захватывающее устройство с пневмоприсосом и устройство для подачи заготовок к упаковочному колесу

Формула изобретения

1. Захватывающее устройство с пневмоприсосом, содержащее по меньшей мере одну присасывающую головку (15), по меньшей мере одну полость (18), выполненную в упомянутой присасывающей головке (15), средства отсоса (13, 14, 20) для создания разряжения в упомянутой полости (18), причем упомянутые средства отсоса (13, 14, 20) содержат трубку (20), сообщающуюся с упомянутой полостью (18), вакуум-насос (14), соединенный с упомянутой трубкой (20), и управляющий клапан (22), расположенный в упомянутой трубке (20), отличающееся тем, что упомянутый клапан (22) установлен между упомянутым насосом (14) и упомянутой полостью (18) и вблизи полости (18) и по меньшей мере одно сквозное отверстие (23) выполнено в упомянутой присасывающей головке (15) для постоянного соединения упомянутой полости (18) с окружающей атмосферой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый клапан (22) установлен около сочленения (21), соединяющего упомянутую трубку (20) с упомянутой присасывающей головкой (15).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит приводной вал (9), вращаемый относительно фиксированной оси (10) и несущий упомянутую присасывающую головку (15).

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутый клапан (22) представляет собой механический клапан (22), причем устройство содержит механические управляющие средства (28) для управления положением упомянутого клапана (22).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что упомянутые механические управляющие средства (28) содержат отключающий механизм (36) для отключения упомянутого клапана (22).

6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что упомянутые механические управляющие средства (28) содержат шток (26), соединенный с упомянутым клапаном (22) и подвижный в продольном направлении, предназначенный для того, чтобы перемещать клапан (22) между открытым положением и закрытым положением для открывания и закрывания упомянутой трубки (20) соответственно.

7. Устройство по п. 3 или 6, отличающееся тем, что упомянутые механические управляющие средства (28) содержат также ролик (34) толкателя, соединенный механически с упомянутым штоком (26), и фиксированный кулачок (35), сопряженный с упомянутым роликом (34) толкателя, для циклического перемещения упомянутого штока (26) в осевом направлении.

8. Устройство по п. 5 или 7, отличающееся тем, что упомянутый отключающий механизм (36) содержит магнитный переключатель (37) для выведения упомянутого ролика (34) толкателя из сопряжения с кулачком (35).

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что упомянутый вакуум-насос (14) является так называемым насосом "открыто-вихревого" типа.

10. Устройство для подачи заготовок (4) к упаковочному колесу (2), несущее ряд гнезд (3), каждое из которых предназначено для приема соответствующей упомянутой заготовки (4), содержащее станцию приема (S1) у накопителя (5) для хранения упомянутых заготовок (4), и станцию подачи (S2) у упомянутого упаковочного колеса (2), отличающееся тем, что содержит захватывающее устройство с пневмоприсосом (7) по п. 3, приводной вал (9) для перемещения упомянутой присасывающей головки (15) через упомянутую станцию приема (S1) для отбора соответствующей упомянутой заготовки (4) из упомянутого накопителя (5) и через упомянутую станцию подачи (S2) для подачи упомянутой заготовки (4) к соответствующему упомянутому гнезду (3).

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что упомянутая присасывающая головка (15) выполнена таким образом, чтобы вводить ее в соответствующее упомянутое гнездо (3) у упомянутой станции подачи (S2), чтобы складывать упомянутую заготовку (4) в гнезде (3) U-образно.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к захватывающему устройству с пневмоприсосом.

В последующем описании специальные ссылки сделаны просто для примера на область упаковки сигарет и, в частности, на захватывающее устройство с пневмоприсосом для подачи заготовок на машине для упаковки сигарет.

Известно, что на машинах для упаковки сигарет используют захваты с пневмоприсосом для подачи заготовок последовательно от станции захвата заготовок, расположенной у накопителя заготовок, к питающей станции, где бланки переносят в соответствующие гнезда на упаковочном колесе.

Известные захваты с пневмоприсосом содержат колесо, несущее ряд головок с пневмоприсосом, в каждой из которых выполнена полость, сообщающаяся с одной стороны с окружающей средой через сквозное отверстие, контролируемое с помощью первого клапана, и соединенная на другом конце с вакуум-насосом, создающим давление на выходе, соединенным трубой, проход в которой контролируют вторым клапаном, обычно вмонтированным в трубу на заданном расстоянии от полости. В известных захватывающих устройствах два клапана обычно вмонтированы в один золотник. Например, всасывающая головка упомянутого выше типа описана в патенте США 4009876 или в Европейской заявке на патент ЕР 317232.

