Формовочная система для изготовления контейнера на основе картона
Изобретение относится к формовочной системе, предназначенной для изготовления контейнера на основе картона. Указанная система содержит подвижную половинку пресс-формы и стационарную половинку пресс-формы, расположенные одна напротив другой, и обеспечивает возможность изготовить контейнер, который имеет дно, отпрессованное из картонной заготовки, стенки, присоединенные к дну, и обод, по меньшей мере, частично отлитый из пластика и присоединенный к верхней кромке стенок, охватывая их по периметру. Половинка пресс-формы, выполненная подвижной относительно стационарной половинки пресс-формы, содержит, по меньшей мере, пластину для сердечника, снабженную сердечником, и плоскую уплотнительную рамку, которая может перемещаться по отношению к сердечнику, имеет уплотнительную поверхность и окружает сердечник. Кроме того, в указанной половинке имеется ограничивающая рамка, выполненная с возможностью установки между сердечником и уплотнительной рамкой. С помощью этой рамки на контейнере можно выполнить обод, причем указанная рамка может перемещаться по отношению как к уплотнительной рамке, так и к сердечнику. Стационарная половинка пресс-формы содержит, по меньшей мере, пластину пресс-формы с полостью и уплотнительную поверхность. Формовочная система по изобретению содержит вкладыш, выполненный с возможностью опираться на основание полости пресс-формы с разъемным прикреплением к указанному основанию. Вкладыш уменьшает глубину Н полости пресс-формы за счет своей высоты h, так что непрерывная поверхность вкладыша выполняет функцию нового дна полости пресс-формы. При этом длина Н той части сердечника, которая проходит внутрь полости пресс-формы на стадии прессования картонной заготовки, может быть уменьшена на величину h, соответствующую высоте вкладыша, заменой сердечника на пластине для сердечника более коротким сердечником или разъемным прикреплением к базовой части сердечника, которая не изменяет свою длину, насадочной части, длину которой можно изменять. В результате сердечник или насадочные части сердечника и вкладыши основания полости пресс-формы, которые отвечают друг другу, можно применять, чтобы изменять глубину подлежащей обработке картонной заготовки, т.е. расстояние от дна контейнера, отпрессованного из картонной заготовки, до верхних кромок стенок контейнера. Предложенная формовочная система позволяет изготавливать различные емкости, снабженные перегородками. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к формовочной системе, выполненной согласно ограничительной части п.1 формулы и предназначенной для изменения глубины контейнера на основе картона с помощью подвижной и стационарной половинок пресс-формы системы, расположенных одна напротив другой. Систему можно использовать для изготовления контейнера, у которого имеется дно, спрессованное из картонной заготовки, стенки, соединенные с дном, и обод, по меньшей мере, частично сформированный из пластика и присоединенный к верхней кромке стенок, охватывая их по периметру.
Уровень техники
В пищевой промышленности в качестве упаковочных емкостей применяют, в частности, так называемые упаковочные лотки (tray-packages), представляющие собой закрытые крышкой контейнеры-лотки (треи) с дном, стенками, охватывающими дно по периметру и выступающими вверх, и ободом, охватывающим по периметру верхнюю кромку стенок и выступающим наружу. Контейнер закрывают крышкой, присоединяемой к ободу. В таких контейнерах материал дна и стенок часто содержит картон, поверх которого можно добавить пластиковый и/или металлический слои, в зависимости от конкретного приложения изменяющие свойства картона, связанные с пропусканием пара и/или кислорода.
Как правило, лотки, герметично закрытые крышкой, используют для хранения пищевых продуктов. Чтобы иметь возможность прикрепить крышку к лотку, кромку контейнера, применяемого в качестве упаковочного лотка, необходимо снабдить ободом, который горизонтально выступает от верхнего конца боковых стенок и охватывает емкость по периметру. Обычно на верхнюю поверхность обода нанесено надлежащее покрытие, посредством которого крышку можно плотно прикрепить к упаковочной емкости. Например, для такого закрепления широко распространен вариант с использованием пластиковых материалов, обладающих способностью спаиваться при нагреве. В числе примеров пищевых упаковочных емкостей и упаковочных материалов, используемых таким образом, можно указать, наряду с другими документами, на описания изобретений в патентных документах WO 03/033258, ЕР 1289856, WO 00/21854 и US 5425972.
Такой контейнер в виде лотка, имеющий спрессованное из картонной заготовки дно, а также стенки, соединенные с дном, и обод, по меньшей мере, частично отлитый из пластика и прикрепленный к верхней кромке стенок с охватом их по периметру, можно сформировать различными способами. В опубликованной патентной заявке FI 20070973 описан способ изготовления упаковочного лотка, согласно которому контейнер формируют из неизогнутой картонной заготовки, придавая ей требуемую форму посредством прессования в формовочной системе. Указанная система содержит подвижную и стационарную половинки пресс-формы, расположенные одна напротив другой. Та часть пресс-формы, которая установлена с возможностью перемещения относительно стационарной части пресс-формы, содержит, по меньшей мере, пластину, снабженную сердечником, а также плоскую уплотнительную рамку, смещаемую относительно сердечника, имеющую уплотнительную поверхность и окружающую сердечник. Кроме того, указанная часть пресс-формы снабжена ограничивающей рамкой, которая выполнена с возможностью перемещения относительно сердечника и уплотнительной рамки и установлена между ними, причем ее можно использовать для формования обода на контейнере. Стационарная часть пресс-формы представляет собой, по меньшей мере, пластину с полостью, имеющую уплотнительную поверхность.
