的是，通过将磁铁嵌入夹具臂3、 5内实现了光滑的 构造方式。这特别是在清洁时是有利的，因为与使用弹簧相比不会出 现附加的难以清洁的空腔。
图3示出第二种实施方式的夹具臂51,其可以替换夹具臂3、 5 应用在本发明的夹具l中。夹具臂51基本上与夹具臂3、 5(镜像对 称的对应臂)构造相同并且相应地包括一个宽的抓取臂53和一个窄的 对应臂55,其中它们具有与第一实施方式的抓取臂11和对应臂19相 同的特征。此外夹具臂在抓取臂53和对应臂55之间的中心区域内具 有一个孔57，用于容纳销子7。同样可以看到用于打开夹具1的磁铁 59。当然在此也可以考虑使用弹簧。第二实施方式的夹具臂51在对应臂55的远离销子贯通孔57的区 域内附加地具有一个滑动村垫61。滑动衬垫61处于对应臂55与(未 示出的)凸轮23的接触区域内，并且用于阻止对应臂55由于与凸轮 23的摩擦而引起的损伤。特别是滑动区域由钢例如V2A-钢制成，而 夹具臂51由纤维增强的塑料、特别是碳纤维或玻璃纤维增强的PEEK 制成。在这种情况下凸轮23也可以由塑料、特别是碳纤维或玻璃纤维 增强的PEEK制成。根据所示实施例的本发明的由具有30%份额的碳纤维的聚醚醚 酮(PEEKCA30)制成的、具有下列尺寸的夹具证明是有利于用于抓 取瓶子颈部。从抓取区域25的具有半径R的圆弧的中心点出发，抓 取臂53具有在大约4至6cm范围内的长度11，并且抓取臂55从销子 贯通孔57出发直至滑动衬垫61的中心处或直至与凸轮27的接触区域 具有一个在大约4至6cm范围内的长度12。为了实现形状稳定性，抓 取臂53在一位于销子贯通孔57和容纳区域25、 27之间的部段内的宽 度bl在1.5cm至2.5cm范围内、特别是2cm,并且对应臂55的宽度 b2在0.4cm至0.8cm的范围内。在此材料的厚度在0.7cm至1.2cm的 范围内。为了抓取标准瓶子，半径R大致等于1.5cm。根据本发明的用于抓取容器特别是瓶子的实施方式使得可以在简 单的构造下利用抓取臂精确定心地抓取容器，而在对应臂中可以补偿 容器直径的误差，其中同时夹具可以便宜地制造，因为优选使用塑料 代替钢。此外通过光滑的构造方式，无附加的弹簧，夹具可以简单地 且更好地清洁。
权利要求
1.用于在容器传送及处理机中夹持容器、特别是瓶子的夹具，包括至少两个夹具臂(3、5、51)，所述夹具臂可彼此相对地运动以打开和关闭，其中每个夹具臂(3、5、51)具有一个抓取臂(11、13、53)并且至少一个夹具臂(3、5、51)具有一个对应臂(19、21、55)，其特征在于，夹具臂(3、5、51)与抓取臂(11、13、53)和对应臂(19、21、55)一体构成，其中抓取臂(11、13、53)形状稳定地构成并且对应臂(19、21、55)形状弹性地构成。
2. 如权利要求l所述的夹具，其中抓取臂(ll、 13、 53)在运动 平面内且平行于运动方向(29)至少如此宽地构成，使得在关闭夹具 以容纳具有预定直径的容器时，抓取臂(ll、 13、 53)保持形状稳定， 而对应臂(19、 21、 55)的尺寸如此设计，使得在关闭时至多5mm、 特别是至多3mm的容器直径误差可通过对应臂(19、 21、 55)的弯 曲补偿。
3. 如权利要求1或2所述的夹具，其中夹具臂(3、 5、 51)的材 料的弹性模量在8000 Mpa至15000 MPa的范围内，特别是在11000 MPa至13000 MPa的范围内。
4. 如权利要求1至3之一所述的夹具，其中夹具臂(3、 5、 51) 由塑料、特别是纤维增强的塑料制成。
5. 如权利要求4所述的夹具，其中夹具臂(3、 5、 51)由碳纤维 或玻璃纤维增强的聚醚醚酮制成。
6. 如权利要求5所述的夹具，其中碳纤维或玻璃纤维的份额在 10%至50%的范围内、特别是30%。
7. 如权利要求1至6之一所述的夹具，其中两个夹具臂(3、 5、 51)具有一个形状弹性的对应臂(19、 21、 55)。
8. 如权利要求7所述的夹具臂，包括一在各对应臂(19、 21、 55) 之间设置的可旋转的凸轮(23)，用于关闭和/或打开夹具臂(3、 5、 51)，其中对应臂(19、 21、 55)在与凸轮(23)的接触区域内具有一 滑动衬垫(61)。
9. 如权利要求8所述的夹具臂，其中凸轮(23)由塑料、特别是 碳纤维或玻璃纤维增强的塑料或聚醚醚酮制成，滑动衬垫(61)由金 属、特别是V2A-钢制成。
10. 如权利要求5所述的夹具臂，包括一在各对应臂(19、 21、 55)之间设置的可旋转的凸轮(23)，用于关闭和/或打开夹具臂(3、 5、 51)，其中凸轮(23)由金属、特别是V2A-钢制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于在容器传送及处理机中夹持容器、特别是瓶子的夹具，包括至少两个夹具臂(3、5、51)，所述夹具臂可彼此相对地运动以打开和关闭，其中每个夹具臂(3、5、51)具有一个抓取臂(11、13、53)并且至少一个夹具臂(3、5、51)具有一个对应臂(19、21、55)。为了简化构造，其中容器此外被精确地定心并且过压力可以被吸收，夹具臂与抓取臂和对应臂一体构成，其中抓取臂形状稳定地构成并且对应臂形状弹性地构成。
文档编号B08B9/20GK101151105SQ200680010868
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月14日 优先权日2005年3月30日
发明者G·策普夫, R·格勒茨尔 申请人:克罗内斯股份公司