устройство для подачи тары в позицию укладки изделий и выдачи ее после наполнения

Формула изобретения

1. Устройство для подачи тары в позицию укладки изделий и выдачи ее после наполнения, содержащее транспортное средство для тары, систему подъемно-опускного перемещения тары и привод, отличающееся тем, что транспортное средство содержит стол для тары, выполненный с возможностью вращения, система подъемно-опускного перемещения тары включает столики, кинематически связанные с упомянутым столом, при этом каждый столик снабжен сталкивателем наполненной тары для выдачи последней из устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стол для тары выполнен в виде верхнего и нижнего дисков, соосно закрепленных на вертикальном валу привода, при этом верхний диск имеет сквозные вырезы, каждый из которых совмещен по вертикали с соответствующим столиком системы подъемно-опускного перемещения тары.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кинематическая связь каждого столика со столом для тары содержит пневмомеханизм с пневмоцилиндром и штоком, при этом пневмоцилиндр закреплен на нижнем диске стола перпендикулярно его поверхности, в диске выполнено сквозное отверстие для сопряжения со штоком, а на свободном конце штока смонтирован столик.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод размещен в пустотелом корпусе с закрепленными на нем днищем и крышкой, при этом днище снабжено фланцем для крепления корпуса к фундаменту, а на нижней поверхности крышки смонтирован стакан для подшипников вертикального вала привода.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый сталкиватель наполненной тары содержит фигурную пластину, расположенную вертикально между верхним и нижним дисками стола для тары, при этом пластина выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения в радиальном направлении относительно центра стола.

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на верхнем и нижнем дисках стола для тары в каждом из мест расположения столиков закреплены боковые и задняя стенка для удерживания тары в фиксированном положении.

7. Устройство по п.2 или 4, отличающееся тем, что на крышке пустотелого корпуса закреплена плита, в теле последней выполнена кольцевая канавка с размещенными в ней телами качения для взаимодействия с нижним диском стола для тары.

8. Устройство по п.1, или 5, или 7, отличающееся тем, что сталкиватель наполненной тары выполнен в виде кулачкового механизма с толкателем, удовлетворяющего условию

W=3·n-2·р ₅-р₄=3·2-2·2-1=1,

где W - степень подвижности механизма;

n - число подвижных звеньев: стол и толкатель, n=2;

р₅ - число низших кинематических пар: стол-стойка и толкатель-стол, p₅=2;

р ₄ - число высших кинематических пар; сопряжение толкателя с кулачком, р₄=1, при этом толкатель одним концом сопряжен с профильным пазом, выполненным в теле плиты, закрепленной на крышке пустотелого корпуса, а на свободном конце толкателя закреплена фигурная пластина сталкивателя.

9. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что каждый пневмомеханизм снабжен замыкателем для соединения полостей пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха, при этом замыкатель выполнен в виде размещенного в корпусе подпружиненного толкателя, на конце которого закреплена головка для контактирования с двумя воздушными коллекторами, закрепленными на боковине пустотелого корпуса, причем замыкатель смонтирован на нижней крышке пневмоцилиндра.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сопряжение толкателя с профильным пазом в теле плиты содержит ролик, смонтированный на пальце, закрепленном в концевой части толкателя.

11. Устройство по п.1 или 9, отличающееся тем, что воздушные коллекторы закреплены на боковине пустотелого корпуса со смещением один относительно другого на 180° в позиции шагового опускания столиков и в позиции подъема столиков, при этом в местах упомянутых позиций на боковине корпуса закреплены кронштейны с установленными на них копирами для взаимодействия с толкателями замыкателей.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в теле головки толкателя выполнено два открытых отверстия, каждое из которых посредством гибких шлангов соединено с соответствующей полостью пневмоцилиндра.

13. Устройство по п.9 или 11, отличающееся тем, что на свободном конце подпружиненного толкателя смонтирован ролик для взаимодействия с установленными на кронштейнах копирами.

