Устройство и способ для ориентирования торцевой крышки емкости для напитков и нанесения знаков в предварительно определенном месте
Настоящее изобретение относится к способу ориентирования и декорирования торцевой крышки емкости для напитков, устройству для приема и ориентирования металлической торцевой крышки емкости для напитков. Указанный способ включает следующие этапы: обеспечение множества металлических торцевых крышек, подачу металлической торцевой крышки в первый конец дугообразного направляющего узла ориентирующего устройства, введение в зацепление ориентирующей головки ориентирующего устройства с наружной поверхностью металлической торцевой крышки, вращение металлической торцевой крышки для выравнивания ее в предварительно определенной ориентации, размещение металлической торцевой крышки на держателе рядом со вторым концом направляющего узла, выведение ориентирующей головки из зацепления с металлической торцевой крышкой и декорирование предварительно определенной части наружной поверхности металлической торцевой крышки. Указанный способ является экономичным, быстрым и надежным способом ориентирования видоизмененных торцевых крышек для обеспечения нанесения декорирования и других предпочтительных знаков на конкретные области торцевых крышек. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил., 1 табл.
Область техники
Изобретение относится, в общем, к изготовлению торцевых крышек для емкостей. В частности, изобретение относится к способам и устройству для ориентирования и совмещения множества торцевых крышек емкостей с высокой скоростью и нанесения печатных знаков на предварительно определенных частях каждой торцевой крышки.
Предшествующий уровень техники
В 2008 г. общий объем производства напитков, включая сюда безалкогольные напитки, пиво, сидр, спиртные напитки и вина, составил 1,4 триллиона долларов. Ассортимент напитков составляет приблизительно 1500 сортов безалкогольных напитков и приблизительно 20000 сортов пива. Многие производители таких напитков упаковывают их в металлические емкости для напитков. По этой причине каждый год производители используют приблизительно 80 миллиардов металлических емкостей для напитков.
Металлические емкости для напитков создают для разливочных заводов, дистрибьюторов и операторов розничной торговли возможность обращать внимание покупателей на их товары в местах продаж, поскольку металлические емкости для напитков имеют идеальные поверхности для их декорирования фирменными знаками, логотипами, рисунками, информацией о продукции и/или другими предпочтительными знаками для идентификации, маркетинга и обеспечения отличия емкости для напитка и его содержимого от других продуктов и товаров конкурентов. В настоящее время корпус емкости является основной поверхностью емкости для напитков, на которую наносят декорирование. Однако корпуса емкостей и нанесенное на них декорирование часто заслоняются рукой потребителя во время потребления напитка. Кроме того, выравнивание между декорированием на корпусе емкости и разливочным отверстием торцевой крышки емкости является произвольным и, следовательно, декорирование может быть расположено в стороне от потребителя во время потребления напитка.
Металлические торцевые крышки имеют своеобразную рабочую поверхность для декорирования рекламы и маркетинговой информации новыми нестандартными способами. В отличие от корпуса емкости потребители естественным образом выравнивают торцевую крышку для открывания емкости и потребления из нее напитка. Таким образом, торцевая крышка расположена так, что она видна потребителю. Кроме того, торцевая крышка не загораживается или не блокируется во время потребления напитка. Однако торцевые крышки часто остаются недекорированными, поскольку известные способы декорирования торцевых крышек имеют рад недостатков. Следовательно, в отношении торцевых крышек емкостей существует возможность улучшения их использования для различения в местах продаж и для привлечения потребителей.
Торцевые крышки емкостей или заготовки изготавливают отдельно от корпуса емкости. Изготовление торцевых крышек требует выполнения ряда технологических операций, совместно именуемых как процесс видоизменения, и, в общем, показано и описано в материале «Как компания Ball Corporation изготавливает торцевые крышки к емкостям для напитков», доступном на сайте http://www.ball.com/images/ball_com/product_options_files/How_Ball_Makes_Beverage_Ends.pdf (последнее посещение 13 июня 2014 г.) и в патентном документе US 6533518, которые включены в описание в полном объеме посредством процесса ссылки. Во время процесса видоизменения торцевой крышки транспортируют на ряд технологических постов. Пресс для изготовления болванок вырубает круглые заготовки из рулона металлического материала и образует из болванок заготовки. Подвивочный станок образует периферийный загиб по периферии заготовок и образует фаску. Устройства для нанесения герметизирующего состава наносит герметизирующий состав на заготовки. Затем в процессе видоизменения заготовки преобразуют в торцевые крышки. Ориентация заготовок, поступающих в пресс видоизменения, является произвольной, поскольку в существующем процессе конверсии отсутствуют необходимость или надежный способ для ориентирования заготовок. Пресс видоизменения содержит множество последовательно расположенных наборов матриц и пуансонов, которые устанавливают заклепку в центре заготовки, образуют отделяемые метки для ограничения отрывной панели и разливного отверстия и соединяют ушко с заклепкой. Далее торцевые крышки упаковывают в мешки, укладывают на поддоны и хранят до тех пор, пока они не потребуются для запечатывания заполненного корпуса емкости.
Существующие способы изготовления ограничивают типы и места декорирования, которые можно применять на торцевых крышках. Согласно известному способу декорирования торцевых крышек декорирование наносят на металлический исходный материал перед образованием заготовок. Примеры этого способа описаны документах WO 2007/007102, GB 2428659 и GB 2428668, которые включены в описание в полном объеме посредством ссылки. Несмотря на то, что как рулоны, так и резаные листы металлического исходного материала могут декорироваться перед образованием заготовок во время процесса видоизменения, разметка и печатание декорирования на рулонах и резаных листах усложняются и становятся нерентабельными. Кроме того, существует высокая вероятность повреждения декорирования, когда исходный материал используют для образования торцевых крышек в процессе видоизменения. Например, если декорирование надлежащим образом не совмещено с прессом для изготовления заготовок, часть декорирования может быть отрезана. Декорирование также может пересекаться и повреждаться метками или может быть расположено в области, которая не видна из-за того, что она загорожена ушком. Кроме того, декорирование может быть повреждено инструментами, используемыми при выполнении процесса видоизменения.
Другой известный способ декорирования торцевых крышек содержит декорирование заготовок перед их поступлением в пресс видоизменения. Однако, поскольку заготовки не ориентированы, когда они поступают в пресс видоизменения, декорирование может пересекаться метками, расположенными под ушком, или может быть расположено частично на отрывной панели. В результате декорирование может быть скрыто от взгляда или может быть повреждено при открывании отрывной панели.
Способы декорирования видоизмененных торцевых крышек после образования отрывной панели и крепления ушка к центральной стенке также известны. В одном таком способе используют оптические средства ориентирования видоизмененных торцевых крышек перед декорированием торцевых крышек. Однако известные способы декорирования видоизмененных торцевых крышек, в общем, осуществляются медленно и/или не обеспечивают нанесение декорирования в заданных областях торцевой крышки, поскольку торцевые крышки не ориентированы перед нанесением декорирования.
Другой способ ориентирования торцевой крышки описан в документе US 6524048 (Цукада и др., далее - Цукада), который включен в описание в полном объеме посредством ссылки. Цукада, в общем, описывает устройство, которое обнаруживает отметку или рисунок на заготовке и затем ориентирует заготовку. В дальнейшем к ориентированной заготовке прикрепляют ушко. Другой способ ориентирования торцевой крышки описан в документе US 4016968 (Стелтер и др., далее - Стелтер), который включен в описание в полном объеме посредством ссылки. Стелтер, в общем, описывает способ и устройство, где используют временную ориентацию ушка, расположенного на нижней стороне торцевой крышки, для вращения торцевой крышки в предварительно определенное положение. Однако способы, описанные в документах Цукада и Стелтер, в общем, осуществляются медленно и не пригодны для промышленного производства емкостей, где требуются устройство и способ, обеспечивающие ориентирование и декорирование торцевых крышек с очень высокой производительностью, по меньшей мере, несколько тысяч торцевых крышек в минуту.
По причине многочисленных ограничений, связанных с существующим процессом производства и декорирования торцевых крышек, существует неудовлетворенная потребность в экономичном, быстром и надежном способе ориентирования видоизмененных торцевых крышек для обеспечения нанесения декорирования и других предпочтительных знаков на конкретные области торцевых крышек.
Раскрытие изобретения
Изобретение обеспечивает способы и устройство для ориентирования торцевых крышек относительно базовой оси рентабельным, быстрым и надежным образом. После ориентирования торцевых крышек эти крышки можно декорировать в конкретных областях, которые не загорожены или не прерываются ушком или надрезанными частями торцевой крышки. Один аспект изобретения состоит в том, чтобы предложить способ и устройства для поддержания необходимой ориентации ориентированных торцевых крышек с целью обеспечения нанесения декорирования в конкретных областях торцевых крышек. Другой аспект изобретения состоит в том, чтобы предложить усовершенствованный, экономичный и надежный способ нанесения декорирования на ориентированные видоизмененные торцевые крышки. Еще один аспект изобретения состоит в том, чтобы предложить ориентирующее устройство, которое может быстро и эффективно ориентировать видоизмененные торцевые крышки во время высокопроизводительного процесса производства. В варианте осуществления изобретения ориентирующее устройство выполнено с возможностью ориентирования торцевых крышек посредством механического контакта с частью наружной поверхности торцевой крышки. В другом варианте осуществления ориентирующее устройство не требует использования оптических или других датчиков для ориентирования торцевых крышек.
По аспекту изобретения предлагается новые способ ориентирования и декорирования наружной поверхности торцевой крышки емкости для напитков. Указанный способ включает в себя без ограничения способ, который, в общем, содержит этапы, на которых: (1) обеспечивают торцевую крышку; (2) размещают ориентирующую головку для контакта при вращении с наружной поверхностью торцевой крышки; (3) вращают торцевую крышку до предварительно определенной ориентации; (4) закрепляют торцевую крышку в предварительно определенной ориентации; (5) выводят ориентирующую головку из зацепления с торцевой крышкой; и (6) декорируют изображением предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки. Торцевая крышка может содержать без ограничения один или более из элементов, к которым относятся: периферийный загиб, зажимная стенка, проходящая вниз от периферийного загиба, углубление, сопряженное с нижним концом зажимной стенки, отрывная панель в центральной стенке и ушко, функционально соединенное с наружной поверхностью центральной стенки. В варианте осуществления изобретения торцевая крышка содержит периферийный загиб и центральную стенку. В другом варианте осуществления крышка содержит ушко.
Помимо этого способ может дополнительно содержать этапы, на которых: (7) размещают торцевую крышку на штампованной чашке, причем штампованная чашка выполнена с возможностью выборочного предотвращения вращения и перемещения торцевой крышки; (8) образуют углубление в одной или более печатных пластинах, причем указанное углубление выполнено с возможностью приема ушка; (9) закрепляют печатные пластины с возможностью удаления на барабане устройства для нанесения покрытия; (10) наносят материал базового покрытия на предварительно определенную часть печатных пластин; (11) переносят материал базового покрытия с печатных пластин на предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки.
Способ можно дополнительно содержать этапы, на которых: (12) образуют углубление в одной или более печатных пластинах, причем указанное углубление выполнено с возможностью приема ушка; (13) закрепляют печатные пластины с возможностью удаления на барабане печатающего устройства; (14) формируют изображение на печатающей головке; (15) наносят краску на изображение; (16) переносят краску с печатающей головки на предварительно определенную часть печатных пластин; (17) переносят краску с печатных пластин на предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки; и (18) сушат изображение посредством источника ультрафиолетового излучения. В варианте осуществления печатающая головка содержит шесть печатающих головок, и каждая печатающая головка принимает краску определенного цвета или типа. В другом варианте осуществления печатающие головки прикреплены с возможностью удаления рядами в количестве от 1 до 10 к периферии барабана печатающего устройства, причем выполняют декорирование от 1 до 10 торцевых крышек одновременно. В еще одном варианте осуществления декорирование предварительно определенной части наружной поверхности крышки содержит декорирование предварительно определенной части, по меньшей мере, центральной стенки, отрывной панели и ушка.
В варианте осуществления вращение торцевой крышки до предварительно определенной ориентации также содержит вращение торцевой крышки до тех пор, пока Y-ось торцевой крышки не будет, по существу, параллельна базовой оси. В другом варианте осуществления угол между Y-осью и базовой осью составляет менее 5°. В варианте осуществления ориентирующая головка выполнена с возможностью вращения торцевой крышки до предварительно определенной ориентации. В другом варианте осуществления вращение торцевой крышки до предварительно определенной ориентации включает в себя вращение торцевой крышки, в то время как ориентирующая головка остается выровненной с предварительно определенной ориентацией. Торцевая крышка вращается до тех пор, пока предварительно определенный элемент поверхности на наружной поверхности торцевой крышки не войдет в зацепление с ориентирующей головкой. После зацепления ориентирующей головки с элементом поверхности торцевой крышки указанная торцевая крышка прекращает вращение и выравнивается в предварительно определенной ориентации.
В еще одном варианте осуществления ориентирующая головка содержит корпус, лицевую часть, карман, образованный в лицевой части для приема ушка торцевой крышки, сужающуюся часть, который проходит от лицевой части до дна кармана, и стенку, проходящую от дна кармана, по существу, вертикально к лицевой части, причем, когда ориентирующая головка вращается, ушко перемещается со скольжением в карман и удерживается в кармане указанной стенкой.
По другому аспекту изобретения приведено описание устройства для ориентирования и декорирования наружной поверхности торцевой крышки, которое выполнено с возможностью соединения с горлышком емкости для напитков, причем указанное устройство выполнено с возможностью одновременного ориентирования и декорирования множества торцевых крышек. Устройство, в общем, содержит без ограничения: (1) стабилизатор для приема торцевой крышки и размещения торцевой крышки в держателе, причем держатель выполнен с возможностью перемещения торцевой крышки через устройство и выборочного предотвращения вращения торцевой крышки; (2) ориентирующее устройство, причем ориентирующее устройство выполнено с возможностью приема держателя и торцевой крышки и вращения торцевой крышки до предварительно определенной ориентации, и держатель предотвращает вращение торцевой крышки из предварительно определенной ориентации; (3) устройство для нанесения материала базового покрытия на предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки; (4) печатающее устройство, выполненное с возможностью переноса изображения на предварительно определенную часть торцевой крышки; и (5) по меньшей мере, одно устройство сушки, выполненное с возможностью сушки материала базового покрытия и изображения. В варианте осуществления торцевая крышка содержит периферийный загиб, центральную стенку и ушко, соединенное с наружной поверхностью центральной стенки. В другом варианте осуществления торцевая крышка содержит периферийный загиб, зажимную стенку, отходящую от него вниз, углубление, сопряженное с зажимной стенкой, и центральную стенку, сопряженную с углублением.
В варианте осуществления ориентирующее устройство включает в себя ориентирующую головку, имеющую геометрию, обеспечивающую размещение ориентирующей головки на элементе наружной поверхности торцевой крышки и ее зацепление с ним. В варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой ушко, соединенное с наружной поверхностью центральной стенки. В другом варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой отрывную панель центральной стенки. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой центральную стенку. В другом варианте осуществления ориентирующая головка содержит корпус, лицевую часть, карман, образованный в лицевой части для приема ушка торцевой крышки, сужающуюся часть, которая проходит от лицевой части к дну кармана, и стенку, проходящую от дна кармана, по существу, вертикально лицевой части, причем ориентирующая головка выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси корпуса.
В варианте осуществления ориентирующая головка зафиксирована таким образом, что она выровнена в предварительно определенной ориентации. Лицевая часть ориентирующей головки выполнена с возможностью контакта с частью наружной поверхности торцевой крышки и обеспечения вращения торцевой крышки. Ориентирующая головка также выполнена с возможностью прекращения вращения торцевой крышки, когда торцевая крышка выравнивается в предварительно определенной ориентации. В другом варианте осуществления ориентирующая головка выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси, по существу, перпендикулярно лицевой части ориентирующей головки. Ориентирующая головка выполнена с возможностью зацепления с предварительно определенным элементом наружной поверхности торцевой крышки и вращения торцевой крышки до предварительно определенной ориентации. Ориентирующая головка вращает торцевую крышку до тех пор, пока торцевая крышка не достигнет предварительно определенной ориентации.
В варианте осуществления держатель содержит зажим, который прикладывает давление к торцевой крышке для удерживания торцевой крышки в предварительно определенной ориентации. В еще одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью ориентации и декорирования от 1 до 5 торцевых крышек одновременно.
В варианте осуществления печатающее устройство, в общем, содержит без ограничения (1) по меньшей мере, одну печатающую головку со сформированным на ней изображением; (2) устройство подачи краски, выполненное с возможностью переноса краски на изображение на печатающей головке; и (3) барабан, причем указанный барабан имеет периферию с закрепленными на ней одной или более печатными пластинами, и каждая из печатных пластин имеет углубление, выполненное с возможностью приема ушка, соединенного с наружной поверхностью торцевой крышки, причем барабан выполнен с возможностью перемещения печатных пластин для контакта при вращении с печатающей головкой и наружной поверхностью торцевой крышки, и изображение переносится с печатающей головки на печатные пластины и затем на предварительно определенную часть крышки.
Другой аспект изобретения состоит в том, чтобы предложить ориентирующую головку для ориентирующего устройства, используемую для позиционирования торцевой крышки во время процесса декорирования. Ориентирующая головка, в общем, содержит: (1) корпус; (2) лицевую часть, причем лицевая часть ориентирована в плоскости, в общем, перпендикулярной относительно продольной оси корпуса; и (3) карман, образованный в участке лицевой части, причем указанный карман имеет размер, позволяющий ему принимать ушко торцевой крышки, и карман имеет дно, по существу, параллельное лицевой части, первую боковую сторону, наклоненную вверх от дна к лицевой части, и вторую боковую сторону, образующую, по существу, вертикальную стенку от дна до лицевой части. В варианте осуществления корпус выполнен с возможностью соединения с устройством ориентирования, используемым в процессе декорирования торцевой крышки.
