CN101108535A - 容器的独立支撑设备和包含该支撑设备的输送设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种独立支撑设备(5)，可通过容器的颈部(6)支撑容器，支撑设备包括可与容器颈部的内侧配合的支撑装置(4)，支撑装置包括可径向弹性收缩的支撑元件(7)，支撑元件可通过摩擦产生对颈部内壁的支撑，支撑装置包括：基本轴向对称的圆柱形基座(8)，具有限定于中部核心(10)和外壁(11)之间的外周通道(9)，外壁形成以一径向距离环绕中部核心的边缘，并具有至少一排圆形穿孔(12)；多个滚珠(13)，形成支撑元件，其数量与孔的数量相等，并在通道内与各孔相对的位置设置成至少一排，滚珠的直径基本大于孔的直径；以及弹性回复装置(14)，设于中部核心和滚珠之间，使得滚珠被弹性推回各孔内，并从孔中部分地凸出至外部。

Description

容器的独立支撑设备和包含该支撑设备的输送设备
技术领域
本发明涉及一种具有颈部的容器的独立支撑设备，其可由所述容器的颈部支撑所述容器，所述设备包括可与所述容器的颈部的内侧配合的支撑装置，所述支撑装置包括在径向方向可弹性收缩的支撑元件，所述支撑元件可通过摩擦产生对所述颈部内壁的支撑。
本发明特别应用于用来制造或加工由热塑性材料(如PET)制成的容器的同轴加工设备中，在这种设备中，采用可通过容器颈部握持容器、而无需固定容器主体的输送设备，来一个接一个地单独移动所述容器。然而，本发明也可应用于任何需要将容器从一处转移到另一处的设备。
在本说明书的以下部分，“具有颈部的容器”应理解为任何具有颈部的空心体，如预成型件(通过对其进行吹塑或拉伸吹塑制成容器)、在多次吹塑或拉伸吹塑过程中的半成品容器、已形成确定形状但必须经受附加工艺的容器以及成品容器。
背景技术
在输送预成型件以在吹塑步骤之前对所述预成型件进行加热的特殊情况下，必须提供输送设备，以通过预成型件的颈部(“插筒管”)拾取预成型件，并将其转移到加热区(通常是隧道式加热炉)，在加热区预成型件的主体必须被加热至热塑性材料的玻璃化温度，并保持低于结晶温度。
为完成这一转移，提供装有夹紧装置的输送元件，夹紧装置由能与预成型件颈部的内侧(内部插筒管)配合的心轴形成，心轴通过挤压所述颈部的内表面而握持预成型件的颈部。
本申请人的专利文献FR 2706876中提出了用于预成型件的内部插筒管(internal donning)的设备，该设备采用一端带有开口环的夹头。具体而言，提供了一种心轴，该心轴包括心轴主体，心轴主体具有环形槽，环形槽内容纳有可弹性变形的开口环，开口环在径向方向自由地转动。心轴被导入预成型件颈部的内部，直到颈部开口的边界与心轴主体的环形肩部相抵靠。按照这种实施方案，未形变的环外径基本大于心轴主体的外径和颈部的内径。
基于内部插筒管同样的原理，按照本申请人的专利文献FR 2794109实现输送预成型件的装置是公知的。该预成型件的输送装置由一系列输送元件构成，每一输送元件包括夹紧装置，夹紧装置的自由端具有由多段形成的开口环。当开口环与预成型件的颈部内侧配合时，被弹性装置径向向外推动的这些段能抵靠于所述颈部的内圆柱表面。
通过使开口环在自由状态下的外径大于所述预成型件颈部的内径(其略微小于所述开口环的外径)，使得在夹头插入颈部的过程中，所述弹性开口环或分段环可朝向径向内部变形，同时允许颈部的内壁和开口环或分段环的外周产生摩擦力，从而将预成型件固定并保持于所述夹紧装置上。
现有技术中夹紧装置的缺点在于：相对于颈部内径的变化，例如，由于制造预成型件方式的不同(不同的制造商、不同的制造周期等)，它们具有相对较小的容限。因此，如果期望输送内径略有不同的容器，必须替换所述夹紧装置。由于输送装置上可配备相当数量(几百个)的夹紧装置，因而导致使用了所述夹紧装置的这些设备长时间地停滞，并且保存备用材料的成本相当大。
因此，实践中，容器的内部插筒管对夹紧装置的恒定要求是对于容器的颈部的内径变化具有较大的容限。
