УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОСЕВОГО ЦЕНТРИРОВАНИЯ СТЕРЖНЕОБРАЗНОГО ИЗДЕЛИЯ ИЛИ ГРУППЫ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ ИЗДЕЛИЙ, А ТАКЖЕ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ БЛОК ДЛЯ РЕЗКИ СТЕРЖНЕОБРАЗНОГО ИЗДЕЛИЯ ИЛИ ГРУППЫ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE AND METHOD FOR AXIAL CENTRING OF ROD-SHAPED ARTICLE OR GROUP OF ROD-LIKE ARTICLES, AS WELL AS MULTISTAGE UNIT FOR CUTTING ROD-SHAPED ARTICLE OR GROUP OF ROD-SHAPED ARTICLES

Предметом изобретения являются устройство и способ для осевого центрирования стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий, а также многоступенчатый блок для резки стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий. Предмет изобретения используется для стержнеобразных изделий и групп стержнеобразных изделий, перемещаемых в канавках барабанного конвейера в установках табачной промышленности.
В табачной промышленности обычно используются барабанные конвейеры для поперечного перемещения стержнеобразных изделий, снабженные на окружности множеством канавок, расположенных параллельно оси вращения конвейеров. Под стержнеобразными изделиями понимаются фильтрующие стержни, изготовленные из одного вида фильтрующего материала; любые стержнеобразные готовые изделия и полуготовые изделия табачной промышленности, содержащие многосегментные фильтрующие стержни, содержащие фильтрующие сегменты, многосегментные фильтрующие стержни, содержащие фильтрующие сегменты и дополнительные компоненты, изменяющие или придающие изделиям аромат, многосегментные фильтрующие стержни, содержащие фильтрующие сегменты и дополнительные объекты, изменяющие фильтрующие свойства используемых фильтрующих материалов, многосегментные стержни, содержащие как фильтрующие, так и нефильтрующие сегменты, многосегментные изделия с пониженным содержанием табака; сигареты без мундштука; и сигареты с приклеенным к ним односегментным или многосегментным мундштуком. Во время перемещения в канавках барабана стержнеобразные изделия удерживаются в канавках за счет отрицательного давления, обеспечиваемого посредством отверстий, выполненных в канавках, при этом обеспечивается возможность перемещения одного или более стержнеобразных изделий в одной канавке. Исходя из требований производственного процесса, во время вращательного движения барабанных конвейеров необходимо смещать стержнеобразные изделия в осевом направлении, т. е. вдоль канавок барабанных конвейеров, чтобы обеспечить одинаковое расположение отдельных изделий относительно передних поверхностей собственно барабана и других узлов установки. Изделия смещаются, помимо всего прочего, для обеспечения одинакового расположения стержнеобразных изделий относительно плоскости вращающегося ножа или множества вращающихся ножей, предусмотренных для резки стержнеобразных изделий. Резка перемещаемых изделий в виде фильтрующих стержней или групп изделий в виде фильтрующих и табачных стержней, объединенных посредством материала обертки, осуществляется в установках для изготовления и объединения фильтрующих и табачных частей сигарет.
В табачной промышленности устройства для смещения стержнеобразных изделий в канавках барабанных конвейеров известны из уровня техники. Например, из публикации DE1008173 известно устройство для центрирования групп стержнеобразных изделий, при этом такая группа изделий состоит из одной фильтрующей части и двух табачных частей. Каждая из частей изготовлена с определенным допуском по длине, так что каждая группа может иметь несколько отличную общую длину, представляющую собой сумму длин отдельных изделий. Устройство оснащено двумя центрирующими кольцами и выполнено для правильного центрирования группы с максимальной общей длиной, при этом другие группы не будут центрироваться, что будет проявляться в разности длин двух частей, которые будут образованы путем резки перемещаемых групп после их обертывания ободковой бумагой, соединяющей фильтрующую и табачные части. В патенте US3343676 описано устройство для смещения групп изделий посредством единственных толкателей, при этом группы изделий размещаются относительно плоскости на одном из концов групп изделий. Противоположные концы групп изделий будут размещаться в зависимости от общей длины групп изделий. В патенте US3036581 представлено центрирующее устройство для центрирования группы стержнеобразных изделий, при этом, аналогично предыдущему решению, группы смещаются в одну сторону, что приводит к неровной резке центрального элемента группы изделий. В каждом из вышеописанных устройств не возможна резка всех групп изделий на две части одинаковой длины.
