CN118019635A - 用于制造一次性杯状件的机器 - Google Patents

Abstract

用于制造一次性杯状件(2)的机器包括成形轮状件(10)，所述成形轮状件(10)可以连续运动的方式进行旋转，所述一次性杯状件(2)包括侧部元件(20)，该侧部元件(20)由折叠成圆锥形状的片材坯件获得并且通过圆形形状的底部元件(21)密封。成形轮状件(10)具有以位于周边的方式分布的多个成形组件(12)，所述成形组件(12)分别包括由支撑构件(14)承载的管状芯轴(13)，所述支撑构件(14)围绕与所述成形轮状件(10)的旋转轴线(11)平行的轴线(15)摆动。第一给送装置(3)适于按顺序地收集单个底部元件(21)并且将底部元件(21)插入到成对应的形轮状件(10)的成形组件(12)中。第二给送装置(4)适于以从叠置有坯件(20)的储存器(25)按顺序地收集单个坯件(20)，并且将坯件(20)以延伸构造按顺序传送至对应的所述成形轮状件(10)的成形组件(12)。折叠装置(50)适于进行将所述单个坯件(20)管状卷绕在相应的成形组件(12)的所述芯轴(13)上。

Description

用于制造一次性杯状件的机器

技术领域

本发明涉及一种用于制造一次性杯状件和类似物的机器。

背景技术

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

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

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

用于制造一次性杯状件的自动机器例如在专利文献US 8,939,187和US 10,035,321中示出。US1,819,318示出了用于制造一次性杯状件的自动机器的另一示例。

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

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

发明内容

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

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

本发明的另一目的是提供一种允许以高阻力制造纸杯状件的机器。

本发明的又一目的是提供一种允许制造适合容纳热饮和冷饮的纸杯状件的机器。

本发明的再一目的是提供一种允许以相当低的成本制造纸杯状件的机器。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

优选地，所述联接装置包括热焊接装置。

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

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

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

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

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

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

本发明还涉及一种用于制造一次性杯状件的方法，所述方法包括以下步骤：

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

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

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

d.通过折叠装置在相应的成形组件的所述芯轴上执行所述单个坯件的管状卷绕；

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

附图说明

通过附图中以示例的方式示出的用于制造纸杯状件的机器的优选实施方式的详细描述，本发明的细节将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本发明的纸杯状件制造机器的前视图；

图2示出了用于制造纸杯状件的机器的工作区域的放大前视图；

图3至图21分别示出了机器的各个部件的详细视图。

具体实施方式

特别参考这些图，用于制造通常称为纸杯状件的一次性杯状件2的机器整体上用附图标记1表示。在本发明的上下文中，表述“纸杯状件”是指由纸板型片材材料、纤维素纸浆、所谓的纸塑料等制成的在所考虑的领域中具有已知的用途的任何类型的一次性杯状件。

纸杯状件2通常包括侧部元件20，侧部元件20由折叠成稍微圆锥形形状的所述片材材料的坯件获得，并且通过圆形底部元件21密封。

机器1包括：第一给送装置3，第一给送装置3用于将单个底部21按顺序给送至纸杯状件2的成形轮状件10；以及第二给送装置4，第二给送装置4用于将单个坯件元件20按顺序给送至纸杯状件2的同一成形轮状件10。成形轮状件10可围绕水平轴线11以连续运动的方式进行旋转而操作，以将单独的坯件20和底部21带到多个操作站，在这些操作站上进行纸杯状件2的制造。具体地，如下文所指定的，成形轮状件10具有以位于周边的方式分布的多个成形组件12，其适于将所述坯件20和所述底部21运载至所述操作站。

