устройство для подачи ленточного материала

Формула изобретения

Устройство для подачи ленточного материала, содержащее механизм протягивания ленты, включающий подающий ролик, каретку с захватом и его приводом, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и регулируемый упор, отличающееся тем, что оно снабжено передачей с механизмом реверсирования, размещенной на подвижной раме и выполненной с возможностью расцепления и сцепления подающего ролика, а также каретки с распределительным валом общего электропривода, захват снабжен фиксатором и коромысловыми толкателями, а привод захвата содержит кулачковый механизм, выполненный с возможностью взаимодействия кулачка с толкателями при возвратно-поступательном перемещении каретки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для упаковывания продуктов в ленточный материал и может найти применение в пищевой, химической, биохимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для изготовления, наполнения продуктом и запечатывания пакетом из ленточного термосклеивающегося материала (авт. свид. СССР N 1551588, кл. B 65 B 9/12, 23.03.90. Бюл. N 11), содержащее станину, рулонодержатели, направляющие ролики, раму, вертикально подвижную плиту, сварочный и режущий механизмы, смонтированные на плите. В известном устройстве транспортирование ленточного материала с продуктом выполняет вертикально подвижная плита, движущаяся вниз под действием собственной силы тяжести и механизмов на ней, и вверх под действием поршня пневмоцилиндра. Недостаток заключается в том, что использование избыточной массы частей устройства в качестве источника движения приводит к увеличению энергоемкости, металлоемкости, габаритов и к уменьшению быстродействия привода устройства из-за инерционных нагрузок, а использование пневмопривода для создания движущей силы удорожает и усложняет устройство, снижает надежность работы, так как требует наличия компрессорной станции и обеспечения герметизации пневмосистемы.

Наиболее близким к предлагаемому ниже устройству по совокупности существенных признаков (прототип) является устройство для подачи ленточного материала (авт. свид. СССР N 1666375, кл. B 65 B 41/10, 30.07.91. Бюл. N 28), которое содержит механизм протягивания материала, включающий подающий ролик, каретку с захватом и его приводом, содержащим зубчато-реечную передачу и рычаг с роликом для взаимодействия с захватом, регулируемые упоры, взаимодействующие с зубчатой рейкой. Для перемещения каретки служит кривошипно-шатунный механизм. В известном устройстве захват управляется посредством шарнирно-рычажной системы совместно с реечно-зубчатой передачей, размещенными на подвижном основании каретке. В этом случае ухудшаются массо-габаритные и технологические показатели привода захвата, уменьшается его механическая надежность и точность работы из-за инерционных нагрузок. Использование кривошипно-шатунного механизма создает только две равные по времени фазы движения каретки фазу подачи ленточного материала и возврат ее в исходное положение. Этого в ряде случаев применения транспортирующих устройств на многооперационных линиях недостаточно, например, при фасовании и упаковывании продуктов в ленточный материал, когда требуется выстой для выполнения технологической операции или их совокупности, время которой превышает хотя бы половину времени движения каретки с захватом, включающем время подачи ленты и возврата в цикле. Кроме того, в кривошипно-шатунном механизме имеет место неравномерное по скорости движения каретки, которое создает при вращении подающего ролика с постоянной угловой частотой значительные неуправляемые изменения натяжения ленточного материала, что нежелательно, если он используется для фасовки и упаковки продукта в него.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются расширение технологических возможностей, повышение производительности, надежности и точности, упрощение устройства. Для этого устройство для подачи ленточного материала, содержащее механизм протягивания ленты, включающий подающий ролик, каретку с захватом и его приводом, смонтированную с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и регулируемый упор, снабжено передачей с механизмом реверсирования, размещенной на подвижной раме и выполненной с возможностью расцепления и сцепления подающего ролика, а также каретки с распределительным валом общего электропривода, захват снабжен фиксатором и коромысловыми толкателями, а привод захвата содержит кулачковый механизм, выполненный с возможностью взаимодействия кулачка с толкателями при возвратно-поступательном перемещении каретки.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства с указанием положения ленты (штрих-пунктирные линии) и участков ее обработки (под вертикальными стрелками и вид A на передачу с расцеплением; на фиг. 2 вид Б на фиг. 1 на передачу с расцеплением и реверсированием при прямом ходе каретки; на фиг. 3 вид Б на фиг. 1 при обратном ходе каретки; на фиг. 4 вид В на фиг. 1 на захват с приводом и фиксатор.

