УЗЕЛ УКУПОРОЧНОГО ПАТРОНА
SEALING CARTRIDGE ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к укупорочным головкам и патронам для наложения с возможностью вращения крышек на соответствующие емкости и более конкретно к усовершенствованному узлу укупорочного патрона, выполненного с возможностью автоматического приспосабливания к изменениям в крышке во время крепления на соответствующей емкости, обеспечивая быстрое использование, при этом избегая неправильное крепление крышки.
Уровень техники
Резьбовые пластиковые крышки, выполненные из подходящих полимерных материалов, широко распространены на рынке для использования на бутылках или подобных емкостях, включающих в себя таковые для газированных и негазированных напитков. Эффективное и универсальное использование таких крышек обеспечивается с помощью быстродействующего автоматизированного укупорочного оборудования, выполненного для крепления с возможностью вращения каждой крышки на соответствующей емкости таким образом, чтобы внутренняя резьбовая структура крышки зацеплялась посредством резьбы и состыковывалась с внешней резьбовой структурой, предусмотренной на горловом участке соответствующей емкости.
Для захватывания каждой крышки, когда она крепится на соответствующей емкости, автоматизированное укупорочное оборудование этого типа обычно включает в себя множество приводимых во вращение укупорочных патронов или головок. Каждый укупорочный патрон выполнен с возможностью разъемного удерживания и захвата крышки, когда крышка и соответствующая наполненная емкость размещены для крепления крышки. В обычной конструкции, укупорочный патрон приводится во вращательное движение вместе с крышкой, удерживаемой в нем, относительно соответствующей емкости таким образом, чтобы осуществлялось крепление посредством резьбы крышки на этой емкости. Укупорочные патроны этого типа обычно снабжены механизмом с ограничением вращающего момента, посредством которого крышки крепятся до желательной плотности на соответствующей емкости, и приводят во вращение укупорочный патрон и крышка отсоединяется. Укупорочный патрон, таким образом, отцепляется от крышки, и наполненная емкость и упаковка крышки выводятся из укупорочной машины.
Универсальная работа этого типа автоматизированного укупорочного оборудования обеспечивается за счет выполнения каждого укупорочного патрона с возможностью приспосабливания наложения крышек разного размера. Для этого некоторые укупорочные патроны снабжены подвижными зажимообразными элементами, которые могут «плавать» или смещаться для приспосабливания крепления крышек разного размера. Однако в зависимости от конкретной конфигурации таких укупорочных патронов, крышка не обязательно может быть удержана в центрированном коаксиальном соотношении с соответствующей емкостью. Эксцентричный контакт между донной частью крышки и верхней частью края соответствующей емкости может нежелательно приводить к неправильному размещению крышки в укупорочном патроне, приводя к дефекту крепления, такому как перекошенная или навинченная не по резьбе крышка.
Настоящее изобретение направлено на создание улучшенного узла укупорочного патрона, который обеспечивает использование крышек разного размера, имеющих разные внешние особенности, при этом избегая нежелательного неправильного крепления крышек на соответствующих емкостях.
Сущность изобретения
Узел укупорочного патрона, осуществляющий принципы настоящего изобретения, выполнен с возможностью обеспечения быстрого наложения крышек на емкости с учетом применения крышек, имеющих разные размеры и внешние конфигурации. Это достигается за счет создания узла укупорочного патрона с множеством радиально перемещаемых захватных сегментов, которые совместно функционируют с возможностью захвата соответствующей крышки, и наложения с возможностью вращения крышки на соответствующую емкость. В частности, укупорочный патрон настоящего изобретения выполнен с учетом изменений в размерах и особенностей крышек, включающих в себя внешние закаточные шаблоны, при этом поддерживая по существу в центрированном соотношении с соответствующей емкостью, обеспечивая надлежащее использование крышки, желательно избегая неправильного наложения, такого как перекашивания или навинчивания не по резьбе.
В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления узел укупорочного патрона настоящего изобретения включает в себя внешний корпус патрона и внутренний захватный узел. Внутренний захватный узел включает в себя центральный направляющий диск и множество периферийно разнесенных захватных сегментов. Центральный направляющий диск включает в себя основание направляющего диска и крышку направляющего диска, прикрепленную к основанию направляющего диска, при этом захватные сегменты установлены между крышкой диска и основанием диска. Захватные сегменты выполнены с возможностью индивидуального перемещения радиально в отношении центрального направляющего диска, при этом каждый захватный сегмент имеет внутренний захватный участок для зацепления с соответствующей крышкой и внешнюю криволинейную поверхность.
