專利名稱：制造錐形杯套和/或紙杯的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造錐形杯套和/或錐形紙杯的設(shè)備，該設(shè)備 帶有機(jī)架和至少兩個星形輪，該星形輪與機(jī)架可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接且可周期 性地驅(qū)動該星形輪，其中，第一星形輪具有多個錐形心軸，在每個錐 形心軸上可用平放的剪裁料制成杯套。
背景技術(shù)：
這種設(shè)備是經(jīng)由W099/11526A1公開的現(xiàn)有技術(shù)。已知設(shè)備非常 復(fù)雜而令人漫無頭緒。星形輪具有設(shè)置各異的旋轉(zhuǎn)軸，這些軸彼此垂 直。此外，星形輪位于不同的平面中。因此，杯套或紙杯難以從一個 星形輪傳送到另一星形輪。此外，機(jī)器操作員不易接近星形輪上的工 位。到其它杯型的設(shè)備改換非常費工。此外，很難接近傳動裝置，因 為傳動裝置安裝在帶有豎直設(shè)置的傳動軸的星形輪下面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，改善上文所述類型的設(shè)備。
該目的通過以下方式實現(xiàn)即星形輪放置在一個平面中，且星形 輪用水平傳動軸設(shè)置在機(jī)架的豎直壁上。
在該設(shè)備中，星形輪的這種布置可使星形輪上的單個工位有非常 好的可達(dá)性。機(jī)器操作員非常容易地看清所有的星形輪且可簡單地排 除故障。
星形輪最好與至少一個傳動裝置聯(lián)接，其中，傳動裝置設(shè)置在機(jī) 架的中央壁的避開星形輪的一側(cè)上。其優(yōu)點是，即使在操作故障的情 況下也非常容易從機(jī)器的背面接近傳動裝置。傳動裝置可構(gòu)造得非常 簡單且精確，因為從傳動裝置到星形輪僅有較短的路程。為了可獲得現(xiàn)今所需的超過每分鐘250周期的機(jī)器周期速度且?guī)в休^好的星形輪 定位精度，出于較高的加速和因此產(chǎn)生的慣性力的考慮，需要以剛性 且穩(wěn)定性高的方式構(gòu)造機(jī)架和傳動裝置。高的穩(wěn)定性和剛性由機(jī)架的 中央壁確保。
機(jī)器背面還存在足夠的空間，用以安放傳動裝置，該傳動裝置由 于慣性力必然會有較大的尺寸。與上文提及的現(xiàn)有技術(shù)相比，該技術(shù) 限制了設(shè)置成帶有豎直旋轉(zhuǎn)軸的星形輪下部的構(gòu)造空間，本發(fā)明的傳 動裝置的構(gòu)造空間沒有受到限制，因為其星形輪的定位和可達(dá)性完全 不取決于傳動裝置的大小。
同時，可通過機(jī)架的中央壁獲得非常高的制造i殳備精度，因為中 央壁提供傳動裝置、星形輪和工位的安裝位置。不需要有附加公差而 使精確度受影響的其它框架部分。機(jī)架的中央壁可例如設(shè)計成單個鑄 件，可在機(jī)床上整體完成加工，使所有的孔和配合面彼此具有較高的 位置精度。
傳動裝置本身可不同地設(shè)計。為了具有極高的剛性和穩(wěn)定性，例 如采用所謂的"步進(jìn)變速箱"是有利的，其中，驅(qū)動馬達(dá)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)移 動通過具有變化節(jié)距的蝸桿軸變成星形輪的周期性旋轉(zhuǎn)移動。同樣有 利的是，傳動裝置的旋轉(zhuǎn)軸線定位成平行于星形輪的傳動軸的旋轉(zhuǎn)軸 線。那么，不再需要改變旋轉(zhuǎn)方向。