Картонную заготовку, которой посредством прессования в такой формовочной системе придают требуемую форму, помещают поверх полости стационарной половинки пресс-формы, а затем вводят в указанную полость сердечник подвижной половинки пресс-формы, в результате чего заготовка, оставаясь между сердечником и полостью, превращается в контейнер в форме лотка. В конце стадии формования давлением на верхней части боковых стенок упаковочной емкости отливают обод из пластикового материала, выступающий в боковом направлении. Для этого закрытую пресс-форму удерживают в таком положении, при котором за счет отодвигания противостоящей поверхности внутри формовочной системы в обратном направлении от противоположной поверхности образуется полость, отвечающая ободу. Затем в указанную полость заливают литьевой материал, отвердевающий в ней с образованием зафиксированного обода, после чего пресс-форму открывают и удаляют из нее готовую упаковочную емкость в виде лотка.
Раскрытие изобретения
С использованием известных технических решений, взятых за основу, задача, решаемая заявителем, заключалась в разработке более универсального способа изготовления упаковочных емкостей в виде лотков, в рамках которого одну и ту же формовочную систему можно было бы использовать для получения различных контейнеров, применяемых в качестве емкостей указанного типа и снабженных одной или более перегородками. В другом предлагаемом варианте предусмотрена возможность оснастить корпус контейнера, имеющий в своей основе картон, различными тиснеными (выдавленными) фигурами.
Неожиданно было обнаружено, что глубину изготавливаемого контейнера можно желаемым образом варьировать, изменяя в формовочной системе описанные выше полость пресс-формы и/или формующий сердечник с помощью различных вкладышей, помещаемых в указанную полость, и/или насадок, разъемным образом введенных в формующий сердечник. Кроме того, указанную задачу можно решить посредством сердечников, разъемным образом прикрепленных к предназначенной для этого пластине, для которых предусмотрена возможность изменения длины.
В более точной формулировке изобретение относится к формовочной системе, выполненной согласно п.1 формулы и предназначенной для изменения глубины контейнера на основе картона. Указанная система содержит подвижную и стационарную половинки пресс-формы, расположенные одна напротив другой. Систему можно использовать для изготовления контейнера, дно которого отпрессовано из картонной заготовки, а стенки соединены с дном, причем к верхней части стенок с охватом их по периметру присоединен обод, по меньшей мере, частично отлитый из пластика. Половинка пресс-формы, выполненная подвижной относительно стационарной половинки пресс-формы, содержит, по меньшей мере, пластину для сердечника, снабженную сердечником, а также плоскую уплотнительную рамку, которая установлена подвижно относительно сердечника, имеет уплотнительную поверхность и окружает сердечник. Кроме того, указанная половинка пресс-формы снабжена ограничивающей рамкой, которую можно установить между сердечником и уплотнительной рамкой и использовать для формования обода на контейнере. Предусмотрена возможность перемещения ограничивающей рамки относительно как уплотнительной рамки, так и сердечника. Стационарная половинка пресс-формы представляет собой, по меньшей мере, пластину с полостью, имеющую уплотнительную поверхность.
Формовочная система содержит вкладыш, выполненный с возможностью опираться на основание полости пресс-формы с разъемным прикреплением к указанному основанию, и уменьшающий глубину Н полости за счет своей высоты h. В таком варианте непрерывная поверхность вкладыша выполняет функцию дна полости, т.е. можно укоротить длину Н той части вкладыша, которая на стадии прессования картонной заготовки проходит внутрь полости, соответственно за счет высоты h вкладыша, посредством замены вкладыша в пластине на более короткий или путем разъемного прикрепления к базовой части вкладыша насадки с переменной длиной, длина которой не изменяется. В результате соответствующие друг другу сердечник (или его насадки) и вкладыши основания полости пресс-формы можно использовать для изменения глубины обрабатываемой картонной заготовки, т.е. для изменения расстояния между дном контейнера, спрессованным из картонной заготовки, и верхними кромками стенок.
В варианте осуществления изобретения вкладыш, прикрепленный к основанию полости пресс-формы, можно применить для осуществления одно- или двухстороннего тиснения на корпусе контейнера, выполненном на основе картона.
В данном случае для полости, которая составляет часть пресс-формы и посредством которой можно изготовить контейнер, термин “основание” означает максимально заглубленную плоскость, задающую расстояние между дном и ободом.
В таком контексте продольное направление вкладыша полости пресс-формы и продольное направление сердечника отвечают координате, перпендикулярной дну сформированного контейнера, т.е. глубине контейнера, сформированного таким образом.
Односторонними тиснеными (выдавленными) фигурами или фасонными элементами корпуса являются углубления или выпуклости, сформированные только на одной его стороне. Двухсторонними тиснеными (выдавленными) фигурами или фасонными элементами корпуса являются углубления или выпуклости, которые передаются через корпус, спрессованный из картона, т.е. углубление на одной стороне корпуса всегда отвечает выпуклости подобного размера и формы на его противоположной стороне.
В способе согласно изобретению картонную заготовку прессуют между формующим сердечником и дном полости пресс-формы, чтобы получить дно контейнера и стенки, охватывающие указанное дно по периметру. Затем на верхних кромках стенок посредством литья формируют фланцеобразный обод, который, по меньшей мере частично, состоит из пластика и охватывает стенки по периметру. Для изменения расстояния между дном контейнера, отпрессованного из картонной заготовки, и верхними кромками стенок контейнера применяют вкладыш, прикрепляемый к дну полости пресс-формы, и сердечник с переменной длиной, прикрепленный к предназначенной для этого пластине, или насадку (насадочную часть), имеющую переменную длину и присоединенную к базовой части сердечника, длина которой не меняется.
Используя соответствующий способ, на корпусе контейнера, сформированном на основе картона, можно выполнить одно- или двухсторонние тисненые (выдавленные) фигуры.
В основу изобретения положено изменение длины формующего сердечника, расположенного на предназначенной для этого пластине, или добавление насадки с переменной длиной на базовую часть указанного сердечника, длина которой не меняется, причем одновременно с этим на основание полости пресс-формы добавляют съемный вкладыш, выполненный с возможностью изменения длины. Таким образом, вкладыши или насадку сердечника можно использовать для увеличения или уменьшения глубины контейнера, т.е. расстояния от дна до обода. Если глубину изготавливаемого контейнера нужно уменьшить, к основанию полости пресс-формы прикрепляют вкладыш, уменьшающий глубину указанной полости, причем одновременно с этим укорачивают формующий сердечник, уменьшая длину насадки, присоединенной к концу базовой части сердечника, на величину, соответствующую уменьшению глубины полости. В результате независимо от изменений глубины лотка площадь поверхности дна лотка можно удерживать в тех же границах, что и раньше.
