用于修整容器的方法和设备与流程

用于修整容器的方法和设备
1.分案申请声明
2.本技术是申请日为2018年4月23日、发明名称为“用于修整容器的方法和设备”的第201880027886.5号专利申请的分案申请。
技术领域
3.本公开总体上涉及用于形成或加工制品的系统、方法和装置。更具体地，本公开的各方面涉及用于修整薄壁的、大致为圆柱形的物品或诸如瓶和罐的容器的方法和设备。


背景技术：

4.在容器制造领域中，存在各种方法来制造和加工不同的、包括瓶、罐、广口瓶等的容器构造。例如，可使用制罐机将大致平坦的材料片(例如铝)形成为胚胎圆柱形容器。通常比期望的成品容器更短且直径更大的胚胎圆柱形容器经受再拉拔、减薄和/或隆起工艺，以拉长胚胎容器并减小其直径。这些工艺通常导致围绕容器开口端外周的、高度不均匀的不规则波浪形表面。这种不规则的开口端是不期望的，因为它可能在容器的进一步加工期间产生问题，或者甚至导致容器故障。
5.为了将此类问题的风险降至最低，可在进一步加工之前修整胚胎容器的不规则开口端。容器修整机可从容器制罐机并入生产线下行线。在一些系统中，在离开制罐机后，胚胎容器被放入进料槽，该进料槽将胚胎容器进料到星轮。然后，星轮可将胚胎容器进料到修整机，该修整机从胚胎容器修整不规则的波浪形表面，从而产生容器的大致平滑的开口边缘。
6.为了调整具有不同直径的容器的修整，需要现有修整机的实质性转换过程。例如，为了调整不同的容器直径，必须调整或更换现有修整机的许多部件，包括但不限于机器组件的不同部件(例如，内主轴和外主轴)之间的距离、刀片、驱动各种部件的一个或更多个齿轮、它们的组合等。由于修整机的刀片通常需要例如约.025mm(约0.001英寸)或更小量级的非常精确的调整，因此转换过程变得更加复杂。
7.因而，期望创建一种设备和方法，以减少与修整不同直径的容器的转换过程相关的零件数量、时间和成本。


技术实现要素：

8.根据本文公开的一个实施方式，修整机装置包括圆形内安装块，所述圆形内安装块具有用于接收加工转塔的转塔轴的第一中心孔。所述内安装块具有至少一个内孔。所述修整机装置进一步包括圆形外安装块，所述圆形外安装块具有用于接收所述转塔轴的第二中心孔。所述外安装块的直径大于所述内安装块的直径。所述外安装块具有至少一个外孔。所述修整机装置进一步包括穿过所述至少一个内孔定位的至少一个内修整机主轴。所述内修整机主轴的第一端包括具有用于修整物品内部的至少一个内主轴刀片的导向器。所述修整机装置进一步包括穿过所述外孔定位的至少一个外修整机主轴。所述外修整机主轴包括
定位在用于修整所述物品外部的第一端的至少一个外主轴刀片。所述内安装块或所述外安装块中的至少一个可绕所述转塔轴旋转，以调整物品的直径，使得所述物品可定位在所述内主轴刀片与所述外主轴刀片之间，以进行修整。
9.根据一种配置本文所公开的用于修整物品的开口端的加工转塔的方法，所述方法包括将内修整机主轴的第一端穿过圆形内圆形安装块的内孔定位。所述内安装块具有第一中心孔，转塔轴穿过所述第一中心孔定位。所述内修整机主轴的第二端包括导向器，所述导向器具有用于修整物品内部的至少一个内主轴刀片。所述方法进一步包括将外修整机主轴的第一端穿过圆形外安装块的外孔定位。所述外安装块具有第二中心孔，所述转塔轴穿过所述第二中心孔定位。所述外安装块的直径大于所述第一安装块的直径。所述外修整机主轴的第二端包括用于修整物品外部的至少一个外主轴刀片。所述方法进一步包括使所述内安装块或所述外安装块中的一个相对于所述内安装块或所述外安装块中的另一个旋转。旋转量取决于待修整物品的直径。
10.上面的概述并不表示本公开的每个实施方式或每个方面。更确切地，前述概述仅提供本文阐述的一些新颖方面和特征的例示。通过以下结合附图和所附权利要求对所示示例和用于执行本发明的模式的详细描述，认为是单独地或以任何组合具有发明性的本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。
附图说明
11.图1a示出了根据一个实施方式的修整机组件的第一侧视立体图。
12.图1b示出了图1a的修整机组件的第二侧视立体图。