此外，现有技术的内部插筒管的夹紧装置没有足够的接触表面，因而导致有容器被倾斜地夹持的危险，甚至有在输送过程中容器被分离的危险。
最后，环段没有平坦的外表面，但具有限定了彼此轴向分离的两个环形凸起的通道(所述环段的直段为开口很大的V形)，通过所述凸起来实现与平滑的颈部内表面的接触。以这种方式形成的环段必须加工出很高的精度，以确保两环形凸起在其整个外周有效地抵靠颈部，这样能保证容器正确地轴向定位。因此，以这样方式成形的环段很昂贵。
因此，实践中，一再需要通过依靠比当前使用的装置更廉价的装置来保证在容器输送过程中，使容器更准确地轴向对准的容器夹紧设备。
发明内容
本发明通过提出一种具有颈部的容器的独立支撑设备，试图至少部分地解决现有技术中存在的问题。该支撑设备可通过颈部支撑所述容器，并包括可与所述容器的所述颈部的内侧配合的支撑装置，所述支撑装置包括在径向方向可弹性收缩的支撑元件，所述支撑元件可通过摩擦产生对所述颈部内壁的支撑，其特征在于，所述支撑装置包括：
-基本轴向对称的圆柱形基座，包括外周通道，所述外周通道限定于中部核心和外壁之间，所述外壁形成以一径向距离环绕所述中部核心的边缘，并具有至少一排圆形轮廓的穿孔，
-多个滚珠，形成所述支撑元件，其数量与所述孔的数量相等，并在所述通道内设置成至少一排，位于与各所述孔相对的位置，所述滚珠的直径基本大于所述孔的直径；以及
-弹性回复装置，设于所述中部核心和所述滚珠之间，使得所述滚珠被弹性推回各所述孔内，并从所述孔中部分地凸出至外部。
根据本发明的设置有可伸缩滚珠的内部插筒管设备，能与直径变化范围比现有技术分段环式的夹紧装置接受的容限范围大得多的容器颈部配合。典型地，根据本发明的具有可收缩的滚珠的设备接受比颈部的内径大0.5mm和小0.5mm的变化，而具有分段环的设备仅仅接受大或小0.12mm的容限。
此外，根据本发明设计的夹头不必加工出具有分段环的夹头所需要的精度，因而降低了成本。
当然，具有可收缩的滚珠的夹紧设备已经是公知的。然而，它们是可覆盖容器颈部的夹紧设备，这种夹紧设备被配置为夹住颈部的外表面(外插筒管)。申请人使用这种外插筒管的具有可收缩滚珠的夹紧设备已经很多年了。然而，在所述外插筒管设备中，由于在插接过程中，滚珠会抵靠颈部外表面凸起部分的下部(用于容器封盖上防干扰环的环形槽，当封盖可加工螺纹时封盖的螺纹)，因此将配备有可收缩的滚珠的夹头机械地固定于容器的颈部，或者仅仅是放置于容器的颈部时会产生问题。
相反，容器颈部的内表面通常是平滑的，不给滚珠提供支撑：根据本发明的夹头与容器的颈部的机械连接仅仅依赖于接触表面之间的切线摩擦。
为了确保以与所述支撑设备的轴线基本共轴方式更有效地支撑容器，以及增加滚珠和颈部内壁之间的摩擦力，优选地，所述外壁的所述孔配置为平行的多排，所述滚珠设置成相应的多排。实践中，所述外壁的所述孔配置为平行的两排，所述滚珠设置成相应的两排就足够了。但也可采用更多排数的孔和滚珠(例如三排)，如果被证明为获得期望的结果需要如此的话。
为了增加插筒管头部与颈部内壁之间的摩擦力，所述滚珠的各排可彼此偏置，使得一排的一个滚珠被紧邻的上部和/或下部一排的两滚珠环绕。
为了允许支撑元件向所述颈部内壁施加足够的压力，优选地，所述弹性回复装置可包括至少一个围绕所述中部核心设置的弹性环形垫，所述滚珠径向弹性地抵靠于所述弹性环形垫上。实践中，所述弹性环形垫可包括至少两个并排的弹性复曲面环，所述两弹性复曲面环在其外部连接处限定了弯曲的环形二面体，一排所述滚珠抵靠于所述二面体内。在最佳的方式中，所述弹性支撑垫包括三个并排的弹性复曲面环，所述三个弹性复曲面环在其外部接合处限定了两平行的弯曲环形二面体，两排所述滚珠分别抵靠于所述两平行的弯曲环形二面体内。
为了在维修过程中便于更换所述弹性回复装置或所述滚珠，所述通道可以，以简单的方式，由凹入所述基座前端面的环形槽和安装于所述基座的所述前端面的盖板限定。
