PL249135B1 - Zespół napędowy i urządzenie do wytwarzania rurek spiralnych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zespół napędowy zespołu formującego (6) urządzenia (1) do wytwarzania rurek spiralnych (2), co najmniej dwuwarstwowych, wyposażony w rolki (16, 17) dla paska formującego (14), charakteryzujący się tym, że jest wyposażony w mechanizm ruchu symetrycznego przystosowany do synchronicznego przemieszczania rolek (16, 17) paska formującego (14) tak, aby przemieszczać rolki (16, 17) w kierunku do siebie lub od siebie. Przedmiotem zgłoszenia jest również urządzenie (1) z zespołem napędowym.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zespół napędowy i urządzenie do wytwarzania rurek spiralnych.

W wielu gałęziach przemysłu spożywczego mają zastosowanie rurki spiralne wytwarzane poprzez zwijanie pasm materiału, które po zwinięciu stanowią warstwy rurki. Rurki spiralne mogą być wielowarstwowe, przy czym dla wytworzenia rurki o stabilnym kształcie niezbędne są co najmniej dwie warstwy materiału. Urządzenia do spiralnego formowania rurki znane są między innymi z dokumentów nr DE1786551A1, nr ‘EP1631425B1, nr US3150575A, nr US4378966A, nr US3942418(A), nr WO2020099360A1, nr WO2020099361A1. Znane są urządzenia do formowania spiralnej rurki w układzie pionowym jak i poziomym, przy czym odcinanie pojedynczych rurek odbywa się za pomocą przesuwnych w kierunku ruchu formowanej rurki, zwykle krążkowych noży.

W znanych urządzeniach rurki spiralne wytwarza się w urządzeniach nawijających do spiralnego nawijania pasków papieru wokół trzpienia, aby utworzyć rurę bazową. Podczas nawijania co najmniej jeden z pasków jest umieszczany stroną stykową w bezpośrednim kontakcie z trzpieniem. Ponadto systemy wytwarzania rurek zawierają urządzenia doprowadzające paski do urządzenia nawijającego, urządzenia tnące do cięcia wykonanej rurki na z góry określoną długość, aby uformować odcinki rurki. System może zawierać urządzenie smarujące, wzdłuż którego przesuwany jest co najmniej jeden wybrany pasek, tak aby nałożyć po stronie styku co najmniej jednego paska warstwę materiału smarującego zanim co najmniej jeden pasek zostanie owinięty wokół trzpienia. Urządzenie smarujące może zawierać co najmniej jeden element smarujący, o cylindrycznej powierzchni zewnętrznej wykonany z materiału smarującego.

Z publikacji nr WO2020099360A1, nr WO2020099361A1 znane jest również zastosowanie paska formującego, który owija się wokół trzpienia dociskając paski papieru do siebie i wokół trzpienia tworząc rurkę spiralną.

W znanych urządzeniach do wytwarzania rurek spiralnych jedna z rolek, wokół których prowadzony jest pasek formujący jest stacjonarna, a druga przestawna i służy do napinania paska formującego, zatem rolki nie są rozmieszczone symetrycznie względem miejsca formowania ciągłej rurki, wokół którego owinięta jest pętla formująca paska formującego. Odległość jednej rolki względem pętli formującej i trzpienia formującego jest stała, a odległość drugiej rolki względem pętli formującej i paska formującego może się zmieniać, co może prowadzić do deformacji trzpienia formującego i zmiany parametrów produkcyjnych, a zatem do wyprodukowania rurek o obniżonej jakości.

Istotą wynalazku jest zespół napędowy zespołu formującego urządzenia do wytwarzania rurek spiralnych, co najmniej dwuwarstwowych, wyposażony w rolki dla paska formującego. Zespół wedłu g wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wyposażony w mechanizm ruchu symetrycznego przystosowany do synchronicznego przemieszczania rolek paska formującego tak, aby przemieszczać rolki w kierunku do siebie lub od siebie.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że jedna z rolek jest rolką napędową.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że dwie rolki są rolkami napędowymi.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że rolki napędowe są napędzane przez oddzielne jednostki napędowe zsynchronizowane ze sobą.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że rolki napędowe są napędzane przez jedną jednostkę napędową.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje dwa elementy suwliwe sprzęgnięte za pomocą ruchomego członu, przy czym rolki są usytuowane na elementach suwliwych.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje zamocowany obrotowo człon sprzęgający, przy czym ruch obrotowy członu sprzęgającego jest sprzęgnięty z ruchem elementów suwliwych.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje zamocowany suwliwie liniowo człon sprzęgający, przy czym ruch liniowy członu sprzęgającego jest sprzęgnięty z ruchem elementów suwliwych.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje cięgna połączone przegubowo z elementami suwliwymi.

