降低控制凸輪的磨損的製作方法

2023-08-06 07:27:16

專利名稱：降低控制凸輪的磨損的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於處理容器的設備和方法。
背景技術：
在飲料生產產業中，已公開了多種用於處理容器的設備和方法。例如，用於將預成 型件加工製成塑料容器的成型單元或吹塑成型單元。另外，所述設備也可為加熱裝置，用於 加熱容器或封閉預成型件的模架。除此以外，用於清潔容器的清潔裝置也已經公知。在多數這種機器中，不僅要將待處理的容器沿一特定的傳輸路徑進行傳送，同時 使該機器的一處理單元或所述容器本身還需要在垂直於該傳輸路徑的方向上移動，以執行 某一處理過程。為此通常移動一特定的處理單元，例如吹嘴或升降杆，另外也可以使夾持著 該容器的傳輸裝置以一合適的方式移動。現有技術中通常採用導向凸輪來執行所述的移 動，所述導向凸輪例如可與相應的處理單元的導向滾輪相作用，以實現垂直於該傳輸路徑 的移動。這種導向凸輪在相當長的一段時間內能夠可靠地並且良好地工作。例如，專利DE 2354391描述了一種多工位迴轉式平臺吹塑機。在該專利中提到需使從動件的外徑與一凸 輪路徑之間存在一個偏差。然而，該專利還指出該偏差不能過大，否則就有可能磨損相應的 導向路徑。專利US 5，531，588描述了一種用於吹塑機的可調節的凸輪導向裝置。專利DE 10 2007 011 060 Al公開了一種用於吹塑容器的方法，其中將具有一可 移動的凸輪段的支持元件以如下方式設置該支持元件無論是在操作位置還是在空轉位置 都是可控的。然而，該專利中也沒有包括任何能夠降低所述凸輪段的磨損的啟示。同樣地， 上述設置方式也無法降低相應的磨損。進一步地，目前在某些情況下，傾向於用處理單元的獨立伺服驅動來代替機械的 導向凸輪。然而，在很多領域中都證實了導向凸輪的使用是非常可靠的。

發明內容
本發明的目的在於提供了一種當在用於處理容器的設備中採用機械導向凸輪時 降低其磨損的設備和方法。根據本發明，這是前述的設備以及前述的方法實現的。而較佳 的實施例以及進一步的改進則構成了從屬權利要求的主題。本發明的用於處理容器，尤其是用於處理灌裝液體的容器的設備具有至少一用預 定的方式對容器進行處理的處理單元。此處，該處理單元能沿著一特定的傳輸路徑進行移 動，並且該設備具有一導向凸輪，更特別地為一機械導向凸輪。將該導向凸輪設計成在傳 輸路徑上，其能夠實現或吸收該處理單元在垂直於該傳輸路徑的方向上的至少一次移動。 較佳地，將此處的「實現」理解為引導或導向該處理單元的導向元件，即所述的移動特別是 由該導向凸輪來實現的。另一方面，在「吸收」的情況下，由該處理單元或該處理單元的導 向元件引起的移動都將被接收或被吸收。然而，無論是在「實現」還是「吸收」的情況下，在 該導向凸輪上產生了作用力。
進一步地，該處理單元具有一導向元件，該導向元件至少有時與該導向凸輪接觸， 同時該導向元件與該導向凸輪之間的作用力至少有時沿該傳輸路徑的一特定區域發生變 化。該作用力的變化也可以是非常短時間內的變化或是一次震動。特別地，該作用力的變化也可視為由該導向元件對該導向凸輪的衝擊力瞬時產生 的震動，與在該導向元件的進一步移動過程中作用在該導向凸輪上的力之間的作用力差。根據本發明，該設備包括一作用力降低裝置，其至少平均地降低作用在該導向凸 輪和該導向元件之間區域中的至少一點上的力。一用於處理容器的處理單元可以為一用於擴張容器、填充容器、清潔容器或傳輸 容器等等的單元。