单个底部21的第一给送装置3包括剪切构件30，该剪切构件30适于从专用卷轴22的材料条上按顺序切割所述单独的底部21，并且将它们递送至成形组件12，该成形组件12可相对于所述成形轮状件10以周向的方式进行旋转(参见图3、图4和图5)。每个成形组件12包括由金属材料制成的芯轴13，该芯轴13具有与待成形的杯状件2的形状相对应的稍微呈圆锥形形状。芯轴13具有向外面向的开口和基本上为圆柱形形状的与支撑构件14相关联的基部。外开口具有同与支撑构件14相关联的基部相比较小的直径尺寸。支撑构件14可以围绕与同一成形轮状件10的旋转轴线11平行的轴线15摆动。

剪切构件30适于在将单个底部21给送至成形轮状件10的步骤期间与拉延模具31配合。模具31基本上包括形成具有会聚轮廓的内部部分的环状件。卷轴22适于紧固在模具31的外部前表面与杯状件形状的特殊紧固构件32之间。具体地，剪切构件30可沿模具31的轴向方向交替地移动，以便剪切卷轴22的圆形部分，旨在形成杯状件2的单个底部21。在合适的相位关系中，冲头33然后与剪切构件30同轴地致动，适于接合剪切后的底部21。活塞33的运动确定在模具31处切割的底部21的拉延以及随后插入被嵌入到芯轴13的镜基部中的底部21。该拉延确定了以周向的方式折叠至底部21的边缘23的形成。

推动器构件16容置在芯轴13内，适于被轴向地驱动以操作随后将杯状件2从成形组件12中取出，如下文所指定的。推动器构件16在前部设置有可连接到抽吸装置的夹持表面，以保持邻接杯状件的底部21。

单个坯件20的第二给送装置4包括轮状件40，轮状件40适于从叠置有所述坯件20的储存器25中按顺序地收集所述坯件20，并将它们按顺序传送至对应的成形轮状件10的成形组件12。

用于夹持和传送坯件20的轮状件40具有以位于周边的方式分布的多个臂部41，该臂部41可以围绕与同一轮状件40的旋转轴线43平行的相应轴线42摆动(参见图6和图7)。臂部41在自由端部承载有夹持构件44，该夹持构件44适于从储存器23收集坯件20并且将坯件20传送至成形轮状件10的成形组件12。

为此，夹持构件44可在与轮状件40基本上相切以用于夹持和传送坯件20的第一位置与基本上径向于同一轮状件40的第二位置之间围绕旋转轴线45成角度地旋转。

特别地，每个夹持构件44包括成对的吸杯构件46，所述成对的吸杯构件46适当地间隔开，适于被吸入以夹持待收集和传送的坯件20。

在夹持轮状件40进行旋转以将坯件20传送至相应的成形组件12的过程中，未示出的特殊加热装置提供对坯件20的至少一个横向边缘的加热。

坯件20可以通过在芯轴13的内基部枢转的第一夹持器18而保持在成形组件12的同一芯轴13的外表面上。在与第一夹持器18以直径的方式相对的位置，第二夹持器19枢转以在将坯件20卷绕在成形组件12的芯轴13上之后保持坯件20，如下所指定的。第二夹持器19由能够彼此独立地操作的成对的钳状件19a、19b形成。

根据成形轮状件10的旋转方向A，在成形组件12上的传送坯件的区域20的下游，布置有折叠装置50以将坯件20以管状方式卷绕在相关成形组件12的芯轴13上(参见图8至图12)。

折叠装置50包括成对的折叠构件51，所述成对的折叠构件51包括成形辊，所述成形辊以可旋转的方式承载在固定到成形轮状件10外部的支撑件52上。折叠构件51可围绕与成形轮状件10的旋转轴线平行的相应轴线沿相反方向进行旋转，以便逐渐接合坯件20并使它们粘附到相应的成形组件12的芯轴13的外表面。为此，折叠构件51具有弯曲的工作表面，以便基本上复制成形组件12的芯轴13的外表面。

