Укупорочная головка
Изобретение относится к области укупоривания различной стеклянной тары. Укупорочная головка содержит корпус, по меньшей мере одну вертикальную ось с верхним и нижним рычагами, приводной вал с расширением в месте контакта вала с верхним рычагом, которое выполнено в виде тела вращения с переменным углом наклона образующей тела к его оси, и закаточный ролик, расположенный на нижнем рычаге. Укупорочная головка снабжена промежуточным рычагом, расположенным на оси, и кулачком, связанным с промежуточным рычагом, который через упругий элемент связан с нижним рычагом, несущим закаточный ролик. Вертикальная ось жестко связана с верхним рычагом и кулачком. Изобретение позволяет повысить качество укупорки и снижает процент брака. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники. Изобретение относится к области укупоривания различной стеклянной тары (бутылки, банки, флаконы и пр.) навинчивающимися крышками, например, металлическими, пластиковыми и др., и может применяться в различных отраслях техники.
Уровень техники. Известны укупорочные головки, использующие вращающиеся ролики для формирования резьбовой поверхности и/или обжимного венчика, разрушающегося при открывании пробки. В патенте РФ 2026264 ролики приводятся в радиальное движение центробежной силой, в патенте РФ 2206493 рычаги с закаточными роликами качаются вокруг горизонтальной оси и стягиваются общей пружиной. В патенте РФ 2231495 (прототип) предложены и качающиеся рычаги с роликами, и рычаги, поворачивающиеся вокруг вертикальной оси. Недостатки этого устройства: 1) жестко заданный конструкцией закон передачи движения от приводного механизма к закаточному ролику; 2) отсутствие гибкой связи в механизме передачи усилия вдоль оси к закаточному ролику; 3) отсутствие возможности изменять закон приложения силы от приводного механизма к закаточному ролику. Ввиду перечисленных недостатков закаточный ролик оказывает постоянное (в произвольный момент укупорки) усилие, что приводит к порче пробки, разрушению бутылки и/или снижает качество укупорки.
Сущность изобретения. Предлагаемое устройство лишено описанных недостатков, имеет более высокую надежность работы и качество укупоривания, снижение брака. Это достигается введением дополнительных элементов: упругого элемента (например, пружины кручения), кулачка и промежуточного рычага на каждой из вертикальных осей, параллельных оси укупорочной головки, причем каждая из вертикальных осей жестко связана с верхним рычагом и кулачком. При этом передача усилия от привода к рычагу, несущему закаточный ролик, происходит по заданному заранее закону, передача усилия от привода к закаточному ролику происходит через упругий элемент (пружину кручения) таким образом, что достигается заданный закон изменения усилия закатки пробки.
Предлагаемое устройство показано на фиг.1, фиг.2 (в разрезе) и фиг.3 (график усилий) и содержит корпус закаточной головки 1, приводной вал 2, поворотную ось 3, верхний рычаг 4, нижний рычаг 5 с закаточным роликом 6, ловитель 7, кулачок 8, промежуточный рычаг 9, пружину кручения 10.
Работа устройства. В исходном состоянии вал 2 находится в верхнем положении, ролик верхнего рычага 4 не испытывает радиального усилия. При подаче сигнала на укупорку вал 2 вместе с корпусом 1 вращается и опускается вниз. После того как ловитель 7 войдет в контакт с пробкой 12, надетой на бутылку 11, дальнейшее опускание корпуса 1 прекращается, а вал 2 продолжает опускаться. При этом выполненное на валу 2 тело вращения поворачивает верхний рычаг 4 вместе с осью 3 и кулачком 8. Последний воздействует на рычаг 9, поворачивая его вокруг оси 13. Рычаг 9 через пружину 10 поворачивает нижний рычаг 5 вокруг оси 3 и, прижимая ролик 6 к пробке 12, производит закатывание пробки.
