CN101557907A - 快速装配工具到支架的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于将工具快速装配到支架上的装置，包括一连接到支架，并置于带通孔(10)的孔(14)内的螺栓(15)，还包括一连接到工具，并置于通孔(10)内与所述螺栓相互作用的锁紧轴(12)。在工具与支架的连接处，所述装置包括对中和锁紧装置，其具有一套榫头(11)和榫眼(13)，垂直于锁紧轴(12)延伸，形成T型装配结构，使工具具有很强的刚性。该组合装置特别适合用于动臂机构或钳类工具，例如包装细颈瓶、普通瓶子等的工具。

Description

快速装配工具到支架的装置
技术领域
本发明涉及一种用于将推杆、夹具或其他工具快速装配到其支架上的装置。
背景技术
这些工具可以运用于各种机器，例如用于移动箱状，瓶状或细颈瓶状等类的物体的机器。所述这些工具如果是一种简易的箱子推动工具，可与包含机械手的支架相连，如果包含用于处理细颈瓶、普通瓶子或类似物体的夹具，还会包含或多或少有些复杂的夹持头。
例如，该装置可以用于装箱细颈瓶、普通瓶子或类似物体的机器，其所需工具需要经常变换以适应不同类型的产品。
某些用于将纸板箱状包装翻转的工具呈星形轮状，各有一个轮子置于输送机的每一侧。根据装置的情况，工具的更换可能相对频繁，所述每一种工具适合一种类型的箱子。
在现有的结构中，所述工具主要是通过螺丝装配到所述支架上，以满足机械强度的要求。特别地，当所述工具用于操作，诸如细颈瓶或普通瓶子等较大和较重的物体时，其通常还具有相当大的悬垂部份。
最广泛使用的装配方法是通过螺丝进行装配。该方法是一种有效且坚固的装配方法，但是当应用于可操作各种类型差异很大的箱子或/和包装物的装置时，这种方法并不适用。具体地说，实施工具转换所需的时间相对较长，尤其是在转换夹具时。
因此，一方面，由于越来越快的操作速率，另一方面，由于持续增加的作用于所述工具上的力，产生了压力，并总是破坏和排斥除了上述说明的装置之外任何形式的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配结构，所述装配结构使同时兼顾各种工具的准确性和可靠性成为可能，甚至在所述工具尺寸大，并且处于高操作速率和相当大的力的作用下，正如装箱装置的情况。
本发明的又一目的在于提高能够处理相对不同类型的细颈瓶、普通瓶子、箱子或包装物的装置的灵活性。
本发明的另一目的在于简化更换工具的操作，通过借助本发明，使得所述这些操作，在没有诸如扳手，夹钳或其他工具的帮助下可以完成，从而大大减少更换所述工具所需的时间。
因此本发明涉及一种装配装置，根据适当的目的，用于快速地在/从适当的支架上安装工具和拆卸工具，对于每种工具，所述装配装置一方面在所述支架上包括置于孔内的螺栓，所述孔与一通孔相连，所述工具本身还包括一锁紧轴，所述锁紧轴装于所述通孔中，并与所述螺栓相互作用，并且，另一方面，在所述工具和其支架的连接处，所述装配装置还包括具有榫眼-榫头型结构的对中和固定装置，所述榫眼-榫头型结构垂直于所述锁紧轴延伸，并与后者形成T型装配结构。
根据本发明的优选实施例，所述榫头-榫眼形式的对中和固定装置具有一V型剖面。所述V型剖面垂直于所述锁紧轴并延伸在后者的任一侧，其长度大约相当于该锁紧轴突出部分的高度，以确保装配的刚性。
根据本发明，所述榫头-榫眼形式装配装置的V型剖面的角度为40°到60°之间，优选为大约50°。
根据本发明的另一实施例，所述螺栓为圆柱体的形式，一端设置成启动按钮，可使该螺栓处于非工作状态，另一端包括一复位弹簧，以保持该螺栓处于工作锁定位置，所述螺栓在所述圆柱体的两端之间具有指引装置，所述指引装置包括，例如，一与匹配的零件相作用的平面，所述零件为卡口形式，其端面用作该螺栓的复位弹簧的支承面。