更精确地，如图8至图12所示，承载由第一夹持器18保持在芯轴13上的坯件20的成形组件12在反向旋转的折叠构件51之间前进，所述反向旋转的折叠构件51以适当的相位关系将坯件20的相反的两个边缘卷绕在芯轴13上。当所述卷绕几乎完成时，第二夹持器19的钳状件19a、19b按顺序进行操作。第一钳状件19a将坯件20的第一翼片锁定在芯轴13上；第二钳状件19b将第二翼片与第一翼片交叠并且将第二翼片紧固在第一翼片上，完成卷绕。

应当注意的是，当卷绕完成时，坯件20的翼片适当地叠加成使其一部分位于相反的翼片上。

适当地，预先从内侧对坯件20的叠加在其位于相反翼片上的区段之一上的翼片进行加热。

也在支撑构件14上移动的坯件20的交叠翼片的焊接装置53可以与折叠装置50配合。为此，芯轴13围绕其纵向轴线成角度地承载在支撑构件14上，以便能够进行大致90°宽度的角旋转，从而将坯件20的叠加的横向边缘中的边缘带到焊接装置53的前面(图13和图14)。焊接装置53可沿芯轴13的径向方向进行操作，以便插入第二夹持器19的钳状件19a、19b之间。

取决于构成坯件20的片材材料，焊接装置53可以是不同类型的。例如，可以使用热焊接装置或者替代地超声波焊接装置或脉冲焊接装置。

适于将底部21和相应的折叠边缘23加热至适当温度的热空气发生器54也设置在支撑构件14上(图15和图16)。热空气发生器54可根据由摆动支撑构件14承载的特定致动构件55的命令而移动。致动构件55设置有铰接臂部56，该铰接臂部56可在基本上径向于成形轮状件10的平面上移动以使热空气发生器54从非活动缩回位置移位到叠加在半成品制品20的底部21上的活动位置。

由热空气发生器54产生的热量能够将底部21的周向边缘23焊接到半成品制品20内部。

通过沿轴向方向作用在折叠组件12的芯轴13上的头部组件57(图17)，在也称为“底部卷边”的区段中发生杯状件底部的卷边。头部组件57包括：第一折叠构件58，所述第一折叠构件58适于向内折叠半成品产品20的自由边缘24；以及第二折叠构件59，所述第二折叠构件59适于将半成品产品20的同一边缘24顶到将所述半成品产品20封闭的底部21的周向边缘23。

特别地，第一折叠构件58包括弹簧环状件，该弹簧环状件内部具有能够接合半成品制品20的自由边缘24的喇叭形轮廓，以朝向芯轴13的内部进行第一折叠；第二折叠构件59包括活塞，该活塞可以被轴向地致动至上述弹簧环状件，以将半成品产品2的边缘24顶到底部21的周向边缘23上(参见图18的放大细节)。

然后，杯状件2被传送到精加工轮状件60，精加工轮状件60以相同的方式围绕与成形轮状件10的旋转轴线11平行的旋转轴线61以连续运动的方式进行旋转而被驱动。精加工轮状件60具有由金属材料制成的以位于周边的方式分布的多个容纳器62，其可以将杯状件2带到多个精加工操作站。容纳器62与相应的支撑构件63相关联，支撑构件63可以围绕与同一精加工轮状件60的旋转轴线61平行的轴线64摆动(图19)。

杯状件2在相应的容纳器62内的按顺序传送是通过作用在相同杯状件的底部21上的推动器构件16的轴向操作来执行的。推动器构件16的该轴向操作以与将杯状件2保持在成形组件12的芯轴13的外表面上的夹持器18、19的打开适当的相位关系来执行，以便释放杯状件2本身并使其能够在容纳器62内平移。

插入相应的容纳器62内的杯状件2由精加工轮状件60带到用于施加合适润滑物质的站65，该润滑物质能够促进同一杯状件2的后续卷边阶段。用于施加润滑物质的该站65基本上提供了成形冲头66，成形冲头66可沿精加工轮状件60的径向方向移动并承载浸有上述润滑物质的海绵环状件67(图20)。