13.图1c示出了根据本文所述各方面的示例机器生产线，该示例机器生产线在容器经过一系列加工转塔时对容器进行处理。
14.图2a是根据一个实施方式的盒组件的分解立体图。
15.图2b是并入图2a的盒组件的修整机装置的部分的立体图。
16.图2c是图2b的修整机装置的另一立体图。
17.图2d是示出图2c所示的各种齿轮的相互关系的俯视图。
18.图2e是图2a的盒组件在组装状态下的侧视图。
19.图3a描绘了根据一个实施方式的配置为修整具有第一直径的容器的安装块组件的第一端。
20.图3b描绘了图3a的安装块组件的相对的第二端。
21.图4a描绘了图3a的配置为修整具有第二直径的容器的安装块组件的第一端。
22.图4b描绘了图4a的安装块组件的相对的第二端。
23.图5是根据另一实施方式的修整机装置的部分的立体图。
24.图6a是根据一个实施方式的转塔装置调整机构的侧视图。
25.图6b是图6a的转塔装置调整机构的分解图。
26.图6c是图6a至图6b的调整机构的侧面剖视图。
27.本公开易于具有各种修改和替代形式，并且已经通过示例的方式在附图中示出了一些代表性实施方式，并且在本文中将对其进行详细描述。然而，应当理解的是，发明方面不限于附图中示出的具体形式。更确切地，本公开将覆盖落入由所附权利要求书限定的本
发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
28.本公开易于具有许多不同形式的实施方式。在附图中示出，并且将在本文详细描述代表性实施方式，应理解的是，本公开被认为是本公开原理的例示，并且不旨在将本公开的广泛方面限于所示的实施方式。就此而言，例如在摘要、发明内容和具体实施方式部分中公开但在权利要求中未明确阐述的要素和限制不应通过暗示、推论或其它方式单独或共同地并入权利要求中。为了本详细描述的目的，除非特别声明或在逻辑上禁止，否则单数包括复数，以及复数包括单数，以及词语“包括”、“包含”或“具有”表示“包括但不限于”。另外，在本文中可以例如以“处于、接近或接近处于”或“在
…
的3-5％内”或“在可接受的制造公差内”或它们的任何逻辑组合的意义来使用诸如“约”、“几乎”，“基本上”、“大约”等近似词。提供附图是出于说明的目的，并且其中所示的特征不必按比例绘制。
29.本文所述的装置有助于精确修整诸如金属饮料容器的薄壁圆柱形物体。本文所述的用于修整薄壁金属圆柱体的修整机装置包括用于减少成本、设置时间和/或转换时间的特征。修整机装置的特征允许减少转换(例如，以容纳具有不同直径的容器)所需的零件数量。另外，当调整修整机装置以修整具有不同直径的圆柱体时，不需要改变用于驱动切割设备的齿轮。
30.如本文中所描述的修整机装置可包括于单独的机器中或机器生产线中的一个机器中。图1a至图1b示出了修整机装置组件8，其包括与各种功能性机械部件联接的修整机装置10(将在下文中更详细地描述)。修整机装置10通常用于修整胚胎容器的开口端的不规则波浪形表面，该不规则波浪形表面由在通过制罐机形成胚胎容器期间发生的拉长容器主体和/或减小容器直径而导致。在一些实施方式中，离开制罐机的胚胎圆柱形容器通过输送机提升，并放置在联接至修整机装置10的第一轨道11a上(见图1a)。输送机可以是链式输送机和/或可以具有用于提升和移动容器的钩形橡胶指状物。
31.一旦通过修整机装置10修整，就可将所得的容器从修整机装置10经由第二轨道11b(见图1b)传送至机器生产线，在该机器生产线上可通过任何数量的阶段(例如，一个或更多个缩颈阶段)来处理/形成容器。当所有处理/形成阶段完成时，将容器从机器生产线中排出。
32.图1c示出了示例性机器生产线1，该机器生产线适于随着容器2以大致蜿蜒的路径通过一系列加工转塔(例如，6a、6b、6c
……
等)而对容器2进行修整、缩颈、翻边和/或其他处理。机器生产线可以是再循环机器生产线或任何其他类型的机器生产线。如本文所用，“容器”广泛地指在制造的任何阶段以生产成品容器的任何物品，成品容器包括胚胎容器。容器的示例包括但不限于金属(例如，铝、钢、其他应力引起的塑性变形的容器等)罐或瓶。
