КЛИПСАТОР С ЗАМЫКАЮЩИМ РЫЧАГОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАМЫКАЮЩЕГО РЫЧАГА
CLIPPING DEVICE WITH LOCKING LEVER AND MANUFACTURING METHOD OF LOCKING LEVER

Изобретение относится к клипсатору, по меньшей мере, с одним замыкающим рычагом, содержащим образующий ось поворота опорный элемент, посадочный элемент для первого замыкающего инструмента и элемент ввода усилия для соединения с приводным элементом, причем замыкающий рычаг установлен с возможностью поворота между раскрытым положением и сомкнутым положением, в котором первый замыкающий инструмент для замыкания клипсы может быть приведен в контакт со вторым замыкающим инструментом. Изобретение относится далее к способу изготовления такого замыкающего рычага и к применению такого замыкающего рычага в клипсаторе для порционирования колбас.
С помощью клипсаторов описанного рода обычно порционируют и запечатывают колбасы с содержимым от жидкого до вязко-пастообразного или гранулированного. При этом сначала фарш помещают в рукавную оболочку (кишку), а затем на первом этапе разделяют на порции посредством вытеснительных элементов. Для этого рукавную оболочку с помощью вытеснительных элементов сосборивают в радиальном направлении и вытесняют находящийся в зоне сосборирования фарш в осевом направлении по отношению к оси оболочки. В зоне сосборирования образуют, таким образом, пучок оболочки. На образованный пучок оболочки на следующем этапе посредством двух (или четырех) движущихся навстречу друг другу замыкающих инструментов накладывают один или выборочно два замыкающих элемента (две клипсы) и замыкают их вокруг пучка оболочки. Замыкающие инструменты включают в себя попарно пуансон и матрицу, между которыми клипсу деформируют во время замыкания. В случае двух замкнутых рядом друг с другом вокруг пучка оболочки клипс (двухклипсовое устройство) пучок оболочки может быть разрезан между ними ножом, чтобы отделить колбасы друг от друга. После этого вытеснители, замыкающие инструменты и нож возвращают в их исходное или раскрытое положение. Рабочий цикл закончен. Нижеследующее описание относится к простому расположению пары замыкающих инструментов. Оно может быть, однако, вполне перенесено на двухклипсовое устройство.
По меньшей мере, один из замыкающих инструментов (пуансон и/или матрица) размещен на описанном выше замыкающем рычаге и совершает в процессе замыкания, в основном, радиальное по отношению к оси оболочки поворотное движение вокруг оси поворота. Одновременно и/или вслед за совершенным поворотным движением замыкающего рычага с замыкающим инструментом из его раскрытого положения в его сомкнутое положение также второй замыкающий инструмент в поворотном или линейном движении или с наложением обеих форм движения приводят в контакт с первым замыкающим инструментом для замыкания клипсы или клипс.
Такие клипсаторы располагают в большинстве случаев кулачковым приводом, который отбирает движение замыкающего рычага посредством кулачкового ролика от кулачковых дисков. В качестве приводного элемента обычно предусмотрен рычажный механизм, передающий это движение на замыкающий рычаг. В качестве альтернативы или дополнительно к кулачковому приводу может быть предусмотрен также линейный привод с текучей рабочей средой, обычно пневмопривод.
При этом к замыкающему рычагу или рычагам через замыкающие инструменты прикладываются очень большие усилия (до 15 кН). Это приводит, с одной стороны, к возникновению неприятного для обслуживающего персонала шума, а с другой стороны, к тому, что замыкающий рычаг приходится рассчитывать достаточно массивным, чтобы он выдерживал нагрузку. Последнее приводит, в свою очередь, к большому весу замыкающего рычага и, тем самым, к большому моменту инерции массы. Поскольку электропривод, включая все приводные элементы (кулачковый диск, кулачковый ролик и рычажный механизм), не может быть рассчитан произвольно большим, рабочая скорость клипсатора также не может быть увеличена.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование клипсатора описанного выше рода так, чтобы его эффективность можно было повысить без увеличенного расчета привода.
Эта задача решается посредством клипсатора описанного выше рода с признаками отличительной части пункта 1 формулы изобретения, а также посредством способа по пункту 14 и применения, по меньшей мере, одного замыкающего рычага по пункту 15.