Передача с расцеплением (фиг. 1, вид А) включает основание 1 с закрепленными на нем направляющими 2, подвижную раму 3, зубчатое колесо 4, посаженное на распределительный вал 5. На раме установлены зубчатое колесо 6, пара конических колес 7, 8, регулируемая фрикционная передача вариатор 9, роликовый толкатель 10, на который действует кулачок 11, вращаемый валом 5. Контакт толкателя с кулачком поддерживается пружиной 12, опирающейся одним концом на неподвижный упор 13, другим концом на раму 3. На выходном валу вариатора 9 установлена шестерня 14, сцепления с зубчатым колесом 15, закрепленным на подающем ролике 16. Длина зуба шестерни 14 больше длины зуба колеса 15 на величину максимального хода рамы 3. Это обеспечивает постоянное сцепление шестерни и колеса в любом положении рамы. На направляющей 2 закреплен стопор 17, к которому прижимается после расцепления колес 4, 6 вал 18 колес 6, 7. Стопорение вала 18 препятствует самопроизвольному повороту колес передачи и подающего ролика.

Передача с расцеплением и реверсированием (фиг. 2, вид Б на фиг. 1) включает передачу с расцеплением, поворотную на 90 градусов вокруг оси распределительного вала 5. Шестерня 14 сдвинута и закреплена на выходном валу вариатора в месте ее сцепления с зубчатой рейкой 19, закрепленной на каретке 20. Длина зуба шестерни 14 здесь выполнена больше длины зуба рейки 19 на величину максимального хода рамы 3. В эту передачу встроен механизм реверсирования (фиг. 2, 3), который включает кулачок 21, вращаемый распределительным валом, коромысловый толкатель с роликом 22, прижимаемый к кулачку пружиной 23, водило 24 и установленное на нем колесо-сателлит 25, которое обкатывается водилом по колесу 6. Водило 24 скреплено с коромыслом 22 и вместе с ним установлено на валу 18 с возможностью свободного качания вокруг оси вала. При определенных положениях коромысла с роликом 22 на кулачке 21 водило 24 расцепляет зубчатые колеса 4, 25 (фиг. 2) или сцепляет их (фиг. 3).

В зависимости от установочного угла на распределительном валу между кулачком 11 и кулачком 21 в передаче с расцеплением и реверсированием образуется фаза движения, когда колеса 4, 6 и 4, 25 расцеплены одновременно. Происходит выстой каретки с захватом с одновременной остановкой подающего ролика 16. Продолжительность выстоя зависит от величины установочного угла между кулачками 11, 21.

Захват с приводом (фиг. 4, вид В на фиг. 1) включает губки 25 с возможностью поворота вокруг оси 26, закрепленной на каретке 20, и с выступами 27 для взаимодействия с фиксатором захвата; с губками скреплены коромысловые толкатели с роликами 28, смыкающие губки под действием кулачка 29, установленного на распределительный вал, и размыкающие губки под действием пружины 30, стягивающей концы коромысел, при повороте кулачка в пределах угла ближнего стояния коромысла не опускаются до контакта с кулачком, а задерживаются пальцами 31, 32, закрепленными на каретке и на коромысле соответственно, что позволяет каретке 20 двигаться вместе с захватом по направляющим 23 и устанавливать коромысла на кулачке в исходном положении; фиксатор включает зацепы 34, удерживающие захват в сомкнутом положении за выступы губок и имеющие возможность поворота вокруг осей 35, установленных на каретке, зацепы постоянно прижаты к выступам плоскими пружинами 36. Поворот зацепов происходит при действии на их свободные концы регулируемого упора 37 (фиг. 1), установленного на неподвижном корпусе привода каретки.

Устройство для подачи ленточного материала работает следующим образом. Сложенная вдоль или рукавная лента для пакетирования продукта, пропущенная между прижимным и подающим роликом 16, подается к участку обработки и одновременно с другой стороны протягивается уже с упакованным продуктом захватом, установленным на каретке 20. Губки захвата 25, имеющие возможность поворота вокруг оси 26, закрепленной в каретке, удерживаются во все время движения каретки в сомкнутом положении зацепами 34 фиксатора за выступы 27 губок.

В период подачи ленты роликом и ее протягивания захватом в передачах с расцеплением приводов подающего ролика и каретки кулачки 11, вращаемые распределительным валом 5, действуют на роликовые толкатели 10, перемещая тем самым рамы 3 по направляющим 2 и вместе с рамами зубчатые колеса 6 для сцепления с зубчатыми колесами 4, закрепленными на распределительном валу (вид А на фиг. 1, вид Б на фиг. 2). Вращение от колес 4 передается через колеса 6 и их валы 18 коническим колесам 7, 8, каткам вариаторов 9 и через их выходные валы шестернями 14, одна из которых сообщает вращение зубчатому колесу 15, установленному на подающем ролике 16, другая поступательное движение зубчатой рейке 19, закрепленной на каретке 20.

