ПАТРОН ДЛЯ ЗАВАЛЬЦОВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОЛПАЧКА, В ТОМ ЧИСЛЕ КОЛПАЧКА ТИПА "ВИНТ", НА ГОРЛОВИНЕ СОСУДА Российский патент 2003 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, а также для завальцовки и формования резьбы на металлических колпачках типа "винт" при укупорке, например, бутылок с напитками.

Известны роликово-обкатные патроны (РОП) для завальцовки металлических колпачков при укупорке флаконов с медицинскими препаратами, а также для формования резьбы и завальцовки металлических пробок типа "винт" при укупорке бутылок с напитками. Характерным для таких патронов является наличие того или иного количества роликов, установленных с возможностью обкатывания вокруг укупориваемой горловины с одновременным упругим поджимом к ней. Опоры вращения роликов обычно укреплены в индивидуальных качающихся державках, представляющих 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, а также формовку на ней резьбы путем вдавливания материала пробки в резьбовую канавку горловины укупориваемой бутылки.

РОП выпускаются в двух модификациях, различающихся расположением осей шарниров рычажных систем качающихся державок:
- с горизонтальными осями качания державок (прототип),
- с вертикальными осями качания державок (см. проспекты фирмы "ВЕСА").

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;
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - упрощение конструкции и регулировки патрона для простой или комбинированной с формованием резьбы завальцовки металлических колпачков на горловинах укупориваемых сосудов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:
- упрощение конструкции благодаря оригинальной конструкции державок и использованию для подвода и отвода формующих роликов и формообразования на завальцовываемом колпачке единой кольцевой пружины;
- обеспечение строгой взаимной уравновешенности всех радиальных воздействий на шпиндель и горловину укупориваемого сосуда;
- упрощение наладки и регулировки патрона;
- снижение издержек на производстве патронов.

Поставленная цель достигается тем, что в патроне для завальцовки металлического колпачка, в том числе колпачка типа "винт", на горловине сосуда, содержащем вращающийся шпиндель, несущий конический копир и смонтированный с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя корпус с радиальными пазами и опорной пяткой для поджатия вальцуемого колпачка к горловине сосуда, комплект фиксируемых в радиальных пазах корпуса и поджимаемых к шпинделю державок, каждая из которых оснащена управляющим роликом, взаимодействующим с копиром, и формующим роликом, взаимодействующим с поверхностью завальцовываемого колпачка, в боковых поверхностях каждого из радиальных пазов корпуса установлены обращенные друг к другу выступающие опорные элементы, а державки выполнены каждая в виде единого монолитного звена, имеющего радиальные пазы, и установлены посредством последних на опорных элементах корпуса с возможностью одновременного качания вокруг опорных элементов и перемещения в радиальном направлении относительно опорных элементов, при этом патрон снабжен единым кольцевым упругим элементом, постоянно охватывающим и поджимающим державки к оси патрона и смонтированным так, что плоскость его действия перпендикулярна оси патрона и расположена между условными осями качания державок и осями управляющих роликов.

Поставленная цель достигается также тем, что единый кольцевой упругий элемент, постоянно охватывающий и поджимающий державки к оси патрона, выполнен в виде свернутой в кольцо пружины растяжения , а опорные элементы корпуса выполнены в виде цилиндрических пальцев или Т-образных цилиндрических шпонок.

Перечень фигур:
На фиг. 1 представлен общий вид патрона в исходном положении,
на фиг. 2 - сечение по А-А фиг 1,
на фиг.3 - сечение по Б-Б фиг.1,
на фиг. 4 - общий вид патрона в рабочем положении.

Патрон содержит шпиндель 1 (см. фиг. 1), установленный на шарикоподшипниках в корпусе 2. На одном конце шпинделя 1 смонтирован шкив 3, на другом конце выполнен конический копир 4 и жестко закреплена крестовина 5 с радиальными пазами, например четырьмя. Внутри шпинделя 1 смонтирован шток 6, поджатый в направлении к копиру 4 пружиной 7. На другом конце штока 6 смонтирован жестко корпус 8, на ступице которого выполнены продольные пазы 9, сопряженные по скользящей посадке с выступами 10, выполненными заодно со шпинделем 1. На фланце корпуса 8 выполнены несколько, например четыре радиальных паза 11( см. фиг 3), в каждом из которых на боковых поверхностях друг против друга в тангенциальном относительно оси патрона направлении смонтированы опорные элементы, например цилиндрические пальцы или Т-образные шпонки 12.