Замыкающие рычаги изготавливались известным образом из алюминиевого литья. Помимо перечисленных выше недостатков это имеет далее следствием то, что опорный элемент, посадочный элемент и элемент ввода усилия, а также прочие функциональные элементы, такие как кулачки или рабочие поверхности и монтажные точки могут быть изготовлены только за счет дополнительной обработки отливки с необходимой точностью. По сравнению с этим замыкающий рычаг из волокнисто-полимерного композита, изготовленный способом согласно изобретению, является полностью готовым к использованию. Необходимая точность возникает за счет предварительно изготовленной литьевой формы, в которую опорный элемент, посадочный элемент, элемент ввода усилия и при необходимости дополнительные функциональные элементы помещают так, что ось поворота, точка ввода усилия, опора первого замыкающего инструмента и т.п. ориентированы по отношению друг к другу без дополнительной обработки в пределах допустимых допусков.
Благодаря значительно меньшей удельной плотности волокнисто-полимерного композита, в частности при применении углепласта, момент инерции массы замыкающего рычага можно уменьшить примерно на 30%, по меньшей мере, с сохранением и частично даже с улучшением механической нагружаемости. Вследствие этого все приводные элементы могут быть выполнены в соответствующей степени меньше и легче, затраты на весь клипсатор могут быть снижены, а рабочая скорость клипсатора при таком же выполнении приводных элементов может быть повышена. Также применение волокнисто-полимерного композита благодаря иным резонансным свойствам вызывает то, что ударное замыкающее движение замыкающих инструментов испытывает акустическое демпфирование, в результате чего процесс замыкания представляет лишь незначительную акустическую нагрузку на обслуживающий персонал. Далее волокнисто-полимерный композит и, в частности, углепласт, оказываются предпочтительным образом совместимыми с пищевыми продуктами, обладающими возможностью стерилизации, температуростойкими, стойкими к химикатам (в частности, стойкими к чистящим средствам) и стойкими к высокому давлению. По сравнению с используемыми здесь, как известно, алюминиевыми отливками поверхность замыкающего рычага, согласно изобретению, из волокнисто-полимерного композита является сама по себе гладкой. За счет этого может оказаться ненужной операция дополнительной обработки, при этом будут соблюдены требуемые гигиенические условия в области переработки пищевых продуктов.
Другие признаки и преимущества клипсатора, согласно изобретению, приведены в зависимых пунктах и поясняются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи в нижеследующем описании примера его осуществления. На чертежах изображено:
фиг.1: схематичный вид сбоку подвижных элементов примера выполнения клипсатора согласно изобретению;
фиг.2: вид сбоку примера выполнения замыкающего рычага клипсатора;
фиг.3: в перспективе пример выполнения замыкающего рычага согласно изобретению;
фиг.4: в разобранном виде отдельные детали замыкающего рычага по фиг.3.
Клипсатор 100 в изображенном на фиг.1 примере выполнения, согласно изобретению, содержит привод 110 с кулачковым диском 112, от которого посредством кулачкового ролика 116 передается движение для нижнего замыкающего рычага 118. Далее клипсатор содержит дополнительный привод с кривошипом 130, от которого посредством рычага 114 передается движение для верхнего замыкающего рычага 120. В изображенном примере оба замыкающих рычага 118, 120 сочленены с возможностью поворота вокруг одной оси 122 поворота. Нижний замыкающий рычаг 118 несет на своем удаленном от оси 122 поворота конце первый замыкающий инструмент 124, являющийся в изображенном примере матрицей. На таком же расстоянии от оси 122 поворота верхний замыкающий рычаг 120 несет на своем противоположном оси 122 поворота конце второй замыкающий инструмент 126, являющийся здесь пуансоном.
Нижний замыкающий рычаг 118 поворачивается с приводом через привод 110 в качестве приводного элемента вокруг общей оси 122 поворота вверх. Соответственно, однако, со смещением по времени, верхний замыкающий рычаг 120 поворачивается с приводом через кривошип 130 в качестве приводного элемента вокруг общей оси 122 поворота вниз. В результате матрица 124 и пуансон 126 движутся навстречу друг другу, замыкая клипсу в своем сомкнутом положении вокруг предварительно сосборенной рукавной оболочки (не показана). Будучи обусловлен смещенными по фазе кулачками для верхнего и нижнего приводов замыкающих рычагов на кулачковом диске 112, нижний замыкающий рычаг 118 уже находится в своем верхнем сомкнутом положении и остается в нем на короткий момент, тогда как верхний замыкающий рычаг 120 продолжает двигаться в направлении нижнего замыкающего рычага. При этом введенная в матрицу клипса отделяется от последующего прутка клипс, зажимается между матрицей 124 и пучком оболочки (не показан) и, таким образом, удерживается. Когда и верхний замыкающий рычаг 120 приближается к своему (нижнему) сомкнутому положению, клипса замыкается вокруг сосборенной рукавной оболочки. По достижении замыкающим рычагом 120 своего сомкнутого положения импульс вызывает срабатывание цилиндропоршневого блока, который в случае двухклипсового здесь устройства приводит в действие нож, разрезающий пучок оболочки между обеими замкнутыми клипсами. После этого верхний 118 и нижний 120 замыкающие рычаги поворачиваются обратно в свое раскрытое положение.