Рассмотрим различия в условиях работы предложенного устройства относительно прототипа. В известном устройстве вертикальная ось (для каждого из закаточных роликов) получает вращение от своего верхнего рычага, контактирующего либо с конусом, либо с телом вращения (как в предлагаемом устройстве). Тело вращения в предлагаемом устройств выполнено таким образом, что угол α наклона образующей к оси вала 2 имеет переменную величину, плавно уменьшающуюся к верхней части тела вращения. В начале движения рычага 4 вдоль образующей тела вращения рычаг поворачивается вместе с осью 3 на определенный угол при движении вала 2 относительно корпуса 1. При дальнейшем взаимном перемещении вала 2 и корпуса 1 ось 3 поворачивается на угол, прогрессивно уменьшающийся по мере опускания вала 2. При этом удельное усилие от привода устройства, передаваемое на закаточный ролик (и на пробку), прогрессивно (на каждый миллиметр взаимного перемещения вала 2 и корпуса 1) уменьшается от начала процесса закатки пробки к его концу, что повышает качество укупорки, т.к. в начале деформации пробки роликом допускается определенное максимальное усилие воздействия ролика на пробку, а затем (к концу деформации пробки) это усилие должно уменьшаться, чтобы исключить брак укупоривания.
При возникновении вращения оси 3 оно жестко передается кулачку 8, который поворачивает рычаг 9 и через пружину 10 - нижний рычаг 5, передавая усилие на пробку. По мере поворота оси 3 взаимное положение кулачка 8 и рычага 9 изменяется, и при заданном угле поворота оси 3 кулачок 8 перестает поворачивать рычаг 9. При этом передача вращательного движения от оси 3 к рычагу 5 прекращается, т.е. усилие воздействия ролика на пробку возрастает до некоторой величины, после чего больше не увеличивается, что также исключает возможность брака укупорки. Это достигается выполнением заданного профиля кулачка 8, а именно в начале его поворота расстояние от оси кулачка 8 до точки соприкосновения с рычагом 9 возрастает, а затем перестает возрастать, т.е. профиль кулачка превращается в дугу окружности. На фиг.3 наглядно показана разница в режимах укупорки: у известного устройства усилие на рычаг 5 возрастает линейно во всем диапазоне поворота рычага 4, а в предложенном усилие на рычаг 5 возрастает более плавно и до определенной величины, после чего больше не увеличивается.
Таким образом, предложенные конструктивные отличия обеспечивают технический результат, а именно преимущества предложенного устройства перед известным за счет введения промежуточного рычага, кулачка, связанного с промежуточным рычагом, который через упругий элемент связан с нижним рычагом и закаточным роликом, причем вертикальная ось жестко связана с верхним рычагом и кулачком. Кроме того, упругий элемент выполнен в виде пружины кручения, угол наклона образующей тела вращения к его оси выполнен максимальным у меньшего диаметра тела вращения, а у большего диаметра тела вращения угол наклона образующей выполнен меньшим. Также ось вращения кулачка в корпусе головки выполнена не совпадающей с вертикальной осью, профиль кулачка выполнен с возможностью его зацепления с промежуточным рычагом при определенном угле поворота кулачка, а при увеличении этого угла зацепления не будет, причем кулачок выполнен легкосъемным для замены на другую форму профиля. Все это повышает качество укупорки, снижает процент брака, расширяет область применения устройства за счет возможности использования пробок с отличающимися свойствами.
1. Укупорочная головка, содержащая корпус, по меньшей мере одну вертикальную ось с верхним и нижним рычагами, приводной вал с расширением в месте контакта вала с верхним рычагом, которое выполнено в виде тела вращения с переменным углом наклона образующей тела к его оси, и закаточный ролик, расположенный в нижнем рычаге, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительно промежуточным рычагом, расположенным на оси, и кулачком, связанным с промежуточным рычагом, который через упругий элемент связан с нижним рычагом, несущим закаточный ролик, причем вертикальная ось жестко связана с верхним рычагом и кулачком.
2. Укупорочная головка по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины кручения.
3. Укупорочная головка по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона образующей тела вращения к его оси выполнен максимальным у меньшего диаметра тела вращения, а у большего диаметра тела вращения угол наклона образующей выполнен меньшим.
4. Укупорочная головка по п.1, отличающаяся тем, что ось вращения кулачка в корпусе укупорочной головки выполнена не совпадающей с вертикальной осью.
5. Укупорочная головка по п.1, отличающаяся тем, что профиль кулачка выполнен с возможностью его зацепления с промежуточным рычагом при определенном угле поворота кулачка, а при увеличении этого угла зацепления не будет.
6. Укупорочная головка по п.1, отличающаяся тем, что кулачок выполнен легкосъемным для замены на другую форму профиля.