В варианте осуществления ориентирующая головка выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси. В другом варианте осуществления лицевая часть ориентирующей головки выполнена с возможностью скольжения по наружной поверхности ушка, соединенного с торцевой крышкой, во время вращения ориентирующей головки. В еще одном варианте осуществления ориентирующая головка не вращается вокруг продольной оси, когда торцевая крышка вращается вокруг продольной оси. В еще одном варианте осуществления лицевая часть выполнена с возможностью обеспечения скольжения наружной поверхности ушка, соединенного с торцевой крышкой, по лицевой части, когда торцевая крышка вращается, в то время как ориентирующая головка не вращается. В другом варианте осуществления ориентирующая головка зафиксирована в предварительно определенной ориентации и выполнена с возможностью зацепления с предварительно определенной частью поверхности торцевой крышки, когда торцевая крышка вращается до предварительно определенной ориентации.
В другом варианте осуществления первая боковая сторона выполнена с возможностью направления ушка, соединенного с торцевой крышкой, от лицевой части в карман. В еще одном варианте осуществления стенка выполнена с возможностью удерживания ушка, соединенного с торцевой крышкой, в кармане, и стенка прикладывает усилие к боковой поверхности ушка для вращения торцевой крышки до предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления лицевая часть содержит, по существу, плоскую поверхность. В варианте осуществления карман имеет глубину больше расстояния между наружной поверхностью ушка и торцевой крышкой, с которой соединено ушко. Таким образом, наружная поверхность ушка не контактирует с донной частью кармана, когда ушко находится в зацеплении с ориентирующей головкой. В другом варианте осуществления карман имеет глубину меньше или примерно равную расстоянию между наружной поверхностью ушка и торцевой крышкой, с которой соединено ушко. Соответственно, наружная поверхность ушка может контактировать с донной частью кармана, когда ушко находится в зацеплении с ориентирующей головкой.
В варианте осуществления, по меньшей мере, часть кармана выполнена с возможностью зацепления с ушком торцевой крышки и прикладывания вращательного усилия к торцевой крышке. В другом варианте осуществления, по меньшей мере, часть кармана выполнена с возможностью зацепления с ушком торцевой крышки для прекращения вращения торцевой крышки, когда торцевая крышка находится в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления карман включает в себя отверстие, которое образует пустоту в корпусе ориентирующей головки. В другом варианте осуществления карман имеет асимметричную форму.
Еще один аспект изобретения представляет собой новый способ ориентирования и декорирования торцевой крышки емкости. Указанный способ включает в себя без ограничения этапы, на которых: (1) обеспечивают множество торцевых крышек, которые выполнены с возможностью соединения с горлышком емкости; (2) подают, по меньшей мере, одну торцевую крышку в первый конец направляющего узла ориентирующего устройства; (3) вводят в зацепление ориентирующую головку ориентирующего устройства с наружной поверхностью торцевой крышки; (4) вращают, по меньшей мере, одну торцевую крышку для выравнивания, по меньшей мере, одной торцевой крышки в предварительно определенной ориентации; (5) размещают торцевую крышку на держателе рядом со вторым концом направляющего узла устройства ориентирования; (6) выводят ориентирующую головку из зацепления с торцевой крышкой; (7) декорируют предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки. Декорирование можно выполнять в любой ориентации и любом месте наружной поверхности торцевой крышки. Следует принять во внимание, что после ориентирования торцевой крышки в предварительно определенной ориентации торцевую крышку можно декорировать любым способом, который известен специалисту в этой области. Например, в варианте осуществления торцевую крышку декорируют, используя один из процессов печатания, включающих в себя без ограничения офсетную печать, сухую офсетную печать, глубокую печать, металлографию, трафаретную печать, тампонную печать и чернильно-струйную печать. В другом варианте осуществления изобретения торцевую крышку декорируют с помощью системы лазерной маркировки. Соответственно, в варианте осуществления изобретения декорирование предварительно определенной части наружной поверхности торцевой крышки содержит один или несколько из элементов, к которым относятся изображение, лазерная маркировка, код и текстовое сообщение, образованные на торцевой крышке с помощью любых средств. В варианте осуществления торцевая крышка содержит периферийный загиб, зажимную стенку, отходящую вниз от периферийного загиба, углубление, сопряженное с зажимной стенкой, и центральную стенку, сопряженную с углублением.
В варианте осуществления изобретения направляющий узел также содержит внутреннюю направляющую, соединенную с наружной направляющей. Внутренняя и наружная направляющие расположены друг от друга на расстоянии, приблизительно равном высоте торцевой крышки. Внутренняя и наружная направляющие выполнены с возможностью удерживания наружной поверхности торцевой крышки в контакте с ориентирующей головкой, когда ориентирующая головка перемещает торцевую крышку от первого конца ко второму концу направляющего узла. В другом варианте осуществления направляющий узел ориентирующего устройства имеет, по существу, дугообразную форму.
В варианте осуществления изобретения ориентирующая головка ориентирующего устройства соединена с дальним концом спицы. В другом варианте осуществления спица выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки вокруг продольной оси спицы. В еще одном варианте осуществления первый конец спицы соединен со ступицей ориентирующего устройства. Ступица выполнена с возможностью вращения в осевом направлении с предварительно определенной скоростью. В еще одном варианте осуществления спица выполнена с возможностью перемещения ориентирующей головки по дугообразной траектории от первого конца ко второму концу направляющего узла.
В варианте осуществления спица также выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки вокруг продольной оси спицы, когда спица перемещает ориентирующую головку от первого конца ко второму концу направляющего узла. В другом варианте осуществления спица выполнена с возможностью начала вращения ориентирующей головки в первой точке и прекращения вращения ориентирующей головки во второй точке, когда ступица ориентирующего устройства вращается в осевом направлении. В варианте осуществления первая точка расположена рядом с первым концом направляющего узла, а вторая точка расположена между первым концом и вторым концом направляющего узла. В еще одном варианте осуществления спица также содержит первое зубчатое колесо, выполненное с возможностью зацепления с коническим зубчатым колесом ступицы. Первое зубчатое колесо и коническое зубчатое колесо выполнены с возможностью инициирования вращения ориентирующей головки в первой точке и прекращения вращения ориентирующей головки во второй точке.
В варианте осуществления спица выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки предварительно определенное число раз вокруг продольной оси спицы. В другом варианте осуществления спица выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки один раз вокруг продольной оси спицы. В еще одном варианте осуществления спица выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки приблизительно от одного раза приблизительно до четырех раз вокруг продольной оси спицы.
В другом варианте осуществления изобретения ориентирующее устройство выполнено с возможностью вращения торцевой крышки вокруг продольной оси спицы, в то время как ориентирующая головка остается выровненной в предварительно определенной ориентации. Ориентирующая головка выполнена с возможностью прекращения вращения торцевой крышки, когда торцевая крышка выравнивается в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления изобретения предварительно определенная часть торцевой крышки контактирует с неподвижной конструкцией ориентирующего устройства. Контакт между торцевой крышкой и неподвижной конструкцией вынуждает торцевую крышку вращаться вокруг продольной оси спицы. В варианте осуществления неподвижная конструкция является фрикционной направляющей. В другом варианте осуществления одна или более внутренних или наружных направляющих выполнены с возможностью прикладывания усилия трения, достаточного для вращения торцевой крышки. Еще в одном варианте осуществления приводной ролик или движущийся ремень ориентирующего устройства выполнены с возможностью вращения торцевой крышки.
В другом варианте осуществления изобретения спица содержит множество спиц, соединенных со ступицей ориентирующего устройства. В другом варианте осуществления спица содержит шесть спиц. В еще одном варианте осуществления спица содержит от двух до девяти спиц, соединенных со ступицей ориентирующего устройства.
В варианте осуществления вращение торцевой крышки для выравнивания торцевой крышки в предварительно определенной ориентации также содержит вращение торцевой крышки до тех пор, пока Y-ось торцевой крышки, по существу, не будет параллельна базовой оси. В другом варианте осуществления угол между Y-осью и базовой осью составляет менее 5°.
В еще одном варианте осуществления декорирование предварительно определенной части наружной поверхности торцевой крышки также содержит обеспечение наличия одной или более печатных пластин. Каждая печатная пластина содержит углубление, выполненное с возможностью приема ушка, которое соединено с наружной поверхностью торцевой крышки. Печатные пластины прикреплены с возможностью удаления к барабану печатающего устройства. На печатающей головке образовано изображение. На изображение наносят краску. Далее краску переносят с печатающей головки на предварительно определенную часть печатных пластин. Краску с печатных пластин переносят на предварительно определенную часть наружной поверхности торцевой крышки.
По другому аспекту изобретения приведено описание нового устройства для приема и ориентирования торцевой крышки, которая выполнена с возможностью соединения с горлышком емкости. Указанное устройство, в общем, содержит: (1) дугообразный направляющий узел, содержащий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью приема торцевой крышки, и второй конец выполнен с возможностью освобождения торцевой крышки; (2) ступицу, выполненную с возможностью вращения дугообразного направляющего узла с предварительно определенной скоростью; (3) множество спиц, радиально соединенных со ступицей; и (4) ориентирующую головку, соединенную с дальним концом каждой спицы, причем ориентирующая головка выполнена с возможностью зацепления части наружной поверхности торцевой крышки на первом конце дугообразного направляющего узла и выравнивания торцевой крышки до предварительно определенной ориентации, когда ориентирующая головка и торцевая крышка перемещаются в осевом направлении от первого конца ко второму концу дугообразного направляющего узла.
В варианте осуществления, по меньшей мере, часть каждой из множества спиц выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси каждой спицы. В другом варианте осуществления устройство также содержит коническое зубчатое колесо, которое может входить в зацепление со ступицей и шестерней, соединенной со спицей. Коническое зубчатое колесо содержит лицевую часть, ориентированную, по существу, перпендикулярно оси вращении ступицы. На части кольцевой участка лицевой части конического зубчатого колеса образованы зубья. Соответственно, зубья шестерни входят в зацепление с зубьями, образованными на коническом зубчатом колесе, для вращения поворотной части спицы и соединенной с ней ориентирующей головки в течение предварительно определенной части времени каждого вращения ступицы.
В другом варианте осуществления изобретения дугообразный направляющий узел также содержит внутреннюю часть, расположенную на расстоянии от наружной части. По меньшей мере, участок части наружной поверхности торцевой крышки контактирует с внутренней частью дугообразного направляющего узла. Кроме того, по меньшей мере, участок части внутренней поверхности торцевой крышки контактирует с наружной частью дугообразного направляющего узла.
В варианте осуществления ориентирующая головка также содержит корпус, соединенный со спицей. Лицевая часть ориентирующей головки содержит, по существу, плоскую поверхность, ориентированную в плоскости, в общем, перпендикулярной корпусу. В участке лицевой части образован карман, причем указанный карман имеет геометрический профиль, позволяющий принимать ушко, соединенное с частью наружной поверхности торцевой крышки. В другом варианте осуществления ориентирующая головка выполнена с возможностью зацепления с наружной поверхностью торцевой крышки. Ориентирующая головка вращает торцевую крышку вокруг продольной оси спицы, когда ориентирующая головка и торцевая крышка перемещаются между первым концом и вторым концом дугообразного направляющего узла.
В еще одном варианте осуществления изобретения устройство выполнено с возможностью вращения торцевой крышки вокруг продольной оси спицы, когда ориентирующая головка и торцевая крышка перемещаются между первым концом и вторым концом дугообразного направляющего узла. Во время перемещения между первым концом и вторым концом ориентирующая головка не вращается вокруг продольной оси спицы. Ориентирующая головка выполнена с возможностью прекращения вращения торцевой крышки, когда торцевая крышка выравнивается в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления часть дугообразного направляющего узла прикладывает усилие трения к торцевой крышке, что вынуждает торцевую крышку вращаться вокруг продольной оси спицы. В варианте осуществления часть дугообразного направляющего узла представляет собой фрикционную направляющую. В другом варианте осуществления одна или более внутренних или наружных направляющих выполнены с возможностью прикладывания усилия трения к торцевой крышке. Еще в одном варианте осуществления приводной ролик или движущийся ремень, относящиеся к дугообразному направляющему узлу, выполнены с возможностью вращения торцевой крышки.
В варианте осуществления изобретения устройство содержит два дугообразных направляющих узла и ступицу, связанную с каждым дугообразным направляющим узлом. В еще одном варианте осуществления устройство содержит четыре дугообразных направляющих узла со ступицей, связанной с каждым дугообразным направляющим узлом. В еще одном варианте осуществления устройство содержит дугообразные направляющие узлы и ступицы в количестве от одной до восьми. Каждая ступица содержит множество спиц. В варианте осуществления изобретения множество спиц содержит шесть спиц, связанных с каждой ступицей. В другом варианте осуществления множество ступиц содержит от двух до десяти спиц, соединенных с каждой ступицей. Каждый дальний конец множества спиц содержит ориентирующую головку.
По другому аспекту изобретения предлагается новый способ ориентирования металлической торцевой крышки. Этот способ включает в себя, без ограничения, способ, который, в общем, включает в себя этапы, на которых: (1) обеспечивают ориентирующее устройство, содержащее: дугообразный направляющий узел, включающую в себя первый конец, второй конец и средство для зацепления и поддержания торцевой крышки; ступицу, выполненную с возможностью вращения с предварительно определенной скоростью; множество спиц, проходящих радиально от ступицы; и ориентирующую головку, соединенную с дальним концом каждой спицы, причем ориентирующая головка имеет лицевую часть, выполненную с возможностью зацепления с частью наружной поверхности торцевой крышки, и каждая из множества спиц выполнена с возможностью перемещения лицевой части соединенной с ней ориентирующей головки от первого конца до второго конца дугообразного направляющего узла; (2) принимают крышку на первом конце дугообразного направляющего узла, причем ушко, соединенное с частью наружной поверхности торцевой крышки, расположено рядом с лицевой частью одной из ориентирующих головок; (3) вращают ступицу, причем лицевая часть ориентирующей головки входит в зацепление с торцевой крышкой и перемещает торцевую крышку от первого конца ко второму концу дугообразного направляющего узла; и (4) вращают торцевую крышку вокруг продольной оси спицы, относящейся к ориентирующей головке, так что торцевая крышка и ушко выравниваются в предварительно определенной ориентации, когда торцевая крышка выходит из второго конца дугообразного направляющего узла. В варианте осуществления способ также содержит вывод ориентирующей головки из зацепления с торцевой крышкой после выравнивания торцевой крышки в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления торцевая крышка выполнена с возможностью соединения с емкостью для напитка. Торцевая крышка может содержать периферийный загиб, зажимную стенку, отходящую вниз от периферийного загиба, углубление, сопряженное с нижним концом зажимной стенки, и центральную стенку, сопряженную с углублением.
В варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, часть каждой из множества спиц выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси спицы. В другом варианте осуществления ориентирующее устройство также содержит коническое зубчатое колесо, соединенное со ступицей, и шестерню, соединенную с каждой из множества спиц. Коническое зубчатое колесо содержит предварительно определенное число зубьев, образованных на части конического зубчатого колеса. Таким образом, когда ступица вращается, зубья шестерни входят в зацепление с зубьями конического зубчатого колеса, и, по меньшей мере, поворотная часть каждой спицы и соединенная с ней ориентирующая головка вращаются.
В другом варианте осуществления изобретения ориентирующие головки ориентирующего устройства не вращаются вокруг продольной оси спицы. Ориентирующие головки выровнены в фиксированном положении относительно предварительно определенной ориентации. Дугообразный направляющий узел выполнен с возможностью вращения торцевой крышки вокруг продольной оси спицы. Когда торцевая крышка вращается в контакте с лицевой частью ориентирующей головки, ушко, соединенное с торцевой крышкой, вращается и входит в зацепление с ориентирующей головкой. Зацепление ушка ориентирующей головкой предотвращает дальнейшее вращение торцевой крышки. В варианте осуществления контакт между частью дугообразного направляющего узла и торцевой крышкой вынуждает торцевую крышку вращаться вокруг продольной оси спицы. В другом варианте осуществления дугообразный направляющий узел включает в себя фрикционную направляющую, выполненную с возможностью вращения крышки. В другом варианте выполнения средство для зацепления и поддержания дугообразного направляющего узла выполнено с возможностью вращения торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления ориентирующее устройство также содержит один или более приводных роликов или движущихся ремней ориентирующего устройства, выполненных с возможностью вращения торцевой крышки.
В другом варианте осуществления спица смещается в радиально продолжающемся положении. Таким образом, лицевая часть ориентирующей головки прикладывает усилие к части наружной поверхности торцевой крышки, когда торцевая крышка находится в зацеплении с лицевой частью ориентирующей головки.
Дугообразный направляющий узел может входить в зацепление и поддерживать торцевую крышку с помощью ряда устройств и средств. В варианте осуществления средство для зацепления и поддержания включает в себя, по меньшей мере, две направляющие. В другом варианте осуществления средство для зацепления и поддержания включает в себя внутреннюю направляющую, соединенную с наружной направляющей. Внутренняя и наружная направляющие отделены друг от друга расстоянием, приблизительно равным высоте торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления средство для зацепления и поддержания включает в себя первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью приема торцевой крышки, а второй конец выполнен с возможностью освобождения торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления средство для зацепления и поддержания включает в себя внутреннюю часть, расположенную на расстоянии от наружной части. Внутренняя и наружная части выполнены с возможностью контакта с предварительно определенными частями торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления средство для зацепления и поддержания выполнено с возможностью вращения торцевой крышки.
Вышеописанные варианты осуществления, задачи и компоновки не являются ни полными, ни исчерпывающими. Следует принять во внимание, что в других вариантах осуществления изобретения, могут использоваться, по отдельности или совместно, одна или несколько особенностей, описанных выше или подробно описанных далее.
Ссылки в описании на «торцевые крышки» или «торцевые крышки емкостей» необязательно должны рассматриваться как ограничивающие изобретение до конкретного размера, формы или типа торцевой крышки. Специалист в этой области должен принять во внимание, что изобретение можно использовать для ориентирования и декорирования торцевых крышек любого вида, размера или типа, включая сюда торцевые крышки с одним или несколькими разливными или вентиляционными отверстиями или с другими участками или элементами. Торцевая крышка может содержать без ограничения один или несколько из элементов, к которым относятся: периферийный загиб, зажимная стенка, отходящая вниз от периферийного загиба, углубление, сопряженное с нижним концом зажимной стенки, центральная стенка, сопряженная с углублением, отрывная панель в центральной стенке и ушко, функционально соединенное с наружной поверхностью центральной стенки. В варианте осуществления изобретения торцевая крышка содержит периферийный загиб и центральную стенку. В другом варианте осуществления торцевая крышка содержит ушко, соединенное с частью наружной поверхности центральной стенки.
