容器处理机和方法
【专利摘要】本发明涉及容器处理机和方法，容器处理机(1)有包括用以支承成形容器(3)的支承装置(21)的至少一个工作单元(18)及选择沿给定轴线(E)移动以使容器底部从第一膨胀结构变形至第二结构的柱塞(29)，在第二结构底部(12)相对于第一结构部分地向容器(3)内缩回以形成由边界表面(16c)界定的凹进部(14)，相比第一结构凹进部(14)限定的容器(3)内部体积小；柱塞设有与容器底部(12)相互作用的成形头部(37)并包括有与容器底部(12)的第二配合装置(16a)的轮廓互补的轮廓并适于在底部(12)的第一结构耦合至第二配合装置(16a)以在底部(12)开始变形之前使容器(3)沿轴线(E)居中的第一配合装置(37a)及与第一配合装置(37a)不同并有在第二结构与底部的凹进部的边界表面(16c)的至少一部分的轮廓互补的轮廓的相互作用表面(37b)。
【专利说明】容器处理机和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于处理容器(例如塑料瓶)的机器和方法。
[0002]更具体地，本发明涉及一种将被填充并密封的容器贴标签和转变的机器和方法。
[0003]本发明较为有利地但非排他地适用于塑料热填充容器的领域，下面的描述将参照这个领域，尽管这绝不旨在对由所附权利要求定义的保护范围进行限制。
【背景技术】
[0004]如已知的，前面所提到类型的容器在已填充有热的(例如在大约85°C的)可灌注产品或液体之后，首先经历盖帽操作并随后被冷却以返回到室温。通过盖帽操作的影响，存在于容器顶部(“头部空间”)内的加热空气膨胀，由此造成应力，该应力往往造成容器在侧壁和底壁处的总体膨胀。
[0005]容器接下来经历的冷却造成包含在容器内的空气体积的减小以及液体产品体积的最小程度的减小，反之亦然；由此产生低压，这往往会将容器的侧壁和底壁向内拉。如果这些壁不具有足够的刚性以抵抗前面披露的应力的作用，则这可导致容器壁内的变形。
[0006]为了抑制在容器内的产品冷却期间产生的压应力而不在容器上产生不合需的变形，一般这些容器在侧壁上设置有一系列的垂直面板，这些面板被称为“真空面板”。这些面板在压应力存在时向容器内侧变形，由此使得它能耐受热填充过程，不会在容器的其它区域中产生不合需要的变形。
[0007]同样，将要经历热填充过程的已知容器也可具有在压应力作用下适于向上变形的优化下部或底部。
[0008]即使所披露的解决方案允许“减轻”容器的一些特定部分(即垂直真空面板或底部)上的压应力，由此避免在容器其它部分上出现不合需要的变形，然而它们不会使前述应力消失，换句话说，容器在任何情形下仍然受到内部压应力的作用并因此必须设置有能够抵抗这些应力的结构。
[0009]专利申请W02006/068511示出具有可变形底部的容器，该容器可具有两种不同的结构(configurat1n):第一不稳结构,其中该底部具有中央区域,该中央区域相对于与之紧邻的最外部环形区域向下伸出；以及第二稳定结构，其中该中央区域向容器内回撤，即在相对于相邻环形区域被配置在较高的位置。
[0010]在用热的可灌注产品填充之后，容器的底部具有第一不稳结构并且必须通过与其耦合的特定杯形元件支承。由此，容器底部的向下变形可被最大化而不危及容器的稳定支承，因为这种支承是由杯形元件提供的。在冷却之后，在第二稳定结构下，底部可通过外部作用(例如由杆或柱塞执行的垂直向上推动)而位移，随后有去除杯形元件的可能。
[0011]容器底部从第一结构至第二结构的位移确定容器的容纳体积的显著减小，远大于简单地通过借助单纯压应力的影响使底部变形在已知容器中获得的容纳体积的减小；因此最终效果是基本上消除了作用在容器内侧上的压应力。
[0012]本 申请人:已观察到，这种操作可能变得相当关键，尤其是当例如由于制造约束条件，实现使容器的底部变形所需的时间必须强烈地受到限制或减少时；在这些情形下，塑料材料可在柱塞释放之后至少部分地朝向原始的第一结构返回；这一般发生在当塑料材料具有超出执行变形操作的时间的反应时间时。
[0013]不正确地形成的容器因此在生产线的末端必须排除。
[0014]联系所述容器提出的另一问题是制造它们的设施布局的复杂性。尤其是，所披露的容器必须进行下列操作以形成它们最终的形状:
-在填充机器上用热的可灌注产品的填充操作；
-在盖帽机器上盖帽的后继操作；
-在适当的站内的冷却操作；
-在相应的加工机器上的逆操作，其中容器的底部被机械地从第一结构位移至第二结构；