用于施加润滑物质的站65的下游是杯状件2的顶部卷边站70，在也称为“顶部卷边”的区段中，优选地以从构造和功能的角度来看基本上类似的两个连续的阶段实施。基本上，在上卷边站70中，可夹持杯状件2的上边缘并将其向外卷边的第一耦接装置和第二耦接装置71按顺序进行作用(图21)。

最后，成品杯状件2通过用于气动传送的管状构件8以本身已知的方式操作而被弹出。

从以上描述中可以很容易地理解用于制造纸杯状件的机器的操作。

在操作中，第一给送装置3和第二给送装置4分别将底部元件21和坯件20按顺序给送到以连续运动的方式进行旋转而操作的成形轮状件10。

具体地，第一给送装置3在成形轮状件10的相应的成形组件12的管状芯轴13的开口处收集并按顺序地插入单个底部元件21。

第一给送装置3的剪切构件30从卷绕在卷轴22中的材料条上按顺序切割单个底部21，卷轴22抓持在环形拉延模具31上(图3和图4)。与切割构件30同轴的冲头33的操作将在模具31处从卷绕在卷轴22中的材料条切割的单个底部21拉延，并且导致嵌入的底部21随后插入到对应的成形组件12的芯轴13的开口中(图5)。

在合适的相位关系中，第二给送装置4从叠置有相同的坯件20的储存器25按顺序地收集单个坯件20，并且以延伸构造将它们按顺序传送至成形轮状件10的相应的成形组件12。

单个坯件20由夹持构件44夹持，夹持构件44由夹持和传送轮状件40的臂部41所承载，夹持和传送轮状件40围绕与成形轮状件10的旋转轴线11平行的旋转轴线43以连续运动的方式进行旋转而操作。臂部41围绕与轮状件40的旋转轴线43平行的相应轴线42摆动，用于夹持和传送坯件20。

应当指出的是，夹持构件44可在基本上与轮状件40相切的用于夹持和传送坯件20的第一位置与基本上径向于同一轮状件40的第二位置之间围绕相应的旋转轴线45成角度地旋转，其中，坯件20在延伸构造中与对应的成形组件12的管状芯轴13相关联。

具体地，根据成形轮状件10的旋转方向A，将坯件20施加在管状芯轴13的前侧上。

根据本发明，在将坯件20传送到成形轮状件10的步骤期间，成形组件12和夹持轮状件40的臂部41根据凸轮装置(未示出)的命令相对于相同的轮状件10、40摆动，从而具有零相对速度。以这种方式，可以在不中断成形轮状件10以及夹持和传送轮状件40的连续旋转运动的情况下传送坯件20。

在相应的成形组件12的管状芯轴13上以延伸构造传送的坯件20通过在同一芯轴13的基部处枢转的第一夹持器18保持在该芯轴13的外表面上。

在该构造中，使坯件20连续地接合折叠装置50，折叠装置50在相应的成形组件12的芯轴13上以管状形式进行卷绕(图8至图12)。

具体地，在卷绕步骤期间，坯件20在反向旋转折叠构件51之间前进，反向旋转折叠构件51以合适的相位关系逐渐接合坯件20的相反的两个边缘(图8、图9和图10)。当卷绕几乎完成时，第二夹持器19的钳状件19a、19b按顺序操作。第一钳状件19a将坯件20的第一边缘锁定在芯轴13上(图11)；第二钳状件19b将第二翼片(flap)与第一翼片交叠并且将第二翼片抓持在第一翼片上，完成卷绕(图12)。

由第二夹持器19压下的坯件20的横向边缘的交叠允许进行相同边缘的焊接，因为在从夹持轮状件40到成形轮状件10的传送步骤期间为此目的从内侧对边缘中至少之一进行加热。