為了進行所述的處理，沿著上述的傳輸路徑對該處理單元進行導向。該 處理單元在垂直於該傳輸路徑的方向上移動意味著該移動始終包含一位於垂直於該傳輸 路徑的方向上的移動分量。因此，該移動也可以在相對於該傳輸路徑向上或向下成一定角 度的方向上進行。此處，和現有技術中的一樣，該處理單元的移動依靠該導向元件，例如一 導向滾輪，與該導向凸輪間的接觸來實現。該設備較佳的包括一用於夾持容器的夾持裝置，其中，該夾持裝置在該傳輸路徑 上的移動較佳地與該處理單元的移動相互聯動。作用力降低裝置可以為一降低相關作用力的機械元件，以及一實現作用力降低的 控制裝置。以下描述各種能夠實現作用力降低的可能情況。例如，可以在某一位置處降低 該導向元件與該導向凸輪間的特定作用力。這種作用力平均值的降低可通過以下方式實現從統計學上來看，改變該導向滾 輪對該導向凸輪的精確碰撞點，或擴大該導向凸輪上的受力範圍，或通過其他方式來實現。 無論在上述的哪種情況下都能夠實現磨損的降低，因為磨損一方面是由特定的作用力導致 的，而另一方面也是由該作用力的作用頻率導致的。以一種較佳的方式，即能夠降低作用力 的方式，改變這兩個參數中的至少一個便可以實現磨損的降低。在其他的方法中，至少平均 地降低作用在該導向凸輪的上述點或區域上的作用力。在一較佳的實施方式中，該導向元件與該導向凸輪有時接觸有時不接觸。進一步 地，該導向元件在位於該特定區域中的一碰撞點處與該導向凸輪相接觸，並且該作用力降 低裝置至少平均地降低了作用在位於該導向凸輪與該導向元件之間的該區域中的一點上 的力，尤其是作用在所述特定點上的力。例如，在該實施方式中，該導向元件碰撞在該導向凸輪上，而該實施方式的目的就 在於降低任何由該碰撞導致的磨損。然而，對該磨損的降低不必僅限於改進所述的接觸，還 能通過對該導向凸輪進行相應的設置，例如明顯改變坡度，來達到相應的降低平均作用力 的效果。在一進一步的較佳實施方式中，該傳輸路徑在垂直於該傳輸路徑方向上的投影大體上為圓形。這意味著從該投影方向看去，該處理裝置沿一環形的路徑移動。在一進一步的實施方式中，該碰撞點在該區域內變化。通過改變該碰撞點，可以降 低作用在該導向凸輪某一點上的力，或將該力分散至某一區域內。這個區域既可沿該導向 凸輪的方向延伸也可沿垂直於該導向凸輪的方向延伸。在一較佳的實施方式中，從統計學 角度看，該碰撞點發生改變。因此，例如可對該些處理單元進行如下控制處理元件的導向元件並不始終碰撞在該導向凸輪的同一點上，而是從統計學的角度上看，碰撞於不同的、分 散的點上，這可以通過例如一隨機生成器實現。也可在一段時間內連續地或線性地改變碰 撞點。雖然這不一定能夠降低該導向元件與該導向滾輪間的特定的力傳導，但是能使施加 在整個導向凸輪或該導向凸輪的上述區域上的平均荷載更小，並且由此可以推遲對該導向 凸輪的更換。在一進一步的較佳實施方式中，該導向元件為一導向滾輪。將該導向滾輪安裝在該處理單元上。較佳的，該設備具有多個處理單元，並且每個處理單元都具有一相應的導向 元件或一導向滾輪。在一進一步的較佳實施方式中，多個處理單元的該些導向元件至少部分地在垂直於該傳輸路徑的方向上相互移位。例如，該些導向元件可沿一環形導軌在垂直於該環形導 軌的方向上相互移位。通過這種方式，同樣能夠降低作用在該導向凸輪的某一位置上的平 均作用力。在一進一步的較佳實施方法中，該設備具有一與該導向凸輪鄰接安裝的接觸體， 該接觸體將會先於該導向凸輪與該導向元件接觸。