-在相对贴标签机器上的贴标签操作；以及 -可能的进一步精加工操作，如果需要的话。
[0015]如已知那样，填充机器、盖帽机器和贴标签机器通常是旋转式机器，其中容器被馈送到相应的转盘上。具体地说，每个转盘提供有多个工作单元以接纳和加工容器，这些工作单元均匀地分布在转盘的转轴周围；更准确地说，每个工作单元共同地提供有元件以支承相应的容器，从而将其保持在预定位置以执行一个或多个特定操作。
[0016]如能容易注意到的那样，前述精加工的容器的生产过程是相当耗时的并且在相应的设施中需要可观的空间；为了执行所指出的不同操作，需要提供适于将容器从一台机器移动至另一台机器的相对大的数量的机器和传送带。
[0017]联系前述容器提出的又一问题是在这些容器的指定表面上正确施加标签。具体地说，为了以正确方式施加，标签需要具有良好定义的几何形状以及充分刚性的接纳表面。接纳表面的该第二特征对于自粘贴标签或压敏标签来说是尤为重要的。
【发明内容】
[0018]因此，本发明的目的是寻找一种简单的和节约成本的解决方案以解决前述问题中的至少一个。
[0019]该目的是通过如权利要求1或权利要求22中所述的容器处理机器来达成的。
[0020]本发明进一步涉及如权利要求13所述的容器处理方法。
附图简述
[0021]为了更好地理解本发明，下面仅借助非限定示例并参照附图披露了一个优选实施例，在附图中:
[0022]图1示出了根据本发明的为清楚起见一些部件已去除的容器处理机器的图解平面图；
[0023]图2是在第一条件下图1的机器的工作单元的部分截面侧视图，以放大比例显示；
[0024]图3是在第二条件下图2的工作单元的部分截面侧视图，以放大比例显示；
[0025]图4是示出在其处理过程中容器内的温度和内部压强的变化的曲线图；
[0026]图5是在第二条件下图2和图3的工作单元的可能变例的部分截面侧视图，其以放大比例显示并为清楚起见将一些部件移去；
[0027]图6是在第二条件下图2和图3的工作单元的另一可能变例的部分截面侧视图，其以放大比例显示并为清楚起见将一些部件移去；
[0028]图7是在第一条件下图2和图3的工作单元的又一可能变例的部分截面侧视图，其以放大比例显示；
[0029]图8是在第二条件下图7的工作单元的部分截面侧视图，以放大比例显示；
[0030]图9是在第一条件下图2和图3的工作单元的额外可能变例的部分截面侧视图，其以放大比例显示；
[0031]图10是在第二条件下图9的工作单元的部分截面侧视图，以放大比例显示；以及
[0032]图11是包括图1的处理机器的容器的加工设施的图解平面图。
【具体实施方式】
[0033]参见图1，附图标记I表示用于在被填充和密闭的容器(特别是塑料瓶3)上施加标签2并用于使所述瓶3变形以将它们转换至所需的最终结构的作为整体的处理机器。
[0034]机器I主要包括支承结构4 (图1中仅部分可见)以及可绕垂直中轴线A转动地安装在支承结构4上的转盘5。
[0035]转盘5通过入口行星轮6接纳拟被贴标签的一系列瓶3，该入口行星轮6在第一中转站7与转盘5配合并被安装以绕与轴线A平行的相应纵轴线B转动。
[0036]转盘5也从贴标签单元8 (其本身是已知的并且仅示意地表示)接收一系列矩形或正方形标签2，该贴标签单元8在第二中转站9与转盘5配合。
[0037]转盘5将一系列已贴标签的瓶子3释放至出口行星轮10，该出口行星轮10在第三中转站11与转盘5配合并被安装以绕与轴线A、B平行的相应纵轴线C转动。
[0038]如从图2和图3中可以清楚看到的那样，每个瓶子3具有纵轴线D、底部12和界定开口(不可见)以灌注包含在瓶3中的产品的颈部13。
[0039]在图示情形下，底部12具有:带轴线D的环形区15，其径向地向外并界定相应的瓶3的环形停靠表面；以及中央凹进区16，其由环形区15包围并沿轴线D在瓶3的垂直位置相对于环形区15 —般布置在较高位置，即颈部13高于底部12 ;换句话说，中央区16被布置在沿轴线D的离颈部13的距离小于颈部13和环形区15之间的距离的位置。
[0040]底部12可变形并可具有两种不同的结构，如图2和图3所示。在第一结构(图2)中，底部12的中央区16变形并向下膨胀，即被布置在沿轴线D离颈部13的距离最大的位置，以界定瓶3的最大内部体积；在第二结构(图3)中，中央区16相对于第一结构向相应的瓶3的内部缩回，即相对于第一结构，中央区16被布置在沿轴线D离颈部13的距离较小的位置。显然，瓶3在底部12的第二结构中具有比在第一结构下的容量体积小的容量体积。