Целью настоящего изобретения является разработка центрирующего устройства для центрирования изделий, перемещаемых в поперечном направлении относительно оси стержнеобразных изделий на барабанном конвейере, которое обеспечивало бы возможность центрирования всех перемещаемых изделий независимо от их длины, т. е. возможность размещения стержнеобразных изделий или групп стержнеобразных изделий таким образом, что их геометрические центры будут расположены в одной плоскости.
Предметом изобретения является устройство для осевого центрирования стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий, при этом перемещение стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий происходит в канавке, выполненной на окружности барабанного конвейера; и стержнеобразное изделие или группа стержнеобразных изделий в последовательно расположенных канавках барабанного конвейера могут иметь одинаковую или разную длину; кроме того, устройство оснащено толкающими элементами смещающего механизма, действующими на стержнеобразное изделие или группу стержнеобразных изделий в осевом направлении для изменения положения стержнеобразного изделия или групп стержнеобразных изделий в канавке. Устройство согласно изобретению отличается тем, что соединенные друг с другом толкающие элементы совершают качательные движения, противоположные по направлению; кроме того, толкающие элементы содержат контактные поверхности, выполненные с возможностью осевого воздействия на стержнеобразное изделие или группу стержнеобразных изделий, при этом контактные поверхности толкающих элементов расположены с возможностью схождения в направлении движения стержнеобразных изделий; при этом по меньшей мере один толкающий элемент соединен с динамическим элементом, который переводит толкающие элементы в положение, позволяющее им так воздействовать в осевом направлении на стержнеобразные изделия или группы стержнеобразных изделий, перемещаемые на барабанном конвейере, что центры стержнеобразных изделий или групп стержнеобразных изделий расположены по существу в одной плоскости.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что толкающие элементы соединены друг с другом посредством секторов зубчатых колес.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что толкающие элементы соединены друг с другом посредством рычажного механизма.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что толкающие элементы соединены друг с другом посредством динамического элемента.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что динамический элемент выполнен с возможностью обеспечения смещения контактных поверхностей толкающих элементов к концам стержнеобразного изделия.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что толкающие элементы совершают качательные движения в диапазоне от 0,5° до 6°.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что динамический элемент представляет собой элемент, выбранный из группы, содержащей пружину, пневматический элемент и магнит.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что дополнительно содержит неподвижные направляющие, расположенные с двух сторон барабанного конвейера и выполненные для обеспечения предварительного расположения стержнеобразных изделий или групп стержнеобразных изделий перед контактом с контактными поверхностями.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что дополнительно содержит вращающиеся ножи, расположенные таким образом, что они разрезают стержнеобразные изделия или группы стержнеобразных изделий после расположения их центров в одной плоскости.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что вращающиеся ножи, предусмотренные для резки стержнеобразных изделий или групп стержнеобразных изделий, расположены за толкающими элементами.
