用于制造一次性杯状件的机器的制作方法

本发明涉及一种用于制造一次性杯状件和类似物的机器。

背景技术：

1、旨在用于容纳热饮和冷饮的一次性杯状件(通常称为纸杯状件)的使用在各个领域中是已知的。纸杯状件通常由合适的片材材料的坯件元件制成，折叠成稍微圆锥形形状以形成杯状件的侧壁并且通过圆形底部密封。

2、已知使用不同的材料来制造纸杯状件，通常取决于用途，特别是它们是旨在用于容纳热饮还是冷饮。例如，已知使用能够耐受70℃温度的纤维素纸浆杯状件、或者替代地对于较低温度使用乳酸或pla类型的可生物降解生物塑料杯状件；以及以由内部涂有pla膜的纸板的片材构成的纸塑料层压材料制成的杯状件是已知的。

3、目前，纸杯状件是通过以间歇移动进行操作的自动机器制造的。所述自动机器配备有一个或更多个轮形或星形部件，其以逐步旋转的方式操作以在多个操作站处按顺序传送每个坯件元件。

4、用于制造一次性杯状件的自动机器例如在专利文献us 8,939,187和us 10,035,321中示出。us1,819,318示出了用于制造一次性杯状件的自动机器的另一示例。

5、上述机器的间歇操作对其操作速度以及因此可实现的生产率施加了明显的限制。这在特定领域是一个相当大的限制，因为它们是单次使用性产品，因此必然便宜，但需要高生产率。

6、为了提高机器的速度，尝试将最耗时的操作步骤划分到多个站之间，以减少停机时间。然而，该方案并不能充分解决以经济成本实现高生产率的问题。实际上，当前机器的生产率一般为每分钟300个杯状件左右。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过设计一种能够以高运行速度自动制造纸杯状件以确保高生产率的机器来解决上述问题。

2、作为该目标的一部分，本发明的另一目的是提供一种用于制造任何合适的片材材料的纸杯状件的机器。

3、本发明的另一目的是提供一种允许以高阻力制造纸杯状件的机器。

4、本发明的又一目的是提供一种允许制造适合容纳热饮和冷饮的纸杯状件的机器。

5、本发明的再一目的是提供一种允许以相当低的成本制造纸杯状件的机器。

6、本发明的再一目的是提供一种构造简单、功能构思简单、操作可靠、用途广泛、以及成本相对较低的用于制造纸杯状件的机器。

7、根据本发明，上述目的通过根据权利要求1所述的用于制造一次性杯状件的机器来实现。

8、待制造的一次性杯状件包括侧部元件，该侧部元件由折叠成圆锥形形状的片材坯件获得，并且通过圆形基部元件紧密封闭。

9、根据本发明，该机器包括成形轮状件，该成形轮状件可围绕(according to)旋转轴线以连续运动的方式进行旋转而操作，并且该成形轮状件承载以位于周边的方式分布的多个成形组件，该成形组件分别包括具有与待制造的杯状件相对应的轮廓的管状芯轴。

10、有利地，管状芯轴由支撑装置承载，该支撑装置可以围绕与成形轮状件的所述旋转轴线平行的轴线摆动。

11、所述成形组件包括相应的夹持器，所述夹持器放置在相对于所述芯轴在直径上相反的位置处，并且所述夹持器彼此独立地操作以将卷绕成管状形式的所述单个坯件保持在同一芯轴上。

12、该机器包括第一给送装置，该第一给送装置适于按顺序地收集单个底部元件并且将底部元件插入到所述成形轮状件的相应的成形组件中。

13、优选地，所述第一给送装置包括：剪切构件，该剪切构件适于从卷绕在卷轴上的材料条上按顺序切割所述单个底部元件；环形拉延模具，所述环形拉延模具形成具有会聚轮廓的内部部分；冲头，所述冲头与所述剪切构件同轴，所述冲头适于在所述模具处执行对从卷绕在卷轴中的所述材料条切割得到的所述单个底部元件的拉延以及随后将拉延后的底部元件插入相应的成形组件的芯轴内部。

14、优选地，在所述成形组件的芯轴内部具有推动器构件，该推动器构件可轴向地操作以取出由相同成形组件制造的杯状件。

15、优选地，所述推动器构件在前部设置有可连接到抽吸装置的夹持表面，以将所述拉延后的底部元件保持在所述成形组件的芯轴的外部开口处。

16、所述机器包括第二给送装置，所述第二给送装置适于从叠置有相同坯件的储存器中按顺序地收集单个坯件并且将坯件以延伸构造按顺序传送至所述成形轮状件的相应的成形组件。