В описании к американской патентной заявке №2007/0267374 (см. фиг.161-163) представлены направляющие пластины, помещенные в полости пресс-формы и присоединенные к стенкам указанной полости. Однако указанные пластины применяют главным образом для позиционирования изготавливаемого контейнера в этой полости, а не с целью регулирования его глубины, т.е. как по своей конструкции, так и по функциональному назначению они отличаются от вкладышей, помещенных в полости пресс-формы формовочной системы согласно изобретению.
Кроме того, способ изготовления, раскрытый в указанном выше описании, не позволяет получить контейнеры на основе картона, имеющие широкие пластиковые ободья, поскольку в отличие от предлагаемого изобретения в данном случае литейная полость уже сформирована во время формования заготовки, а фиксирование кромок картона, обеспечивающее равномерное изгибание, прекращается слишком рано. Согласно настоящему изобретению картонная заготовка удерживается между уплотнительными поверхностями уплотнительной рамки, ограничивающей рамки и лежащей напротив них пластины пресс-формы, по меньшей мере, до тех пор, пока картонная заготовка не войдет в полость пресс-формы, а литейная полость не образуется в формовочной системе, пока ограничивающая рамка не будет оттянута обратно, т.е. не отодвинется от стационарной фронтальной поверхности пресс-формы, чтобы обеспечить получение фланцеобразного обода, который, по меньшей мере, частично состоит из пластика и охватывает стенки контейнера по периметру.
В варианте осуществления изобретения формующий сердечник или вкладыши, на поверхности которых выполнены выпуклости и вставки и которые присоединены к полости пресс-формы, соответствующим образом формуют картонную заготовку, когда указанный сердечник прижимается к дну полости пресс-формы на стадии формования корпуса.
За счет использования съемных вкладышей и насадок форму и размеры корпуса изготавливаемого контейнера можно изменять гораздо быстрее, чем при замещении всей пластины сердечника или пластины пресс-формы новыми пластинами такого же назначения. В результате формовочная система приобретает модульный характер с несложными и простыми перестройками, не меняющими функционирование формовочной системы в целом.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты осуществления изобретения проиллюстрированы прилагаемыми чертежами, причем при их описании раскрыты также и другие преимущества, обеспечиваемые изобретением.
На фиг.1 формовочная система представлена в сечении на виде сбоку и с пространственным разделением компонентов.
На фиг.2А и 2В в перспективном изображении представлена формовочная система, известная из уровня техники.
На фиг.2С в перспективном изображении представлен контейнер, изготовленный с помощью известной формовочной системы.
На фиг.3A-3D в продольном сечении представлена формовочная система во время ее функционирования на стадиях изготовления различных частей контейнера.
На фиг.4, на виде сбоку и в продольном сечении представлены формующий сердечник и полость пресс-формы, причем каждый из указанных компонентов содержит дополнительный элемент, формирующий корпус контейнера.
На фиг.5, на виде сбоку и в продольном сечении представлены формующий сердечник и полость пресс-формы, причем только один из указанных компонентов содержит дополнительный элемент, формирующий корпус контейнера.
На фиг.6, на виде сверху и в сечении представлена пластина пресс-формы, причем вкладыш для изменения глубины контейнера прикреплен к своей полости пресс-формы посредством магнитного устройства.
Осуществление изобретения
Далее сначала приведено описание формовочной системы 1, функционирование которой проиллюстрировано на фиг.1-3. По отношению к ограничивающей и уплотнительной рамкам формовочные системы, показанные на фиг.2А и 2В, отличаются от систем по изобретению, но тем не менее могут служить иллюстрацией базовой конструкции предлагаемой системы.
На фиг.1 основные компоненты формовочной системы по изобретению представлены на виде сбоку, в сечении и с пространственным разделением. Система 1 содержит подвижную половинку 10 пресс-формы (“заднюю пресс-форму”) и стационарную половинку 20 пресс-формы (“переднюю пресс-форму”). К основным деталям указанной половинки 10 пресс-формы относятся выталкивающий узел 30, содержащий выталкивающий стержень 31 и двухкомпонентный корпус 3, причем в указанном корпусе между его частями 3а и 3b помещен пневматический привод 33, обеспечивающий сжатие между половинками 10 и 20 пресс-формы. Кроме того, подвижная половинка 10 пресс-формы содержит плоскую уплотнительную рамку 5, плоскую ограничивающую рамку 6 и пластину 4, к которой прикреплен формующий сердечник 41. Стационарная половинка 20 пресс-формы содержит пластину 7, в которой выполнена полость 71, в соответствии с контуром которой плоской картонной заготовке придают нужную форму, т.е. которая задает общую конфигурацию упаковочной емкости (дно, форму боковых стенок, отходящих от дна, наклон стенок, закругления и другие параметры). В данном случае термин “картонная заготовка” относится к картонной заготовке или к заготовке на основе картона, причем в возможных вариантах картон для изменения его барьерных свойств покрыт слоями пластика или металла. Далее, стационарная половинка 20 пресс-формы снабжена каркасом 8, через который к литейным входам обода проведены литниковые каналы, как это лучше всего показано на фиг.2А и 2В.
Уплотнительная рамка 5 расположена вокруг формующего сердечника 41. Ограничивающую рамку 6, установленную с возможностью перемещения относительно уплотнительной рамки 5 и формующего сердечника 41 в направлении, соответствующем глубине, можно поместить между указанными компонентами 5, 41. В данном случае направление, соответствующее глубине, представляет собой направление, перпендикулярное поверхности 4а пластины 4 для сердечника. Уплотнительная рамка 5 имеет уплотнительную поверхность 5а, которая в конце стадии прессования оказывается на одном уровне с лицевой стороной 41а формующей части сердечника 41.
