TWI600514B

TWI600514B - 廢棄物剝除及切割裝置，卡匣，單元及具有該裝置的機器

Info

Publication number: TWI600514B
Application number: TW103107614A
Authority: TW
Inventors: 席爾凡帕普斯特; 葛勞姆丹尼斯
Original assignee: 巴柏斯特麥克斯合資公司
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2017-10-01
Also published as: KR20150126652A; JP6235047B2; CN105163915B; KR101803163B1; TW201446446A; EP2964434B1; US20160023369A1; EP2964434A1; WO2014135276A1; CN105163915A; ES2630370T3; JP2016512176A

Description

廢棄物剝除及切割裝置，卡匣，單元及具有該裝置的機器

本發明係關於一種來自平坦基板之廢棄物剝除及切割裝置，其在用於生產封裝之機器中具有兩個圓柱形工具。本發明進一步係關於一種廢棄物剝除及切割卡匣，其包含廢棄物剝除及切割裝置。本發明係關於一種用於平坦基板之轉換單元，其具備廢棄物剝除及切割卡匣。本發明係關於一種用於平坦基板之轉換單元，其包含廢棄物剝除及切割裝置。本發明進一步係關於一種用於自平坦基板生產封裝之機器，其包含用於平坦基板之至少一轉換單元。

用於生產封裝之機器意欲用於製造在摺疊及膠合之後形成封裝的盒子。在該機器中，展開諸如卡紙板之連續腹板的初始平坦基板，且經由印刷單元(printing unit)之集合組成的印像單元(print unit)來印刷初始平坦基板。接著，將腹板轉移至轉換單元以製造板狀元件，在此狀況下為盒子。

轉換單元包含具有兩個圓柱形旋轉式工具之至少一轉換裝置，該等圓柱形旋轉式工具係彼此平行地定位以便彼此協作。腹板在兩個工具之間循環以在彼處被變換。兩個工具在彼此相對的方向上旋轉。第一工具可旋轉地安裝於第一軸承及第二軸承中。另外，第二工具可旋轉地安裝於第三軸承及第四軸承中。提供夾持元件以牢固地固持第一軸承及第三軸承以及第二軸承及第四軸承。通常提供轉換裝置以便形成卡匣。卡匣係藉由滑動而插入至單元之側向框架中每一者中。

根據待進行的基板之變換，卡匣使能夠快速地更換工具。封裝製造商具有最少兩個卡匣。第一卡匣在生產期間位於機器中，且根據正從事之轉換工作進行調適。在此時間期間，組裝及調整第二卡匣，以便根據下一轉換任務進行調適。當更換任務時，操作員移除舊卡匣且插入新卡匣，從而將機器之停機時間減少至最小值。

作為實例，該等裝置中之一者或該等卡匣中之一者為旋轉式廢棄物剝除及切割裝置或旋轉式廢棄物剝除及切割卡匣。卡紙板坯料具有廢棄卡紙板區域，該等區域被切割，然後緊接地被分離及移除以便能夠創製盒子。

切割及剝除用裝置確保受控制地、準確地且快速地剝除廢棄物。切割及剝除用裝置之操作的精確度使能夠拋棄所有廢棄物且避免堵塞。切割及剝除用裝置包含呈兩個旋轉式圓柱體之形式的兩個工具，該等旋轉式圓柱體係彼此平行地定位以便彼此協作。由坯料組成之腹板在兩個工具之間延行，其係沿著該等工具之切線的軌跡行進。

如(例如)文件EP-1'057'596中所揭示，該等圓柱形工具中之第一者包含徑向地插入於其表面中之針。該等針置放於對應於坯料之佈局的精確部位處，且經置放以便刺穿廢棄物之每一項目。針藉由隨著包含針之該第一工具的旋轉而沿著圓形軌跡驅動廢棄物來使廢棄物與坯料分離且因此與腹板分離，同時腹板移動為遠離於該工具。

該等圓柱形工具中之第二者確保當刺穿廢棄物時既切割及輸送坯料又留存坯料。第二工具具有刀片。在刀片外部，徑向孔被穿孔於第二工具之金屬表面中。該等孔之位置對應於第一工具之針的位置。該等針在兩個工具之旋轉期間容納於孔中，以便以有效方式來刺穿及穿孔廢棄物。由可撓性材料(例如，發泡體)製成之若干緩衝物排列於刀片之間及孔外部。該等緩衝物用來拉動腹板，包括其盒子。