Выражения «по меньшей мере, один», «один или более» и «и/или» в контексте описания представляют собой неограничивающие выражения, которые можно использовать как присоединительные, так и разделительные. Например, каждое из выражений «по меньшей мере, один из A, B и C», «по меньшей мере, один из A, B или C», «один или более из A, B и C», «один или более из A, B или C» и «A, B и/или C» означает только A, только B, только C, A и B вместе, A и C вместе, B и C вместе или A, B и C вместе.
Ссылки в описании на «декорирование» необязательно должны рассматриваться как ограничивающие изобретение до конкретного типа или способа печати, усовершенствования или декорирования торцевых крышек. Специалисты в этой области должны принять во внимание, что изобретение можно использовать в различных процессах декорирования, включая сюда литографскую печать, офсетную печать, сухую офсетную печать, глубокую печать, металлографию, трафаретную печать, тампонную печать, чернильно-струйную печать, флексографическую печать, лазерную печать и их комбинации. Кроме того, понятие «декорирование» в контексте описания относится к любым знакам, помещенным на торцевой крышке с любой целью, включая сюда идентификацию содержания, место и дату изготовления, рекомендуемую дату использования, наименование изготовителя емкости или компонента емкости, торговые наименования, рекламу, рекламные акции и т.п. Помимо этого следует принять во внимание, что понятие «декорирование» может включать в себя нанесение на торцевые крышки грунтов, покрытий и декоративных красок всех типов.
Ссылки в описании на «литографскую печать» или ее аспекты необязательно должны рассматриваться как ограничивающие изобретение до конкретного способа или типа печати. Специалист в этой области должен принять во внимание, что изобретение можно использовать в других процессах печати, таких как офсетная печать, сухая офсетная печать, глубокая печать, металлография, трафаретная печать, лазерная печать и чернильно-струйная печать.
Специалист в этой области должен принять во внимание, что способ и устройство изобретения можно использовать для ориентирования и декорирования торцевых крышек из любого материала. Кроме того, способ и устройство изобретения можно использовать для ориентирования и декорирования торцевых крышек любого размера, формы и типа для емкости любого типа, включая сюда, без ограничения, металлические емкости для напитков и металлические емкости для пищевых продуктов.
Если не указано иначе, все числа, обозначающие количества, размеры, параметры и т.д., используемые в описании и формуле изобретения, следует рассматривать во всех случаях как допускающие изменения за счет термина «приблизительно».
В контексте описания название объекта, упоминаемое в единственном числе, может обозначать как один объект, так и несколько объектов. По существу, в описании понятия «один», «один или более» и «по меньшей мере, один» можно использовать на равных основаниях.
В контексте описания использование понятий «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий» и их вариантов означает, что они относятся к перечисленным далее элементам и их эквивалентам, а также к дополнительным элементам. Соответственно, понятия «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий» и их варианты можно использовать в описании на равных основаниях.
Следует принять во внимание, что в контексте описания понятие «средства» может использоваться в самой широкой интерпретации согласно 35 U.S.C., Раздел 112(f). Соответственно, пункт формулы изобретения, содержащий понятие «средства», распространяется на все конструкции, материалы или действия, раскрытые в описании, и все их эквиваленты. Кроме того, конструкции, материалы или действия и их эквиваленты должны включать в себя все конструкции, материалы или действия и их эквиваленты, описанные в разделах «Раскрытие изобретения», «Краткое описание чертежей», «Варианты осуществления изобретения», «Реферат» и самой «Формуле изобретения».
Содержание раздела «Раскрытие изобретения» не предназначено и не должно рассматриваться как представляющее изобретение в полной степени и объеме. Кроме того, следует понимать, что в описании ссылки на выражение «изобретение» или его аспекты означают определенные варианты осуществления изобретения и необязательно должны истолковываться как ограничивающие все варианты осуществления до конкретного описания. Изобретение заявлено на различных уровнях конкретизации в разделе «Раскрытие изобретения», а также на чертежах и в разделе «Варианты осуществления изобретения», при этом не предусмотрено никаких ограничений в отношении объема изобретения ни посредством включения, ни посредством невключения элементов или компонентов в описание. Дополнительные аспекты изобретения станут более понятными из раздела «Варианты осуществления изобретения», в частности, со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На чертежах, которые включены в описание и составляют его часть, представлены варианты выполнения согласно изобретению, которые совместно с вышеприведенным разделом «Раскрытие изобретения» и нижеприведенным разделом «Варианты осуществления» предназначены для объяснения принципов этих вариантов выполнения. В некоторых случаях подробная информация, которая не является обязательной для понимания описания или которая относится к другим аспектам, сложным для понимания, может быть опущена. Разумеется, следует принять во внимание, что изобретение не должно ограничиваться до конкретных вариантов осуществления, представленных в описании. Кроме того, следует принять во внимание, что чертежи могут быть показаны не в масштабе.
На фиг. 1 представлена блок-схема согласно варианту осуществления изобретения, на которой показана система для ориентирования и декорирования торцевых крышек, схематичный вид;
на фиг. 2 - штампованная чашка согласно варианту осуществления изобретения, которая выполнена с возможностью удерживания торцевой крышки, вид в перспективе;
на фиг. 3 - система на фиг. 1, причем показан узел ориентирования торцевых крышек согласно варианту осуществления изобретения, вид сбоку;
фиг. 4 - ориентирующая головка согласно варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 5A - 5C - способ ориентирования торцевой крышки с ориентирующей головкой согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг. 6 - технологическая схема способа ориентирования и декорирования торцевых крышек согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг. 7 - блок-схема производственного процесса согласно другому варианту осуществления изобретения, на которой показана система для ориентирования и декорирования торцевых крышек;
на фиг. 8 - ориентирующее устройство согласно варианту осуществления изобретения в разобранном состоянии, вид в перспективе;
на фиг. 9A - колесо и направляющий узел ориентирующего устройства на фиг. 8 с удаленной частью крышки колеса с целью показать конические зубчатые колеса, связанные со спицами ориентирующего устройства, вид спереди;
на фиг. 9B - колесо и направляющий узел на фиг. 9A, вид сбоку;
на фиг. 10A - колесо и направляющий узел ориентирующего устройства на фиг. 8, соединенные с опорой, при этом также показан датчик, связанный с ориентирующим устройством, другой вид спереди;
фиг. 10B - колесо и направляющий узел на фиг. 10A, на котором также показаны два колеса ориентирующего устройства, соединенные в осевом направлении с опорой, и привод ориентирующего устройства, вид сбоку;
на фиг. 11 - ориентирующее устройство согласно изобретению, содержащее четыре колеса, расположенных в двух рядах в шахматном порядке, при этом также показан держатель, принимающий ориентированные торцевые крышки из ориентирующего устройства, вид в перспективе;
на фиг. 12A и 12B - ориентирующая головка согласно варианту осуществления изобретения, два вида в перспективе; и
на фиг. 13 - технологическая схема способа ориентирования и декорирования торцевых крышек согласно варианту осуществления изобретения.
Сходные компоненты и/или элементы обозначены одним и те же номером позиции. Компоненты одного типа могут отличаться символом, следующим за номером позиции. Если используется только номер позиции, описание относится к любому из сходных компонентов, имеющих один и тот же номер позиции.
Для лучшего понимания варианта осуществления изобретения далее приведен перечень компонентов и соответствующих номеров позиций на чертежах.
| Номер позиции | Компонент |
| 2 | Система ориентирования и декорирования |
| 4 | Стабилизатор |
| 6 | Ориентирующее устройство |
| 8 | Устройство для нанесения покрытия |
| 10 | Печатающее устройство |
| 12 | Устройство сушки |
| 14 | Сборник |
| 15 | Внутренняя поверхность торцевой крышки |
| 16 | Торцевая крышка |
| 17 | Наружная поверхность торцевой крышки |
| 18 | Пресс видоизменения |
| 19 | Периферийный загиб |
| 20 | Центральная стенка |
| 22 | Отрывная панель |
| 23 | Вспомогательная вентиляционная панель |
| 24 | Ушко |
| 25 | Боковая поверхность ушка |
| 26 | Держатель |
| 27 | Цепь |
| 28 | Y-ось |
| 30 | Базовая ось |
| 32 | Зажимной механизм |
| 34 | Барабан |
| 35 | Зубчатое колесо |
| 36 | Офсетные пластины |
| 37 | Ряды пластин |
| 38 | Углубление |
| 40 | Валик нанесения |
| 42 | Печатающая головка |
| 44 | Устройство подачи краски |
| 45 | Пост контроля |
| 46 | Изображение |
| 48 | Штампованная чашка |
| 50 | Корпус |
| 52 | Отверстие |
| 54 | Лицевая часть |
| 56 | Отверстие |
| 58 | Зажим |
| 60 | Конец зажима |
| 62 | Ориентирующая головка |
| 64 | Цепь |
| 66 | Колеса |
| 68 | Цепь |
| 70 | Корпус ориентирующей головки |
| 72 | Продольная ось |
| 74 | Головка |
| 76 | Лицевая часть |
| 78 | Сужающаяся часть |
| 80 | Карман |
| 82 | Стенка |
| 83 | Торцевая стенка |
| 84 | Способ декорирования и ориентирования торцевых крышек |
| 86 | Начало |
| 88 | Загрузка торцевых крышек |
| 90 | Вращение торцевых крышек |
| 92 | Фиксация торцевых крышек в предварительно определенной ориентации |
| 94 | Проверка на надлежащее ориентирование |
| 96 | Предварительная обработка торцевых крышек |
| 98 | Нанесение и сушка базового покрытия |
| 100 | Нанесение и сушка декорирования |
| 102 | Нанесение и сушка дополнительного защитного покрытия |
| 104 | Проверка торцевых крышек |
| 106 | Сбор отбракованных торцевых крышек |
| 108 | Сор декорированных торцевых крышек |
| 110 | Окончание |
| 120 | Система ориентирования и декорирования |
| 124 | Устройство подачи |
| 126 | Ориентирующее устройство |
| 128 | Колесо |
| 129 | Привод |
| 130 | Направляющий узел |
| 132 | Опора |
| 133 | Ось |
| 134 | Установочная пластина |
| 136 | Подшипник |
| 138 | Коническое зубчатое колесо |
| 139 | Направляющая предотвращения вращения |
| 140 | Ступица |
| 142 | Отверстия ступицы |
| 144 | Спица |
| 145 | Подшипник спицы |
| 146 | Шестерня |
| 148 | Первая ось |
| 149 | Подшипник шестерни |
| 150 | Вторая ось |
| 152 | Пружина растяжения |
| 154 | Линейный шлицевой узел |
| 156 | Первый конец |
| 158 | Второй конец |
| 160 | Внутренние направляющие |
| 162 | Первые удлинения внутренних направляющих |
| 164 | Вторые удлинения внутренних направляющих |
| 166 | Зубья шестерни |
| 168 | Зубья конического зубчатого колеса |
| 170 | Наружные направляющие |
| 172 | Направляющая |
| 174 | Конец направляющей |
| 176 | Датчик |
| 178 | Выступ держателя |
| 180 | Способ |
| 182 | Начало |
| 184 | Отделение торцевых крышек устройством подачи |
| 186 | Прием торцевых крышек ориентирующим устройством |
| 188 | Вращение торцевых крышек ориентирующей головкой |
| 190 | Контроль |
| 192 | Сбор отбракованных торцевых крышек |
| 194 | Загрузка торцевых крышек в держатель |
| 196 | Предварительная обработка по усмотрению |
| 198 | Нанесение и сушка предварительного покрытия |
| 200 | Нанесение и сушка декорирования |
| 202 | Нанесение защитного покрытия |
| 204 | Проверка декорирования |
| 206 | Прохождение собранных торцевых крышек |
| 208 | Окончание |
Варианты осуществления изобретения
Изобретение имеет значительные преимущества в широком спектре вопросов. Заявитель полагает, что это описание и формула изобретения предоставляют весь спектр вопросов в соответствии с объемом и сущностью раскрытого изобретения, несмотря на то, что они могут рассматриваться с учетом ограничения посредством формулировок, которые необходимы для ссылок на конкретные описанные примеры. Для ознакомления специалистов в данной области техники, которая наиболее тесным образом связана с изобретением, предпочтительный вариант осуществления, который поясняет оптимальный режим для реализации изобретения на практике, описан со ссылками на чертежи, как часть описания. Поясняющий вариант осуществления подробно описан без намерения описать все различные формы и модификации, в которых изобретение может быть внедрено. Таким образом, раскрытые варианты осуществления являются поясняющими и, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, могут быть модифицированы различными способами в рамках объема и сущности изобретения.
Несмотря на то, что в следующем тексте приведено подробное описание многочисленных определенных вариантов осуществления, следует принять во внимание, что подробное описание следует рассматривать только в качестве примера, и в нем не описан каждый возможный вариант осуществления, поскольку описание каждого возможного варианта осуществления было бы практически нецелесообразным или вообще невозможным. Многочисленные другие варианты осуществления могли бы быть внедрены с помощью или существующей технологии или технологии, разработанной после даты регистрации заявки, которая соответствовала бы объему формулы изобретения. Таким образом, если любое понятие, приведенное в формуле изобретения в конце заявки, упомянуто в этой заявке, как соответствующее одному значению, это сделано только для ясности описания, чтобы не ввести читателя в заблуждение, и не предполагается, что такое понятие, приведенное в формуле изобретения, ограничивается этим единственным значением косвенно или иным образом.
На фиг. 1 показана система 2 для ориентирования и декорирования торцевых крышек в предварительно заданном месте. Система, в общем, включает в себя стабилизатор 4, ориентирующее устройство 6, устройство 8 для нанесения покрытия, печатающее устройство 10, устройство 12 сушки и сборник 14.
В варианте осуществления стабилизатор 4 принимает видоизмененные торцевые крышки 16 из пресса 18 видоизменения. В варианте осуществления торцевые крышки 16 перемещают из пресса 18 видоизменения к стабилизатору 4 в виде цилиндрического штабеля (не показан). Цилиндрический штабель включает в себя стержень с торцевыми крышками, уложенными штабелем вдоль оси стержня. Торцевые крышки 16, в общем, включают в себя периферийный загиб 19, центральную стенку 20, отрывную панель 22 и ушко 24, функционально соединенное с наружной поверхностью 17 торцевой крышки 16. Как вариант, на торцевой крышке могут быть образованы другие элементы, такие как вспомогательная вентиляционная панель 23. Каждая крышка имеет Y-ось 28, выровненную с диаметром торцевой крышки, которая, в общем, разделяет каждую торцевую крышку и ушко 24, по существу, на симметричные половины.
В варианте осуществления стабилизатор 4 является механической губкой, которая регулирует поток торцевых крышек 16 между прессом 18 видоизменения и системой 2. Стабилизатор 4 поддерживает надлежащую скорость и поток торцевых крышек 16 для обеспечения соответствующей непрерывной подачи торцевых крышек в ориентирующее устройство 6. Стабилизатор 4 накапливает торцевые крышки 16, поступающие из пресса 18 видоизменения, для обеспечения подачи торцевых крышек 16 в систему 2 на случай выключения пресса 18 видоизменения или другого оборудования, расположенного выше по технологическому потоку, например, при выполнении технического обслуживания, во время внеплановых остановок или при загрузке новых рулонов металлического листа в разматыватель (не показан).
В варианте осуществления стабилизатор 4 загружает торцевые крышки 16 в держатель 26 ушком 24 вперед. Держатели 26 выравнивают торцевые крышки 16 и перемещают их через систему и обеспечивают поддержку торцевых крышек 16, когда они подвергаются декорированию и сушке. При загрузке в держатели 26 в месте A торцевые крышки являются неориентированными, поэтому ушки 24 и отрывные панели 22 всех торцевых крышек 16 ориентированы произвольным образом относительно базовой оси системы 2. Кроме того, Y-ось 28 крышки 16 не может быть параллельной Y-оси другой крышки.
Держатели 26 выполнены с возможностью вращения через систему от места A к месту C. В варианте осуществления держатели 26 соединены с лентой или цепью 27, образующей непрерывную петлю, которая вращается через систему от места A к месту C. В другом варианте осуществления непрерывную петлю образуют две цепи 27. Несмотря на то, что показаны только три держателя 26, специалисту в этой области следует принять во внимание, что с системой 2 согласно изобретению можно использовать любое количество держателей 26. Держатели 26, в общем, расположены вдоль цепи 27 в системе 2 с равными интервалами друг от друга. В варианте осуществления держатели состоят из двух продольных направляющих, соединенных короткими боковыми перекладинами. Направляющие и перекладины образуют карманы в держателях 26, которые выполнены с возможностью приема торцевых крышек. Размер каждого держателя 26 может быть увеличен или уменьшен для удерживания торцевых крышек 16 любого размера. Держатели 26 выполнены с возможностью обеспечения вращения торцевых крышек 16 вокруг вертикальной оси, когда держатели 26 перемещают торцевые крышки через ориентирующее устройство 6. Вертикальная ось, по существу, центрирована по центральной стенке 20 торцевых крышек и перпендикулярна Y-оси 28. В варианте осуществления держатели 26 регулируют положение торцевых крышек за счет контакта с внутренней поверхностью центральной стенки или контакта с наружной поверхностью периферийного загиба торцевой крышки.
Несмотря на то, что держатели 26, показанные на фиг. 1, содержат четыре торцевые крышки 16, специалист в этой области должен принять во внимание, что держатели 26 могут быть выполнены с возможностью перемещения меньшего или большего количества торцевых крышек. Например, в варианте осуществления система 2 выполнена с возможностью ориентирования и декорирования одной торцевой крышки 16 за один раз, и держатели 26 перемещают одну торцевую крышку. В другом варианте осуществления система 2 выполнена с возможностью ориентирования и декорирования двух торцевых крышек одновременно, и держатели 26 перемещают две торцевые крышки. В еще одном примере держатели 20 могут перемещать пять торцевых крышек 16 через систему 2. В еще одном варианте осуществления каждый держатель 26 перемещает до 12 торцевых крышек 16. Держатели 26 перемещают торцевые крышки 16 через систему 2 относительно линии, проходящей через центр каждой торцевой крышки, в общем, перпендикулярно базовой оси 30 системы 2.