Внешний корпус патрона, внутри которого размещены центральный направляющий диск и захватные сегменты, имеет обращенную внутрь приводную поверхность, определяющую множество периферийно разнесенных криволинейных приводных поверхностей, выполненных с возможностью соответствующего зацепления с внешними криволинейными поверхностями захватных сегментов. С помощью этой конструкции приведение во вращательное движение внешнего узла патрона содействует приведению в действие центрального направляющего диска и захватных сегментов, при этом криволинейные приводные поверхности внешнего корпуса патрона соответственно зацепляют внешние криволинейные поверхности захватных сегментов.
В частности, конфигурация центрального направляющего диска, включающая в себя основание направляющего диска, позволяет захватным сегментам вращаться как одно целое и обеспечивает то, что сегменты в совокупности размещены в концентрическом соотношении с центральной осью укупорочного патрона. В предпочтительном варианте осуществления, смещающий элемент, такой как в виде одного или нескольких эластомерных уплотняющих колец 29, обеспечивает небольшую радиальную силу, которая поддерживает все захватные сегменты в их наиболее внутреннем положении и обеспечивает ограниченное давление между установленной крышкой и захватными сегментами, когда к крышке не прикладывается никакого вращательного момента.
Внешняя криволинейная поверхность каждого захватного сегмента приводится в контакт посредством ее соответствующей криволинейной приводной поверхности внешнего корпуса патрона только когда крышка сопротивляется вращению, когда она накладывается на соответствующую емкость. Геометрия захватных сегментов, в отношении взаимодействующих криволинейных поверхностей, приводит к радиальной нагрузке, которая усиливает захват патрона на крышке при увеличении крутящего момента при накладывании. Линия действия или вектор радиальной силы проходит приблизительно через точку контакта между крышкой и каждым захватным сегментом. В частности, это более чем противодействует любой противоположной радиальной силе, которая возникает между крышкой и захватными сегментами, тем самым желательно предусматривая надежное регулирование крышки при любом уровне вращательного момента.
В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления, зажимной участок каждого захватного сегмента имеет один или несколько захватывающих зубьев, при этом зажимной участок каждого из захватных сегментов имеет одну или несколько областей, которые свободны от захватывающих зубьев. Захватывающие зубья каждого из захватных сегментов, в общем, выровнены по одной линии с вектором силы, который создается за счет того, что один из захватных сегментов с помощью соответствующей одной из криволинейных приводных поверхностей корпуса патрона действует вплотную к криволинейной поверхности этого одного из захватных сегментов. Обнаружено, что эта конструкция в соответствии с желанием эффективно передает крутящий момент при вращательном наложении от внешнего корпуса патрона к крышке во время наложения, и в то же время легко приспосабливаясь к крышкам разных размеров, а также крышкам, имеющим разные накаточные шаблоны.
Торсионная пружина, функционально соединяющая центральный направляющий диск и внешний корпус патрона, обеспечивает то, что ненагруженный патрон имеет максимально возможный зазор между захватными сегментами и криволинейными приводными поверхностями внешнего корпуса патрона. С помощью этой конструкции крышка, будучи установленной в патрон, встречает только сопротивление, обеспеченное кольцеобразным смещающим элементом на захватных сегментах.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания, сопроводительных чертежей, приложенной формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой перспективный вид сверху узла укупорочного патрона, осуществляющего принципы настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой перспективный вид снизу настоящего узла укупорочного патрона;
Фиг.3 представляет собой вертикальный перспективный вид с пространственным разделением деталей настоящего узла укупорочного патрона;
Фиг.4 представляет собой вид в разрезе настоящего узла укупорочного патрона;
Фиг.5 представляет собой вид в разрезе, выполненный по линии 5-5 согласно фиг.4; и
Фиг.6 представляет собой другой вид в разрезе настоящего узла укупорочного патрона.
Подробное описание
Хотя настоящее изобретение допускает варианты осуществления в различных видах, при этом на чертежах показан и будет описан в дальнейшем в этом документе предпочтительный в настоящий момент вариант осуществления, исходя из предположения, что настоящее раскрытие следует рассматривать, как примерное пояснение настоящего изобретения и не предназначенное ограничивать настоящее изобретение этим конкретным иллюстрированным вариантом осуществления.
Далее, со ссылкой на чертежи, здесь изображен узел 10 укупорочного патрона, осуществляющего принципы настоящего изобретения. Как будет понято специалистами в данной области техники, узел 10 укупорочного патрона выполнен для возможности использования с помощью быстродействующего автоматического укупорочного оборудования, которое обеспечивает резьбовое крепление крышек на соответствующих емкостях, например, в разливочной установке для бутылок или подобной операции наполнения. Для этой цели узел укупорочного патрона установлен в соответствующем механизме с вращательным приводом (не показано), с помощью которого узел укупорочного патрона приводится во вращение, тем самым для крепления с возможностью вращения крышки на соответствующей емкости.
