机械化更换用于密封托盘中产品的机器中的密封和切割模块的设备

摘要

一种用于机械化更换用于包装托盘中产品的机器的密封工作站中的密封和切割模块(M)的设备，其中，工作站包括下模具(C1)，下模具具有支座(S)以用于支撑装有产品的托盘的边缘，并且通过运动装置使得下模具相对于上模具(C2)循环地竖直升高和降低，上模具通过钩接和释放装置支撑所述模块(M)的下部，使得能够以选择的方式移除和更换所述模块(M)，其特征在于，所述模块(M)的钩接和释放装置利用互补的机械接合装置(2，17)设置在每一个模块(M)的上板(1)和上模具(C2)的相应钩接板(3)之间，所述互补的机械接合装置是这样的类型和取向：便于单独地和/或同时地耦合和解耦，向每一个模块(M)施加相对于所述上模具(C2)的钩接板(3)接近和分离的竖直运动。

说明书

技术领域

本发明涉及所谓的托盘密封机也就是通过覆盖薄膜来密封填充有 待包装产品例如食品的平底锅或托盘的机器。特别地，本发明应用于 这些机器的密封工作站，所述密封工作站通常设置有低横模具，所述 低横模具设置有向上开口的隔间，其中，夹钳利用托盘的外周边缘将 所述托盘插入并且设置在支撑件上，所述托盘填充有产品并且设置有 位于上方的与先前模具相对的模具，来自供给卷筒的热塑材料薄膜从 所述相对的模具下方通过，所述供给卷筒设置在所述上模具上方并且 对应于所述上模具的一个端部而且连接到收集卷取卷筒，所述收集卷 取卷筒也布置在同一上模具的上方并且对应于所述上模具的另一个端 部，热封和切割装置布置在所述上模具内部，在升高下模具之后，所 述热封和切割装置分别通过用插置的薄膜的一部分热封托盘的外周边 缘然后沿着外周并且在密封所述封闭薄膜的部分之外实施切割使其与 连续薄膜分离来分别封闭每一个托盘，使得当降低下模具时，由热封 薄膜封闭的托盘仍然保持在所述下模具中，使得通过抽取装置将密封 的托盘从密封工作站转移到后续的卸载工作站，所述抽取装置布置在 升高位置处，用于在执行待封闭的新托盘的所述供给步骤的同时凭借 所述夹钳的一部分来实施夹持。使得布置在上模具下方的薄膜部分的 废料循环前进，以便向下游的收集装置运动并且被来自上游供应装置 的完整薄膜的新部分所替代。

背景技术

托盘密封机通常布置成在由多个托盘形成的托盘组件上循环操 作，所述多个托盘布置成一排或者平行的两排或更多排。在这些机器 中最常出现的技术问题是：由于必须要更换切割装置或者上切割和密 封装置的电阻以及必须要简化这些问题的解决方案，因此现在的趋势 是将切割和密封组件作为模块布置成可移除地安装在与上模具相关联 且承载电气系统的单块钩接板上，使得在模块发生故障的情况下，能 够快速地更换所述模块且不必移动其它的密封和切割模块。这种趋势 还有助于托盘密封机的所谓的样式改变操作，其中涉及更换切割和密 封模块以改变待密封的托盘的尺寸。

如现有技术所述，我们引用优先权日期为2000年6月10日的日 本专利JP3743880B2和在2010年9月28日提交的美国专利申请 US2011/0072764A1的公报。在后面这一篇现有技术的专利文献中描述 了密封和切割模块如何设置有抓持部，以便容易地组装和拆卸，以及 所述密封和切割模块的电源和控制电缆如何连接到插座，所述插座侧 向地布置到模块的上钩接结构以便于进行维护。该文献并未描述模块 如何固定至所述上支撑机构。根据研究来自互联网的广告目录、美国 ROSS公司的机器IN50、美国专利申请US2011/0072764A1中的保持 件，看起来密封和切割模块被安装在这样的支撑机构上，所述支撑结 构具有抽屉式解决方案，所述抽屉式解决方案具有在水平引导件上滑 动并且垂直于托盘的前进方向滑动的能力，相应地还具有接合机器的 一侧或两侧以及从机器的一侧或两侧抽出的能力。在所述的现有技术 的解决方案中，必须人工手动完成切割和密封模块的更换，这需要耗 费大量时间来释放和机械地重新固定模块、断开和接通电连接件以及 允许首先充分冷却待更换的模块以避免危害到维护人员。所述的解决 方案不能应用于作用在多于两排的托盘上的密封和切割组件，原因是 为了操作内排的模块，就应该先移除外排的模块。因此显而易见的是， 这种解决方案在机器的侧部上需要宽大的自由空间以用于执行密封和 切割模块的所述抽屉式接合和抽取操作。

