УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО НОЖА КЛИПСАТОРА

Полезная модель предназначена для использования в промышленных устройствах, осуществляющих клипсование, в частности, для узлов, реализующих перемещение подвижного ножа [A22C 11/00, B65B 51/04].
Из уровня техники известен КЛИПСАТОР [RU2162638, опубл. 10.02.2001], который содержит приводной вал, связанный с установленным на горизонтальном валу копиром из полимерного материала, имеющим три профилированных участка и снабжённым коническим зубчатым колесом. Один профилированный участок выполнен в виде паза выпукло-вогнутого по периметру, другой - в виде паза, выпуклого по всему периметру, а третий - в виде пояска переменной высоты. Приводной вал снабжен коническим зубчатым колесом и установлен под рычажным механизмом. Последний выполнен в виде установленных на одной оси верхнего и нижнего рычагов, несущих пуансон и матрицу соответственно, а на другой оси - замыкающего рычага и рычага вытеснителя, размещенных по обе стороны копира для взаимодействия с профилированными пазами, и снабжен коромыслом для взаимодействия одним концом с толкателем вытеснителя, а другим - с пояском копира. Зубчатое колесо копира введено в зацепление с зубчатым колесом приводного вала, снабженного средствами электроавтоматики в виде электротормоза и электромуфты, и опорой, в которой выполнено отверстие для размещения оси рычага вытеснителя и замыкающего рычага, связанного тягами с верхним и нижним рычагами. Система управления выполнена в виде контроллера и командоаппарата. Такое выполнение клипсатора позволяет обеспечить удобную настройку рычажного механизма, точную реализацию и длительное сохранение заданной цикличности работы. Кроме того, упрощается санитарная обработка, снижается уровень вибрации и шума.
Недостатками аналога являются:
- сложность конструкции из-за наличия полимерного материала, который имеет три профилированных участка, что значительно усложняет и удорожает производство изделия;
- малая жесткость и пластичность копира из-за того, что он выполнен из полимерного материала, который имеет тенденцию к деформации своей формы при воздействии высокой температуры или нагрузки.
Также из уровня техники известны ВРАЩАЮЩИЕСЯ МНОГОКЛИПСАТОРНЫЕ ПЛАТФОРМЕННЫЕ СИСТЕМЫ, РАБОТАЮЩИЕ СОВМЕСТНО С МОДУЛЯМИ АДГЕЗИВНОГО ЗАПЕЧАТЫВАНИЯ, СИСТЕМЫ АДГЕЗИВНОГО ЗАПЕЧАТЫВАНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ [RU2493060, опубл. 20.09.2013], включающие упаковочную систему, которая содержит множество разнесенных по окружности клипсаторов, приводимых в действие сжатым воздухом и установленных на вращающейся платформе;
причем платформа выполнена с возможностью одновременной установки множества указанных клипсаторов на соответствующих, разнесенных по окружности местах клипсования, и при этом платформа выполнена с возможностью высвобождаемой, взаимозаменяемой установки двух клипсаторов разного размера на соответствующих местах клипсования, при этом один из клипсаторов разного размера выполнен для выдачи клипс большего размера, чем другой клипсатор, при этом каждое место клипсования включает первую и вторую магистрали подачи воздуха, сообщенные с источником сжатого воздуха, для приведения в действие соответствующих клипсаторов, причем указанные первая и вторая магистрали подачи воздуха выполнены высвобождаемо соединяемыми с соответствующим клипсатором, установленным на месте клипсования, и при этом по меньшей мере одна из первой и второй магистралей подачи воздуха содержит отсечной клапан.
Недостатками аналога являются:
- использование в качестве энергии сжатого воздуха значительно повышает шумность работы изделия;
- низкое удобство и высокие требования к организации производственного процесса из-за того, что для его организации необходимо наличие источника сжатого воздуха (воздушный компрессор с ресивером либо воздухопроводная магистраль в помещении), требуется подключение к источнику сжатого воздуха с помощью трубок/шлангов/штуцеров, которые, в свою очередь, требовательны к чистоте используемого сжатого воздуха.
- периодически случающиеся утечки воздуха, требующие специального обслуживания, усложняют процесс эксплуатации и требуют частого проведения технического обслуживания.