33.离开修整机装置10的容器2可在机器生产线的后期阶段通过容器进料部4进料到进料真空星轮5。在通过真空星轮5之后，容器2被释放以被处理至第一转塔6a。
34.容器2可通过真空(气压差)在第一传送星轮3a上保持在适当位置，围绕第一传送星轮3a的旋转轴线运转，使得容器2围绕第一传送星轮3a的至少部分运动。在图1c所示的实施方式中，容器2从真空星轮5传送至第一加工转塔6a并进入加工步骤。然后，容器2从第一加工转塔6a行进到第一传送星轮3a，从第一传送星轮3a行进到第二加工转塔6b，从第二加
工转塔6b行进到第二传送星轮6b，依此类推，移动到机器生产线1中的许多传送星轮和/或加工转塔，然后移动到出口7。
35.每个星轮均可以具有任何数量的工位以保持物品而进行加工或传送。例如，星轮可具有六个、八个或十个工位，以分别保持六个、八个或十个物品。将认识到的是，星轮能够具有从一个工位到任何合适数量的工位。
36.在其他实施方式中，星轮(例如，第一星轮3a)可用于将容器从另一装置(例如，制罐机)输送到修整机装置10。在这样的实施方式中，图1a的第一轨道11a可以消除或以更受限的方式使用。在这样的实施方式中，修整机装置10可以放置在例如“颈缩机(necker)”机器(通常润滑，随后通过多个阶段“颈缩”、放置凸缘，然后检查)或“制罐机”机器中。参照图1c的“颈缩机”机器示例，标记为6a、6b和6c的位置对应于修整机(或其他)装置的转塔位置。容器可以沿着颈缩机机器生产线通过进料位置和每个其他位置(即交替位置)处的真空星轮输送到转塔。在该实施方式中，修整机装置10的外主轴14与主轴110的齿轮比为2：1(如下文更详细描述)可对于减小修整容器所需的转塔旋转角度很有用。
37.现在将讨论可以在刚描述的机器生产线中利用的、本公开所设想的修整机装置的各个方面。
38.在图2a、图2b、图2e所示的非限制性实施方式中，示出了两个大致平行的主轴12、14，其具有旋转刀片，以用于在修整机装置10中将容器精确地修整到期望的长度。主轴14、12以特定比率(例如3∶1)彼此齿轮传动。比要修整的容器的内部稍小的第一圆形内刀片16位于“内”主轴12的第一端18a处。在一些实施方式中，内刀片16安装在修整机头23上(如下所述)。内刀片16用于修整容器的内部。在“外”主轴14的第一端22a上安装有第二外刀片20，该第二外刀片20的弧度略大于120
°
(例如，约123
°
)，并且半径是第一刀片16的半径的约三倍。外主轴14的三分之一旋转用于将容器装载在内主轴12上的内刀片16上，在此期间没有物体干扰内刀片16。外主轴14的第二个三分之一旋转将外刀片20定位成与内刀片16略微重叠，并用于切割容器的外部。在最后三分之一旋转期间，用刀片将容器的修整部分分开，并用波纹化工具将其波纹化以便处理。
39.如图2a至图2b、图2e所示，内主轴12包括具有修整机导向器24的修整机头23。在一些实施方式中，导向器24的外径和尺寸的大小设计为使得修整机头23可在修整过程期间相对于容器的开口大致居中。也就是说，在一些实施方式中，导向器24对于不同容器直径具有不同的尺寸。因此，基于要修整的罐/瓶的开口的尺寸/直径，本文所述的内主轴12可使用各种尺寸的导向器。
40.修整机主轴12、14中的每个均包括各自的轴46、48。修整机主轴12、14中的每个均进一步包括各自的齿轮52、54，以使各自的轴46、48旋转。内主轴轴46可连接至修整机头23，使得轴46使修整机头23旋转。
41.现在返回图2b至图2c，示出了根据一个非限制性实施方式的修整机装置10。修整机装置10包括联接至转塔轴110的安装块组件28。安装块组件28包括内主轴安装块30和外主轴安装块32。内主轴安装块30和外主轴安装块中的每个均大致为圆形(盘形)，并且包括相应的大致位于中心的孔，转塔轴110穿过该孔定位。外主轴安装块32的直径大于内主轴安装块30的直径。内主轴安装块30和外主轴安装块32中的每个均进一步包括定位在相应主轴安装块30、32的周边附近的一个或更多个孔34、36。内主轴安装块30和外主轴安装块32中的
至少一个可绕转塔轴110旋转，并且相对于内主轴安装块30和外主轴安装块32中的另一个可旋转。