发明内容

本发明利用在所附权利要求1和随后的从属权利要求中介绍的解 决方案来消除已知技术的限制和缺陷，所述解决方案充分利用了以下 的解决方案构想。密封和切割模块设置有机械接合装置，所述机械接 合装置以模块自身的竖直运动为前提并且每一个模块均设置有竖直的 电插头，所述竖直的电插头接合在布置在模块上钩接板上的对应竖直 电源插座中，以便实现可移除电源和信号系统的必要的电连接。为了 拆卸切割和密封模块，在下模具的支座中布置受力取向装置，所述受 力取向装置将接收托盘并且与待更换的模块、模板、全部或部分的绝 缘塑料材料竖直地对准，所述受力取向装置设置有舒适的侧面抓持部 并且其形状与待更换的切割和密封模块中的在底部的一个互补，并且 当随着升高下模具而提升所述模板时，所述模板在待更换的模块下方 可用并且利用与其相关联的装置从上支撑板释放模块，使得模块布置 在模板上的居中的支撑件中，然后将向下传送所述支撑件并且与待更 换的模块一起移除，所述模块还可以与处于隔热材料中的模板一样热， 而且甚至能够徒手利用其侧面抓持部安全地抓持所述模块。在将模块 的机械钩接装置释放至上支撑板期间并且在下模具接下来的向下行程 期间，模块的电插头自动地从上插座滑落，因此，模块的整个抽取操 作能够实现机械化并且能够快速且安全地执行。为了钩接新的切割和 密封模块，在支撑模板上布置有受力取向装置，所述支撑模板能够与 受力引导件一起安装在下模具的空支座中，然后将所述支撑模板升高， 以将模块钩接至上钩接板并且使其对应插头接合在所述上钩接板的电 插座中。