根据另一变化的实施例，所述卡口形状零件与从其中心部位，尤其是从其用于连接护套的弯边延伸处切下的一垂片一起成形，所述垂片作为指引部件，与置于螺栓上的平面相互作用，此外，所述垂片还作为保持所述螺栓的支承面，并在复位弹簧的侧面，与置于所述螺栓末端的肩部相互作用，从而能够得到一种能够直接放置在各种工具上的完整的独立的装置。
根据本发明，所述螺栓置于所述支架的孔内，且所述螺栓相对轴线的法线具有范围从0°到10°的角度，优选地为5°，所述轴线属于锁紧轴的孔，所述角度的定向易于在所述锁紧轴上产生一牵引力来将工具夹紧到它的支架上。
根据本发明，对于每一种工具，所述装配装置包括两部分，置于支架和工具本体之间，并以适当的方式与后者装配在一起，其中一部分为固定在所述支架上的护套形式，包括螺栓和容纳所述装配锁紧轴的垂直通孔，所述锁紧轴与螺栓相互作用，另一部分为与工具连接的挡块形式，所述挡块包括所述装配锁紧轴，所述护套和所述挡块邻近的面具有对中和装配装置，所述装置具有榫头-榫眼型结构，垂直于锁紧轴延伸，并与后者形成T型装配结构。
根据本发明的另一实施例，所述装配锁紧轴位置可调整地安装于支承挡块上，从而能在需要的时候，占据所述挡块和护套之间可能产生的游隙，所述支承挡块包括用于对中和引导所述装配锁紧轴的竖直孔，所述垂直孔延伸为一开孔，所述开孔的直径小于所述垂直孔的，并与置于锁紧轴底端的螺纹相互配合，所述螺纹的长度大于所述开孔的长度，并与一螺帽相配合，从而在所述支承挡块的底部锁定所述锁紧轴。
根据本发明，针对用于翻转箱状包装物的星形轮形式的工具，所述装配装置包含一护套，其具有端到端完全相接，且相对所述星形轮的轴对称的两个护套，以容纳安装有半星形轮的两个挡块，所述两挡块由其自身的锁紧轴锁紧，所述锁紧轴与相应护套的螺栓相互作用。
根据本发明的另一实施例，对于夹具类工具，在所述夹具的活动位置，装有由橡胶类材料制成的垫块，所述垫块为平行六面体状，在其背面具有至少一个圆柱形插头，能够穿过置于所述夹具上的一个孔，所述圆柱形插头具有一附加的厚度层，作为一拱座并停止在所述夹具背面。
附图说明
本发明将通过以下描述和辅助附图进行更详细的说明：
-图1概略显示了根据本发明适用于夹具类工具的装配装置，用于处理细颈瓶，普通瓶子或其他同类产品，所述工具固定在操作头的可调节托臂上(图中未示)，
-图2显示了图1所示工具中一元件的分解图，
-图3显示了该快速装配装置在非工作位置的横剖面图，并特别显示了所述螺栓位于工作位置，还显示了安装有装配锁紧轴的挡块，所述锁紧轴位于未安装的位置，
-图4显示了解锁或锁定挡块形部件过程中，所述装配装置的横剖面图，还显示它的锁紧轴进入护套形部件，以及螺栓被操作者保持在非工作位置的情况，
-图5显示了所述装配装置位于工作锁定位置的横剖面图，
-图6显示了挡块、锁紧轴及其锁紧螺母的横剖面图，图示整个装配的拆卸展示了如何在挡块中调节锁紧轴，
-图7显示了护套中的螺栓与锁紧轴通孔轴线的法线形成一角度，
-图8单独显示了图7中螺栓的侧视图，
-图9为图8所示螺栓的俯视图，
-图10显示了螺栓不同的实施方式及其在护套上的安装，
-图11透视地显示了卡口形零件，能够指示螺栓的位置并能使所述螺栓固定在护套上。
-图12单独地显示了安装在图10所示的护套上的螺栓，
-图13为螺栓的俯视图，
-图14显示了沿输送机安装的星形轮系统，用于90°翻转纸板箱类的包装物，所述星形轮是从外侧观察，即从可触及半星形轮解锁按钮的一侧观察，
-图15透视地显示了星形轮系统与本发明装配装置相互作用的部分情况，