В крайнем правом положении каретки с захватом на свободные концы зацепом 34 действует регулируемый упор 37, поворачивая их, после чего губки захвата раскрываются под действием пружины 30, стягивающей концы скрепленных с губками коромысловых толкателей 28. Раскрытие захвата при этом ограничивается пальцами 31, на которые ложатся пальцы 32, установленные на коромыслах. Одновременно прекращается действие кулачков 11, которые продолжают вращение в фазе ближнего стояния толкателей 10, а рамы 3 перемещаются от действия пружин 12 с упором в выступы 13 направляющих 2 в другое крайнее положение, в котором зубчатые колеса 6, 4 расцеплены, а вал 18 прижимается к стопору 17, чем предотвращается самопроизвольное вращение колес передачи. Происходит выстой подающего ролика и каретки с захватом, который продолжается до тех пор, пока кулачок 21 в передаче с расцеплением и реверсированием (фиг. 2), вращаемый распределительным валом, не начнет проходить фазу дальнего стояния коромыслового толкателя с роликом 22, имеющего возможность свободного поворота вокруг вала 18 и прижатого к кулачку пружиной 23.

Возврат каретки происходит с раскрытым захватом при повороте водила 24, скрепленного с коромыслом 22, от действия кулачка 21. В результате этого действия колесо-сателлит 25, обкатывается водилом по колесу 6 и сцепляется с колесом 4. При их сцеплении образуется простая рядовая передача из трех зубчатых колес 4, 25, 6 (фиг. 3), в которой колесо 6 изменяет направление вращения на противоположное. Вместе с этим зубчатая рейка 20 и связанная с ней каретка с захватом изменяют направление движения на обратное. Захват устанавливается в исходное положение, одновременно кулачком 21 останавливается действие механизма реверсирования расцепления колес 25, 4.

Кулачок 29, вращаемый распределительным валом, получает возможность взаимодействия с коромыслами захвата. При взаимодействии коромысел с кулачком скрепленные с ними губки захвата поворачиваются вокруг оси 26, при этом зацепы фиксатора 34 скользят по поверхности выступов губок 27 до их края. При смыкании губок зацепы поворачиваются от действия пружин 36 и удерживают зажим ленты в период подачи пакетируемого продукта. Одновременно кулачок 11 выполняет перемещение рамы 3 в исходное крайнее положение для сцепления колес 6, 4. Сцепление этих колес происходит после замыкания захвата и цикл повторяется.

Шаг подачи ленты может регулироваться плавно и синхронно между подающим роликом и захватом вариаторами 9 или ступенчато в больших пределах изменением передаточного числа зубчатых передач. При необходимости создать определенное натяжение ленты с помощью вариаторов 9 устанавливается разная величина шага подачи ленты роликом и шага ее протяжки захватом, при этом шаг протяжки немного больше шага подачи роликом.

Продолжительность выстоя регулируется изменением величины установочного угла между кулачками 11, 21 при их установке на распределительный вал.

Предлагаемое устройство для подачи ленточного материла расширяет технологические возможности устройства и производительность работы, так как использованная в устройстве передача с расцеплением и реверсированием позволяет создать фазу выстоя дополнительно к фазам подач и возврата каретки с захватом, при этом период цикла работы может быть сокращен и приближен к времени выстоя (операционное время) за счет увеличения скорости движения ленты и возврата каретки с захватом простым увеличением частоты вращения распределительного вала.

Увеличение точности работы устройства достигается совместным регулированием подачи ленты роликами и протяжки захватом. Это позволяет устранить влияние технологических и геометрических погрешностей на синхронную работу обоих приводов, получить требуемое натяжение ленты, предотвращающее ее провисание, колебания и отклонения от плоскости движения, а также установить плоскость движения ленты в пространстве любым образом.

Устройство не имеет движущихся масс, создающих значительные инерционные нагрузки, кинематическая связь всех приводных и управляющих звеньев устройства через распределительный вал позволяет получить движение от одного электропривода. Это повышает надежность работы и упрощает устройство, обеспечивает его компактность и малые габариты.

Для реализации изобретения разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец. Испытания образца показали его пригодность и эффективность при создании малогабаритных фасовочно-упаковочных линий для пакетирования насыпных и жидких продуктов в ленту.