接著，在第一工具之旋轉期間自該等針釋放此廢棄物。為此，平行於第一工具而排列呈具有一或多個狹槽之固定梳狀物之形式的一系列排出器。該等梳狀物之直線邊緣平行於第一工具之圓柱體的母線(generatrix)。

出於避免針與梳狀物之間的任何碰撞之目的，將梳狀物彼此相對地側向地置放，使得其狹槽中之一者與側向位置重合，且因此與第一工具上之針中之一者的圓形軌跡重合。

當第一工具旋轉時，由梳狀物捕獲由第二工具切割之廢棄物，且自針撕裂該廢棄物。因此釋放針，且在針下一次傳遞至自後繼坯料切割之區域中時將針推動至另外廢棄物中。

梳狀物之邊緣必須被定位為與第一工具相隔極精確的距離，以百分之一的階。若操作員准許圓柱體之表面與梳狀物之邊緣之間存在過大間距，則存在廢棄物傳遞於該梳狀物與該表面之間的風險。此情形最初可造成梳狀物變形，且亦可使一或多個針斷裂。通常，廢棄物逐漸地削弱圓柱體之旋轉直至機器停機為止。另一方面，若間距過小，則梳狀物有使第一工具劣化及損壞之風險。

梳狀物借助於導引橫樑(guide crossmember)而固定至框架。該橫樑又借助於包含柱及凸耳之下部組件而固定，該等下部組件附接於軸承下方。

當在調整損耗或任務更換之後操作員必須對切割及剝除用裝置或卡匣之梳狀物進行調整時，操作員自設備之轉換單元移除該裝置或該卡匣。接著，將裝置或卡匣置放於轉換單元外部之調整台上。接著，裝置或卡匣經由其組件而停置於調整台上。

一旦已進行調整，就在單元中替換裝置或卡匣。在調整期間，裝置或卡匣已經由其組件而定位。裝置或卡匣經由其上部軸承且不再經由組件而停置於單元中。因此，添加組件之容許度會造成梳狀物之調整損耗。

本發明之一主要目標在於開發一種來自一平坦基板之廢棄物剝除及切割裝置，其經設計成在用於生產封裝之一機器中用於一轉換單元。一第二目標係生產一種使用旋轉式工具之廢棄物剝除及切割裝置，其使能夠獲得承載針之工具中之一者與排出器之間的間距之極準確的調整。一第三目標係避免調整台與轉換單元之間的切割及剝除用裝置之調整變化。一第四目標係解決上文針對先前技術之裝置所提及之技術問題。一第五目標在於提供一種包含一廢棄物剝除及切割裝置之卡匣。一另外目標為達成一轉換單元至用於生產封裝之一機器中之插入。

一種來自一平坦基板之廢棄物剝除及切割裝置包含能夠確保廢棄物之切割及剝除的一第一圓柱形旋轉式工具。該第一圓柱形旋轉式工具之表面具有用於留存廢棄物之至少一徑向針。來自該平坦基板之該廢棄物剝除及切割裝置包含一第二圓柱形旋轉式工具。來自該平坦基板之該廢棄物剝除及切割裝置包含一第一側向軸承及一第二側向軸承。該第一側向軸承及該第二側向軸承出於旋轉目的而固持該第一工具。來自該平坦基板之該廢棄物剝除及切割裝置包含一第三側向軸承及一第四側向軸承。該第三側向軸承及該第四側向軸承出於旋轉目的而固持該第二工具。來自該平坦基板之該廢棄物剝除及切割裝置包含至少一排出器。該兩個工具及該排出器經排列且彼此協作以自該平坦基板切割、留存及排出該廢棄物。

根據本發明之一個特徵，來自該平坦基板之該廢棄物剝除及切割裝置的特徵在於：其包含用於接合該排出器之構件。該接合用構件分別橫向地附接於該第一側向軸承及該第二側向軸承之一下部部分的區中。

