СИСТЕМА РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДОЗАТОРА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ДОЗИРУЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ (ВАРИАНТЫ)
SYSTEM FOR DETACHABLE CONNECTION OF FLUID METER AND METERING SYSTEM (VERSIONS)

Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к соединению дозатора текучей среды с системой дозирования текучей среды.
Предшествующий уровень техники
Существует множество ситуаций, в которых требуется разместить небольшое контролируемое количестве текучей среды в определенном месте. Один пример представляет собой дозирование адгезива в автоматизированной производственной линии, как, например, размещение доли миллилитра адгезива, твердеющего под воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения, в основании иглы сборки для подкожных инъекций, где адгезив затвердевает, чтобы удерживать иглу на месте в пластиковом основании. Существует множество других ситуаций, в которых малые контролируемые количества текучей среды необходимо разместить очень точно.
В условиях производства требуется иметь как можно меньше перерывов в работе автоматизированной линии сборки. Одно из прерываний происходит, когда необходимо пополнить или заменить дозатор текучей среды; линия должна быть остановлена, дозатор текучей среды удален, и полный дозатор установлен в надлежащее положение. Многие сборочные линии используют несколько дозаторов текучей среды, каждому из которых требуется содержать текучую среду. Эта ситуация приводит к необходимости достаточно часто останавливать производство, чтобы производить замену пустых дозаторов текучей среды. Таким образом, требуется сконструировать систему дозирования текучей среды способом, позволяющим как можно быстрее производить замену дозаторов текучей среды.
Сущность изобретения
В целом, один из аспектов изобретения показывает систему для разъемного соединения дозатора текучей среды с устройством. Существует соединяемая нажатием - разъединяемая вытягиванием соединительная система, которая содержит первый и второй соединительные разъемы. Дозатор текучей среды устанавливается на первом разъеме. Второй разъем устанавливается на устройстве. Соединительная система обеспечивает разъемное механическое внутреннее соединение между дозатором и устройством, и в большинстве, но не во всех вариантах осуществления, также выполняет электрическое внутреннее соединение между дозатором и устройством.
Различные варианты осуществления могут включать в себя один или более из следующих признаков. Устройство может быть системой дозирования текучей среды. Дозатор текучей среды может содержать шприц с дозирующим поршнем. Дозатор текучей среды может дополнительно содержать шаговый двигатель, приспособленный для присоединения к шприцу и выполненный с возможностью перемещать поршень, и при этом соединительная система дополнительно выполняет электрическое внутреннее соединение между дозатором и устройством. Дозатор текучей среды может дополнительно содержать корпус дозатора, в котором размещается шаговый двигатель. Первый разъем может прикрепляться к корпусу дозатора одним или более хомутами. Корпус дозатора может образовывать внешнюю форму и первый разъем может образовывать внешнюю форму, которая по существу является зеркальным отражением внешней формы корпуса дозатора, так, что первый разъем вставляется в корпус дозатора с небольшим зазором между ними.
Первый разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, ограниченную выступающим ободком, со штыревой частью штыревого/гнездового электрического разъема, выступающего от контактной поверхности разъема наружу, и множество отверстий для опор, образованных на контактной поверхности на различающихся сторонах выступающего электрического разъема. Второй разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, полностью ограниченную множеством выступающих гибких пальцев, выступающих из корпуса наружу, при этом вблизи удаленного конца каждого пальца образован паз, так, что пальцы способны защелкивать ободок первого разъема и ободок имеет размер и форму, позволяющую ему размещаться в пазах для обеспечения принудительной фиксации двух разъемов. Второй разъем может дополнительно образовывать множество опор, выступающих наружу от поверхности, которые размещаются и имеют размер и форму, соответствующие приемным отверстиям первого разъема, когда ободок размещается в пазах. Второй разъем может дополнительно образовывать гнездовую часть штыревого/гнездового электрического разъема, расположенную, имеющую размер и выполненную с возможностью принимать штыревую часть электрического разъема.