通過這種方式，便能夠降低從該導向元 件傳遞到該導向凸輪上的力。該接觸體例如可為一可替換的元件，並且該元件僅用於降低 該滾輪對該導向凸輪的作用力。另一方面，這也能降低垂直作用在該導向凸輪上的力。進 一步，該接觸體還能用於加速該導向元件，從而當該導向元件與該導向凸輪碰撞時其已經 具有一校正轉速，通過這種方式便可以降低作用力。然而，在這種情況下，也可以在該處理 單元上安裝一合適的接觸體，並且該接觸體會最先與該導向凸輪相接觸。在一進一步的較佳實施方式中，該接觸體是彈簧式安裝的。通過這種彈簧式安裝， 能夠吸收或緩衝產生的作用力。進一步地，一較佳的接觸體還具有一可替換的接觸面，例如 由橡膠類材料製成的接觸面。在一進一步的較佳實施方式中，該導向元件具有一接觸面，例如由橡膠類材料制 成的接觸面。在一進一步的較佳實施方式中，至少一個導向元件或該接觸體具有一磁力元件。 該磁力元件在初始階段用於將該導向元件吸引到該導向凸輪處。同時，該磁力元件還能在 該導向元件與該導向凸輪碰撞前，在該導向元件的旋轉方向上加速該導向元件，例如一導 向滾輪。為此該磁力元件可設有多個具有交變磁極的磁鐵，該磁鐵以空套齒輪的方式與該 導向元件或各個其他元件相互作用，從而在旋轉方向上加速該導向元件或各個其他元件。 該磁力元件還能進一步用於，在發生實際的作用力前，例如由一氣動汽缸產生的實際作用 力，通過一相對較弱的磁力將該導向元件輕柔地放置在該接觸體或該導向凸輪上。較佳的，該設備選自塑料容器的成型裝置、容器的灌裝裝置、容器的清洗裝置、容 器的封口裝置、貼標籤裝置、包裝裝置或堆垛裝置等。在塑料容器的成型單元中，該導向凸 輪可為例如一用於控制一升降杆的升降凸輪，一用於控制吹嘴移動的吹嘴凸輪，一用於轉 位星輪等的導向凸輪。進一步地，該導向凸輪也可為一傳輸星輪凸輪，一用於在爐中加熱芯軸的升降凸 輪，一成型託架的固定凸輪，一成型託架的打開動作的驅動凸輪，一吹塑成型底部的升降凸 輪或一預成型件清洗裝置的升降凸輪。若所述的設備為一容器的灌裝裝置，則該導向凸輪 可為例如一氣門傳動凸輪或一鍾型槓桿凸輪。若該設備用於容器的清洗裝置中，則該導向凸輪可為一控制凸輪。若該設備為容器的一封口裝置，則該導向凸輪可為一封口升降凸輪。在標籤機中，該導向凸輪可為一用於控制定心頭的升降凸輪，該定心頭在必要時可以具有一定心鍾，並且若該設備為一包裝機或堆垛機，則該導向凸輪可為例如一鏈連接 引導的相應的包裝凸輪。然而，本發明特別適用於上述的用於將塑料預成型件加工製成塑料容器的吹塑成 型機或成型單元。本發明進一步提供了一種用於處理容器，尤其是灌裝液體的容器的方法，其中採 用一預定的方式通過至少一個處理單元對該些容器進行處理，並且該處理單元沿一特定的 傳輸路徑進行移動。並且其中，該設備的一導向凸輪在該傳輸路徑上實現該處理單元在垂 直於該傳輸路徑方向上的至少一次移動。此處，該處理單元的一導向元件至少有時與該導向凸輪相接觸，並且作用在該導 向元件與該導向凸輪間的力至少有時在傳輸路徑的一特定區域內變化。根據本發明，至少 使得作用在該導向凸輪與該導向元件之間的區域中的某一點上的力的平均值降低。由此， 在該方法中，通過分散該些碰撞點或通過降低每種情況下特定的作用力，至少使得作用在 該導向凸輪上的力的平均值降低。在一較佳的方法中，該導向元件與該導向凸輪有時接觸有時不接觸，同時該導向 元件與該導向凸輪接觸於位於一特定區域內的碰撞點處，並且至少使得作用在該區域中一 特定點上的力，尤其是作用在該導向凸輪和該導向元件之間的該碰撞點上的力的平均值降 低。較佳地，如上所述，該碰撞點是變化的，並且較佳地該變化以統計學的方式或線性 方式實現。在一個進一步的較佳實施方式中，通過一附加的接觸體來降低該導向凸輪與該導 向元件之間的作用力。本發明的積極進步效果在於提供了一種當在用於處理容器的設備中採用機械導 向凸輪時降低其磨損的設備和方法。