Указанной лицевой стороной является та часть сердечника 41, которая доходит до плоскости обода формируемого контейнера, т.е. примерно до плоскости уплотнительной поверхности 7а пластины 7 пресс-формы и, в то же время, до плоскости верхней кромки полости 71 пресс-формы. Формующая часть сердечника 41, показанного на фиг.1, представляет собой ту часть сердечника, для которой предусмотрена возможность введения в полость 71 пресс-формы. Указанная часть (см. фиг.1) и отвечающая ей полость 71 в сечении имеют профили в форме прямоугольника с закругленными углами, т.е. они позволяют получить, соответственно, контейнер с сечением в виде такого прямоугольника, как это показано, например, на фиг.3А. При обсуждении профилей сечений полости пресс-формы, формующего сердечника и контейнера имеются в виду сечения, рассматриваемые в направлении формовочной системы 1, соответствующем глубине, т.е. в направлении, перпендикулярном плоскостям поверхностей пластины 7 пресс-формы и пластины 4 для сердечника. Если изменить профили сечений полости пресс-формы и формующей части сердечника, придав им, например, форму круга, получаются, соответственно, контейнеры с круглым сечением, как это показано, например, на фиг.2С.
Уплотнительная поверхность 5а уплотнительной рамки 5 расположена напротив соответствующей уплотнительной поверхности 7а пластины 7 пресс-формы (пластина 7 окружает полость 71 передней пресс-формы 20). Кроме того, сердечник 41 окружен ограничивающей рамкой 6, установленной с возможностью совершать короткие возвратно-поступательные перемещения относительно уплотнительной поверхности 5а уплотнительной рамки 5. Таким образом, уплотнительная поверхность 61а ступени 61 ограничивающей рамки 6, обращенная в сторону стационарной половинки 20 пресс-формы, может смещаться к плоскости уплотнительной поверхности 5а уплотнительной рамки 5 и на очень короткое расстояние обратно от указанной поверхности.
На фиг.2А и 2В представлены соответственно стационарная половинка 20 пресс-формы, используемая в известной формовочной системе 1 В, и ответная, подвижная половинка пресс-формы. По отношению к выполняемым функциям и конструкции своей пресс-формы указанная формовочная система 1 В представляет собой тот же тип, что и система по изобретению, но отличается от нее главным образом конструкциями ограничивающей рамки 6 и уплотнительной рамки 5, окружающей сердечник 41. Во фронтальной части стационарной половинки 20 пресс-формы помещена пластина 7, в которой выполнен вырез в форме лотка, образующий полость 71 пресс-формы. Указанная пластина 7 прикреплена к каркасу 8 пресс-формы, через который проведены литниковые (“горячие”) каналы и направляющие наконечники (сопла), предназначенные для введения пластика в литейную полость, описанную далее.
В свою очередь, подвижная половинка 10 пресс-формы в своей фронтальной части содержит формующий сердечник 41, прикрепленный к нижней части пластины 4 для сердечника. Указанная пластина 4 прикреплена к выталкивающему узлу 30 подвижной половинки 10 пресс-формы. Сердечник 41 окружен плоской ограничивающей рамкой 6, доходящей до поверхности лицевой стороны 41а формующей части сердечника, причем уплотнительная поверхность 61а указанной рамки находится на одном уровне с передней стороной сердечника. Кроме того, сердечник 41 окружен плоской уплотнительной рамкой 5, которая имеет уплотнительную поверхность 5а и находится снаружи ограничивающей рамки, которая ограничивает ее смещения.
На фиг.3А-3В в сечении и на виде сбоку представлена формовочная система 1 по изобретению, у которой половинки пресс-формы идентичны описанным выше в связи с фиг.1, 2А и 2В. Указанную систему 1 применяют для формования упаковочного лотка, начиная с его отпрессовывания и заканчивая отливкой обода. Система 1 содержит пресс-форму, предназначенную для компрессионного формования и литья. Пресс-форма образована из двух половинок 10, 20, назначение которых на первой стадии заключается в формовании упаковочного лотка в форме контейнера из, по существу, неизогнутой и однородной картонной заготовки К. В функции формовочной системы 1 включено также литье, используемое для отливки обода 50 на кромках стенок упаковочной емкости 500, сформированной посредством приложения давления.
Когда уплотнительная поверхность 61а ступени 61 ограничивающей рамки 6 (т.е. передняя сторона 61а, обращенная в сторону стационарной половинки 20 пресс-формы) оказывается на одном уровне с уплотнительной поверхностью 5а уплотнительной рамки 5, указанные поверхности 5а и 61а образуют общую уплотнительную поверхность. Если пресс-форма закрыта (т.е. ее половинки 10 и 20 сведены одна с другой) (см. фиг.3B-3D), уплотнительная поверхность 7а пластины 7 стационарной половинки 20 и общая уплотнительная поверхность 5а, 61а подвижной половинки 10 сходятся одна с другой, так что подлежащая формованию картонная заготовка К остается между ними. Пневматический привод 33, расположенный между частями 3а, 3b корпуса 3 выталкивающего узла 30 и присоединенный к ограничивающей рамке 6, через эту рамку 6, уплотнительную рамку 5 и, таким образом, через общую уплотнительную поверхность 5а, 61а подвижной половинки 10 пресс-формы прилагает давление, обеспечивающее удерживающее усилие между указанными половинками 10 и 20, т.е. между общей уплотнительной поверхностью 5а, 61а и уплотнительной поверхностью 7а стационарной половинки пресс-формы. Основная часть сжатия (удерживающего усилия), воздействующего на уплотнительную поверхность 7а и, кроме того, на картонную заготовку К, находящуюся между уплотнительными поверхностями, создается уплотнительной поверхностью 5а уплотнительной рамки 5, однако уплотнительная поверхность 61а ступени 61 ограничивающей рамки также подает на заготовку К удерживающее усилие. Предусмотрена возможность регулировать указанное усилие посредством привода 33, представляющего собой, например, цилиндр со сжатым воздухом, работающий с использованием рабочей среды под давлением. Ограничивающая рамка 6 помещена внутри выталкивающего узла 30 между уплотнительной рамкой 5 и сердечником 41.