[0041]瓶3在它们被用可灌注产品(一般是液体食品产品)填充并用相应的密闭设备或盖17在颈部13处被密封的状态下被馈送至转盘5。
[0042]在图示情形下，瓶3在已经被热填充并经历冷却操作之后被馈送至转盘5。底部12因此被布置在第一结构，即变形并向下膨胀，并且在瓶3中，存在压应力，该压应力容易使底部12朝向第二结构位移。
[0043]如图2中清楚可见的那样，在第一结构下，中央区16具有中央凹口 16a，其功能将在稍后予以描述并由具有截锥形并将凹口 16a连接至环形区15的表面16b从外部约束；表面16b具有沿轴线D朝向颈部17前进的加宽横截面。
[0044]瓶3在垂直位置到达转盘5，即底部12相对于颈部13和盖17被布置在底部并且轴线D平行于轴线A、B和C。
[0045]瓶3被释放至外部行星轮10，底部12处于第二结构，该第二结构对应于所需的最终结构。
[0046]具体地说，在第二结构(图3)中，中央区16限定凹进部14，凹进部14仍然具有相同的中央凹口 16a但该凹口 16a通过表面16c连接至环形区15，该表面16c具有截锥形，其相对于表面16b具有相反的圆锥形；更具体地说,从外部界定凹进部14的表面16c具有沿轴线D朝向颈部17前进的渐细的横截面。
[0047]转盘5包括多个工作单元18 (图2和图3中仅详细示出其中的一个)，这些工作单元18绕轴线A均匀地分布并被安装在转盘5的外缘部。
[0048]工作单元18通过转盘5沿圆形加工路径P位移，该圆形加工路径P绕轴线A延伸并通过中转站7、9和11。具体地说，通过考虑路径P (图1)，将瓶3馈送至转盘5的中转站7被配置在用于馈给标签2的中转站9的上游，而后一站9被清楚地布置在中转站11上游，在中转站11已贴标签的瓶3被馈送至出口轮10。
[0049]如从图2和图3中可以看到的那样，工作单元18被固定至转盘5的水平转台19，具有平行于轴线A、B、C并与路径P正交的相应轴线E，并通过转台19的并在其两侧上的相应通孔20同轴地延伸。
[0050]每个工作单元18适于在垂直位置(即使其轴线D与相应的轴线E同轴，颈部13位于底部12之上)接纳相应的瓶3，并沿从中转站7至中转站11的路径P将该瓶3保持在前述位置。
[0051]由于工作单元18彼此相似，因此为清楚和简单起见下文中仅详细描述其中一个，显然下文中披露的特征对所有工作单元18来说是共有的。
[0052]具体地说，工作单元18包括在转台19之上的支承元件21，该支承元件21适于限定相对瓶3的底部12的水平支承。更详细地说，支承元件21包括与轴线E正交延伸并在顶上具有用于支承相应的瓶3的支承底部12的水平停靠表面23的板22。在实践中，环形区15是瓶3与停靠表面23接触的唯一部分，中央区16在底部12的第一和第二结构中都相对于环形区15沿轴线D缩回。
[0053]如可在图2和图3中看到的那样，每个瓶3当被容纳在相对工作单元18上时，也通过与瓶3的盖17配合的保持元件24被锁定在顶上。
[0054]支承元件21也固定至相应的电动机26的旋转部件25，由此当相应的瓶3从贴标签单元8接纳标签2时绕轴线E旋转。
[0055]具体地说，电动机26包括中空圆柱形定子27，其在孔20周围并与之同轴地突出固定于转台19的下侧，定子27具有固定至转台19的下表面并在转台19的下侧上突出的顶端 27a。
[0056]旋转部件25也是圆柱形和中空的，其大部分被安装在定子27内并在顶上从其突出，由此同轴地啮合转盘5的转台19并穿过转盘5的转台19的通孔20。旋转元件25相对于定子27和转台19绕轴线E可旋转地安装；换句话说，旋转部件19可旋转地啮合于转台19的孔20。
[0057]支承元件21最终从旋转元件25的顶部突出。
[0058]支承元件21的板22具有与轴线E同轴的贯通开口 28，并且工作单元18还包括柱塞29，柱塞29由转盘5的转台19承载在相对于瓶3的支承元件21的相反侧上，它可沿轴线E相对于支承元件21可选择地位移以通过开口 28作用在相应的瓶3的底部12上，并使其从第一结构变形至第二结构。
[0059]具体地说，柱塞29具有基本呈圆柱形的主部30，主部30轴向地并滑动地啮合于具有旋转部件25的轴线E的中央通孔32并可选择地在第一停靠位置和第二工作位置之间位移，在第一停靠位置中，它与通过支承元件21承载的瓶3的底部12间隔开，而在第二工作位置中，它与支承元件21的开口 28啮合并与瓶3的底部12配合以使其从第一结构变形至第二结构。
[0060]优选地，柱塞29轴向地耦合至流体致动器组件34的活塞33 (例如气动式的)。
