Рабочий узел для перемещения изделий в машине для обработки табачных изделий - RU2228686C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к рабочему узлу, в частности к узлу для перемещения изделий.

Настоящее изобретение может быть использовано преимущественно в табачной промышленности, в отношении которой далее в описании приведены конкретные примеры для применения групп пачек сигарет, единичных пачек сигарет или одной или более сигарет.

В табачной промышленности известны, например, для групп пачек сигарет узлы для их перемещения, которые содержат передающий элемент для обеспечения пути перемещения, по которому перемещаются группы, и приводное устройство для приведения в движение и подключения к передающему элементу данной траектории, имеющее переднюю часть, общую с путем перемещения. Загрузочное устройство обычно содержит главную рукоятку, вращающуюся относительно пути перемещения групп; вторую рукоятку, установленную с возможностью вращения на основной рукоятке, чтобы поддерживать передающий элемент; и двухступенчатую эпициклическую зубчатую передачу, имеющую первую ступень, связанную с основным рычагом для обеспечения данной ориентации передающему элементу, и вторую ступень, связанную со вторым рычагом для вращения второго рычага относительно главного рычага и обеспечения заданной формы траектории передаточному элементу.

Более подробно, в рабочих узлах вышеописанного типа вторая ступень приводного устройства содержит два зубчатых колеса, сцепляющихся между собой и имеющих постоянное передаточное отношение, определяющее форму траектории, которая может быть эпициклической с некоторым предварительно заданным коэффициентом удлинения, треугольной, прямоугольной или круговой.

Основным недостатком известных рабочих узлов вышеописанного типа является то, что такие узлы являются очень "жесткими" в том отношении, что некоторое данное передаточное отношение соответствует специфической траектории передаточного элемента и специфическому закону движения (скорости, ускорению и т.д.) передаточного элемента вдоль такой траектории.

Задачей данного изобретения является создание рабочего узла, который является не только простым и дешевым в изготовлении, но также обеспечивает высокую степень гибкости.

В соответствии с настоящим изобретением рабочий узел для перемещения изделий в машине для обработки табачных изделий содержит по меньшей мере одно загрузочное устройство, имеющее передающий элемент, и приводное средство, имеющее зубчатую передачу, первый рычаг, выполненный с возможностью вращения вокруг первой оси (А), и второй рычаг, выполненный с возможностью вращения вокруг второй оси (В) и установленный с возможностью вращения на первом рычаге для вращения вокруг второй оси (В), причем зубчатая передача является эпициклической зубчатой передачей и содержит по меньшей мере одну ступень, которая связана со вторым рычагом для вращения второго рычага вокруг второй оси (В) и имеет два зубчатых колеса, сцепляющихся одно с другим в изменяемой точке контакта и имеющих передаточное отношение (W), изменяющееся в соответствии с указанной точкой контакта, при этом второй рычаг поддерживает передающий элемент так, чтобы перемещать передающий элемент вдоль кольцевой траектории (Т) для перемещения по меньшей мере одного изделия вдоль по меньшей мере одной передней части (Т1) кольцевой траектории (Т).

Кроме того, эпициклическая зубчатая передача может содержать также вторую ступень.

Целесообразно также выполнение двух зубчатых колес таким образом, что передаточное отношение (W) является таким, чтобы изменять скорость перемещения (V) загрузочного устройства (18) по меньшей мере вдоль передней части (Т1).

Дополнительно узел может быть выполнен с возможностью перемещения изделий от первого конвейера, перемещающегося вдоль первого пути (Р), ко второму конвейеру, перемещающемуся вдоль второго пути, причем два зубчатых колеса выполнены таким образом, чтобы кольцевая траектория (Т), содержащая возвратную часть (Т2) и переднюю часть (Т1), частично перекрывалась по меньшей мере первым путем (Р).

Возможно выполнение двух зубчатых колес таким образом, чтобы возвратная часть (Т2) соответствовала расцепленной части, вдоль которой загрузочное устройство отделено от первого и второго путей (Р).

Еще одним возможным вариантом осуществления изобретения является выполнение узла, в котором передаточное отношение (W) является таким, чтобы изменять скорость перемещения (V) загрузочного устройства по меньшей мере вдоль передней части (Т1).