有利地是，星形輪以易換的方式固定在機(jī)架上。為此，配備有用 以聯(lián)接傳動裝置的、易拆卸的部件，例如快速接合器。因此，該設(shè)備 可非常快地轉(zhuǎn)換到其它杯型。例如，可輕易地從該設(shè)備移除整套星形 輪并換上為其它杯型準(zhǔn)備的星形輪。因此，減小在變換機(jī)器裝備時的 停工時間。
本發(fā)明的設(shè)備適用于制造不同的紙杯，這些紙杯可具有圓形或任 意形式的截面。可例如用有涂層或無涂層的紙張或紙板材料制造單壁 紙杯。薄塑料層尤其適合用作涂層，該薄塑料層可使紙張材料不透液 體，并可選擇貼在紙張材料的一面或兩面上。本發(fā)明的設(shè)備也非常適用于制造適合于不同紙杯的錐形杯套。杯套由例如已經(jīng)剪裁的紙張或 紙板料形成，將它們圍繞錐形心軸環(huán)繞放置并在它們的縱向側(cè)邊上彼 此相接。所制造的杯套可形成例如雙壁隔熱杯或塑料杯的杯殼。它們 也可以放入注塑模中，以形成塑料紙杯的杯殼的外表面。其中，塑料 杯可以例如由發(fā)泡塑料制成。
如通過熱封接、帶有熱膠或冷膠的膠接或所謂的"熱熔粘接劑"實現(xiàn)接 合。當(dāng)本發(fā)明中提及"接合"時，總是指這些可能中的一種。
該設(shè)備的第一星形輪配裝了從剪裁料堆輸送單個剪裁料的分離 裝置。單個剪裁料圍繞第一星形輪的錐形心軸環(huán)繞;故置，并由此構(gòu)成
杯套或直接構(gòu)成紙杯的杯殼。當(dāng)剪裁料構(gòu)成紙杯的杯殼(例如單壁紙杯 或雙壁隔熱杯的內(nèi)杯)時，最好這樣第一星形輪例如以杯底沖才莫的形 式設(shè)有用以形成杯底的裝置，該裝置向第一星形輪的心軸輸送預(yù)成形 的杯底，然后，杯底可與形成在心軸上的杯套接合。
最好這樣第一星形輪附設(shè)有第二星形輪，第二星形輪具有多個 中空的心軸，其內(nèi)腔可以收容紙杯和/或所形成的杯套。從而，可隨意 接近較大直徑的杯套邊緣并可根據(jù)需要來加工該邊緣，例如配設(shè)向外 形成的唇緣或軸肩。其中，星形輪;波此設(shè)置成，紙杯和/或杯套分別可 以線性移動的方式直4矣從一個星形輪傳送到下一星形4侖。因此，可以 非常簡單地設(shè)計傳送裝置，例如通過簡單的噴嘴。在較短距離上的簡
單線性移動使得即使在較高的周期速率時也能可靠傳送。
本發(fā)明一實施例中的設(shè)備尤其適用于制造由紙張或紙板制成的 雙壁隔熱杯。為此，最好設(shè)有至少3個星形輪。在第一星形輪上平》文 的剪裁料制成將纟皮傳送到第二星形輪的杯套。第三星形輪接收例如從 杯庫或直接來自其它制杯機(jī)的預(yù)成形紙杯，其中，杯殼已經(jīng)與杯底固 定接合。對于設(shè)在前面的制杯機(jī)，杯庫也可以預(yù)設(shè)成中間儲藏器。其 中，該第三星形輪可附設(shè)有形成堆疊用構(gòu)造的成形裝置。成形裝置形 成堆疊用構(gòu)造，例如紙杯的杯殼中的巻邊或軸肩。然后，紙杯從第三星形輪傳送到第二星形輪并在那里置入杯套中與杯套相接合。因此， 在第二星形輪的最后工位之后形成具有較好隔熱特性的雙壁紙杯。
在本發(fā)明的備選實施例中，第三星形輪可從杯庫取出已制成的塑 料杯。在第一星形輪上由紙張材料形成杯套，或者，該杯套也可配有 杯底并傳送到第二星形輪。塑料內(nèi)杯從第三星形輪傳送到第二星形輪 上，并置入由紙張材料制成的外套或外杯中。
在本發(fā)明的又一實施例中，可設(shè)有第四星形輪，該第四星形輪設(shè) 于第二星形輪的下游，但又設(shè)有錐形心軸，其上接納配有杯套的雙壁 杯。在附設(shè)于第四星形輪的工位上可以再加工例如在其中固定杯底的 紙杯區(qū)域，以例如改善紙杯的設(shè)計或堆疊特性。例如可在第四星形輪 的工位上徑向地擴(kuò)展^君部區(qū)域來改善雙壁杯的堆疊特性。
