ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДОЗИРУЮЩЕГО СМЕСИТЕЛЬНОГО АППАРАТА
DRIVE DEVICE OF DOSING MIXING MACHINE

ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДОЗИРУЮЩЕГО СМЕСИТЕЛЬНОГО АППАРАТА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к приводным устройствам дозирующего смесительного аппарата для многокомпонентных материалов, в особенности для многокомпонентных адгезивных материалов, который содержит по меньшей мере два взаимосвязанных устройства для размещения контейнеров, вмещающие сменные контейнеры с отдельными компонентами материала, устройство выпуска для одновременного выпуска компонентов материала из цилиндрических контейнеров через выпускные отверстия при помощи поршней, которые врезаются в устройство для размещения контейнеров, притом что по меньшей мере один поршень имеет резьбу, которая может обеспечивать поступательное движение при вращении поршня, а также содержит смесительное устройство, соединенное с выпускными отверстиями для компонентов, которое смешивает извлеченные компоненты материала и дозирует их в перемешанном состоянии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Дозирующий смесительный аппарат упомянутой выше конструкции рассмотрен в заявке на европейский патент №10196972.3, принадлежащий заявителю.
Подобный дозирующий смесительный аппарат для смешивания стоматологической слепочной массы уже известен из публикации №DE 3233366 А1. Этот аппарат содержит смесительный блок, выполненный как сменная часть, с корпусом, имеющим смесительную камеру, несколько каналов подвода компонентов слепочной массы, которые отдельно открываются в смесительную камеру, и выходные отверстия для смешанной слепочной массы. Смесительный блок также содержит мешалку, выполненную с возможностью вращения в смесительной камере, которая приводится в движение приводным устройством, по отношению к которому смесительный блок является отделяемым. Компоненты слепочной массы хранятся в цилиндрических контейнерах и выталкиваются поршнями в смесительную камеру, а после смешивания выдавливаются на ложку для оттиска через выходное отверстие. Поступательная скорость исполнительного механизма поршней может варьироваться, чтобы можно было управлять величиной поступательной скорости поршня, которая определяет время установки слепочной массы, а также суммарной длиной поступательного движения или продолжительностью движения, которые определяют объем слепочной массы.
Известный уровень техники также изложен в публикациях №ЕР 0057465 А2, WO 2011/025831 A1, US 2009/039112 A1, WO 2008/076941 А1 и ЕР 2279379 А1.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения - предоставить приводное устройство, работающее надежно и точно, для дозирующего смесительного аппарата, упомянутого выше типа.
Эта задача решается приводным устройством с признаками, указанными в п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты развития идеи изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Изобретение включает необходимость удостоверения в том, что в дозирующем смесительном аппарате для многокомпонентных материалов определенный компонент выпускается лишь в том случае, если другой компонент, который должен вступать в реакцию с первым, подается одновременно. Согласно концепции автора это должно гарантироваться даже в том случае, если компоненты содержатся в контейнерах различной конструкции и размеров и/или имеют различные механические свойства. В соответствии с этим изобретение предлагает блок передачи для передачи движения от приводного двигателя, отличающийся тем, что содержит соединительный механизм для принудительного согласования выпуска по меньшей мере двух компонентов материала, посредством соответствующим образом синхронизированного включения соответствующих поршней при помощи соответствующих тяг выпуска.
В частности, блок передачи выполнен с возможностью линейного движения первого поршня выпуска компонента материала А, приводимого в движение первой тягой выпуска, и вращательного движения второго поршня, имеющего резьбу и приводимого в движение вторым стержнем выпуска, выполненного в виде шпинделя, для выпуска компонента материала В, и блок передачи может двигаться по оси от силы противодействия, возникающей при выпуске компонента материала А. В этом варианте реализации дополнительно предложена выключаемая муфта, которая соединяет второй стержень с приводным устройством при продвижении передвижного блока на определенное расстояние в силу противодавления. Муфта включается автоматически, а именно при достижении определенной величины силы противодавления при выпуске компонента материала А.