Дополнительно приводное средство может содержать зафиксированное основание, первый рычаг, установленный с возможностью вращения на основании для вращения вокруг первой оси (А), и второй рычаг, поддерживающий загрузочное устройство и установленный с возможностью вращения на первом рычаге для вращения вокруг второй оси (В), при этом вторая ступень связана со вторым рычагом для вращения второго рычага вокруг второй оси (В), причем второй рычаг может быть выполнен под углом за одно целое с одним из двух зубчатых колес.

Кроме того, загрузочное устройство может быть установлено с возможностью вращения на втором рычаге вокруг третьей оси (С), а первая ступень может быть связана с загрузочным устройством для вращения загрузочного устройства (18) вокруг третьей оси (С), при этом первая ступень связана с загрузочным устройством для вращения загрузочного устройства вокруг третьей оси (С) для сохранения ориентации загрузочного устройства, зафиксированной относительно фиксированного основания.

Возможным также является выполнение двух зубчатых колес второй ступени с возможностью преобразования обычного вращения во вращение с изменяемой скоростью.

Другие преимущества и особенности изобретения изложены в последующем описании различных вариантов осуществления изобретения, приведенных только в качестве неограничивающих примеров и представленных на прилагаемых чертежах, на которых изображено:

на фиг. 1 - вид в перспективе с элементами, удаленными для ясности, предпочтительного варианта рабочего узла в соответствии с признаками настоящего изобретения;

на фиг. 2 - вид в перспективе в увеличенном масштабе с элементами, удаленными для ясности, части узла на фиг. 1;

на фиг. 3 - вид в перспективе с элементами, удаленными для ясности, части узла на фиг. 2;

на фиг. 4 - фронтальный вид в увеличенном масштабе части узла на фиг. 1 с последовательностью рабочих положений.

На фиг. 1 показан в целом узел 1 для перемещения групп 2 пачек 3 сигарет, подаваемых вдоль по существу прямого пути перемещения Р, проходящего через питающее устройство 4 для подачи групп 2, и через подающее устройство 5 известной картонажной машины (не изображена).

Точнее каждая группа 2 содержит два расположенных рядом ряда 6 расположенных рядом пачек 3 и подается вдоль пути Р с пачками 3, ориентированными вдоль их продольных осей 3а, расположенных поперек к направлению перемещения Д1.

Питающее устройство 4 содержит прямолинейный горизонтальный лист 7, расположенный вдоль пути Р для образования основания, вдоль которого скользят группы 2; а также два бесконечных конвейерных ремня 8, расположенных над и на каждой стороне листа 7 и на каждой стороне пути Р и имеющих соответствующие вертикальные стенки 9, обращенные одна к другой, чтобы образовать вместе с листом 7 канал 10, вдоль которого подаются группы 2. Устройство 4 также содержит удлиненный горизонтальный лист 11, установленный горизонтально известным образом над листом 7 для объединения верха групп 2.

Подающее устройство 5 содержит толкатель 12, выполненный с возможностью перемещения в направлении выгружения Д2 поперек к направлению Д1, а также с возможностью возвратно-поступательного перемещения через приемный узел R для приема групп 2 и размещенный на конце листов 7 и 11.

Толкатель 12 содержит по существу прямоугольную головку 13 для объединения верха групп 2 и выгрузки групп 2 из узла R на головку (не изображена) соответствующего счетчика-толкателя, не изображенного на фиг. 1.

Как изображено на фигурах 1, 2 и 4, передающий узел 1 содержит L-образное опорное основание 14, имеющее плоскую горизонтальную поверхность 15, параллельную листу 7, и вертикальную переднюю поверхность 16, расположенную поперечно к поверхности 15. Узел 1 также содержит зафиксированный вал 17, выступающий над поверхностью 16 и имеющий горизонтальную ось А, расположенную поперек к поверхности 16; загрузочное устройство в виде передающего элемента 18 в виде вилки для обеспечения пути перемещения Р и приводное средство 19 для приведения в движение элемента 18, которое соединено с валом 17 и придает элементу 18 кольцевую траекторию Т, имеющую поступательную часть T1, совпадающую с путем Р и проходящую вдоль канала 10, и возвратную часть Т2, не совпадающую с путем Р.