以下通過對實施例的描述說明本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征。


圖1是用于制造雙壁隔熱杯的設(shè)備的不按比例的示意側(cè)視圖，
圖2是圖i的設(shè)備在箭頭n方向上的視圖，
圖3是可用本發(fā)明的設(shè)備制造的紙杯的示例。
具體實施例方式
本發(fā)明的設(shè)備由于它的模塊化構(gòu)造而使得它非常靈活地適用于
制造適合于不同的紙杯或錐形杯套。參考圖3所示的紙杯51描述制 造設(shè)備的最佳實施例。
圖3所示的紙杯51由紙張材料制成，該紙張材料至少一面上有 薄涂層(優(yōu)選聚乙烯)。紙杯51設(shè)計成雙壁隔熱杯，尤其適用于熱 食品，例如咖啡或中國面條。由于隔熱可毫無問題地長時間手持盛有 熱食品的紙杯51。紙杯51基本上由內(nèi)杯52構(gòu)成，該內(nèi)杯52由錐形 杯殼53和與錐形杯殼53接合的杯底54構(gòu)成。杯殼53的上端具有向 外巻起的唇緣55。在其下端，杯殼53通過^君部56與杯底54不透液體地密封。在杯殼的中間區(qū)域，可設(shè)置用于堆疊多個同樣式紙杯51 的構(gòu)造57。在所說明的情況中，堆疊用構(gòu)造57成型為在內(nèi)杯52的杯 殼53中向內(nèi)凸出的肋條58。備選地，也可不同地設(shè)計堆疊用構(gòu)造57, 例如通過軸肩或巻邊，顯然也可向外成型。內(nèi)杯52配裝有錐形杯套 59，該錐形杯套59可具有例如不同的錐角。杯套59在其上端60的 唇緣55以下的部位，粘合或密封到紙杯52上。其下端配有帶向內(nèi)巻 曲部分61的杯套59,該杯套用向內(nèi)巻曲的部分61緊貼在杯殼53上。 因此，在杯套59和杯殼53之間形成隔熱的環(huán)形空間62。為了改善隔 熱功能，在未示出的修改方案中，杯殼53上或杯套59上預(yù)設(shè)有軸肩， 這些軸肩上杯套外徑跳if夭式地增大或減小。
內(nèi)杯52與杯套59接合和密封后，至少在其下方將裙部56擴(kuò)展， #君部56以與紙杯52的杯殼53相反的錐形延伸。因此，裙部56可以 在堆疊多個同樣式雙壁紙杯51時與堆疊用構(gòu)造57共同起作用，確保 可靠地堆疊紙杯51并也可無卡塞地再次分開紙杯51。其中，肋條58 支7 義接著堆疊的紙杯的擴(kuò)展裙部56。所堆疊的紙杯51不會卡塞在杯 套59的外側(cè)和杯殼53的內(nèi)側(cè)之間，因為首先它們根本不發(fā)生接觸。
杯殼53和杯套59的"錐形"特性應(yīng)理解成，杯殼53和杯套59在 圖3所示的縱剖面中從唇緣55向杯底54逐漸變細(xì)。因此，杯殼53 和杯套59具有哪種形式的截面并不重要。紙杯51的截面可為例如環(huán) 形、橢圓形或帶圓角的矩形。在錐形杯殼53的圓形截面的情況下， 紙杯51具有平截頭圓錐體的形式，而在錐形杯殼53的矩形截面的情 況下，確切地說該紙杯51具有為截推體的形式。具有非圓形截面的 紙杯51通常稱為"造型杯"。
下面參考圖1和圖2來描述用于制造紙杯51的設(shè)備。
該設(shè)^^基本上由四個所謂的星形輪1、 2、 3、 4組成，在這些星 形^Ji分別星形地-i殳置了多個心軸10、 20、 30、 40。心軸10、 20、 30、 40的數(shù)量可根據(jù)所需的加工步驟數(shù)而改變。星形輪1、 2、 3、 4 分別置于傳動軸63上并可通過至少一個傳動裝置64周期性地在箭頭A的旋轉(zhuǎn)方向上驅(qū)動。其中，旋轉(zhuǎn)方向A是示例性的，也可為反方向。 該設(shè)備具有帶有豎直的中央側(cè)壁66的機(jī)架65。在豎直的側(cè)壁66上， 星形輪l、 2、 3、 4設(shè)置成其傳動軸63的旋轉(zhuǎn)軸線均為水平且彼此平 行。因此，所有星形輪l、 2、 3、 4及其心軸10、 20、 30、 40可設(shè)在 一個平面內(nèi)。對于星形輪1和2，這可清楚地在圖1中看出。星形輪