Как показано на фиг. 2, держатели могут включать в себя штампованную чашку 48, предназначенную для приема торцевой крышки 16. Штампованная чашка 48, имеет, в общем, цилиндрический корпус 50 диаметром, приблизительно равным внутреннему диаметру торцевых крышек 16. На корпусе 50 могут быть образованы одно или более ребер, выпуклостей или выступов для фрикционного контакта с внутренней поверхностью торцевых крышек. Как вариант, выпуклости являются смещаемыми и могут выдвигаться из корпуса 50 или убираться в него для увеличения или уменьшения трения между штампованной чашкой 4 и торцевой крышкой 16.
В варианте осуществления изобретения штампованная чашка 48 соединена с держателем 26 осью (не показана), которая удерживается в отверстии 52. Во время ориентирования торцевой крышки 16 штампованная чашка 48 может вращаться вокруг отверстия 52. После ориентирования торцевой крышки 16 штампованная чашка может фиксировать ось во избежание непредусмотренного или самопроизвольного вращения штампованной чашки 48 для сохранения ориентации торцевой крышки 16. Штампованная чашка 48 имеет, в общем, плоскую или, по существу, линейную лицевую часть 54, которая, в общем, перпендикулярна продольной оси корпуса 50. В варианте осуществления изобретения в лицевой части 54 образованы одно или более отверстий 56. Отверстия 56 соединены с вакуумным насосом и приспособлены для прикладывания всасывающего усилия к внутренней поверхности торцевой крышки для исключения перемещения торцевой крышки 16. Как вариант, другое отверстие 56A соединено с баком со сжатым газом, например, воздухом. Для освобождения торцевой крышки 16 от штампованной чашки 48 поток сжатого газа поступает из бака через отверстие 56A к торцевой крышке 16 на штампованной чашке 48. Кроме того, на корпусе 50 может быть расположен поворотный зажим 58. Поворотный зажим 58 показан в контактном положении, в котором конец 60 зажима прикладывает усилие к периферийной поверхности торцевой крышки (не показано) во избежание вращения торцевой крышки 16 на штампованной чашке 48. Зажим 58 может поворачиваться в освобожденное положение, так чтобы конец 60 не контактировал с торцевой крышкой 16. В варианте осуществления обеспечены три зажима 58, расположенные на расстоянии друг о друга на периферии корпуса 50. В этом варианте осуществления каждый зажим 58 может независимо перемещаться в контактное или освобожденное положение.
На фиг. 3 показано ориентирующее устройство 6 согласно варианту осуществления. Ориентирующее устройство 6 включает в себя ориентирующие головки 62, которые входят в контакт при вращении с наружной поверхностью неориентированных торцевых крышек 16. В варианте осуществления ориентирующие головки 62 соединены с ремнем или цепью. В варианте осуществления цепь 64 расположена над траекторией движения держателей 26 через систему 2. Ориентирующие головки 62 расположены на цепи 64 на расстоянии друг от друга, которое соответствует расстоянию между держателями 26. Ориентирующее устройство 6 включает в себя достаточное количество ориентирующих головок 62 для контакта с каждой торцевой крышкой, расположенной в каждом держателе 26. Цепь 64 образует непрерывную петлю вокруг колес 66. Перемещение ориентирующих головок 62 на цепи 64 синхронизировано с помощью ремня или цепи 68, функционально соединенной с цепью 27, к которой присоединены держатели, так что ориентирующие головки 62 перемещаются по системе 2 с такой же скоростью, как и держатели 26. При вращении цепи 64 ориентирующие головки 62 опускаются и приходят на месте A в контакт с торцевыми крышками 16, ориентированными произвольным образом.
Когда держатели 26 перемещают торцевые крышки 16 через ориентирующее устройство 6, торцевые крышки 16 поворачиваются в предпочтительную ориентацию относительно базовой оси 30. В варианте осуществления изобретения, как описано далее со ссылкой на фиг. 5A - 5C, ориентирующие головки 62 поворачивают крышки в предпочтительную ориентацию. В другом варианте осуществления изобретения держатели 26 выполнены с возможностью вращения торцевых крышек, в то время как ориентирующие головки не вращаются и остаются выровненными с предпочтительной ориентацией. Ориентирующие головки 62 имеют геометрию, позволяющую размещать эти головки и обеспечивать их контакт с элементом наружной поверхности торцевых крышек 16. В варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой ушко 24, соединенное с наружной поверхностью 17 центральной стенки 20. В другом варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой отрывную панель 22 центральной стенки 20. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой центральную стенку 20. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой заклепку, которая соединяет ушко 24 с центральной стенкой 20. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой тисненый участок, образованный в центральной стенке 20. В другом варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой надрез, образованный на торцевой крышке 16. Когда держатели 26 выходят из ориентирующего устройства рядом с местом B, торцевые крышки 16 выровнены в предпочтительной ориентации.
Несмотря на то, что на фиг. 3 показан вариант выполнения согласно изобретению, в котором ориентирующие головки опускают для контакта с неориентированными торцевыми крышками 16, специалист в этой области должен принять во внимание, что в изобретении можно использовать другие способы обеспечения контакта ориентирующих головок 62 с торцевыми крышками. В варианте осуществления ориентирующие головки 62 расположены на рычаге, который перемещает ориентирующие головки 62 в контакт с неориентированными торцевыми крышками 16. По завершении ориентирования торцевых крышек рычаг перемещает ориентирующие головки 62 в сторону от торцевых крышек 16.
Следует принять во внимание, что, хотя на фиг. 3 показано только одно ориентирующее устройство 6, в системе 2 согласно изобретению можно использовать любое количество ориентирующих устройств 6. Например, в варианте выполнения, показанном на фиг. 1, система 2 содержит четыре ориентирующих устройства 6. В другом варианте выполнения система 2 содержит шесть ориентирующих устройств 6.
На фиг. 4 показана ориентирующая головка 62 согласно изобретению, предназначенная для ориентирования торцевой крышки 16. Ориентирующая головка 62 имеет корпус 70, соединенный с цепью 64 ориентирующего устройства 6. В варианте осуществления корпус 70 имеет, в общем, цилиндрическую форму. Корпус 70 имеет головку 74 на дальнем от цепи 64 конце. В варианте осуществления головка 74 имеет диаметр больше диаметра корпуса 70. В другом варианте осуществления головка 74 имеет диаметр меньше диаметра корпуса 70. Головка 74 имеет лицевую часть 76, которая, в общем, перпендикулярна продольной оси 72 корпуса 70. Лицевая часть 76 выполнена с возможностью обеспечения скольжения наружной поверхности ушка 24 торцевой крышки 16 по лицевой части 76, когда ориентирующая головка 62 и/или торцевая крышка 16 вращается без прикладывания вращательного усилия к ушку 24. На лицевой части 76 образован элемент, который входит в зацепление с предварительно определенной частью крышки. В варианте осуществления в лицевой части 76 образован элемент, представляющий собой карман 80. В варианте осуществления карман 80 захватывает и вращает ушко 24 и прикладывает усилие к части ушка 24 для вращения торцевой крышки 16 в предварительно определенную ориентацию. В другом варианте осуществления карман 80 входит в зацепление с ушком 24 и прикладывает усилие к части ушка 24 для остановки вращения торцевой крышки после поворачивания торцевой крышки в предварительно определенную ориентацию. В варианте осуществления карман включает в себя сужающуюся часть 78, которая скошена в лицевую часть 76 к корпусу 70 и образует первую сторону кармана 80. Сужающаяся часть 78 выполнена с возможностью обеспечения скольжения ушка 24 в карман 80. Карман 80 выполнен с возможностью приема ушка 24, когда ориентирующая головка 62 или торцевая крышка вращается вокруг продольной оси 72. Стенка 82 проходит, по существу, вертикально вверх от кармана 80 к лицевой части 76 и образует вторую сторону кармана 80. Стенка 82 выполнена с возможностью зацепления и прикладывания усилия к боковой поверхности ушка 24. В варианте выполнения, показанном на фиг. 5A и 5B, лицевая часть 76 имеет диаметр, по существу, равный диаметру центральной стенки 20 крышки 16. В другом варианте выполнения, который не показан, лицевая часть 76 имеет диаметр, по существу, равный диаметру торцевой крышки 16.
Как показано на фиг. 5A - 5C, торцевая крышка 16 вращается в предпочтительную ориентацию ориентирующей головкой 62 с помощью ряда последовательных операций. Как показано на фиг. 5A, торцевая крышка 16 расположена на штампованной чашке 48 ушком 24, обращенным от штампованной чашки. Y-ось 28 торцевой крышки 16 расположена под произвольным углом относительно базовой оси 30. Торцевая крышка 16 перемещается в положение, где вертикальная ось крышки, по существу, совпадает с продольной осью ориентирующей головки 62.
Лицевая часть 76 ориентирующей головки 62 перемещается в контакт с наружной поверхностью ушка 24, как показано на фиг. 5B. Ориентирующая головка 62 прикладывает сверху небольшое усилие к торцевой крышке 16. Контакт между ориентирующей головкой 62 и ушком 24 используется для вращения Y-оси 28 торцевой крышки 6 в предпочтительную ориентацию относительно базовой оси 30. В частности, после контакта с торцевой крышкой 16 ориентирующая головка 2 вращается вокруг продольной оси 72. Ориентирующая головка 62 вращается в направлении, которое позволяет ушку 24 перемещаться из контакта с лицевой частью 76 в карман 80. Лицевая часть 76 ориентирующей головки 62 скользит по ушку 24 до тех пор, пока ушко не достигнет сужающейся части 78, образованной в лицевой части 76. Ориентирующая головка 62 продолжает вращаться и перемещается ближе к наружной поверхности центральной стенки 20, когда ушко 24 скользит по сужающейся части 78 в кармане 80. Когда ориентирующая головка 62 продолжает вращаться, боковая поверхность 25 ушка 24 контактирует со стенкой 82, удерживающей ушко 24 в кармане 80. Ориентирующая головка 62 продолжает вращаться, и стенка 82 прикладывает усилие к боковой поверхности 25 ушка 24, одновременно поворачивая торцевую крышку 16 и штампованную чашку 48. Усилие, прикладываемое ориентирующей головкой 62, является достаточным для вращения торцевой крышки 16 и штампованной чашки 48 без свободного вращения ушка 24 на торцевой крышке 16. Несмотря на то, что на фиг. 5B показаны ориентирующая головка 62 и торцевая крышка 16, вращающиеся против часовой стрелки, ориентирующая головка 62 может вращаться по часовой стрелке, если положение сужающейся части 78 и стенки 82 на лицевой части 76 ориентирующей головки 62 меняются на обратные.
Как показано на фиг. 5C, ориентирующая головка 62 прекращает вращение после приблизительно одного вращения вокруг продольной оси 72. Независимо от исходной ориентации Y-оси 28 одно вращение ориентирующей головки 62, в общем, является достаточным для вращения Y-оси 28 торцевой крышки 16 с целью ее предварительно определенного выравнивания с базовой осью 30. Однако в варианте осуществления ориентирующая головка 62 может вращаться вокруг продольной оси 72 до двух раз. В другом варианте осуществления ориентирующая головка 62 может совершать до трех вращений вокруг продольной оси 72.
По завершении предварительно определенного числа вращений ориентирующей головки 62 эта ориентирующая головка 62 перемещается в сторону от торцевой крышки 16. Y-ось 28 крышки 16, по существу, параллельна базовой оси 30. В варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 5°. В более предпочтительном варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 2°. В еще более предпочтительном варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 1°.
В варианте осуществления, когда ориентирующая головка 62 вращается, торцевая крышка 16 свободно вращается на штампованной чашке 48, в то время как штампованная чашка остается неподвижной. В другом варианте осуществления штампованная чашка 48 вращает торцевую крышку 16, в то время как ориентирующая головка 62 остается, по существу, неподвижной. В этом варианте осуществления стенка 82 ориентирующей головки 62 выровнена, по существу, параллельно базовой оси. Когда боковая поверхность 25 ушка 24 контактирует со стенкой 82, торцевая крышка 16 прекращает вращение и свободно вращается на штампованной чашке. Иными словами, ориентирующая головка не вращается вокруг продольной оси, когда торцевая крышка вращается для достижения предварительно определенного выравнивания. В варианте осуществления держатель 26 или штампованная чашка 48 выполнены с возможностью вращения торцевой крышки вокруг продольной оси. Лицевая часть 76 ориентирующей головки 62 перемещается для контакта с наружной поверхностью ушка 24, как показано на фиг. 5B. Ориентирующая головка 62 прикладывает сверху небольшое усилие к торцевой крышке 16. Держатель или штампованная чашка 48 вращает торцевую крышку в направлении, которое позволяет ушку 24 перемещаться из положения контакта с лицевой частью 76 ориентирующей головки 62 вверх в карман 80. Ушко 24 торцевой крышки скользит по лицевой части 76 ориентирующей головки 62 до тех пор, пока ушко 24 не достигнет сужающейся части 78, образованной в лицевой части 76. Крышка продолжает вращение, и лицевая часть 76 перемещается ближе к наружной поверхности центральной стенки 20, когда ушко 24 скользит по сужающейся части 78 в карман 80. Когда торцевая крышка продолжает вращаться, боковая поверхность 25 ушка 24 контактирует со стенкой 82, удерживающей ушко 24 в кармане 80. Ориентирующая головка 62 продолжает вращаться, и стенка 82 кармана 80 прикладывает усилие к боковой поверхности 25 ушка 24, предотвращая дальнейшее поворачивание торцевой крышки 16. Усилие, прикладываемое ориентирующей головкой 62, является достаточным для предотвращения дальнейшего вращения торцевой крышки без свободного вращения ушка 24 на торцевой крышке 16. В варианте осуществления торцевая крышка может свободно вращаться на держателе 26 или штампованной чашке 48, когда ушко 24 входит в зацепление с карманом 80. В другом варианте осуществления держатель или штампованная чашка 48 выполнены с возможностью остановки вращения, когда стенка 82 кармана 80 прикладывает усилие к ушку 24.
После вращения торцевой крышки 16 для достижения предварительно определенной ориентации держатели 26 могут препятствовать дальнейшему вращению торцевых крышек 16 с помощью любого средства, известного специалистам в этой области. В варианте осуществления зажимной механизм 32, соединенный с держателем 26, как показано на фиг. 1, прикладывает усилие к торцевой крышке 16 для предотвращения непреднамеренного вращения торцевой крышки 16. В варианте осуществления зажимной механизм 32 содержит одиночную штангу, которая перемещается для контакта со всеми торцевыми крышками 16 в держателе 26. В другом варианте осуществления держатели 26 включают в себя фрикционный зажим 32 с сопрягаемым контуром или многоточечный кольцевой контактный зажим 32 для предотвращения непреднамеренного перемещения торцевых крышек 16. В другом варианте осуществления держатели 26 прикладывают всасывающее усилие к поверхности торцевой крышки для предотвращения непреднамеренного вращения торцевых крышек 16. Как вариант, зажим 58 с концом 60, прикладывающим давление, может быть соединен со штампованной чашкой 48 для предотвращения вращения торцевой крышки 16 после позиционирования Y-оси 28, по существу, параллельно базовой оси 30. Указанный конец 60 выполнен с возможностью контакта и прикладывания достаточного усилия к торцевой крышке 16 во избежание вращения торцевой крышки 16. В варианте осуществления конец 60 перемещается для прикладывания усилия к торцевой крышке 16 перед перемещением ориентирующей головки 62 из контакта с торцевой крышкой. В другом варианте осуществления всасывающее усилие прикладывается к внутренней поверхности торцевой крышки 16 через отверстие 56 в штампованной чашке 48 во избежание дальнейшего вращения торцевой крышки 16 после выравнивания Y-оси 28 с базовой осью 30.
Как показано на фиг. 1, Y-оси 28 всех торцевых крышек 16, по существу, параллельны друг другу, когда держатель 26 выходит из ориентирующего устройства 6 на месте B. В варианте осуществления ориентирующее устройство 6 вращает каждую торцевую крышку 16 до тех пор, пока Y-ось 28 не будет, по существу, параллельна базовой оси 30 системы 2, и отрывная панель 22 не будет расположена справа от ушка 24, как показано на фиг. 1. Несмотря на то, что базовая ось 30, в общем, является горизонтальной, как показано на фиг. 1, следует принять во внимание, что базовая ось может быть выровнена под любым необходимым углом. Например, в варианте осуществления изобретения базовая ось вращается на 180°, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 6, ориентированы ушками 24 перед отрывными панелями 22. В другом варианте осуществления базовая ось вращается на 90° по часовой стрелке, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 6, ориентированы ушками 24 к верхней стороне фиг. 1. В еще одном варианте осуществления базовая ось вращается на 90° против часовой стрелки, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 6, ориентированы ушками 24 к нижней стороне фиг. 1. Ориентацию базовой оси 30 может выбирать оператор, и ее можно регулировать на любой необходимый угол.
После выравнивания торцевых крышек 16 в ориентированном положении в ориентирующем устройстве 6 зажимной механизм 32 препятствует самопроизвольному или непредусмотренному перемещению торцевых крышек 16, когда они транспортируются через систему 2 держателями 26. Поддержание ориентации торцевых крышек необходимо для декорирования соответствующих мест на торцевых крышках 16. Вращение торцевых крышек относительно требуемого ориентированного положения может привести к нанесению декорирования на несоответствующих местах, таких как ушко или надрезанные части. Зажимной механизм 32 может приводиться в действие кулачковым механизмом, расположенным на траектории перемещения держателей 26 через систему 2.
В варианте осуществления зажимной механизм 32 соединен с держателем 26 и контактирует с боковой поверхностью ориентированной торцевой крышки 16 и прикладывает к ней усилие. Зажимной механизм 32 может включать в себя поворотное плечо, крепежный элемент, захватное устройство, стержень, штангу, держатель, пневматическое устройство, которое создает всасывание, и/или их комбинацию или любые другие средства, известные специалистам в этой области, для предотвращения самопроизвольного или непреднамеренного перемещения или вращения торцевых крышек 16. В варианте осуществления зажимной механизм 32 предотвращает перемещение ориентированных торцевых крышек 16 посредством прикладывания усилия к внутренней панели стенки или наружному диаметру загиба. В другом варианте осуществления зажимной механизм 32 физически входит в зацепление с частью ориентированных торцевых крышек для поддержания предпочтительной ориентации.