Приводное средство 19 содержит основной рычаг 20, установленный на валу 17 с возможностью вращения вокруг оси А, и второй рычаг 21, который установлен на рычаге 20 с возможностью вращения вокруг оси вращения В и имеет элемент 18, установленный на его противоположном конце по отношению к концу, связанному с рычагом 20, с возможностью вращения вокруг соответствующей оси вращения С. Более точно, ось А является главной осью вращения; ось В параллельна осям А и С и вращается против часовой стрелки, на фиг. 1, вокруг оси А; ось С вращается по часовой стрелке, на фиг. 1, вокруг оси В, и перемещается вдоль траектории Т’ (фиг. 4), тождественной, но с некоторым отклонением по отношению к траектории Т; оси А и В находятся на расстоянии T1, большем чем расстояние Т2 между осями В и С; а элемент 18 вращается вокруг оси С и совместно с рычагом 21 параллельно самому себе в любой точке вдоль траектории Т.

Средство 19 также содержит приводной двигатель 22, выходной шкив 23 которого связан зубчатым ремнем 24 с главным рычагом 20; двухступенчатую эпициклическую зубчатую передачу 25, имеющую первую ступень 26 и вторую ступень 27. Первая ступень 26 соединена с главным рычагом 20 и связана с элементом 18 с возможностью сохранения его параллельным самому себе все время; а вторая ступень соединена со вторым рычагом 21, чтобы вращать рычаг 21 при его совместном движении с рычагом 20 и образовать траекторию Т элемента 18.

Более точно, главный рычаг 20 размещен перед поверхностью 16 и содержит удлиненный элемент в виде кожуха 28 с противовесом 29 на противоположной стороне от оси А по отношению к кожуху 28, и цилиндрический трубчатый элемент 30, который проходит к поверхности 16 от элемента 28, установлен с возможностью вращения на валу 17 и имеет наружные зубья 31, сцепляющиеся с ремнем 24. Второй рычаг 21 размещен перед рычагом 20 и содержит удлиненный элемент в виде кожуха 32, в свою очередь, имеющий заднюю цилиндрическую трубчатую часть 33, соосную с осью В и проходящую внутри элемента 28, и переднюю цилиндрическую трубчатую часть 34, проходящую соосно с осью С и поддерживающую при вращении вал 35, объединенный с элементом 18. Элемент 18 имеет L-образную форму и содержит часть 36, плотно установленную на валу 35 поперек к оси С, а также толкающую вилку 37, установленную поперечно к части 36 и, в свою очередь, содержащую два рычага 38, которые могут быть вставлены внутрь канала 10 по обе стороны листа 11, чтобы зацепить группы 2 сзади.

Как показано на фиг.2 и 3, первая ступень 26 предназначена для обеспечения работы элемента 18 параллельно самому себе все время, т.е. с рычагами 38 вилки 37, перпендикулярными все время к направлению Д1, и содержит три круглых зубчатых колеса 39, 40, 41, размещенных внутри элемента 28. Зубчатое колесо 39 установлено на свободном конце вала 17; зубчатое колесо 41 установлено на валу 42, который установлен с возможностью совместного вращения параллельно оси В на элементе 28 и сквозь часть 33 элемента 32 и связан с концом вала 35, противоположным концу, объединенному с элементом 18, посредством передачи 43, размещенной внутри элемента 32; зубчатое колесо 40 размещено в промежуточном положении между зубчатыми колесами 39 и 41 и установлено вхолостую на поддерживающем валу 44, выполненном за одно целое с элементом 28 и простирающимся внутри него вдоль промежуточной оси Д между и параллельно осям А и В.

Кроме взаимодействия с первой ступенью 26 для сохранения элемента 18 параллельным самому себе во все времена передача 43 содержит удлиненный фланец 45, установленный на одном из концов вала 42 поперек оси В; следующий фланец 46, установленный на одном из концов вала 35 поперек оси С, и удлиненную пластину 47, лежащую в плоскости, параллельной плоскости фланцев 45 и 46, противоположные концы которой связаны с возможностью вращения с фланцами 45 и 46.