优选地，本发明尤其可应用于具有颈部的容器的输送设备，该输送设备包括多个以铰接方式依次设置在传动链内的输送装置，各所述输送装置配备有通过容器的颈部支撑所述容器的单独支撑设备，所述容器的支撑设备具有上述特征。
附图说明
下面结合具体实施例描述本发明，但实施例仅供说明本发明之用，并非以任何形式限制本发明的范围。其中：
图1是根据本发明的支撑设备在夹头插入容器的颈部之前的局部剖视图；
图2是该支撑设备在夹头插入容器的颈部之后的局部剖视图；
图3是轴向地分割的支撑元件的正视图。
具体实施方式
为了在本说明书的以下部分阐述清楚起见，术语“上”、“下”、“之下”、“之上”仅仅是相对于图中所示的元件的布置而言的，而并非是指应用本发明的加工设备中元件的实际布置。特别是在这种情况下，即，夹紧设备首先在预成型件的颈部垂直朝上的情况下将其抓住，其后预成型件需要在其颈部垂直朝下的情况下进行加热，而后在吹塑单元中进行吹塑操作和可能的拉伸吹塑操作之前对预成型件进行进一步翻转。
图1是按照本发明的支撑设备的局部剖视图，该支撑设备是容器输送设备的部件。
输送元件，用标号1表示其整体，包括旋转心轴2(由图中未示但本身属于公知技术的装置驱动)，旋转心轴2具有中心孔3，中心孔3内优选地以杆的形式安装有支撑装置4，形成用于支撑和夹持主体或空心容器(优选是预成型件)的颈部6的设备5的一部分。
支撑装置4(如杆4)可拆卸地安装于心轴2上。这种插栓式的安装方式本身是公知的并被本申请人所采用。杆的上部形成卡口帽，卡口帽可容纳在由孔3的下端形成的对应插口内。
支撑装置4可与容器的颈部6的内侧配合，例如，对加热的预成型件吹塑之前的预成型件的颈部，或者甚至吹塑操作之后形成的容器的颈部。
支撑装置4具有支撑元件7，支撑元件7在径向方向可弹性收缩，并能抵靠于颈部6的内壁上。
更具体地说，支撑装置4包括基本轴向对称的圆柱形基座8，基座8包括在中部核心10与外壁11之间限定的外周通道9，外壁11形成以一径向距离环绕中部核心10的边缘，并被钻有至少一排圆形轮廓的孔12。
提供了多个滚珠13以形成支撑装置4的支撑元件7，滚珠13的数量与孔12的数量相等，并在外周通道9内设置至少一排，并定位于与各孔12相对。优选地，滚珠13的直径基本大于孔12的直径，因而使得其被保持于外周通道9内。
中部核心10和滚珠13之间设置有弹性回复装置14，因而所述滚珠被弹性推回各孔12内，并从孔12部分地凸出至外部。
为了增加支撑装置4和颈部6内壁之间的摩擦力，孔12和滚珠13优选地分配为至少平行的两排。
弹性回复装置14包括至少一个环绕中部核心10设置的弹性环形垫15，滚珠13径向弹性地抵靠于所述弹性环形垫15上。
更具体地，弹性环形垫15优选地包括至少两个并排的弹性复曲面环16，两个弹性复曲面环16在其外部连接处限定了弯曲的环形二面体，同排的滚珠13抵靠于所述二面体内。
在本发明的优选实施方案中，如图1至3所示，环形弹性垫15包括三个并排的弹性复曲面环16，三个弹性复曲面环16的外部接合处限定了两平行的弯曲环形二面体，两排滚珠13分别抵靠于两平行的弯曲环形二面体内。
当然，使弹性复曲面环16的数量与滚珠13和孔12的排数相适应是本领域普通技术人员能力范围内的事情。
使滚珠的排数与容器的颈部内表面的面积和容器的重量相适应也完全是本领域普通技术人员能力范围内的事情。
优选地，为了增加颈部6的内表面与滚珠13之间的摩擦力，滚珠13的各排彼此偏置，因此较低的一排的一个滚珠13由其上部和/或下部紧邻的一排的两个滚珠环绕。
滚珠13和弹性回复装置14设置于外周通道9内，外周通道9由环形槽17和盖板18更精确地限定，盖板18安装于基座8的前端面8a。为清楚起见，图3中未示出盖板18。
术语“前端面8a”理解为在支撑装置4插入容器的颈部6的过程中，基座8的、与容器的颈部6相对的表面。
盖板18通过任何公知的固定方式固定于基座8上，例如，采用可与基座8的中部核心10螺纹连接的螺栓。
优选地，固定方式为可拆卸的方式，因而一旦弹性回复装置14和滚珠13在某段时间之后达到某种磨损的程度，二者很容易被更换。
