CN1115993C - 操作设备 - Google Patents

Abstract

在一个操作设备中(1)，至少设有一个操作装置(18)和一个致动装置(19)，致动装置(19)具有一个行星齿轮系(25)，使操作装置(18)沿着环形轨道(T)运动，行星齿轮系(25)至少具有一个齿轮级(27)，其中设有两个齿轮(48，49)，它们在可变的接触点上相互啮合，并具有随着该接触点改变的传动比(W)。

Description

操作设备

本发明涉及了一种操作设备，尤其是一种产品的转移设备。

本发明有利地用于烟草工业中，以下仅为举例对此作了描述，用于转移成组的烟卷盒，单个烟卷盒或者一根或几根烟卷。

在烟草工业中，在考虑到成组的烟盒时，已经有了转移烟盒组的设备，它们包括一个转移件，它与烟盒组运行的传送路线相配合，以及一个致动装置，它使转移件运动，并赋予给定的运动轨道，轨道的前面部分与传送路线相同。致动装置通常包括一个主臂，它相对于烟盒组的传送路线作转动；一个副臂，它以转动方式装在主臂上来支承转移件；以及一个两级行星齿轮系，它具有第一级和第二级，第一级与主臂联结，主要是赋予转移件一个给定的方位，第二级与副臂联结，使副臂相对于主臂作转动并赋予转移件一个给定形状的轨道。

更确切地说，在上述类型的操作设备中，致动装置的第二级包括两个齿轮，齿轮相互啮合，并具有确定轨道形状的不变的传动比，轨道可以是具有任何预定细长比的椭圆形，三角形，方形或圆形。

上述已知操作设备类型的主要缺点在于这种设备在以下意义上说是非常“刚性”：任何给定的传动比相对应于转移件规定的轨道，以及转移件沿轨道规定的预定规律(速度、角速度等)。

本发明的一个目的是提供一种操作设备，它不仅简单明了和制造便宜，而且提供了高度的灵活性。

按照本发明，所提供的操作设备包括：至少一个操作装置和一个致动装置，致动装置具有一个行星齿轮系，它使上述操作装置沿着环形轨道运动；其特征在于：上述行星齿轮系至少包括一个具有两个齿轮的齿轮级，两个齿轮在可变接触点上相互啮合，并具有随上述接触点而改变的传动比。

现参照附图为例来描述本发明，其中：

图1表示了一个透视图，它是按照本发明的教导作出的一个操作设备优选实施例，为了清楚起见，有些部分已略去；

图2表示了图1设备中一个细节的放大透视图，为了清楚起见，有些部分已略去；

图3表示了图2细节的透视图，为了清楚起见，有些部分已略去；

图4按照连续的操作位置，表示了图1中一个细节的放大正视图。

图1中编号1表示了转移烟盒3的烟盒组2的整个设备，沿着基本上为直线的传送路线P送进烟盒组，路线P延伸着通过供应烟盒组2的供应装置4，以及通过已知纸板机(图中未示)的输入装置5。更确切地说，每个烟盒组2包括并排烟盒3的两排6，沿着路线P送进，其中烟盒3的位置是：其相关纵向轴线3a与运行方向D1垂直交叉。

供应装置4包括一个直的水平板7，它沿着路线P延伸，确定了烟盒组2在上面滑动的底部；两个环形传送带8位于板7的上面和两侧，以及位于路线P的两侧，并具有面对面的相关垂直传送带分支9，传送带8与板7一起确定了一个槽10，沿着它送进烟盒组2。装置4还包括一块细长的水平板11，它以已知的方式配合在板7上面，并与烟盒组2的顶部配合。

输入装置5包括一个推料器12，它可沿着与方向D1垂直交叉的卸货方向D2运动，也可通过接收工位R作往复运动，以接收烟盒组2，推料器位于板7和11的端部。更确切地说，推料器12包括一个基本上为矩形的头部13，它与烟盒组2的顶部配合，并从工位R把烟盒组2卸到图1中未示的一个反向推料器的头部(图中未示)上。

如图1，2和4所示，转移设备1包括一个L形的支承基础14，它具有一个与板7平行的平的水平面15，以及一个与表面15交叉的垂直正面16。设备1还包括一个固定轴17，它从表面16突出，并具有与表面16垂直交叉的水平轴线A；一个转移件18，它由一个与传送路线P配合的叉子所确定；以及一个使转移件运动的致动装置19，它装在轴17上，并赋予转移件18一个环形的运动轨道T，轨道T具有与路线P相同的向前部分T1，和脱离路线P的返回部分T2。

