具有静态驱动组件的旋转和平移封盖头的制作方法

本发明涉及封盖系统，具体涉及一种用于施加预设螺纹盖的、配备有静态驱动组件的旋转和平移封盖头。

背景技术：

1、封盖头是将盖子或塞子施加到例如瓶子、小玻璃瓶等容器的口上的装置。它们通常用在封盖组件或封盖机中，所述封盖组件或封盖机通常包括可移动支撑件，以沿着所述容器的传送路径来移动多个头部。例如，所述封盖头安装在所述支撑件的周围，使所述支撑件旋转以依次将所述头部和容器带到封盖位置。当所述封盖头被所述移动支撑件移动时，其垂直向下平移以到达待封盖的容器口的位置，并且，一旦封盖结束，封盖头再次上升。此外，在施加预设螺纹盖(或螺旋盖)时，也要使所述封盖头旋转，以便将所述盖子紧紧地密封在容器口上。

2、该平移运动可通过沿着由所述可移动支撑件运行的整个行进路径延伸的机械凸轮来实现。然后，每个封盖头配备有被限制成在所述机械凸轮上随着其轮廓滚动从而使得其它的封盖头部件平移的小辊。旋转则是通过电致动器、特别是旋转或线性无刷电机来实现。作为使用凸轮的替代方案，所述平移运动也可通过电致动器来实现。

3、封盖头所存在的问题是，驱动所述封盖头旋转的致动器通常包括与封盖头一起平移并与封盖头一起拖动用于向所述致动器供电并用于接收和发送信号和指令的线缆的部件。这就需要提供合适的可移动布线，该布线既不能妨碍封盖机的移动也不能受这种移动的干扰。而这是一种代价高昂的解决方案。

4、us2012/001499a1公开了一种用于将平移和旋转运动传递给旋转和平移轴的致动器，其中，供电线缆连接到用于容纳所述轴的框架的外部。这就解决了上述关于布线的问题。然而，在该使用第一电动机来驱动平移运动以及使用第二电动机来驱动旋转运动的解决方案中，该第二电动机的转子与旋转和平移轴是一体的。这种布置的缺点在于，转子的不断升降会导致在所述封盖机中产生以相当大的且频繁的惯性作用为特点的动态行为，从而导致更高的功率消耗和在不断移动的重物中所固有的更大磨损。

5、us2012/017539a1公开了一种用于将平移和旋转运动传递给封盖头的旋转和平移轴的驱动单元，其中，每种运动都由相应的电机产生，所述电机被安装成在所述轴的平移运动期间保持静止。在一实施方式中，所述旋转和平移轴包括具有横截面为正方形或梯形的部分，该部分容纳在具有对应形状的套筒内，该套筒可与所述轴一起平移并且通过驱动旋转的所述电机带动旋转。这种布置结构复杂。实际上，所述轴整体包括三个部件，即，由第一电机赋予平移运动的第一部件、正方形或梯形的第二部件以及配备有盖处理构件的第三部件，并且，这些部件将组装在一起以形成一整体组件。此外，提供具有与正方形横截面的部分基本相同的长度的可滑动套筒，导致与相对较重的重物的持续提升和降低相关的问题基本上没有得到解决。对于具有梯形横截面的轴和套筒组件，这也导致了其径向尺寸比利用传统轴的解决方案更大。

6、wo2018/116241a1公开了一种用于封盖头的致动单元，其具有旋转和平移轴、用于驱动旋转运动的第一电动机，其中，转子和定子与所述轴同轴容纳在一固定主体内，因此，就平移运动而言，它们与所述轴是解耦的，并且，旋转运动的传动链中没有一个单元与所述轴共同平移。在所述电机外壳的底端具有封闭所述电机外壳的衬套，所述衬套的内表面上具有与所述轴的外表面上的槽相结合的肋，以便于将所述旋转运动传递到所述轴上。第二电动机驱动所述轴平移并起到“虚拟凸轮”的作用。