为此，对承载经卷绕的坯件20的芯轴13进行90°幅度的角旋转，以便将交叠边缘布置在焊接装置53的前面(图13和图14)。然后使焊接装置53沿芯轴13的径向方向操作，以便装配在第二夹持器19的钳状件19a、19b之间。

焊接装置53在压力下与卷绕在芯轴13上的坯件20的叠加边缘保持接触足达以完成其完美焊接的时间。

在合适的相位关系中，底部元件21到单个坯件20的热焊接是通过热空气发生器54的操作来执行的，热空气发生器54承载在承载成形组件12的相同支撑构件14上。

具体地，热空气发生器54可根据特殊致动器构件55的命令在非活动缩回位置与叠加在以管状形式包裹在芯轴13上的坯件20的底部21上的活动位置之间移动(图15和图16)。热空气发生器54将底部21加热到适当的温度，以将底部21的周向边缘23热密封在包裹在芯轴13上并预先焊接的坯件20内。

以这种方式，从折叠成稍微呈圆锥形的管状形状的片材材料的坯件开始，由圆形形状的底部元件21密封，获得包括侧部元件20的半成品产品。半成品产品仍然通过相反的夹持器18、19保持在成形组件12上。

借助于沿轴向方向作用于折叠组件12的芯轴13的头部组件57(图15)，使该半成品产品经历杯状件底部卷边步骤。具体地，杯状件的底部的卷边通过以下以两个步骤进行：第一折叠构件58向内折叠半成品产品的自由边缘24，以及第二折叠构件59将半成品产品的同一边缘24顶在底部21的周向边缘上(见图16的放大细节)。

在对杯状件底部进行卷边的步骤期间，成形组件12和头部组件57在凸轮装置(未示出)的命令下摆动，以便具有零相对速度。

然后将半成品产品传送到精加工轮状件60，精加工轮状件60以相同的方式围绕与成形轮状件10的旋转轴线平行的旋转轴线以连续运动的方式进行旋转而操作，并且精加工轮状件60以位于周边的方式分布有多个容纳器62，容纳器62适用于以按顺序地方式接纳单个半成品。

为了被传送到精加工轮状件60，半成品产品被夹持器18、19释放，并且同时被推动器构件16的与抽吸装置连接的夹持表面保持在底部内侧。

推动器构件16的轴向致动确定了半成品产品在容纳器62内的平移(图17)。

应当指出的是，容纳器62与相应的支撑构件63相关联，支撑构件63围绕与精加工轮状件60的旋转轴线61平行的的轴线64摆动，以便跟随成形组件12的同步摆动移动。

插入相应的容纳器62内的杯状件2由精加工轮状件60带到站65，以施加合适的润滑物质，该润滑物质能够促进相同杯状件2的后续顶部卷边步骤。在用于施加合适的润滑物质的站65中，成形冲头66进行操作，可在精加工轮状件60的径向方向上移动，并承载浸入在上述润滑物质中的海绵环状件67(图18)。

在施加润滑物质的站65的下游，杯状件2由精加工轮状件60按顺序运送到顶部卷边站70。顶部卷边通过启动第一耦接装置和第二耦接装置71以两个连续步骤进行，第一耦接装置和第二耦接装置71适于夹持杯状件2的顶部边缘并将其向外卷曲(图19)。

最后，包装好的杯状件2通过管状气动传送构件8排出。

所述机器实现了以高运行速度制造纸杯状件的目的，从而保证了相应高的生产率。特别地，已经证实根据本发明的制造机器能够达到每分钟大约700个杯状件的生产率。

这归功于使杯状件成形轮状件以高速连续运动而旋转的创造性思想，避免了同一成形轮状件在不同操作站中的停止，这在现有技术中不可避免地限制了机器速度。为此，杯状件成形轮状件使多个成形组件旋转，所述多个成形组件分别包括具有与待制造的杯状件相对应的轮廓的管状芯轴；所述芯轴与支撑构件相关联，所述支撑构件围绕与成形轮状件的所述旋转轴线平行的轴线而振荡。