42.图2a至图2e示出了根据一个非限制性实施方式的利用盒组件40的修整机装置10。在图2a至图2e的实施方式中，内主轴12和外主轴14安装至板或壳体42以形成盒组件40。壳体42包括配置成分别接收内主轴12和外主轴14各自的轴46、48的两个孔44a、44b。如以上简要讨论的，外主轴14的轴48包括联接至其第二端22b的外主轴齿轮52。壳体42用于修整稍微受限的直径范围，因此，当修整基本上不同直径的圆柱体时，可进行更换。
43.如以上简要讨论的，在一个实施方式中，内主轴安装块30通常相对于转塔轴110固定。在该实施方式中，一旦盒组件40被组装，内主轴轴46就插入到内主轴安装块30的孔34内。然后，外主轴安装块32可绕转塔轴110中心线旋转，以调整容器直径，并使外主轴轴48与外主轴安装块32的孔36对准。
44.一旦外主轴轴48和外孔36对准，就可将外主轴组件轴48插入外主轴安装块32的孔36中。盒组件40可完全插入，以相对于转塔轴110和内主轴安装块30固定盒组件40和外主轴安装块32的位置。
45.图3a至图3b示出了配置成修整具有第一直径的容器的安装块组件28，图4a至图4b示出了调整成修整具有第二较大直径的容器的安装块组件28。如图3至图4所示，为了修整直径大于先前修整的容器的直径的容器，使内主轴安装块30或外主轴安装块32中的一个围绕转塔轴110中心线相对于内主轴安装块30或外主轴安装块32中的另一个旋转，以使内主轴12与外主轴14(及其上的各个刀片16、20)之间的距离增加。因此，具有较大直径的容器可安装在刀片16、20之间以进行修整。在图3至图4所示的实施方式中，旋转角度约为60
°
。可想到的是，根据要修整的容器的直径，可将内主轴安装块30或外主轴安装块32旋转任何合适的量。
46.现在转向图5，示出了类似于图2a至图2d但未利用壳体形成盒组件的修整机装置10’的第二实施方式。因此，在图5的修整机装置10’中，在将内主轴12’和外主轴14’插入安装块组件28’之前，内主轴12’和外主轴14’不相互联接。内主轴12’定位在内主轴安装块30’的相应孔34’中。相应的外主轴14’定位在直径大于内主轴安装块30’的、单独的外主轴安装块32’中。通过使内主轴安装块30’或外主轴安装块32’围绕转塔轴110’的中心线相对于内主轴安装块30’或外主轴安装块32’中的另一个旋转，可针对容器直径调整内主轴12’和外主轴14’之间的距离。一旦实现适当的对准，就可使用包括但不限于夹具53’(见图3b、图4b)、螺钉和螺母机构等的任何合适的机构将内主轴安装块30’和外主轴安装块32’相对于彼此和/或相对于转塔轴110’固定。这样的固定机构也可在使用盒壳体42(图2a至图2e)的实施方式中使用。
47.齿轮组件可用于驱动内主轴12、12’和外主轴14、14’。尽管为了简化，将相对于图2a至图2e的修整机装置10描述齿轮组件，但是相同或相似的齿轮组件也可与图4的修整机装置10’结合使用。
48.参照图2c至图2d、图3b、图4b，第一中心齿轮103和第二中心齿轮104分别示出为具有用于接收转塔轴110的中心孔。第一中心齿轮103和第二中心齿轮104通常相对于彼此固定，可旋转以进行调整，并且在修整机的操作期间通常不会相对于机座旋转。第一中心齿轮103与彼此固定并在主轴或轴承212上旋转的中间齿轮211a、211b接合。轴承212相对于外主
轴安装块32固定在适当位置。中间齿轮轴承212可直接安装到外主轴安装块32，或直接安装到相对于外主轴安装块32固定的承载件。中间齿轮211a、211b与外主轴14的外主轴齿轮52接合，以驱动外主轴14(见图2c)。在一些实施方式中，齿轮211a、211b处于便于快速拆卸和安装的组件中，从而在盒安装期间更容易地接合齿轮211a、211b。
49.在一个实施方式中，选择齿轮，以在与内主轴12相反的旋转方向上使修整转塔每旋转一圈，就使外主轴14旋转一圈。可适当的是，齿轮可使得在与内主轴12相反的旋转方向上，使修整转塔每旋转一圈，就使外主轴14旋转两圈，其中，外主轴(例如，第二外刀片20)的半径/直径与内主轴(例如，内刀片16)的半径/直径之比保持约3：1。具有使转塔轴110穿过定位的中心孔的第二中心齿轮104与安装在内主轴12的第二端18b上的内主轴齿轮54接合，以驱动内主轴12。