根据本发明的支撑设备5尤其应用于需要输送具有颈部的容器的设备上，这种设备包括在传动链内以铰接方式依次设置的多个输送设备，每个输送设备配备有通过容器的颈部6单独支撑容器的设备。
更准确地说，根据本发明的支撑设备5应用于在将预成型件定位于可形成空心体的吹塑操作的模具之前，将预成型件输送到加热区内。
因此，如果用于制造和加工由热塑性材料(如PET)制成的容器的装置中的、对容器进行加热的隧道式加热炉配备有输送设备，则输送设备的每个输送元件被驱动至绕它的轴旋转，从而利用设置于加热炉内的、输送设备轨道两侧的加热装置在容器的外围对容器进行加热。

Claims (9)

1.独立支撑设备(5)，其用于具有颈部(6)的容器，并可通过颈部(6)支撑所述容器，所述支撑设备(5)包括可与所述容器的所述颈部(6)的内侧配合的支撑装置(4)，所述支撑装置(4)包括在径向方向可弹性收缩的支撑元件(7)，所述支撑元件(7)能够通过摩擦产生对所述颈部(6)内壁的支撑，
其特征在于，所述支撑装置(4)包括：
-基本轴向对称的圆柱形基座(8)，包括外周通道(9)，所述外周通道(9)限定于中部核心(10)和外壁(11)之间，所述外壁(11)形成以一径向距离环绕所述中部核心(10)的边缘，并具有至少一排圆形轮廓的穿孔(12)，
-多个滚珠(13)，形成所述支撑元件(7)，其数量与所述孔(12)的数量相等，并在所述通道(9)内设置成至少一排，位于与各所述孔(12)相对的位置，所述滚珠(13)的直径基本大于所述孔(12)的直径；以及
-弹性回复装置(14)，设于所述中部核心(10)和所述滚珠(13)之间，使得所述滚珠被弹性推回各所述孔(12)内，并从所述孔(12)中部分地凸出至外部。
2.根据权利要求1所述的支撑设备，其特征在于，所述外壁(11)的所述孔(12)配置为平行的多排，所述滚珠(13)设置成相应的多排。
3.根据权利要求2所述的支撑设备，其特征在于，所述外壁(11)的所述孔(12)配置为平行的两排，所述滚珠(13)设置成相应的两排。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的支撑设备，其特征在于，所述外壁(11)的所述孔(12)配置为平行的多排，所述滚珠(13)的各排彼此偏置，使得一排的一个滚珠(13)被上部和/或下部紧邻的一排中的两滚珠(13)环绕。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的支撑设备，其特征在于，所述弹性回复装置(14)包括至少一个围绕所述中部核心(10)设置的弹性环形垫(15)，所述滚珠(13)径向弹性地抵靠于所述弹性环形垫(15)上。
6.根据权利要求5所述的支撑设备，其特征在于，所述弹性环形垫(15)包括至少两个并排的弹性复曲面环(16)，所述两弹性复曲面环(16)在其外部连接处限定了弯曲的环形二面体，一排所述滚珠(13)抵靠于所述二面体内。
7.根据权利要求4和6所述的支撑设备，其特征在于，所述弹性支撑垫(15)包括三个并排的弹性复曲面环(16)，所述三个弹性复曲面环(16)在其外部接合处限定了两平行的弯曲环形二面体，两排所述滚珠(13)分别抵靠于所述两平行的弯曲环形二面体内。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的支撑装置，其特征在于，所述通道(9)由凹入所述基座的所述前端面(8a)的环形槽(17)和安装于所述基座(8)的所述前端面(8a)的盖板(18)限定。
9.用于输送具有颈部的容器的输送设备，包括多个以铰接方式依次设置在传动链内的输送装置，各所述输送装置配备有通过容器的颈部支撑所述容器的单独支撑设备(5)，其特征在于，所述容器的支撑设备(5)是按照权利要求1-8中任意一项形成的。
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