В одном из вариантов реализации, для осуществления этой автоматической функции включения передвижной группы составных частей (или муфты, связанной с ней) предназначен противодействующий пружинный элемент, который создает силу противодействия, направленную против противодавления во время выпуска компонента А для установления точки зацепления муфты. В дополнительном варианте реализации, группа компонентов элемента муфты содержит нажимной пружинный элемент, который соединен с ним для создания регулирующей силы давления, направленной параллельно противодавлению во время выпуска компонента А для точной корректировки точки зацепления муфты.
В дополнительном варианте реализации изобретения выключаемая муфта содержит первый элемент муфты, который расположен в направлении оси и является неподвижным по отношению к приводному двигателю или корпусу аппарата. Второй элемент муфты выполнен и расположен так, чтобы при определенной величине давления, которое образуется от контейнера с компонентом материала А и передается через первый ведущий поршень и первую тягу выпуска, он перемещался с подвижной группой составных частей передачи. Этот элемент муфты входит в зацепление с первым элементом муфты в движении упомянутой группы составных частей.
В дополнительном предпочтительном варианте реализации изобретения выключаемая муфта выполнена в виде муфты с геометрическим замыканием, в особенности кулачковой муфты. Более того, предпочтительно, чтобы элементы муфты с геометрическим замыканием были выполнены как элементы с самопозиционированием. Альтернативным вариантом реализации выключаемой муфты может быть муфта с силовым замыканием, в особенности фрикционная муфта.
В дополнительном варианте реализации тяга выпуска, соединенная с выталкивающим поршнем компонента А, выполнена как традиционная зубчатая рейка простым и выгодным способом, а соответствующие части блока передачи подогнаны к ней. В частности, по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо - предпочтительно два ведущих зубчатых колеса - предложены в передаче для зацепления с зубчатой рейкой, которые могут быть выполнены как одно или несколько спиральных зубчатых колес. Тем не менее, конструкция первого приводного стержня в виде шпинделя также возможна, и может содержать соединенный с ним шариковый привод шпинделя с отделяемой резьбовой гильзой или шариковый привод шпинделя со шпинделем с внутренней резьбой.
В дополнительном варианте реализации ведущие зубчатые колеса блока передачи, находящиеся в зацеплении с первой тягой выпуска при нормальной работе блока передачи, являются передвижными по отношению к стержням выпуска для отсоединения их от стержней выпуска и, как результат, гарантии их перемещения назад вручную практически без сопротивления для перезагрузки дозирующего смесительного устройства.
В дополнительном варианте реализации приведение в действие второго поршня выпуска для компонента В материала осуществляется новым способом. В частности, соответствующий стержень выпуска в задней части своей длины, с точки зрения положения использования, имеет секцию с круговыми зубьями и не самостопорящимся шпинделем, а на переднем конце имеет элемент сцепления, сцепляющийся со вторым поршнем выпуска, а соответствующая секция блока передачи содержит ведущее зубчатое колесо с внутренними криволинейными зубьями, подогнанными к криволинейным зубьям шпиндельной секции.
В дополнительном варианте реализации блок передачи содержит секцию соединения вращающегося вала для соединения приводного вала для активного смесителя, содержащегося в дозирующем смесительном устройстве.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее изобретение будет описано более подробно на основании предпочтительных примеров вариантов реализации с помощью чертежей, в которых показаны только те признаки, которые необходимы для понимания изобретения. Естественным образом, изобретение не ограничивается показанными и описанными примерами вариантов реализации.