50.尽管在图2b至图2d中仅示出了一个盒组件40，但是可设想到的是，修整机装置10中可并入更多的盒组件。例如，第二内主轴和外主轴可通过第二组孔34、36定位。同样，尽管图5中仅示出了一对内主轴12’/外主轴14’，但是可想到的是，同样可将多于一对这样的主轴并入到修整机装置10’中。在这样的实施方式中，多个盒组件或内主轴/外主轴对布置在距转塔轴110、110’的中心大致相同的半径处。内主轴12、12’相对于彼此保持在固定的等距位置，以及外主轴14、14’相对于彼此保持在固定的等距位置。
51.本文所述的修整机装置的一个优点是，它们可相对容易地进行调整，以用于具有不同直径的容器。例如，本文所述的修整机装置使得能够在从机器移除后执行精确的调整，从而促进易于进行调整。另外，用于待修整容器的一个直径的盒组件(见图2a至图2e)和/或主轴对(图5)同样可用来修整不同直径的容器。换言之，本文所述的主轴和齿轮组件可用于修整多个容器直径，从而减少装备机器以适应多个直径的圆柱体所需的主轴数量。本文所述的修整机装置还可与将容器呈现给切割设备的现有装置一起使用，切割设备的现有装置为例如当容器移入和移出位置时保持容器的滑枕或者真空和空气射流的组合。
52.主轴和刀片的位置可通过放置在轴110上的部件(例如，刀片16和/或波纹化工具)之间或主轴12、14与壳体42之间的简单垫片的组合来设置，从而定位本文所述的刀片和独特的安装块组件28、28’。通过对以转塔轴110、110’为中心的中心齿轮103进行的旋转调整，可同时设置外主轴的所有角度。与现有系统相反，在本文描述的系统中使用的齿轮对于整个直径变化范围可以是相同的。因此，对于容器直径的改变，无需移除或更换齿轮；在安装主轴或主轴盒时，仅必须重新接合主轴齿轮52、54。例如，外主轴安装块32、32’可在安装主轴或主轴盒时将它们对准并固定在适当位置。
53.本文描述的装置还允许快速转换。例如，图2a至图2e的盒组件40可在转换之前制备。因此，对于直径变化，需要移除和更换的零件更少。
54.如图6a至图6c所示，修整机装置10可包括轴中心位置调整机构300，其利用特征(例如，螺钉302)来调整修整机装置10相对于将待修整物品呈现给修整机装置10的滑枕的位置，从而调整待修整容器的高度。轴110在其中包括中空腔303。与修整机装置10一起使用的滑枕壳体还包括中空部分304，该中空部分配置成接收穿过其中的轴110。当轴110插入穿过滑枕壳体的中空部分304时，螺钉302(例如，acme螺钉)可通过螺母306(例如，acme螺母)固定到轴110(参见图6c)。施加力以使部件移动通过轴110的中心有助于确保部件不会由于偏心载荷而未对准和/或受约束。该布置还有助于快速调整待修整物品的长度。
55.本文描述的实施方式的装置的又一优点在于需要的部件更少，从而通常导致部件的成本节省。例如，主轴可用于针对不同容器直径组装的盒和安装块组件28、28’。另外，机器上的齿轮可用于各种容器直径设置，即，不需要具体直径的齿轮组。也不必针对不同的容器直径改变马达速度或传动比。
56.根据一个替代实施方式，可通过在盒之间连结在一起的四个齿轮来便于主轴中心距离的直线调整。这种齿轮布置用于belvac cc93qc修整机。可通过使一个主轴绕着不在另一主轴上居中的齿轮的中心旋转来便于调整主轴中心距离。刀片的外径相对于主轴孔(并因此相对于轴)偏心，以便于刀片重叠的微调。偏心壳体的位置可通过例如夹紧来固定。
57.在一些实施方式中，内主轴12包括中空部分，从而提供用于空气的脉冲射流的空气通道，以在将容器安置在转塔星轮上时将其安置到真空卡盘。
58.本发明不限于本文公开的精确构造和组成；根据前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变型都落在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。另外，本构思明确地包括前述特征和方面的任何和所有组合和子组合。