附图说明

根据在六页附图中仅作为非限制性示例示出的本发明优选实施例 的以下描述，本发明的进一步的特征以及由此导出的优点将变得更加 显而易见，在附图中：

图1以透视图的方式并且从上方示出了根据本发明的切割和密封 模块；

图2从上方以透视图示出了图1中的安装有一个所述模块的模块 支撑件的一部分和钩接板；

图3示出了图2中的组件沿着线III-III截取的其它细节；

图4以略微侧向的透视图的方式并且从上方示出了用于释放切割 和密封模块的模板；

图5示出了沿着图2的线V-V截取的、布置成在两排托盘上实施 操作的机器的两个模具，其中，模板布置在图示为处于下搁置位置的 下模具的隔间中；

图6以透视图的方式并且从上方示出了图5中的相同装置，局限 于切割和密封模块并且是在下模具的升高行程结束时；

图7示出了图6中的相同装置沿着线VII-VII的截面图；

图8示出了处于下模具利用模板以及切割和密封模块从上模具钩 接板释放的下降步骤中的图7中的相同装置；

图9示出了处于新的切割和密封模块在上模具钩接板上的下一个 钩接步骤中的图8中的相同装置；

图10和11示出了切割和密封模块的钩接系统的放大细节，分别 示出了在由上钩接板支撑模块时处于用图9中的虚线表示的接合状态 以及在接合步骤之后的情况；

图12示出了每一个模块的电插头的横截面，在处于图10中的状 态时，所述电插头在所述板碰触模块时接合在钩接板的相应插头中。

具体实施方式

参照图1至图3，要注意的是，每一个密封模块M都包括：上板 1，所述上板1具有与冲模F的平面形状相关的平面形状，所述冲模F 用于通过密封机器沿着外周切割托盘的密封盖，所述上板1接合所述 模块M，并且在板1的中心处优先地与所述模块M接合成一体并且 从其垂直突出；具有圆形基部的圆筒状的柄2，所述柄2的高度大于 模块M的钩接板3的厚度(见下文)，所述柄2以截头圆锥形的头部 102结束并且具有向外张开(喇叭状)的边缘，而且在与模块的两个 侧部(例如，两个较短的侧边)相对且平行取向的位置侧向地设置有 直线槽4、4′，所述直线槽4、4′具有相同的尺寸且与位于下方的板1 等距间隔开。横向观察并且在中间区域中，槽4、4′具有U状截面并 且它们的平行侧部垂直于柄2的轴线。槽4、4′的自由边缘适当地倒角。 如在图3中详细示出的那样，柄2轴向设置有导向座5，在所述导向 座5中火花塞6轴向滑动，所述火花塞6在所述柄2上具有轴承头106 并且由适当的装置9利用其下端部将所述火花塞6可移除地固定到板 110的中央部分，所述板110承载向下取向并且由电阻11加热的密封 框架10。反作用弹簧12撞击火花塞6，从而抵抗柄2的支座而反作用 于上部并且使其下端部作用在板110上，以便将密封框架10保持在下 静止位置。

附图中未示出的至少一个温度控制传感器通常联接到密封机10， 因此，为了导向，电气模块M必须设置在由五根电线形成的同一小电 路中，所述五根电线是：用于电阻11的电源的两根电源线；连接到所 述温度传感器的两根信号线和一根地线。五根电线在另一个端部处连 接到五极插头13，所述五极插头13的其自身绝缘体113从板1上的 窗口14部分突出(图1)并且使得其自身五个金属插头213从所述绝 缘体突出而且向上且垂直于板1定向(见下文)。

由图1注意到的是，切割和密封模块M承载垂直固定在密封机 10的支撑板110上的销15，所述销15具有埋头钉115，所述埋头钉 115穿过板1的狭槽215并且对于右分段而言从狭槽215突出，以避 免密封组件围绕火花塞6的轴线旋转并且为了其它稍后提及的防旋转 的目的。在板1的侧表面上，例如在板1的长侧部的边缘上，已经布 置有突出参照物，所述突出参照物例如由螺丝的圆柱形头部制成，所 述突出参照物中的一个(如附图标记16所示)布置在一侧的中间，而 其中的两个突出参照物以对称的布置方案布置在相对的侧部上，如附 图标记116和215所示。应当理解的是这能够由板1的零件形成不同 的参照物。

参照图2和图3，要注意的是，对于每一个模块而言下方钩接有 模块M的板3均设置有圆柱孔眼和圆形段17，所述圆形段17的直径 是这样的，使得与模块M的圆柱柄2准确地交叉并且其边缘适当的倒 圆。一旦柄2接合在孔眼17中，则柄的侧槽4、4′将从板3的设置有 夹持装置的上表面突出，所述夹持装置易于接合到所述槽中，以便保 持模块M钩接到同一板3。为此，在板3的上表面上，通过移除材料 在孔眼17的一侧和另一侧上形成小支座18、18′，所述小支座18、18′ 相互平行并且平行于柄2的槽4、4′，所述小支座18、18′结束于设置 在板3的一个侧部上的凹陷部19中并且所述支座18、18′的深度略微 大于扁平操作杆20、20′的厚度，所述扁平操作杆20、20′利用它们端 部21、21′中的一个在支座18、18′中枢转并且延伸直到其另一端部从 板3的侧凹陷部19突出为止，在此处它们呈现成一体的下圆柱延伸部 22、22′并且操作杆20、20′凭借牵引弹簧与圆柱螺旋弹簧23互联，所 述圆柱螺旋弹簧23致使所述操作杆20、20′接合柄2的槽4、4′并且 保持模块M钩接到板3。实际上弹簧23在没有发生干预的情况下容 纳在所述凹陷部19中。在模块M的钩接位置中以及在静止位置中， 当柄2没有接合在孔眼17中时，由压抵它们支座18、18′的内侧的弹 簧23并且利用它们内侧的突出到孔眼17内部的部分保持操作杆20、 20′，使得当柄2接合在所述孔眼中并且升高时，所述柄的锥形端部102 能够逐渐进入所述操作杆20、20′之间并且加宽所述操作杆20、20′之 间的距离，直到它们与柄2的圆柱形部分相配合并且当其槽4、4′达到 操做杆20，20′的高度为止，操作杆20、20′将卡扣到槽4、4′中并且 将模块M牢固地接合到支撑板3(见下文)。为了在操作杆20、20′ 通过随着柄2滑动相互配合时避免施加在操作杆20、20′上的不需要的 弯曲和弯曲扭转应力，由小板24封闭支座18、18′，所述小板24例如 由螺丝固定在板3的上表面上，如图3中的连续线和图2中的虚线所 示。