В частности, на чертежах проиллюстрированы:
Фиг. 1 вид сбоку аппарата по изобретению для 2-компонентного связующего материала согласно изобретению;
Фиг. 2 конструкция блока передачи 8 устройства по изобретению на Фиг. 1,
Фиг. 3А, 3В проекционный вид варианта реализации составной части передачи, служащей для приведения в движение зубчатой рейки 4,
Фиг. 4 функциональная схема (проекционный вид) для пояснения дополнительного варианта приведения в движение зубчатой рейки 4,
Фиг. 5 проекционный вид варианта реализации второго стержня выпуска 5 устройства по изобретению на Фиг. 1,
Фиг. 6 вид с частичным разрезом варианта реализации блока передачи 8 устройства по изобретению на Фиг. 1,
Фиг. 7А, 7В функциональные схемы (проекционные виды) детали второго стержня выпуска на Фиг. 5,
Фиг. 8 структурная схема варианта реализации электронного датчика, который является частью приводного устройства 1В устройства по изобретению на Фиг. 1 и
Фиг. 9А, 9В график зависимости машинного тока от времени для пояснения двух вариантов реализации последовательности управляющих команд управления приводом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку (схематическое изображение) устройства по изобретению 1 согласно изобретению, на котором дозирующее смесительное устройство 1А, соответствующее приводное устройство 1В и, наконец, основание устройства 1С обозначены отдельно как необходимые составные части.
Дозирующее смесительное устройство 1А содержит, что показано в качестве примера, два приемных устройства 2 и 3 для цилиндрических контейнеров, имеющих различные диаметры и длины для мягкого цилиндрического контейнера 2.1 и твердого цилиндрического контейнера 3.1. Большее приемное устройство для картриджа 2 задействуется линейно перемещающимся первым поршнем («линейным поршнем») 16, который соединен с первой тягой (зубчатой рейкой) 4 и движим ею линейно в приемное устройство для контейнера 2. Приемное устройство для контейнера 3, которое имеет значительно меньший диаметр и является значительно короче, чем приемное устройство для контейнера 2, задействуется согласно изобретению вторым поршнем («вращающимся поршнем»), который снаружи имеет резьбу, входящую в зацепление с внутренней стенкой приемного устройства для контейнера 3, или контейнера 3.1, установленного в него, и создает поступательное движение посредством вращения.
Приводной блок 1В содержит блок передачи 8, который имеет одну сторону входа привода и три различные стороны выхода привода. Они передают движение, с одной стороны, линейно двигающейся зубчатой рейке 4, с другой стороны, второму стержню 5 и, наконец, ведущему валу 10, который вращается подобным образом и приводит в действие вращающийся смеситель 7. Два приемных устройства для контейнеров 2 и 3 на стороне выпуска материала зафиксированы муфтой-вкладышем 6, через которую материал, также имеющийся в приемных устройствах для контейнеров 2 и 3, подается из выходных отверстий для компонентов во вращающийся смеситель 7, который также соединен с муфтой-вкладышем 6. Конструкция такого ротационного смесителя известна. Он содержит ведущий наконечник 7а, прикрепленный к передней стенке, через который подается конечный смешанный материал.
Приводной блок 8 в варианте реализации дозирующего смесительного устройства 1, показанного здесь, приводится в действие электродвигателем 9. В этом блоке также имеется микроконтакт 12, функция которого будет описана далее. Основание устройства 1С содержит панель управления 13 с включаемым вручную выключателем 13а, блок управления приводом 14 и аккумуляторный отсек 15.
Фиг. 2 представляет собой более точное изображение конструкции варианта реализации приводного блока 8; с этой целью мы ссылаемся также на Фиг. 6 и дополнительные варианты реализации. Следует отметить, что метод представления на Фиг. 2 и дополнительных чертежах отличается от Фиг. 1 тем, что на Фиг. 2 составные части зубчатой рейки 4 находятся внизу, а составные части второго стержня выпуска 5 показаны сверху.
Блок передачи 8 содержит первую группу составных частей 18, закрепленную в месте, которое относится к стенке корпуса 17 устройства по изобретению, и вторую группу составных частей 19, зафиксированную подвижно в корпусе аппарата. Две группы составных частей передачи 18 и 19 гибко скреплены друг с другом при помощи противодействующей пружины 20 (показанной здесь условно), а подвижная группа составных частей 19 имеет упругую опору от корпуса аппарата 17 в виде дополнительного пружинного элемента 21, который также обозначен как нажимной пружинный элемент в оставшейся части документа. Первая группа составных частей 18 содержит планетарную передачу 22, которая соединена с ведущим зубчатым колесом приводного двигателя и выходом 23 для приведения в движение веретенообразного второго ведущего стержня (также не показанного здесь) и ведущих шестерен первой тяги выпуска (зубчатой рейки) и ведущего вала смесителя, которые также отдельно не обозначены и не показаны здесь.