致动装置19包括一个主臂20，它与轴17装成可绕轴线A转动；以及一个副臂21，它与主臂20装成可绕转动轴线B转动，副臂21在与主臂20连接端相对的另一端上与转移件18装在一起，并容许转移件18绕着相关转动轴线C作转动。更确切地说，轴线A是固定的主要转动轴线；轴线B平行于轴线A和C，并在图1中绕轴线A作反时针方向转动；轴线C在图1中绕轴线B作顺时针方向转动，并沿着轨道T’(图4)运行，轨道T’与轨道T完全相同但偏置一定距离；轴线A和B分开的距离为I1，它大于轴线B和C之间的距离I2；转移件18绕着轴线C并相对于副臂21作转动，同时在沿着轨道T的任何点上保持自身的平行。

装置19还包括一个驱动马达22，它的一个输出带轮23被齿形带24连接到主臂20上；以及一个两级行星齿轮系25，它具有第一级26和第二级27。第一级26与主臂20联结，并连接到转移件18，使得转移件18在任何时间均保持对自身的平行；第二级27联结到副臂21上，以相对于主臂20作转动，并形成转移件18的轨道T。

更确切地说，主臂20位于表面16的前面，并包括一个基本上为细长形的箱形件28，它在对着箱形件18的轴线A另一侧具有一个配重29；一个柱形管件30，它从箱形件28向表面16延伸，以转动方式装在轴17上，并具有与齿形带24啮合的外齿31。副臂21位于主臂20的前面，并包括一个基本上为细长形的箱形件32，它依次具有后柱形管部分33和前柱形管部分34，后柱形管部分33与轴线B同轴并伸到箱形件28之内，前柱形管部分34与轴线C同轴延伸，并支承着与转移件18成一体的转动轴35。转移件18基本上为L形，并包括一个部分36，它与轴35装成整体并与轴线C垂直交叉；以及一个推叉37，它横向装在部分36上并依次包括两个臂38，臂38可在板11的两侧插入槽10中，以与烟盒组2的后面相配合。

如图2和图3所示，第一级26可保持转移件18在任何时间保持与自身平行，即在任何时间上叉37的臂38垂直于方向D1，第一级26包括装在箱形件28内的三个圆齿轮39，40，41。齿轮39装在轴17的自由端；齿轮41装在轴42上，轴42平行于轴线B，它以转动方式装在箱形件28上并通过箱形件32的部分33，并且通过装在箱形件32内的传动系统43，连接到轴35上的另一端，该端与转移件18成整体一端相对着；齿轮40位于齿轮39和41之间的中间位置，并空转地装在支承轴44上，轴44与箱形件28成整体，并在其内部沿着中间轴线D延伸，轴线D在轴线A和B之间并与之平行。

除了与第一级26合作使转移件18在任何时间保持与自身平行之外，传动系统43还包括一个细长的法兰45，它装在轴42的一端，并与轴线B垂直交叉；另一个法兰46装在轴35的一端并与轴线C垂直交叉；一个细长板47位于与法兰45和46平面相平行的平面内，并且其相对着的两端以转动方式与法兰45和46连接。

如图3所示，第二级27使副臂21相对于主臂20作转动，它与主臂20合作，对轨道T赋予给定的形状，并包括两个凸轮状的齿轮48和49，即具有相关的变半径的带齿外形50和51，其中一个在另一个上滚动，其传动比W随着外形50和51之间的接触点而改变。

传动比W由被动齿轮49的角速度Wc与主动齿轮48的角速度Wm之比来确定；在给定范围内可改变；迫使转移件18作给定的运动；并同时确定轨道T的形状和转移件18沿轨道T的部分T1和T2上运行的速度V。速度V包括沿方向D1的矢量分量Vd和与D1方向垂直交叉的矢量分量Vt，并且速度也受到距离I1和I2之比的影响，在设计阶段其比值是这样确定的：与烟盒组2保持接触的转移件18的运动可使得分量Vd基本上等于速度V2，V2为烟盒组2沿D1方向送进的速度。

齿轮48装在轴44上，并位于齿轮40的旁边，与齿轮40一起绕轴线D转动；齿轮49以转动方式装在轴42上，位于齿轮41旁边，并沿转动方向与箱形件32的管状件33形成整体，使箱形件32绕轴线B转动。更确切地说，齿轮48和49可把均匀的转动(由在齿轮39上转动的齿轮40所产生)转换成随传动比值W而改变速度的转动，还可确定相对于主臂20的副臂21位置，把转移件18设定在沿轨道T的部分T2从路线P脱开的位置上。

齿轮48和49具有相关的可变半径Rm和Rc。齿轮48至少包括一个部分52，它与齿轮49的相关部分53啮合，并具有比部分53半径Rc大的半径Rm；以及至少包括一个部分54，它与齿轮49的相关部分55啮合，并具有比部分55半径Rc小的半径Rm。