Для удерживания заготовки на присасывающей головке головку вводят в контакт с заготовкой, которая перекрывает полость так, что образует вместе с полостью вакуум-камеру, в которой создают разрежение (относительно атмосферного давления) путем перекрывания первого клапана и открывания второго клапана. Для высвобождения заготовки восстанавливают атмосферное давление в вакуум-камере путем открывания первого клапана и перекрывания второго клапана.

Время срабатывания захватывающего устройства, т.е. время, требующееся для возбуждения и гашения силы присасывания, зависит от общего объема вакуум-камеры, производительности вакуум-насоса и от размера упомянутого сквозного отверстия, причем общий объем вакуум-камеры равен объему полости и объему трубки между полостью и вторым клапаном.

Первый клапан необходим при использовании вакуум-насоса, создающего давление на выходе, который отличается относительно высоким давлением на выходе и относительно малой скоростью потока и не может работать нормально при наличии больших потерь в нагрузке, например, таких, которые создавало бы сквозное отверстие, если бы оно не было перекрыто первым клапаном во время отсоса.

Известные устройства описанного выше типа обладают рядом недостатков, наиболее существенный из которых заключается в необходимости использования двух отдельных клапанов или одного относительно сложного золотника (и управления ими) для каждой присасывающей головки. Кроме того, учитывая необходимость размещения второго клапана, вакуум-камера должна иметь относительно большой объем, в результате чего происходит достаточно большая задержка срабатывания клапана.

Технической задачей настоящего изобретения является создание захватывающего устройства с пневмоприсосом, лишенного упомянутых выше недостатков и, более того, являющегося недорогим и простым в изготовлении.

Данная техническая задача решается за счет того, что в захватывающем устройстве с пневмоприсосом, содержащем по меньшей мере одну присасывающую головку, по меньшей мере одну полость, выполненную в упомянутой присасывающей головке, средства отсоса воздуха для создания разрежения в упомянутой полости, причем упомянутые средства отсоса включают трубопровод, сообщающийся с упомянутой полостью, вакуум-насос, соединенный с упомянутым трубопроводом, и управляющий клапан, расположенный в упомянутом трубопроводе, согласно изобретению упомянутый клапан расположен между упомянутым насосом и упомянутой полостью и вблизи полости, по меньшей мере одно сквозное отверстие выполняют в упомянутой присасывающей головке для постоянного соединения упомянутой полости с окружающей атмосферой.

Далее изобретение будет описано на примере со ссылками на прилагаемые иллюстрации, на которых изображено следующее:

Фиг. 1 - поперечное сечение, на котором часть элементов не показана для ясности чертежа, предпочтительного варианта исполнения устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 - сечение в большем масштабе по II-II на Фиг.1 в двух различных положениях элементов, изображенных на Фиг.1.

Фиг.3 - сечение по III-III на Фиг.2.

Фиг. 4 - вид, аналогичный виду на Фиг.2, на котором показаны элементы, изображенные на Фиг.2, в другом рабочем положении.

Позицией 1 на Фиг.1 обозначена в целом упаковочная машина непрерывного действия, содержащая упаковочное колесо 2 с приводом, которое вращают непрерывно (против часовой стрелки на Фиг.1) относительно соответствующей оси (не показана), перпендикулярной к плоскости Фиг.1, и которое, в свою очередь, содержит ряд свободных, равномерно распределенных по периферии гнезд 3 (только одно показано) для последовательного приема соответствующих предварительно сложенных заготовок 4 коробочек или аналогичного материала. Машина 1 также содержит накопитель 5 для штабеля 6 заготовок 4; захватывающее устройство с пневмоприсосом 7, расположенное между станцией захвата S1 у открытого края 8 накопителя 5 и станцией подачи S2 на упаковочном колесе 2, для отбора заготовок 4 с края 8 и подачи их последовательно к соответствующим гнездам 3.

Захватывающее устройство 7 содержит приводной вал 9, вращаемый непрерывно по часовой стрелке на Фиг.1 относительно соответствующей фиксированной центральной оси 10, параллельной оси (не показана) колеса 2 и перпендикулярной к продольной оси 11 накопителя 5. Вал 9 содержит внутреннюю камеру 12, соединенную трубой 13 с вакуум-насосом 14, предпочтительно так называемым насосом "открыто-вихревого" типа, для создания в камере 12 разрежения относительно окружающего атмосферного давления.