-图16以独立的和相比图1更大比例的方式显示了一种夹具，其装有由橡胶类材料制成的垫块，用以夹紧特别的物体，例如，相对柔软的奶管或其他产品，其被放置在盖体上并通过鱼尾形末端进行操作，
图17以透视和更大比例的方式显示了安装在图16所示夹具上的垫块。
具体实施方式
图1所示工具包括一对夹具(1)，用于夹紧诸如细颈瓶(2)之类的物体。
所述这些夹具(1)的每一元件都由支撑臂(3)支撑，所述支撑臂(3)固定在操作头上(图中未现)，所述支撑臂可以互相相对移动以夹紧或释放细颈瓶(2)。
每一夹具(1)和相应支撑臂(3)间通过快速装配装置(4)连接。
快速装配装置(4)包含，例如，一个固定于支撑臂(3)上的固定部分及一个用于支撑夹具(1)的可伸缩和可更换部分。
所述固定部分在下文中称为护套(5)，而可伸缩部分称为挡块(6)。
护套(5)和夹持头的支撑臂(3)通过U型截面板(7)连接(图中未现)。每种工具，如夹具(1)，通过螺丝或其他元件安装在挡块(6)上。
护套(5)包括螺栓系统(8)和螺栓本体，详见下文说明，可以通过相对所述板(7)突出的按钮(9)操作，所述按钮(9)对负责安装或拆卸每一夹具元件的操作者来说是易于触到的。
如图2所示，快速工具元件装配装置(4)包括板(7)上的护套型部分(5)和挡块型可伸缩部分(6)。
所述护套(5)包括垂直中心孔(10)和延伸至其底面的凸榫(11)。
所述挡块(6)包括一与护套(5)的孔(10)相互作用的合适的锁紧轴(12)，以及一榫眼(13)，所述榫眼(13)形状与凸榫(11)形状相匹配，从而使两者可接合在一起。
所述两部分，即护套(5)和支撑挡块(6)，相对于彼此在装配中的对中和刚性，作为一个特征，是通过具有V型截面的榫眼(13)-凸榫(11)装配实现的，其中V型截面与该装置的轴线所成角度在40°-60°之间，大约为50°。
所述V型截面相对锁紧轴(12)垂直延伸于后者的任一侧，其长度大约相当于所述锁紧轴(12)突出部分的高度，以确保装配的刚性。
前述装配装置，即所述锁紧轴(12)和榫眼-凸榫的装配具有T型结构，使得该装配装置(4)具有很强的刚性。
护套(5)还包含一个圆柱形孔(14)以容纳螺栓(15)。所述孔(14)垂直于锁紧轴(12)的孔(10)，其轴线与后者轴线相交。
螺栓(15)具有圆柱体形状，穿过护套(5)。它包括一平面(16)，用于指引其相对于护套(5)的位置。所述平面(16)与位于所述护套(5)内表面的零件(17)对应。所述零件(17)具有卡口形状，并包含与螺栓(15)的平面(16)相互作用的水平面(18)，还具有垂直于螺栓(15)轴线的端面(19)，所述端面作为螺栓(15)以及保持所述螺栓(15)处于工作锁定位置的弹簧(20)的支承面。
所述螺栓(15)还具有一特殊孔(21)，其包括两个直径不同，轴线位于同一平面的孔，作为锁紧轴(12)的通道并锁紧所述轴：其中一孔直径大体上大于所述锁紧轴(12)的顶端直径，而另一孔直径相对较小且对应于所述锁紧轴(12)上凹槽(22)的直径。
所述凹槽(22)呈颈状，并形成一肩部(23)，所述肩部(23)与螺栓平面(16)相互作用以固定锁紧轴(12)。
如图3所示，在内部，螺栓(15)与将其保持在工作锁定位置的弹簧(20)相互作用，所述弹簧(20)施压于卡口形零件(17)的垂直端面(19)。根据第一实施例，在外部，所述螺栓(15)可以被保持在孔(14)内，原因是板(7)具有一孔(24)，其直径小于所述螺栓本体直径，但大于按钮(9)的直径，由此也为按钮留出了通道，并允许操作者按动按钮。螺栓(15)本体与按钮(9)之间的肩部(25)与板(7)相互作用以保持所述螺栓位于护套(5)的壳体里。一不同的实施例在下文给出，可参照图10和图13。