На выходе для второго стержня выпуска предложена выключаемая муфта (кулачковая муфта) 24, содержащая первый элемент 24а, зафиксированный в месте, которое относится к первой группе составных частей 28, и второй элемент 24b, зафиксированный в месте, которое относится ко второй группе составных частей 19. Составная часть передачи 25, расположенная во второй группе составных частей 19 для приведения в действие первой тяги выпуска (зубчатой рейки), будет описана далее.
Несъемный микроконтакт 12 соединен с первой группой составных частей 18; он выполнен и расположен так, чтобы обеспечить возможность включения при заданном положении второй группы составных частей 19.
Далее следует упрощенное описание работы конструкции блока передачи 8, состоящего из двух частей, с упомянутыми пружинными опорами и микроконтактом.
В выключенном состоянии устройства по изобретению вторая группа составных частей 19 отодвигается от первой группы составных частей 18 блока передачи 8 благодаря силе противодействующей пружины 20, чтобы первый и второй элементы муфты 24а, 24b выключаемой муфты 24 не были соединены, а вторая группа составных частей также не касалась микроконтакта 12. Точное положение покоя второй группы составных частей 19 регулируется подбором подходящей опорной пружины 20 и нажимной пружины 21, подогнанных друг к другу, и реакцией крепления второй группы составных частей при запуске аппарата.
При запуске движущая сила передается с приводного двигателя через планетарную передачу 22 и элемент передачи 25 на зубчатую рейку 4 и приводит ее в движение в направлении работы дозирующего измерительного устройства (влево на Фиг. 1 и Фиг. 2). Как только первый поршень выпуска 16 достигает конца заполненного контейнера 2.1, который преграждает ему путь, образуется давление сопротивления из-за вязкости компонента материала, содержащегося в нем, и оно передается по зубчатой рейке 4 на ее ведущую шестерню (см. Фиг. 3А) и передается по креплению на вторую составную часть 19. Это вызывает движение второй составной части 19 по отношению к первой составной части 18 против пружинной силы противодействующей пружины 20. При достижении определенного расстояния смещения срабатывают элементы муфты 24а, 24b и передача силы от приводного двигателя также достигает второго стержня выпуска 5 в виде шпинделя, приводя его во вращение и двигая саморежущий поршень. В то же самое время срабатывает микроконтакт 12 от движения второй группы составных частей 19; описание работы, связанной с этим процессом, см. далее.
В результате такой конструкции и обусловленной ею последовательности действий обеспечивается то, что выпуск компонента В, содержащегося в контейнере 3.1, происходит лишь в том случае, если происходит выпуск компонента А многокомпонентной системы, содержащегося в контейнере 2.1. Это утверждение является также верным, если в устройство помещен частично заполненный контейнер с компонентом А в точке 1 и работа начата в полностью выпущенном начальном положении зубчатой рейки 4. В частности, она затем движется вперед без нагрузки, а вторая группа составных частей передачи 19 остается в выходном состоянии на расстоянии от первой группы составных частей 18, пока первый поршень выпуска 16 не достигнет конца частично заполненного контейнера. Только тогда там образуется сила противодействия, которая прижимает вторую группу составных частей 19 к первой группе составных частей 18 и таким образом смыкает выключаемую муфту 24, чтобы движущая сила также переходила на второй стержень выпуска (шпиндель) 5. Таким образом, при таком режиме эксплуатации компонент В также выпускается только в нужное время.