14. Устройство по п.9 или 12, отличающееся тем, что открытые отверстия в теле головки толкателя смещены по вертикали, при этом адекватно смещены по вертикали выходные отверстия воздушных коллекторов на боковине пустотелого корпуса.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам, работающим в комплексе с банкоукладочными машинами, и может быть использовано преимущественно в линиях производства консервов в качестве питателя ящиков для банкоукладочных машин.

Известно, например, устройство для подачи пустых и отвода наполненных коробов к упаковочной машине, содержащее транспортное средство для перемещения коробов, подъемно-опускной стол для коробов, упор для остановки короба, поданного на стол, и привод (Авт. св. СССР №220132, опубл. в БИ, 1968. - №19).

Основным недостатком данного устройства является малая частота повторения рабочих циклов, т.е. невысокая производительность. Указанный недостаток является результатом того, что операции отвод наполненного короба со стола и подача на него пустого короба не совмещены во времени. Это удлиняет частичное фазовое время между операциями и соответственно увеличивает период рабочего цикла устройства.

Известно также устройство для подачи ящиков, например, к банкоукладочным машинам, включающее транспортное средство для перемещения ящиков, подъемно-опускной столик для ящиков, упоры для удержания ящиков в позициях на столике и перед столиком и привод (Авт. св. СССР №368128, опубл. в БИ, 1973. - №9 - прототип). Данное устройство является средством того же назначения, что и предлагаемое изобретение.

Основным недостатком прототипа является большая длительность рабочего цикла и соответственно невысокая производительность. Недостаток вызван тем, что операция подачи на столик пустого ящика не совмещена во времени с операцией снятия со столика наполненного ящика. Подача пустого ящика начинается только по завершении снятия со столика наполненного ящика, упомянутые операции выполняются последовательно без совмещения во времени. Это удлиняет рабочий цикл и снижает производительность устройства. Недостаток особенно ощутим при агрегатировании устройства с банкоукладочными машинами высокой производительности, применяемыми в автоматизированных рыбоконсервных линиях.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для подачи тары в позицию укладки изделий и выдачи ее после наполнения, содержащем транспортное средство для тары, систему подъемно-опускного перемещения тары и привод, транспортное средство содержит стол для тары, выполненный с возможностью вращения, система подъемно-опускного перемещения тары включает столики, кинематически связанные с упомянутым столом, при этом каждый столик снабжен сталкивателем наполненной тары для выдачи последней из устройства.

Стол для тары выполнен в виде верхнего и нижнего дисков, соосно закрепленных на вертикальном валу привода, при этом верхний диск имеет сквозные вырезы, каждый из которых совмещен по вертикали с соответствующим столиком системы подъемно-опускного перемещения тары.

Кинематическая связь каждого столика со столом для тары содержит пневмомеханизм с пневмоцилиндром и штоком, при этом пневмоцилиндр закреплен на нижнем диске стола перпендикулярно его поверхности, в диске выполнено сквозное отверстие для сопряжения со штоком, а на свободном конце штока смонтирован столик.

Привод устройства размещен в пустотелом корпусе с закрепленными на нем днищем и крышкой, при этом днище снабжено фланцем для крепления корпуса к фундаменту, а на нижней поверхности крышки смонтирован стакан для подшипников вертикального вала привода.

Каждый сталкиватель наполненной тары содержит фигурную пластину, расположенную вертикально между верхним и нижним дисками стола для тары, при этом пластина выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения в радиальном направлении относительно центра стола.

На верхнем и нижнем дисках стола для тары в каждом из мест расположения столиков закреплены боковые и задняя стенки для удерживания тары в фиксированном положении.

На крышке пустотелого корпуса закреплена плита, в теле последней выполнена кольцевая канавка с размещенными в ней телами качения для взаимодействия с нижним диском стола для тары.