Ponadto zespół według wynalazku charakteryzuje się tym, że mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje dwa napędy liniowe do synchronicznego przemieszczania elementów suwliwych.

Ponadto istotą wynalazku jest urządzenie do wytwarzania rurek spiralnych, co najmniej dwuwarstwowych, obejmujące co najmniej dwa zespoły podające do podawania pasma materiału, co najmniej jeden zespół klejowy do podawania kleju na pasmo materiału, zespół formujący obejmujący pręt formujący, rolki do prowadzenia paska formującego oraz zespół napędowy paska formującego, głowicę tnącą do odcinania pojedynczej rurki z uformowanej ciągłej rurki. Urządzenie charakteryzuje się tym, że zespół formujący jest wyposażony w zespół napędowy według wynalazku.

Dzięki zastosowaniu wynalazku naprężenia w pętlach paska formującego są zbliżone do siebie, dzięki czemu trzpień formujący nie ulega deformacji, a jakość wytwarzanych rurek jest zachowana dla całego zakresu prędkości pracy urządzenia do wytwarzania rurek. Ponadto zastosowanie takiego mechanizmu ułatwia zakładanie i zdejmowanie paska formującego.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia w uproszczeniu urządzenie do wytwarzania rurek spiralnych;

Fig. 2 i 3 przedstawiają zespół napędowy zespołu formującego w pierwszym przykładzie wykonania;

Fig. 4 i 5 przedstawiają zespół napędowy zespołu formującego w drugim przykładzie wykonania,

Fig. 6 przedstawia zespół napędowy zespołu formującego w trzecim przykładzie wykona- nia,

Fig. 7 przedstawia zespół napędowy zespołu formującego w czwartym przykładzie wyko- nania, i

Fig. 8 przedstawia zespół napędowy zespołu formującego w czwartym przykładzie wyko- nania.

Na fig. 1 przedstawiono w uproszczeniu urządzenie do wytwarzania rurek spiralnych według wynalazku. Urządzenie 1 do wytwarzania rurek spiralnych 2 odcinanych z ciągłej rurki spiralnej 3 obejmuje zespoły podające 4 do podawania pasm materiału, ponadto obejmuje zespół klejowy 5, zespół formujący 6, głowicę tnącą 7.

Zespół podający 4 do podawania pasma materiału jest przystosowany do odwijania pasma materiału z bobiny i podawania tego pasma do zespołu formującego 6. W przykładzie wykonania pokazanym na Fig. 1 pokazano urządzenie 1 wyposażone w dwa zespoły podające 4, 4' do podawania dwóch pasm materiału 10, 10'. Dla uproszczenia na rysunku nie pokazano bobin, z których są odwijane pasma materiału 10, 10'. Pasmo materiału 10, 10' jest prowadzone przez wiele rolek, na rysunku jako 11, 12 oznaczono ostatnią rolkę dla każdego z pasm materiału 10, 10', od tych rolek pasmo materiału 10, 10' przebiega bezpośrednio do trzpienia formującego 13 w zespole formującym 6. Pasmo materiału 10' przebiega przy zespole klejowym 5, który podaje klej w sposób ciągły na powierzchnię tego pasma.

Zespół formujący 6 jest przystosowany do przyjmowania pasm materiału 10, 10' i zwijaniu tych pasm w taki sposób, że z pasma materiału formowana jest warstwa spiralnej rurki w sposób ciągły, w dalszej części opisu formowana rurka będzie określana jako ciągła rurka lub ciągła rurka spiralna. Zespół formujący 6 obejmuje zespół napędowy 8 wyposażony w mechanizm ruchu symetrycznego 9 (Fig. 2 i 3), trzpień formujący 13 i pasek formujący 14. Każda z rolek 16, 17 może być rolką napędową możliwe jest również jednoczesne napędzanie obydwu rolek, przykładowo za pomocą dwóch zsynchronizowanych ze sobą silników, przy czym silniki mogą być zsynchronizowane tak, że zmiana prędkości obrotowej dla każdego z silników jest realizowana tak samo.

