МАШИНА С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЕМКОСТЕЙ Российский патент 2011 года по МПК B65C9/00 

Изобретение относится к машине для обработки емкостей, например бутылок, банок или подобных сосудов, которые, например, наполняются напитком, очищаются, снабжаются этикеткой, оснащаются затвором или подвергаются подобным операциям обработки, содержащей, по меньшей мере, один приводной блок с электрическим, как правило, приводным двигателем и его корпусом, присоединенный к приводному блоку манипулятор и приводной корпус, в котором размещен приводной блок и который содержит, по меньшей мере, один подшипник для манипулятора, причем корпус двигателя является одновременно приводным корпусом и образует единый комбинированный моторно-приводной корпус и, причем, моторно-приводной корпус содержит, по меньшей мере, один приводимый во вращение приводным двигателем крепежный фланец в качестве подшипника для непосредственного присоединения манипулятора.

Согласно публикации WO 2005/115848 А2 приводной вал приводного двигателя расположен концентрично относительно оси вращения вращающегося диска. Кроме того, верхний конец приводного вала вставлен в приемный блок. При этом верхний конец приемного блока имеет вращающийся диск. На сновании этого образуется некоторым образом выступающая и мало компактная конструкция. Моторно-приводной корпус имеет четко выраженное удлинение в аксиальном направлении.

То же самое относится и к документу ЕР 1 596 488 А2. И в этом случае необходимый приводной вал приводного двигателя расположен концентрично относительно оси вращения вращающегося диска. В результате опять же имеется выступающая в аксиальном направлении конструкция.

В известной из уровня техники публикации ЕР 1174345 А1 описана обрабатывающая машина, в которой приводной блок используется в сочетании с вращающейся тарелкой. Такие вращающиеся тарелки используются для перемещения стоящих на них емкостей мимо различных обрабатывающих секций, например мимо этикетировочного агрегата для передачи этикеток на соответствующую емкость, секций очистки щетками и/или прижимных секций и т.д.

Для этой цели известная машина располагает блоком управления и регулирования, а также сервоприводом, которые размещены в общем корпусе и демонтируются в виде узла в сборе. Эта конструкция зарекомендовала себя потому, что блок управления и регулирования, включая сервопривод, функционально и надежно размещен в приводном корпусе, что, следовательно, позволяет избежать сбоев в работе. Кроме того, в случае функционального сбоя приводной блок может быть демонтирован в сборе, проверен, следовательно, независимо от обрабатывающей машины и при необходимости заменен.

На основе этого зарекомендовавшего себя уровня техники возникает актуальная потребность дальнейшего упрощения конструкции и уменьшения числа используемых деталей и узлов. Здесь помощь может оказать предложенное изобретение.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании такой машины для обработки емкостей, благодаря которой еще больше сокращаются издержки, конструктивные затраты и количество необходимых деталей.

Для решения этой задачи согласно изобретению в родовой машине для обработки емкостей, например бутылок, банок и подобных им емкостей, предложено, что статор и ротор приводного двигателя выполнены соответственно полыми цилиндрическими и образуют внутри отверстие для жесткого соединения с приводным валом манипулятора.

В рамках изобретения корпус для размещения приводного двигателя служит, следовательно, одновременно в качестве приводного корпуса, т.е. образует единый комбинированный моторно-приводной корпус. Следовательно, этот комбинированный моторно-приводной корпус выполнен не только для размещения приводного двигателя, но и содержит внутри подшипник для манипулятора и при необходимости другие устройства и агрегаты. В одном предпочтительном варианте подшипник образован, по меньшей мере, одним крепежным фланцем, приводимым во вращение приводным двигателем и выполненным для непосредственного присоединения манипулятора. Комбинированный моторно-приводной корпус содержит упомянутый, приводимый во вращение крепежный фланец в качестве подшипника. Дополнительно зарекомендовало себя, если в комбинированном моторно-приводном корпусе помимо приводного двигателя и подшипника размещен, по меньшей мере, один датчик, который регистрирует характеристики двигателя, такие как частота вращения, угол вращения, температура и т.д., и при необходимости передает их на блок управления.