С помощью выталкивающего стержня 31 можно перемещать двухкомпонентный корпус 3 выталкивающего узла 30 и пластину 4 с сердечником 41 относительно стационарной половинки 20 пресс-формы в направлении, соответствующем глубине, причем указанное направление имеет тот же смысл, что и выше. Таким образом, подвижная половинка 10 пресс-формы передвигается между фронтальной позицией (показанной на фиг.3А) и задней позицией (показанной на фиг.3B-3D).
На стадии сжатия подвижная половинка 10 пресс-формы формовочной системы вдавливает картонную заготовку К в полость 71 пластины 7 стационарной половинки 20 пресс-формы. Для этого указанная подвижная половинка снабжена формующим сердечником 41, помещенным на предназначенную для него пластину 4. Формующая часть сердечника вводится в упомянутую выше полость 71 пресс-формы с образованием контакта по его лицевой стороне 41а. В результате картонная заготовка подвергается прессованию между сердечником 41 и полостью 71, получая форму лотка. Подвижная половинка 10 пресс-формы сконструирована с возможностью перемещения относительно стационарной половинки, причем указанное перемещение, которое закрывает и открывает пресс-форму, осуществляется посредством узлов, в данном случае подробно не описанных.
На фиг.3А формовочная система 1 показана до закрывания пресс-формы. Картонная заготовка К подводится роботом к небольшим держателям (не показаны), расположенным на пластине 7 стационарной половинки 20 пресс-формы. Затем пресс-форму закрывают, т.е. сердечник 41 вводят в полость 71 пресс-формы, в результате чего заготовка К, остающаяся между указанными деталями, посредством прессования трансформируется в контейнер в виде лотка.
Стадия, на которой сердечник 41 после введения его в полость 71 начинает изменять форму заготовки, показана на фиг.3В. Уплотнительные поверхности, т.е. поверхность 5а уплотнительной рамки и поверхность 61а ограничивающей рамки, прилагают к заготовке К усилие, исходящее от привода 33, а ее кромки на данной стадии остаются зажатыми между указанными поверхностями 5а и 61а с одной стороны и уплотнительной поверхностью 7а пластины 7 стационарной половинки пресс-формы с другой.
На фиг.3С показана ситуация, в которой пресс-форма полностью закрыта, ее половинки 10 и 20 прижаты друг к другу, а находящаяся между ними картонная заготовка К посредством прессования превращена в лоток. При этом верхняя кромка боковых стенок лотка находится на одном уровне с уплотнительной поверхностью 61а ограничивающей рамки 6 или немного выдвинута перед ней. Последнее из удерживающих усилий, подаваемых на кромки заготовки, прикладывается передней стороной 61а ступени 61 ограничивающей рамки 6, против которой находится уплотнительная поверхность 7а пластины, окружающей полость 71 стационарной половинки пресс-формы.
На фиг.3D показана ситуация, в которой пресс-форма все еще закрыта, но ограничивающая рамка 6 сдвинута обратно от уплотнительной поверхности (стенки) 71а стационарной половинки 20 пресс-формы на небольшое расстояние в направлении выталкивающего узла 30 подвижной половинки 10 пресс-формы. Перемещение осуществляется приводом, обеспечивающим прецизионные движения, например, посредством подтягивания выталкивающего стержня 31 соответствующим двигателем. После этого между уплотнительной поверхностью 7а, окружающей полость 71, уплотнительной поверхностью 5а уплотнительной рамки 5, передней стороной 61а ступени 61 ограничивающей рамки 6 и лицевой стороной 41а сердечника 41 образуется небольшая литейная полость 43, находящаяся в контакте с наружной кромкой лотка и окружающая лоток по периметру. Когда в указанную полость 43 подают расплавленный пластиковый материал, он формирует фланцеобразный обод, выступающий от боковых стенок лотка наружу. Из-за особенностей своей формы ограничивающая рамка 6 плотно прилегает к формующему сердечнику 41, обеспечивая тем самым герметичность литейной полости 43. Для подачи литьевого материала через каркас 8 стационарной половинки 20 пресс-формы проложен канал, через который заливаемый пластик перемещается к литейной полости 43. Кроме того, в зависимости от конструкции формируемого контейнера можно предусмотреть наличие подающих каналов, соединенных с инжекционной полостью каким-то другим образом.
После отверждения пластикового материала в литейной полости 43 пресс-форму можно открыть, снова возвратив ее в открытое положение, причем выталкивающий узел 30 все еще находится в задней позиции. Когда узел 30 отжимается выталкивающим стержнем 31 к фронтальной позиции, он удаляет готовый контейнер из подвижной половинки 10 пресс-формы, причем одновременно с этим ограничивающая рамка 6 получает возможность снова сместиться во фронтальное положение (т.е. восстанавливается положение, показанное на фиг.3А). После этого уплотнительная поверхность 7а пластины 7 передней пресс-формы 20, на которую надавливает выталкивающий стержень 31, выполняет функцию выталкивающей поверхности при удалении законченного контейнера из пресс-формы. Далее робот откладывает законченный контейнер и заменяет его новой заготовкой К, после чего повторяют рабочие этапы, описанные выше.
Используя в качестве полости пресс-формы полость, пригодную для получения контейнера с круглым дном, и изменяя конфигурацию формующей части сердечника в соответствии с формой полости данной пресс-формы, описанную выше формовочную систему можно применить, например, для изготовления контейнера 500, показанного на фиг.2С. Указанный контейнер имеет корпус 58, полученный компрессионным формованием из картонной заготовки и имеющий круглое дно 57 и выступающие вверх стенки 59, которые присоединены к дну 57. На верхней кромке стенок 59 отлит выступающий наружу пластиковый фланцеобразный обод 50.