Кроме того, предметом изобретения является многоступенчатый блок для резки стержнеобразных изделий табачной промышленности, при этом перемещение стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий происходит в канавке, выполненной на окружности барабанного конвейера, а их разрезание происходит посредством вращающегося ножа; кроме того, стержнеобразное изделие или группа стержнеобразных изделий в последовательно расположенных канавках имеют одинаковую или разную длину. Блок согласно изобретению отличается тем, что в нем предусмотрено первое центрирующее устройство согласно изобретению, связанное с первым вращающимся ножом так, что в плоскости центрирования происходит разрезание стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий на две части или группы, левую и правую, при этом первое центрирующее устройство и первый вращающийся нож образуют узел первой ступени; по меньшей мере одно второе центрирующее устройство согласно изобретению, расположенное за первым центрирующим устройством так, что оно центрирует соответственно по меньшей мере одну из частей или групп, левую или правую, разрезанного стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий, перемещаемых в канавке, выполненной на окружности барабанного конвейера; при этом второе центрирующее устройство соответственно связано со вторым вращающимся ножом, который разрезает стержнеобразные изделия соответственно в плоскости центрирования такой части или группы, при этом второе центрирующее устройство и второй вращающийся нож образуют узел второй ступени.
Блок согласно изобретению отличается тем, что узлу первой ступени определено по меньшей мере два узла второй ступени, размещенные под узлом первой ступени, если смотреть в направлении перемещения стержнеобразных изделий.
Блок согласно изобретению отличается тем, что узел первой ступени содержит разделительный модуль, разделяющий полученные разрезанием части стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий, перемещаемых в канавке, выполненной на окружности барабанного конвейера, расположенного за вращающимся ножом узла первой ступени, если смотреть в направлении перемещения стержнеобразных изделий.
Блок согласно изобретению отличается тем, что вращающийся нож содержит поверхности, предусмотренные для разделения полученных разрезанием частей стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий.
Предметом изобретения также является способ для осевого центрирования стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий, при этом перемещение стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий происходит в канавке, выполненной на окружности барабанного конвейера; кроме того, стержнеобразное изделие или группа стержнеобразных изделий в последовательно расположенных канавках имеют одинаковую или разную длину, при этом на стержнеобразное изделие или группу стержнеобразных изделий в осевом направлении действуют толкающие элементы смещающего механизма с изменением положения стержнеобразного изделия или группы стержнеобразных изделий в канавке. Способ согласно изобретению отличается тем, что соединенные толкающие элементы совершают качательные движения, противоположные по направлению, и посредством расположенных с возможностью схождения контактных поверхностей толкающих элементов воздействуют в осевом направлении на стержнеобразное изделие или группу стержнеобразных изделий, при этом посредством по меньшей мере одного толкающего элемента, соединенного с динамическим элементом, который переводит толкающие элементы в положение, позволяющее им воздействовать в осевом направлении на стержнеобразные изделия или группы стержнеобразных изделий, перемещаемые на барабанном конвейере, центры стержнеобразных изделий или групп стержнеобразных изделий располагают по существу в одной плоскости.
Центрирующее устройство и многоступенчатый блок для резки стержнеобразного изделия согласно изобретению сочетают эффективное центрирование перемещаемых стержнеобразных изделий и групп стержнеобразных изделий с аккуратным обращением с изделиями.
Предмет изобретения схематически показан вариантами осуществления, представленными в графических материалах, при этом:
на фиг. 1 показан фрагмент установки, содержащей барабанный конвейер и центрирующее устройство, при этом вид взят в направлении оси барабанного конвейера;
на фиг. 2 показаны вид центрирующего устройства в первом варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 3 показан вид центрирующего устройства во втором варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 4 показаны вид центрирующего устройства в третьем варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 5 показаны вид центрирующего устройства в четвертом варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 6 показаны вид многоступенчатого блока для резки стержнеобразных изделий в первом варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 7 показаны вид многоступенчатого блока для резки стержнеобразных изделий во втором варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 8 показаны вид многоступенчатого блока для резки стержнеобразных изделий в третьем варианте осуществления и развернутый вид боковой поверхности барабанного конвейера;
на фиг. 9 показан многоступенчатый блок для резки стержнеобразных изделий в третьем варианте осуществления, при этом вид взят в направлении оси барабанного конвейера;
на фиг. 10 показана группа стержнеобразных изделий;
на фиг. 11 показана другая группа стержнеобразных изделий;
на фиг. 12 показан пример деления стержнеобразного изделия;
на фиг. 13 показан другой пример деления стержнеобразного изделия.