Таким образом, создан новый привод, который обладает всеми основными свойствами и функциями приводного блока в машине для обработки бутылок и для их реализации использует только единый комбинированный моторно-приводной корпус. Это значит, что в рамках изобретения используются не отдельные корпус двигателя и приводной корпус, как, например, в ЕР 1174345 А1, а корпус двигателя одновременно выполняет функцию приводного корпуса. Таким образом, достигается особенно компактная и недорогая конструкция. Кроме того, можно отказаться от использования многочисленных деталей, например дополнительного приводного корпуса, дополнительного подшипника на приводном корпусе для присоединения манипулятора, крепежных средств для размещения манипулятора на соответствующем подшипнике приводного корпуса, уплотнений и т.д.

В то же время уменьшается конструктивное пространство, и сокращаются производственные затраты. При этом применение предложенного единого комбинированного моторно-приводного корпуса и, следовательно, комбинированного моторно-приводного блока является в целом универсальным. В действительности описанный комбинированный моторно-приводной блок может использоваться в сочетании, например, со звездочками, описанными в ЕР 1174345 А1. Применение в укупорочной машине в соответствии с DE 10352016 В3, разумеется, также возможно и является частью идеи изобретения, как и комбинация с моечной машиной по DE 19703369 А1.

Наконец, предложенный комбинированный моторно-приводной блок с единым моторно-приводным корпусом может заменить в машине для обработки бутылок любой привод, преимущественно привод вращения. Также линейный сервопривод может быть комбинирован с предложенным комбинированным моторно-приводным блоком так, что его главным образом вращательное движение преобразуется в линейное движение, например с помощью реечного привода или аналогичных передаточных механизмов.

При этом дополнительно особенно благоприятным оказалось то, что единый комбинированный моторно-приводной корпус предложенного моторно-приводного блока выполнен, по меньшей мере, с одним отверстием, которое может использоваться для непосредственного соединения с приводным валом манипулятора. Это значит, что приводной вал манипулятора не требует (больше) дополнительной опоры, поскольку она реализована опорой приводимого крепежного фланца в моторно-приводном корпусе. Приводимый крепежный фланец подходит для непосредственного присоединения манипулятора, например через вставленный в отверстие и жестко соединенный с крепежным фланцем приводной вал.

Дополнительные опции состоят в том, что предложенный комбинированный моторно-приводной блок снабжен дополнительным охлаждающим устройством, например водяным. Это охлаждающее устройство используется при необходимости в первую очередь для приводного двигателя. Дополнительно приводной двигатель может оборудоваться тормозом, например пневматическим. Как охлаждающее устройство, так и тормоз размещаются, разумеется, в едином комбинированном моторно-приводном корпусе.

В качестве приводного электродвигателя особенно благоприятным оказался так называемый реактивный двигатель. Такой реактивный двигатель представляет собой специальную конструкцию электродвигателя, ротор которого изготовлен, в частности, из магнитомягкого материала (например, железа) или содержит такой материал, а статор содержит необходимые магнитные катушки. Ротор не снабжен постоянными магнитами и не запитывается током. Напротив, он имеет выраженные полюсы из магнитомягкого материала. В соответствии с этим принцип действия аналогичен принципу действия линейного электропривода, и функционирование происходит практически без трения. В одном предпочтительном варианте приводной двигатель представляет собой беспазовый ротативный синхронный двигатель, у которого магнитные катушки статора закреплены на плоском железном кольце. Напротив, снабженный магнитным кольцом из железа ротор расположен с учетом воздушного зазора по сравнению со статором.

Таким образом, приводной двигатель обладает высокой динамикой и высокой гибкостью в отношении своей конструкции и может покрывать широкий диапазон крутящих моментов вплоть до нескольких тысяч Нм. Кроме того, благодаря этой конструктивной форме предложенный комбинированный моторно-приводной блок или соответствующий единый моторно-приводной корпус может быть выполнен с уже упомянутым отверстием для соединения с приводным валом манипулятора. Статор и ротор выполнены предпочтительно полыми цилиндрическими и образуют внутри упомянутое отверстие, которое, однако, не является обязательным.

Объектом изобретения является также применение приводного электродвигателя с корпусом в качестве приводного блока с единым комбинированным моторно-приводным корпусом для непосредственного присоединения к манипулятору в процессе обработки емкостей в соответствующих обрабатывающих машинах. Предпочтительные варианты этого применения описаны в пунктах 9 и 10 формулы изобретения.

Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью изображающего только один пример его осуществления чертежа, на котором представлены:

фиг.1 - комбинированный моторно-приводной блок схематично в разрезе;

фиг.2 - применение комбинированного моторно-приводного блока в машине для обработки емкостей, в данном случае этикетировочной машине;

фиг.3 - другой случай применения в обрабатывающей машине, выполненной в виде укупорочной машины.

На фиг.2 и 3 изображена машина для обработки емкостей. Емкости 1 представляют собой в данном примере, но необязательно, бутылки 1. В действительности описанным ниже образом могут обрабатываться также банки или другие сосуды. Под обработкой в рамках изобретения понимается любая манипуляция с емкостью 1, например ее снабжение этикеткой 2 в изображенной на фиг.2 этикетировочной машине, размещение затвора 3 на фиг.3 или очистка соответствующей емкости 1 в моечной машине (не показана), являющейся, например, объектом публикации DE 19703369 А1.

Все эти операции обработки или отдельные обрабатывающие машины отличаются тем, что приводной блок 4 реализован с приводным двигателем 5 и его корпусом 6. К приводному блоку 4 присоединен манипулятор 7. Последний представляет собой согласно этикетировочной машине, представленной на фиг.2, звездочку, а в варианте, представленном на фиг.3, выполнен в виде винтового вала или содержит винтовой вал, содержащий со стороны емкости головку 7а, которая, в свою очередь, размещает затвор 3 на бутылке 1.

Приводной блок 4 размещается в приводном корпусе 6, являющемся одновременно корпусом 6 двигателя. Дополнительно приводной блок 4 содержит, по меньшей мере, один подшипник 8 для манипулятора 7 или для его присоединения.

В данном примере подшипник 8 представляет собой крепежный фланец 8, приводимый во вращение электродвигателем 5. Крепежный фланец 8 подходит для непосредственного присоединения манипулятора 7. В остальном крепежный фланец 8 замыкает по типу крышки цилиндрический комбинированный моторно-приводной корпус 6 с головной стороны. Фактически манипулятор 7 соединен непосредственно с крепежным фланцем 8. В то время как моторно-приводной корпус 6 выполнен неподвижным и с помощью крепежного анкера 12 фиксирован на основании (не показано), крепежный фланец 8, напротив, вращается, а именно с помощью приводного двигателя 5.

Как уже сказано, корпус 6 двигателя выполняет одновременно функцию приводного корпуса 6, т.е. корпус 6 двигателя и приводной корпус 6 совпадают и образуют единый комбинированный моторно-приводной корпус 6. Следовательно, в данном случае речь идет о комбинированном моторно-приводном блоке 4, 5 с единым комбинированным моторно-приводном корпусом 6.

Внутри единого комбинированного моторно-приводного корпуса 6 помимо приводного двигателя 5 дополнительно расположен, по меньшей мере, один датчик 9. Этот показанный только на фиг.1 датчик 9 позволяет регистрировать частоту вращения приводного двигателя 5. Дополнительно датчик 6 может также определять угол вращения приводного двигателя 5, а также его температуру. Соответствующие данные датчика 9 передаются на внешний, показанный только на фиг.1, блок управления 10. Последний служит обычно для управления всей обрабатывающей машиной на фиг.2 и 3. Однако подробно это не показано.

Из изображенного на фиг.1 разреза видно, что комбинированный моторно-приводной блок 4, 5 и, следовательно, единый моторно-приводной корпус 6 имеют, по меньшей мере, одно отверстие 11. В нем может размещаться приводной вал манипулятора 7. Это видно непосредственно при рассмотрении фиг.2 и 3, на которых приводной вал манипулятора 7 (жестко) вставлен в отверстие 11 комбинированного моторно-приводного блока 4, 5. Отверстие 11 выполнено в чашеобразном крепежном фланце 8, приводимом во вращение посредством приводного двигателя 5. Следовательно, жестко заклиненный в отверстии крепежного фланца 8 приводной вал для звездочки на фиг.2 или для винтового вала на фиг.3 также приводится во вращение при включении приводного двигателя 5.

Приводной двигатель 5 или комбинированный моторно-приводной блок 4, 5 может быть оборудован дополнительным охлаждающим устройством, например водяным (не показано). Точно так же в рамках изобретения можно предусмотреть для приводного двигателя 5 дополнительный тормоз. Охлаждающее устройство и тормоз размещаются в едином комбинированном моторно-приводном корпусе 6.