Наиболее близким по технической сущности является ВЫТЕСНИТЕЛЬ [RU2526650, опубл. 27.08.2014], включающий клипсатор для разделения и замыкания трубчатой упаковочной оболочки, вмещающей наполнительный материал, в частности колбасный фарш, содержащий по меньшей мере одну первую и по меньшей мере одну вторую пары вытеснительных элементов, расположенные аксиально одна за другой относительно оси (А) трубчатой упаковочной оболочки, каждая из которых содержит верхний и нижний вытеснительные элементы, при этом каждая пара вытеснительных элементов выполнена с возможностью линейного реверсивного перемещения в первой и второй плоскостях из открытого положения, в котором вытеснительные элементы максимально удалены друг от друга, в закрытое положение, в котором вытеснительные элементы находятся на практически минимальном расстоянии друг от друга; первую линейную направляющую, содержащую по меньшей мере первую и вторую направляющие штанги для направления двух пар вытеснительных элементов в первой и второй плоскостях во время их реверсивного линейного перемещения из открытого положения в закрытое, а также первый приводной механизм для реверсивного перемещения первой и второй пар вытеснительных элементов из открытого положения в закрытое, отличающийся тем, что первая и вторая направляющие штанги расположены в плоскости, параллельной первой и второй плоскостям первой и второй пар вытеснительных элементов.
Основной технической проблемой прототипа является его низкая надежность из-за того, что в процессе эксплуатации вытиснительные элементы во время их реверсивного линейного перемещения со временем подвержены возникновению люфтов в линейных направляющих.  Данный недостаток снижает жесткость всей конструкции и сокращает срок безаварийной эксплуатации изделия.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что основание толкателя и подвижный нож клипсатора закреплены на шариковых каретках, которые располагаются на рельсовой направляющей, имеющей дорожки качения полукруглого профиля. Каретки выполнены с возможностью перемещения по рельсовой направляющей, что значительно повышает жесткость конструкции и точность позиционирования подвижного ножа, от которой зависит работоспособность клипсатора.
В частности, рельсовая направляющая выполнена из стали.
В частности, основание толкателя и подвижный нож соединены с шариковыми каретками винтовыми креплениями.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан общий вид устройства для перемещения подвижного ножа клипсаторов.
На фиг. 2 показан вид сбоку устройства для перемещения подвижного ножа клипсаторов.
На фиг. 3 показан вид спереди устройства для перемещения подвижного ножа клипсаторов.
На фиг. 4 показан вид снизу устройства для перемещения подвижного ножа клипсаторов.
На фиг. 5 показан общий вид шариковой каретки и рельсовой направляющей.
На рисунках обозначено:
1 – маховик; 2 – шатун; 3 – основание толкателя; 4 – толкатель подвижного ножа; 5 – шомпол; 6 – опора амортизатора; 7 – нож подвижный; 8 – рельсовая направляющая; 9 – шариковая каретка; 10 – кронштейн.
Осуществление полезной модели.
Устройство для перемещения подвижного ножа клипсаторов состоит из кривошипно-шатунного механизма, состоящего из маховика 1 и шатуна 2, при этом один конец шатуна 2 соединен с маховиком 1, другой конец шатуна 2 соединен с основанием толкателя 3. Кривошипно-шатунный механизм выполнен с возможностью преобразования вращательного движения, создаваемого электрическим мотором (на фиг. не показан) в поступательное. В вариантах реализации может быть использован электрический мотор с червячным редуктором. Основание толкателя 3 соединено с толкателем подвижного ножа 4, который в зависимости от стадии цикла работы клипсатора либо сцеплен, либо расцеплен с опорой амортизатора 6. Под опорой амортизатора 6 расположен нож подвижный 7. К основанию толкателя 3 помимо толкателя подвижного ножа 4 прикреплен шомпол 5, выполненный с возможностью свободного движения внутри ножа подвижного 7. Основание толкателя 3 и нож подвижный 7 жестко закреплены на шариковых каретках 9, которые закреплены на рельсовой направляющей 8, выполненной из стали. Опытном путем было установлено, что для обеспечения требуемой жесткости конструкции необходимым и достаточным является использование четырех винтов для крепления основания толкателя 3 и ножа подвижного 7 к шариковым кареткам. Использование стали во всех деталях обеспечивает высокую прочность, жесткость, надежность и как следствие однородность и изотропность элемента конструкции. При этом шариковые каретки 9 выполнены с возможностью перемещения вдоль рельсовой направляющей 8 благодаря наличию шариков в конструкции шариковых кареток 9 и дорожек качения в конструкции рельсовой направляющей 8, которые имеют полукруглый профиль для обеспечения требуемой жесткости конструкции (показано на фиг. 5). Рельсовая направляющая 8 жестко крепится к основанию клипсатора. При этом, в варианте реализации крепление может осуществляться при помощи трех кронштейнов 10 (показано на фиг. 4), конструкция которых обеспечивает требуемую высоту рельсовой направляющей 8 для осуществления процесса клипсования.