还在图2中，注意的是，钩接板3设置在预先固定的位置中，其 中，具有向外张开边缘的孔眼25容纳密封模块M的所述销15的突出 分段，以便防止所述销15在由柄2和容纳所述柄2的孔眼17形成的 联接件上旋转。为了零件15和25之间的配合，模块M具有板3上的 受力和预定位置，所述位置用于修正模块M与支座之间的配合，所述 支座承载密封机的下模具中的托盘。还为了与所述零件15、25相互配 合，模块M利用其自身侧部参照物16(图1)与钩接板3的所述凹陷 部19的中心线对准。

钩接板3最后设置有五极电插座26，所述五极电插座26的绝缘 体126从板3的窗口27向下突出并且承载接触金属衬套226，所述接 触金属衬套226向下开口并且位于垂直对准位置中，所述接触金属衬 套226用于与如图1所示的密封和切割模块M的电插头13的接线柱 213相联接。28表示连接到插座26并且抵接配电板(未示出)的电线 束，用于向钩接到板3的多种模块M的密封组件10提供电力并且控 制所述密封组件10。

参照图4和图5，现在描述使用的设备和使得有缺陷的密封模块 M与钩接板3分离的相应使用方法。在图5中，用C1表示具有支座 S的下模具，所述支座S在运转的机器中容纳待密封的每一个托盘。 模具C1初始位于下静止位置中并且远离上覆模具C2一距离，使得参 照图4在下文描述的设备能够轻易地布置在同一模具C1上。用于钩 接模块M的板3容纳在上模具C2中，针对每一个所述下支座S设置 所述板3的数量，所述上模具C2在此图解为处于静止位置中，其中， 密封机10从冲裁模F下方突出。图5仅以示例的方式示出了如何由 中间火花塞29支撑钩接板3，所述中间火花塞29在固定在支撑结构 31上的引导衬套30中滑动，并且所述火花塞29从这些衬套向上突出， 其中，由相对弹簧32向上推动一分段。用于使得固定到上模具C2的 罩件100并且由反作用弹簧35向下推动的的火花塞34滑动的其它衬 套33与衬套30等距间隔开布置在同一支撑结构31的合适位置。在静 止位置中，钩接板3抵靠与模具C2的罩件100接合成一体的垫片50 上并且显而易见的是，在模块M的挂钩柄2的上端部和同一罩件100 之间存在充分的间隙，所述罩件100的具有通道轮廓100′的下周长布 置在同一模块M的密封和切割10组件下方。

图5中没有示出的是装置按照命令利用模块M向下推动板3以执 行托盘盖的切割和密封步骤，因为预计在静止状态中针对上罩C2实 施操作并不是理解本发明所必须的内容。

在图4中图解了用于讨论中的目的的设备并且所述设备包括模板 36，所述模板36具有平行六面体和倒箱式的形状，所述模板36由任 何热固塑料材料制成并且设置有平坦的上壁136，模块M的下部旨在 搁置在所述平坦的上壁136上并且凸出边缘236沿着外周包围所述平 坦的上壁136，以用于包含同一模块M，所述模块36在短边上设置有 舒适的抓持部37，并且在其侧壁上设置有向下延伸部336，利用所述 向下延伸部336其接合下模具C1的支座S的周长，以便使得模板36 适当地居于所述支座S中央，所述模板36的角部部分436倚靠板38 的上表面，其中支座S以这种方式承担同一模板36的机械支撑功能。 伸出竖直短桩39设置在模板36的所述角部部分436中的一个上，所 述伸出竖直短桩39必须进入到孔40中，所述孔40仅仅设置在这样部 分中的一个上，板38利用所述部分支撑模板36的角部区域，使得将 导致后者以一受力取向装置布置在下模具C1上并且使得板41出现在 钩接板3的凹陷部19(图2)下方并且与凹陷部19和布置在其中的模 块M的侧部参照物16竖直对准，所述板41侧向设置在模板36的长 边中的一个的一半上，所述板41延伸到模板的顶端136、236上方并 且承载在倾斜侧边141的上部和中间狭缝42中。在另一条长边的一半 上，与板41相对并且平行于板41，模板36承载矩形和突出的板43， 所述板43的高度小于板41的高度并且连同成对的狭缝44设置在顶部 上，所述成对的狭缝44与成对的侧部参照物116、216竖直对准，模 块M设置有所述成对的侧部参照物116、216。