В общем, другой аспект изобретения предусматривает способ выполнения простого и быстрого присоединения и отсоединения дозатора текучей среды к/от дозирующей системе(ы). Существует соединяемая нажатием - разъединяемая вытягиванием соединительная система, содержащая первый и второй соединительные разъемы, с первым разъемом, выполненным с возможностью установки на дозаторе и вторым разъемом, выполненным с возможностью установки на дозирующей системе, при этом соединительная система осуществляет как механическое, так и электрическое внутреннее соединение между дозатором и дозирующей системой. Дозатор и дозирующая система механически и электрически соединяются вместе путем нажатия первого разъема во второй разъем, и механически и электрически разъединяется вытягиванием первого разъема из второго разъема.
Различные варианты осуществления могут включать в себя один или более из следующих признаков. Дозатор текучей среды может содержать шприц с дозирующим поршнем, при этом дозатор текучей среды дополнительно содержит шаговый двигатель, приспособленный для присоединения к шприцу и выполненный с возможностью перемещать поршень, и при этом дозатор текучей среды дополнительно содержит корпус дозатора, в котором размещен шаговый двигатель. Первый разъем может устанавливаться на корпус дозатора с помощью одного или более хомутов. Корпус дозатора может образовывать внешнюю форму и первый разъем может образовывать внешнюю форму, которая по существу является зеркальным отражением внешней формы корпуса дозатора так, что первый разъем вставляется в корпус дозатора с небольшим зазором между ними.
Первый разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, ограниченную выступающим ободком, со штыревой частью штыревого/гнездового электрического разъема, выступающего наружу от контактной поверхности разъема, и множество отверстий для опор, образованных в поверхности на разных сторонах выступающего электрического разъема. Второй разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, полностью ограниченную множеством выступающих гибких пальцев, выступающих из корпуса наружу, при этом вблизи удаленного конца каждого пальца образован паз, так, что пальцы способны защелкиваться по ободку первого разъема и ободок имеет размер и форму, позволяющую ему размещаться в пазах для обеспечения принудительной фиксации двух разъемов. Второй разъем может дополнительно образовывать множество опор выступающих наружу от поверхности, которые размещаются и имеют размер и форму, соответствующие приемным отверстиям первого разъема, когда ободок размещается в пазах. Второй разъем может дополнительно образовывать гнездовую часть штыревого/гнездового электрического разъема, расположенную, имеющую размер и выполненную с возможностью принимать штыревую часть электрического разъема.
Другим аспектом изобретения является соединительная система для выполнения простого и быстрого присоединения и отсоединения дозатора текучей среды от дозирующей системы, содержащей соединяемую нажатием - разъединяемую вытягиванием соединительную систему, включающую в себя первый и второй соединительные разъемы, с первым разъемом, выполненным с возможностью установки на дозаторе и вторым разъемом, выполненным с возможностью установки на системе дозирования, при этом соединительная система выполняет как механическое, так и электрическое внутреннее соединение между дозатором и дозирующей системой. Первый разъем устанавливается на дозаторе так, что он лежит на части дозатора, причем установка выполняется с помощью одного или более хомутов, которые присоединены к первому разъему и охватывают дозатор.