Фиг. 3А и 3В изображают, в качестве варианта реализации составного элемента передачи, служащего для приведения в движение первой тяги выпуска (зубчатой рейки 4), червячную передачу с возможностью сцепления 25 в сцепленном (Фиг. 3А) и разъединенном (Фиг. 3В) состоянии. Червячная передача содержит винт 25а с зубчатым валом, который зафиксирован в осевом подшипнике 25b, и приводится в действие ведущим зубчатым колесом (не показанным здесь) планетарной передачи. Два спиральных зубчатых колеса 25с с зубьями зацеплены с винтом 25а и оба имеют кулачковую муфту 25d, соединенную с ними. С разъединяемым элементом этой муфты 25d постоянно соединена ведущая шестерня с прямыми зубьями 25е, которая в сцепленном состоянии муфты 25d вращается вместе со спиральным зубчатым колесом 25с и передает движущую силу на зубчатую рейку (№4 на Фиг. 1), не показанную здесь, с которой она сцеплена. В разъединенном состоянии, показанном на Фиг. 3В, шестерни 25е вращаются свободно, чтобы зубчатая рейка между ними и зацепленная с ними могла двигаться линейно практически без сопротивления. Это дает возможность легко сместить ее назад для перезагрузки устройства полным контейнером 2.1 (Фиг. 1).
Фиг. 4 изображает альтернативный вариант этого крепления, используя способ изображения, показанный на Фиг. 1. В данном случае зубчатая рейка 4 приводится в движение через цилиндрическую зубчатую передачу 26 и два винта 27, которые поворотно соединены на направляющем брусе 28. Поворачивая этот винт 27 вокруг оси посредством исполнительного рычага (не показан), его можно отсоединить от зубчатой рейки 4, чтобы снова можно было передвинуть зубчатую рейку практически без сопротивления. В дополнительном варианте реализации конструкции этой части передаточного механизма может быть также предложено приведение в движение зубчатой рейки 4 через две шестерни, которые входят в прямое зацепление на боковых поверхностях и выполнены так, что их оси вращения располагались перпендикулярно длине зубчатой рейки. Эта идея привода понятна специалисту в данной области и поэтому не будет иллюстрироваться или описываться более подробно.
Фиг. 5 представляет собой пространственный вид примера варианта реализации второго стержня выпуска 5. На конце (слева на фигуре) она имеет элемент сцепления 5а, который выполнен здесь в форме многоугольника для вхождения в устройство сцепления на поршне 11 тяги выпуска (Фиг. 1), который представляет собой отдельную деталь и, к примеру, может быть составной частью контейнера 3.1 и может поставляться с ним. Секция 5b на противоположном конце стержня выпуска 5 имеет криволинейные зубья с большим ходом, что приводит к отсутствию самостопорения. В этой концевой секции 5b веретенообразная тяга выпуска находится в зацеплении с ведущим зубчатым колесом с внутренним зацеплением 29 блока передачи, соответствующего внутренней резьбе секции 5b, которое является несъемным или изготовленным как одно целое со вторым элементом муфты 24b управляемой муфты 24, показанной на Фиг. 2 и описанной выше.
Приводной стержень или шпиндель 5 укреплен в точках опоры 30. Между концом, на котором имеется элемент сцепления 5а, и концевой секцией с круговыми зубьями 5b он выполнен как цилиндрическая ось и на этом отрезке содержит увлекаемый тормозной элемент 31 для выработки минимального момента торможения (в диапазоне от 0,5 до 1 Нм), который также создает линейное поступательное движение при работе при отсутствии нагрузки, т.е. в разъединенном состоянии стержня выпуска и соответствующего поршня выпуска. Тормозной элемент 31 может также служить указателем положения для обозначения осевого положения стержня выпуска в поле наблюдения оператора или для оптического устройства обнаружения или может содержать такой элемент маркировки. Таким способом можно определить, движется ли второй стержень выпуска (как и первая тяга выпуска) вперед и, соответственно, правильно ли проходит процесс выпуска компонента В. Таким образом, можно сразу определить неполадку (причиной которой является, например, неправильное сцепление между стержнем выпуска и отдельным поршнем выпуска) и задержать появление неправильных точек адгезии.
Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе дополнительных необходимых частей блока передачи 8 со стержнями выпуска 4 и 5, чтобы пояснить их расположение. Что касается червячной передачи 25', приводящей в движение первую тягу выпуска 4, его конструкция модифицирована по сравнению с элементом передачи 25, изображенным на Фиг. 2, а также на Фиг. 3А и 3В; однако это не существенно важно для понимания этого аспекта конструкции приводного устройства.
Фиг. 7А и 7В изображают несколько более подробно тормозной элемент 31, ранее изображенный на Фиг. 5, который выполнен здесь как корпус с витой пружиной, а витая пружина 31а также видна. Фиг. 7В изображает вариант реализации элемента торможения, выполненного как пластиковый тормоз 31'. Оба варианта реализации элемента торможения уже известны специалистам в данной области и поэтому не будут нами описаны далее.
Фиг. 8 представляет собой структурную схему конструкции системы с датчиком и соединенными механизмами управления предложенного приводного устройства. Система с датчиком, помимо упомянутого ранее микроконтакта 12, содержит выключатель питания («тумблер») 13а, который естественным образом служит первичным элементом управления - или в дополнение к этому или в качестве замены - устройство измерения тока 32 для измерения машинного тока приводного двигателя 9, который подается на него от устройства управления 33. Блок управления привода 14 содержит шаг обработки сигнала датчика 14а, элемент задержки 14b и шаг выхода сигнала управления 14с.
Через алгоритм обработки, реализованный в блоке обработки сигнала датчика 14а, сигналы от микроконтакта 12, которые содержат информацию о выпуске компонента А, находятся в правильном отношении к данным, исходящим от выключателя питания 13а или устройства измерения тока 32 и в конечном итоге предоставляют информацию о рабочем состоянии аппарата. Результат обработки также подлежит соответствующей хронологической оценке (на основании хранящихся алгоритмов) в элементе задержки 14b, и в результате вырабатывается нужный сигнал управления двигателем блоком выхода сигнала управления 14с во всех режимах работы устройства по изобретению.
Например, Фиг. 9А и 9В показывают временные последовательности, основанные на графике зависимости машинного тока от времени, каждая из которых начинается в точке А с повышением измеренного машинного тока I в связи с включением выключателя питания 13а. В точке В на Фиг. 9А выключатель питания медленно выключается, в точке С блок измерения тока 32 устанавливает величину силы тока, равную 0, после чего, во время короткой фазы D, блок обработки сигнала датчика 14а проверяет, остается ли величина силы тока машины на значении 0, чтобы определить, был ли выключен выключатель питания специально или случайно. Если выключение произошло случайно, то в точке Е сигнал от все еще нажатого микроконтакта 12 может быть обработан так, чтобы блок выхода сигнала управления 14с произвел сигнал, который вызывает обратный ход двигателя 9.
Фиг. 9В показывает альтернативный вариант сравнительной последовательности управляющих команд. В данном случае, в блоке обработки сигнала датчика 14а до точки В (выключение выключателя питания) в промежутке АВ* величина машинного тока измеряется, и сохраняется, и используется для сравнения с величиной тока, измеренной в точке времени С. На этом отрезке блок обработки определяет на основании сравнения, был ли выключатель питания выключен специально, и до тех пор, пока доступен соответствующий сигнал от микроконтакта 12, он начинает обратный ход двигателя практически в то же время.
Благодаря алгоритму, описанному в обоих вариантах, можно предотвратить ненужный обратный ход машины в случае случайного или очень короткого отключения тумблера, но в то же время может быть начат необходимый обратный ход из-за намеренного прекращения процесса движения, чтобы остановить «чрезмерный» выпуск многокомпонентных материалов, в особенности компонента А (который все еще был бы под давлением привода, если бы машина была просто выключена). В то же время, при (небольшом) обратном ходе и при прекращении действия силы противодействия от компонента А, вторая группа составных частей передачи 19 возвращается в свое исходное положение на максимальное расстояние от первой группы составных частей 18, разъединяя муфту 24 и микроконтакт 12. Это является надлежащим остановом и состоянием при неиспользовании устройства по изобретению.
Выполнение изобретения не ограничивается примерами, но также возможно большое количество вариантов реализации, в рамках коммерческого использования.