Если представленному на фиг.2С контейнеру нужно придать форму, в которой на корпусе 58, спрессованном из картонной заготовки, т.е. на дне 57 или на стенках 59, сформированы двухсторонние декоративные или функциональные тисненые фигуры, такой вариант можно реализовать, изменив формующий сердечник, используемый в формовочной системе согласно изобретению, и ответную полость 71 пресс-формы по фиг.4. На фиг.4 схематично показан формующий сердечник 41, прикрепленный к предназначенной для этого пластине 4 и состоящий из двух частей, а именно из базовой части 41f и насадочной части 41g. Базовая часть 41f имеет постоянную длину и прикреплена к пластине 4 для сердечника. Насадочная часть 41g выполнена с возможностью изменения длины и прикреплена к указанной базовой части.
К наружному краю 411b части 41g, который в то же время выполняет функцию наружного края 41b сердечника, присоединен выступ 410, используемый в качестве вкладыша и направленный вниз от плоскости наружного края сердечника (т.е. перпендикулярно направлению плоскости уплотнительной поверхности 7а пластины 7 пресс-формы). На фиг.4 показана также ограничивающая рамка 6, расположенная под пластиной 4 для сердечника и окружающая формующий сердечник 41. Предусмотрена возможность присоединить указанную часть 41g сердечника 41 к его базовой части 41f у любого желаемого места, однако в общем случае наиболее предпочтительным вариантом является конструирование сердечника 41 таким образом, чтобы насадочная часть 41g составляла его формующий участок (т.е. участок, вводимый в полость 71 пресс-формы при прессовании картонной заготовки К до требуемой формы так, как это показано на фиг.3А-3С). Тогда лицевая сторона 411а насадочной части, выполняя функцию лицевой стороны 41а сердечника, при вдавливании его в полость 71 пресс-формы будет находиться на одном уровне с уплотнительной поверхностью 7а пластины 7 пресс-формы или располагаться немного выше указанной поверхности, если смотреть в направлении подвижной половинки 10 пресс-формы. Насадочная часть 41g сердечника 41 присоединена к его базовой части 41f с помощью соответствующего крепежа, например, посредством крепления винтами.
Поскольку стык между насадочной и базовой частями 41g, 41f не воспроизводит форму пластикового обода изготавливаемого контейнера, скрепление указанных частей 41g, 41f между собой можно выполнить также и другими крепежными способами, известными специалистам в этой области. В паре по фиг.4, составленной из формующего сердечника и полости пресс-формы, вырез 710, соответствующий выступу 410 насадочной части 41g сердечника, в данном случае выполнен на основании (дне) 71b полости 71 пластины 7 пресс-формы. В данном случае дополнительный элемент полости 71 пресс-формы фактически является дополнительным элементом, удаленным из плоского основания 71b полости пресс-формы с возможностью снова присоединить его к основанию 71b при выполнении формовочной системы по фиг.5 (т.е. системы с плоским основанием 71b полости 71 пресс-формы). Посредством указанного дополнительного элемента создают односторонние фигуры для корпуса 58 той части контейнера, которая сформирована из картонной заготовки. Когда пару по фиг.4, состоящую из формующего сердечника и полости пресс-формы, применяют для изготовления контейнера 500 по способу, проиллюстрированному выше на фиг.1-3, выступ 410 насадочной части 41g сердечника на шаге прессования (т.е. во время рабочего этапа, представленного выше на фиг.3В и 3С) прижимают к дну 71b полости 71 пресс-формы. В этом случае выступ 410 отжимает картонную заготовку, лежащую между формующим сердечником 41 и полостью 71 пресс-формы, в сторону выреза 710, выполненного в основании 71b полости 71 и по сравнению с указанным выступом имеющего ту же форму, но несколько увеличенную площадь дна. Таким образом, на внутренней поверхности дна 57 изготавливаемого контейнера 500 воспроизводится внутренний вырез пресс-формы, а на наружной поверхности указанного дна воспроизводится соответствующая выпуклость, передающаяся вниз относительно остальной части наружной нижней поверхности.
Формующий сердечник 41, показанный на фиг.5, и расположенная напротив него полость 71 пресс-формы отличаются от формующего сердечника по фиг.4 и соответствующей полости только тем, что в данном случае основание 71b полости пресс-формы ровное, т.е. основание не имеет выреза 710, углубляющего его. В другом варианте предусмотрена возможность при желании прикрепить к основанию полости пресс-формы съемный вкладыш 720. Когда пару по фиг.5, состоящую из формующего сердечника и полости пресс-формы, применяют для изготовления контейнера 500, выступ 410 насадочной части 41g сердечника на стадии прессования прижимают к дну 71b полости 71 пресс-формы, и он отжимает картонную заготовку К, лежащую между формующим сердечником 41 и полостью 71 пресс-формы, в сторону плоского основания 71b полости 71 так, как это показано на фиг.3А-3В. Вырез воспроизводится только на внутренней поверхности дна 57 изготавливаемого контейнера 500, а наружная поверхность дна 57 остается плоской.
Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления изобретения, изменяющий глубину контейнера 500, прессуемого из картонной заготовки, т.е. расстояние от дна контейнера до верхней кромки его стенок. Указанное изменение происходит за счет того, что на основании 71b полости 71 помещен съемный вкладыш 720, уменьшающий ее глубину.