实际上，在活动阶段期间，成形组以与在机器的不同站中作用的操作构件的摆动运动同步的方式进行摆动，以便具有零相对速度，达足以完成操作的时间。

显然，如此获得的高生产率允许根据一次性产品所需的特性以适当的经济成本制造纸杯状件。

通过示例描述的用于制造纸杯状件的机器可以根据不同的要求进行多种修改和变化。

例如，可以在精加工轮状件处设置与纸杯状件的侧表面相关联的另一纸板侧部元件，其适于在与具有高温或特别低温的饮料一起使用时增加隔热性。

在本发明的实际实施方式中，所使用的材料以及形状和尺寸可以根据需要进行修改。

如果任何权利要求中提到的技术特征后面附有附图标记，则严格包括这些附图标记的目的是为了增强对权利要求的理解，因此它们不应被视为以任何方式限制这些附图标记所标识的用于举例说明目的的每个元件的范围。

Claims (10)

1.一种用于制造一次性杯状件和类似物的机器，所述杯状件包括侧部元件(20)，所述侧部元件(20)由折叠成圆锥形形状的片材材料的坯件获得，所述侧部元件(20)通过圆形形状的底部元件(21)密封，所述机器包括：

成形轮状件(10)，所述成形轮状件(10)能够围绕旋转轴线(11)以连续运动的方式进行旋转，并且所述成形轮状件(10)具有以位于周边的方式分布在所述成形轮状件(10)上的多个成形组件(12)，所述成形组件(12)分别包括管状形状的芯轴(13)，所述芯轴(13)具有与待制造的杯状件(2)相对应的轮廓，所述芯轴(13)由支撑构件(14)保持，所述支撑构件(14)能够围绕与所述成形轮状件(10)的所述旋转轴线(11)平行的轴线(15)摆动；

第一给送装置(3)，所述第一给送装置(3)适于按顺序地收集单个底部元件(21)并且将所述底部元件(21)插入到所述成形轮状件(10)的相应的成形组件(12)中；

第二给送装置(4)，所述第二给送装置(4)适于从叠置有坯件(20)的储存器(25)按顺序地收集单个坯件(20)并且将所述单个坯件(20)以延伸构造按顺序传送至所述成形轮状件(10)的相应的成形组件(12)；

折叠装置(50)，所述折叠装置(50)适于进行将单独的所述坯件(20)管状卷绕在所述相应的成形组件(12)的所述芯轴(13)上；

焊接装置(53，54)，所述焊接装置(53，54)适于在所述成形组件(12)上制造通过将卷绕成管状形式的所述坯件(20)与对应的所述底部元件(21)联接而获得的单个物品。

2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述成形组件(12)分别包括夹持器装置(18，19)，所述夹持器装置(18，19)布置在相对于所述芯轴(13)在直径上相反的位置处，并且所述夹持器装置(18，19)能够彼此独立地操作以将卷绕成管状形式的单独的所述坯件(20)保持在同一芯轴(13)上。

3.根据权利要求1或2所述的机器，其中，所述机器包括精加工轮状件(60)，所述精加工轮状件(60)能够围绕与所述成形轮状件(10)的所述旋转轴线(11)平行的旋转轴线(61)以连续运动的方式进行旋转，并且所述精加工轮状件(60)具有以位于周边的方式分布的多个容纳器(62)，所述容纳器(62)与相应的支撑构件(63)相关联，所述支撑构件(63)能够围绕与所述精加工轮状件(60)的所述旋转轴线(61)平行的轴线(64)摆动，并且所述容纳器(62)适于分别从所述成形轮状件(10)接纳所述杯状件(2)。