В частности, настоящий узел укупорочного патрона специально выполнен с возможностью приспособления к изменениям в размерах крышек, которые крепятся, и, кроме того, может приспосабливаться по профилям или внешним особенностям таких крышек, таким как рисунок накатки резьбы. Это, в соответствии с желанием, обеспечивает явные преимущества над обычными «неразъемными» укупорочными патронами, которые в значительной степени требуют соответствующие диаметры крышек. Минимальные изменения по размерам в крышках, например, обусловленные красящими веществами, могут нежелательно влиять на установку крышек в таком патроне, и даже подобные профили других поставщиков крышек могут требовать использование уникальных неразъемных патронов.
Узел укупорочного патрона настоящего изобретения обеспечивает явные преимущества над так называемыми «плавающими» закрывающими патронами, которые могут нежелательно ограничивать конкретные профили накатки резьбы или другие внешние особенности крышек. Кроме того, внешняя радиальная сила, создаваемая между захватными сегментами таких плавающих патронов и закаточными особенностями соответствующей крышки, может нежелательно уменьшать радиальное давление, поскольку вращающий момент между сегментами и крышкой возрастает.
Кроме того, отсутствие центрирования сегментов в таком узле патрона исключает какое-либо регулирование выравнивания между крышкой и краем емкости при креплении крышки. Эксцентричный контакт между донной частью крышки и верхней частью края емкости может нежелательно нарушать положение крышки в укупорочном патроне и приводить к дефекту крепления, такому как перекошенная или навинченная не по резьбе крышка. Поскольку в этом типе укупорочного патрона нет механизма для установления неподвижного положения сегментов патрона внутри внешнего копира устройства, в ряде случаев относительная ориентация сегментов в отношении внешнего копира может предотвращать их радиальное смещение при установке крышки в патрон.
Узел укупорочного патрона настоящего изобретения значительно улучшает эти конкретные недостатки в так называемых конструкциях плавающих укупорочных патронов. В соответствии с иллюстрированным вариантом осуществления, узел 10 укупорочного патрона настоящего изобретения (показан с соответствующей крышкой С) включает в себя внешний узел патрона и внутренний захватный узел, размещенный внутри внешнего узла патрона. В частности, захватный узел включает в себя центральный направляющий диск, содержащий основание 12 направляющего диска, и крышку 14 направляющего диска, прикрепленную к основанию 12 направляющего диска с помощью крепежного кольца 16. Основание направляющего диска определяет множество периферийно разнесенных направляющих каналов, в пределах которых множество периферийно разнесенных захватных сегментов 18 соответственно размещены для радиального перемещения центрального направляющего диска. Каждый из захватных сегментов 18 включает в себя внутренний захватный участок для зацепления с соответствующей крышкой и внешнюю криволинейную поверхность 19, которая взаимодействует с внешним корпусом патрона для крепления с возможностью вращения крышки на соответствующей емкости. Хотя в иллюстративном варианте осуществления показаны шесть (6) захватных сегментов 18, конкретное число захватных сегментов может изменяться, при этом согласуясь с принципами, раскрытыми в данном документе.
В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления, внешний корпус патрона узла 10 патрона включает в себя нижний корпус 22 и верхний корпус 24, прикрепленный к нижнему корпусу 22 с помощью крепежного кольца 26. Для возможности приведения во вращение внутреннего центрального направляющего диска и захватных сегментов 18, обеспечиваемых тем самым как одно целое, нижний корпус патрона имеет обращенную внутрь приводную поверхность, определяющую множество периферийно разнесенных криволинейных приводных поверхностей 28, выполненных для возможности соответствующего зацепления с внешними криволинейными поверхностями 19 захватных сегментов 18. С помощью этой конструкции, посредством приведения во вращение внешнего корпуса патрона, криволинейные приводные поверхности 28 совместно приводят в действие внешние криволинейные поверхности 19 захватных сегментов 18 таким образом для приведения в действие центрального направляющего диска и захватных сегментов вместе с внешним узлом патрона и для приведения и радиального перемещения захватных сегментов 18 в зацепление с соответствующей крышкой.
В предпочтительном варианте, по меньшей мере один смещающий элемент толкает совместно захватные сегменты 18 внутрь центрального направляющего диска в зацепление с соответствующей крышкой. В иллюстративном варианте осуществления это предусматривается парой кольцеобразных смещающих элементов, которые продолжаются периферийно около захватных сегментов 18 для подталкивания захватных сегментов внутрь направляющего диска. В иллюстративном варианте смещающие элементы предусматриваются в виде эластомерных уплотняющих колец 29.