Различные варианты осуществления могут включать в себя один или более из следующих признаков. Дозатор текучей среды может содержать шприц с дозирующим поршнем, при этом дозатор текучей среды дополнительно содержит шаговый двигатель, приспособленный для присоединения к шприцу и выполненный с возможностью перемещать поршень, и при этом дозатор текучей среды дополнительно содержит корпус для шагового двигателя. Корпус дозатора может образовывать внешнюю форму и первый разъем может образовывать внешнюю форму, которая по существу является зеркальным отражением внешней формы корпуса дозатора так, что первый разъем вставляется в корпус дозатора с небольшим зазором между ними. Первый разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, ограниченную выступающим ободком, со штыревой частью штыревого/гнездового электрического разъема, выступающей от поверхности разъема наружу и множество отверстий для опор, образованных на контактной поверхности на различающихся сторонах выступающего электрического разъема. Второй разъем может иметь корпус разъема, который образует контактную поверхность разъема, полностью ограниченную множеством выступающих гибких пальцев, выступающих из корпуса наружу, при этом каждый из пальцев имеет паз вблизи удаленного конца так, что пальцы выполнены с возможностью защелкивать ободок первого разъема и ободок имеет размер и форму, чтобы размещаться в пазах для обеспечения принудительной фиксации двух разъемов. Второй разъем может дополнительно образовывать множество выступающих наружу от поверхности опор, которые размещаются и имеют размер и форму, соответствующие приемным отверстиям первого разъема, когда ободок размещается в пазах. Второй разъем может дополнительно образовывать гнездовую часть штыревого/гнездового электрического разъема, расположенную, имеющую размер и выполненную с возможностью принимать штыревую часть электрического разъема. Текучая среда может быть вязким адгезивом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан схематический вид системы для разъемного соединения дозатора текучей среды с дозирующей системой.
На фиг.2 показано схематическое частичное поперечное сечение дозатора текучей среды.
На фиг.3 показан дозатор текучей среды и соединительная система.
На фиг.4 показано поперечное сечение дозатора текучей среды по фиг.3.
На фиг.5 показан вид в перспективе дозатора текучей среды и двух разъемов соединительной системы.
На фиг.6 показан вид спереди дозатора текучей среды и разъемов по фиг.5.
На фиг.7 показан вид с торца дозатора текучей среды и разъемов по фиг.5.
На фиг.8 показан другой вид с торца дозатора текучей среды и разъемов по фиг.5.
На фиг.9 показан вид сзади дозатора текучей среды и разъемов по фиг.5.
На фиг.10 показан увеличенный вид в перспективе первого разъема соединительной системы.
На фиг.11 показан увеличенный вид в перспективе второго разъема соединительной системы.
На фиг.12 показаны разъемы на фиг.10 и 11 до того, как они механически и электрически соединены друг с другом.
Подробное описание
Варианты осуществления, изображенные на чертежах, создают систему, которая соединяет с возможностью разъединения автоматизированный дозатор жидкого адгезива с другим устройством. В качестве одного примера дозатор может быть соединен с автоматизированной платформой, которая автоматически перемещается системой управления (как правило, с двумя, тремя или шестью степенями свободы). Платформа может быть частью системы дозирования адгезива. Соединительная система использует устройство или систему, состоящую из двух частей, соединяемых нажатием - разъединяемых вытягиванием, которая в большинстве вариантов осуществления выполняет как механическое, так и электрическое внутреннее соединение дозатора текучей среды и дозирующей системы. Дозирующая система содержит один разъем, а другой разъем соединен с дозатором текучей среды. Соединительная система позволяет извлечь дозатор из дозирующей системы простым вытягиванием дозатора из дозирующей системы. Поскольку электрические сигналы управления и питание для работы дозатора обеспечиваются дозатору посредством разъема, отдельные или дополнительные провода или кабели для управления и питания, присоединенные к дозатору текучей среды, отсутствуют. Таким образом, дозатор с установленным разъемом может быть удален из системы без необходимости отсоединять или иным образом осуществлять управление отдельным кабелем, идущим к дозатору. Соединение, описанное в данном документе, может использоваться для дозаторов текучих сред, отличающихся от адгезивных. Как правило, но не обязательно, дозаторы используются в автоматизированных производственных операциях.
Система 10 для разъемного соединения дозатора текучей среды с устройством показана на фиг.1. Дозатор 12 текучей среды выполнен с возможностью дозирования контролируемого количества текучей среды на структуре 14. В одном примере, текучая среда представляет собой вязкий адгезив, и дозатор 12 выполнен с возможностью дозирования очень точно определенного количества текучей среды в определенное место или места структуры 14. Дозирующая система 18 может быть зафиксирована или может быть подвижной платформой, которая может перемещаться в одном или более направлениях X, Y и Z, и, возможно, иметь до шести степеней свободы, как известно в данной области.