[0061]根据另一可能的变例(未示出)，柱塞29可耦合至线形运动移动部件或由其限定。
[0062]根据另一可能的变例(未示出)，柱塞29可通过与蜗杆螺钉耦合的电动机驱动。
[0063]致动器组件34相对于支承元件21被布置在电动机26的相反侧上。
[0064]在图示情形下，致动器组件34包括外壳35，其借助凸缘的衬套36向定子27的下端27b突出，所述下端27b与端部27a相对并设置有通孔27c。
[0065]活塞33以沿轴线E滑动的方式部分地啮合在壳体35内并在顶部从其突出，其端部奉禹合至柱塞29。
[0066]优选地，柱塞29轴向地耦合至活塞33，以使它们可沿轴线E作为单个零件移动，并可相对于活塞33自由转动,使得通过旋转元件25给予柱塞29的任何旋转运动不被传递至活塞33。
[0067]如图2和图3可见那样，柱塞29的主部30以滑动方式啮合于定子27的端部27b的孔27c以及旋转元件25的孔32，并通过与相应的瓶3的底部12相互作用的具有一定形状的头37终止在顶部。
[0068]柱塞29具有带形状的头部37有利地具有:
一个中央轴向突起37a，它与瓶3的底部12的凹口 16a的轮廓互补并适于在底部12的第一结构中耦合至凹口 16a以在该底部12开始变形前沿轴线E使瓶3居中；以及
相互作用表面37b，其与突起37a不同并与在第二结构下的底部12的凹进部14的表面16c的轮廓互补。
[0069]换句话说，突起37a完全负向地(in negative)再现凹口 16a的轮廓以当突起37a和凹口 16a彼此耦合时完美地与凹口 16a匹配，从而在底部12开始变形之前使相应的瓶3沿轴线E居中。以完全相同的方式，甚至相互作用表面37b完全负向地再现在底部12变形期间获得的凹进部14的表面16c的轮廓；相互作用表面37b的这种特殊轮廓使得能有助于并改善每个瓶3的底部12的变形以避免塑料材料的任何可能的局部返回至最初状态。
[0070]如从图2和图3中所显示的那样，相互作用表面37b具有环形结构并在突起16a周围延伸。相互作用表面显然具有在第二结构下的底部12的凹进部14的截锥形表面16c。
[0071]应当注意，在柱塞29的第一位置(图2)，头部37与相应的瓶3的底部12隔开并具体地位于由停靠表面23限定的平面之下，由此妨碍每个瓶3往来于相应的工作单元18的馈送或释放。
[0072]在柱塞29的第二位置，头部37的突起37a与相应的瓶3的底部12的凹口 16a耦合和匹配，并且相互作用表面37b与在第二结构下的底部12的凹进部14的表面16c耦合和匹配。
[0073] 申请人:已观察到，柱塞29从其第一位置至第二位置的行程或位移可改变以获得瓶3的底部12的不同变形，从而给予密封瓶3增加的内部压强并因此增加瓶3的被设计成接纳标签2的外表面的刚性。
[0074]图4的曲线图示出在下列不同步骤期间瓶3中温度和内部压强的变化:
用热产品填充；
用相对盖17密封；
冷却；以及使相应底部12变形。
[0075]具体地说， 申请人:已发现，为了获得瓶3外表面的足够的刚性以执行贴标签，在第二位置的柱塞12的头部37必须沿轴线E从停靠表面23伸出范围在22mm(XI，见图5)至40mm(X2，见图6)之间的量以使瓶3产生范围在150毫巴和300毫巴之间的内部压强增加。
[0076]在图7和图8中，示出柱塞29的头部37的可能变形例。在这种情形下，相互作用表面37b仅与在第二结构下的底部12的凹进部14的表面16c的一部分轮廓互补，尤其是与毗邻于凹口 16a的部分互补。
[0077]概括来说，在工作单元18的所披露结构中，定子27、旋转部件25、支承元件21、致动器组件34和柱塞29通过转动台19绕轴线A移动。
[0078]如图2和图3所示，柱塞29的主部30具有花键区30a，其成角度地耦合于旋转部件25 ;因此，旋转部件25、支承元件21和柱塞29除了绕轴线A旋转移动外，还可相对于工作单元18的其它器件绕轴线E转动。
[0079]最终，柱塞29和活塞33可沿轴线E相对于工作单元18的其它器件平移。
[0080]优选地，工作单元18还包括传感器装置40，其适于检测由柱塞29沿轴线E实现的位移，以使相应的瓶3的底部12从第一结构成为第二结构。
[0081]在图示情形下，传感器装置40包括位置换能器41 (本身已知)，其适于检测活塞33在其移动期间的位置；实践中，位置换能器41产生与活塞33占据的位置相关的出口信号。根据活塞33在与相应的瓶3的底部12的相互作用冲程之前和结束时的位置，活塞33并因此柱塞29的位移程度可被确定。通过监视瓶3上每个动作期间柱塞29的位移，可通过该测得的位移与期望值的范围相差多少来进行检测；这种测量允许间接地执行对瓶3的质量控制。
