Патент на изобретение №2227111

(54) ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к печатающему устройству, пригодному, в частности, для использования в машинах для упаковки сигарет. Печатающее устройство содержит печатающую головку, электромагнит и якорь. Последний изготовлен из ферромагнитного материала и выполнен подвижным в направлении от и к печатающей головке под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитом. Устройство содержит также питающее устройство для подачи листа на печатающую станцию в положение между якорем и печатающей головкой и средство управления, предназначенное для включения электромагнита с тем, чтобы притягивать якорь к фиксированной печатающей головке, зажимая, таким образом, лист между якорем и печатающей головкой. Такое выполнение устройства позволяет регулировать силу, с которой каждую заготовку (лист) вводят в контакт с печатающей головкой, просто и быстро путем изменения силы тока, подаваемого к катушке. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к печатающему устройству.

В частности, настоящее изобретение относится к печатающему устройству, пригодному для использования в машинах для упаковки сигарет, к которым относится последующее описание, хотя и без ограничения объема применения изобретения, для печатания кода на заготовках (листах) упаковочного материала, используемых в упаковочной машине.

Известные машины для упаковки сигарет обычно содержат печатающее устройство для печатания кода на заготовках, обеспечивающего возможность идентификации, например, даты и/или места изготовления соответствующей пачки.

В упомянутых выше упаковочных машинах печатающее устройство, в свою очередь, содержит гнездо, предназначенное для удерживания заготовки и расположенное на вращаемом колесе, с помощью которого перемещают заготовку вдоль траектории, которая проходит через печатающую станцию. Печатающая станция содержит исполнительный механизм, посредством которого печатающую головку подводят к гнезду и отводят от гнезда так, чтобы напечатать упомянутый выше код на заготовке, удерживаемой в гнезде.

Описанное выше печатающее устройство обычно оснащено деформируемым эластичным элементом, который вставляют между упомянутым выше исполнительным механизмом и печатающей головкой или между гнездом и колесом и который можно регулировать, чтобы откалибровать усилие, с которым печатающая головка воздействует на заготовку.

Во время работы упомянутое печатающее устройство подвергает опоры вала колеса относительно большим нагрузкам, особенно в современных упаковочных машинах, действующих на очень высоких рабочих скоростях (свыше 500 пачек в минуту). Так как они должны противостоять таким нагрузкам, опоры вала и соответствующие гнезда должны быть очень прочными и являются поэтому очень дорогими.

Кроме того, в упомянутом выше печатающем устройстве очень сложно точно отрегулировать усилие, с которым печатающая головка воздействует на заготовку, так как упомянутое усилие зависит от упругих характеристик деформируемого элемента, от взаимного расположения печатающей головки и гнезда и от траектории исполнительного механизма.

Целью настоящего изобретения является создание печатающего устройства, лишенного упомянутых выше недостатков и в то же самое время простого по конструкции и экономически эффективного в изготовлении.

В соответствии с настоящим изобретением печатающее устройство отличается тем, что содержит печатающую головку, размещенную на печатающей станции, для печатания графического символа на листе; электромагнит, размещенный на печатающей станции; якорь, изготовленный из ферромагнитного материала, который перемещают от и к печатающей головке под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитом; питающее средство для подачи листа на печатающую станцию в положение между якорем и печатающей головкой; средство управления, предназначенное для включения электромагнита для того, чтобы притягивать якорь к печатающей головке.

Настоящее изобретение описано ниже со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых представлен вариант осуществления изобретения, не ограничивающий объем его применения и патентной защиты, и на которых изображено:

на фиг.1 – вид сбоку, на котором некоторые части удалены для большей ясности чертежа, предпочтительного варианта осуществления устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 – детали устройства, показанного на фиг.1, в увеличенном масштабе; в поперечном сечении по II-II на фиг.1;

на фиг.3 – детали устройства, показанного на фиг.2, в увеличенном масштабе.

На фиг.1 (см. сопроводительные чертежи) позицией 1 обозначена в целом вся упаковочная машина непрерывного действия, содержащая приводимое от мотора упаковочное колесо 2, предназначенное для вращения при непрерывном движении (против часовой стрелки на фиг.1) относительно его оси (не изображена), перпендикулярной плоскости чертежа на фиг.1. Колесо 2 содержит множество равномерно распределенных по периферии гнезд 3 (только одно из них изображено), предназначенных для приема последовательности изготовленных сложенными заготовок (листов) 4, изготовленных из картона или аналогичного материала. Машина 1 также содержит магазин 5 для стопки 6 заготовок и пневматическое всасывающее захватывающее устройство 7, расположенное между станцией захвата S1, расположенной у открытой базовой поверхности 8 магазина 5, и питающей станцией S2, расположенной около упаковочного колеса 2 и предназначенной для приема заготовок 4 с открытой базовой поверхности 8 и подачи их последовательно к гнезду 3.