Вал 9 несет ряд пневматических захватывающих головок 15, распределенных относительно оси 10 и соединенных с валом 9 посредством соответствующих промежуточных стоек 16. Как показано более четко на Фиг.2, каждая головка 15 выполнена в существенной степени в виде плиты, присоединенной с одной стороны к соответствующей стойке 16, и определена с другой стороны захватывающей поверхностью 17, в которой выполнена полость 18, определяемая круглым краем 19 и соединенная с камерой 12 соответствующей трубкой 20, сформированной вдоль соответствующей стойки 16.

В показанном варианте исполнения захватывающая поверхность 17 в существенной степени определена верхней поверхностью края 19.

В месте соединения 21 трубки 20 с соответствующей головкой 15 в каждой трубке 20 расположен клапан 22 для контролирования прохода трубки 20, т.е. для открывания и закрывания трубки 20 для соединения или отсоединения ее от соответствующей полости 18. Сквозное отверстие 23 сформировано в каждой головке 15 так, что соответствующая полость 18 сообщается постоянно с окружающей атмосферой.

Каждый клапан 22 представляет собой известный механический клапан, который содержит головку 24, круглое седло 25, сопряженное с головкой 24 и сформированное у соответствующего соединения 21, и управляющий шток 26, установленный с возможностью скольжения в осевом направлении в двух перфорированных опорных стенках 27 (см. Фиг.3), расположенных в трубке 20, причем клапан можно перемещать в осевом направлении с помощью переключающего механизма 28 в радиальном направлении относительно оси 10 между открытым положением (см. Фиг.2а), при котором полость 18 сообщается пневматически с трубкой 20 и, следовательно, с камерой 12, и закрытым положением (см. Фиг.2b), при котором полость 18 изолирована пневматически от трубки 20 и, следовательно, от камеры 12.

Переключающий механизм 28 содержит корпус 29, припасованный к концу соответствующего штока 26 против конца, соединенного с соответствующей головкой 24, и сопряженный с валом 9 с возможностью скольжения вместе со штоком 26 в радиальном направлении относительно оси 10 и перемещения таким образом штока 26 между упомянутым открытым и закрытым положениями. Переключающий механизм 28 содержит пружину 30, расположенную радиально относительно стенки 31, определяющей камеру 12, и соосно относительно соответствующего штока 26, и сжатую между соответствующей стенкой 27 и корпусом 29 так, чтобы в нормальном состоянии удерживать шток 26 в упомянутом закрытом положении.

Переключающий механизм 28 содержит также цилиндрический шток 32, размещенный в корпусе 29 с возможностью скольжения в продольном направлении относительно корпуса 29 вдоль соответствующей оси 33, параллельной оси 10, и сопряженный с возможностью вращения у одного конца с роликом толкателя 34, взаимодействующим с фиксированным кулачком 35. Кулачок 35 выполнен так, что, когда вал 9 вращают относительно оси 10, корпус 29 и, следовательно, соответствующий шток 26 каждой головки 15 перемещается в радиальном направлении относительно оси 10 между упомянутым открытым положением и упомянутым закрытым положением.

Перемещение штока 32 вдоль оси 33 контролируют переключающим механизмом 36, предназначенным для выключения соответствующего клапана 22, с помощью которого перемещают шток 32 между рабочим положением (см. Фиг.2), при котором ролик 34 сопряжен с кулачком 35, и положением выстоя (см. Фиг.4), при котором ролик 34 отведен от кулачка 35. Переключающий механизм 36 содержит известный магнитный переключатель 37, который при возбуждении перемещает шток 32 вдоль оси 33 из упомянутого рабочего положения в упомянутое положение выстоя, и пружину 38, расположенную соосно со штоком 32 между корпусом 29 и роликом 34, чтобы в нормальных условиях удерживать шток 32 в упомянутом рабочем положении.

Как показано на Фиг. 1, каждое гнездо 3 сформировано из наружной поверхности 39 соответствующей головки 40, расположенной против внутренней части головки 40, соединенной с колесом 2 с возможностью покачивания относительно колеса 2 вокруг соответствующей оси 41, параллельной оси 10, под управлением известного кулачково-коромыслового механизма (не показан). Каждое гнездо 3 содержит две боковые поверхности, наклоненные по направлению друг к другу и по направлению к нижней поверхности 43, в которой выполнен ряд сквозных отверстий 44, через которые известное вакуумное устройство (не показано) сообщается внешним образом.

Действие одной захватывающей головки 15 будет далее описано со ссылками на Фиг.2.

Для того чтобы удерживать заготовку 4 на захватывающей поверхности 17 головки 15, поверхность 17 вводят в контакт с заготовкой 4, которой перекрывают соответствующую полость 18 так, чтобы образовать вместе с полостью 18 вакуум-камеру, в которой создают разрежение (в сравнении с атмосферным давлением) путем закрывания соответствующего клапана 22 и соединения таким образом упомянутой вакуум-камеры с камерой 12, в которой насосом 14 поддерживают постоянное разрежение.