[0082]在图9和图10中，示出了每个工作单元18的柱塞29的位移系统的可能变形例。在这种情形下，每个柱塞29在其与头部37相对的下端42连接至凸轮从动件48，该凸轮从动件48进而设置有辊43，其适于在相应的工作单元18沿路径P位移期间以滑动方式与固定的环形凸轮44配合。
[0083]同样在这种情形下，凸轮44相对于支承元件21被布置在电动机26的相反侧上。
[0084]具体地说，凸轮44固定至支承结构4，在转盘5周缘绕轴线A延伸并沿其下侧与工作单元18的柱塞29的辊43配合。更准确地说，凸轮44平行于路径P延伸并具有工作部分45，该工作部分45被配置成确定每个柱塞29从第一位置至第二位置(和从第二位置至第一位置)的位移。工作部分45被布置在相对于轴线A预定的角位置。
[0085]每个工作单元18的辊43以滑动方式啮合于托架46上，托架46从相应定子27的下端27b借助相应衬套36在下侧突出并平行于相对轴线E延伸；圆柱形螺旋弹簧47被缠绕在相应托架46的下端周围并与相应的辊43配合以将其弹性地加载到凸轮44上。
[0086]图11中图解地不出瓶3的加工设施的一个例子，它作为总体以附图标记50表不并包括贴标签机器I。
[0087]具体地说,设施50包括:
填充机器51，其用热的可灌注产品填充瓶3 ;
盖帽机器52,其布置在填充机器51的下游并适于用相应盖17来密封瓶3 ；
冷却单元53，其被配置在盖帽机器52下游并适于冷却包含在密封瓶3内的产品；以及星形或线形的多个传送带54，其用于在设施50中传递瓶3。
[0088]机器I有利地紧邻冷却单元53的下游布置，以使退出该单元的瓶3仅通过线形或星形传送带54(而没有中间处理站)被传送至机器I。
[0089]在实践中，在瓶3从冷却单元53向机器I传递的过程中，在瓶3上不执行加工。
[0090]在使用中，在填充机器51上用热的可灌注产品填充瓶3，热的可灌注产品如在大约85°C下的液体食品产品(图4中的步骤(b))。实践中，空瓶3通过入口传送带54(在这种情形下是星形传送带)被馈送至填充机器51 (图4中的步骤(a))，并在被填充后，通过出口传送带54(也是星形传送带)退出填充机器51。从这里，瓶3到达盖帽机器52，其中瓶3用相应的盖17密封(图4中的步骤(c))。
[0091]通过盖帽操作的效果，在每个瓶3的顶部中存在的加热空气(在产品和相应的盖17之间)膨胀，由此造成容易导致瓶3总体膨胀的应力。在该步骤期间，瓶3的底部12变形，呈现出图2、图7和图9所示的第一结构。
[0092]可以注意到，另外在前述第一变形结构下，底部12的中央区16没有向下突出超过相邻的环形区15 ;由此，环形区15 —直确保对相应的瓶3的稳定支承。
[0093]在这时，将瓶3馈送至冷却单元53，在这里，包含在其中的产品达到期望的温度(图4中的步骤(d))。在该步骤中，压应力产生在瓶3内并倾向于使瓶收缩。
[0094]退出冷却单元53的瓶3直接通过线形传送带54被馈送至入口轮6，并从这里按顺序到达机器I的不同的工作单元18。
[0095]实践中，每个瓶3被布置成停靠在相应工作单元18的板22上。瓶3在垂直位置被馈送至机器I，其轴线D平行于相应工作单元18的中轴线A并与这些工作单元18的轴线E同轴。
[0096]在瓶3从中转站7至中转站9的移动过程中，相应柱塞29被激活以将相应的底部12从第一结构转变至第二结构并由此消除作用在瓶3内的压应力。
[0097]通过参照图2和图3所示的方案，柱塞29的位移是通过启动相应的致动器组件34来获得的。
[0098]在实践中，考虑单个工作单元18，相应致动器组件34的启动造成相应柱塞29沿轴线E的位移，以使头部37完全地穿过相应支承元件21的开口 28。通过该位移，头部37的突起37a啮合并配合于所布置的停靠在相应支承元件21的瓶3的底部12的相应凹口 16a以使该瓶3沿相应轴线E居中。在该居中步骤之后，柱塞29继续其沿轴线E的移动并将底部12的中央区16向上推动，直到它到达第二结构为止。在该变形操作期间，头部37的表面37b与中央区16的表面16b配合以在其转变期间将其导入表面16c。底部12上的具有形状的头部37的动作轻柔地对中央区16 “施力”以使其具有表面37b的负向轮廓。如此，在变形之后塑料将返回到其最初状态的风险被最小化。