Захватывающее устройство 7 содержит приводимое мотором колесо 9, которое вращают непрерывно, по часовой стрелке на фиг.1, относительно неподвижной центральной оси 10, параллельной оси (не показана) колеса 2 и перпендикулярной к продольной оси 11 магазина 5. Колесо 9 имеет внутреннюю камеру 12 (изображенную только частично), пневматически соединенную трубой 13 с вакуум-насосом 14, предназначенным для создания разряжения во внутренней камере 12 таким образом, чтобы давление во внутренней камере было ниже, чем внешнее атмосферное давление.

Камера 12 соединена (известным способом, не показано) со множеством пневматических захватывающих головок 15, которые несет колесо 9, равномерно распределенных относительно оси 10. Захватывающие головки 15 соединены с колесом 9 рычагами 16, каждый из которых шарнирно соединен с колесом 9 посредством оси 17 (см. фиг.2) с возможностью колебания рычага 16 относительно колеса 9 вокруг оси 18, параллельной оси 10. Каждая захватывающая головка 15, в свою очередь, шарнирно соединена с соответствующим рычагом 16 с возможностью колебания относительно рычага 16 вокруг оси 19, параллельной оси 10.

Угол поворота каждого рычага 16 относительно оси 18 контролируют с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан), размещенного в колесе 9. Угол поворота каждой захватывающей головки 15 относительно оси 19 контролируют с помощью другого кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан), размещенного в колесе 9 и механически связанного с захватывающей головкой 15 рычажным механизмом 20, содержащим рычаг 21, шарнирно соединенный с колесом 9 с возможностью колебания относительно оси 18 под действием полого вала 22 (см. фиг.2), в котором размещена соответствующая ось 17, и соединительной тяги 23, один конец которой шарнирно соединен с рычагом 21, а другой конец шарнирно соединен с захватывающей головкой 15 с возможностью колебания относительно захватывающей головки 15 вокруг оси 24, параллельной оси 10.

Как это лучше показано на фиг.2, каждая головка 15 в существенной степени имеет форму плиты, одна сторона которой соединена с соответствующим рычагом 16, а другая сторона ограничена захватывающей поверхностью 25, в которой определено углубление 26, ограниченное кольцевым бортиком 27 и присоединенное к камере 12 трубой 28, выполненной в рычаге 16.

В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения захватывающая поверхность 25 в существенной степени определена верхней поверхностью бортика 27.

В каждой трубе 28 у сочленения 29, соединяющего трубу 28 с соответствующей головкой 15, расположен клапан 30, предназначенный для открывания и закрывания трубы 28 так, чтобы сообщение между трубой 28 и углублением 26 либо было, либо прекращалось. Каждая головка 15 также снабжена сквозным отверстием 31, с помощью которого обеспечивают постоянное сообщение между углублением 26 и окружающей атмосферой.

Каждый клапан 30 имеет известную конструкцию с механическим управлением, и им управляют с помощью штока 32, выполненного таким образом, что его можно перемещать в осевом направлении, радиально относительно оси 10, с помощью ведущего кулачкового механизма (известного типа, не показан), размещенного в колесе 9, между положением “открыто” (показано на фиг.2), при котором углубление 26 пневматически соединено с трубой 28 и, следовательно, с камерой 12, и положением “закрыто” (не показано), при котором углубление 26 пневматически изолировано от трубы 28 и, следовательно, от камеры 12.

Для того чтобы удерживать заготовку 4 в контакте с захватывающей поверхностью 25 головки 15, поверхность 25, по существу, вводят в контакт с заготовкой 4, которая закрывает углубление 26 и вместе с углублением образует вакуум-камеру, в которой создают разряжение (относительно атмосферного давления) путем открывания соответствующего клапана 30 и, следовательно, вводят вакуум-камеру в сообщение с камерой 12, в которой с помощью насоса 14 постоянно поддерживают разряжение.

Потери напора, вызванные наличием сквозного отверстия 31, постоянно соединенного с окружающей атмосферой, не создают особых проблем, так как насос 14 способен компенсировать даже большие уровни потерь напора, например, такие, которые вызваны сквозным отверстием 31.

Для того чтобы высвободить заготовку 4, автоматически восстанавливают атмосферное давление в вакуум-камере благодаря наличию отверстия 31, просто путем закрывания клапана 30.