В варианте осуществления зажимной механизм 32 сходен с зажимом 58, показанным на фиг. 2. Зажимной механизм может включать в себя конец, сходный с концом 60, который вращается для контакта с поверхностью торцевых крышек 16 и прикладывания к ним давления. В варианте осуществления зажимной механизм 32 прикладывает давление к боковой поверхности торцевых крышек 16. В другом варианте зажимной механизм 32 прикладывает давление к верхней поверхности торцевых крышек. В еще одном варианте осуществления зажимной механизм 32 прикладывает давление к наружной периферии торцевых крышек 16. Точка поворота зажимного механизма 32 может перемещаться для увеличения усилия, прикладываемого указанным концом. В варианте осуществления указанный конец имеет дугообразную форму с радиусом кривизны, приблизительно равным радиусу кривизны наружной поверхности торцевой крышки 16.
Далее держатели 26 с ориентированными торцевыми крышками поступают в устройство 8 для нанесения покрытия. Как вариант, устройство 8 для нанесения покрытия может предварительно обрабатывать наружную поверхность торцевой крышки 16. В варианте осуществления предварительная обработка представляет собой обработку поверхности коронным зарядом или воздушно-плазменную обработку, в которой используют низкотемпературную плазму коронного разряда для изменения свойств поверхности торцевых крышек 16. В другом варианте осуществления для предварительной обработки наружной поверхности торцевых крышек 16 можно выполнять одну или более из следующих обработок, к которым относятся обработка поверхности коронным зарядом, пламенно-плазменная обработка поверхности, химико-плазменная обработка поверхности, нанесение гальванического покрытия, нанесение электростатического покрытия, химическое покрытие, анодное оксидирование, погружение в горячий расплав и термическое напыление. Предварительная обработка, в общем, улучшает адгезию и связывание между базовым покрытием, которое наносится устройством 8 для нанесения покрытия, и наружной поверхностью торцевой крышки 16.
Устройство 8 для нанесения покрытия наносит материал базового покрытия на наружную поверхность торцевых крышек 16. Материал базового покрытия, в общем, улучшает внешний вид цветных красок, которые наносятся печатающим устройством 10. Материал базового покрытия может быть краской, адгезивом или лаком любого требуемого цвета. В варианте осуществления материал базового покрытия представляет собой светочувствительное соединение, которое может высыхать под действием ультрафиолетового излучения. В варианте осуществления на торцевые крышки 16 наносят материал покрытия на бесцветной основе. В другом варианте осуществления на торцевые крышки 16 наносят материал покрытия на прозрачной основе. Однако, как должно быть понятно специалисту в этой области, устройство 8 для нанесения покрытия может наносить базовые покрытия любого требуемого цвета. В добавление к этому на торцевые крышки можно наносить больше одного покрытия. Например, в варианте осуществления система 2 включает в себя два или больше устройств 8 для нанесения покрытия, каждое из которых наносит определенное базовое покрытие или базовое покрытие определенного цвета.
Устройство 8 для нанесения покрытия содержит барабан 34, который расположен над траекторией перемещения держателей 26 через систему 2. Барабан 34 может вращаться вокруг оси, которая, по существу, перпендикулярна базовой оси 30 системы 2. Барабан 34 имеет радиальное сечение, которое соответствует шагу или периодичности держателей 26, движущихся через систему 2.
По наружной периферии барабана 34 прикреплены и продолжаются ряды 37 офсетных печатных пластин 36. Количество рядов 37 офсетных печатных пластин равно количеству торцевых крышек 16 в каждом держателе 26. Можно использовать офсетные печатные пластины любого размера или толщины, выполненные из любого материала. Если необходимо, офсетные печатные пластины 36 можно резать в размер, чтобы они соответствовали торцевым крышкам. Количество и положения офсетных печатных пластин 36 можно изменять в зависимости от размера торцевых крышек 16 и количества торцевых крышек в каждом держателе 26. В варианте осуществления офсетные печатные пластины 36 имеют клейкую подложку, которая используется для соединения офсетных печатных пластин 36 с барабаном 34. Однако следует принять во внимание, что для соединения офсетных печатных пластин 36 с барабаном можно использовать любые пригодные средства.
Диаметр барабана 34 можно увеличивать или уменьшать, так чтобы он соответствовал шагу держателей 26, а также для регулирования качества и количества покрытия, наносимого устройством 8 для нанесения покрытия. Например, если расстояние между каждыми двумя держателями увеличивается, диаметр барабана 34 можно увеличить для обеспечения надлежащего выравнивания между офсетными печатными пластинами и торцевыми крышками 16. Барабан 34 вращается с заданной частотой для обеспечения соответствия периодичности или шага держателей, движущихся через систему. В варианте осуществления барабан 34 содержит зубчатое колесо 35 для зацепления с цепью 27 с целью регулирования частоты вращения барабана. Барабан 34 синхронизирован таким образом, что зубчатое колесо 35 входит в зацепление с цепью 27 для инициирования контакта с торцевыми крышками 16 в фиксированном месте. Зубчатое колесо 35 задает нанесение покрытия на торцевые крышки 16 в контролируемом месте и обеспечивает эффект времени выполнения, так чтобы натяжение цепи 27 не ухудшало качество покрытия или не приводило к нанесению покрытия в ненадлежащем месте. Синхронизация устройства 8 для нанесения покрытия и держателей 26 находится под контролем и может корректироваться с помощью вычислительного устройства. В варианте осуществления, когда вычислительное устройство определяет, что торцевая крышка ненадлежащим образом расположена в держателе 26 или что держатель 26 не синхронизирован с устройством 8 нанесения покрытия, вычислительное устройство может обеспечить поднятие барабана 34 устройства 8 нанесения покрытия для предотвращения контакта между офсетными печатными пластинами 36 и торцевыми крышками 16. В этом случае торцевые крышки проходят через систему 2 без нанесения на них покрытия и декорирования и отбраковываются, когда они достигают поста 45 контроля, и отделяются надлежащим образом от декорированных торцевых крышек.
Поскольку центральная стенка 20, в общем, углублена и находится ниже периферийного загиба 19, как показано на фиг. 3, офсетные печатные пластины 36, в общем, выступают от периферии барабана 34. Офсетные печатные пластины 36, в общем, контактируют только с частями торцевых крышек 16, которые требуют нанесения покрытия. Во избежание контакта между офсетными печатными пластинами 36 и частями торцевых крышек 16, на которых не выполняют декорирование, в офсетных печатных платинах 36 могут быть образованы углубления 38. В варианте осуществления углубления 38 имеют такие размеры, чтобы они были выровнены с ушками 24 и препятствовали контакту между ушками 24 и офсетными печатными пластинами 36 во время нанесения покрытия. Размер и форму углублений 38 можно регулировать в отношении ряда элементов, таких как ушки большего размера, вентиляционные отверстия, или других элементов на наружной поверхности торцевых крышек. В варианте осуществления изобретения углубления 38 имеют форму, которая соответствует форме ушек 24 торцевых крышек 16. В другом варианте осуществления углубления 38 имеют глубину, по меньшей мере, равную высоте наружной поверхности ушка 24 над наружной поверхностью 17 торцевой крышки. Как вариант, углубления 38 могут включать в себя форму, соответствующую форме отрывных панелей 22, как показано на фиг. 1. Однако следует принять во внимание, что офсетные печатные пластины 36 могут включать в себя участки, которые контактируют с отрывными панелями 22 и с ушками 24 и наносят на них покрытие. Несмотря на то, что на каждой офсетной печатной пластине 36 показано только одно углубление 38, следует принять во внимание, что в каждой офсетной печатной пластине 36 может быть образовано больше одного углубления. Кроме того, специалист в этой области должен принять во внимание, что размер и форму офсетных печатных пластин 36 и углублений 38 можно регулировать для нанесения покрытия только на одном или более предварительно определенных участках каждой торцевой крышки.
Когда держатели 26 с ориентированными торцевыми крышками 16 перемещаются через устройство 8 для нанесения покрытия, барабан 34 вращается вокруг оси, по существу, перпендикулярной базовой оси 30. Материал базового покрытия наносят на каждую офсетную печатную пластину 36 валиком 40 для нанесения. Валик 40 для нанесения выполнен с возможностью переноса базового покрытия на предварительно определенные части каждой офсетной печатной пластины 36. Место, размер, форма и количество базового покрытия, переносимого на каждую офсетную печатную пластину, можно регулировать с целью экономии материала базового покрытия и обеспечения соответствия декорированию, наносимому на торцевую крышку печатающим устройством 10.
После приема материала базового покрытия с валика 40 для нанесения барабан 34 продолжает вращаться и приводит каждую офсетную печатную пластину 36 в контакт с торцевой крышкой. Офсетные печатные пластины 36 выступают, по меньшей мере, частично в торцевые крышки 16 и контактируют с предварительно определенной частью наружной поверхности торцевых крышек 16. Высоту барабана 34 над держателями 26 можно регулировать на бóльшую или меньшую величину для увеличения или уменьшения величины давления, прикладываемого офсетными печатными пластинами к торцевым крышкам 16.
Держатель 26 перемещается в устройство 12 сушки, которое выполняет сушку базового покрытия с помощью источника ультрафиолетового излучения. Однако устройство 12 сушки также может выполнять сушку базового покрытия с помощью любого способа, известного специалисту в этой области, включая сюда тепловую сушку и сушку посредством инфракрасного излучения. В варианте осуществления ультрафиолетовое излучение устройства 12 сушки осуществляется с помощью светоизлучающих диодов (СИД). В другом варианте осуществления ультрафиолетовое излучение осуществляется с помощью ртутной газоразрядной лампы.
Далее держатели 26 перемещают торцевые крышки 16 к печатающему устройству 10. Указанное печатающее устройство содержит барабан 34A, который является таким же или сходным с барабаном 34 устройства 8 для нанесения покрытия. Барабан 34A расположен над траекторией перемещения держателей 26 и вращается вокруг оси, по существу, перпендикулярной базовой оси 30 системы 2. Диаметр барабана можно увеличивать или уменьшать, так чтобы он соответствовал шагу держателей 26, перемещающихся через систему 2.
Печатные пластины 36A прикреплены в рядах 37 к наружной периферии барабана 34A и выступают от поверхности барабана 34A. Печатные пластины 36A могут быть любого размера, формы или толщины и могут включать в себя одно или более углублений 38A, как описано выше. Углубления 38A могут иметь такие же размер и форму, как и углубления 38 в офсетных печатных пластинах, прикрепленных к барабану 34 устройства 8 для нанесения покрытия. Как вариант, печатные пластины 36A могут иметь форму, которая отличается от формы печатных пластин 36. Расстояние между держателями 26 и барабаном 34A можно регулировать для увеличения или уменьшения давления, прикладываемого пластинами 36A к каждой торцевой крышке 16.
Когда барабан 34A вращается, каждая печатная пластина 36A контактирует с различными печатающими головками 42, количество которых составляет вплоть до шести штук. На предварительно определенных частях каждой печатной головки 42 образованы изображения. Каждая печатающая головка 42 может иметь определенное изображение или часть образованного на ней изображения. Помимо этого, каждая печатающая головка 42 может иметь изображения, образованные рядами, которые соответствуют рядам 37 барабана 34A.
Устройство 44 подачи краски переносит краску к печатающим головкам 42. Каждое устройство 44 подачи краски наносит краску одного цвета на изображение на каждой печатающей головке 42. Когда барабан 34A вращается, каждая из печатающих головок контактирует с печатной пластиной 36A и переносит свое изображение и краску конкретного цвета на печатную пластину. Краска не поступает в углубления 38A. После того как все печатающие головки 42 перенесут краску определенного цвета и изображения на печатные пластины 36A, на печатных пластинах 36A будет образовано готовое литографское изображение. Печатные пластины 36A продолжают вращаться до тех пор, пока они контактируют с предварительно определенной частью наружной поверхности торцевых крышек 16 и переносят на нее литографское изображение. Углубление 38A, образованное в печатной пластине 36A, предотвращает контакт между печатной пластиной 36A и частями торцевых крышек, 16, которые не декорируются. В варианте осуществления углубление 38A имеет форму, которая предотвращает контакт между печатной пластиной 36A и первой частью ушка 24, и печатная пластина 36A переносит литографское изображение на вторую часть ушка 24.
Способ офсетной печати может варьироваться с целью использования любого количества цветов. Специалист в этой области должен принять во внимание, что в изобретении можно использовать краску любого типа. В варианте осуществления краска высыхает под действием ультрафиолетового излучения. В другом варианте осуществления краски представляют собой порошки или пасты. В другом варианте осуществления для декорирования торцевых крышек можно использовать специальные краски любого типа. Специальные краски различных типов описаны в патентном документе US 14/686,517, который включена в описание в полном объеме посредством ссылки.
Для получения изображений на печатающих головках 42 и печатных пластинах 36A для образования литографского изображения с высоким разрешением с целью его переноса на крышки можно использовать любой способ. Как вариант, одна или более печатных пластин 36A, соединенных с барабаном 34A печатающего устройства 10, могут иметь образованное на них определенное изображение для переноса определенного изображения на торцевые крышки. Например, в варианте осуществления изображение, образованное на печатных пластинах ряда 37A, может отличаться от изображения, образованного на печатных пластинах ряда 37D. Кроме того, печатные пластины 36A в ряду 37A могут иметь углубление 38A, отличающееся от углубления в печатных пластинах в ряду 37D. Помимо этого, печатные пластины 36A могут содержать мягкие фотополимерные пластины или мягкие вспомогательные пластины с образованными на них изображениями, как описано в патентном документе US 14/301,018 и патентном документе US 14/686,517, каждый из которых включен в описание в полном объеме посредством ссылки. Как вариант, изображение также может быть образовано на каждой печатной пластине 36A. Например, печатные пластины 36A могут содержать травленые или гравированные части, которые не принимают краску для образования множества изображений с помощью одного комплекта печатных пластин, как описано в патентном документе WO 2014/008544, который включен в описание в полном объеме посредством ссылки.
Далее держатель 26 перемещается во второе устройство 12A сушки, которое выполнено с возможностью сушки декорирования, нанесенного на торцевые крышки 16. Во втором устройстве 12A сушки для высушивания краски декорирования используется источник ультрафиолетового изучения. Как вариант, во втором устройстве 12A сушки для сушки декорирования можно использовать источник тепла, что должно быть понятно специалисту в этой области.
Как вариант, второе устройство 8A для нанесения покрытия может наносить защитное покрытие. Второе устройство 8A для нанесения защитного покрытия является таким же или сходным с устройством 8 для нанесения защитного покрытия, описанным выше. Материал защитного покрытия используют для улучшения внешнего вида декорирования, нанесенного на торцевую крышку 16, и для защиты декорирования от воздействия внешней среды и от контакта с другими объектами. Материал защитного покрытия наносят с помощью второго устройства 8A для нанесения покрытия таким же образом, как и материал базового покрытия. В варианте осуществления защитное покрытие является прозрачным покрытием. Как вариант, второе устройство 8A для нанесения покрытия может быть вторым печатающим устройством 10A. Второе печатающее устройство 10A может наносить второе декорирование на торцевые крышки 16 или наносить покрытия и красящие вещества, отличающиеся от декорирования, нанесенного первым печатающим устройством 10. В случае нанесения дополнительного материала защитного покрытия или второго декорирования это покрытие или декорирование подвергают сушке в третьем устройстве 12B сушки, используя источник ультрафиолетового излучения или источник тепла.
Держатели 26, как вариант, могут перемещать декорированные торцевые крышки 16 на пост 45 контроля, где проверяют, что декорирование нанесено в требуемом месте торцевых крышек 16. Пост 45 контроля также может определять, соответствует ли качество декорирования предварительно определенным требованиям. В варианте осуществления пост 45 контроля содержит камеру для каждой торцевой крышки 16, расположенной в держателе 26. Однако специалист в этой области должен принять во внимание, что пост контроля может включать в себя любые средства, известные специалисту в этой области, для проверки, что место нанесения и качество декорирования соответствуют заданным критериям качества или превышают их. Торцевые крышки, прошедшие проверку, отделяют от торцевых крышек, которые не прошли проверку, и собирают в отдельном месте.
После выхода держателей 26 из устройства 12A или 12B сушки торцевые крышки 16 переносят в сборник 14, где каждую декорированную торцевую крышку упаковывают в мешок и подготавливают для отгрузки к разливочной машине или на хранение. Для перемещения торцевых крышек 16 в сборник 14 можно направлять сильную струю воздуха через отверстие 56 штампованной чашки 48. В варианте выполнения, когда цепь 27 достигает места C, цепь 27 вращается вокруг ролика. В результате вращения держатели 26 выходят из обычного горизонтального положения, в результате чего торцевые крышки выпадают из держателей 26.
После удаления торцевых крышек 16 из держателей 26 на месте C держатели 26 циклически возвращаются в исходное положение для приема другой группы неориентированных торцевых крышек 16 из стабилизатора 4 на месте A. Торцевые крышки 16 остаются в держателях 26, когда держатели перемещаются из стабилизатора 4, до тех пор, пока торцевые крышки не удаляются в сборник 14.
Как вариант, система может включать в себя оправку и инструменты для бескрасочного тиснения, блинтового тиснения и/или гравирования наружной поверхности торцевых крышек 16. В варианте осуществления инструменты содержат ролики, которые контактируют с поверхностями с предварительно определенной формой для получения выпуклого или тисненого профиля или знаков на одной или более частях торцевых крышек 16. Система 2 также может содержать инструменты, такие как абразивный инструмент, полировальное приспособление или шлифовальное приспособление, для выборочного удаления покрытия и/или краски с предварительно определенной части наружной поверхности тисненого профиля, образованного на торцевой крышке 16, для получения торцевой крышки 16 с тисненым декорированием на оголенном металле. Как вариант, тисненое декорирование на оголенном металле можно выполнять с нанесением покрытия с помощью устройства 8 для нанесения покрытия, печатающего устройства 10 и/или второго устройства 8A для нанесения покрытия. В варианте осуществления инструменты для тиснения системы 2 образуют тисненый профиль или знаки на торцевых крышках 16 перед нанесением покрытий или декорирования на торцевые крышки 16.