1、 2、 3、 4的傳動裝置64設(shè)置在機(jī)架的豎直側(cè)壁66的避開星形輪l、
2、 3、 4的一側(cè)上。因此，不僅星形輪1、 2、 3、 4而且傳動裝置64 均具有非常好的可達(dá)性。傳動裝置64最好由步進(jìn)變速箱構(gòu)成。
示例中的星形輪1具有六個錐形心軸10,各心軸10上可附設(shè)工 位11、 12、 13、 14、 15、 16。不需要的工位11可保持空置。星形輪 1通傳動裝置64在設(shè)備的工作周期中在旋轉(zhuǎn)方向A上轉(zhuǎn)過60°,使得 各心軸10分別到達(dá)其后的工位。星形輪1在工位12中引入平放的剪 裁料67,剪裁料67通過由箭頭68表示的分離裝置從剪裁料堆69輸 入。平;^文的剪裁料67在后續(xù)的工位13、 14和15中環(huán)繞錐形心軸10 在其縱向邊上密封并裝上向內(nèi)巻曲的部分61,然后形成錐形杯套59。 出于"i兌明的原因，在圖1和圖2中沒有示出杯套59的向內(nèi)巻曲的部 分61。在工位16中制成的杯套59在箭頭方向B上傳送到第二星形輪 2的心軸20上。心軸20從外部取得杯套59。在傳送時，工位21的 心軸20設(shè)置成與工位16的錐形心軸IO精確共軸。因此，杯套59能 夠以線性移動直接從星形輪1傳送到星形輪2。在箭頭方向B上的傳 送例如可簡單地通過噴嘴實現(xiàn)。
在下一加工周期中，通過星形輪2的旋轉(zhuǎn)A杯套59進(jìn)一步傳送 到工位22。在工位22上事先制成的內(nèi)杯52 ^L置入杯套59中。紙杯 52由第三星形輪3提供并從工位34以線性移動B傳送到工位22。
有利的是，事先制成的紙杯52或事先制成的塑料杯例如通過用 作中間儲藏器的杯庫70輸送到星形輪3。紙杯52可已形成堆疊用構(gòu) 造57并已具有唇緣55。圖2中出于說明的原因而省略唇緣55。有利 的是，堆疊用構(gòu)造57首先在第三星形輪3的工位3上形成，因為紙杯52可在常規(guī)的制杯機(jī)上制造，所以不再需要任何特殊的裝置。用 于堆疊雙壁隔熱杯51的構(gòu)造57的成形裝置35與杯套59的制造設(shè)備 一體化，因此可最佳地適應(yīng)杯套59的設(shè)計。因此,標(biāo)準(zhǔn)化制造的內(nèi) 杯52可適配不同的杯套59。這提高了雙壁紙杯51制造商的靈活性。
可不同地設(shè)計堆疊用構(gòu)造57的成形裝置35。在圖2中說明了滾 動輥36,可徑向地對上心軸30上的紙杯52來設(shè)置滾動輥36,以形 成向內(nèi)凸出的肋條58。備選地，顯然還可以從內(nèi)部或外部配備可徑向 設(shè)置的成形側(cè)板。
在工位22中置入杯套59中的內(nèi)杯52,在下一工序中傳送到工位 23，在該工位上與杯套59接合。根據(jù)堆疊用構(gòu)造57的設(shè)計，紙杯51 在工位24上的制作已完成而可/人設(shè)備上取走?？蛇x的方案是，可配 備第四星形輪4，工位24的紙杯51在箭頭方向B上傳送到第四星形 輪4上。星形輪4也具有錐形心軸40,錐形心軸40從內(nèi)部4妄收紙杯 51。例如可在星形輪的工位42上附設(shè)成形裝置45，用成形裝置45擴(kuò) 展裙部56。(如上文描述的)擴(kuò)展裙部56來改善紙杯51的堆疊特性。 在工位44上最終完成雙壁紙杯51并從設(shè)備上取走。