Сталкиватель наполненной тары выполнен в виде кулачкового механизма с толкателем, удовлетворяющего условию

W=3·n-2·р ₅-р₄=3·2-2·2-1=1, (1)

где W - степень подвижности выходного звена механизма;

n - число подвижных звеньев: стол и толкатель, n=2;

р₅ - число низших кинематических пар: стол-стойка и толкатель-стол, р₅=2;

р₄ - число высших кинематических пар: сопряжение толкателя с кулачком, р₄=1,

при этом толкатель одним концом сопряжен с профильным пазом, выполненным в теле плиты, закрепленной на крышке пустотелого корпуса, а на свободном конце толкателя закреплена фигурная пластина сталкивателя.

Каждый пневмомеханизм снабжен замыкателем для соединения полостей пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха, при этом замыкатель выполнен в виде размещенного в корпусе подпружиненного толкателя, на конце которого закреплена головка для возможного контакта с двумя воздушными коллекторами, закрепленными на боковине пустотелого корпуса, причем замыкатель смонтирован на нижней крышке пневмоцилиндра.

Сопряжение толкателя с профильным пазом в теле плиты содержит ролик, смонтированный на пальце, закрепленном в концевой части толкателя.

Воздушные коллекторы закреплены на боковине пустотелого корпуса со смещением один относительно другого на 180° - в позиции шагового опускания столиков и в позиции подъема столиков, при этом в местах упомянутых позиций на боковине корпуса закреплены кронштейны с установленными на них копирами для взаимодействия с толкателями замыкателей.

В теле головки толкателя выполнены два открытых отверстия, каждое из которых посредством гибких шлангов соединено с соответствующей полостью пневмоцилиндра.

На свободном конце подпружиненного толкателя смонтирован ролик для взаимодействия с установленными на кронштейнах копирами.

Открытые отверстия в теле головки толкателя смещены по вертикали, при этом адекватно смещены по вертикали выходные отверстия воздушных коллекторов на боковине пустотелого корпуса.

Выполнение транспортного средства для тары в виде стола, совершающего вращательное движение, оснащенного столиками для подъемно-опускного перемещения тары и сталкивателями для вывода наполненной тары из устройства, дает возможность совместить во времени операции подачи пустой и вывода наполненной тары из устройства. В результате обеспечивается уменьшение периода рабочего цикла и повышение производительности устройства.

Выполнение стола для тары в виде двух соосно закрепленных на вертикальном валу привода дисков упрощает размещение в устройстве системы подъемно-опускного перемещения тары и сталкивателей наполненной тары со столиков. При этом за один оборот стола последовательно в соответствующих позициях и интервалах движения стола выполняются операции: подача на столик пустой тары, послойная укладка изделий в тару, вывод последней из устройства после наполнения. Карусельное выполнение стола обеспечивает компактность размещения конструктивных групп устройства и их элементов.

Использование пневмомеханизмов для подъемно-опускного перемещения столиков имеет, например, в сравнении с гидравлическими и механическими средствами, свое преимущество - быстродействие. В результате время подъема (опускания) столиков не удлиняет рабочего цикла и не снижает производительность устройства.

Размещение привода устройства в пустотелом корпусе с донышком и крышкой упрощает компоновку двигательного и передаточного механизмов, способствует компактному положению последних внутри упомянутого корпуса. При этом, посредством стакана для подшипников, закрепленного на внутренней поверхности крышки корпуса, упрощен монтаж выходного вертикального вала привода.

Оснащение каждого сталкивателя наполненной тары исполнительным органом, выполненным в виде фигурной пластины, совершающей возвратно-поступательные движения в радиальном направлении, обеспечивает контактное взаимодействие упомянутой пластины с задней стенкой ящика и сталкивание последнего со столика после наполнения.

Боковые и задняя стенки на обоих дисках стола для тары в месте расположения каждого столика обеспечивают фиксированное положение тары на столике в позиции ее наполнения и ориентированный вывод наполненной тары из устройства.