如图4，操作者可以通过将按钮(9)按向卡口形零件(17)来达到释放锁紧轴(12)的效果。在相反的操作中，将锁紧轴(12)安装在护套(15)中的操作因为它的末端存在圆锥体而变得容易。
如图5所示，所述装配装置(4)在复位弹簧(20)产生的压力作用下，特别是锁紧孔(21)与位于锁紧轴(12)上的凹槽(22)的相互作用下，通过所述螺栓(15)复位到工作锁定位置而被锁紧。
为了便于安装所述螺栓(15)以及减少装配的游隙，所述螺栓可以被略微倾斜地放置，参见对图7及图8的详细说明。
如图6所示，所述装配的游隙可以首先通过安装在挡块(6)中的可调的锁紧轴(12)进行调节。
所述挡块(6)包含一个容纳锁紧轴(12)的垂直孔(26)，所述锁紧轴(12)滑动地安装在作为引导装置的孔(26)中。所述孔(26)延伸至一直径小于它的开孔(27)，所述开孔(27)与置于锁紧轴(12)底端的螺纹(28)相互配合，所述螺纹(28)的长度明显大于所述开孔的长度，能从挡块(6)的底部伸出，并与一螺帽(29)相配合，从而使所述锁紧轴(12)相对所述挡块(6)的调节被锁定。
如图7，具有螺栓(15′)的护套(5)包含一个孔(14′)，其轴线与孔(10)的轴线(10′)的法线形成一大约等于5°的角A，所述锁紧轴(12)位于孔(10)内(图中未示)。
螺栓(15′)的平面(16′)垂直于孔(10)的轴线(10′)。因而，当螺栓(15′)移动到其工作锁定位置时，所述平面(16′)延轴线(10′)稍微移动，形成一交角，并通过肩部(23)对锁紧轴(12)产生一定牵引力。
孔(14′)的轴线与延伸至孔(10)的轴线(10′)的法线形成的角A实际上可从0°扩大到10°左右，由于角度较小，可以防止任何倒转情况发生。
图8显示了图7所述的螺栓(15′)，其包括如上所述大致为圆柱形的本体。一端具有操作按钮(9)，另一端具有弹簧(20)的外罩(30)。
平面(16′)，例如，与所述螺栓(15′)的轴线形成一大约为5°的角，且垂直于孔(10)的轴线(10′)和孔(21)的轴线，所述孔(21)置于所述螺栓上作为所述锁紧轴(12)的通道。
图9显示了俯视情况下，所述锁紧轴(12)通过的所述孔(21)的情况，所述孔(21)具有两条轴，其中一条轴(31)对应于插入所述锁紧轴(12)的孔，另一条轴(32)对应于放置所述锁紧轴(12)的凹槽(22)的孔。
图10显示了所述装配装置的另一实施形式，可以形成一独立装配，能轻松适用于所有类型工具，参见对图14及图15的详细说明。
所述装配装置包含一个装有锁紧轴(12)和护套(5)的未变化的固定挡块(6)，所述护套(5)的螺栓(15″)与改进零件(17″)相互作用，所述零件(17″)具有多功能，包括如上所述的指引功能，以及相对所述护套(5)，将所述螺栓(15″)保持位置的一般功能。
所述卡口形零件(17″)由经切割和折叠的金属板制成，如图10和11所示，它包括一原始的形状，即通过对所述金属板中央部分进行U型切割而形成的一垂片(37)。
所述垂片(37)位于卡口形零件(17″)的弯边(38)的延伸部分，所述弯边(38)用于将卡口形零件(17″)装配到护套(5)上，所述垂片(37)代替图3至5中所示零件(17)的表面(18)，用于指引螺栓(15″)。
所述零件(17″)具有弯边(39)，在其上切割形成垂片(37)，所述弯边(39)连接装配弯边(38)和弯边(40)，所述弯边(40)为弹簧(20)的支承面，并在螺栓(15)被完全推进的时候，对其起支承作用。
弯边(40)的内表面，作为弹簧(20)支承面，具有用于复位弹簧(20)中心的柱体(41)，如图10所示。