Пример декорированной торцевой крышки 16B также представлен на фиг. 1. Торцевая крышка 16B включает в себя первое изображение 46A, расположенное на предварительно определенной части центральной стенки 20. Второе изображение 46B в виде стрелки указывает на вспомогательное вентиляционное отверстие 23, образованное на центральной стенке 20. Третье изображение 46C в виде указателя возможности вторичной переработки образовано на отрывной панели 22. Поскольку торцевая крышка 16B была ориентирована ориентирующим устройством перед декорированием, изображения 46 расположены в предварительно определенных местах торцевой крышки 16B, которые не заняты ушком 24, вспомогательным вентиляционным отверстием 23 или другими элементами торцевой крышки. Следует принять во внимание, что изображения 46 могут быть образованы в любом месте торцевой крышки, включая сюда отрывную панель 22 и ушко 24. Кроме того, изображения 46 могут включать в себя текст, информацию для идентификации поставщика, информацию о торговой марке, указания по использованию (например, стрелка 46B) или любое другое декорирование или знаки.
Система 2 может обеспечивать ориентирование и декорирование приблизительно 2000 торцевых крышек в минуту. В варианте осуществления система может обеспечивать ориентирование и декорирование приблизительно 1000000 торцевых крышек за 8 часов. Печатающее устройство 10 может образовать изображения 46, используя краску вплоть до шести различных цветов или типов с разрешением 133 линии на дюйм.
На фиг. 6 показан вариант выполнения способа 84 для ориентирования и декорирования торцевых крышек 16. Наряду с тем, что на фиг. 6 показан общий порядок выполнения способа 84, указанный способ 84 может включать в себя большее или меньшее количество этапов или порядок выполнения его этапов может отличаться от порядка выполнения этапов, показанного на фиг. 6. В общем, выполнение способа 84 начинается с начальной операции 86 и заканчивается завершающей операцией 110. Далее приведено описание способа 84 со ссылкой на систему 2, описанную со ссылкой на фиг. 1 - 5.
Стабилизатором 4 загружают 88 видоизмененные торцевые крышки 16 в держатель 26. Как вариант, торцевые крышки 16 могут быть расположены на штампованных чашках 48. Держателем 48 перемещают торцевые крышки 16 в ориентирующее устройство 6. Ориентирующим устройством 6 вращают 90 торцевые крышки 16 до предварительно определенной ориентации. Торцевые крышки 16 фиксируют 92 в предварительно определенной ориентации зажимным механизмом 32. Как вариант, зажимом 58, соединенным со штампованной чашкой 48, можно фиксировать торцевые крышки 16 в предварительно определенной ориентации. Помимо этого торцевые крышки 16 могут фиксироваться в предварительно определенной ориентации с помощью всасывающего усилия, прикладываемого через отверстие 56 штампованной чашки 48.
Торцевые крышки 16 подвергают проверке 94, чтобы определить, расположены ли торцевые крышки 16 в предварительно определенной ориентации. Если торцевые крышки 16 не расположены в предварительно определенной ориентации, выполнение способа 84 прекращается (НЕТ), и отбракованные торцевые крышки 16 собирают 106. Если торцевые крышки 16 расположены в предварительно определенной ориентации, выполнение способа 84 продолжается (ДА), и торцевые крышки 16, как вариант, подвергают предварительной обработке 96.
Держателем 26 перемещают крышки 16 в устройство 8 для нанесения покрытия и устройство 12 сушки, которые выполнены с возможностью нанесения и сушки 98 покрытия в предварительно определенных областях торцевых крышек 16. Далее держателем 26 перемещают 100 торцевые крышки 16 в печатающее устройство 10 и второе устройство 12A сушки. Печатающее устройство 10 выполнено с возможностью нанесения декорирования на одну или более предварительно определенных областей торцевых крышек 16. Как вариант, устройство декорирования может наносить различное декорирование на каждую из торцевых крышек, расположенную в держателе 26. Второе устройство 12A сушки выполнено с возможностью сушки декорирования, нанесенного на торцевые крышки 16 печатающим устройством 10. Как вариант, на торцевые крышки 16 может быть нанесено 102 защитное покрытие вторым устройством 8A для нанесения покрытия с последующей сушкой в третьем устройстве 12B сушки.
Далее торцевые крышки 16 проверяют 104 с целью убедиться, что декорирование нанесено в надлежащем месте с необходимым качеством. Если торцевые крышки 16 не прошли проверку 104, выполнение способа 84 прекращают (НЕТ), и отбракованные торцевые крышки 16 собирают 106. Если торцевые крышки 16 прошли проверку 104, выполнение способа 84 продолжают (ДА), и торцевые крышки собирают 108 в сборник 14. Выполнение способа 84 завершают 110.
На фиг. 7 показан другой вариант выполнения системы 120 согласно изобретению для ориентирования и декорирования предварительно определенного места торцевой крышки. Систем 120 сходна с системой 2 и, в общем, включает в себя стабилизатор 4, устройство 124 подачи, ориентирующее устройство 126, устройство 8 для нанесения покрытия, печатающее устройство 10, устройство сушки12 и сборник 14. В варианте осуществления изобретения стабилизатор 4, устройство 8 для нанесения покрытия, печатающее устройство 10, устройство сушки 12 и сборник 14 являются такими же или сходными со стабилизатором, устройством нанесения покрытия, печатающим устройством, устройством сушки и сборником, описанными выше со ссылкой на фиг. 1.
Ориентация торцевых крышек благотворно влияет на нанесение декорирования в предварительно определенном месте торцевой крышки. В варианте осуществления для того чтобы пластины 36, 36A устройства 8 для нанесения покрытия и принтера 10 систем 2, 120 декорировали наружную поверхность 17 торцевых крышек без препятствования выпуклого ушка 24 процессу декорирования, выполняемого системой 120, торцевые крышки вращают до предварительно определенной ориентации. Пластины 36, 36A систем 2, 120 включают в себя углубления 38, 38A для приема ушка 24 и препятствования контакту ушка с печатающей поверхностью пластин 36, 36A. Соответственно, выпуклые части торцевых крышек, например, ушко 24, выступающее от наружной поверхности 17 торцевой крышки 16, должны быть ориентированы таким образом, чтобы они соответствовали углублениям 38, 38A. В добавление к исключению столкновения ушка 24 с пластинами 36, 36A, ушко 24 торцевой крышки 16 должно находиться в предварительно рассчитанном месте для создания, по существу, равномерно расположенных мест для печати на основе конструктивного исполнения декорирования. Точность расположения ушка известна как совмещение. Совмещение торцевых крышек непосредственно относится к наличию предварительно определенного места торцевой крышки, выбранному для декорирования в известном или предполагаемом месте. Устройства 6, 126 ориентирования согласно изобретению способствуют точному совмещению торцевых крышек. В другом варианте осуществления изобретения торцевая крышка ориентируется для того, чтобы лазер печатающего устройства 10 образовывал знаки на одном или более предварительно определенных местах наружной поверхности торцевой крышки. Ориентация торцевых крышек также благотворно влияет на декорирование торцевых крышек без ушек. Например, торцевая крышка без ушка может ориентироваться для обеспечения того, чтобы декорирование было расположено на предварительно определенных частях торцевой крышки и исключения других частей торцевой крышки. Другие части торцевой крышки могут включать в себя надрезы, тиснение, заклепки, отрывные панели, вентиляционные отверстия и другие элементы, которые препятствовали бы декорированию или ухудшали его качество.
В варианте осуществления изобретения стабилизатор 4 принимает видоизмененные торцевые крышки 16 из пресса 18 видоизменения. Далее торцевые крышки 16 транспортируют в устройство 124 подачи. В варианте осуществления изобретения множество торцевых крышек 16 транспортируется в устройство 124 подачи в виде штабеля или «прутка».
Устройство 124 подачи выполнено с возможностью разделения множества торцевых крышек прутка на отдельные торцевые крышки 16. Устройство 124 подачи, в общем, включает в себя два диска противоположного вращения и направляющую. Каждый диск содержит канавку винтовой формы, образованную вокруг периферийного края. Канавки дисков огибают периферийный край в противоположных направлениях подобно первому винту с правой резьбой и второму винту с левой резьбой. Канавки имеют одинаковое число витков вокруг дисков. Шаг канавки в первом диске, по существу, идентичен шагу канавки во втором диске.
В варианте осуществления вращающиеся диски устройства 124 подачи расположены на расстоянии друг от друга, приблизительно равном диаметру торцевой крышки. Таким образом, две точки торцевой крышки, расположенные под углом 180° на наружном крае периферийного загиба 19 торцевой крышки, контактируют с вращающимися дисками. Когда диски вращаются, одна торцевая крышка за один раз захватывается начальным участком каждой канавки и поднимается от прутка. Частота вращения дисков синхронизирована таким образом, что канавка каждого диска поднимает каждую торцевую крышку, по существу, в плоскостной ориентации между дисками.
После осуществления заданного числа вращений дисков торцевая крышка достигает конца каждой канавки, по существу, одновременно. Далее крышка поступает на направляющую. Крышки остаются в одиночном накопителе в направляющей. В варианте осуществления направляющая включает в себя изгиб для подачи торцевых крышек в ориентирующее устройство наружной поверхностью 17, включающей в себя ушко 24, находящейся вблизи ориентирующих головок 62 ориентирующего устройства 126.
Устройство 124 подачи подает отдельные торцевые крышки 16 в ориентирующее устройство 126. Y-ось 28 торцевых крышек, в общем, ориентирована произвольно относительно базовой оси 30 системы 120, когда торцевые крышки принимаются ориентирующим устройством 126. Кроме того, Y-ось 28 торцевой крышки 16 может быть непараллельна Y-оси другой торцевой крышки. Ориентирующее устройство 126 выполнено с возможностью приема неориентированных торцевых крышек 16 и их вращения до предварительно определенной ориентации относительно базовой оси 30 системы 120.
На фиг. 8 - 10 показан вариант выполнения ориентирующего устройства 126 согласно изобретению. Ориентирующее устройство 126, в общем, содержит колесо 128, элементы регулирования торцевых крышек или ориентирующие головки 62, соединенные с колесом, привод 129, предназначенный для вращения колеса 128, направляющий узел 130 и опору 132. Опора 132 выполнена с возможностью удерживания других компонентов ориентирующего устройства 126 в предварительно определенном выровненном положении. Ориентирующие головки 62 являются такими же или сходными с ориентирующими головками 62, описанными выше со ссылкой на фиг. 4 - 5. По усмотрению в варианте осуществления изобретения ориентирующее устройство 126 может включать в себя ориентирующие головки 62A, описанные далее со ссылкой на фиг. 13. В варианте осуществления изобретения ориентирующие головки 62 соединены с возможностью вращения с колесом 128. В другом варианте осуществления изобретения ориентирующие головки 62 выровнены в предварительно определенной ориентации и не вращаются, когда вращается колесо.
Привод 129, показанный на фиг. 10B, функционально соединен с одним или более колесами 128. Привод 129 может создавать усилие для вращения колес с предварительно определенной частотой вращения. В варианте осуществления привод 129 может принимать сигнал от контроллера (не показан) системы 120 для изменения угловой скорости колес. Например, контроллер может направлять сигнал на привод 129 для пуска, останова или изменения угловой скорости колес 128. В варианте осуществления изобретения привод 129 соединен с колесами 128 осью 133.
Колеса 128, в общем, содержат установочную пластину 134, подшипник 136, коническое зубчатое колесо 138, направляющую 139 предотвращения вращения, ступицу 140 и спицы 144. Спицы 144 соединены со ступицей 140. В варианте осуществления изобретения каждое колесо 128 содержит шесть спиц 144. Однако специалист в этой области должен принять во внимание, что количество спиц в каждом колесе 128 можно изменять для регулирования производительности ориентирующего устройства 126. В варианте осуществления изобретения каждое колесо имеет от трех до двенадцати спиц. В другом варианте осуществления каждое колесо имеет пять спиц. В варианте осуществления изобретения ступица 140 включает в себя отверстия 142, предназначенные для приема части спиц 144. Однако специалист в этой области должен принять во внимание, что спицы могут быть соединены со ступицей 140 с помощью множества различных способов.
В варианте осуществления изобретения спицы 144 содержат подшипник 145, шестерню 146, первую ось 149, подшипник 149 шестерни, вторую ось 150, пружину 152 растяжения и линейный шлицевой узел 154. Ориентирующая головка 62 соединена с каждым линейным шлицевым узлом 154. В варианте осуществления изобретения каждая спица имеет фиксированную длину, продолжающуюся от ступицы 140. В другом варианте осуществления изобретения длина каждой спицы 144 является изменяемой. Линейный шлицевой узел и ориентирующая головка 62, соединенные друг с другом, смещаются в радиально продолжающемся положении на удалении от ступицы 140 пружиной 152 растяжения. Соответственно, ориентирующая головка 62, соединенная с каждой спицей 144, может вращаться вокруг колеса 128 с изменяющимся радиусом. В варианте осуществления ориентирующие головки 62 вращаются в кулачкообразном профиле вокруг колеса 128. Таким образом, по меньшей мере, часть траектории вращения ориентирующих головок 62 может быть, по существу, линейной вместо непрерывной дугообразной траектории вращения на 360° вокруг колеса 128.
В варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, в части второй оси 150 в осевом направлении образовано отверстие. Первая ось 148, по существу, концентрична с указанным отверстием, и первая ось 148 имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра отверстия второго вала. Соответственно, первая ось 148 может, по меньшей мере, частично скользить в отверстии второй оси 150. Пружина 152 растяжения прикладывает предварительно определенное смещающее усилие к шлицевому узлу 154 для перемещения второй оси 150 в предварительно определенное положение относительно первой оси 148. Таким образом, соединенные друг с другом линейный шлицевой узел 154 и ориентирующая головка 62 смещаются пружиной 152 растяжения в положение, продолжающееся радиально от ступицы 140.
В варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, часть каждой спицы 144 может вращаться вокруг продольной оси 72 спицы. В варианте осуществления изобретения вся спица 144 вращается вокруг продольной оси 72. В другом варианте осуществления только часть спицы 144 вращается вокруг продольной оси. Например, в рассматриваемом варианте выполнения, по меньшей мере, соединенные друг с другом линейный шлицевой узел 154 и ориентирующая головка 62 вращаются вокруг продольной оси 72 спицы. Ориентирующие головки 62 могут вращаться в любом направлении вокруг продольной оси 72.
Направляющий узел 130 выполнен с возможностью приведения части 17 наружной поверхности торцевых крышек 16 в контакт с ориентирующей головкой 62 ориентирующего устройства 126. Направляющий узел может иметь множество форм. В варианте осуществления направляющий узел имеет, в общем, дугообразную форму, которая, по существу, соответствует части дуги вращения ориентирующих головок 62, соединенных со спицами 144. Направляющий узел может включать в себя ряд устройств и средств для зацепления с торцевой крышкой и ее поддержания. Направляющий узел, в общем, содержит первый конец 156 и второй конец 158. Торцевые крышки 16 принимаются на первом конце 156 из направляющей устройства 124 подачи. В варианте осуществления одиночный накопитель торцевых крышек в направляющей выровнен, по существу, с направлением вращения ориентирующих головок 62 на первом конце.
Направляющий узел выполнен с возможностью обеспечения вращения торцевых крышек вокруг продольной оси 72 спиц 144. В варианте осуществления торцевые крышки вращаются вокруг продольной оси 72 спицы во время вращения ориентирующих головок 62. В другом варианте осуществления изобретения торцевые крышки вращаются вокруг продольной оси 72 спиц, а ориентирующие головки не вращаются вокруг продольной оси спиц. Торцевые крышки 16 размещаются в направляющем узле с помощью устройства 124 подачи таким образом, что часть 15 внутренней поверхности крышки обращена радиально наружу от ориентирующих головок. Соответственно, когда торцевые крышки 16 расположены в направляющем узле 130, часть 17 наружной поверхности и ушко 24 каждой торцевой крышки обращены радиально внутрь рядом с ориентирующими головками 62 ориентирующего устройства 126. Когда торцевые крышки 16 поступают к первому концу 156 направляющего узла 130, Y-ось 28 (см. фиг. 7) каждой торцевой крышки 16 ориентирована произвольно относительно базовой оси 30 системы 120.
В варианте осуществления направляющий узел 130 имеет, в общем, постоянный радиус кривизны. В другом варианте осуществления изобретения радиус кривизны направляющего узла 130 варьируется по дугообразной длине направляющего узла 130. В другом варианте осуществления изобретения часть направляющего узла 130 контактирует с частью ориентирующей головки 62, соединенной с каждой спицей 144. В результате этого контакта пружина 152 сжимается и перемещает ориентирующую головку 62 и линейный шлицевой узел 154 радиально внутрь.
Направляющий узел 130 включает в себя средство для зацепления с торцевой крышкой и ее поддержания. Средство для зацепления и поддержания может содержать любую конструкцию или конструкции для приема торцевой крышки и поддержания торцевой крышки, когда торцевая крышка вращается, для выравнивания торцевой крышки в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления изобретения средство для зацепления и поддержания содержит, по меньшей мере, одну внутреннюю направляющую 160 и, по меньшей мере, одну наружную направляющую 170. Внутренняя и наружная направляющие 160, 170 расположены на предварительно определенном расстоянии друг от друга, которое выбирают для удерживания наружной поверхности торцевой крышки в контакте с ориентирующей головкой, когда ориентирующая головка вращает торцевую крышку вокруг продольной оси 72 и перемещает торцевую крышку от первого конца 156 ко второму концу 158 направляющего узла. В варианте осуществления внутренняя и наружная направляющие 160, 170 расположены друг от друга на расстоянии, приблизительно равном высоте торцевой крышки. В другом варианте осуществления средство для зацепления и поддержания содержит две внутренние направляющие и две наружные направляющие; специалист в этой области должен принять во внимание, что в направляющем узле согласно изобретению можно использовать любое количество внутренних и наружных направляющих. В еще одном варианте осуществления изобретения внутренние направляющие 160 включают в себя удлинения 162, которые выступают в окружном направлении за наружные направляющие 170 на первом конце 156 направляющего узла. Удлинения 162 выполнены с возможностью приема отдельных торцевых крышек 16 из устройства 124 подачи и удерживания торцевой крышки до ее зацепления ориентирующей головкой 62. Удлинения 62 также выполнены с возможностью контакта с частью ориентирующей головки 62 и перемещения ориентирующей головки 62 радиально внутрь. В еще одном варианте осуществления внутренние направляющие 160 включают в себя удлинения 164 на втором конце направляющего узла 130.