Как показано на фиг.1, каждое гнездо 3 выполнено на внешней поверхности 33 головки 34 против внутренней части головки 34, соединенной с колесом 2 с возможностью колебания относительно колеса 2 вокруг оси 35, параллельной оси 10, под действием кулачково-качательного управляющего механизма (известного типа, не показан). Каждое гнездо 3 имеет две боковые поверхности 36, расположенные под углом одна к другой и к нижней поверхности 37, в которой выполнены отверстия 38 для сообщения с устройством для отсоса известного типа, которое не показано.

Постоянное вращение колеса 9 относительно оси 10 понуждает каждую головку 15 перемещаться вперед вдоль замкнутой траектории Р, по существу, круговой и расположенной вокруг оси 10, и проходить через станцию захвата S1, на которой головкой 15 захватывают заготовку 4 с открытой базовой поверхности 8 магазина 5, через печатающую станцию S3, на которой печатающим устройством 39 печатают код (не показан) на заготовке 4, и через питающую станцию S2, на которой головкой 15 передают заготовку 4 соответствующему гнезду 3 упаковочного колеса 2.

Упомянутый выше код (не показан) обычно состоит из букв и цифр, или это может быть штриховой код, и обычно он включает дату и/или место изготовления пачки.

Как показано на фиг.2, печатающее устройство 39 содержит несущий вал 40, установленный на машине 1 с возможностью колебания относительно оси 41, параллельной оси 10, под воздействием кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан), на котором жестко закреплен электромагнит 42, содержащий сердечник 43, изготовленный из ферромагнитного материала, с парой противоположных полюсных башмаков 44, между которыми расположена камера 45, через которую пропущен вал 40.

В камере 45 и, следовательно, между полюсными башмаками 44, размещен печатающий механизм 46, который жестко закреплен на валу 40 и снабжен печатающей головкой 47, предназначенной для печатания кода на заготовке 4.

Электромагнит 42 также содержит катушку 48, предназначенную для создания магнитного поля в сердечнике 43, когда через него пропускают электрический ток с регулируемой силой тока, причем ток генерируют посредством управляющего устройства 49 известного типа, электрически соединенного с катушкой 48.

Как показано на фиг.3, каждая захватывающая головка 15 содержит якорь 50, изготовленный из ферромагнитного материала и имеющий плоскую наружную поверхность 51, предназначенную для удерживания заготовки 4, который установлен с возможностью перемещения в углублении 26 в направлении, обозначенном поз. 52, перпендикулярном оси 19, против действия пары пружин 53, надетых на пару фиксированных пальцев 54, вдоль которых якорь 50 может перемещаться.

Каждая пружина 53 установлена в сжатом состоянии между якорем 50 и верхней головкой 55 соответствующего пальца 54 так, что якорь 50 в нормальном состоянии удерживают в исходном положении (см. фиг.3а), при котором поверхность 51 находится на заданном расстоянии, отличном от ноля, от соответствующей заготовки 4. Верхняя поверхность 56 каждой головки 55 представляет собой базу, с которой соприкасается заготовка 4, когда ее удерживают соответствующей захватывающей головкой 15.

Действие машины 1 описано ниже со ссылкой на одну захватывающую головку 15, начиная с момента, когда захватывающая головка 15 высвободила заготовку 4 в гнезде 3 на питающей станции S2, и головку перемещают под воздействием колеса 9 вдоль траектории Р к станции захвата S1, чтобы захватить следующую заготовку 4.

Во время перемещения от питающей станции S2 к станции захвата S1 клапан 30 головки 15 удерживают в закрытом состоянии и кулачковым управляющим механизмом (известного типа, не показан) сообщают рычагу 16 опережающее колебание (поворот по часовой стрелке на фиг.1) относительно оси 18, которое продолжают до тех пор, пока головка 15, перемещаемая вдоль траектории Р, не достигнет положения, близкого к питающей станции S1. Когда головка 15 подходит близко к станции 31, кулачковым управляющим механизмом (известного типа, не показан) сообщают рычагу 16 задерживающее колебание (поворот против часовой стрелки на фиг.1) относительно оси 18 и одновременное колебание (поворот по часовой стрелке на фиг.1) головке 15 относительно оси 19 так, что головка 15, по существу, останавливается в положении против базовой поверхности 8 магазина 5 и, в тот же момент, головку 15 выдвигают наружу в радиальном направлении до тех пор, пока она не соприкоснется с заготовкой 4, находящейся в контакте с базовой поверхностью 8, и головка 15 оказывается, таким образом, прижатой в направлении оси 11 во внутренней зоне магазина 5 с определенным давлением к заготовке 4.