進一步的有益效果和實施例將由附圖中得到，其中圖1為一用於處理容器的設備的示意圖；圖2為本發明的用於處理容器的設備的部分示意圖；圖3為一導向凸輪路徑的示意圖；圖4為本發明一實施方式的示意圖；圖5為本發明一實施方式的的實施例的斜視圖。附圖標記列表1 裝置2處理單元3導向凸輪4a 區域6導向元件，導向滾輪
6a_6d導向滾輪16傳輸輪20作用力降低裝置/接觸體22 彈簧24接觸面26接觸體20的支架30控制裝置32 託架42磁力元件42a 凹 口A碰撞點B 區域P傳輸路徑S 箭頭
具體實施例方式圖1為一用於處理容器(未示出)的設備1。此處該設備具有一傳輸輪16，該傳輸輪上設置有多個處理單元2 (圖中僅示出一個該處理單元2)。附圖標記P表示一傳輸路 徑，該處理單元2沿著該傳輸路徑移動，並且該傳輸路徑P呈圓形。另外，通過一導向凸輪 4，使該處理單元2或該處理單元的一個元件在垂直於該傳輸路徑P的方向上移動。圖2為本發明設備的部分示意圖。此處也示出了該處理單元2，其具有一託架32以及一處理元件(未詳細示出)。該處理元件可在方向S上移動，方向S即為垂直於圖1所 示的傳輸路徑P的方向。其中，該處理單元2具有一導向元件，更特別的是一導向滾輪6，該 導向元件沿著一導向凸輪4被導向。可以看到，該導向凸輪4可設計成多個部件，但也可一 體成型。進一步地，該導向曲部不必沿著整個傳輸路徑延伸，可僅在幾個區域內設置該導向 凸輪。在圖2的示意圖中，將該導向滾輪6設置在該導向凸輪4的上方，並且在某一區域內將該導向滾輪6放置在該導向凸輪4上。在該區域中，該導向凸輪4的連續運行會使其 發生磨損。為了降低由所述放置而產生的力所帶來的影響，本發明設置了一接觸體20，從而 該導向滾輪在觸底時會首先與該接觸體20或該接觸體的接觸面24接觸，然後才與該導向 凸輪接觸。通過這種方式降低了該導向凸輪4與該導向元件6之間的作用力。可以看到，該接觸體具有一彈簧22，通過該彈簧22對該接觸面24進行彈簧式安裝。附圖標記26為該接 觸體20的支架。通過該彈簧22對產生的作用力進行緩衝。在該實施例中設置了兩個彈簧 22。然而也可以僅設置一個彈簧，以及在例如該接觸面的對側設置一個活動關節軸或一轉座。然而，該設備還可以具有一控制裝置30，用於調節該導向元件6觸底在該導向凸輪4上的精確時間點以及精確位置。圖3為根據本發明的一導向凸輪的側視圖。此處可見一傾斜區域4a以及緊鄰該區域4a的一區域B。該導向元件(未示出)觸底在該導向凸輪上的碰撞點A位於該區域B 中。在現有技術中，導向元件也始終從該碰撞點A處出發。例如，在採用一伸縮氣缸時，可 通過如下方式驅動(例如，由任何發電機驅動)該伸縮氣缸將磨損分散在整個凸輪或整個 區域B上。通過這種方式能夠延長該凸輪的壽命。其中，例如，隨機地對該伸縮氣缸抽氣或 充氣，並且通過一電磁鐵將該滾輪牽引到該凸輪上，從而降低由碰撞產生的震動。圖4為本發明的一設備的進一步示意圖。該圖也描繪了各個導向滾輪6是如何觸 底在該導向凸輪4或該導向凸輪4的區域B上的。附圖標記42表示一磁力元件，其中各個 凹口 42a表示該磁鐵交變的北/南極。