Центрирующее устройство 1 согласно изобретению может использоваться для барабанных конвейеров на установках табачной промышленности. На фиг. 1 показан барабанный конвейер 2, содержащий барабан 5, выполненный с возможностью вращения вокруг оси Х вращения. Барабан 5 содержит на своей окружности множество канавок 4, предусмотренных для перемещения стержнеобразных изделий 3 в поперечном направлении относительно оси стержнеобразных изделий 3, при этом канавки 4 расположены параллельно оси Х вращения барабана 5. Стержнеобразные изделия 3 удерживаются в канавках 4 за счет отрицательного давления, обеспечиваемого посредством отверстий, выполненных на дне канавок 4. Центрирующее устройство 1 для осевого центрирования стержнеобразного изделия 3 в канавке 4 расположено над барабаном 5, при этом центрирующее устройство может занимать любое положение вокруг барабана 5.
В центрирующем устройстве 1A в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 2, предусмотрены два толкающих элемента 10 и 13, соединенные соответственно с качающимися рычагами 11 и 14, которые установлены на осях 12 и 15, прикрепленных к корпусу установки. Качающиеся рычаги 11 и 14 могут совершать качательные движения вокруг осей Z и Y. Рычаги 11 и 14 так соединены друг с другом посредством секторов 16 и 17 зубчатых колес, что рычаги 11 и 14 могут совершать качательные движения в противоположных направлениях (эти направления, соответствующие движению контактных поверхностей 10A и 13A к концам стержнеобразного изделия 3, на фиг. 1 показаны стрелками). Динамический элемент в виде пружины 6, которая прикреплена к корпусу установки и обеспечивает прижимание контактных поверхностей 10A и 13A толкающих элементов 10 и 13 соответственно к концам стержнеобразного изделия 3, воздействует на крюк, прикрепленный к рычагу 14, при этом контактные поверхности 10A и 13A расположены с возможностью схождения для смещения стержнеобразных изделий в направлении перемещения T. Контактные поверхности 10A и 13A расположены симметрично по отношению к плоскости S симметрии, при этом каждая такая контактная поверхность отклонена под углом α.
Стержнеобразные изделия 3 могут иметь разную длину в пределах диапазона допусков, допустимого в процессе изготовления изделия. После помещения изделий 3 в канавки 4 барабана 5 геометрические центры изделий, перемещаемых в канавках 4, не лежат в одной плоскости. Получаемое в итоге положение концов стержнеобразных изделий 3 относительно торцевых поверхностей 7 и 8 барабана 5 описано в качестве примера с размерами d1 и d2. Во время движения вращающегося барабана 5 в направлении T перемещения концы каждого из стержнеобразных изделий 3 входят в соприкосновение с расположенными с возможностью схождения контактными поверхностями 10A и 13A. Усилие, прилагаемое пружиной 6, действует на рычаги 11 и 14 и передается толкающими элементами 10 и 13 через контактные поверхности 10A и 13A на стержнеобразное изделие 3, что приводит к центрированию стержнеобразного изделия 3, т. е. геометрический центры отдельных изделий перемещаются в одну плоскость S вне зависимости от фактической длины изделий. В результате центрирования расстояния между концами стержнеобразного изделия 3 и торцевыми поверхностями 7 и 8 барабана 5 будут сведены к значению d для обоих концов, и концы станут равноудаленными от плоскости S симметрии на величину e, равную половине длины изделия. Из-за произвольного исходного расположения центров изделий относительно плоскости S и разной длины стержнеобразных изделий 3 толкающие элементы 10 и 13 раскачиваются на разный угол и совершают качательные движения в диапазоне от 0,5° до 6°, при этом на более длинное изделие и на изделие, расположенное в канавке барабана более асимметрично, контактные поверхности 10A и 13A воздействуют с большей силой.