Благодаря большому усилию, необходимому для замыкания клипсы, и вытекающему из этого большому моменту, действующему на оба замыкающих рычага 118, 120, оба замыкающих рычага 118, 120 должны иметь очень высокую прочность. С другой стороны, оба рычага должны совершать достаточно большое поворотное движение, с тем чтобы даже толстые колбасы в процессе набивки могли транспортироваться между замыкающими инструментами 124, 126 в направлении движения, перпендикулярном плоскости фиг.1. Достаточную прочность при, тем не менее, относительно малом весе и, тем самым, низком моменте инерции массы вокруг оси 122 поворота создает нижний замыкающий рычаг 118, если он, по меньшей мере, частично изготовлен из волокнисто-полимерного композита. В зависимости от того, предусмотрен один или два замыкающих рычага и от того, как поворотное движение распределено по верхнему и нижнему замыкающим рычагам, может быть достаточным изготовить один или оба замыкающих рычага частично из волокнисто-полимерного композита.
На фиг.2 на виде сбоку изображен пример выполнения такого нижнего замыкающего рычага 200. Он имеет основное тело 210, проходящее, в основном, в плоскости изображения. В это основное тело 210 заделан опорный элемент 212, включающий в себя первую металлическую опору. Эта опора имеет предохранители от проворачивания, например в виде насечек или выступов, которые препятствуют проворачиванию опорного элемента 212 в волокнисто-полимерном композите. Далее в основное тело 210 заделаны посадочный элемент 214 для позиционирования и удержания первого/первых замыкающего инструмента/инструментов и элемент 216 ввода усилия для соединения с приводным элементом. Как посадочный элемент 214, так и элемент 216 ввода усилия заделаны в основное тело 210 преимущественно в виде металлического вкладыша. Далее основное тело имеет проемы 218, уменьшающие вес замыкающего рычага 200, не выходя, однако, за заданный предел стабильности замыкающего рычага. Вместо или дополнительно к изображенным на фиг.2 отверстиям проемы 218 могут в аналогичном или разном расположении включать в себя также несквозные карманы, которые вводят силовой поток при необходимости иначе, однако также с соблюдением достаточной стабильности.
Пример выполнения нижнего замыкающего рычага на фиг.3 показывает в перспективе, что помимо основного тела 310 еще предусмотрен изогнутый кронштейн 312, соединенный одним концом 313 с основным телом 310. Изогнутый кронштейн 312 выступает, таким образом, из образованной основным телом 310 плоскости. В этом примере опорный элемент 322 состоит из металлической опоры 324, заделанной с одной стороны в основное тело 310, так что первая опора 324 выступает из плоскости основного тела 310 на противоположной изогнутому кронштейну 312 стороне. Далее опорный элемент 322 состоит из второй металлической опоры 326, заделанной в изогнутый кронштейн 312 коаксиально первой металлической опоре 324. За счет этих опор опирание может происходить на таком длинном осевом участке, что замыкающий рычаг выдерживает в осевом направлении более высокие изгибающие моменты.
Заделка вкладышей происходит при способе изготовления такого замыкающего рычага, например, по технологии Preform-RTM путем помещения опорного элемента 212, 312, посадочного элемента 214, 314 и элемента 216, 316 ввода усилия в форму, в которой далее послойно изготавливают основное тело 210, 310 и при необходимости кронштейн 312 из слоев предварительно формованных волокнистых матов углеволокнистой ткани. Вслед за этим форму закрывают и жидкий полимер (например, эпоксидную смолу) инжектируют в форму под высоким давлением, пока она не будет заполнена. После отверждения полимера можно открыть форму и извлечь готовый замыкающий рычаг 200, 300. Вкладыши создают посредством отвержденного полимера соединение с геометрическим замыканием со стабилизирующими волокнистыми матами. Возможность дальнейшего повышения стабильности соединения с геометрическим замыканием более подробно поясняется с помощью примера выполнения на фиг.4 в разобранном виде.