Как показано на фиг. 3, вторая ступень 27 вращает второй рычаг 21 в соответствии с главным рычагом 20, взаимодействует с рычагом 20 для придания данной формы траектории Т и содержит два кулачкообразных зубчатых колеса 48 и 49, т.е. имеющих соответствующий варьируемый радиус зубчатых профилей 50 и 51, которые обкатываются один по другому с передаточным отношением W, изменяющимся в соответствии с точкой контакта между профилями 50 и 51.

Передаточное отношение W определяется отношением между угловой скоростью W_c ведомого колеса 49 и угловой скоростью W_m ведущего колеса 48; оно меняется внутри данной области, предопределяет данное движение элемента 18 и обеспечивает форму траектории Т и скорость V, с которой элемент 18 перемещается вдоль частей Т1 и Т2 траектории Т. Скорость V содержит векторный компонент V_d в направлении Д1 и векторный компонент V_t поперек к направлению, Д1, а также зависит от отношения между расстояниями 11 и 12, величина которого так определена на стадии конструирования, что движение элемента 18 в контакте с группами 2 является таким, что компонент V_d по существу равен скорости V2, с которой группы 2 подаются в направлении Д1.

Зубчатое колесо 48 установлено на валу 44 и размещено вдоль зубчатого колеса 40 с возможностью совместного с колесом 40 вращения вокруг оси Д; а зубчатое колесо 49 установлено с возможностью вращения на валу 42, размещено вдоль зубчатого колеса 41 и под углом объединено с трубчатым элементом 33 элемента в виде кожуха 32, чтобы вращать элемент 32 вокруг оси В. Точнее, зубчатые колеса 48 и 49 служат для преобразования обычного вращения, генерируемого зубчатым колесом 40, вращающимся на зубчатом колесе 39, во вращение с изменяющейся скоростью в соответствии с величиной передаточного отношения W, и также служат для ориентации второго рычага 21 в соответствии с главным рычагом 20, чтобы установить элемент 18 в положение, освобождающее путь Р вдоль части Т2 траектории Т.

Зубчатые колеса 48 и 49 имеют соответствующие изменяемые радиусы R_m и R_c. Зубчатое колесо 4В содержит по меньшей мере одну часть 52, которая зацепляется с соответствующей частью 53 зубчатого колеса 49 и имеет радиус R_m, больший чем радиус R_с части 53; и по меньшей мере одну часть 54, которая зацепляется с соответствующей частью 55 зубчатого колеса 49 и имеет радиус R_m, меньший чем радиус R_с части 55.

Передаточное отношение W, определяемое отношением между угловыми скоростями W_с и W_m, также равно отношению между радиусами R_m и R_с, так что, когда на практике часть 53 зубчатого колеса 49 зацепляется с соответствующей частью 52 зубчатого колеса 48, скорость W_с больше скорости W_m; тогда как на практике, когда часть 55 зубчатого колеса 49 зацепляется с соответствующей частью 54 зубчатого колеса 48, скорость W_с меньше скорости W_m.

В действительности, группы 2, отделенные одна от другой расстоянием P1, подаются питающим устройством 4 вдоль пути Р к передаточному узлу 1 с в сущности постоянной линейной скоростью V2 параллельно направлению Д1. Так как группа 2, сцепленная по обоим боковым сторонам с ремнями 8, в сущности доходит до вертикали к листу 7 через ось А, элемент 18 сцепляется с рядом группы 2 и толкает группу полностью в приемный узел R, где группа сцепляется с головкой 13 входного устройства 5 и подается в направлении Д2 на упомянутую картонажную машину.