Когда головку 15 перемещают вперед внутрь магазина 5 в направлении оси 11, начинают отсос воздуха из углубления 26, переводя клапан 30 в открытое положение, чтобы удерживать заготовку 4 в контакте с поверхностью 25.

Когда заготовка 4 “прилипает” к поверхности 25, головке 15 сообщают колебательное движение (поворот по часовой стрелке на фиг.1) относительно оси 19, обеспечивая возможность деформации первого края заготовки 4, т.е. нижнего края на фиг.1, и освобождения из-под зуба 5а, ограничивающего базовую поверхность 8, затем – освобождения второго края (верхнего края на фиг.1) заготовки 4 из-под другого зуба 5b, ограничивающего базовую поверхность 8, завершая таким образом отбор заготовки 4 с базовой поверхности 8.

В этот момент с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан) прерывают задерживающее колебание рычага 16 относительно оси 18, и путем вращения колеса 9 головку 15 отводят от станции захвата S1, на которой она захватила заготовку 4, и перемещают к печатающей станции S3.

Во время перемещения от станции захвата S1 к печатающей станции S3, с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан), рычагу 16 сообщают опережающее колебание (поворот по часовой стрелке на Фиг.1) относительно оси 18, которое продолжают до тех пор, пока головка 15, перемещаемая вдоль траектории Р, не достигнет положения, близкого к печатающей станции S3.

Когда головка 15 близко подходит к печатающей станции S3, с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан), рычагу 16 сообщают задерживающее колебание (поворот против часовой стрелки на фиг.1) относительно оси 18 и одновременно сообщают колебание (поворот по часовой стрелке на фиг.1) головке 15 относительно оси 19 так, что головка 15, по существу, останавливается на заданный интервал времени в положении против печатающего устройства 39 (см. фиг.2), которое, в свою очередь, и с той же целью, завершает соответствующее колебание относительно оси 41.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, не показанном на чертежах, вал 40 является фиксированной осью и устройству 39 не сообщают колебательное движение относительно оси 41.

На печатающей станции S3 и во время упомянутого выше интервала заготовка 4 находится в положении (см. фиг.2) между якорем 50 и печатающей головкой 47. Управляющее устройство 49 затем подает к катушке 48 ток заданной силы тока, чтобы генерировать вокруг сердечника 43 магнитное поле, которое притягивает якорь 50 к полюсным башмакам 44 против действия пружин 53; последующее перемещение якоря 50 по направлению к полюсным башмакам 44 вводит поверхность 51 якоря 50 в контакт с соответствующей внутренней поверхностью 57 заготовки 4, вводя наружную поверхность 58 заготовки 4 в контакт с печатающей головкой 47 с заданной силой в зависимости от силы упругости, создаваемой пружинами 53, и от силы магнитного поля, которое, в свою очередь, зависит от силы электрического тока, проходящего через катушку 48.

Затем, когда магнитное поле отключают путем прерывания тока, проходящего через катушку 48, якорь 50 возвращается под действием пружин 53 в исходное положение (см. фиг.3а), а кулачковые управляющие механизмы (известного типа, не показаны) прерывают задерживающее колебание рычага 16 относительно оси 18, и путем вращения колеса 9 головку 15 отводят от печатающей станции S3 и перемещают к питающей станции S2.

Во время перемещения от печатающей станции S3 к питающей станции S2 с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан) рычагу 16 сообщают опережающее колебание (поворот по часовой стрелке на фиг.1) относительно оси 18, которое продолжают до тех пор, пока головка 15, перемещаемая вдоль траектории Р, не достигнет положения, близкого к питающей станции S2.

Когда головка 15 близко подходит к станции S2, с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан) рычагу 16 сообщают задерживающее колебание (поворот против часовой стрелки на фиг.1) относительно оси 18 и одновременно сообщают колебание (поворот по часовой стрелке на фиг.1) головке 15 относительно оси 19 так, что головка 15, по существу, останавливается на заданный интервал времени в положении, против соответствующего гнезда 3 упаковочного колеса 2 и, в то же самое время, головку 15 выдвигают наружу до тех пор, пока захватывающая поверхность 25, по существу, не примкнет к нижней поверхности 37 гнезда 3.

Когда захватывающая головка 15 находится на питающей станции S2, головке 34, в которой выполнено гнездо 3, также сообщают колебательное движение относительно оси 35, чтобы удержать захватывающую поверхность 25 и нижнюю поверхность 37 в положении одна напротив другой и, по существу, параллельном одна другой.