由角速度Wc和Wm之比确定的传动比W也等于半径Rm与Rc之比，因此，如果在使用中，齿轮49的部分53与齿轮48的相应部分52啮合，则速度Wc大于速度Wm；而如果在使用中，齿轮49的部分55与齿轮48的相应部分54啮合，则速度Wc小于速度Wm。

在实际应用中，供应装置4沿着路线P，在基本上不变的平行于方向D1的线速度V2下，把相互隔开距离P1的烟盒组2送到转移设备1，当两侧与传送带8配合的烟盒组2基本上达到通过轴线A与板7垂直的位置，转移件18与烟盒组2的后面配合，并把烟盒组2完全推入工位R，在那里烟盒组2与输入装置5的头部13配合，并沿方向D2送到上述纸板机上。

主臂20绕着轴线A，转移件18本身绕着轴线C，以及副臂21绕着轴线B和相对于主臂20的组合转动，一起来确定转移件18沿着轨道T的运动；由操纵传送带24的马达22使主臂20绕轴线A转动；由于通过主臂20使齿轮41绕齿轮39转动和由于传动系统43，使得转移件18绕着轴线C转动，并保持转移件18在所有时间内与自身平行，叉37与方向D1垂直；由于齿轮48与齿轮40一起转动和由于齿轮49的转动，使得副臂21相对于主臂20作转动，并且齿轮48与49之间的可变传动比W把齿轮40的均匀转动转换成变速转动。

在图4中，参照转移件18的叉37的最低点56，画出了转移件18的轨道T，按照在齿轮48和49之间接触点上的传动比值W，在点56和板7之间的垂直距离有变化。如上所述，转移件18沿轨道T的速度V也与传动比W有关。特别是：

-沿着部分T1，它基本上在转移件18与烟盒组2刚接触的点上开始，分量Vt基本上保持为零，而分量Vd从接近于烟盒组2的速度V2值的初始值，变成比速度V2大的中间值，最终在部分T1端点变到基本上为零的最终值；每个烟盒组2被转移件18平滑地截断，并沿着部分T1加速，因此，在基本上达到工位R时，它与后面的烟盒组2相隔的距离P2大于距离P1。

-沿着立即跟随着部分T1的部分T2的初始区，转移件18反向和分量Vt增加；在分量Vd首先变零之后，转移件18在工位R内释放烟盒组2，相对于板7向上运动而使自身与烟盒组2脱开，并反过来截断下一个烟盒组2；从板7退出转移件18，它不仅确定了转移件18相对于烟盒组2路线P的脱开位置，而且确定了转移件18相对于烟盒组2本身的脱开位置，即确定了点56从烟盒组2完全脱开的位置。

-沿着就在部分T1之前的T2部分的最后区，分量Vt指向板7，使转移件18与路线P配合；分量Vd采取了接近于速度V2的值，把转移件18平滑地带到烟盒组2上。

在图中未示的一个实施例中，代替配重29，设备1包括另一个转移件18和另一对臂20和21，以加速烟盒组2对工位R的供应，而不会使设备1的构造复杂化。

在另一个图中未示的实施例中，设备1的轴线A，B和C均为垂直的；传送带8确定了底部的支承基础和顶面，在横向保持着烟盒组2；板7和11均作为烟盒组2的保持构件。

因此与转移件18在槽10上面移动的情形相反，转移件18横靠着槽10移动，头部13沿水平方向D2通过工位R作往复运动。

由于致动装置19的行星齿轮系25具有一个齿轮级27，它包括两个齿轮48和49，它们相互啮合并具有随着齿轮49和49之间接触点而改变的传动比W，轨道T的形状和转移件18的瞬时速度V可方便地适应供应装置4和输入装置5的要求。换句话说，采用具有变传动比W的两个齿轮48和49，可修改转移件18的动态特性(轨道T和瞬时速度V)来适应供应装置4和输入装置5的特性，而不必修改供应装置4和输入装置5的特性来适应转移件18的动态特性。

致动装置19不仅可用于这种操作设备的设备中，也可用于如把烟卷从烟卷杆制造机转移到过滤头安装机的设备(图中未示)中。

这种类型的转移设备在目前技术中已经熟知，例如在GB 2,110,065中公开的设备，引入这里作为参考。

GB 2,110,065公开了一种设备，它把烟卷从双烟卷杆制造机转移到过滤头安装机，转移设备包括许多头部，每个头部能转移两根烟卷，以及包括一个致动装置，致动装置使上述每个头部沿着环形路线移动，环形路线延伸着通过在烟卷制造机出口的采集工位，以及在过滤头安装机入口的释放工位。致动装置包括一个行星齿轮机构，机构具有一个固定的恒星齿轮，一个可绕着与恒星齿轮同轴轴线转动的被动行星托架，以及许多行星齿轮，每个齿轮与相关头部在转动方向形成整体。