В центрирующем устройстве 1B, показанном на фиг. 3, во втором варианте осуществления предусмотрены толкающие элементы 20 и 23, имеющие вогнутые контактные поверхности 20A и 23A соответственно, воздействующие на концы стержнеобразных изделий 3. Толкающие элементы 20 и 23 прикреплены к качающимся рычагам 21 и 24, которые являются самовыравнивающимися и установлены на осях 22 и 25. Качающиеся рычаги 21 и 24 механически соединены друг с другом посредством упругого элемента 26, положение которого относительно рычагов 21 и 24 зафиксировано посредством удерживающих элементов 27. Динамический элемент в виде упругого элемента 26 в виде металлической пластины или проволоки, помимо соединения рычагов 21 и 24, обеспечивающих возможность совершения качательных движений в противоположных направлениях, обеспечивает прижимание контактных поверхностей 20A и 23A к концам стержнеобразных изделий 3, потому что изгибание этого упругого элемента 26 приводит к увеличению прижимающего усилия, действующего на концы стержнеобразного изделия 3. В этом варианте осуществления в центрирующем устройстве дополнительно предусмотрены две неподвижные направляющие 28 и 29, расположенные с двух сторон барабанного конвейера 2 и выполненные таким образом, что стержнеобразные изделия 3 или группы стержнеобразных изделий предварительно размещаются в канавке 4 барабана 5 конвейера перед контактом с контактными поверхностями 20A и 23A.
В центрирующем устройстве 1C, показанном на фиг. 4, в третьем варианте осуществления предусмотрены толкающие элементы 30 и 33, имеющие выпуклые контактные поверхности 30A и 33A соответственно. Контактные поверхности 30A и 33A сходятся в направлении движения T стержнеобразных изделий 3. Толкающие элементы 30 и 33 прикреплены к качающимся рычагам 31 и 34, которые являются самовыравнивающимися и установлены на осях 32 и 35. Качающиеся рычаги 31 и 34 механически соединены друг с другом посредством соединительного элемента 36. Качающиеся рычаги 31 и 34, соединенные шарнирным соединением, и соединительный элемент 36 образуют рычажный механизм 38, обеспечивающий возможность совершения качательных движений в противоположных направлениях. Прижимание контактных поверхностей 30A и 33A к концам стержнеобразных изделий 3 обеспечивается за счет пневматического исполнительного элемента 37, поршневой шток которого прикреплен к соединительному элементу 36. В этом случае усилие, прилагаемое к стержнеобразному изделию 3, может оставаться по существу на постоянном уровне.
В центрирующем устройстве 1D, показанном на фиг. 5, в четвертом варианте осуществления предусмотрены толкающие элементы 40 и 43, к которым прикреплены вращающиеся толкающие ролики 45 и 46. Во время движения стержнеобразного изделия 3 в направлении T соответствующие части кольцевых контактных поверхностей 45A и 46A, расположенные с возможностью схождения относительно направления T, толкают концы стержнеобразных изделий, чтобы разместить их симметрично плоскости S симметрии. Толкающие элементы 40 и 43 прикреплены к качающимся рычагам 41 и 44, которые являются самовыравнивающимися и установлены на осях 42 и 45. Качающиеся рычаги соединены друг с другом посредством секторов зубчатых колес, расположенных на концах рычагов 41 и 44. На элемент 46, прикрепленный к качающемуся рычагу 44, действует динамический элемент в виде магнита 47, задача которого состоит в том, чтобы обеспечивать движение толкающих роликов 45 и 46 в направлении концов стержнеобразного изделия.