Во время, по существу, радиального перемещения поверхности 25 по направлению к нижней поверхности 37 отсос из углубления 26 прерывают, переводя клапан 30 в закрытое состояние и, в то же самое время, включают отсос через отверстия 38 так, чтобы заготовка 4 осталась в гнезде 3 и удерживалась в гнезде 3 пневматически.

В этот момент с помощью кулачкового управляющего механизма (известного типа, не показан) прерывают задерживающее колебание рычага 16 относительно оси 18, и путем вращения колеса 9 головку 15 отводят от питающей станции S2 и перемещают к станции захвата S1.

Упомянутые выше операции повторяют циклически.

Очевидно, что вслед за упомянутыми выше колебаниями (поворотами по часовой стрелке на фиг.1) головки 15 относительно оси 19 во время этапов, в которых головку перемещают по направлению к станциям S1, S2, S3, следуют возвратные колебания (повороты против часовой стрелки на фиг.1) относительно оси 19 во время выполнения последующих этапов, в течение которых головку отводят от станций S1, S2, S3.

Как показано на фиг.1, введение головки 15 в гнездо 3 позволяет изгибать заготовку 4, придавая ей U-образную форму, вдоль предварительно намеченных линий сгиба (известного типа, не показаны), когда заготовку подают в гнездо 3.

Приведенное выше описание четко показывает, что во время выполнения операции печатания вал (не показан) колеса 9, оси 17 и шарниры, обозначенные поз. 19, не подвергают какому-либо удару, возникающему во время контакта между якорем 50 и печатающей головкой 47, так как такие удары поглощаются осью 40. Кроме того, сила, с которой каждую заготовку 4 вводят в контакт с печатающей головкой 47, можно регулировать, даже во время работы машины, простым, быстрым и точным способом путем регулирования силы тока, подаваемого к катушке 48.

Формула изобретения

1. Печатающее устройство, содержащее печатающую головку, расположенную на печатающей станции для печатания графического символа на листе; электромагнит, размещенный на печатающей станции; якорь, изготовленный из ферромагнитного материала и подвижный в направлении от и к печатающей головке под воздействием магнитного поля, создаваемого электромагнитом; питающее средство для подачи листа на печатающую станцию в положение между якорем и печатающей головкой; средство управления, предназначенное для включения электромагнита для притягивания якоря к печатающей головке.

2. Устройство по п.1, в котором печатающая головка выполнена за одно целое с электромагнитом.

3. Устройство по пп.1 и 2, в котором электромагнит содержит пару полюсных башмаков, которые во время работы расположены против якоря, а печатающая головка расположена между полюсными башмаками.

4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором электромагнит содержит катушку, а средство управления содержит генератор, предназначенный для возбуждения электрического тока регулируемой силы тока в цепи катушки.

5. Устройство по любому из пп.1-4, которое содержит упругое средство, причем якорь подвижен по направлению к печатающей головке против действия упругого средства, а печатающая головка установлена в фиксированном положении.

6. Устройство по п.5, в котором упругое средство содержит пару пружин.

7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором якорь опирается на питающее средство.

8. Устройство по п.7, в котором питающее средство содержит транспортер, проходящий через печатающую станцию и, в свою очередь, содержащий захватывающую головку для захвата листа, причем якорь установлен на захватывающей головке с возможностью перемещения.

9. Устройство по п.8, в котором питающее средство содержит, по меньшей мере, одно углубление, выполненное в захватывающей головке, и средство для отсоса, предназначенное для создания разряжения в углублении, причем средство для отсоса содержит трубу, сообщающуюся с углублением, управляющий клапан, расположенный в трубе, и вакуум-насос, соединенный с трубой, а клапан расположен между насосом и углублением и вблизи от углубления и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие выполнено в головке для постоянного сообщения углубления с окружающей атмосферой.

10. Устройство по п.9, в котором якорь установлен в углублении с возможностью перемещения.

11. Устройство по любому из пп.8-10, в котором транспортер содержит колесо, которое вращают относительно первой, фиксированной, центральной оси, причем имеется соединительное средство между захватывающей головкой и колесом.

12. Устройство по п.11, в котором соединительное средство содержит рычаг, шарнирно соединенный с колесом с возможностью колебания относительно колеса вокруг второй оси, причем последняя расположена параллельно первой оси, а захватывающая головка шарнирно соединена с рычагом с возможностью колебания относительно рычага вокруг третьей оси, параллельной первой и второй осям.

13. Устройство по п.12, в котором печатающая головка и электромагнит выполнены с возможностью колебания относительно четвертой оси, параллельной первой, второй и третьей осям.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.07.2004

Извещение опубликовано: 20.04.2006 БИ: 11/2006