17、有利地，所述第二给送装置包括轮状件，所述轮状件用于夹持和传送所述坯件，该轮状件可围绕与成形轮状件的所述旋转轴线平行的旋转轴线以连续运动的方式进行旋转而操作，并且该轮状件具有以位于周边的方式分布的多个臂部，所述臂部可以围绕与同一夹持和传送轮状件的旋转轴线平行的相应轴线摆动，所述臂部在自由端部处承载相应的夹持构件，该夹持构件适于从所述容器(magazine)收集单个坯件并且将所述坯件传送到成形轮状件的一个所述成形组件上。

18、优选地，该夹持装置能够在与所述坯件的所述夹持和传送轮状件相切的第一位置与径向于同一轮状件的第二位置之间围绕(on)相应的旋转轴线成角度地旋转。

19、优选地，能够对所述坯件的至少一个横向边缘进行加热的加热装置与所述坯件的所述夹持和传送轮状件相关联。

20、该机器包括折叠装置，折叠装置用于将所述单个坯件在相应的成形组件的所述芯轴上卷绕成管状形式。

21、优选地，所述折叠装置包括成对的折叠构件，所述成对的折叠构件包括成形辊并且可沿相反方向进行旋转而操作，所述成形辊可旋转地承载在所述成形轮状件外部的固定支撑件上，以便逐渐接合所述坯件并且使所述坯件粘附到相应的成形组件的所述芯轴的外表面。

22、优选地，所述折叠构件具有弯曲的工作表面，以便复制所述成形组件的芯轴的外表面。

23、该机器包括焊接装置，该焊接装置分别由所述芯轴的所述摆动支撑构件承载并且可沿径向方向移动至所述芯轴，用于对在同一芯轴上卷绕成管状形式的所述单个坯件的交叠边缘进行焊接。

24、方便地，所述芯轴可在所述摆动支撑构件上围绕其轴线在接纳一个所述单个坯件的位置与在所述芯轴上卷绕成管状形式的同一坯件的所述交叠边缘布置在所述焊接装置的前部的位置之间成角度地旋转。

25、该机器包括联接装置，该联接装置适于将所述单独的坯件紧密地联接至对应的所述底部元件。

26、优选地，所述联接装置包括热焊接装置。

27、优选地，所述热焊接装置包括热空气发生器，热空气发生器适于对保持在所述相应的成形组件的芯轴的外部开口处的所述底部元件进行加热，所述热空气发生器可根据由所述芯轴的所述摆动支撑构件承载的致动器构件的命令而在径向于所述成形轮状件的平面上从非活动缩回位置到叠加在与在所述芯轴上卷绕成管状形式的所述坯件相关联的底部元件上的活动位置移动。

28、该机器包括卷边装置，所述卷边装置适于将杯状件的所述侧部元件的下边缘和上边缘折叠。

29、该机器包括精加工轮状件，该精加工轮状件可围绕与成形轮状件的所述旋转轴线平行的旋转轴线以连续运动的方式进行旋转而操作，并且该精加工轮状件承载以位于周边的方式分布的多个容纳器，所述容纳器适于分别接纳来自所述成形轮状件的所述杯状件。

30、有利地，所述容纳器与相应的支撑构件相关联，该支撑构件可以围绕与精加工轮状件的所述旋转轴线平行的轴线摆动。

31、推动器构件适当地容纳在所述成形组件的管状成形的芯轴内部，所述推动器构件可轴向地操作以从成形组件中取出杯状件并且将同一杯状件传送到所述精加工轮状件的相应的容纳器内。

32、优选地，所述推动器构件在前部设置有可连接到抽吸装置的夹持表面，以保持杯状件的所述底部元件。

33、本发明还涉及一种用于制造一次性杯状件的方法，所述方法包括以下步骤：

34、a.将成形轮状件以连续运动的方式进行旋转，该成形轮状件承载以位于周边的方式分布的多个成形组件，该成形组件分别包括管状成形的芯轴，该芯轴具有与待制造的杯状件相对应的轮廓，该芯轴由支撑构件承载，该支撑构件围绕与该成形轮状件的旋转轴线平行的轴线摆动；

35、b.通过第一给送装置按顺序地取出单个底部元件并且将所述底部元件插入到所述成形轮状件的相应的成形组件中；

36、c.通过第二给送装置从叠置有坯件的储存器中按顺序地取出单个坯件并且将所述坯件以延伸构造按顺序传送至所述成形轮状件的相应的成形组件；

37、d.通过折叠装置在相应的成形组件的所述芯轴上执行所述单个坯件的管状卷绕；

38、e.通过热焊接装置将卷绕成管状形式的所述单个坯件紧密联接至对应的所述底部元件。