Плита, закрепленная на крышке пустотелого корпуса, и выполненная в ней кольцевая канавка с телами качения для взаимодействия с нижним диском стола для тары исключают упругие деформации стола, что повышает точность работы устройства.

Выполнение сталкивателя наполненной тары в виде кулачкового механизма с толкателем имеет свои преимущества: в зависимости от пазового профиля в теле неподвижной плиты толкатель с закрепленной на его конце фигурной пластиной для взаимодействия с тарой может совершать возвратно-поступательное движение по любому предпочтительному закону. Работоспособность такого механизма подтверждается формулой Чебышева (1). Механизм включает: два подвижных звена (стол и толкатель), две низшие кинематические пары (стол-стойка, толкатель-стол), одну высшую кинематическую пару (толкатель-кулачок).

Каждый пневмомеханизм снабжен замыкателем для соединения полостей пневмоцилиндра с коллектором сжатого воздуха. В периоде одного оборота стола для тары замыкатель пневмомеханизма каждого столика срабатывает дважды: при нахождении столика в позиции наполнения тары изделиями и в позиции подъема столика в верхнее крайнее положение. Исполнительным органом замыкателя является закрепленная на свободном конце толкателя головка с двумя открытыми отверстиями, каждое из которых гибким шлангом соединено с соответствующей полостью пневмоцилиндра. Такой замыкатель конструктивно прост и надежен в работе.

Толкатель сталкивателя наполненной тары сопряжен с пазовым профилем в теле неподвижной плиты посредством ролика, смонтированного в его концевой части. Это уменьшает трение высшей пары, снижает износ рабочего профиля в теле плиты.

Коллекторы сжатого воздуха смонтированы на внутренней поверхности боковины пустотелого корпуса, их выходные отверстия расположены снаружи боковины со смещением на 180°, что соответствует позициям подъемно-опускного перемещения столиков. В местах упомянутых позиций снаружи корпуса закреплены кронштейны с установленными на них копирами для взаимодействия с толкателями замыкателей. Таким образом обеспечивается соединение одного из отверстий в головке толкателя с выходным отверстием соответствующего воздушного коллектора.

Два открытых отверстия в теле головки толкателя обеспечивают при контакте головки с выходным отверстием любого из коллекторов соединение источника сжатого воздуха с соответствующей полостью пневмоцилиндра, находящегося в позиции подъемно-опускного перемещения своего столика для тары.

Ролик, смонтированный на свободном конце толкателя, при нахождении замыкателя в позиции подъемно-опускного перемещения столика взаимодействует с укрепленным на кронштейне копиром и сообщает толкателю поступательное движение в радиальном направлении к центру стола для тары. В результате обеспечивается сопряжение головки толкателя с выходным отверстием коллектора. Наличие ролика в высшей кинематической паре толкатель-копир уменьшает износ рабочего профиля копира и исключает деформацию заданного закона движения толкателя, при этом сохраняется требуемая точность срабатывания пневмомеханизма.

Смещение открытых отверстий в теле каждой головки по вертикали и аналогичное смещение выходного отверстия одного коллектора по отношению к отверстию другого коллектора дает возможность каждому коллектору обслуживать только одноименные полости пневмоцилиндров. Это означает, что выходное отверстие коллектора, подающего воздух, например, в верхние полости цилиндров, лежит в одной плоскости с отверстиями на головках толкателей, связанными с верхними полостями соответствующих пневмоцилиндров, и наоборот.

Предлагаемое устройство для подачи тары в позицию укладки изделий и вывода ее после наполнения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг.2 - устройство, главный вид; на фиг.3 - то же, разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - то же, разрез по Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - замыкатель в сборе; на фиг.6 - компоновка кронштейнов на боковине корпуса; на фиг.7 - циклограмма.

Устройство содержит транспортное средство для тары, выполненное в виде стола 1, совершающего вращение с выстоями, систему 2 подъемно-опускного перемещения тары и вывода ее из устройства после наполнения и привод 3.