Средство для зацепления и поддержания также может включать в себя средство для уменьшения трения между средством для зацепления и поддержания и торцевой крышкой. Средство для уменьшения трения может включать в себя, помимо прочего, подшипники, шарикоподшипники, ролики, колеса, неадгезионные поверхности, смазку и любую другую конструкцию, устройство или состав для уменьшения трения.
Каждая спица 144 вращается со ступицей 140, причем ориентирующая головка 62, соединенная со спицей, перемещается в положение рядом с первым концом 156 направляющего узла. Ориентирующая головка 62 входит в зацепление с неориентированной торцевой крышкой 16 на первом конце. Спица продолжает вращать ориентирующую головку ко второму концу 158 направляющего узла, удерживая торцевую крышку в направляющем узле. В варианте осуществления изобретения радиус кривизны направляющего узла 130 уменьшается между первым концом 156 и вторым концом 158. Соответственно, поскольку каждая ориентирующая головка 62 смещается в радиально продолжающееся положение, каждая ориентирующая головка 62 прикладывает предварительно определенное радиальное усилие к части 17 наружной поверхности находящейся в зацеплении торцевой крышки 16, когда ориентирующая головка и торцевая крышка вращаются от первого конца 156 ко второму концу 158.
В варианте осуществления изобретения, когда ориентирующая головка 62 перемещается от первого конца 156 ко второму концу 158, ориентирующая головка 62 вращает находящуюся в зацеплении торцевую крышку 16 до предварительно определенной ориентации сходным образом с действием ориентирующих головок, описанных выше со ссылкой на фиг. 5A - 5C. В частности, каждая ориентирующая головка 62 имеет геометрию, обеспечивающую размещение и зацепление с элементом на наружной поверхности 17 торцевых крышек 16. В варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой ушко 24, соединенное с наружной поверхностью 17 торцевой крышки 16. В другом варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой отрывную панель 22 торцевой крышки 16. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой центральную стенку 20 торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой заклепку, которая соединяет ушко 24 с центральной панелью 20. В еще одном варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой участок с гравировкой, образованный в центральной стенке 20. В другом варианте осуществления элемент наружной поверхности представляет собой надрез, образованный на торцевой крышке 16.
После контакта с торцевой крышкой 16 ориентирующая головка 62 вращается до зацепления с элементом наружной поверхности. В варианте осуществления изобретения лицевая часть 76 ориентирующей головки 62 скользит по ушку 24 торцевой крышки 16. Когда карман 80, образованный в лицевой части 76 ориентирующей головки 62 выравнивается с ушком 24, ориентирующая головка 62 перемещается радиально наружу ближе к наружной поверхности 17 торцевой крышки, и ушко 24 размещается в кармане 80. Ориентирующая головка 62 продолжает вращаться, и край 82 кармана 80 прикладывает усилие к боковой поверхности 25 (показано на фиг. 5A) ушка 24, вращая торцевую крышку 16 и ушко 24 одновременно. Усилие, прикладываемое ориентирующей головкой 62, является достаточным для вращения торцевой крышки 16 без свободного вращения ушка 24 на торцевой крышке 16.
Для ориентирования торцевых крышек 16 ориентирующие головки 62 вращаются до совершения предварительно определенного числа оборотов вокруг продольной оси каждой спицы 72. Ориентирующие головки 62 могут вращаться один или более раз вокруг продольной оси спицы. Независимо от исходной ориентации Y-оси 28 торцевой крышки 16, одно вращение ориентирующей головки 62 вокруг продольной оси 72, когда спица 144 перемещается между первым концом 156 и вторым концом 158 направляющего узла 130, в общем, является достаточным для вращения Y-оси 28 торцевой крышки 16 до предварительно определенного выравнивания с базовой осью 30 системы 120. Однако в варианте осуществления ориентирующая головка 62 может выполнять до трех вращений вокруг продольной оси 72.
В варианте осуществления изобретения ориентирующие головки 62 вращаются вокруг продольной оси 72, по существу, непрерывно во время вращения колеса 128. В другом варианте осуществления ориентирующие головки 62 выполнены с возможностью вращения в течение предварительно определенной части каждого вращения колеса 128. В варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 начинает вращение рядом с первым концом 156 направляющего узла 130. Каждая ориентирующая головка 62 прекращает вращение рядом со вторым концом 158 направляющего узла. В другом варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 прекращает вращение до того, как ориентирующая головка 62 окажется рядом со вторым концом 158. Например, в варианте осуществления изобретения каждая ориентирующая головка 62 выполнена с возможностью начинать вращение, когда ориентирующая головка 62 находится рядом с первым концом 156. После того как ориентирующая головка 62 совершит заданное число оборотов вокруг продольной оси 72 спицы, ориентирующая головка 62 прекращает вращение до того, как ориентирующая головка окажется рядом со вторым концом 158. В варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 выполнена с возможностью прекращения вращения после того, как спица повернется на угол приблизительно от 120° приблизительно до 180° от первого конца 156 ко второму концу 158 направляющего узла. В другом варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 прекращает вращение после того, как спица повернется на угол приблизительно от 135° приблизительно до 165°. В более предпочтительном варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 прекращает вращение после того, как спица повернется на угол приблизительно от 145° приблизительно до 155° от первого конца 156 направляющего узла. В еще более предпочтительном варианте осуществления каждая ориентирующая головка 62 прекращает вращение после того, как спица повернется на угол приблизительно 150° от первого конца 156.
В варианте осуществления изобретения (показано на фиг. 8) зубья 166 шестерни 146 каждой спицы входят в зацепление с зубьями 168, образованными на коническом зубчатом колесе 138, во время, по меньшей мере, части вращения ступицы 140. Зацепление зубьев 166 шестерни 146 и зубьев 168 конического зубчатого колеса 138 передает усилие на спицу, вынуждая, по меньшей мере, линейный шлицевой узел 154 и ориентирующую головку 62 вращаться вокруг продольной оси 72. В варианте осуществления изобретения зубья 168 конического зубчатого колеса образованы только на части осевой поверхности конического зубчатого колеса 138. В другом варианте осуществления зубья образованы на осевой поверхности конического зубчатого колеса 138 по окружности 360°.
В варианте осуществления изобретения контакт между ориентирующей головкой 62 и направляющим узлом 130 рядом с первым концом 156 вызывает перемещение, по меньшей мере, частичное, шестерни 146 радиально внутрь. Когда шестерня 146 перемещается радиально внутрь, зубья 166 шестерни входят в зацепление с зубьями 168 конического зубчатого колеса, и ориентирующая головка 62 начинает вращаться вокруг продольной оси 72. В предварительно определенной точке перед вторым концом 158 направляющего узла радиус кривизны направляющего узла увеличивается. Когда ориентирующая головка 62 вращается вдоль направляющего узла до заданной точки, ориентирующая головка 62 и шестерня 146 перемещаются радиально наружу. Когда шестерня 146 перемещается наружу, зубья 166 шестерни выходят из зацепления с зубьями 168 конического зубчатого колеса, и ориентирующая головка 62 прекращает вращение вокруг продольной оси 72.
В варианте осуществления изобретения направляющий узел 130 включает в себя средство для вращения ориентирующей головки. В варианте осуществления часть, по меньшей мере, линейного шлицевого узла или ориентирующей головки контактирует с неподвижной направляющей 172 (показано на фиг. 9A), связанной с направляющим узлом 130. Контакт между направляющей 172 и линейным шлицевым узлом и/или ориентирующей головкой вынуждает ориентирующую головку 62 вращаться вокруг продольной оси спицы, совершая предварительно определенное число оборотов. Когда спица 144 в результате вращения перемещается за конец 174 направляющей 172, ориентирующая головка 62 прекращает вращение. В варианте осуществления изобретения направляющая 172 соединена с одной из двух внутренних направляющих 160. В другом варианте осуществления направляющая 172 соединена с одной из двух наружных направляющих 170. В еще одном варианте осуществления направляющая 172 соединена с опорой 132.
В еще одном варианте осуществления изобретения ориентирующая головка 62 выполнена с возможностью поддержания предварительно определенной ориентации относительно базовой оси 30 системы 120. Торцевая крышка 16 вращается вокруг продольной оси 72 спицы до тех пор, пока ориентирующая головка 62 не прекратит вращение торцевой крышки, когда торцевая крышка, по существу, будет выровнена с базовой осью системы 120. В варианте осуществления во время, по меньшей мере, части перемещения торцевой крышки от первого конца 156 ко второму концу 158, предварительно определенная часть торцевой крышки контактирует с неподвижной конструкцией ориентирующего устройства 126. Контакт между торцевой крышкой и неподвижной конструкцией обеспечивает вращение торцевой крышки вокруг продольной оси 72 спицы, когда ориентирующая головка контактирует с частью 17 наружной поверхности торцевой крышки 16. В варианте осуществления предварительно определенная конструкция представляет собой фрикционную направляющую, сходную с направляющей 172. В другом варианте осуществления одна или более из внутренних и наружных направляющих 160, 170 выполнены с возможностью прикладывания силы трения, достаточной для вращения торцевой крышки. В еще одном варианте осуществления приводной ролик или движущийся ремень ориентирующего устройства 126 выполнены с возможностью вращения торцевой крышки.
Лицевая часть 76 ориентирующей головки выполнена с возможностью обеспечения вращения торцевой крышки до тех пор, пока предварительно определенный элемент на части 17 наружной поверхности торцевой крышки не войдет в зацепление с ориентирующей головкой. Когда ориентирующая головка входит в зацепление с предварительно определенным элементом торцевой крышки, ориентирующая головка прикладывает усилие к торцевой крышке, достаточное для препятствования дальнейшему вращению торцевой крышки. Таким образом, поскольку ориентирующая головка находится в предварительно определенной ориентации относительно базовой оси 30 системы 120, когда ориентирующая головка прекращает вращение торцевой крышки, указанная торцевая крышка будет находиться в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления изобретения торцевая крышка вращается до тех пор, пока ушко 24 не будет выровнено и не войдет в зацепление с карманом 80, образованным в ориентирующей головке.
Как показано на фиг. 10A, ориентирующее устройство 126 может включать в себя один или более датчиков 176. Датчики выполнены с возможностью передачи данных контроллеру, который может определять ориентацию торцевых крышек 16. Если контроллер определяет, что Y-ось 28 торцевой крышки не находится в предварительно определенной ориентации, контроллер может направлять сигнал ориентирующему устройству 126, в результате чего неправильно ориентированная торцевая крышка отбраковывается и не может перемещаться далее через систему 120. В варианте осуществления изобретения датчики 176 расположены таким образом, чтобы определять часть 15 внутренней поверхности торцевых крышек. В другом варианте осуществления изобретения датчики 176 расположены таким образом, чтобы определять ориентацию торцевых крышек, в то время как торцевые крышки входят в зацепление с ориентирующими головками 62 и удерживаются направляющим узлом 130. В варианте осуществления изобретения датчики 176 содержат высокоскоростные камеры.
Как показано на фиг. 11, держатели 26 синхронизированы с расстоянием между спицами колес 128 ориентирующего устройства 126. Когда ориентирующая головка 62 и ориентированная торцевая крышка 16 достигают второго конца 158 направляющего узла 130, торцевая крышка 16 принимается держателем 26. В варианте осуществления, когда ориентирующая головка 62 перемещается за направляющий узел, ориентирующая головка 62 продолжает прикладывать к торцевой крышке предварительно определенное усилие в радиальном направлении для размещения торцевой крышки на держателе 26. Ориентирующая головка 26 продолжает вращаться со ступицей 140, освобождая ориентированную торцевую крышку 16 и возвращаясь в продолжающееся в осевом направлении положение.
Держатели 26 выполнены с возможностью препятствования самопроизвольному или непреднамеренному перемещению или вращению ориентированных торцевых крышек. В варианте осуществления на держателях 26 образованы выступы 178. Трение между каждым выступом 178 и внутренней поверхностью торцевой крышки препятствует самопроизвольному вращению торцевой крышки. В другом варианте осуществления зажимной механизм 32, соединенный с держателем 26 и показанный на фиг. 7, прикладывает усилие к торцевой крышке 16 для предотвращения непреднамеренного вращения торцевой крышки 16. В варианте осуществления зажимной механизм 32 содержит, по меньшей мере, одну штангу, которая перемещается для контакта со всеми торцевыми крышками 16 в держателе 26. В другом варианте осуществления держатели 26 включают в себя фрикционный зажим 32 с сопрягаемым контуром или многоточечный кольцевой контактный зажим 32 для предотвращения непреднамеренного перемещения торцевых крышек 16. В другом варианте осуществления держатели 26 прикладывают всасывающее усилие к поверхности торцевой крышки для предотвращения непреднамеренного вращения торцевых крышек 16.
Ориентирующее устройство может иметь любое количество колес и направляющих узлов в любой комбинации. Например, как показано на фиг. 11, ориентирующее устройство 126 может содержать четыре колеса и направляющих узла, расположенные в двух рядах, расположенных в шахматном порядке. Как вариант, на фиг. 7 показано ориентирующее устройство 126, которое может иметь два колеса и направляющих узла в одном ряду.
Как показано на фиг. 7, Y-оси 28 всех торцевых крышек, по существу, параллельны друг другу, когда держатель выходит из ориентирующего устройства 126 на месте B. Y-ось 28 может иметь любую предварительно определенную ориентацию относительно базовой оси 30 системы 120. В варианте осуществления Y-ось 28 каждой торцевой крышки 16, по существу, параллельна базовой оси 30 системы 120, когда каждая торцевая крышка расположена на держателе с помощью ориентирующей головки 62. В другом варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 5°. В более предпочтительном варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 2°. В еще более предпочтительном варианте осуществления угол между Y-осью 28 и базовой осью 30 меньше приблизительно 1°. В варианте осуществления ориентирующее устройство 126 вращает каждую торцевую крышку 16 до тех пор, пока Y-ось 28 не будет, по существу, параллельна базовой оси 30 системы 120, и отрывная панель 22 не будет расположена справа от ушка 24, как показано на фиг. 7. Несмотря на то, что базовая ось 30, в общем, является горизонтальной, как видно на фиг. 7, следует принять во внимание, что базовая ось может быть выровнена под любым требуемым углом. Например, в варианте осуществления изобретения базовая ось вращается на 180°, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 126, ориентированы ушками 24 рядом с местом B перед отрывными панелями 22. В другом варианте осуществления базовая ось вращается на 90° по часовой стрелке, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 126, ориентированы ушками 24 к верхней стороне фиг. 7. В еще одном варианте осуществления базовая ось вращается на 90° против часовой стрелки, и все торцевые крышки 16, выходящие из ориентирующего устройства 126, ориентированы ушками 24 к нижней стороне фиг. 7. Ориентацию базовой оси 30 может выбирать оператор, и ее можно регулировать на любой необходимый угол.
Держатели 26 с ориентированными торцевыми крышками поступают в устройство 8 для нанесения покрытия системы 120. Устройство 8 для нанесения покрытия выполнено с возможностью предварительной обработки наружной поверхности 17 торцевых крышек 16, как описано выше со ссылкой на фиг. 1. Устройство 8 для нанесения покрытия также может наносить материал базового покрытия любого предварительно определенного типа на наружную поверхность 17 торцевых крышек 16.
Держатели 26 перемещаются в устройство сушки 12 системы 120. Устройство сушки 12, по существу, такое же, как и устройство сушки системы 2, описанное выше. Устройство сушки 12 выполняет сушку базового покрытия, если таковое имеется, которое наносят на торцевые крышки с помощью устройства 8 для нанесения покрытия.
Далее торцевые крышки транспортируют с помощью держателей 26 в печатающее устройство 10 системы 120. Печатающее устройство 10 выполнено с возможностью декорирования наружной поверхности 17 торцевой крышки предпочтительными знаками. В варианте осуществления изобретения печатающее устройство содержит узел лазерной маркировки, выполненный с возможностью образования изображения предварительно определенного размера, формы и ориентации на наружной поверхности торцевой крышки.
В другом варианте осуществления изобретения печатающее устройство содержит барабан 34A, который является таким же или сходным с барабаном 34A печатающего устройства 10 системы 2. Барабан 34A включает в себя печатные пластины 36A с углублениями 38A, как описано выше со ссылкой на фиг. 1. В варианте осуществления изобретения печатающее устройство 10 может создавать изображения 46, используя до шести различных цветов или типов краски с разрешением 133 линии на дюйм.
После декорирования печатающим устройством 10 торцевая крышка по усмотрению может поступать во второе устройство сушки 12A для сушки декорирования, нанесенного на торцевую крышку. На торцевые крышки можно наносить защитный материал с помощью второго устройства 8A для нанесения покрытия. Торцевые крышки могут подвергаться еще одной сушке с помощью третьего устройства сушки 12B. Как вариант, держатели 26 могут транспортировать торцевые крышки на пост 45 контроля. Пост 45 контроля включает в себя датчики, которые выполнены с возможностью подтверждения, что декорирование нанесено на предварительно определенное место торцевых крышек. Пост 45 контроля также выполнен с возможностью определения, соответствует ли декорирование предварительно определенным требованиям к качеству. Пост 45 контроля может направлять и принимать сигналы от контроллера системы 120. Пост контроля может включать в себя любые средства, известные специалисту в этой области, для проверки, что место нанесения и качество декорирования соответствуют предварительно определенным критериям качества или превышают их. Торцевые крышки, которые не прошли проверку на посту 45 контроля, отбраковывают и отделяют от торцевых крышек, которые прошли проверку. В варианте осуществления изобретения печатающее устройство 10 может создавать изображения 46, используя краски вплоть до шести различных цветов или типов с разрешением 133 линии на дюйм. В варианте осуществления изобретения система 120 может обеспечивать ориентирование и декорирование приблизительно 2000 торцевых крышек в минуту. В другом варианте осуществления система может обеспечивать ориентирование и декорирование приблизительно 1000000 торцевых крышек за 8 часов.
После выхода держателей 26 из устройства сушки 12A и 12B рядом с местом C торцевые крышки 16 переносят в сборник 14. Торцевые крышки отделяют от держателей 26, как описано выше со ссылкой на фиг. 1. Далее незаполненные держатели циклически возвращаются на место A рядом с ориентирующим устройством 126 для приема следующих ориентированных торцевых крышек из ориентирующего устройства 126.