在将模板36安装在下模具C1的支座S中之后，如先前参照图5 所述，控制同一模具C1朝向上模具C2升高一预设行程，所述上模具 C2保持固定静止并且在图6中图解了这个升高行程的终点，由此可以 检测出模块M的侧部参照物116、216如何接合到板43的狭缝44中， 同一模块M的侧部参照物16如何接合在板41的狭缝42中，并且在 这些参照物碰触所述狭缝的底部之前以及在密封组件10碰触模板36 的顶端136之前，同一板41的倾斜侧部141如何通过使得操作杆20、 20′伸展和从模块M的柄2的侧部狭槽4、4′收回所述操作杆20、20′ 而与操作杆20、20′的端部延伸部22、22′相互配合，结果，因重力从 钩接板3释放所述模块，并且在侧板41、43的引导下所述模块下落在 模板36的承担支撑模块的功能的最近的上壁136、236上，而狭槽4、 4′布置在仍然处于打开位置中的操作杆20、20′下方，如图7所示。当 如图8所示下降下模具C1时，与此同时板41的倾斜侧部141离开操 作杆20、20′的端部22、22′并且端部22、22′在此靠近闭合，所述操 作杆的内侧部将与柄2的上圆柱形部分配合，然后与柄2的圆锥头部 102配合，最后放弃随着下模具C1下降的模块M，所述模块M搁置 并且处于模块36上的正确居中位置中。在模板36下降并且运动离开 钩接板3时，插头13的电触头也与同一板3的插座26的衬套分离， 这是由于模块M的重量远远大于因与所述插座分离而施加到插头上 的摩擦阻力。当模具C1已经抵达下行程的终点时，操作者可以容易 且安全地借助于抓持部37抓持模板36并且从支座S移除具有模块M 的这个部件，用于释放所述部件并且使得所述部件为安装新的切割和 密封模块M′的下一个安装步骤作准备。即使抽取模块M较热，但是 模板36的隔热性质也会使得手持全套装配极其安全。

将新的模块M′接合在钩接板3上的接合步骤同样是非常简单且 快速的操作，所述操作包括如图9所示将模板36′设置在下模具C1的 下空支座S中，这基于以下所述的事实而与用于释放的36不同，即， 由板41′替换先前的板41(图4)，所述板41′具有明显更低的高度， 因为所述板41′不必与钩接操作杆20、20′的端部22、22′相配合并且 设置有适于与新模块M′的侧部参照物16相配合的短中央狭槽42′，所 以板41′没有上倾斜侧部。在图9中由虚线表示的、与板41′相对的板 相当于板43并且设置有用于与模块M′的侧部参照物116、216相配合 的两条上狭槽44，为了获得与这些板的配合效果，所述这些侧部参照 物116、216相对于孔17、25和钩接板3的电插座26而准确定向。一 旦具有正确取向的新模板36′和新模块M′被成功安装在模具C1的支 座S中且在其中定向之后，控制同一个下模具C1升高预定的行程， 以致使柄2进入到孔17中，以便使得随后卡合在同一柄2的侧槽4、 4′中的操作杆20、20′伸展，并且致使同一模块M′的插头13接合在板 3的插座26中。当下模具C1返回到下位置时，新的模块M′保持钩接 到板3，并且在从支座S移除模板36′之后，机器准备好重新处于张力 作用下并且返回操作状态。显而易见的是在从板3释放模块M、M′ 以及将模块M、M′钩接到板3的释放和钩接步骤中，插座26没有处 于张力作用下。还显而易见的是，所描述的相对于模板自身定向模板 和定向模块的操作以及针对释放和钩接模块M、M′的步骤而打开和闭 合操作杆20、20′的步骤根据需要可以便捷地通过能够由本领域中的专 家容易地布置和连接的电子传感器或者电子微型开关来进行控制和监 测，以便确保在未遵守下模具C1上的模板36、36′和/或同一模板上的 模块M、M′的定向协议的情况下，自动地停止下模具的运动并且激发 声音信号和/或视觉信号，以便显示出所发生的事件类型。所有这些均 导致托盘密封机中的一个密封和切割模具的替换操作变得非常简单， 以至于即使是非专业人员也能够安全地实施，这样就可以实现巨大的 经济效益。