4.根据权利要求1所述的机器，其中，所述第一给送装置(3)包括：剪切构件(30)，所述剪切构件(30)能够从条状材料的卷轴(22)上按顺序切割所述单个底部(21)；环形拉延模具(31)，所述环形拉延模具(31)成形为具有会聚轮廓的内部部分；冲头(33)，所述冲头(33)与所述剪切构件(30)同轴，所述冲头(33)能够在所述模具(31)处执行对从条状材料的所述卷轴(22)剪切得到的各个底部(21)的拉延以及随后将拉延后的底部(21)插入相应的成形组件(12)的所述芯轴(13)内部。

5.根据权利要求1所述的机器，其中，所述第二给送装置(4)包括轮状件(40)，所述轮状件(40)用于夹持和传送所述坯件(20)，所述轮状件(40)能够围绕与所述成形轮状件(10)的所述旋转轴线(11)平行的旋转轴线(43)以连续运动的方式进行旋转，并且所述轮状件(40)具有以位于周边的方式分布在所述轮状件(40)上的多个臂部(41)，所述臂部(41)能够围绕与同一轮状件(40)的所述旋转轴线(43)平行的相应轴线(42)摆动，所述臂部(41)在自由端部具有相应的夹持构件(44)，所述夹持构件(44)能够从所述储存器(25)取出单个坯件(20)并且将所述坯件(20)传送到所述成形轮状件(10)的一个所述成形组件(12)。

6.根据权利要求5所述的机器，其中，所述夹持构件(44)能够在与所述轮状件(40)相切的用于夹持和传送所述坯件(20)的第一位置与径向于同一轮状件(40)的第二位置之间围绕相应的旋转轴线(45)成角度地旋转。

7.根据权利要求1所述的机器，其中，所述折叠装置(50)包括成对的折叠构件(51)，所述成对的折叠构件(51)包括成形辊并且能够沿相反方向旋转，所述成形辊能够在支撑件(52)上旋转，所述支撑件(52)固定在所述成形轮状件(10)的外部，以便逐渐接合所述坯件(20)并且使所述坯件(20)粘附到相应的成形组件(12)的所述芯轴(13)的外表面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述机器包括卷边装置(57，70)，所述卷边装置(57，70)适于对所述杯状件(2)的所述侧部元件(20)的下边缘和上边缘进行折叠。

9.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述焊接装置(53)能够沿径向方向移动到所述支撑构件(14)上的所述芯轴(13)，以对在同一芯轴(13)上卷绕成管状形式的所述单独的坯件(20)的相反的边缘进行焊接。

10.一种用于制造一次性杯状件和类似物的方法，所述方法包括以下步骤：

a.将成形轮状件(10)以连续运动的方式进行旋转，所述成形轮状件(10)承载以位于周边的方式分布的多个成形组件(12)，所述成形组件(12)分别包括管状形式的芯轴(13)，所述芯轴(13)具有与待制造的杯状件(2)相对应的轮廓，并且所述芯轴(13)由支撑构件(14)承载，所述支撑构件(14)围绕与所述成形轮状件(10)的所述旋转轴线(11)平行的轴线(15)摆动；

b.通过第一给送装置(3)按顺序地取出单个底部元件(21)并且将所述底部元件(21)插入到所述成形轮状件(10)的相应的成形组件(12)中；

c.通过第二给送装置(4)从叠置有坯件(20)的储存器(25)按顺序地取出单个坯件(20)并且将所述坯件(20)以延伸构造按顺序传送至所述成形轮状件(10)的相应的所述成形组件(12)；

d.通过折叠装置(50)在相应的所述成形组件(12)的所述芯轴(13)上执行所述单个坯件(20)的管状卷绕；

e.通过焊接装置(53、54)将在相应的所述成形组件(12)的所述芯轴(13)上卷绕成管状形式的所述单个坯件(20)的相反的边缘进行相互接合以及将卷绕成管状形式的所述单个坯件(20)结合到对应的所述底部元件(21)。