В радиальных пазах крестовины 5 и корпуса 8 фиксируются державки 13, в которых смонтированы основные исполнительные элементы патрона - формующие ролики 14, установленные с возможностью вращения во втулках 15, которые, например, посредством наружной резьбы крепятся в ответных резьбовых отверстиях державок 13. На противоположных концах державок 13 установлены с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей управляющие ролики 16.

Каждая из державок 13 представляет собой монолитное звено (см. фиг 3), на боковых плоскостях которого в зоне контакта с боковыми плоскостями радиальных пазов 11 корпуса 8 выполнены противолежащие друг другу пазы 17. Державки 13 установлены таким образом, что в зоне контакта управляющих роликов 16 с копиром 4 они фиксируются в радиальных пазах крестовины 5, а в зоне контакта с корпусом 8 они посредством пазов 17 надеты на опорные элементы 12.

Для поджима державок 13 к оси шпинделя 1 и, следовательно, управляющих роликов 16 к копиру 4 предусмотрена пружина, охватывающая все державки 13 единым кольцевым упругим элементом 18 (см. фиг. 2), зафиксированным, например, в седлообразных углублениях наружных поверхностей державок таким образом, что ее осевая плоскость перпендикулярна оси патрона и расположена значительно ниже уровня осей управляющих роликов 16, но несколько выше уровня осей опорных элементов 12. Благодаря такому расположению кольцевая пружина 18 в исходном положении патрона играет роль возвратной пружины для державок 13, отводящей последние совместно с формующими роликами 14 от горловины сосуда 19 и металлического колпачка 20.

На торце корпуса 8, обращенном к формующим роликам 14, смонтирована с возможностью вращения на шарикоподшипнике 21 опорная пятка 22, предназначенная для поджима колпачка 20 к горловине сосуда 19. Величина усилия поджима определяется натягом пружины 7, регулируемым при помощи винта 23.

Патрон работает следующим образом (см. фиг. 4).

Для осуществления завальцовки металлического колпачка с одновременным формированием резьбовой канавки предварительно регулируется вылет части формующих роликов 14 относительно корпуса 8 посредством ввинчивания (вывинчивания) резьбовых втулок 15 в державки 13.

Шпиндель 1 приводится во вращение, например, посредством шкива 3. Вращающийся шпиндель 1 вместе с корпусом 2 опускается на укупориваемый сосуд 19 , при этом пятка 22, достигнув торца колпачка 20, останавливается, поджимая его к горловине сосуда 19. После этого начинается перемещение корпуса 8 с державками 13 относительно шпинделя 1, в процессе которого управляющие ролики 16 накатываются на конический копир 4, и верхние концы державок 13 раздвигаются. При этом державки 13 вначале поворачиваются на опорных элементах 12, находясь при этом в контакте с внутренними (тангенциальными) поверхностями радиальных пазов 11. В результате находящиеся внизу формующие ролики 13 сближаются и входят в контакт с колпачком 20.

После того, как формующие ролики 14 под действием единой кольцевой пружины 18 внедрятся в боковые поверхности колпачка 20, начинается радиальное перемещение державок 13 относительно опорных элементов 12, т.е. державки 13 выходят из контакта с тангенциальными плоскостями пазов 11 корпуса 8, а формующие ролики 14 оказываются под непосредственным действием кольцевой пружины 18, которая начинает прижимать их к колпачку 20. В результате одна группа, например пара, формующих роликов 14 завальцовывает нижний срез колпачка 20 на запорном уступе горловины сосуда 19, а другая группа, например пара, формующих роликов 14 в это же время формует на боковой поверхности колпачка 20 резьбовую канавку.