Перемещение передаточного элемента 18 вдоль траектории Т определяется комбинированным вращением рычага 20 вокруг оси А, самого элемента Т8 вокруг оси С и рычага 21 вокруг оси В и в соответствии с рычагом 20; рычаг 20 вращается вокруг оси А от двигателя 22 посредством ремня 24; элемент 18 вращается вокруг оси С посредством вращающегося зубчатого колеса 41 вокруг зубчатого колеса 39 с рычагом 20 и посредством передачи 43, чтобы обеспечить работу элемента 18 параллельно самому себе во все времена и с вилкой 37, поперечной к направлению Д1; а рычаг 21 вращается в соответствии с рычагом 20, вращающимся зубчатым колесом 48, выполненным за одно целое с зубчатым колесом 40, и посредством вращения зубчатого колеса 49 и изменяемого передаточного отношения W между зубчатыми колесами 48 и 49 преобразовывает обычное вращение зубчатого колеса 40 во вращение с изменяемой скоростью.

На фиг. 4 траектория Т элемента 18 изображена с началом отсчета в самой нижней точке 56 вилки 37 элемента 18, а вертикальное расстояние между точкой 56 и листом 7 меняется в соответствии со значением передаточного отношения W в точке контакта между зубчатыми колесами 48 и 49. Как отмечено, скорость V элемента 18 вдоль траектории Т также зависит от передаточного отношения W. В частности:

- вдоль части T1, которая начинается, в сущности, точкой, в которой элемент 18 приходит в контакт с группой 2, составляющая V_t остается нулевой, тогда как составляющая V_d проходит от начального значения, приблизительно равного значению скорости V2 группы 2, к промежуточному значению, большему значения скорости V2, и в конце концов к конечному значению нуль в конечной точке части Т1; и каждая группа 2 мягко захватывается элементом 18 и разгоняется вдоль части T1, таким образом, на приемном пункте она отделена от следующей группы 2 расстоянием Р2, большим чем расстояние P1;

- вдоль начальной части Т2, непосредственно следующей за частью Т1, элемент 18 реверсируется, и составляющая V_t увеличивается; элемент 18 после первой нулевой составляющей V_d выгружает группу 2 внутрь приемного пункта R и сам отделяется от группы 2 движением вверх относительно листа 7 и возвращается, чтобы захватить следующую группу 2; удаление элемента 18 от листа 7 определяет расцепляемое положение элемента 18 не только в соответствии с путем Р групп 2, но также в соответствии с самими группами 2, т.е. положение, в котором точка 56 совершенно расцеплена с группами 2;

- вдоль конечной части Т2 точно перед частью T1 составляющая V_t направлена в сторону листа 7, для того чтобы привести элемент 18 к зацеплению с путем Р; а составляющая V_d предполагает значения, приблизительно равные значению скорости V2, чтобы мягко подвести сверху элемент 18 к группе 2.

В варианте, который не показан на чертежах, узел 1 содержит вместо противовеса 29 дальнейший элемент 18 и дальнейшую пару рычагов 20 и 21 для ускорения подачи групп 2 к пункту R без усложнения конструкции узла 1.

В дальнейшем варианте, который не показан на чертежах, оси А, В и С узла 1 вертикальны; конвейерные ремни 8 образуют дно поддерживающего основания и верхнюю поверхность для удерживания групп 2 в поперечном направлении; а листы 7 и 11 действуют как удерживающие элементы для групп 2.

В отличие од движения над каналом 10 передающий элемент 18, следовательно, двигается вдоль канала 10, и головка 13 двигается возвратно-поступательно через пункт R в горизонтальном направлении Д2.

Благодаря тому, что эпициклическая зубчатая передача 25 приводного устройства 19 имеет ступень 27, которая содержит два зубчатых колеса 48 и 49, сцепляющихся одно с другим и имеющих передаточное отношение W, изменяющееся в соответствии с точкой контакта между колесами 48 и 49, форма траектории Т и мгновенная скорость V элемента 18 могут быть легко приспособлены к требованиям питающего устройства 4 и подающего устройства 5. Другими словами, использование двух зубчатых колес 48 и 49, имеющих изменяемое передаточное отношение W, позволяет приспособить динамические характеристики элемента 18 (траекторию Т и мгновенную скорость V) к характеристикам питающего устройства 4 и подающего устройства 5 вместо приспосабливания характеристик питающего устройства 4 и подающего устройства 5 к динамическим характеристикам элемента 18.