換言之，該排出器或該等排出器經由橫向接合用構件而直接地附接至承載該等針之該工具之該兩個軸承。該接合用構件包含較少部分且緊湊。歸因於至該等軸承之該直接附接，既靜態地又動態地獲得極高程度之剛性。當該裝置位於該機器中時，對該調整台進行之該調整保持相同。

作為非限制性實例，該平坦基板被定義為由呈一連續腹板之一材料製成，諸如，紙張、平坦卡紙板、波紋狀卡紙板、層壓式波紋狀卡紙板、可撓性塑膠材料，例如，聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、雙軸定向式聚丙烯(BOPP)，或其他材料。

在本發明之一另外特徵中，一種來自一平坦基板之廢棄物剝除及切割卡匣的特徵在於：其包含來自該平坦基板之一廢棄物剝除及切割裝置，該廢棄物剝除及切割裝置具有下文所描述及主張之一或多個技術特徵。在具有該切割及剝除用卡匣的情況下，促進操作員對用於留存廢棄物之該或該等徑向針以及該或該等排出器的接取、安裝及拆卸，從而提供該單元及用於生產封裝之該機器的調整及留存。

根據本發明之一另外特徵，一種用於一平坦基板之轉換單元的特徵在於：其具備來自該平坦基板之一廢棄物剝除及切割卡匣，該卡匣具有來自該平坦基板之一廢棄物剝除及切割裝置，該廢棄物剝除及切割裝置具有下文所描述及主張之技術特徵中之一或多者。

根據本發明之一另外特徵，一種用於一平坦基板之轉換單元的特徵在於：其包含來自該平坦基板之一廢棄物剝除及切割裝置，該廢棄物剝除及切割裝置具有下文所描述及主張之技術特徵中之一或多者。

根據本發明之一另外特徵，一種用於自一平坦基板生產封裝之機器的特徵在於：其包含用於該平坦基板之至少一轉換單元，該轉換單元具有下文所描述及主張之技術特徵中之一或多者。

1‧‧‧轉換單元/單元

2‧‧‧腹板

3‧‧‧盒子

4‧‧‧壓印裝置

6‧‧‧上部旋轉式壓印工具

7‧‧‧下部旋轉式壓印工具

8‧‧‧壓印卡匣

9‧‧‧刻痕裝置

11‧‧‧上部旋轉式刻痕工具

12‧‧‧下部旋轉式刻痕工具

13‧‧‧刻痕卡匣

14‧‧‧廢棄物剝除及切割裝置

16‧‧‧第一下部旋轉式工具/第一下部圓柱形旋轉式工具/第一工具/下部工具

16a‧‧‧具有較大直徑之第一工具

17‧‧‧第二上部旋轉式工具/第二上部圓柱形旋轉式工具/上部工具

18‧‧‧廢棄物剝除及切割卡匣

19‧‧‧框架

20‧‧‧徑向間距

26‧‧‧第一下部前軸承

27‧‧‧第二下部後軸承

28‧‧‧旋轉軸線

29‧‧‧第三上部前軸承

31‧‧‧第四上部後軸承

32‧‧‧旋轉軸線

33‧‧‧突起物

34‧‧‧第一小齒輪/第一下部小齒輪

35‧‧‧第二小齒輪

36‧‧‧柱螺栓

37‧‧‧螺帽

38‧‧‧夾緊凸耳

39‧‧‧排出梳狀物/排出器

41‧‧‧狹槽

42‧‧‧前邊緣

43‧‧‧接合用構件

44‧‧‧橫樑

46‧‧‧凹槽

47‧‧‧轉接器

48‧‧‧形成滑件部分/連接片件

F‧‧‧正向方向/行進方向/水平軌跡/行進

Ri‧‧‧旋轉方向/圓形軌跡

Rs‧‧‧旋轉方向

T‧‧‧滑動

參看隨附示意性圖式，在非限制性具體實例之以下描述期間，將清晰地理解本發明，且將更清晰地顯露其各種優勢及不同特徵，在該等圖式中：- 圖1展示轉換單元之綜觀側視圖；- 圖2展示根據本發明的具有廢棄物剝除及切割裝置之卡匣的等角視圖；- 圖3展示圖2之卡匣的部分側視圖；及 - 圖4展示沿著圖2中之平面IV-IV的剖視圖，其中兩個工具具有不同直徑。

用於生產封裝之機器(圖中未示)處理平坦材料或基板，在此狀況下，該平坦材料或基板為由連續腹板製成(例如，由平坦卡紙板製成)之基板。如圖1所說明，機器包含用於變換腹板2的基板之轉換單元1。腹板2及經變換腹板在縱向方向上之正向方向或行進方向(圖1中之箭頭F)指示單元1中之上游方向及下游方向。前位置及後位置係相對於橫向方向而分別被定義為驅動器或操作員之側及與驅動器或操作員之側對置的側。

機器可具有定位於單元1上游的腹板退繞機、諸如印表機集合之單元、用於監視印刷品質及範圍之構件、腹板導引件，及另外構件。

轉換單元1為用於壓印、刻痕、切割及排出廢棄物之單元。腹板2以恆定速度到達單元1，其中腹板2之橫向側位於上游。包含用於腹板2之驅動滾筒及回行滾筒的引入性群組設置於單元1之入口處。單元1藉由壓印該條帶、切割該腹板且排出廢棄物而連續地變換腹板2。

單元1遞送由平坦的經壓印、刻痕、切割之卡紙板製成且無廢棄物的坯料或經變換盒子3。盒子3藉由其下游橫向側而以相同恆定速度離開單元1。接著在分離站中使單元1中製造之盒子3彼此側向地及縱向地分離，且接著在接收站(圖中未示)中接收盒子3。

單元1最初包含提供壓印之第一裝置(即，壓印裝置4)，其排列於上游，亦即，在該單元1之入口處。壓印裝置4具備上部旋轉式壓印工具6及下部旋轉式壓印工具7。在例示性具體實例中，壓印卡匣8包含壓印裝置4。

單元1包含提供刻痕之第二裝置(即，刻痕裝置9)，其排列於壓印裝置4下游。刻痕裝置9具備上部旋轉式刻痕工具11及下部旋轉式刻痕工具12。在例示性具體實例中，刻痕卡匣13包含刻痕裝置9。

單元1包含提供廢棄物切割及剝除之第三裝置(即，廢棄物切割及剝除裝置14)，其排列於刻痕裝置9下游，亦即，在該單元1之出口處。廢棄物剝除及切割裝置14具有用於排出廢棄物之第一下部旋轉式工具16，第一下部旋轉式工具16係平行於用於廢棄物切割及剝除之第二上部旋轉式工具17而定位。在例示性具體實例中，廢棄物剝除及切割卡匣18包含廢棄物剝除及切割裝置14。

裝置4、9及14係相繼地定位，且因此，卡匣8、13及18係相繼地定位，使得每一者藉由自腹板2壓印、刻痕、切割及排出廢棄物來進行其各別轉換。

用於壓印廢棄物之工具6及7、用於刻痕廢棄物之工具11及12以及用於切割及排出廢棄物之工具16及17中每一者的旋轉軸線係相對於腹板2之行進方向F橫向地定向。用於壓印廢棄物之上部工具6、用於刻痕廢棄物之上部工具11以及用於切割及排出廢棄物之上部工具17的旋轉方向(圖2中之箭頭Rs)係相對於用於壓印廢棄物之下部工具7、用於刻痕廢棄物之下部工具12以及用於切割及排出廢棄物之下部工具16的旋轉方向(圖2中之箭頭Ri)而反向。

用於壓印廢棄物之卡匣8、用於刻痕廢棄物之卡匣13以及用於切割及排出廢棄物之卡匣18能夠引入至單元1之框架19中、能夠固定至框架19、能夠投入生產，且接著相反地，能夠自框架19拆開且能夠自該框架19移除。因此，單元1包含針對三個卡匣8、13及18中每一者而設置於框架19中之三個橫向外殼。相對於框架19而將卡匣8、13及18自頂部垂直地引入至橫向外殼中。相反地，可相對於框架19而將卡匣8、13及18自其各別橫向外殼垂直地移除。

廢棄物剝除及切割裝置14包含(參見圖2)第一下部圓柱形旋轉式工具16，且結果，廢棄物剝除及切割卡匣18包含第一下部圓柱形旋轉式工具16，第一下部圓柱形旋轉式工具16具有徑向地插入至其表面中之針(圖中未示)。該等徑向針皆徑向地突起超過一相等長度，其尖端定向至外部。第一工具16之圓周的剩餘部分光滑。

該等徑向針係以適當方式置放於如下部位中：其中腹板2之切割依據腹板2中提供的坯料之佈局而產生廢棄物。緊接地在切割之後，由徑向針刺穿廢棄物之每一項目。盒子3遵照其水平軌跡F，且圍繞下部工具16以圓形軌跡Ri來驅動廢棄物，且因此使廢棄物與盒子3分離。

第二上部圓柱形旋轉式工具17具有切割焊縫(圖中未示)，該等切割焊縫係依據待生產盒子之組態而遍及第二上部圓柱形旋轉式工具17之圓周被加工或附接。孔(圖中未示)經穿孔為與第一工具16之針的位置對應。由發泡體制成之若干緩衝物黏著地結合於焊縫及孔外部之區域中。腹板2受到驅動，且在下部工具16與上部工具17之間的徑向間距20中行進F。下部工具16經排列以便與上部工具17協作以進行轉換，亦即，自腹板2切割及排出廢棄物。

廢棄物剝除及切割裝置14包含第一下部前軸承26及第二下部後軸承27，且結果，廢棄物剝除及切割卡匣18包含第一下部前軸承26及第二下部後軸承27，第一下部前軸承26及第二下部後軸承27藉由第一工具之旋轉軸線28出於旋轉目的而固持第一工具，亦即，下部工具16。切割及剝除用裝置14包含第三上部前軸承29及第四上部後軸承31，且結果，切割及剝除用卡匣18包含第三上部前軸承29及第四上部後軸承31，第三上部前軸承29及第四上部後軸承31藉由第二工具之旋轉軸線32出於旋轉目的而固持第二工具，亦即，上部工具17。

第三軸承29及第四軸承31中每一者之下部部分具有四個突起物33。軸承29及31之下部部分對應於位於旋轉軸線32下方之區域。位於上游及下游之兩個突起物存在於前面上，且位於上游及下游之兩個突起物存在於後面上。當將廢棄物剝除及切割卡匣18插入至單元1中時，廢棄物剝除及切割卡匣18歸因於兩個上部軸承29及31中每一者之八個突起物33而停置於框架19上。

廢棄物剝除及切割裝置14包含經設計成在旋轉時驅動兩個工具16及17之驅動構件，且結果，廢棄物剝除及切割卡匣包含經設計成在旋轉時驅動兩個工具16及17之驅動構件。該等構件被形成有用於下部工具16之第一下部小齒輪34，第一下部小齒輪34在後部處固定於其旋轉軸線28上。該第一小齒輪34與用於上部工具17之第二小齒輪35嚙合，第二小齒輪35在後部處固定於其旋轉軸線32上。當將卡匣18插入至框架19中時，第二小齒輪35之齒與連接至用於在旋轉時驅動之電動馬達的小齒輪之齒嚙合。

下部工具16之第一下部前軸承26固定至上部工具17之第三前軸承29，且下部工具16之第二下部後軸承27固定至上部工具17之第四上部後軸承31，以便構成切割用卡匣18。為了以單片件形式留存卡匣18，呈四個柱螺栓36之形式的元件分別傳遞通過上部工具17之旋轉軸線32之兩個側上的上部前軸承29及上部後軸承31。使四個柱螺栓36中每一者之下部末端穿過及旋擰至下部前軸承26及下部後軸承27之分接部分中。分別將四個螺帽37旋擰於四個柱螺栓36之上部末端上，且藉由靠在上部前軸承29及上部後軸承31之頂面而將該等柱螺栓鎖定於適當位置中。

除了壓印用卡匣8及刻痕用卡匣13以外，廢棄物剝除及切割卡匣18亦包含兩個夾緊凸耳38，兩個夾緊凸耳38各自設置於上部前軸承29及上部後軸承31之頂面的區中。兩個凸耳38經設計成與提昇構件協作，以垂直地升高卡匣18、8及13且將卡匣18、8及13輸送為遠離於框架19。