[0099]通过将柱塞29的头部37带到沿轴线E离相应停靠表面23最大距离的范围在22mm-40mm之间的位置，可获得瓶3内部压强的增加，增加量范围在150毫巴和300毫巴之间，这种压强增加产生瓶3外表面的所需硬度，从而能非常精确和准确地施加相应的标签2。
[0100]具体地说，贴标签操作紧接在瓶3的底部12的变形操作之后执行。
[0101]更具体地，在变形操作结束时，柱塞29被保持在其第二位置(图3)并且瓶3准备接受相应标签2。
[0102]为了获得标签2在相应瓶3上的缠绕，启动相应工作单元18的电动机26，相应支承元件21和柱塞29因此绕轴线E旋转，由此推动其所承载的瓶3的对应旋转；由于柱塞29和活塞33之间的特殊耦合，这后一元件不旋转。
[0103]标签2在相应瓶3上的施加操作由此沿路径P的剩余部分完成，直到瓶3在中转站11被馈送到出口轮10为止。
[0104]在将瓶3释放至出口轮10之前，柱塞29沿轴线E移动至它们的第一位置，由此不妨碍瓶3朝向出口轮10的侧向位移。
[0105]在图9和图10的变例中，柱塞29在它们第一至它们第二位置之间的相同冲程是通过辊43与凸轮44的相互作用来获得的。具体地说，相应柱塞29的辊43在凸轮44的工作部分45的通路确定柱塞29向上和向下的相应轴向位移，其头部37与相应瓶3的底部12的后继相互作用使其形成第二结构。
[0106]如从前面的描述中显示的那样，每个柱塞29的具有突起37a的头部37的特殊形状允许在使相应底部12变形并施加相应标签2之前使相应的瓶3沿轴线E居中。这种居中操作无需使用任何外部固定的居中元件就能实现，所述居中元件可能妨碍瓶往来于转盘5的馈送和释放。
[0107]通过以与相应的瓶3的底部12的表面16c的所需最终形状的轮廓互补的方式配置表面37b，该表面37b在底部12的塑料材料变形时执行一类“引导操作”以最小化在变形后这种材料部分或完全地回到其最初状态的风险。
[0108]此外，每个柱塞29在贴标签期间被保持在第二位置，即在变形操作之后，进一步减小了塑料材料回到其变形前的结构的风险。
[0109]也应当注意，机器I被配置成既执行瓶3的贴标签操作又执行将瓶3的底部12从第一结构转换至第二结构的操作。这无需修正路径(这一般是通过在典型贴标签机器上的工作单元18执行的)并无需对传统执行以在瓶3上施加标签2的一系列操作作出任何干扰就能实现。
[0110]此外，在瓶3的常见加工设施内采用机器I使得能在执行相同操作的情况下实现所采用的机器数量和将前述瓶3从一台机器转移至另一台机器的传送带的数量两者的减少。这也演变为相对于已知设施由加工设施50占据的总空间的显著减小。
[0111]最终，很清楚的是，可在不脱离权利要求书的保护范围的情况下，对本文披露和示出的机器I和方法作出修正和变化。
【权利要求】
1.一种具有至少一个工作单元(18)的容器处理机器(1),所述工作单元(18)进而包括: 支承装置(21),其被配置成支承具有形状的容器(3)；以及 柱塞(29),其有选择地沿给定的轴线(￡)移动以使所述容器(3)的底部(12)从第一结构变形至第二结构，在所述第一结构下，所述底部(12)膨胀并限定所述容器(3)的最大内部体积，在所述第二结构下，所述底部(12)相对于第一结构至少部分地向所述容器(3)内缩回，以形成由边界表面(160)界定的凹进部(14)，所述边界表面(160限定比在第一结构下的所述容器(3)的内部体积小的所述容器(3)的内部体积； 其特征在于，所述柱塞(29)设有与所述容器(3)的所述底部(12)相互作用的带形状的头部(37)，并包括: 第一配合装置(374,其具有与所述容器(3)的所述底部(12)的第二配合装置(16幻的轮廓互补的轮廓并适于在所述底部(12)的所述第一结构中耦合至所述第二配合装置(16^)以在所述底部(12)开始变形之前使所述容器(3)沿所述轴线(￡)居中；以及 相互作用表面(371^),其与所述第一配合装置(374不同并具有与在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的所述边界表面(160)的至少一部分的轮廓互补的轮廓。
2.如权利要求1所述的机器，其中，所述工作单元(18)被配置成接纳经填充和密封的容器(3),特别是被填充以热产品的、被密封的并被冷却的容器0。
3.如权利要求1或2所述的机器，其中，所述头部(37)的所述相互作用表面(376)具有与在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的整个边界表面(160)的轮廓互补的轮廓。