На фиг.6 показана пластина 7 пресс-формы, в которой на верхней части основания полости 71 пресс-формы закреплен съемный вкладыш 720. Верхний край указанной полости, т.е. верхняя (уплотнительная) поверхность пластины 7, находится на высоте Н от плоскости, заданной основанием 71b (величина Н характеризует также максимальную глубину полости). Дно вкладыша 720 опирается на основание 71b полости пресс-формы. Когда на указанное основание 71b помещают новый вкладыш (пространственный разделитель), высота которого равна П, верхняя поверхность 71b' вкладыша 720 начинает выполнять функцию нового дна полости пресс-формы. Таким образом, глубина полости уменьшается от Н до нового значения Н-h. Форма вкладыша по фиг.6 позволяет плотно установить его на основание полости пресс-формы с полным заполнением пространства, заданного основанием 71b и стенками 71а в нижней части полости 71, от плоскости, определяемой основанием, до высоты h полости. Верхняя поверхность 71b' вкладыша имеет непрерывный и плоский характер, поэтому ее можно использовать в качестве нового дна полости пресс-формы. Указанной непрерывной верхней поверхности вкладыша можно придать также вогнутую или выгнутую форму, ориентированную соответственно вниз или вверх, если это отвечает форме дна 57 выбранного контейнера.
При уменьшении глубины полости пресс-формы посредством вкладыша 720, т.е. когда новая глубина становится равной Н-h, длина насадочной части 41g сердечника, присоединенной к концу базовой части 41; 41f не изменившего свою длину сердечника, уменьшается на высоту П вкладыша 720, помещенного на основание полости 71 пресс-формы. Таким образом, длина формующей части сердечника, проходящей внутрь указанной полости на стадии прессования картона (см. фиг.3В), равна Н-h.
Далее, сердечник состоит из базовой части 41; 41f и насадочной части 41g, для которой предусмотрена возможность присоединения поверх базовой части. В результате длину формующей части сердечника можно изменять, варьируя соответствующим образом по отношению одна к другой постоянную длину базовой части 41f сердечника и переменную длину насадочной части 41g сердечника, присоединенной поверх указанной базовой части. В таком варианте, в числе прочих факторов, площадь поверхности дна лотка можно поддерживать на прежнем уровне независимо от изменений глубины лотка.
Вкладыш 720 по фиг.6, прикрепленный к дну 71b полости 71 пресс-формы, присоединен к указанному дну разъемным образом посредством магнитного устройства S, содержащего постоянный магнит М. Предусмотрена возможность использовать также и другие способы разъемного крепления, такие как крепление винтами. В магнитном устройстве S внутри полости 71 установлены изолятор Е, окружающий постоянный магнит М, и вкладыш 720, способный намагничиваться. В альтернативном варианте указанную систему S можно изолировать с помощью отдельных изолирующих элементов, окружающих ее и неспособных намагничиваться, а на вкладыш 720, в свою очередь, нанести неспособное намагничиваться покрытие, причем на все поверхности, за исключением той, которая обращена к системе S. Преимущество указанного выполнения заключается в том, что при таком нанесении покрытия магнитное поле намагничивающегося вкладыша не мешает работе пресс-формы.
Магнитное устройство S содержит металл, способный намагничиваться, точнее, по обе стороны немагнитного металла Ме2 помещены два листа Ме1. Кроме того, в системе имеется стержень М постоянного магнита с круглым профилем поперечного сечения, вставленный в отверстие, которое выполнено в листе Ме2 из металла, неспособного намагничиваться (такого как алюминий). При повороте магнита в отверстии генерированное им магнитное поле изменяется. Если повернуть магнит таким образом, чтобы магнитное поле перемещалось по направлению к железным листам Ме1, указанные листы блокируют воздействие магнита, и магнитное поле через вкладыш 720 не проходит, т.е. магнит находится в отключенном положении. Если стержень М постоянного магнита повернуть в противоположном направлении, магнитное поле распространяется в сторону железных листов Ме1 через немагнитный металл Ме2, причем листы Ме1 усиливают магнитное поле, т.е. магнит находится во включенном положении. Повернув стержень постоянного магнита в отверстии, выполненном в немагнитном металле Ме2 таким образом, чтобы магнитное поле соответствовало выключенному положению, можно быстро заменить вкладыш 720 другим. Поворот магнита обратно во включенное положение позволяет прикрепить вкладыш 720 к основанию 71b полости 71 пресс-формы.
Выше были описаны только несколько вариантов осуществления, но для специалистов в этой области должно быть очевидно, что изобретение можно реализовать и с помощью других разнообразных подходов, не выходящих за границы, описанные в формуле.
Например, предусмотрена возможность применять постоянный магнит без изоляции полости пресс-формы, если вкладыш, помещенный на основание указанной полости и, таким образом, на постоянный магнит, относительно невелик.
Кроме того, в вариантах осуществления по фиг.4 и 5 сердечник 41, расположенный на предназначенной для этого пластине 4, можно заменить целиком. В этом случае выступ 410 сердечника 41, используемый в указанных вариантах в качестве вкладыша, прикрепляют к наружному краю 41b реального формующего сердечника 41. Подобным образом, хотя в варианте осуществления по фиг.4 и 5 насадочная часть 41g сердечника 41 снабжена выступом 410, а основание 71b полости 71 пресс-формы имеет вырез 710, ответный по отношению к указанному выступу 410, схожий конечный результат получают, снабдив основание 71b выступом, отходящим вверх, а наружный конец 411b насадочной части 41g сердечника 41 - ответным вырезом. На фиг.6 длина сердечника 41, замещаемого в пластине для сердечника, выбрана с возможностью изменений глубины полости пресс-формы, т.е. длина той его части, которая проходит внутрь полости пресс-формы на стадии прессования картонной заготовки, равна глубине Н-h полости, оснащенной вкладышем.
Стенки 59 контейнера 500 также можно снабдить различными функциональными или декоративными тиснеными фигурами, выполненными в одно- или двухстороннем вариантах. В этом случае выпуклости или углубления размещают не на наружном конце сердечника и дне 71b полости пресс-формы, а на стенках сердечника 41 или его насадочной части 41g и/или на стенках 71а указанной полости.
