ПАТРОН ДЛЯ ЗАВАЛЬЦОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОЛПАЧКОВ НА ГОРЛОВИНАХ СОСУДОВ Российский патент 2002 года по МПК B67B3/10 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию, используемому для завальцовки металлических колпачков при укупорке, например, стеклянных флаконов с медицинскими препаратами и стеклянных бутылок с напитками.

Известны роликово-обкатные патроны (РОП) для завальцовки металлических колпачков при укупорке флаконов с медицинскими препаратами (см. проспекты фирмы "ВЕСА" - копии приложены к заявке, патент РФ 2026264, опубл. 10.01.95 г. , БИ 1). Характерным для таких патронов является наличие того или иного количества роликов, установленных с возможностью обкатывания вокруг укупориваемой горловины с одновременным упругим поджимом к ней. Каждый ролик в РОП обычно выполнен заодно с валиком, опора вращения которого смонтирована в индивидуальной качающейся державке, представляющей собой двухзвенную рычажную систему с возвратными и буферными пружинами, а также с элементами регулировки положения и усилия поджима ее звеньев. Державки с роликами смонтированы в общем корпусе, установленном с возможностью осевого перемещения относительно шпинделя под нажимом со стороны горловины укупориваемой емкости. Во время такого перемещения державки взаимодействуют с коническим копиром шпинделя и поджимаются к пробке, а ролики благодаря вращению шпинделя обкатываются по пробке, производя тем самым завальцовку пробки на запорном уступе горловины бутылки.

РОП выпускаются в двух модификациях, различающихся расположением осей шарниров рычажных систем качающихся державок:
- с горизонтальными осями качания державок,
- с вертикальными осями качания державок.

Подобные РОП получили практически повсеместное распространение в производстве напитков, лекарственных средств и т.п.

Тем не менее они имеют некоторые недостатки, в числе которых:
- сложность конструкции, заключающаяся в ее многодетальности, наличии большого числа шарнирных сопряжений и прецизионных пар вращения, вычурности конфигурации звеньев качающихся державок;
- сложность регулировки, в процессе которой в числе прочего необходимо обеспечить равенство усилий возвратных и буферных пружин всех державок и требуемый уровень расположения рабочих поверхностей роликов,
- массивность и габариты, многократно превосходящие габариты вальцуемых пробок.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является "Обкаточная головка для укупорки бутылок колпачками" (СССР а.с. 638541, опубл. 28.12.78, Б. 47). Патрон содержит корпус и блок обкаточного органа, выполненный с внутренней, охватывающей запорный уступ горловины сосуда формующей поверхностью, и смонтированный с возможностями вращения вокруг и перемещений вдоль и поперек оси вращения патрона. Поперечное перемещение обкаточного органа происходит в процессе его обкатывания вокруг колпачка, одетого на горловину укупориваемого флакона или бутылки. При осевом перемещении под воздействием горлышка флакона или бутылки прижим патрона отводится вверх и выполненный заодно с ним конус освобождает блок обкаточного органа, втулка которого под действием центробежной силы смещается в радиальном направлении, прижимаясь к боковой поверхности колпачка и завальцовывая его на запорном уступе горловины укупориваемой бутылки.

Недостатками указанного устройства являются:
обеспечение должной плотности укупорки требует соответствующей величины центробежной силы, что связано с ростом поперечных динамических перегрузок и массивности вращающихся частей.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание простого и надежного патрона для завальцовки металлических колпачков при укупорке сосудов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:
- повышение качества укупорки сосудов,
- упрощение конструкции,
- снижение массивности и повышение быстродействия.

Поставленная задача решается тем, что патрон для завальцовки металлического колпачка на горловине сосуда, на корпусе которого смонтированы с возможностью вращения и осевого перемещения прижим для поджатия колпачка к горловине сосуда и с возможностью перемещения в поперечном относительно оси вращения патрона направлении инструментальный блок с формующим кольцом, охватывающим горловину сосуда с зазором, снабжен охватывающей с зазором наружную поверхность инструментального блока колоколообразной деталью, смонтированной на валике прижима посредством сферического подшипника с возможностью перекоса относительно оси вращения патрона, и несущей на торце, обращенном к корпусу, упорный подшипник, а на торце корпуса, обращенном к последнему, размещены один подпружиненный и два жестких упора, взаимодействующих через упорный подшипник с торцом колоколообразной детали, при этом инструментальный блок выполнен в виде несущей формующее кольцо обоймы, связанной посредством гайки и упругой мембраны с прижимом.

Поставленная задача также решается тем, что подпружиненный упор выполнен в виде толкателя, расположенного в расточке корпуса параллельно оси вращения патрона и поджатого пружиной до упора в дно расточки, а колоколообразная деталь снабжена охватывающим упорный подшипник защитным фланцем.

На фиг. 1 представлен общий вид патрона для завальцовки металлического колпачка на горловине сосуда (вариант 1) в исходной позиции; на фиг.2 - сечение по А-А фиг.1; на фиг.3 - общий вид патрона для завальцовки металлического колпачка на горловине сосуда (вариант 1) в рабочей позиции.

Патрон для завальцовки металлического колпачка на горловине сосуда, например стеклянных флаконов, используемых при укупорке жидких медпрепаратов и/или бутылок с напитками, состоит из корпуса 1 (фиг.1), который монтируется на шпинделе укупорочного станка (на фиг не показан). Внутри корпуса 1 посредством блока подшипников 2 смонтирован вал 3, на нижнем конце которого укреплен прижим 4. В расточке 5 корпуса 1, выполненной параллельно оси корпуса, помещен поджатый пружиной 6 упор-толкатель 7. Блок подшипников 3 и упор-толкатель 7 заперты в корпусе 1 пластиной 8, на которой укреплены жесткие упоры 9, 10 (фиг.2).