由于上述致动装置的自由度有限，每个头部的动态特性(轨道和瞬时速度)不能完全适应烟卷制造机输出和过滤头安装机输入的要求。为了避免这个缺点，美国专利号4,051,947公开了一种转移设备，其中，致动装置还包括凸轮装置，以修改每个头部的轨道。增加凸轮装置可以得到较好的轨道，但造成了复杂性，即大大提高了致动装置的成本。

在GB 2,110,065公开的转移设备类型中，可采用这样的致动装置，它具有一个行星齿轮系，包括在转动方向上相互啮合的两个齿轮，并具有随着齿轮之间接触点而改变的传动比。例如，可采用具有变传动比的上述齿轮来把每个行星齿轮联结到行星托架上。

上述的致动装置相对简单，即很便宜，并且可使每个头部的动态特性(轨道和瞬时速度)满足烟卷制造机输出和过滤头安装机输入的要求。

一种包括一个行星齿轮系的致动装置，行星齿轮系具有一个包括两个齿轮的齿轮级，两个齿轮相互啮合并具有随着齿轮之间接触点而改变的传动比，这种致动装置也可用于磨尖设备，来磨尖转动切割头的叶片，转动切割头安排在烟卷制造机的出口，用于切断由该机器形成的连续烟卷杆。已经公开了这种模尖设备，例如美国专利号4,472900，它包括一个截锥形的磨轮，依靠行星齿轮系使磨轮沿着环形轨道运动，在这里可采用一个致动装置来改进这个行星齿轮系，致动装置具有一个包括两个齿轮的行星齿轮系，两个齿轮在转动方向上相互啮合并具有随着齿轮之间接触点而改变的传动比。

Claims (11)

1.一种操作设备，它至少包括一个操作装置(18)和一个致动装置(19)，致动装置具有一个行星齿轮系(25)，它使上述操作装置(18)沿着环形轨道(T)运动；上述行星齿轮系(25)至少包括一个具有两个齿轮(48，49)的齿轮级(27)，两个齿轮(48，49)在可变接触点上相互啮合，并具有随上述接触点而改变的传动比(W)，该操作设备的特征在于：上述操作装置(18)包括一个转移件，该转移件能把至少一个产品(2)从沿着第一路线(P)运行的第一传送设备(4)转移到沿着第二路线运行的第二传送设备(5)；并能够至少沿着上述环形轨道(T)的部分(T1)，至少转移一个产品(2)，上述环形轨道(T)包括返回部分(T2)和向前部分(T1)，它们至少与上述第一路线(P)部分地重叠。

2.权利要求1中的一种设备，其特征在于：上述致动装置(19)包括一个支承装置(21)，它支承上述操作装置(18)，并成角度地与上述两个齿轮(48，49)之一作成整体。

3.权利要求1的一种设备，其特征在于：上述行星齿轮系(25)至少包括第一和第二级(26，27)；上述第二级(27)包括上述两个齿轮(48，49)，它们相互啮合，具有随着齿轮(48，49)接触点而改变的传动比(W)。

4.权利要求1中的一种设备，其特征在于：上述返回部分(T2)与脱开部分相对应，上述转移装置(18)沿着脱开部分从上述第一(P)和第二路线上脱开。

5.权利要求4中的一种设备，其特征在于：上述传动比(W)应使得：至少沿着上述向前部分(T1)，可改变上述转移装置(18)的运行速度(V)。

6.权利要求1～5中的任何一种设备，其特征在于：上述致动装置(19)包括一个固定构架(14)，一个第一臂(20)，它以转动方式装在构架(14)上，以绕着第一轴线(A)转动，以及一个第二臂(21)，它支承着上述转移装置(18)和以转动方式装到第一臂(20)上，以绕着第二轴线(B)转动；上述第二级(27)与上述第二臂(21)联结，使第二臂(21)绕着上述第二轴线(B)转动。

7.权利要求6中的一种设备，其特征在于：上述第二臂(21)成角度地与上述两个齿轮(48，49)之一作成整体。

8.权利要求7中的一种设备，其特征在于：上述转移装置(18)以绕第三轴线(C)的转动方式装在上述第二臂(21)上。

9.权利要求8中的一种设备，其特征在于：上述第一级(26)与上述转移装置(18)联结，使转移装置(18)绕着上述第三轴线(C)转动。

10.权利要求9中的一种设备，其特征在于：上述第一级(26)与上述转移装置(18)联结，使转移装置(18)绕着上述第三轴线(C)转动，使得转移装置(18)的方位相对于上述固定构架(14)保持不变。

11.权利要求10中的一种设备，其特征在于：第二级(27)的上述两个齿轮(48，49)把均匀转动转换成变速转动。