7、如本领域技术人员所知晓的，仅对于某些特定应用，例如当涉及旋转和平移轴的轴向行程很长时，或者当同一机器要在不同的封盖曲线上周期性地操作时，才需要借助于虚拟凸轮来驱动平移。在大多数应用中，平移运动可以由机械凸轮来驱动，这样做的功耗要低的多(大约一半)。因此，制造能够容易地适应平移运动的任何一种驱动方式的封盖头的重要性是不言而喻的。

8、wo2018/116241a1中公开的头部结构不可能具有这种适应性，在其结构中，用于两种运动的致动器间存在紧密的机械和功能互连。

9、ep2790306a2中公开的头部也存在同样的问题。

10、本发明的目的是通过提供一种借助于机械凸轮或虚拟凸轮可容易地适用于驱动平移的封盖头来解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，根据本发明的第一方面，提供了一种封盖头，其包括：旋转和平移轴；用于驱动所述轴的旋转运动的第一电动机，所述电动机具有同轴布置在所述轴的周围并容纳在固定壳体内的转子和定子，以就平移运动而言，它们与所述轴是解耦的；以及，第一衬套，其安装在所述壳体的一端以便在该端密封所述壳体的内腔，其中，所述轴穿过所述第一衬套，且所述第一衬套被设置成由于设置在所述衬套的内表面上的肋和设置在所述轴的外表面上的槽之间的配合而将所述转子的旋转运动传递给所述轴。所述封盖头还包括第二衬套，其安装在所述固定壳体的与所述第一端相对的第二端处，以便于在该第二端处密封所述壳体的内腔，并且，所述轴穿过所述第二衬套，所述轴以可自由旋转的方式安装在该衬套中。所述第一电动机与所述固定壳体以及第一和第二衬套一起形成一用于驱动所述轴旋转的自立模块，该模块可与承载被设置为在封盖操作期间沿着所述封盖头的整个路径运行的机械凸轮相配合的凸轮从动辊的构件或是与被设置成将所述平移运动传递给所述轴的第二电动机相关联，以驱动所述平移运动。

2、有利的是，所述轴可与解耦接头共同平移，其中，所述解耦接头安装在靠近所述第二衬套的轴端处，并被设置成使得该轴绕其轴线旋转，且以可拆卸的方式紧固到承载所述凸轮从动辊的构件或是由所述第二电动机根据线性运动而移动的活塞上，以便于共同平移。

3、在所述平移运动由机械凸轮驱动的实施方式中，所述承载凸轮从动辊的构件与在头部沿凸轮前进时、用于防止在平移运动期间可能发生的该头部的不希望的旋转运动的装置相关联。

4、在所述平移运动由电动机驱动的实施方式中，所述解耦接头通过杆紧固到活塞上，其中，所述杆传递由电动机赋予活塞的线性运动。

5、此外，在这样的实施方式中，所述第二电动机容纳在一壳体内，该壳体被安装成相对于头部固定，从而使得就所述平移运动而言，所述第二电动机的部件与所述活塞的运动以及因此与所述轴的运动是解耦的。

6、有利的是，所述轴具有轴向空腔，以容纳用于驱动由同一轴承载的封盖处理构件的装置。

7、此外，有利的是，部件容纳盒安装在第一电动机和第二电动机(如果有的话)的固定壳体上，该盒容纳用于向电动机供电并控制和监测头部运行的电子部件，并且，用于供电以及从部件接收信号、数据和指令并向部件发送信号、数据和命令的线缆终止于所述盒。

8、第二方面，本发明还涉及一种封盖机，其包括至少一个如本发明的第一方面制得的封盖头。

9、对于包括由公共支撑件承载的多个相同头部的封盖机，有利的是，终止于各头部的线缆成对地串联到所述支撑件的交替的头部上，并且，串联连接的头部又直接连接到由公共支撑件承载的收集器上。

技术特征：

1.一种用于向容器施加预设螺纹盖的封盖头(1，1a)，其包括：

2.根据权利要求1所述的封盖头(1，1a)，其特征在于：所述轴(2)可与解耦接头(40)共同平移，所述解耦接头(40)安装在所述轴(2)的靠近所述第二衬套(11)的端部处，且被设置成使得该轴(2)能绕其轴线旋转，并以可拆卸的方式紧固到承载所述凸轮从动辊(42)的构件(41)或由所述第二电动机(200)根据线性运动而移动的活塞(201)上，以便于能共同平移。