На фиг. 7 также показан пример торцевой крышки 16B согласно варианту осуществления, декорированной с помощью системы 120. Торцевая крышка 16B, по существу, является такой же, как и торцевая крышка 16B, описанная выше со ссылкой на фиг. 1. Одно или более изображений 46 могут быть расположены на нескольких предварительно определенных частях наружной поверхности 17 торцевой крышки, включая сюда центральную стенку, отрывную панель и ушко 24.
На фиг. 12 показан другой вариант выполнения ориентирующей головки 62A согласно изобретению. Ориентирующая головка 62A выполнена с возможностью использования как с ориентирующим устройством 6, так и с ориентирующим устройством 126. Ориентирующая головка 62A имеет корпус 70A, который выполнен с возможностью соединения с ориентирующим устройством 6 или с линейным шлицевым узлом 154 спицы 144 ориентирующего устройства 126. В варианте осуществления корпус 70A имеет, в общем, цилиндрическую форму. Корпус 70A имеет головку 74A. В варианте осуществления головка 74A имеет диаметр больше диаметра корпуса 70A. В другом варианте осуществления головка 74A имеет такой же или сходный диаметр, как и корпус 70A. В еще одном варианте осуществления головка 74A имеет диаметр меньше диаметра корпуса 70A. Головка 74A имеет лицевая часть 76A, которая, в общем, перпендикулярна продольной оси 72 корпуса 70A. Лицевая часть 76A выполнена с возможностью обеспечения скольжения наружной поверхности ушка 24 торцевой крышки 16 по лицевой части 76A, когда ориентирующая головка 62A или торцевая крышка 16 вращается без прикладывания вращательного усилия к ушку 24. Карман 80A, образованный на лицевой части 76A, выполнен с возможностью захватывания ушка 24 торцевой крышки. Когда ушко выравнивается с карманом, ушко размещается в кармане. В варианте осуществления, в котором ориентирующая головка выполнена с возможностью вращения торцевой крышки, когда ушко помещено в карман, часть кармана 80A прикладывает усилие к ушку 24 для одновременного вращения ушка и торцевой крышки до предварительно определенной ориентации. Например, в варианте осуществления стенка 82A кармана 80A прикладывает усилие к ушку 24 для вращения торцевой крышки. В другом варианте осуществления изобретения, в котором ориентирующая головка не вращается вокруг продольной оси спицы, когда ушко помещено в карман, часть кармана 80A, например, стенка 82A, прикладывает усилие к ушку 24 для предотвращения дальнейшего вращения торцевой крышки.
В варианте осуществления карман 80A углублен в лицевую часть 76A по направлению к корпусу 70A. Карман 80A выполнен с возможностью приема ушка 24, когда ушко 24 выровнено с карманом 80A. Стенка 82A продолжается, по существу, вертикально вверх от кармана 80A к лицевой части 76A. В варианте осуществления изобретения указанная стенка непрерывно продолжается по периметру кармана 80A. Стенка 82A выполнена с возможностью зацепления и прикладывания усилия к боковой поверхности ушка 24. Карман 80A может иметь любые предварительно определенные форму и размер, позволяющие принимать ушко 24. В варианте осуществления изобретения карман 80A имеет форму, по существу, соответствующую форме ушка 24 торцевой крышки, имеющего конкретные размер и оформление. В другом варианте осуществления изобретения карман 80A выполнен с возможностью приема ряда ушек 24 различных размеров и форм. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 12, карман имеет, в общем, линейные боковые стенки 82A и, в общем, дугообразные концевые стенки 83A. В варианте осуществления изобретения карман 80A образован в лицевой части 76A, и карман не пересекает наружную периферию головки 74A. В другом варианте осуществления карман 80A, по меньшей мере, частично пересекает наружную периферию головки 74A сходным образом с карманом 80, показанным на фиг. 4. В еще одном варианте осуществления изобретения карман 80A имеет, по существу, симметричную форму. В другом варианте осуществления изобретения карман 80A имеет асимметричную форму.
В варианте осуществления изобретения карман 80A имеет глубину, по меньшей мере, равную высоте от наружной поверхности 17 торцевой крышки до наружной поверхности ушка 24. Когда ушко 24 помещено в карман 80A этого варианта выполнения ориентирующей головки, лицевая часть 76A может контактировать и прикладывать усилие к наружной поверхности 17 торцевой крышки. В другом варианте осуществления карман 80A имеет глубину меньше высоты наружной поверхности ушка 24 над наружной поверхностью 17 торцевой крышки. Соответственно, в этом варианте осуществления, когда ушко 24 помещено в карман ориентирующей головки, лицевая часть 76A ориентирующей головки не контактирует с наружной поверхностью 17 торцевой крышки.
В варианте осуществления лицевая часть 76A ориентирующей головки 62A имеет диаметр, по существу, равный диаметру центральной стенки 20 торцевой крышки 16. В другом варианте осуществления лицевая часть 76A имеет диаметр, по существу, равный диаметру торцевой крышки 16. В еще одном варианте осуществления изобретения лицевая часть 76A имеет диаметр больше диаметра торцевой крышки 16.
На фиг. 13 показан вариант выполнения способа 180 для ориентирования и декорирования торцевых крышек 16. Наряду с тем, что на фиг. 13 показан общий порядок выполнения способа 180, указанный способ 180 может включать в себя большее или меньшее количество этапов или порядок выполнения его этапов может отличаться от порядка выполнения этапов, показанного на фиг. 13. В общем, выполнение способа 180 начинается с начальной операции 182 и заканчивается завершающей операцией 208. Далее приведено описание способа 180 со ссылкой на систему 2, 120 описанную со ссылкой на фиг. 1 - 12.
Стабилизатором 4 объединяют видоизмененные торцевые крышки 16 в виде прутка, содержащего множество отдельных торцевых крышек. В варианте осуществления торцевые крышки включают в себя периферийный загиб и ушко, соединенные с частью наружной поверхности торцевой крышки. Устройством 124 подачи принимают прутки торцевых крышек и отделяют 184 отдельные торцевые крышки 16 от прутков. Ориентирующим устройством 126 принимают 186 отдельные торцевые крышки из устройства 124 подачи. Ориентирующие головки 62 ориентирующего устройства 126 вводят в контакт с частью наружной поверхности торцевых крышек. Вращают 188 торцевые крышки ориентирующим устройством 126 до предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления ориентирующими головками вращают торцевые крышки до предварительно определенной ориентации. В другом варианте осуществления ориентирующим устройством 126 вращают крышки, и ориентирующими головками прекращают вращение торцевых крышек, когда торцевые крышки достигают предварительно определенной ориентации.
Торцевые крышки 16 подвергают проверке 190, чтобы определить, расположены ли торцевые крышки 16 в предварительно определенной ориентации. В варианте осуществления изобретения датчиком 176, связанным с каждым колесом ориентирующего устройства, обнаруживают торцевые крышки. Если торцевые крышки 16 не расположены в предварительно определенной ориентации, выполнение способа 180 прекращают (НЕТ), и отбракованные торцевые крышки 16 собирают192. Если крышки 16 расположены в предварительно определенной ориентации, выполнение способа 180 продолжают (ДА), и торцевые крышки 16 загружают 194 в держатель 126 с помощью ориентирующего устройства 126.
Держатель 26 выполнен с возможностью перемещения ориентированных торцевых крышек через систему 120. Как вариант, торцевые крышки подвергают предварительной обработке196. Держатель 26 также может транспортировать торцевые крышки 16 в одно или более устройств 8 для нанесения покрытия и устройств сушки 12, которые по усмотрению выполнены с возможностью нанесения и сушки 198 базового покрытия, наносимого на предварительно определенные области наружной поверхности 17 торцевых крышек 16. Далее держателем 26 транспортируют 200 торцевые крышки 16 в печатающее устройство 10 и второе устройство сушки 12A. Печатающее устройство 10 выполнено с возможностью нанесения декорирования на одну или более предварительно определенных областей наружной поверхности 17 торцевых крышек 16. Декорирование можно наносить в любое место и в любой ориентации и может быть любого размера и формы. Как вариант, устройство декорирования может наносить различное декорирование на каждую из торцевых крышек, расположенных в держателе 126. Второе устройство сушки 12A выполнено с возможностью сушки декорирования, нанесенного на торцевые крышки 16 печатающим устройством 10. Как вариант, на торцевые крышки 16 может быть нанесено 202 защитное покрытие вторым устройством 8A для нанесения покрытия с последующей сушкой в третьем устройстве сушки 12B.
Далее торцевые крышки 16 подвергают проверке 204 с целью убедиться, что декорирование нанесено в надлежащем месте с необходимым качеством. Если торцевые крышки 16 не прошли проверку 204, выполнение способа 180 прекращают (НЕТ), и отбракованные торцевые крышки 16 собирают 192. Если торцевые крышки 16 прошли проверку 204, выполнение способа 180 продолжают (ДА), и торцевые крышки собирают 206 в сборник 14. Выполнение способа 180 завершают 208.
Описание представлено в целях пояснения и раскрытия и не должно рассматриваться как исчерпывающее или ограничивающее изобретение до описанной формы. Специалисту в этой области должны быть понятны многочисленные модификации и варианты изобретения. Описанные варианты выполнения, показанные на фигурах, выбраны и описаны с целью лучшего объяснения принципов изобретения и его практического применения и для лучшего понимания изобретения специалистами в этой области.
Несмотря на подробное описание ряда вариантов осуществления изобретения, ясно, специалисты в этой области могут выполнять модификации и изменения изобретения. Кроме того, следует принять во внимание, что ссылки, сделанные в описании на «изобретение» или его аспекты, означают определенные варианты осуществления изобретения и не должны обязательно рассматриваться как ограничение всех вариантов осуществления применительно к конкретному описанию. Следует ясно понимать, что такие модификации и изменения соответствуют объему и сущности изобретения, как определено в формуле изобретения.
1. Способ ориентирования и декорирования металлической торцевой крышки емкости для напитков, включающий в себя этапы, на которых:
обеспечивают множество металлических торцевых крышек, предназначенных для соединения с горлышком емкости;
подают металлическую торцевую крышку в первый конец дугообразного направляющего узла ориентирующего устройства, причем направляющий узел также содержит внутреннюю направляющую, соединенную с наружной направляющей, при этом внутренняя и наружная направляющие отделены друг от друга расстоянием, равным высоте металлической торцевой крышки;
вводят в зацепление ориентирующую головку ориентирующего устройства с наружной поверхностью металлической торцевой крышки, причем ориентирующая головка соединена с дальним концом спицы, ближний конец спицы соединен со ступицей ориентирующего устройства, при этом спица выполнена с возможностью начала вращения ориентирующей головки в первой точке, расположенной рядом с первым концом направляющего узла, и прекращения вращения ориентирующей головки во второй точке, которая расположена между первым и вторым концами направляющего узла, когда ступица ориентирующего устройства вращается в осевом направлении;
вращают металлическую торцевую крышку для выравнивания ее в предварительно определенной ориентации так, чтобы угол между Y-осью торцевой крышки и базовой осью составлял менее 5°;
размещают металлическую торцевую крышку на держателе рядом со вторым концом направляющего узла;
выводят ориентирующую головку из зацепления с металлической торцевой крышкой; и
декорируют предварительно определенную часть наружной поверхности металлической торцевой крышки по меньшей мере одним из изображения, лазерной маркировки, кода и текстового сообщения.
2. Способ по п. 1, в котором спица выполнена с возможностью вращения ориентирующей головки вокруг продольной оси спицы.
3. Способ по п. 1, в котором спица также содержит первое зубчатое колесо, выполненное с возможностью зацепления с коническим зубчатым колесом ступицы, причем первое зубчатое колесо и коническое зубчатое колесо выполнены с возможностью инициировать вращение ориентирующей головки в первой точке и прекращать вращение ориентирующей головки во второй точке.
4. Способ по п. 1, в котором ориентирующая головка выполнена с возможностью прекращения вращения металлической торцевой крышки, когда металлическая торцевая крышка выровнена в предварительно определенной ориентации.
5. Способ по п. 1, в котором этап декорирования предварительно определенной части наружной поверхности металлической торцевой крышки также содержит:
обеспечение одной или более печатных пластин с углублением, выполненным с возможностью приема ушка, которое соединено с наружной поверхностью металлической торцевой крышки;
прикрепление печатных пластин с возможностью удаления к барабану печатающего устройства;
образование изображения на печатающей головке;
нанесение краски на изображение;
перенос краски с печатающей головки на предварительно определенную часть печатных пластин; и
перенос краски с печатных пластин на предварительно определенную часть наружной поверхности металлической торцевой крышки.
6. Устройство для приема и ориентирования металлической торцевой крышки емкости для напитков, предназначенной для соединения с горлышком емкости, включающее в себя:
дугообразный направляющий узел, содержащий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью приема металлической торцевой крышки, и второй конец выполнен с возможностью освобождения металлической торцевой крышки, причем дугообразный направляющий узел содержит внутреннюю направляющую, соединенную с наружной направляющей, при этом внутренняя и наружная направляющие отделены друг от друга расстоянием, равным высоте металлической торцевой крышки;
ступицу, выполненную с возможностью вращения рядом с дугообразным направляющим узлом с предварительно определенной угловой скоростью;
множество спиц, радиально соединенных со ступицей; и
ориентирующую головку, соединенную с дальним концом каждой спицы, причем ориентирующая головка выполнена с возможностью зацепления с частью наружной поверхности металлической торцевой крышки на первом конце дугообразного направляющего узла и вращения металлической торцевой крышки до предварительно определенной ориентации так, чтобы угол между Y-осью металлической торцевой крышки и базовой осью составлял менее 5°, когда ориентирующая головка и металлическая торцевая крышка перемещаются между первым концом и вторым концом дугообразного направляющего узла.
7. Устройство по п. 6, в котором, по меньшей мере, часть наружной поверхности металлической торцевой крышки контактирует с внутренней направляющей, и, по меньшей мере, часть внутренней поверхности металлической торцевой крышки контактирует с наружной направляющей.
8. Устройство по п. 6, в котором ориентирующая головка также содержит корпус, соединенный со спицей, лицевую часть, содержащую, по существу, плоскую поверхность, ориентированную в плоскости, в общем, перпендикулярной корпусу, и карман, образованный в лицевой части, причем карман имеет геометрический профиль, выполненный с возможностью приема ушка, соединенного с частью наружной поверхности металлической торцевой крышки.
9. Устройство по п. 6, в котором ориентирующая головка входит в зацепление с наружной поверхностью металлической торцевой крышки и вращает металлическую торцевую крышку, когда металлическая торцевая крышка перемещается между первым концом и вторым концом дугообразного направляющего узла.
10. Устройство по п. 9, также содержащее:
коническое зубчатое колесо, выполненное с возможностью зацепления со ступицей, причем коническое зубчатое колесо содержит лицевую часть, ориентированную, по существу, перпендикулярно оси вращения ступицы, и зубья, образованные на части кольцеобразного участка лицевой части; и
шестерню, соединенную со спицей, причем зубья указанной шестерни входят в зацепление с зубьями, образованными на коническом зубчатом колесе, для вращения, по меньшей мере, части спицы и ориентирующей головки.
11. Устройство по п. 6, которое выполнено с возможностью вращения торцевой крышки, когда ориентирующая головка и металлическая торцевая крышка перемещаются между первым концом и вторым концом дугообразного направляющего узла.
12. Способ ориентирования металлической торцевой крышки емкости для напитков, включающий в себя этапы, на которых:
обеспечивают ориентирующее устройство, содержащее:
дугообразный направляющий узел, содержащий первый конец, второй конец, внутреннюю направляющую, соединенную с наружной направляющей, при этом внутренняя направляющая отделена от наружной направляющей расстоянием, равным высоте металлической торцевой крышки, причем первый конец выполнен с возможностью приема торцевой крышки, а второй конец выполнен с возможностью освобождения металлической торцевой крышки;
ступицу, выполненную с возможностью вращения рядом с дугообразным направляющим узлом с предварительно определенной угловой скоростью;
множество спиц, радиально соединенных со ступицей;
ориентирующую головку, соединенную с дальним концом каждой спицы, причем ориентирующая головка имеет лицевую часть, выполненную с возможностью зацепления с частью наружной поверхности металлической торцевой крышки, и каждая из множества спиц выполнена с возможностью перемещения лицевой части соединенной с ней ориентирующей головки от первого конца ко второму концу дугообразного направляющего узла;
принимают металлическую торцевую крышку на первом конце дугообразного направляющего узла, причем ушко, соединенное с частью наружной поверхности металлической торцевой крышки, расположено рядом с лицевой частью одной из ориентирующих головок;
вращают ступицу, причем лицевая часть ориентирующей головки входит в зацепление с металлической торцевой крышкой и перемещает металлическую торцевую крышку от первого конца ко второму концу дугообразного направляющего узла; и
вращают металлическую торцевую крышку вокруг продольной оси спицы, связанной с ориентирующей головкой, причем металлическая торцевая крышка и ушко выравниваются в предварительно определенной ориентации так, что угол между Y-осью металлической торцевой крышки и базовой осью составляет менее 5°, когда металлическая торцевая крышка выходит из второго конца дугообразного направляющего узла.
13. Способ по п. 12, в котором ориентирующее устройство также содержит:
коническое зубчатое колесо, соединенное со ступицей, причем коническое зубчатое колесо содержит предварительно определенное число зубьев, образованных на части конического зубчатого колеса; и
шестерню, соединенную с каждой из множества спиц, причем, когда ступица вращается, зубья шестерни входят в зацепление с зубьями конического зубчатого колеса, и, по меньшей мере, часть каждой спицы и соединенная с ней ориентирующая головка вращаются.
14. Способ по п. 12, в котором спица смещается в радиально продолжающееся положение, и лицевая часть ориентирующей головки прикладывает усилие к части наружной поверхности металлической торцевой крышки, когда металлическая торцевая крышка находится в зацеплении с лицевой частью ориентирующей головки.
15. Способ по п. 12, также содержащий этап, на котором выводят ориентирующую головку из зацепления с металлической торцевой крышкой после выравнивания металлической торцевой крышки в предварительно определенной ориентации.