如果在所描述的制造設(shè)備中制造的紙杯51是所謂的造型杯，那 么，將旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)分配給星形輪3的錐形心軸30總是有利的， 該旋轉(zhuǎn)裝置的各心軸30可以圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)一定量。在制作造 型杯時，帶有非圓形截面的內(nèi)杯52在任意方位從杯庫70移出并在工 位31中放在具有環(huán)形截面的錐形心軸30上，所以，接下來需要對準(zhǔn) 內(nèi)杯52。該問題尤其在下一情況下出現(xiàn)，即當(dāng)內(nèi)杯52在其唇緣55具 有環(huán)形截面而在其杯底54具有橢圓或基本上矩形截面時。在星形輪1 上形成的杯套59在限定的方位上置于星形輪的心軸20上。其中，心 軸20的形式同樣可以是非圓形的適應(yīng)杯套59的形式。為了使在工位 34上的內(nèi)杯52定位在正確的方位中且在該方位上可以精確傳送并置 于工位22的杯套59中，心軸30通過旋轉(zhuǎn)裝置圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn) 并對準(zhǔn)內(nèi)杯52。為了^f吏在心軸30上的內(nèi)杯52不滑落，可在每個心軸30上附設(shè)適合于內(nèi)杯52的吸住裝置或夾持裝置(未示出)。旋轉(zhuǎn)裝置可 以附設(shè)例如設(shè)在工位32上的傳感器(未示出)，該傳感器最好能無接觸 地測得內(nèi)杯52的位置，并向旋轉(zhuǎn)裝置發(fā)出信號，指示帶有內(nèi)杯52的 心軸30須環(huán)繞縱向軸線;^走轉(zhuǎn)多遠(yuǎn)。
通過所描述的制造設(shè)備的方案，在杯型轉(zhuǎn)換和杯的設(shè)計改變時可 以具有非常高的靈活性和非常短的停工期。通過在機(jī)架65的豎直的 側(cè)壁66上布置，星形輪l、 2、 3、 4具有4交好的可達(dá)性，該可達(dá)性使 得例如以全套星形輪1、 2、 3、 4快速地轉(zhuǎn)換到適合于另一杯型的星 形輪成為可能。此外，最好將星形輪1、 2、 3、 4流轉(zhuǎn)地存放且可易 交換地固定在機(jī)架65上。此外，在傳動軸63上可設(shè)有用于與傳動裝 置64連接的、可易拆卸的部件71,例如快速4妾合器。
制造設(shè)備的改型也非常容易。例如在未示出的實施例中可用僅帶 有用于制造單壁杯的兩個星形輪l和2的i殳備。這里，例如可在第一 星形輪1的工位11上附設(shè)杯底沖模17，該杯底沖模沖壓出類似于杯 底54的杯底并在工位11傳送到心軸10上。然后，杯套59可在工位 13至15的一個工位上與該杯底接合。然后，可在第二星形輪2上形 成例如單壁紙杯上的唇緣55。
權(quán)利要求
1.一種制造錐形杯套(59)和/或錐形紙杯(51)的設(shè)備，設(shè)有機(jī)架(65)和至少兩個與所述機(jī)架(65)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接且可周期性地驅(qū)動的星形輪(1、2)，其中，第一星形輪(1)具有多個錐形心軸(10)，杯套(59)可在各錐形心軸(10)上用平放的剪裁料(67)制成，其特征在于，所述星形輪(1、2)位于一個平面內(nèi)，且通過水平傳動軸(63)設(shè)置在所述機(jī)架(65)的豎直壁(66)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述笫一星形輪(l) 附設(shè)有用以從剪裁料堆(69)輸送單個所述剪裁料(67)的分離裝置(68)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，第二星形輪(2) 具有多個心軸(20),其內(nèi)部可接納所述紙杯(52)和/或所述杯套(59)。