Контроллер 16 управляет работой дозатора 12 текучей среды. Контроллер 16 может быть запрограммирован, например, с использованием программируемого логического контроллера (PLC) или через сеть (не показана). Дозатор 12 текучей среды выполняет дозирование текучей среды; в одном неограничивающем варианте осуществления дозирование осуществляется с помощью шагового двигателя. Сигналы, запускающие дозатор, обеспечиваются посредством разъема 22, который постоянно или полупостоянно подключен к дозатору 12. Разъем 22 механически и электрически присоединен к разъему 20 с возможностью разъединения. Разъем 20 постоянно или полупостоянно соединен с дозирующей системой 18. Разъемы 20 и 22 могут быть двумя соединительными частями двухкомпонентной механической и электрической соединительной системы 19 типа нажатия-вытягивания.
Результаты работы системы 10 заключаются в том, что пустой дозатор текучей среды можно извлечь из дозирующей системы простым вытягиванием дозатора из дозирующей системы, для отделения разъема 22 от разъема 20. Сменный дозатор текучей среды, заполненный заранее определенным количеством текучей среды, может присоединяться простым нажатием разъема 22, закрепленного на заполненном дозаторе текучей среды, на разъем 20. Это обеспечивает быструю и простую замену без необходимости ослаблять кронштейны или другие средства, обычно использующиеся для присоединения дозатора текучей среды к системе дозирования текучей среды.
Пример дозатора 12a текучей среды показан на фиг.2. Шаговый двигатель 23 выполнен с возможностью перемещения выходного вала 29 (например, ходового винта) вверх и вниз в последовательности очень малых, тщательно контролируемых шагов. Поршень 28 соединяется с удаленным концом вала 29 и помещается в цилиндрическую камеру 25 дозирующего шприца 24. Текучая среда 26 заполняет объем шприца 24 между поршнем 28 и удаленным концом дозирующей насадки 27 (например, иглы). При таком расположении, когда шаговый двигатель 23 получает приращение на один шаг, из насадки 27 подается очень небольшое количество текучей среды.
3
В одном неограничивающем примере, существуют серии из трех дозирующих пистолетов, каждый из которых может оперировать шприцами так, как показано на фигуре 2, с объемами 3, 5, 10 и 30 см. Один дозирующий пистолет,"SDAV" пистолет (малый дозирующий пистолет), содержит шаговый двигатель с ходом 0,000125 дюймов за шаг. Второй пистолет, "MDAV" пистолет, (средний дозирующий пистолет) содержит шаговый двигатель с ходом вдвое большим, чем, чем SDAV или 0,00025 дюймов за шаг. Третий пистолет, "LDAV" пистолет, (большой дозирующий пистолет) содержит шаговый двигатель с ходом вдвое большим, чем MDAV, или 0,0005 дюймов за шаг. Приведенная ниже информация ниже указывает объем на шаге для каждого из четырех объемов шприцов, для каждой из этих трех моделей дозирующих пистолетов.
SDAV Дозирующий Пистолет
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 3 см выдаст 0,00023 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 5 см выдаст 0,00039 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом l0 см выдаст 0,00065 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 30 см выдаст 0,00129 см дозированной текучей среды.
MDAV Дозирующий Пистолет
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 3 см выдаст 0,00045 смдозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 5 см выдаст 0,00079 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 10 см выдаст 0,00131 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 30 см выдаст 0,00257 см дозированной текучей среды.
LDAV Дозирующий Пистолет
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 3 см выдаст 0,00090 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 5 см выдаст 0,00158 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 10 см выдаст 0,00261 см дозированной текучей среды.
3
3
• 1 шаг с цилиндром шприца объемом 30 см выдаст 0,00514 см дозированной текучей среды.