На фиг.4 изображены все детали замыкающего рычага, согласно изобретению. Прежде всего следует описать послойно изготовленные из волокнистых матов детали, а именно основное тело 410 и соединенный с ним одним концом изогнутый кронштейн 412. Как основное тело, так и кронштейн замыкающего рычага послойно выполнены из предварительно формованной из волокнистых матов нижней части 414, предварительно формованной из волокнистых матов верхней части 416 и предварительно формованной из волокнистых матов средней части 418. Основное тело 410 при этом, с одной стороны, выполнено из нижней части 414 и нижнего участка верхней части 416, а с другой стороны, послойно из нижней части 414 и нижнего участка средней части 418. Изогнутый кронштейн 412, соединенный одним концом с основным телом 410 и выступающий другим своим концом из плоскости основного тела 410, в свою очередь, выполнен послойно из верхнего участка средней части 418 и верхнего участка верхней части 416. За счет этой сэндвичеобразной формы основное тело 410 и кронштейн 412 прочно соединяются благодаря связанным между собой волокнистым матам, что придает замыкающему рычагу высокую стабильность. Стабильность повышается далее за счет образованного из предварительно формованных волокнистых матов покрывающего слоя 420, нанесенного на соответствующие нижние участки верхней части 416 и средней части 418 на противоположной нижней части 414 стороне. Это компенсирует ослабление, обусловленное составным выполнением основного тела 410 в его верхних слоях.
Дополнительно на верхней стороне основного тела 410 ламинированы дополнительные функциональные элементы, например распорная пластина 422 из волокнисто-полимерного композита. Такие функциональные элементы могут быть ламинированы в любом месте в зависимости от конструктивных требований к замыкающему рычагу. Соответствующим образом отверстия, проемы, карманы и т.п. могут быть выполнены за счет соответствующего раскроя предварительно формованных волокнистых матов.
Опорный элемент состоит, как на фиг.3, из первой металлической опоры 424 в основном теле 410, выступающей из его конца на противоположной изогнутому кронштейну 412 стороне, и из второй металлической опоры 426, заделанной в изогнутый кронштейн 412 коаксиально первой металлической опоре 424. Обе опоры 424, 426 имеют как осевые, так и радиальные предохранители от проворачивания и вытягивания. Они могут быть выполнены в виде насечек, пазов, огибающих канавок или соответствующих выступов, в которые при заливке литьевой формы проникает жидкий полимер, создавая, тем самым, соединение с геометрическим замыканием с металлической деталью.
На противоположном опорному элементу конце замыкающего рычага в основное тело 410 замыкающего рычага заделан металлический посадочный элемент 428. Посадочный элемент 428 имеет посадочный участок 430 для первого замыкающего инструмента (не показан), выступающий из волокнисто-полимерного композита, и анкеровочный участок 432, который заделан, в основном, в плоскости основного тела 410 между нижней частью 414 и верхней частью 416. Для этого в нижней части 414 и/или в верхней части 416 предусмотрена соответствующая выемка 434. Для дальнейшего улучшения закрепления посадочного элемента 428 он заанкерен крепежными средствами 436, которые могут быть выполнены, например, в виде болтов или винтов, посредством анкеровочного участка 432 поперек плоскости основного тела 410.
Далее в соответствующую выемку или карман верхней части 416 и покрывающего слоя 420 заделан также элемент ввода усилия в виде металлического вкладыша 438. Для стабилизации и механической фиксации металлического вкладыша 438 на противоположной стороне основного тела 410 находится соответствующая контрпластина 440, которая сквозь нижнюю часть 414 основного тела 410 соединена (например, свинчена) крепежными средствами 442 с вкладышем 438 и, тем самым, создает соединение с геометрическим замыканием с основным телом 410 из волокнисто-полимерного композита.
Во всех функциональных элементах, таких как опорный элемент, посадочный элемент и элемент ввода усилия, предварительно уже могут быть изготовлены все посадки, отверстия, резьбы, кулачки и т.п. За счет точного помещения функциональных элементов в форму соблюдаются допуски на размеры между отдельными функциональными элементами и, тем самым, между размерными точками в пределах предписанных допусков.