Стол 1 для тары выполнен в виде верхнего и нижнего дисков, соответственно 4 и 5, соосно закрепленных на вертикальном валу 6 привода 3. Система 2 содержит столики 7, кинематически связанные с нижним диском 5 стола 1, при этом в верхнем диске 4 выполнены сквозные вырезы 8, каждый из которых совмещен по вертикали с соответствующим столиком 7, причем каждый столик снабжен сталкивателем 9 для вывода наполненной тары из устройства. Кинематическая связь каждого столика 7 с диском 5 стола 1 содержит пневмомеханизм 10 с пневмоцилиндром 11 и штоком 12, при этом пневмоцилиндр жестко закреплен на диске перпендикулярно его поверхности, а в теле диска выполнено сквозное отверстие 13 для сопряжения со штоком 12, на свободном конце которого смонтирован соответствующий столик 7.

Привод 3 устройства размещен в пустотелом корпусе 14 с закрепленным на нем днищем 15 и крышкой 16, при этом днище снабжено фланцем 17 для крепления корпуса к фундаменту, а на нижней поверхности крышки смонтирован стакан 18 для подшипников 19 вертикального вала 6 привода.

Каждый сталкиватель 9 выполнен в виде кулачкового механизма 20 с толкателем 21, совершающим возвратно-поступательные движения в радиальном направлении относительно центра стола 1 для тары. Толкатель 21 одним концом сопряжен с профильным пазом 22, выполненным в теле плиты 23, закрепленной на крышке 16 пустотелого корпуса 14, а на свободном конце толкателя закреплена фигурная пластина 24 сталкивателя, расположенная между дисками 4 и 5 стола 1. Сопряжение толкателя 21 с профильным пазом 22 плиты 23 содержит ролик 25, смонтированный на пальце 26, закрепленном на концевой части толкателя.

На дисках 4 и 5 стола 1 для тары в каждом из мест расположения столика 7 закреплены боковые и задняя стенки, соответственно 27 и 28, для удерживания тары в фиксированном положении. В теле плиты 23 по ее периметру выполнена кольцевая канавка 29 с размещенными в ней телами 30 качения для взаимодействия с диском 5 стола 1.

Каждый пневмомеханизм 10 снабжен замыкателем 31 для соединения полостей соответствующего пневмоцилиндра 11 с источником сжатого воздуха. Замыкатель выполнен в виде размещенного в корпусе 32 подпружиненного толкателя 33, на одном конце последнего размещена головка 34 для взаимодействия с воздушными коллекторами 35 и 36, закрепленными на боковине пустотелого корпуса 14. Замыкатель смонтирован на нижней крышке 37 пневмоцилиндра 11. В теле головки 34 толкателя 33 выполнены два открытых (сквозных) отверстия 38 и 39, смещенных по вертикали, которые посредством гибких шлангов 40 и 41 соединены с соответствующими полостями цилиндра 11.

Воздушные коллекторы 35 и 36 закреплены на боковине корпуса 14 со смещением по горизонтали на 180° один относительно другого: в позиции шагового опускания столиков 7 и в позиции подъема столиков. В упомянутых позициях на боковине корпуса закреплены также кронштейны 42 с установленными на них копирами 43 для взаимодействия с подпружиненными толкателями 33 замыкателей 31. С этой целью на свободном конце каждого толкателя смонтирован ролик 44. Выходные отверстия 45 и 46 воздушных коллекторов, соответственно 35 и 36, смещены по вертикали адекватно смещению отверстий 38 и 39 в головках 34 толкателей 33.

Устройство работает следующим образом.