Głowica tnąca 7 jest usytuowana poniżej trzpienia formującego 13 i jest przystosowana do odcinania pojedynczych rurek spiralnych 2 z ciągłej rurki spiralnej 3. Głowica tnąca 7 jest wyposażona w obrotowy korpus, w którym zamocowane są noże krążkowe, kanał dla ciągłej rurki spiralnej 2 jest usytuowany współosiowo z trzpieniem formującym 13. Noże krążkowe obracają się wokół swoich osi i w czasie cięcia rurki poruszają się w kierunku równoległym do osi obrotu korpusu z prędkością równą prędkości formowania ciągłej rurki, co umożliwia odcinanie pojedynczych rurek spiralnych z poruszającej się ciągłej rurki. Bliżej działanie takiej głowicy tnącej jest opisane w publikacji międzynarodowej WO2020099361A1. Z głowicy tnącej 7 pojedyncze rurki spiralne 2 mogą być odbierane w dowolny sposób.

Ciągła rurka spiralna 3 jest formowana przez pętlę formującą 14A paska formującego 14 w zespole formującym 6, która to pętla 14A jest usytuowana centralnie między pętlami 14B i 14C paska formującego 14 (Fig. 1) owiniętymi wokół rolek 16 i 17 zespołu napędowego 8, przy czym rolki 16, 17 są zamocowane na mechanizmie ruchu symetrycznego 9 (Fig. 2, Fig. 3). Mechanizm ruchu symetrycznego 9 jest przystosowany do przemieszczania rolek 16, 17 jednocześnie od siebie lub do siebie tzn. synchronicznie w przeciwnych kierunkach. Zmiana położenia rolek 16, 17 może być konieczna ze względu na dobór optymalnych parametrów pracy urządzenia. W czasie zakładania i wymiany paska formującego pętla formująca nie zmienia swojego położenia, zatem nie pojawia się siła skierowana poprzecznie do trzpienia formującego, która może odkształcać ten trzpień. Formowanie ciągłej spiralnej rurki 3 wymaga pewnego naprężenia paska formującego 14. Symetryczne przemieszczanie rolek 16, 17 zapewnia, że w pętlach 14B, 14C paska formującego przy zmianie prędkości wytwarzania naprężenia zmieniają się w zbliżony sposób w całym zakresie prędkości urządzenia 1 do wytwarzania rurek spiralnych, dzięki czemu przeciwnie skierowane siły oddziałujące na trzpień formujący 13 mają zbliżone wartości i nie dochodzi do deformowania trzpienia formującego 13 w czasie pracy urządzenia. Mechanizm ruchu symetrycznego 9 może być przystosowany do przemieszczania rolki napędowej 16 wraz z jednostką napędową i rolki 17 będącej rolką bierną jednocześnie od siebie lub do siebie.

Mechanizm ruchu symetrycznego obejmuje suwliwie zamontowane elementy, przykładowo płyty, na których są zamocowane rolki dla paska formującego, ruchome elementy sprzęgające ruch obydwu elementów suwliwych oraz element napędowy, który wymusza zmianę położenia tych suwliwych elementów. W przykładzie pokazanym na Fig. 2 i 3 rolka napędowa 16 jest zamocowana na wałku 20 silnika 21, który jest zamocowany w płycie 22 zamocowanej suwliwie w prowadnicy 23 na płycie nośnej 24. Silnik 21 z rolką napędową 16 stanowią jednostkę napędową 35. Rolka bierna 17 jest zamocowana obrotowo na płycie 25 zamocowanej suwliwie w prowadnicy 26 na płycie nośnej 24. Ruch płyty 22 i ruch płyty 25 są sprzęgnięte ze sobą. Płyta 22 i płyta 25 są sprzęgnięte z obrotowo zamocowanym członem sprzęgającym 27 za pomocą cięgien 28, 29. Cięgno 28 jest połączone z płytą 22 za pomocą przegubu 30 i z członem sprzęgającym 27 za pomocą przegubu 31, a cięgno 29 jest połączone z płytą 25 za pomocą przegubu 32 i z członem sprzęgającym 27 za pomocą przegubu 33, przy czym człon sprzęgający 27 ma postać dysku o osi obrotu k. Położenie rolek 16, 17 względem środka pętli formującej 14A i względem środka S mechanizmu ruchu symetrycznego 8 jest opisane wymiarami A i B (na Fig. 2 nie pokazano trzpienia formującego 13). Obrót członu sprzęgającego 27 powoduje obrót przegubów 31,33 wokół osi k, a zatem zmianę położenia rolek 16, 17 symetrycznie względem płaszczyzny S prostopadłej do płaszczyzny rysunku, na której leży środek R pętli formującej 14A. Oś obrotu k członu sprzęgającego 27 również może leżeć w płaszczyźnie S.