如图10，12及13所示，螺栓(15″)具有如上所述的圆柱形形状，包括一指引平面(16″)，其延伸于所述操作按钮(9)和支承面(42)之间，所述支承面(42)位于复位弹簧(20)的外罩(30)附近。
所述装配装置可用于多种场合，特别适用于需要变换工具以操作产品的设备，例如，图14所示的箱体包装物。
通过如图14所示的工具，可以将输送机(51)送来的包装物(50)翻转，随后这些翻转过的包装物由同一个输送机输送到分组站(图中未示)，例如，进行装运托盘化。
输送机(51)的每一侧都安装有星形轮(52)，并且每一星形轮包括两个半月形的部分(52a)，(52b)，所述两个部分通过装配系统连接在轴(53)上。
所述装配系统的特征在于，包含一作为护套(5′)的中心部件，以所述轮(52)的轴(53)为中心，并与其相连，所述护套(5′)实际上包括两个端到端完全相接的护套(5a)，(5b)。
每个护套(5a)、(5b)分别容纳挡块(6a)、(6b)。工具被安装于所述挡块(6a)、(6b)上，具体而言，星形轮(52)的每一半月形的部分(52a)、(52b)被安装于所述挡块上。
图14为所述装配装置的外视图，展示了通过按钮(9)可以解锁半月形的部分(52a，52b)。
图15局部地显示了所述半月形的部分(52a，52b)：其中一半月形部分(52a)锁定于轴(53)上，而另一半月形部分(52b)从其护套(5b)上拆卸下来。
每一半月形的部分(52a，52b)都分别通过适当的方式，如螺丝(54)固定于挡块(6a，6b)上。
每一挡块(6a，6b)都包含一锁紧轴(12)，如前面所述，并且整个装配与相应的护套(5a，5b)相互作用。
如图15所示，多功能零件(17″)可以指引螺栓(15″)，可以使其安装在护套(5′)上，同时还可形成该螺栓(15″)的复位弹簧的支承面，所述弹簧在图15中没有显示。
所述半月形的部分(52a，52b)由聚乙烯类热塑性材料制成，适合于每种待处理的包装物(50)。
图16显示了图1所示的夹具(1)的特殊实施方式。所述夹具(1)受到多次夹紧和摩擦的影响，形成磨损部分。
它们具有简单的金属板切片形状，其活动表面涂覆有适当的材料。然而，这些夹具接触面有可能很快损坏，因此，能够很容易地替换形成所述接触面的易损部分，而不需替换整个夹具，就变得很有价值。
图16所示的装置包括由橡胶类材质制成的垫块(60)，所述垫块为平行六面体状，简单地安装在夹具(1)的活动位置。
所述垫块(60)在与夹具接触的表面包括至少一个圆柱形插头(61)，所述该圆柱形插头(61)具有附加的呈无顶端椎体形状的厚度层(62)，其可作为支承面，还可作为将所述垫块锁定在夹具(1)上的部件。
所述插头(61)通过合适的孔穿过夹具的金属片，图中未显示，所述孔具有与所述插头的直径。
如果所述垫块(60)磨损或万一损坏，这些插头(61)很容易被切下，从而能迅速更换所述垫块(60)。

Claims (10)

1.一种装配装置，根据适合的目的，用于快速地在/从适当的支架上安装工具和拆卸工具，对于每种工具，所述装配装置一方面在所述支架上包括置于孔(14、14′)内的螺栓(15、15′、15″)，所述孔(14、14′)与一通孔(10)相连，在所述工具上还包括一锁紧轴(12)，所述锁紧轴装于所述通孔(10)中，并与所述螺栓相互作用，并且，另一方面，在所述工具和其支架的连接处，所述装配装置还包括具有榫眼(13)-榫头(11)型结构的对中和固定装置，所述榫眼-榫头型结构与所述锁紧轴(12)垂直延伸，并与后者形成T型装配结构。
2.如权利要求1所述的工具装配装置，其特征在于，所述榫头(13)-榫眼(11)形式的对中和固定装置具有一V型剖面，所述V型剖面与所述锁紧轴(12)垂直，并延伸在后者的任一侧，其长度大约相当于所述锁紧轴(12)突出部分的高度，以确保装配的刚性。