В предпочтительном варианте осуществления торсионная пружина 32 функционально соединяет центральный направляющий диск и внешний корпус 24 патрона. В иллюстративном варианте осуществления торсионная пружина 32 функционально присоединена к крышке 14 направляющего диска и верхнему корпусу 24 патрона и действует противоположно приведению во вращение внешнего корпуса патрона вплотную к внешним криволинейным поверхностям 19 захватных элементов 18. Обеспечение торсионной пружины 34 в соответствии с желанием действует для обеспечения того, что ненагруженный патрон имеет максимально возможный зазор между захватными сегментами и криволинейными приводными поверхностями внешнего корпуса патрона для того, чтобы крышка, будучи установленной в патрон, встречала только сопротивление, обеспеченное кольцеобразным смещающим элементом 29 на захватных сегментах 18.
Поскольку захватные сегменты направляются точно радиально в направляющем диске, требуется только ограниченный контакт между каждым сегментом и соответствующими криволинейными приводными поверхностями. Это предпочтительно обеспечивает диапазон геометрий накаток и геометрий крышек, которые могут быть использованы с помощью единого узла укупорочного патрона.
В предпочтительном варианте осуществления зажимной участок каждого из захватных сегментов имеет один или несколько захватывающих зубьев 34 (см. фиг.5) с зажимным участком каждого из захватных сегментов, имеющих один или несколько областей, которые свободны от захватывающих зубьев. Как показано на фиг.5, захватывающие зубья каждого из захватных сегментов, в общем, выровнены по одной линии с вектором силы, который создается за счет того, что один из захватных сегментов с помощью соответствующей одной из криволинейных приводных поверхностей 28 нижнего корпуса 22 патрона действует вплотную к криволинейной поверхности 19 этого одного из захватных сегментов 28. В иллюстрируемом варианте осуществления зажимной участок каждого из захватных сегментов 18 включает в себя один захватывающий зубец 34.
В качестве примера, настоящий вариант осуществления настоящего изобретения может удерживать и накладывать крышки с разным количеством накаток и внешними диаметрами, которые варьируются вплоть до 2,5 мм (0,10 дюйма).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего узла укупорочного патрона, каждый из захватных сегментов 18 снабжен шариковым подшипником 36, который устанавливается внутри соответствующего захватного сегмента и слегка выступает внутрь относительно внутреннего зажимного участка сегмента. Нижнее из эластомерных колец 29 окружает шариковые подшипники 36 и, в общем, толкает их внутрь (см. фиг.6). Шариковые подшипники 36 в соответствии с желанием действуют на предварительно ориентированные крышки, имеющие определенные рисунок накатки резьбы, включающие в себя, например, 24 относительно широкие накатки резьбы. Кроме того, благодаря обычному выступу, выполненному в боковой стенке крышки при образовании резьбы крышки, смещенные внутрь шариковые подшипники 36, действуют для удерживания с возможностью съема крышки внутри узла патрона.
Таким образом, узел закрывающего патрона настоящего изобретения выполнен таким образом, чтобы захватные сегменты 18 и центральный направляющий диск вращались как одно целое, обеспечивая то, чтобы сегменты в совокупности оставались концентрическими с центральной осью узла патрона. Смещающий элемент, такой как в виде эластомерного кольца 29, в соответствии с желанием обеспечивает незначительное радиальное усилие, которое поддерживает все захватные сегменты 18 в их наиболее внутреннем положении и обеспечивает некоторое давление между установленной крышкой и захватными сегментами, когда к крышке не прикладывается никакого вращательного момента.
Внешняя криволинейная поверхность 19 каждого из захватных сегментов 18 контактирует с обращенными внутрь криволинейными приводными поверхностями 28 внешнего корпуса патрона только когда крышка сопротивляется вращению, когда она крепится к соответствующей емкости. Геометрия захватных сегментов патрона, в отношении взаимодействующих криволинейных поверхностей, приводит к радиальной нагрузке, которая усиливает захват патрона на крышке по мере возрастания крутящего приводного момента. Линия действия или вектор силы радиального усилия проходит приблизительно через точку контакта между крышкой и захватными сегментами. Это более чем противодействует любой противоположной радиальной силе, которая возникает между крышкой и захватными сегментами, желательно предусматривая надежное регулирование крышки при любом уровне вращательного момента.
Из изложенного выше очевидно, что множество изменений могут быть выполнены, не выходя за рамки истинной сущности и объема новой концепции настоящего изобретения. Понятно, что не предусматривается или не должно предполагаться никакого ограничения в отношении конкретного варианта осуществления, иллюстрированного в данном документе. Раскрытие предназначено для охватывания, посредством приложенной формулы изобретения, всех таких изменений, которые попадают в пределы объема формулы изобретения.