Obrót członu sprzęgającego 27 może być wykonywany po założeniu paska formującego 14 w celu wprowadzenia odpowiedniego naprężenia w pasku formującym 14. W czasie pracy urządzenia naprężenia w pasku mogą być korygowane. Zmiana położenia kątowego w kierunku H powoduje wzrost naprężeń w pasku formującym, a zmiana położenia kątowego w kierunku L powoduje zmniejszenia naprężeń. Zmiana położenia kątowego członu sprzęgającego 27 jest dokonywana za pomocą mechanizmu 37 do zmiany położenia członu sprzęgającego. Mechanizm 37 do zmiany położenia członu sprzęgającego obejmuje cięgno 38, trzpień 39 i korpus 40. Cięgno 38 jest połączone z członem sprzęgającym 27 za pomocą przegubu 41, w końcówce 42 cięgna 38 po stronie przeciwnej do przegubu 41 wykonany jest otwór gwintowany 43, w który wkręcony jest gwintowany trzpień 39. Trzpień 39 jest zamocowany obrotowo w korpusie 40. Korpus 40 jest zamocowany za pomocą przegubu 44. Zmiana położenia kątowego członu sprzęgającego 27 jest dokonywana przez obrót trzpienia 39 wokół osi m za pomocą silnika M1 lub ręcznie, mechanizm obrotu trzpienia 39 nie jest pokazany. Obrót członu sprzęgającego 27 może być realizowany za pomocą dowolnego innego mechanizmu.

Mechanizm ruchu symetrycznego może być przystosowany do przemieszczania dwóch rolek napędowych. Każda z rolek napędowych może mieć oddzielny napęd lub może być zastosowana jedna jednostka napędowa dla obydwu rolek. Na Fig. 4 i 5 pokazany jest zespół napędowy 8' w drugim przykładzie wykonania, w którym zastosowane są dwie rolki napędowe 16, 18 napędzane przez dwie oddzielne jednostki napędowe 35, 36. Równomierne odsuwanie i dosuwanie jednostek napędowych 35, 36 zapewnia, że naprężenia w obydwu pętlach 14B, 14C paska formującego 14 są utrzymywane na zbliżonym poziomie, dzięki czemu trzpień formujący 13 jest symetrycznie obciążany i nie ulega deformacji, zatem zachowane są parametry niezbędne do wytwarzania rurki spiralnej 3 odpowiedniej jakości. Zastosowanie dwóch rolek napędowych jest korzystniejsze niż zastosowanie jednej rolki napędowej, ponieważ w czasie uruchamiania urządzenia naprężenia w pasku formującym narastają w zbliżony sposób, podobnie dzieje się w czasie każdej zmiany prędkości maszyny.

Fig. 6 przedstawia zespół napędowy 8'' w trzecim przykładzie wykonania, w którym mechanizm ruchu symetrycznego 9' obejmuje człon sprzęgający 45 przystosowany do wykonywania ruchu liniowego, mechanizm 37 do zmiany położenia członu sprzęgającego oraz cięgna 46, 47. Działanie mechanizmu 37 do zmiany położenia członu sprzęgającego omówiono dla pierwszego przykładu wykonania. Człon sprzęgający 45 jest zamocowany ruchomo w prowadnicy liniowej 48. Ruch liniowy członu sprzęgającego 45 wzdłuż prowadnicy 48 powoduje zmianę położenia elementów suwliwych 22 i 25 i zmianę położenia rolek napędowych. Ruch liniowy przegubu 49 usytuowanego na członie sprzęgającym 45 poprzez cięgno 46 i przegub 51 powoduje ruch elementu suwliwego 22 wzdłuż prowadnicy 23. Ruch liniowy przegubu 50 usytuowanego na członie sprzęgającym 45 poprzez cięgno 47 i przegub 52 powoduje ruch elementu suwliwego 25 wzdłuż prowadnicy 26.

Fig. 7 przedstawia zespół napędowy 8''' w czwartym przykładzie wykonania, w którym napęd z silnika 60 jest przekazywany na rolki napędowe 16,18 za pomocą przekładni kątowych 61, 62 przesuwnych względem wału 63.