4.如前面任何一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一和第二配合装置包括在所述柱塞(29)沿所述轴线(￡)位移期间彼此耦合的一个突起(374和一个凹口(16幻。
5.如前面任何一项权利要求所述的机器，其中，所述相互作用表面(376)在所述第一配合装置(373)周围延伸。
6.如前面任何一项权利要求所述的机器，其中，所述支承装置(21)包括支承元件(22),其被配置成支承所述容器(3)的所述底部(12)并具有贯通开口(28),所述柱塞(29)移动通过所述贯通开口(28)以使所述容器(3)的所述底部(12)变形。
7.如前面任何一项权利要求所述的机器，其中，所述柱塞(29)沿所述轴线(￡)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述头部(37)与所述容器(3)的所述底部(12)分隔开，在所述第二位置，所述第一配合装置(374耦合至并配合于所述第二配合装置(164并且所述相互作用表面(376)耦合至并配合于在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的所述边界表面(160。
8.如前面任何一项权利要求所述的机器，其还包括:运输装置(5),其用于沿与所述轴线⑶横交的加工路径⑵进给所述工作单元(18)和所述容器⑶；以及贴标签装置(8),其用以在所述工作单元(18)和所述容器(3)通过所述运输装置(5)沿所述加工路径(巧进给的同时将标签(2)施加到容器(3)的外表面上。
9.如权利要求8所述的机器，其中，在所述工作单元(18)的所述柱塞(29)处于所述第二位置并已完成所述容器(3)的所述底部(12)到所述第二结构的变形的同时，启动所述贴标签装置(8)以将所述标签(2)施加到所述容器(3)上。
10.如权利要求8或9所述的机器，其中，所述工作单元(18)进一步包括由所述运输装置(5)携带的第一致动器装置(25)，所述第一致动器装置(25)用于在将所述标签(2)施加至所述容器(3)上的同时使所述支承元件(22)绕所述轴线(E)旋转。
11.如权利要求10所述的机器，其中，所述第一致动器装置(25)成角度地耦合至所述柱塞(29)以使设定在所述第二位置的所述柱塞(29)与所述支承元件(22) —起绕所述轴线⑶旋转。
12.如权利要求6-11所述的机器，其中，所述支承元件(22)包括用于支承所述容器(3)的所述底部(12)的停靠表面(23)，并且其中，在所述第二位置，所述柱塞(29)的所述头部(37)从所述停靠表面(23)沿所述轴线(E)突出介于22mm至40mm之间的量，以产生所述密封容器(3)的范围在150毫巴和300毫巴之间的内部压强的增加。
13.—种处理有形状的容器(3)的方法，包括下列步骤: 将所述容器(3)接纳在具有用于支承所述容器(3)的支承装置(21)的工作单元(18)中； 在所述容器(3)由所述支承装置(21)支承的同时，使所述容器(3)沿给定轴线(E)居中于所述工作单元(18);以及 通过沿所述轴线(E)移动的柱塞(29)使所述容器(3)的底部(12)从第一结构变形至第二结构，在所述第一结构下，所述底部(12)膨胀并限定所述容器(3)的最大内部体积，在所述第二结构下，所述底部(12)相对于所述第一结构至少部分地向容器(3)内缩回，以形成由边界表面(16c)界定的凹进部(14)，所述边界表面(16c)限定比在所述第一结构下的所述容器(3)的内部体积小的所述容器(3)的内部体积； 其特征在于，所述居中的步骤是借助所述柱塞(29)的有形状的头部(37)执行的，所述有形状的头部(37)设有第一配合装置(37a)，其具有与所述容器(3)的所述底部(12)的第二配合装置(16a)的轮廓互补的轮廓并适于在开始所述变形步骤之前在所述底部(12)的所述第一结构下耦合至所述第二配合装置(16a)； 所述变形的步骤通过沿所述轴线(E)对着所述容器(3)的所述底部(12)推动所述柱塞(29)的所述头部(37)来执行，以使所述底部(12)向所述容器(3)内变形； 并且所述柱塞(29)的所述头部(37)还通过相互作用表面(37b)与所述容器(3)的所述底部(12)配合，所述相互作用表面(37b)与所述第一配合装置(37a)不同并具有与在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的所述边界表面(16c)的至少一部分的轮廓互补的轮廓。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述容器(3)在由所述工作单元(18)接纳之前被填充和密封，特别地所述容器(3)在由所述工作单元(18)接纳之前被填充热产品、被密封并被冷却。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，所述柱塞(29)的所述头部(37)的所述相互作用表面(37b)具有与在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的整个边界表面(16c)的轮廓互补的轮廓。