После завершения формообразования шпиндель 1 отводится вверх. При этом вначале пятка 22 и корпус 8, находящиеся под действием пружины 7, отстают от шпинделя 1 и управляющие ролики 16 скатываются с копира 4, нижние части державок 13, находящихся под действием кольцевой пружины 18, сближаясь, входят в контакт с тангенциальными плоскостями пазов 11 корпуса 8, после чего формующие ролики 14 отводятся от укупоренного сосуда 19.

Таким образом подвод и отвод формующих роликов, а также и формообразование на завальцовываемом колпачке осуществляются под действием одной и той же кольцевой пружины 18. Это не только упрощает конструкцию патрона, но и упрощает его регулировку: подбором усилия этой пружины, достаточного для надежного формообразования, обеспечивается не только надежный подвод и отвод державок 13 с формующими роликами 14, но и строгая взаимная уравновешенность всех радиальных воздействий на шпиндель 1 и горловину укупориваемого сосуда 19.

При дальнейшем подъеме шпинделя 1 от укупоренного сосуда отводится пятка 22, и цикл работы патрона завершен.

Конструкция патрона такова, что позволяет в процессе работы оставаться корпусу 2 неподвижным, но в этом случае укупориваемый сосуд 19 должен подниматься вверх посредством, например, специального подъемного столика.

Изобретение относится к оборудованию для завальцовки металлических колпачков при укупорке стеклянных флаконов с медицинскими препаратами, а также для завальцовки и формования резьбы на металлических колпачках типа "винт" при укупорке бутылок с напитками. Патрон содержит вращающийся шпиндель 1, несущий конический копир 4 и смонтированный с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя корпус 8 с радиальными пазами. В боковых поверхностях каждого из радиальных пазов установлены обращенные друг к другу выступающие опорные элементы. Патрон имеет опорную пятку 22 для поджатия вальцуемого колпачка 20 к горловине сосуда 19 и комплект державок 13. Каждая державка выполнена в виде единого монолитного звена, имеющего радиальные пазы, и оснащена управляющим роликом 16, взаимодействующим с копиром 4, и формующим роликом 14. Ролик 14 взаимодействует с поверхностью завальцовываемого колпачка 20. Державки 13 установлены посредством радиальных пазов на опорных элементах корпуса 8 с возможностью одновременного качания вокруг опорных элементов и перемещения в радиальном направлении относительно опорных элементов. Патрон снабжен единым кольцевым упругим элементом 18, постоянно охватывающим и поджимающим державки 13 к оси патрона. Упругий элемент 18 смонтирован так, что плоскость его действия перпендикулярна оси патрона и расположена между условными осями качания державок и осями управляющих роликов. Изобретение позволяет упростить конструкцию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Патрон для завальцовки металлического колпачка, в том числе колпачка типа "винт", на горловине сосуда, содержащий вращающийся шпиндель, несущий конический копир и смонтированный с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя корпус с радиальными пазами и опорной пяткой для поджатия вальцуемого колпачка к горловине сосуда, комплект фиксируемых в радиальных пазах корпуса и поджимаемых к шпинделю державок, каждая из которых оснащена управляющим роликом, взаимодействующим с копиром, и формующим роликом, взаимодействующим с поверхностью завальцовываемого колпачка, отличающийся тем, что в боковых поверхностях каждого из радиальных пазов корпуса установлены обращенные друг к другу выступающие опорные элементы, а державки выполнены каждая в виде единого монолитного звена, имеющего радиальные пазы, и установлены посредством последних на опорных элементах корпуса с возможностью одновременного качания вокруг опорных элементов и перемещения в радиальном направлении относительно опорных элементов, при этом патрон снабжен единым кольцевым упругим элементом, постоянно охватывающим и поджимающим державки к оси патрона и смонтированным так, что плоскость его действия перпендикулярна оси патрона и расположена между условными осями качания державок и осями управляющих роликов. 2. Патрон п.1, отличающийся тем, что единый кольцевой упругий элемент, постоянно охватывающий и поджимающий державки к оси патрона, выполнен в виде свернутой в кольцо пружины растяжения. 3. Патрон по п.1 и/или 2, отличающийся тем, что опорные элементы корпуса выполнены в виде цилиндрических пальцев. 4. Патрон по п.1 и/или 2, отличающийся тем, что опорные элементы корпуса выполнены в виде Т-образных цилиндрических шпонок.