Прижим 4 выполнен с внутренней полостью 11 и предназначен для поджатия колпачка 12 к горловине 13 укупориваемого сосуда. На прижиме 4 смонтировано единое кинематическое звено - инструментальный блок 14, выполненный в виде кольца 15, запрессованного в обойму 16, гайки 17 и мембраны 18. Кольцо 15 имеет формующую поверхность 19, охватывающую горловину сосуда 13 с зазором и которая непосредственно осуществляет завальцовывание колпачка 12 на горловине 13 укупориваемого сосуда. Инструментальный блок 14 смонтирован на прижиме 4 с возможностью перемещения в поперечном относительно оси корпуса 1 направлении. Снаружи обойма 16 охвачена с некоторым зазором колоколообразной деталью 20, связанной с валом 3 посредством сферического шарнира 21. Через упорный шарикоподшипник 22 и защитный фланец 23 колоколообразная деталь 20 взаимодействует с выступающими в направлении инструментального блока 14 жесткими упорами 9, 10 и подпружиненным упором-толкателем 7. В исходном положении жесткие упоры 9, 10 и упор-толкатель 7 удерживают колоколообразную деталь 20 в нейтральном положении, т.е. в положении, при котором ее ось совпадает с осью патрона 1.

Между поверхностью 24 колоколообразной детали 20 и контактирующей с ней наружной поверхностью обоймы 16 имеется зазор, благодаря которому инструментальный блок 14 может свободно перемещаться в радиальном направлении на необходимую величину.

Усилие пружины 6 упора-толкателя 7 выбирается таким, чтобы гарантировать поджим колпачка 12, достаточный для герметизации укупориваемого сосуда.

Устройство работает следующим образом (фиг.3).

При перемещении вращающегося патрона к сосуду (или сосуда к патрону) вследствие нажима на колпачок 12 и горловину укупориваемого сосуда 13 вращение вала 3 с прижимом 4 прекращается и они смещаются вверх вдоль оси корпуса 1. При этом колоколообразная деталь 20 (вместе с упорным подшипником 22 и защитным фланцем 23) упирается в жесткие упоры 9, 10 и перекашивается на сферическом шарнире 21, отжимая вверх подпружиненный упор-толкатель 7. Поскольку упоры 9, 10 и упор-толкатель 7 вращаются совместно с корпусом 1 вокруг его оси, то колоколообразная деталь 20, контактирующая с ними, соответственно меняет направление наклона своей оси, т.е. ее ось совершает коническую прецессию относительно оси корпуса. Соответственно вектор поперечного смещения инструментального блока 14 относительно оси корпуса патрона также вращается, а формующая поверхность 19 кольца 15 катится по поверхности колпачка 12. Так как обкатывание кольца 15 происходит при его силовом поджиме к горловине 13 укупориваемого сосуда, то происходит загиб находящегося в зоне контакта участка колпачка 12 на запорный уступ 25 горловины 13 сосуда. Требуемое для герметичности укупорки сжатие прокладки 26 между колпачком 12 и горловиной сосуда 13 обеспечивается пружиной 6. Эта же пружина вместе с центробежной силой возвращает в исходное положение колоколообразную деталь 20 и смещенный ею инструментальный блок 14 после отвода вращающегося патрона вверх.

Оборудование предназначено для завальцовки металлических колпачков при укупорке сосудов. Патрон содержит корпус, на котором смонтированы прижим для поджатия колпачка к горловине сосуда и инструментальный блок с кольцом, имеющим формующую поверхность, охватывающую горловину сосуда с зазором. Наружную поверхность инструментального блока охватывает колоколообразная деталь, смонтированная на валу прижима посредством сферического подшипника с возможностью перекоса относительно оси корпуса. На торце корпуса, обращенном к упорному подшипнику, размещены два жестких упора и подпружиненный упор-толкатель, взаимодействующие через упорный подшипник с торцом колоколообразной детали. Изобретение обеспечивает повышение качества укупорки, позволяет упростить конструкцию патронов и расширить их функциональные возможности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Патрон для завальцовки металлического колпачка на горловине сосуда, на корпусе которого смонтированы с возможностью вращения и осевого перемещения прижим для поджатия колпачка к горловине сосуда и с возможностью перемещения в поперечном относительно оси вращения патрона направлении инструментальный блок с формующим кольцом, охватывающим горловину сосуда с зазором, отличающийся тем, что он снабжен охватывающей с зазором наружную поверхность инструментального блока колоколообразной деталью, смонтированной на валике прижима посредством сферического подшипника с возможностью перекоса относительно оси вращения патрона и несущей на торце, обращенном к корпусу, упорный подшипник, а на торце корпуса, обращенном к последнему, размещены один подпружиненный и два жестких упора, взаимодействующих через упорный подшипник с торцом колоколообразной детали, при этом инструментальный блок выполнен в виде несущей формующее кольцо обоймы, связанной посредством гайки и упругой мембраны с прижимом. 2. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что подпружиненный упор выполнен в виде толкателя, расположенного в расточке корпуса параллельно оси вращения патрона и поджатого пружиной до упора в дно расточки. 3. Патрон по п. 1, отличающийся тем, что колоколообразная деталь снабжена охватывающим упорный подшипник защитным фланцем.