Приводное средство 19 может быть использовано преимущественно не только в описанном узле, но также, например, в узле (не показан) для передачи сигарет от стержневой сигаретоделательной машины к машине для установки фильтров.

Передающие узлы этого типа хорошо известны в технике и раскрыты, например, в GB 2110065, описание которого представлено здесь же.

GB 2110065 раскрывает узел для перемещения сигаретных полуфабрикатов от двухстержневой сигаретоделательной машины к машине для установки фильтров, в котором передающий узел содержит множество головок, каждая из которых способна на передачу двух сигаретных полуфабрикатов, и приводное устройство для перемещения каждой из указанных головок вдоль кольцевого пути, проходящего через сортировочный пункт на выходе из сигаретоделательной машины и выпускающий пункт на входе машины для установки фильтров. Приводное устройство содержит эпициклический зубчатый механизм с фиксированным солнечным колесом, ведомый планетарный носитель, вращаемый вокруг оси, соосной с солнечным колесом, и множество планетарных колес, каждое из которых под углом объединено с соответствующей головкой.

Благодаря ограниченным степеням свободы вышеописанного приводного устройства динамические характеристики каждой головки (траектория и мгновенная скорость) не подходят совершенным образом к требованиям на выходе сигаретоделательной машины и на входе машины для установки фильтров. Для того чтобы избежать такого недостатка, патент США 4051947 раскрывает передающий узел, в котором приводное устройство также содержит кулачковые средства для модификации траектории каждой головки. Добавление кулачковых средств позволяет получить лучшие траектории, но приводит к усложнению, т.е. цена приводного устройства значительно увеличивается.

В передающем узле типа, раскрытого в GB 2110065, может быть использовано приводное устройство, имеющее эпициклическую зубчатую передачу, содержащую два зубчатых колеса, сцепляющихся под углом между собой и имеющих передаточное отношение, которое меняется в соответствии с точкой контакта между зубчатыми колесами. Например, вышеуказанные зубчатые колеса, имеющие изменяемое передаточное отношение, могут быть использованы для сцепления каждого планетарного колеса с планетарным носителем.

Приводное устройство, описанное выше, относительно простое, т.е. недорогое, и позволяет установить динамические характеристики каждой головки (траекторию и мгновенную скорость) в соответствии с требованиями на выходе сигаретоделательной машины и на входе машины для установки фильтров.

Приводное устройство, содержащее эпициклическую зубчатую передачу, имеющую ступень, которая содержит два зубчатых колеса, сцеплявшихся между собой и имеющих передаточное отношение, изменяющееся в соответствии с точкой контакта между зубчатыми колесами, может быть также использовано в затачивающих узлах для затачивания лезвий вращающейся режущей головки, установленной на выходе сигаретоделательной машины для разрезания непрерывного стержня из табака, изготовленного такой машиной. Затачивающий узел такого типа раскрыт, например, в патенте США 4472900 и содержит усеченно-коническое шлифовальное колесо, которое движется вдоль кольцевой траектории с помощью эпициклической зубчатой передачи, которая может быть преимущественно модифицирована использованием приводного устройства, имеющего эпициклическую зубчатую передачу, содержащую два зубчатых колеса, сцепленных под углом между собой, и имеющую передаточное отношение, которое изменяется в соответствии с точкой контакта между зубчатыми колесами.

Реферат

Изобретение относится к рабочему узлу, в частности к узлу для перемещения изделий в машинах, предназначенных для обработки табачных изделий. Рабочий узел (1) содержит по меньшей мере одно загрузочное устройство, имеющее передающий элемент (18), и приводное средство (19), имеющее эпициклическую зубчатую передачу (25) для приведения в движение передающего элемента (18) вдоль кольцевой траектории для перемещения по меньшей мере одного изделия вдоль по меньшей мере одной передней части кольцевой траектории. Эпициклическая зубчатая передача имеет по меньшей мере одну ступень (27), в которой два зубчатых колеса (48, 49) сцепляются одно с другим в изменяемой точке контакта и имеют передаточное отношение, изменяющееся в соответствии с их точкой контакта. Рабочий узел, выполненный согласно изобретению, является простым и дешевым в изготовлении и при этом обеспечивает высокую степень гибкости. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула