旋转分配器的制作方法

本发明涉及一种用于将加压流体分配到多个可移动用户装置的旋转分配器和一种用于自动机器的分配装置。本发明还涉及一种用于将加压流体分配到自动机器中的多个用户装置的方法。

背景技术：

关于此，存在在自动机器上使用的现有技术气动分配装置，其包括设计用于处理产品的部件(例如单次拾取、移动、顺序释放)的旋转装置或转盘，其使用旋转气动分配器来通过空气选择性致动。

通常，这些转盘形成用于形成产品的自动机器的工位的各部分，产品例如是单次使用的饮料胶囊，特别是用于制备提取或浸泡饮料，例如咖啡、茶、牛奶、巧克力或这些成分的组合的胶囊。

转盘包括围绕垂直轴线(或水平轴线，或甚至倾斜于机器的参考平面的轴线)旋转的主体，多个臂从该主体径向突出；每个臂设置有操作头，该操作头配备有例如鼓风装置，例如用于在用于密封边缘上的封闭片的各部分的各连续步骤之前，清洁胶囊的边缘，或者用于驱动气动活塞。

在包括该转盘的工位中，气动系统对于在压力下分配空气是必要的，使得其与机器的其他部分同相地工作，或者换句话说，压力空气仅在预定的生产步骤期间分配，取决于例如臂的位置，也就是说，在起始点与到达点之间的操作头的位置，以及一个或多个中转点/延伸部，在旋转转盘的情况下，中转点/延伸部是沿着闭合的圆形路径定位的点/延伸部。

为了优化这种类型的转盘的气动操作，使用基本上两种类型的气动旋转分配器：径向旋转分配器和前旋转分配器

然而，径向旋转分配器和前旋转分配器都具有缺点。

更具体地，径向旋转分配器具有密封问题，特别是如果它们用于包括与非工作路径交替的工作路径的路径，工作路径即操作头沿其与空气源连通的路径，，非工作路径即操作头不沿其与空气源连通的路径。

前旋转分配器也具有密封问题。详细地，现有技术的前旋转分配器包括环形元件，该环形元件从第一部分连接到具有加压流体源的固定框架，并且从第二部分连接到具有用于操作头的支撑臂的旋转体。

此外，环形元件具有用于接收从固定框架突出的销的一个或多个座，以防止环形元件相对于固定框架的旋转。

弹性元件(弹簧)插入在环形元件和固定框架之间，以保持环形元件以密封的方式恒定地与旋转体接触。鉴于此，环形元件可以轴向地朝向和远离固定框架移动。在现有技术的前旋转分配器中，加压空气推动环形元件远离旋转体，使得超过特定压力值的弹性元件不再能够保证环形元件与旋转体之间的接触，结果缺乏密封。

这些径向旋转分配器和前旋转分配器也以抽吸模式运行。因此可以将这些分配器连接到真空源，使得操作头可以确定工作路径上的抽吸，例如用于保持胶囊的部件与自动机器的其它工位/元件的相位协调。然而，这些气动分配系统也具有缺点。

实际上，同时存在于工作路径中的操作头彼此流体连通，使得在给定时刻一操作头的故障对在给定时刻存在于工作路径中的各操作头具有负面的和即时的影响。换句话说，如果操作头不具有或遗失相应的部件，则存在于工作路径中的其它操作头具有几乎立即的抽吸下降，使得其有时不再能够正确地保持相应的部件。

基本上，现有技术的旋转分配器不保证对沿着工作路径的给定时刻同时存在的操作头的操作的独立性。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于自动机器中的分配装置的旋转分配器，其克服了现有技术的上述缺点。

更具体地，本发明的目的是提供一种旋转分配器，其能够实现甚至随着时间的推移的高密封可靠性，保持具有高操作速度的流体的精确供给和分配，并减小尺寸。

本发明的另一目的是提供一种分配装置，其能够使在给定时刻存在的沿着以抽吸模式操作的工作路径的操作头的操作相互独立。

本发明的另一个目的是提供一种用于自动机器的分配装置，其能够在任何规定的操作情况下始终保持操作头处的压力/真空的正确和成比例的分配。

另一个目的是提供一种用于将加压流体分配到自动机器中的多个用户装置的方法，其允许多个操作头以最佳方式在抽吸模式下操作，而不管操作头中的一个的是否有任何故障。

这些目的通过根据权利要求1所述的旋转分配器，根据权利要求8所述的分配装置以及根据权利要求17所述的用于将加压流体分配到多个用户装置的方法完全实现。

更具体地，旋转器在压力下将流体(气体或液体)分配到有利地旋转中的多个可移动用户装置。

该分配器包括与固定框架相关联的第一元件、选择器以及歧管，该第一元件具有与加压流体源连接的通孔，选择器具有连接到相应管道的多个开口，这些相应管道连接到操作头用于流体通过，以及歧管定位成具有面向所述第一元件的第一表面和面向所述选择器的第二表面。

可移动用户装置连接到选择器，并且可与其一起移动。

歧管与第一元件和选择器相关联，并且具有连接开口，该连接开口允许在第一元件处在压力下供给的流体从第一元件传递到选择器。歧管的开口具有尺寸延伸部，其能够同时接触相对于歧管旋转的选择器的预定数量的开口。

根据本发明，所述歧管的开口由通槽限定，所述通槽在面向所述第一元件的第一表面上开口并且还在面向所述选择器的第二表面上开口。

根据本发明，该歧管成形为具有限定正推力区域的表面；正推力意味着由加压流体在歧管上朝向选择器施加的力，换句话说，用于使歧管朝向选择器移动的力。

根据本发明，歧管可以成形为具有限定负推力区域的表面；负推力意味着由加压流体在歧管上朝向第一元件施加的力，换句话说，用于使歧管远离选择器移动的力，使得负推力小于正推力。