3.如权利要求2所述的工具装配装置，其特征在于，所述榫头(13)-榫眼(11)对中和固定装置的V型剖面的角度为40°-60°，优选为大约50°。
4.如权利要求1至3的任一所述的装配装置，其特征在于，所述螺栓(15、15′、15″)为圆柱体的形式，一端设置成按钮(9)，可使该螺栓处于非工作状态，另一端包括一复位弹簧(20)，以保持该螺栓处于工作锁定位置，所述螺栓(15、15′、15″)在所述圆柱体的两端之间具有指引装置，所述指引装置包括，例如，一与匹配的零件(17、37)相作用的平面(16、16′、16″)，所述零件为卡口形状，其端面用作该螺栓(15、15′、15″)的复位弹簧(20)的支承面。
5.如权利要求4所述的工具装配装置，其特征在于，所述卡口形状零件(17″)与从其中心部位取下的一垂片(37)一起成形，所述垂片(37)作为指引部件，与置于螺栓(15、15′、15″)上的平面(16、16′、16″)相互作用，此外，所述垂片(37)还作为保持所述螺栓的支承面，并在复位弹簧(20)的侧面，与置于所述螺栓末端的肩部(42)相互作用。
6.如权利要求1至5的任一所述的装配装置，其特征在于，所述螺栓(15、15′)置于所述支架的孔(14、14′)内，且所述螺栓相对轴线(10′)的法线具有范围从0°到10°的角度A，优选地为5°，所述轴线(10′)属于锁紧轴(12)的孔(10)，所述角度的定向易于牵引所述锁紧轴(12)来将所述工具夹紧到它的支架上。
7.如权利要求1至6的任一所述的装配装置，其特征在于，对于所述每种工具，所述装配装置包括两部分，置于支架和工具本体之间，并以适当的方式装配在一起，其中一部分为护套(5、5′)形式，包括螺栓(15、15′、15″)和容纳所述锁紧轴(12)的孔(10)，所述锁紧轴(12)与螺栓相互作用，另一部分为与工具连接的挡块(6、6a、6b)形式，所述挡块(6、6a、6b)包括所述锁紧轴(12)，所述护套(5、5′)和挡块(6、6a、6b)邻近的面具有对中和装配装置，所述装置具有榫头(13)-榫眼(11)型结构，垂直于锁紧轴(12)延伸，并与后者形成T型装配结构。
8.如权利要求1至7的任一所述的快速工具装配装置，其特征在于，包括所述锁紧轴(12)，其可调地安装在挡块(6)上，并能在所述锁紧轴(12)锁定之后，在垂直方向上占据所述挡块(6)和护套(5)之间的游隙，所述挡块(6)包括用于引导所述锁紧轴(12)的一竖直孔(26)，并延伸为一开孔(27)，所述开孔(27)的直径小于所述孔(26)的直径，并与置于所述锁紧轴(12)底端的螺纹(28)相互配合，所述螺纹(28)与一螺帽(29)相配合来锁定所述锁紧轴。
9.如权利要求1至8的任一所述的快速工具装配装置，为星形轮(52)形式，用于通过转矩将硬纸板或其它材料制成的包装箱翻转，其特征在于，包含一双护套(5′)，其中两护套(5a，5b)端到端完全相接，并相对星形轮(52)的轴(53)对称，以容纳安装有半星形轮(52a，52b)的两个挡块(6a，6b)，所述挡块(6a，6b)由其自身的所述锁紧轴(12)锁紧，所述锁紧轴相应地与所述护套(5a，5b)的螺栓(15、15′、15″)相互作用。
10.如权利要求1至9的任一所述的快速工具装配装置，其特征在于，对于夹具类工具，在所述夹具(1)的活动位置，装有由橡胶类材料制成的垫块(60)，所述垫块为平行六面体状，在其背面具有至少一个圆柱形插头(61)，能够穿过置于所述夹具上的一个孔，所述圆柱形插头(61)具有一附加的厚度层(62)，作为一拱座并停止在所述夹具背面。
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