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述星 形輪(l、 2、 3、 4)與至少一個傳動裝置(64)聯(lián)*接，其中，所述傳動裝置 (64)設(shè)置在機(jī)架(65)壁(66)的避開星形輪(1、 2、 3、 4)的一側(cè)上。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，在所述 第一星形輪(1)上可形成無底的杯套(59),所述紙杯(52)可在所述第二星 形輪(2)上置入所述杯套(59)中，其中，所述紙杯(52)從第三星形輪(3) 傳送到所述第二星形輪(2)。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三星形輪(3) 附設(shè)有形成用以在所述紙杯(52)的杯殼(53)上進(jìn)行堆疊的構(gòu)造(57)的成 形裝置(35)。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第二星形輪(2)之后設(shè)有笫四星形輪(4),所述第四星形輪(4)具有錐形心軸(40), 其上接納裝有所述杯套(59)的紙杯(52)。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述第四星形輪(4) 附設(shè)有用以擴(kuò)展所述紙杯(51 、 52)的裙部(56)的成形裝置(45)。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述星 形輪(l、 2、 3、 4)彼此布置成所述紙杯(51、 52)和/或所述杯套(59)可 分別以線性移動(B)直接從一個星形輪(l、 2、 3、 4)上傳送到另一星形 輪(l、 2、 3、 4)上。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，至少 一個星形輪(l、 2、 3、 4)可易交換地固定在所述機(jī)架(65)上，并預(yù)設(shè)有 用以與所述傳動裝置(64)聯(lián)^接的、易拆卸的部件(71)。
全文摘要
一種用于制造杯套和/或紙杯的設(shè)備，包括機(jī)架和至少兩個星形輪，星形輪與機(jī)架可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接且可周期性地驅(qū)動星形輪。第一星形輪具有多個錐形心軸，在各錐形心軸上可用平放的剪裁料制成杯套。所述星形輪位于一個平面內(nèi)且通過水平旋轉(zhuǎn)軸設(shè)在機(jī)架的豎直壁上。所述星形輪可與至少一個傳動裝置聯(lián)接，其中，傳動裝置設(shè)置在機(jī)架壁的避開星形輪的一側(cè)上。
文檔編號B31C7/02GK101301798SQ20081009900
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者U·梅瑟斯米德, W·斯塔萊克 申請人:邁克爾·霍勞弗機(jī)器制造有限責(zé)任兩合公司