16.如权利要求13-15中任何一项所述的方法，其中，所述第一和第二配合装置包括在所述柱塞(29)沿所述轴线(E)位移期间彼此耦合的一个突起(37a)和一个凹口(16a)。
17.如权利要求13-16中任何一项所述的方法，其中，所述柱塞(29)沿所述轴线(￡)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述头部(37)与所述容器(3)的所述底部(12)分隔开，在所述第二位置，所述第一配合装置(374耦合至并配合于所述第二配合装置(164并且所述相互作用表面(376)耦合至并配合于在所述第二结构下的所述底部(12)的所述凹进部(14)的所述边界表面(160。
18.如权利要求13-17中任何一项所述的方法，其还包括以下步骤: 沿与所述轴线⑶横交的加工路径⑵进给所述工作单元(18)和所述容器⑶；以及 在所述工作单元(18)和所述容器(3)沿所述加工路径(巧进给的同时，将标签(2)施加到容器(3)的外表面上。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述变形步骤在所述施加标签(2)的步骤之前被执行。
20.如权利要求19所述的方法，其中，在所述工作单元(18)的所述柱塞(29)处于所述第二位置时，所述标签(2)被施加到所述容器(3)上。
21.如权利要求20所述的方法，其中，在所述标签(2)被施加到所述容器(3)上时，所述容器(3)和处于所述第二位置的所述柱塞(29)绕所述轴线(￡)旋转。
22.—种容器处理机器(1),包括: 至少一个工作单元(18),其用于接纳拟被贴标签的被填充和密封的容器(3)并设有支承元件(22),所述支承元件(22)具有被配置成支承所述容器(3)的底部(12)的停靠表面(23)； 运输装置(5),其用于使所述工作单元(18)沿从所述容器(3)的馈送站(7)至所述容器⑶的出口站(11)的加工路径⑵进给所述工作单元(18)；以及 贴标签装置(8),其用于在将所述工作单元(18)和所述容器(3)通过所述运输装置(5)沿所述加工路径(巧进给的同时，将标签(2)施加到容器(3)的外表面上； 其特征在于，所述支承元件(22)具有贯通开口(28),所述贯通开口(28)具有与所述加工路径⑵横交的轴线⑶； 所述工作单元(18)进一步包括柱塞(29),其通过所述运输装置(5)承载在所述支承元件(22)的相对于所述容器(3)的接纳位置的相反侧并能选择地沿所述轴线(￡)移动且通过所述开口(28)以利用其自由轴向端(37)与所述容器(3)的所述底部(12)接触并使所述底部(12)从第一结构变形至第二结构，在所述第一结构下，所述底部(12)朝向所述停靠表面(23)膨胀并限定所述容器(3)的最大内部体积，在所述第二结构下，所述底部(12)相对于第一结构至少部分地向容器⑶内缩回，以限定容器⑶的比在第一结构下的内部体积小的内部体积。 并且在所述容器(3)的所述底部(12)上的变形作用结束时，所述柱塞(29)的所述轴向端(37)沿所述轴线(￡)从所述所述停靠表面(23)伸出范围在22皿至40皿之间的量，以造成所述容器⑶的内部压强的范围在150毫巴和300毫巴之间的增加以及容器⑶的被设计成接纳所述标签(2)的外表面的刚性的随之而来的增强。
23.如权利要求22所述的机器，其中，支承所述容器(3)的所述停靠表面(23)与所述轴线⑶正交。
24.如权利要求22或23所述的机器，其中，所述工作单元(18)被配置成接纳热填充的 容器(3),所述容器(3)被密封并被冷却。
【文档编号】B65C9/00GK104443608SQ201410480012
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】歌德特·佛洛里安, 斯特凡诺·莫利纳里, 拉法勒·派斯 申请人:西得乐独资股份公司