由廢棄物剝除及切割裝置14且由廢棄物剝除及切割卡匣18進行廢棄物之受控制剝除。自徑向針拆開由該同一針刺穿之廢棄物，使得該針能夠隨著下部工具16之每一旋轉而提取另外廢棄物。使用呈排出梳狀物39(參見圖2至圖4)之形式的至少一排出器來進行此提取。兩個工具16及17以及梳狀物39經排列且彼此協作以自腹板2排出廢棄物。

梳狀物39包含垂直於梳狀物39之前邊緣42而定向的狹槽41，前邊緣42平行於下部工具16之母線。此狹槽41排列於由徑向針圍繞下部工具16之旋轉軸線28而描述的圓形軌跡上。提供梳狀物39之傾斜角及該狹槽41之長度以准許徑向針之傳遞。因此，梳狀物39之前邊緣42能夠極接近於下部工具16之表面，此情形使前邊緣42能夠嚙合於該表面與廢棄物之間。

根據本發明，廢棄物剝除及切割裝置14以及廢棄物剝除及切割卡匣18包含用於接合排出器(亦即，梳狀物39)之構件43，接合用構件43分別橫向地固定於第一下部前軸承26及第二下部後軸承27之下部部分的區中。軸承26及27之下部部分對應於位於下部工具16之旋轉軸線28下方的區域。歸因於廢棄物之刺穿，接合用構件43固定於位於下游之下部部分中。

廢棄物剝除及切割裝置14以及廢棄物剝除及切割卡匣18可與工具16及17一起使用，工具16及17針對所進行之任務具有對應於坯料之長度的不同直徑。圖4中已展示具有小直徑之第一工具16，及具有較大直徑之第一工具16a(呈虛點線)，以及其接合用構件43及其梳狀物39。

接合用構件43較佳地採用第一軸承26及第三軸承27上之一位置，該位置經選擇成使得接合用構件43與第一工具16及16a之間的距離實質上相等，而無論第一工具16及16a之直徑為何。

有利地，接合用構件43包含(例如)具有四邊形截面之橫樑44。橫樑44確保第一軸承26與第三軸承27之間的耦接，此情形使兩個軸承26及27、廢棄物剝除及切割裝置14以及廢棄物剝除及切割卡匣18能夠堅硬。

接合用構件43有利地包含滑件。滑件形成橫樑44之一體式部分。滑件准許藉由滑動(圖3中之箭頭T)進行之橫向定位及排出器(亦即，梳狀物39)之機械連接。

較佳地，滑件具有形成於橫樑44中之凹槽46。凹槽46係藉由實質上定向至廢棄物剝除及切割裝置14外部且因此定向至廢棄物剝除及切割卡匣18外部而形成。凹槽46在下游且向下敞開。凹槽46經設計成用於排出器(亦即，梳狀物39)之定位及機械連接。歸因於凹槽46之定向，操作員可容易地接取凹槽46。

接合用構件43有利地包含轉接器47，轉接器47提供排出器(亦即，梳狀物39)之機械連接，使得排出器(亦即，梳狀物39)採用同一角位置，而無論第一工具16及16a之直徑為何。

根據待在第一工具16及16a之每一回轉時移除的廢棄物之項目的各別位置及數目，沿著橫樑44定位若干轉接器47。該等轉接器47中每一者攜載一梳狀物39。有利地，對於側向調整，接合用構件43包含形成滑件之部分48，其提供與轉接器47之連接且與滑件之凹槽46協作。

使用調整螺桿來獲得轉接器47上之梳狀物39之位置在其兩個位移軸線上的調整，可在平行於滑件(亦即，橫樑44)而定向的轉接器47之同一面上接取該等調整螺桿。因此，可容易地接取調整螺桿，此係因為其係向下且在下游定向。梳狀物39及轉接器47之調整及拆卸將對廢棄物剝除及切割裝置14之各種操作且因此對廢棄物剝除及切割卡匣18之各種操作簡化至最大值。

遍及第一工具16之全部長度而延伸的保護性蓋罩(圖中未示)覆蓋接合用構件43。該蓋罩使能夠保護梳狀物39、轉接器及其附件，同時引導廢棄物之流動。

本發明並不限於所描述及說明之具體實例。可在不脫離由申請專利範圍之集合之範疇定義的本發明之領域的情況下進行眾多修改。