在图10中示出了在升高行程终点处的模块M的柄2的放大的侧 部，所述侧部用于将板3钩接到上模具C2。在该步骤中，模块M的 板1的上表面抵接板3的下表面，并且柄2的槽4、4′与操作杆20、 20′对准，而且因为每一个槽4、4′的高度尺寸均略微大于每根所述操 作杆的厚度，并且因为在所述部分的上方和下方形成有小间隙G、G′， 所以操作杆20、20′在无阻力且安全的情况下进入槽4、4′中，并且在 降低下模具时，模块M运动至图11的状态，其中，槽4、4′的上表面 倚靠在操作杆20、20′上，所述操作杆20、20′承担支撑柄2和模块M 的功能，所述模块M的上板1运动离开支撑板3的下表面并且留下与 上述间隙G、G′有关的小的实体间隙G″。随后，当通过推动托盘而 使得切割和密封模块工作以用于密封托盘上的盖时，所述模块的板1 与板3相接触，正如参照图10所述的那样。模块M相对于钩接板3 的这些小振动允许如果插头13和插座26被固定至相应的板1和3， 则所述插头13和所述插座26将周期性地经受运动靠近彼此以及运动 远离彼此的小幅运动，这可能会对电触头形成磨损并且这将带来损坏。 本发明旨在克服这样的缺陷，预留先前所述的小间隙，这样就简化了 钩接和释放操作，并且通过利用浮动解决方案将插头和电插座安装在 相应的支撑板上，正如现在参照图12所描述的那样。根据所述附图， 应当注意的是，插头13和插座26设置有它们绝缘体的相应基部隆起 部113′和126′，所述基部隆起部113′和126′分别布置在板1下方和板 3上方，具有大体矩形的平面形状，并且在角部区域中设置有用于使 得螺接在相应的板1和3的孔中且其长度大于所述基部113和126′的 厚度的相应螺丝45、45′的柄通过的孔，以便实现相对于相应板1、3 的充分靠近和间隔开的移动。用于使得所述螺丝45、45′通过的孔设置 有相应的开向同一螺丝的头部的加宽部并且在所述加宽部中容纳有弹 簧46、46′，所述弹簧46、46′推动基部113′和126′与板1、3相接触， 以便确定从插头13和插座26的绝缘体113、126的窗口14和27充分 伸出。根据上文可知，当模块的板1升高成与钩接板3相接触时，如 图12所示，因为弹簧46、46′的推力大于衬套226中的插头213的接 合摩擦力，所以这些部件立即相互耦合，并且在接合行程的终点处， 绝缘体113、126的突出部分相互碰触且使得它们的基部113′和126′ 运动离开相应板1、3，从而形成例如具有大约图11中的间隙G″的值 的间隙G″′，使得当在密封和切割模块M的操作循环期间在板1和3 之间形成所述间隙时，插座和插头组件13、26的本体的绝缘部分113、 126运动通过相应的孔14、27，但是仍然保持始终相互接触而且插头 213始终装配并轴向堵塞在插头衬套226中，从而避免相对滑动和先 前提及的缺陷。显而易见的是，本发明的上下文还包括变型实施例， 所述变形实施例的设想是：即使示出的解决方案在将运动和应力分配 在两个单元上这方面是优选的，但是插座或者插头的绝缘体中只有一 方的绝缘体的弹性作用能够确保系统承受更低的应力且拥有更长的使 用寿命。其它的变型方案可以涉及插头13和插座26的颠倒反向布置 和/或这些部件相对于附图中所示内容而言的不同取向。

应当理解的是，说明书给出了本发明的简单、可靠且优选的实施 例，但是在不背离本发明的如下文所述、阐释以及声明权益的指导原 则的前提下可以实施多种变形方案和构造修改方案。在权利要求中， 括号中的附图标记仅仅是示意性而非限制本权利要求的保护范围。