若該導向滾輪6也具有交變磁鐵，則可以在該導向 凸輪的周緣方向上加速該導向凸輪，或者該導向滾輪能夠進行旋轉。另外，可以將所述磁鐵應用到該區域內，該磁鐵能夠例如使一升降託架隨機地和/ 或更柔和地觸底在該升降凸輪上。圖5為本發明的一設備的進一步示意圖。在這種情況下，設置了多個導向滾輪 6a-6d，其中，如圖5所示，該多個導向滾輪相對於該導向凸輪4在徑向上移位，即在垂直於 所述導向滾輪的側面的方向上(見箭頭S)移位。通過這種方式，同樣降低了由所述導向滾 輪6a-6b施加在該導向凸輪4上的點荷載。此外，可將上述措施結合使用，即使所述導向滾輪6在方向S上移位的同時還進行上面提到的其他措施，尤其是改變接觸點A。如果該導向凸輪4是一吹塑機的一個升降凸輪，那麼該導向凸輪可由例如三個部 件組成，也就是一捕捉段、一著陸段以及一升降段。在用該機器進行生產的過程中，該升降 託架的上述導向滾輪會頻繁地撞擊在該著陸段的同一點處，從而會使該著陸段發生磨損因 此需要將其替換。由此，如上所述，可以根據運行時間來改變升降閥的啟動點，例如，在初始 狀態下和以前一樣是在0°啟動，2000小時後在2°啟動，4000小時後在4°啟動等。通過 這種方式，能將該著陸段上的荷載分散到更大的區域中，由此能很好地延長使用壽命。還可 預先建立一合適的切換調製。該可調啟動裝置可適用於該機器以及其他機器。在該申請文件中公開的所有特徵均應被認為是本發明的必要特徵，只要它們相對 於現有技術而言，分別是新穎的或者相互結合之後是新穎的。
權利要求
一種用於處理容器，尤其是灌裝液體的容器的設備(1)，該設備包括至少一處理單元(2)和一導向凸輪(4)；該處理單元(2)採用一預定的方式處理容器，其中該處理單元(2)可沿一特定的傳輸路徑(P)移動；該導向凸輪(4)被設計為沿著該傳輸路徑實現或吸收該處理單元在垂直於該傳輸路徑(P)的方向上進行的至少一次移動；其中該處理單元(2)具有一導向元件(6)，該導向元件至少有時與該導向凸輪(4)接觸，並且其中該導向元件(6)和該導向凸輪(4)之間的作用力至少有時在該傳輸路徑(P)的一預定區域(B)內變化，其特徵在於該設備(1)具有一作用力降低裝置(20)，該作用力降低裝置至少使得作用在該導向凸輪(4)和該導向元件(6)之間的區域(B)中的一點上的力的平均值降低。
2.如權利要求1所述的設備(1)，其特徵在於該導向元件(6)與該導向凸輪⑷有時 接觸有時不接觸，並且在發生接觸時，該導向元件(6)與該導向凸輪(4)在位於該特定區域 (B)內的一碰撞點(A)處接觸，其中該作用力降低裝置至少使得作用在位於該導向凸輪(4) 和該導向元件(6)之間的區域(B)中的一點上的力的平均值降低。
3.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該傳輸路徑(P)在垂直 於該傳輸路徑的方向上的投影大體上為一圓形。
4.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該碰撞點(A)在區域 (B)中變化。
5.如權利要求4所述的設備(1)，其特徵在於從統計學的角度來說，該碰撞點發生變化。
6.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該導向元件(6)為一導 向滾輪。
7.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該設備(1)包括多個處 理單元(2)，其中，每個處理單元都具有導向元件(6)，該些導向元件(6)至少部分地在垂直 於該傳輸路徑(P)的方向上相互移位。