Fig. 8 przedstawia zespół napędowy 8'''' w piątym przykładzie wykonania, w którym rolki napędowe 16, 18 są napędzane oddzielnymi jednostkami napędowymi 35, 36. Mechanizm ruchu symetrycznego 9'' obejmuje płyty 22, 25 przesuwane w kierunku od siebie i do siebie za pomocą dwóch napędów liniowych 70, 71 (napędy są pokazane w uproszczony sposób). Płyta 22 jest przemieszczana za pomocą silnika 72 napędzającego śrubę pociągową 73, wzdłuż której przesuwa się nakrętka 74 połączona z płytą 22. Płyta 25 jest przemieszczana za pomocą silnika 75 napędzającego śrubę pociągową 76, wzdłuż której przesuwa się nakrętka 77 połączona z płytą 25.

W czasie pracy urządzenia pasma materiału 10, 10' są podawane z zespołu podającego 4, 4' do zespołu formującego 6, pasma materiału 10, 10' są owijane na trzpieniu formującym 13. Jako pierwsze owijane jest pierwsze pasmo materiału 10, jako drugie owijane jest drugie pasmo materiału 10', na którego jedną stronę naniesiona została warstwa kleju. Podane pasma materiału 10, 10' są dociskane do trzpienia formującego 13 za pomocą paska formującego 14. Pętla formująca 14A powoduje w czasie ruchu paska formującego 14 jednoczesne dociskanie pasm materiału 10, 10', obracanie i przemieszczanie liniowe powstającej ciągłej rurki spiralnej 3. Przemieszczająca się ciągła rurka spiralna 3 jest cięta za pomocą głowicy tnącej 7 na pojedyncze rurki 2.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół napędowy (8, 8', 8'', 8''') zespołu formującego (6) urządzenia (1) do wytwarzania rurek spiralnych (2), co najmniej dwuwarstwowych, wyposażony w rolki (16, 17, 18) dla paska formującego (14), znamienny tym, że jest wyposażony w mechanizm ruchu symetrycznego (9, 9', 9'') przystosowany do synchronicznego przemieszczania rolek (16, 17, 18) paska formującego (14) tak, aby przemieszczać rolki (16, 17, 18) w kierunku do siebie lub od siebie.
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że jedna z rolek (16) jest rolką napędową.
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że dwie rolki (16, 18) są rolkami napędowymi.
4. 4. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że rolki napędowe (16, 18) są napędzane przez oddzielne jednostki napędowe (35, 36) zsynchronizowane ze sobą.
5. 5. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że rolki napędowe (16, 18) są napędzane przez jedną jednostkę napędową (35).
6. 6. Zespół według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 5, znamienny tym, że mechanizm ruchu symetrycznego (9) obejmuje dwa elementy suwliwe (22, 25) sprzęgnięte ze sobą za pomocą ruchomego członu sprzęgającego (27), przy czym rolki (16, 17, 18) są usytuowane na elementach suwliwych (22, 25).
7. 7. Zespół według zastrz. 6, znamienny tym, że mechanizm ruchu symetrycznego (9) obejmuje zamocowany obrotowo człon sprzęgający (27), przy czym ruch obrotowy członu sprzęgającego (27) jest sprzęgnięty z ruchem elementów suwliwych (22, 25).
8. 8. Zespół według zastrz. 6, znamienny tym, że mechanizm ruchu symetrycznego (9') obejmuje zamocowany suwliwie liniowo człon sprzęgający (45), przy czym ruch liniowy członu sprzęgającego (45) jest sprzęgnięty z ruchem elementów suwliwych (22, 25).
9. 9. Zespół według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że mechanizm ruchu symetrycznego (9; 9') obejmuje cięgna (28, 29; 46, 47) połączone przegubowo z członem sprzęgającym (27; 45) i z elementami suwliwymi (22, 25).
10. 10. Zespół według zastrz. 3, znamienny tym, że mechanizm ruchu symetrycznego (9'') obejmuje dwa napędy liniowe (70, 71) do synchronicznego przemieszczania elementów suwliwych (22, 25).
11. 11. Urządzenie (1) do wytwarzania rurek spiralnych (2), co najmniej dwuwarstwowych, obejmujące co najmniej dwa zespoły podające (4, 4') do podawania pasma materiału (10, 10'), co najmniej jeden zespół klejowy (5) do podawania kleju na pasmo materiału (10'), zespół formujący (6) obejmujący pręt formujący (13), rolki (16, 17, 18) do prowadzenia paska formującego (14) oraz zespół napędowy (8) paska formującego (14), głowicę tnącą (7) do odcinania pojedynczej rurki spiralnej (2) z uformowanej ciągłej rurki spiralnej (3), znamienne tym, że zespół formujący (6) jest wyposażony w zespół napędowy (8, 8', 8'', 8''') jak w zastrzeżeniach od 1 do 10.