Устройство для перемещения подвижного ножа клипсаторов используется следующим образом. Первоначально при помощи механизма протяжки и привода ролика протяжки в зону клипсования подается участок клипс ленты равный ширине ножа подвижного 7 (на фиг. не показано). После подачи клипс ленты по сигналу оператора начинает вращаться маховик 1, преобразуя вращательное движение, создаваемое электрическим мотором в поступательное. В результате этого кривошипно-шатунный механизм через основание толкателя 3 приводит в движение нож подвижный 7, который двигается по рельсовой направляющей 8 посредством шариковых кареток 9. Толкатель подвижного ножа 4 в этот момент находится в зацеплении с узлом, состоящим из опоры амортизатора 6, подвижного ножа 7 и штанги (на фиг. не показано). Далее, нож подвижный 7 доходит до клипс ленты и своей режущей кромкой отрезает часть ленты. Затем нож подвижный 7 доходит до матрицы (на фиг. не показано) и упирается в нее. При этом крепление 10 рельсовой направляющей 8 к основанию клипсатора обеспечивает соответствие высоты ножа подвижного 7 и матрицы. Далее толкатель подвижного ножа 4 заезжает на специальный упор, поднимается и выходит из зацепления с опорой амортизатора 6. Дальнейшее поступательное движение шатуна 2 приводит к выдвижению шомпола 5, который толкает заготовку клипсы в камеру матрицы, где в это время оператор удерживает горловину закрываемого пакета. Далее клипса устанавливается на пакет и обжимает его. После этого шатун 2 начинает двигаться в обратном направлении, увлекая за собой сначала шомпол 5, а после разжимания пружинного амортизатора (на фиг. не показан), и нож подвижный 7.
При этом возвратно-поступательное движение ножа подвижного 7 на всех этапах цикла работы клипсатора реализуется посредством движения шариковых кареток 9, которые перемещаются вдоль рельсовой направляющей 8 по дорожкам качения полукруглого профиля конструкции рельсовой направляющей 8.
Технический результат полезной модели - повышение надежности - достигается за счет того, что в заявленной конструкции клипсатора основание толкателя 4 и нож подвижный 7 жестко закреплены на шариковых каретках 9, которые перемещаются по общей рельсовой направляющей 8. Благодаря четырёхточечному контакту шариков шариковая каретка 9 имеет равномерную нагружаемость во всех направлениях. Полукруглый профиль дорожек качения и большая площадь контакта шариков и дорожек качения позволяет добиться высокой грузоподъёмности и жёсткости конструкции с использованием рельсовой направляющей 8. Таким образом, наличие шариковых кареток 9 значительно повышает точность перемещения (позиционирования) ножа подвижного 7, что повышает надежность конструкции в целом и повышает срок безаварийной эксплуатации изделия.
Также наличие в заявленной конструкции клипсатора шариковых кареток 9 решает проблему с угловой силой, воздействующей на основание толкателя 3 и нож подвижный 7 при использовании кривошипно-шатунного механизма. Суть проблемы заключается в том, что вектор силы, прилагаемой к ножу подвижному 7, направлен не вдоль оси движения ножа подвижного 7, а под углом к ней, и угол этот постоянно меняется по ходу выполнения рабочего цикла механизма. В результате действия этой силы переменного направления на нож подвижный 7, существенная нагрузка приходится на направляющую ножа, которой требуется удерживать подвижный нож в строго определенном направлении. Также для нормальной работы клипсатора требуется сохранение постоянного минимального зазора между подвижным 7 и неподвижным ножами (на фиг. не показано), т.е. очень важна точность перемещения (позиционирования) ножа подвижного. В противном случае нож подвижный 7 либо упрется в неподвижный (при отрицательном зазоре между ними), либо физически не сможет резать клип-ленту (если зазор между ножами будет больше допустимого).
При использовании заявленной конструкции воздействие угловых сил принимает на себя линейная рельсовая направляющая 8 и шариковые каретки 9, ресурс которых на порядок выше, чем у обычной направляющей, изготовленной из цельной однородной заготовки из антифрикционного материала, такого как, например, латунь, бронза, фторопласт, капролон и т.п.
Таким образом, в предлагаемой конструкции существенно увеличивается время износа направляющей ножа подвижного 7, предотвращается частое появление зазоров между ножом подвижным 7 и направляющей ножа, повышается точность перемещения (позиционирования) ножа подвижного 7 по рельсовой направляющей 8, что приводит к сокращению отказов, повышению надежности и долговечности устройства.
Заявитель в 2021 году изготовил опытный образец заявленного технического решения, опытная эксплуатация, которого подтвердила заявленный технический результат.