В начальном положении устройства стол 1 занимает положение, при котором один из столиков 7, например столик а) на фиг.7, находится в позиции укладки изделий в тару. Поскольку работа устройства предварительно согласована с работой укладочной машины, столик 7 в процессе наполнения ящика изделиями занимает фиксированное по горизонтали положение, при этом после каждого поданного в ящик слоя изделий, кроме последнего, столик опускается на шаг, равный высоте изделий в слое. Шаговое опускание столика обеспечивается посредством его пневмомеханизма 10, замыкатель 31 которого при нахождении столика в позиции наполнения тары сопрягает головку 34 толкателя 33 с воздушным коллектором 35. При наполнении ящика изделиями ролик 44 взаимодействует с профилем копира 43, закрепленного на кронштейне 42, при этом подпружиненный толкатель 33 занимает крайнее (рабочее) положение, соединяя отверстие 38 в головке 34 с отверстием 45 коллектора. Включением пневмозолотника (на чертежах не показан) коллектора 35 при соединенных отверстиях 38 и 45 соответствующая полость пневмоцилиндра 11 соединяется посредством шланга 40 с источником сжатого воздуха, обеспечивая опускание столика с ящиком. В процессе наполнения ящика изделиями он взаимодействует с боковыми стенками 27 и задней стенкой 28, обеспечивающими его фиксированное положение на столике.

После наполнения ящика стол 1 посредством привода 3 совершает поворотное движение, при этом очередной столик 7, находясь в верхнем крайнем положении, подает пустой ящик в позицию укладки изделий. При повороте стола его нижний диск 5 взаимодействует с телами 30 качения, размещенными в кольцевой канавке 29 плиты 23. Это исключает перекосы и упругие деформации стола, повышает точность функционирования устройства.

Поворот стола 1 сопровождается работой сталкивателя 9, при этом толкатель 21 механизма 20 посредством фигурной пластины 24 перемещает наполненный ящик по столику 7 в радиальном направлении - от центра стола 1 к его периферии. Поступательное движение толкателя 21 обеспечивается в результате взаимодействия его ролика 25 с профильным пазом 22 плиты 23, жестко закрепленной на крышке 16 пустотелого корпуса 14. Наполненный ящик выводится из устройства раньше, чем стол 1 повернется на 180°, а столик 7 займет положение в), указанное на фиг.7. После выдачи наполненного ящика из устройства, что соответствует снятию ящика со столика 7, механизм 20 совершает холостой ход, при котором толкатель 21 возвращает фигурную пластину 24 сталкивателя 9 в начальное положение.

В момент окончания поворота стола 1 и завершения холостого хода механизма 20 замыкатель 31 стыкует головку 34 толкателя 33 с воздушным коллектором 36, при этом отверстие 39 головки соединяется с отверстием 46 коллектора. Включением пневмозолотника (на чертежах не показан) коллектора 36 при соединенных отверстиях 39 и 46 соответствующая полость пневмоцилиндра 11 соединяется посредством гибкого шланга 41 с источником сжатого воздуха. Этим обеспечивается движение столика, закрепленного на штоке 12 пневмоцилиндра, в верхнее положение, соответствующее положению ящика при укладке в него первого слоя изделий. Подача на столик 7 пустого ящика обеспечивается при нахождении столика на участке между позициями “подъем столика вверх” и “укладка изделий в ящик”.

При работе устройства верхний диск 4 стола 1, имеющий сквозные вырезы 8 для столиков 7, снабженные боковыми и задней стенками, соответственно 27 и 28, обеспечивает фиксированное положение ящика на столике, находящемся в верхнем положении (при укладке в ящик первых слоев изделий).

Предлагаемое устройство может иметь различные варианты исполнения, отличающиеся один от другого, например: числом столиков, расстоянием между позициями “Укладка изделий в ящик” и “Снятие наполненного ящика со столика”, временем холостого хода механизма вывода наполненного ящика из устройства, положением интервала подачи пустого ящика на столик в периоде кинематического цикла устройства.

На фиг.7 представлена циклограмма предлагаемого устройства, содержащего четыре столика для ящиков. Столики а), б), в), г) показаны последовательно в положениях выстоя и поворота стола 1 с момента наполнения столика а) при включении устройства в работу.