8.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該設備(1)具有一與該 導向凸輪⑷鄰接安裝的接觸體(22)，該接觸體先於該導向凸輪⑷與該導向元件(6)接 觸。
9.如權利要求8所述的設備(1)，其特徵在於該接觸體(22)為彈簧式安裝。
10.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於至少該導向元件(6) 或該接觸體(22)具有一磁力元件。
11.如前述權利要求中的至少一項所述的設備(1)，其特徵在於該設備(1)選自下述 設備塑料容器的成型裝置、容器的灌裝裝置、容器的清洗裝置、容器的封口裝置、貼標籤裝 置、包裝裝置或堆垛裝置。
12.用於處理容器，尤其是灌裝液體的容器的方法，其中採用一預定的方式通過至少一 個處理單元(2)對該些容器進行處理，並且一個處理單元(2)沿一特定的傳輸路徑(P)移 動，並且其中該設備的一導向凸輪(4)沿著該傳輸路徑引起在垂直於該傳輸路徑(P)的方 向上的至少一次移動，並且該處理單元(2)的一導向元件至少有時與該導向凸輪(4)接觸， 並且該導向元件(6)與該導向凸輪間的作用力在該傳輸路徑(P)的一特定區域(B)內變 化，其特徵在於至少使得作用在該導向凸輪(4)與該導向元件(6)之間的區域(B)中一點 上的力的平均值降低。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於所述的導向元件(6)與該導向凸輪(4)有 時接觸有時不接觸，並且在發生接觸時，該導向元件(6)與該導向凸輪(4)在位於該特定區 域(B)內的一碰撞點(A)處接觸，其中至少使得作用在位於該導向凸輪(4)和該導向元件 (6)之間的區域(B)中的一點上的力的平均值降低。
14.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特徵在於該碰撞點會發生變化。
15.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特徵在於通過一接觸體降低作用 在該導向凸輪⑷與該導向元件(6)之間的力。
全文摘要
一種用於處理容器，尤其是灌裝液體的容器的設備(1)，該設備包括至少一處理單元(2)和一導向凸輪(4)；該處理單元採用一預定的方式處理容器，其中該處理單元(2)可沿一特定的傳輸路徑(P)移動；該導向凸輪(4)被設計為沿著該傳輸路徑引起該處理單元在垂直於該傳輸路徑(P)的方向上的至少一次移動；其中該處理單元(2)具有一導向元件(6)，該導向元件至少有時與該導向凸輪(4)接觸，並且其中作用在該導向元件(6)和該導向凸輪(4)之間的力至少有時在該傳輸路徑(P)的一預定區域(B)內變化。根據本發明，該設備(1)具有一作用力降低裝置(20)，該作用力降低裝置至少使得作用在該導向凸輪(4)和該導向元件(6)之間的區域(B)中的一點上的力的平均值降低。
文檔編號B65G47/84GK101798021SQ201010121158
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月5日 優先權日2009年2月5日
發明者哈拉爾德·施泰因貝格, 弗蘭克·溫青格爾, 託馬斯·赫爾裡格爾 申請人:克朗斯股份公司