Дополнительные примеры дозаторов текучей среды изображены на фиг.3-12. Дозатор 30 текучей среды на фиг.3 и 4 имеет корпус 32, который содержит шаговый двигатель 92 описанного выше типа. Шприц 36 с дозирующей насадкой 38 соединен с выходным валом 94 шагового двигателя. На фиг.3 показана капля 40, поступающая с насадки 38. Капля 40 распределяется на структуре 80 расположенной на столе 82. Двухкомпонентная механическая и электрическая соединительная система 47 используется для механической и электрической связи дозатора 30 со структурой 50, являющейся частью системы дозирования. Соединительная система 47 содержит первый разъем 48, который механически присоединен к структуре 50. Электрическая связь осуществляется через кабель 51, который заканчивается на электрических контактах (не показаны), являющихся частью разъема 48. Второй, ответный разъем 44 механически соединен с корпусом 32 хомутами 45 и 46, которые охватывают часть 34 и механически (проходя насквозь) соединяют ее с частью разъема 44. Питание и управляющие сигналы обеспечиваются дозатору от контроллера через соединительные электрические контакты, встроенные в разъемы 44 и 48.
На фиг.5-12 показаны дополнительные детали конкретного варианта осуществления двухкомпонентной соединительной системы 120. Соединительная система 120 содержит один разъем 130, который приспособлен для крепления к дозирующей системе посредством опор 132, которые выступают из основания 131. Крепежные винты или другие крепежные детали вставляются через опоры 132. Другой разъем 140 крепится к корпусу 32 дозатора посредством хомута(ов) 150; может использоваться один, два или более таких хомутов, причем здесь показано два. Корпус 143 разъема 140 образует выступающую часть 142, которая плотно присоединяется к корпусу 32; поверхности 161 придана форма, которая соответствует форме внешней поверхности корпуса 32, на которой она лежит, таким образом, разъем 140 фактически составляет с корпусом 32 одно целое. Щели 144 позволяют хомутам 150 проходить через корпус 143; для каждого хомута имеется одна или несколько (обычно две) щелей. Каждый из разъемов 130 и 140 может быть цельным; они могут формироваться из пластикового материала, такого как полиамид в соединении с 6,33% стеклонейлона.
Разъем 130 дополнительно включает в себя выступающие гибкие пальцы 134, которые выступают из корпуса 133. Каждый палец 134, имеет паз 135 на удаленном конце. Пальцы охватывают ободок 145 разъема 140, и ободок 145 попадает в пазы 135, обеспечивая надежное крепление двух разъемов. Пальцы 134 полностью ограничивают корпус разъема, образовывая приемное гнездо для ободка 145. Поскольку пальцы 134 изготовлены из пластически деформируемого материала, имеющего некоторую податливость, и поскольку пальцы имеют свободные удаленные концы, пальцы являются достаточно гибкими и освобождают ободок 145, когда разъем 140 вытягивается из разъема 130. Опоры 136 и 137 входят в приемные отверстия 146 и 147. Штыревая часть 141 электрического разъема вставляется в гнездовую часть 138 электрического разъема, который имеет наклонные боковые стенки, направляющие часть 141 в часть 138. Опоры и данные направляющие признаки помогают обеспечивать слепое соединение двух половин разъема.
Таким образом, соединительная система 120 выполняет как механическое, так и электрическое соединение между дозатором и дозирующей системой в системе нажатия - вытягивания, которая может обслуживаться одной рукой и без прямой видимости местоположения соединения на дозирующей системе.
Соединительная система в данном документе может использоваться для соединения и других дозаторов текучей среды, кроме шприцов. Например, дозатором может быть дозирующий пистолет или другое устройство, которое содержит электрический привод для дозирования контролируемого количества текучей среды. В качестве другой альтернативы, дозатор текучей среды может быть распределительным клапаном, и в этом случае, возможно, отсутствует необходимость в электрическом соединении, осуществляемым соединительной системой. Дополнительной альтернативой дозатору текучей среды может быть наконечник для дозирования, такой как игла или другое отверстие; разъем может использоваться для удержания трубок, ведущих непосредственно к наконечнику для дозирования и самого наконечника, чтобы обеспечить их быстрое подсоединение и отсоединение для замены.
В данном документе были описаны несколько вариантов осуществления и опций. Модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения.
Соответственно, другие варианты осуществления находятся в пределах формулы изобретения.