Потери нагрузки, вызванные сквозным отверстием 23, соединенным постоянно с окружающей атмосферой, не создают серьезных проблем для насоса 14, способного компенсировать даже относительно большие потери нагрузки, например, такие, которые вносит отверстие 23.

Чтобы освободить заготовку 4, автоматически восстанавливают атмосферное давление в упомянутой вакуум-камере с помощью отверстия 23 простым закрыванием клапана 22.

Относительно малый объем вакуум-камеры выполнен таким для достижения очень быстрого срабатывания захватывающей головки 15, которая в то же время является дешевой и простой в изготовлении благодаря содержанию только одного клапана 22.

Действие захватывающего устройства 7 будет далее описано со ссылками на Фиг.1, со ссылками на одну захватывающую головку 15 и в момент, когда головку 15, уже освободившую заготовку 4 в соответствующем гнезде 3 на станции подачи S2, перемещают путем вращения вала 9 в направлении станции приема S1 для отбора следующей заготовки 4.

Между станцией подачи S2 и станцией приема S1 клапан 22 головки 15 удерживают в упомянутом закрытом положении.

Когда ее проводят через станцию S1, захватывающая головка 15 отбирает заготовку 4, контактируя с краем 8 накопителя 5, и удерживает ее путем присасывания к захватывающей головке 17. Более конкретно, в заданной точке ее перемещения захватывающую головку 15 располагают захватывающей поверхностью 17 в существенной степени так, чтобы она контактировала с заготовкой 4 контактного края 8; и непосредственно перед достижением упомянутого положения включенный механизм 28 переключает клапан 22 в упомянутое открытое положение, чтобы соединить полость 18 с камерой 12 и посредством полости 18 возбудить силу отсоса, понуждая заготовку 4 у контактного края 8 прикрепиться к захватывающей поверхности 17.

По мере вращения вала 9 головка 15 покидает станцию приема S1, которой была отобрана заготовка 4, и ее перемещают к станции подачи S2, где заготовку 4 подают в соответствующее гнездо 3 на соответствующей головке 40.

На станции S2 головку 40 покачивают известным способом относительно оси 41 с помощью известного кулачково-коромыслового механизма (не показан) так, чтобы она оставалась в течение заданного промежутка времени обращенной к захватывающей поверхности 17 головки 15. В течение этого времени головку 15 вводят в гнездо 3 так, чтобы захватывающая поверхность 17 располагалась в существенной степени в контакте с поверхностью 43, и непосредственно перед достижением этого положения включением механизма 28 переключают клапан 22 в упомянутое закрытое положение, чтобы прекратить отсос воздуха из полости 18 и включить отсос воздуха через отверстия 44 в поверхности 43, чтобы освободить заготовку 4 в гнезде 3 и прикрепить ее благодаря присасыванию к гнезду 3.

Как показано на Фиг.1, введение головки 15 в соответствующее гнездо 3 производят для того, чтобы сложить заготовку 4 U-образно вдоль соответствующих известных предварительно сформированных линий изгиба (не показаны), когда заготовку подают в гнездо 3.

Описанные выше операции повторяют циклически.

Для того чтобы предотвратить подачу заготовки 4 в гнездо 3, необходимо предотвратить отбор заготовки 4 соответствующей головкой 15 в то время, когда ее проводят через станцию S1, и эту функцию выполняют путем включения механизма 36 головки 15. Более конкретно, при перемещении головки 15 вдоль всей траектории через станцию S1 соответствующий магнитный переключатель 37 поддерживают в возбужденном состоянии, чтобы удерживать ролик 34 в отведенном положении от кулачка 35 и таким образом предотвратить возможность открывания соответствующего клапана 22, в результате чего при отсутствии отсоса захватывающую поверхность 17 при ее перемещении через станцию S1 вводят в контакт с заготовкой 4 у края 8, но при отсутствии возможности захвата.

В другом варианте исполнения, который не представлен на иллюстрациях, полость 18 разделена на ряд отдельных полостей, отделенных одна от другой, но пневматически сообщающихся между собой посредством перфорированных разделительных стенок; поверхность 17 определена верхней поверхностью края 19 и верхней поверхностью упомянутых разделительных стенок для создания большей опорной поверхности для заготовки 4.

В еще одном варианте исполнения (не показано) полость постоянно сообщается с окружающей атмосферой посредством ряда сквозных отверстий 23 малого диаметра.