1. Формовочная система (1) для изготовления контейнера на основе картона, содержащая подвижную половинку (10) пресс-формы и стационарную половинку (20) пресс-формы, которые расположены одна напротив другой, при этом формовочная система выполнена с возможностью изготовить контейнер (500), который имеет дно (57), отпрессованное из картонной заготовки, стенки (59), которые присоединены к дну, и обод (50), который, по меньшей мере, частично отлит из пластика и присоединен к верхней кромке стенок, охватывая их по периметру, причем половинка (10) пресс-формы, выполненная подвижной относительно стационарной половинки (20) пресс-формы, содержит, по меньшей мере, пластину (4) для сердечника, снабженную сердечником (41), плоскую уплотнительную рамку (5), которая установлена подвижно относительно сердечника (41), имеет уплотнительную поверхность (5а) и окружает сердечник (41), и ограничивающую рамку (6), выполненную с возможностью установки между сердечником (41) и уплотнительной рамкой (5) и обеспечения выполнения обода (50) на контейнере, причем ограничивающая рамка (6) установлена подвижно относительно как уплотнительной рамки (5), так и сердечника (41), а стационарная половинка (20) пресс-формы содержит, по меньшей мере, пластину (7) пресс-формы, которая имеет полость (71) пресс-формы и уплотнительную поверхность (7а), отличающаяся тем, что содержит вкладыш (720), выполненный с возможностью опираться на основание (71b) полости (71) пресс-формы с разъемным прикреплением к указанному основанию, при этом вкладыш уменьшает глубину Н полости пресс-формы на величину, соответствующую его высоте h, так что непрерывная поверхность (71b') вкладыша (720) выполняет функцию нового дна полости пресс-формы, а длина Н той части сердечника (41), которая проходит внутрь полости пресс-формы на стадии прессования картонной заготовки, может быть уменьшена на величину h, соответствующую высоте вкладыша, заменой сердечника (41) на пластине для сердечника более коротким сердечником или разъемным прикреплением к базовой части (41f) сердечника (41), которая не изменяет свою длину, насадочной части (41g), длину которой можно изменять, в результате чего сердечник или насадочные части сердечника и вкладыши (720) основания полости пресс-формы, которые соответствуют друг другу, можно применять, чтобы изменять глубину подлежащей обработке картонной заготовки, т.е. расстояние от дна (57) контейнера, отпрессованного из картонной заготовки, до верхних кромок стенок (59) контейнера.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вкладыш (720) выполнен с возможностью его разъемного крепления к основанию (71b) полости (71) пресс-формы, причем высота вкладыша равна h, и он имеет форму, которую можно плотно подогнать к нижней части полости пресс-формы, ограниченной основанием (71b) полости пресс-формы и стенками (71а), которые присоединены к основанию пресс-формы, при этом вкладыш (720) позволяет уменьшить расстояние между ободом (50) и дном (57) контейнера (500), контейнер имеет дно (57), которое отпрессовывается из картонной заготовки, и стенки (59), которые присоединены к дну, а обод (50), по меньшей мере, частично отлит из пластика и присоединен к верхней кромке стенок, охватывая стенки по периметру.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что вкладыш (720) выполнен с возможностью прикрепления магнитным образом к дну полости (71) пресс-формы.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что вкладыш (720) выполнен с возможностью прикрепления к основанию (71b) полости (71) пресс-формы посредством постоянного магнита (М), магнитное поле которого можно включать и выключать.
5. Система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что вкладыш (720) выполнен с возможностью прикрепления к основанию (71b) полости (71) пресс-формы посредством магнитного устройства (S), содержащего постоянный магнит (М), а изоляция (Е), окружающая постоянный магнит (М), и способный к намагничиванию вкладыш (720) сформированы в полости (71) пресс-формы в магнитном устройстве (S).
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что магнитное устройство (S) содержит способный к намагничиванию металл (Ме1), который размещен на обеих сторонах немагнитного металла (Ме2), и стержень постоянного магнита (М), который установлен в отверстие листа из металла (Ме2), неспособного к намагничиванию.
7. Система по любому из пп.2-4, отличающаяся тем, что сердечник (41) состоит из базовой части (41, 41f), длина которой не изменяется, и насадочной части (41, 41g), которую можно присоединить поверх указанной базовой части (41, 41f), причем длину формующей части сердечника (41) можно изменять посредством изменения длины насадочной части (41g) сердечника, которая устанавливается поверх его базовой части (41f).
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что вкладыш (720) выполнен с возможностью прикрепления к основанию полости (71) пресс-формы, причем указанный вкладыш пригоден для того, чтобы уменьшить или увеличить глубину картонной заготовки, т.е. расстояние от дна (57) контейнера, которое отпрессовано из картонной заготовки, до верхних кромок его стенок (59) таким образом, при котором площадь дна контейнера остается неизменной.
9. Способ изготовления посредством формовочной системы, выполненной согласно п.1, контейнера (500) с корпусом (58) на основе картона, отличающийся тем, что картонную заготовку (К) прессуют между формующим сердечником (41) и полостью (71) пресс-формы, чтобы получить дно (57) контейнера и стенки (59) контейнера, которые охватывают дно по периметру, после чего посредством литья на верхней кромке стенок формируют фланцеобразный обод (50), который охватывает стенки по периметру и, по меньшей мере, частично отлит из пластика, при этом чтобы изменять расстояние от дна (57) контейнера, которое прессуют из картонной заготовки, до верхних кромок стенок (59) контейнера, используют вкладыш (720), прикрепленный к дну полости (71) пресс-формы и/или к сердечнику (41), и насадочную часть (41g) сердечника, присоединенную к базовой части (41f) сердечника.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что картонную заготовку (К) удерживают между уплотнительной поверхностью (5а) уплотнительной рамки, уплотнительной поверхностью (61а) ограничивающей рамки и расположенной напротив уплотнительной поверхностью (7а) пластины пресс-формы, по меньшей мере, до тех пор, пока картонная заготовка (К) не войдет в полость (71) пресс-формы с образованием в формовочной системе литейной полости для формования фланцеобразного обода (50), который охватывает стенки контейнера по периметру и, по меньшей мере, частично состоит из пластика.