В качестве приводного двигателя 5 в данном случае используется реактивный двигатель, т.е. электродвигатель, ротор 5а которого изготовлен из магнитомягкого материала или содержит такой материал, например, в виде размещенных на нем ферромагнитов. С ротором 5а соединены приводимый во вращение крепежный фланец 8 и, следовательно, уже упомянутый приводной вал для звездочки (фиг.2) или для винтового вала (фиг.3).

С ротором 5а приводного двигателя 5 взаимодействует статор 5b, содержащий лишь обозначенные магнитные катушки. Принцип действия реактивного двигателя аналогичен принципу действия линейного электродвигателя. Фактически в магнитных катушках статора 5b вырабатывается вращающееся поле, которому следует вращающийся синхронно с ним ротор 5а со своими ферромагнитами. Вследствие этого присоединенный к ротору 5а крепежный фланец 8 также приводится во вращение, за которым следует присоединенный манипулятор 7.

Машина для обработки емкостей, например бутылок, банок, содержит, по меньшей мере, один приводной блок с приводным двигателем и его корпусом. К приводному блоку посредством подшипника присоединен манипулятор. Корпус двигателя является одновременно приводным корпусом и образует единый комбинированный моторно-приводной корпус. Моторно-приводной корпус содержит, по меньшей мере, один приводимый во вращение приводным двигателем крепежный фланец в качестве подшипника для непосредственного присоединения манипулятора. При этом статор, а также ротор приводного двигателя выполнены соответственно полыми цилиндрическими и образуют таким образом внутри отверстие для жесткого соединения с приводным валом манипулятора. Предложенная машина обладает простотой и компактностью конструкции, а также легкостью соединения моторно-приводного блока и манипулятора, что упрощает проведение ремонтных работ в машине. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Машина для обработки емкостей (1), например, бутылок (1), банок, содержащая, по меньшей мере, один приводной блок (4) с приводным двигателем (5) и его корпусом (6), присоединенный к приводному блоку (4) манипулятор (7) и приводной корпус (6), в котором размещен приводной блок (4) и который содержит, по меньшей мере, один подшипник (8) для манипулятора (7), причем корпус (6) двигателя является одновременно приводным корпусом (6) и образует единый комбинированный моторно-приводной корпус (6), при этом моторно-приводной корпус (6) содержит, по меньшей мере, один приводимый во вращение приводным двигателем (5) крепежный фланец (8) в качестве подшипника (8) для непосредственного присоединения манипулятора (7), отличающаяся тем, что статор (5b), а также ротор (5а) приводного двигателя выполнены соответственно полыми цилиндрическими и образуют таким образом внутри отверстие (11) для жесткого соединения с приводным валом манипулятора (7).

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в комбинированном моторно-приводном корпусе (6) помимо приводного двигателя (5) размещен, по меньшей мере, один датчик (9), выполненный с возможностью регистрации таких характеристик приводного двигателя (5), как частота вращения, угол вращения, температура.

3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что крепежный фланец (8) замыкает по типу крышки моторно-приводной корпус (6) с головной стороны.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно предусмотрено охлаждающее устройство.

5. Машина по любому из пп.1, 2 и 4, отличающаяся тем, что приводной двигатель (5) снабжен тормозом.

6. Машина по любому из пп.1, 2 и 4, отличающаяся тем, что приводной двигатель (5) выполнен в виде реактивного двигателя.

7. Применение приводного электродвигателя (5) с корпусом (6) в качестве приводного блока (4) с единым комбинированным моторно-приводным корпусом (6) для непосредственного присоединения к манипулятору (7) в процессе обработки емкостей, например бутылок (1), банок в соответствующих обрабатывающих машинах, причем статор (5b), а также ротор (5а) приводного двигателя (5) выполнены соответственно полыми цилиндрическими и образуют таким образом внутри отверстие (11) для жесткого соединения с приводным валом манипулятора (7).

8. Применение по п.7, отличающееся тем, что приводной двигатель (5) выполнен в виде реактивного двигателя, преимущественно беспазового ротативного синхронного двигателя.

9. Применение по п.7 или 8, отличающееся тем, что приводимый во вращение приводным двигателем (5) крепежный фланец (8) комбинированного моторно-приводного корпуса (6) выполнен в виде подшипника (8) для манипулятора (7) обрабатывающей машины.