3.根据权利要求1或2所述的封盖头(1)，其特征在于，承载所述凸轮从动辊(42)的所述构件(41)与装置(7，43)相关联，所述装置(7，43)用于在头部(1)沿所述凸轮(104，104a)行进时，防止在所述平移运动期间该头部(1)可能发生的不期望的旋转运动。

4.根据权利要求1或2所述的封盖头(1a)，其特征在于，所述解耦接头(40)通过杆(202)紧固到所述活塞(201)，其中，所述杆(202)传递由所述第二电动机(200)赋予所述活塞(201)的线性运动。

5.根据权利要求4所述的封盖头(1a)，其特征在于，所述第二电动机(200)容纳在壳体(203)内，所述壳体(203)安装成相对于所述头部(1a)固定，以使得就平移运动而言，所述第二电动机(200)的部件与所述活塞(201)的运动并因此与所述轴(2)的运动是解耦的。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的封盖头(1，1a)，其特征在于：所述轴(2)具有轴向空腔(20)，所述轴向空腔(20)容纳用于驱动由该轴(2)承载的封盖处理部件的装置。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的封盖头(1，1a)，其特征在于：所述第一电动机(5)的固定壳体(6，203)上安装有部件容纳盒(8，8a)，并且，如果设置有第二电动机(200)的话，其固定壳体上也安装有部件容纳盒(8，8a)，其中，该盒容纳用于向所述电动机(5，200)供电以及用于控制和监测所述头部(1，1a)的操作的电子部件，其中，用于供电以及从所述部件接收信号、数据和指令以及向所述部件发送信号、数据和指令的线缆(9)终止于所述盒(8)。

8.一种封盖机(100)，其包括至少一个如前述权利要求中任意一项所述的封盖头(1，1a)。

9.根据权利要求8所述的封盖机(100)，其包括由公共支撑件(101)承载的多个封盖头(1，1a)，所述公共支撑件(101)沿着待封盖容器的传送路径来移动头部(1，1a)，其中，终止于各头部(1，1a)的用于供电以及接收和传输信号、数据和指令的线缆(9)成对地串联到位于所述支撑件(101)上的交替位置处的头部(1，1a)，这一系列头部(1，1a)直接连接到由所述公共支撑件(101)承载的收集器上。

10.根据权利要求9所述的封盖机(100)，其特征在于：连接到各头部(1，1a)的用于供电以及接收和传输信号、数据和指令的所述线缆(9)成对地串联属于不同的头部组中的交替的头部(1，1a)，每组串联连接的头部(1，1a)独立于其它组依次直接连接到所述收集器。

技术总结
用于向容器施加预设螺纹盖的封盖头(1)，其包括：旋转和平移轴(2)；用于驱动所述轴(2)的旋转运动的第一电动机(5)，所述电动机具有定子(50)和转子(51，51a)，所述定子(50)和转子(51，51a)同轴地布置在所述轴(2)的周围并安装在固定壳体(6)中，以就平移运动而言，其与所述轴(2)解耦；以及第一衬套(12)，其安装在所述固定壳体(6)的一端，所述轴(2)穿过该第一衬套(12)，且所述第一衬套(12)被设置成将转子(51，51a)的旋转运动传递到轴(2)。封盖头(1，1A)还包括安装在所述固定壳体(6)的与第一端相对的第二端处的第二衬套(11)，以便于在该第二端处密封所述壳体(6)的内腔，并且被以可自由旋转的方式安装在该衬套(11)中的轴(2)穿过。所述第一电动机(5)与所述固定壳体(6)以及第一和第二衬套(12，11)一起形成用于驱动所述轴(2)旋转的自立模块，该模块可与承载有被设置为在封盖操作期间沿头部(1，1A)的整个运行路径的机械凸轮(104，104a)相配合的凸轮从动辊(42)的构件(41)或是与被设置为向所述轴(2)传递平移运动的第二电动机相关联，以驱动所述平移运动。

技术研发人员：马克·卡法,法比奥·布雷纽,丹尼斯·鲁芬诺,恩里科·米歇尔·卡佩罗
受保护的技术使用者：AROL公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10