На фиг. 6 показан многоступенчатый блок для резки стержнеобразных изделий, используемый на барабанном конвейере на установке табачной промышленности. В этом варианте осуществления резка происходит на двух ступенях, т. е. на двух узлах. Узел C1 первой ступени многоступенчатого резального блока содержит центрирующее устройство 1A и вращающийся нож 51. Узел C2 второй ступени многоступенчатого резального блока содержит по меньшей мере одно центрирующее устройство 1E, выполненное аналогично устройству 1A, и по меньшей мере один вращающийся нож 51. Размеры центрирующего устройства 1E адаптированы под половину длины стержнеобразного изделия 3. Многоступенчатый блок для резки стержнеобразных изделий также может содержать другие описанные выше центрирующие устройства. Многоступенчатый блок, показанный на фиг. 6, предназначен для резки стержнеобразного изделия 3 на четыре части; в узле С1 первой ступени стержнеобразное изделие 3 центрируется относительно плоскости S и разрезается на две части - левую часть 3L и правую часть 3R. Левая часть 3L центрируется относительно плоскости SL и разрезается на две части - левую часть 3LL и правую часть 3LR. Правая часть 3R центрируется относительно плоскости SR и разрезается на две части - левую часть 3RL и правую часть 3RR. Во время движения на барабанном конвейере 2 стержнеобразное изделие 3 центрируется относительно плоскости S и разрезается вращающимся ножом 51; полученные части 3L и 3R разделяются с помощью разделительных средств, например, в виде разделительного клина 52. Аналогично в узле второй ступени часть 3L центрируется относительно плоскости SL и разрезается вращающимся ножом 51; полученные части 3LL и 3LR могут быть разделены посредством разделительного клина 52. Часть 3R центрируется относительно плоскости SR и разрезается вращающимся ножом 51; полученные части 3RL и 3RR могут быть разделены посредством разделительного клина 52. Части, получаемые в ходе резки, можно разделять при помощи других известных разделительных средств, например в виде известных скользящих сегментов, удерживающих части за счет отрицательного давления. В показанном варианте осуществления части 3L и 3R режутся на одном барабанном конвейере 5. На фиг. 7 показан аналогично выполненный многоступенчатый блок для резки стержнеобразных изделий, при этом разделительное средство объединено с вращающимся ножом 54 в виде утолщения центральной части ножа. Такое утолщение может быть выполнено в виде конических роликов 55, прикрепленных к плоскому вращающемуся ножу, при этом конический угол роликов 55 является тупым, чтобы способствовать разделению полученных разрезанием частей.
Многоступенчатый резальный блок можно выполнять на отдельных барабанах конвейера, как показано на фиг. 8 и 9. Первая ступень для резки выполнена на барабане 5A посредством центрирующего устройства 1A. После разрезания стержнеобразного изделия 3 вращающимся ножом 51 на две части 3L и 3R на второй ступени для резки части 3L остаются на барабане 5A и центрируются посредством центрирующего устройства 1EL. Части 3LL и 3LR, полученные в результате разрезания части 3L ножом 51, перемещаются на барабан 5D. Части 3R переносятся с барабана 5A на барабан 5B и, на второй ступени для резки, центрируются посредством центрирующего устройства 1ER. Части 3RL и 3RR, полученные в результате разрезания части 3R ножом 51, перемещаются на барабан 5C.
На фиг. 10 и 11 показаны группы стержнеобразных изделий, которые могут быть центрированы посредством центрирующего устройства согласно изобретению и разрезаны посредством многоступенчатого резального блока согласно изобретению.
На фиг. 12 показан пример деления стержнеобразного изделия 3. Блок, предусмотренный для выполнения такого деления, содержит три ступени. Номером ссылочной позиции 61 обозначено стержнеобразное изделие, разрезанное на восемь частей.
Центрирование стержнеобразного изделия обеспечивает одинаковое расположение стержнеобразного изделия в канавке барабана. После центрирования изделие можно разрезать на любое количество частей. На фиг. 13 показано деление стержнеобразного изделия 3 на пять частей; номер ссылочной позиции 62 обозначает стержнеобразное изделие, разрезанное на пять частей; блок, предусмотренный для выполнения такого деления, содержит две ступени, при этом на первой ступени используется два вращающихся ножа.