有利地，该通槽不具有限定负推力区域的表面。有利地，通槽不具有底部。

根据本发明，根据本发明，歧管成形为具有使得正推力大于负推力的表面。

根据本发明，根据本发明，歧管成形为具有加压流体在其上产生零负推力或小于正推力的表面。

歧管上的通槽的存在允许分配器的部件保持在其正确的操作位置，因此确保在歧管和选择器之间的密封。

优选地，歧管的通槽沿着第一和第二表面延伸开口的整个尺寸延伸部分。

附图简要说明

参考附图，从本发明的优选的非限制性实施例的以下详细描述中，本发明的这些和其它特征将变得更加显而易见，附图中：

-图1和图2是根据本发明的旋转分配器的两个不同的透视分解图；

-图3示出了形成前述附图的旋转分配器的一部分的歧管的俯视图；

-图4是通过图3的线IV-IV的横截面；

-图5示出了处于组装构造的图1和图2的旋转分配器的俯视图；

-图6是通过图5的线IV-IV的横截面；

-图7示出了具有包括前述附图的旋转分配器的分配装置的自动机器的工位的俯视图；

-图8示出了图7的工位的示意性侧视图，其中一些部分被切除以便更好地示出其他部分；

-图9示出了图8的操作头的第一实施例的放大的细节D，其中一些部分被切除以更好地示出其他部分；

-图10示出了图8的操作头的第二实施例的放大的细节D，其中一些部分被切除以更好地示出其他部分。

本发明的优选实施例的详细描述

图1至图6示出了根据本发明的旋转分配器13，其设计用于将压力流体(例如空气)分配给多个可移动的用户装置1。应当理解，根据本发明的旋转分配器13可以使用其他类型的流体、液体和气体，例如氮气，或其他气体、例如惰性的，或水，或其他液体。

作为示例，可移动用户装置1可以是用于搬运在自动机器(见图7和8)上处理的胶囊的各部件的分配设备或旋转工位的一部分，或者是填充或清洁转盘或工位的部分。在未示出的替代实施例中，旋转分配器13可用于用液体产品填充容器。

旋转分配器13包括第一元件2、选择器6和歧管9。

第一元件2与固定框架3相关联，并且具有通孔5，设计用于供给加压流体的流体源4(图6和图8中用方框示出该源)连接到通孔5。第一元件2包括具有底壁22a的环形凹部22。有利地，通孔5位于底面22a。

第一环形元件2设置有从环形凹部22突出的锁定销23。

选择器6具有多个开口7，所述多个开口7连接到用于连接到相应的可移动用户装置1的流体的通道的相应管道。

可移动用户装置1与选择器6成一体并可随其移动。

选择器6是环形的并且具有也是环形的中心座26。中心座26具有基部26a和侧壁26b。有利地，各开口7沿着中心座26均匀地形成和定位。

歧管9包括主体，主体具有外侧表面9a、内侧表面9b和从主体突出的环形突起10。歧管9在环形突起10处具有面向第一元件2的第一表面10a，并且在主体处在相对侧上具有面向选择器6的第二表面11。歧管9与第一元件2相关联，并且具有允许受压流体从第一元件2传递到选择器6的开口。有利地，第二表面11可以由联接至主体(如在图中的实施例中)的具有低摩擦系数的元件形成。

歧管9的开口具有尺寸延伸部分α，其能够同时接触选择器6(运动中)的预定数量的工作开口7，以允许流体朝向选择器6(运动中)的相同工作开口7穿过。在正常操作期间，选择器6相对于歧管9旋转，使得预定数量的开口7总是通过开口与源4流体连通。工作开口7的数量是歧管9的开口的尺寸延伸部分α(在这种情况下是角度)的函数。简言之，歧管的开口限定了可移动用户装置1的工作路径。

歧管9在旋转中通过销23被稳定地限制在第一元件2中，销23容纳在歧管9的第一表面10a上的孔24中。因此，歧管9相对于固定框架3旋转地固定，而选择器6可相对于固定框架3且因此相对于歧管9围绕旋转轴线旋转地移动。歧管9沿着旋转轴线相对于第一元件2轴向地脱离接合；换句话说，歧管9可以相对于第一元件2沿着旋转轴线移动。

一旦歧管9在旋转中相对于第一元件2被稳定地约束，则第一元件2的通孔5将面向歧管9的开口定位(图6)。

第一元件2、歧管9和选择器6(在该示例性实施例中)具有环形形状，并且沿着选择器6的旋转轴线依次同轴地上下定位。

在使用中，歧管9的环形突起10容纳在第一元件2的环形凹部22中，环形突起10的第一表面10a与第一元件2的底壁22a间隔开。此外，环形突起10的侧壁与环形凹部22的侧壁形成密封接触侧。一个或多个密封件可以设置在环形突起10的侧壁和环形凹部22的侧壁之间。第一密封室(其在使用中由加压流体填充)因此在第一元件2和歧管9之间形成。

在相对侧，歧管9的主体容纳在中心座26中。更具体地，主体的内侧表面9a和外侧表面9b以及歧管9的第二表面11设计成以密封的方式分别在中心座26的两侧壁26b和底部26a上滑动。

环形突起10的第一表面10a限定了歧管9的正推力表面，即，加压流体在其上施加指向选择器6的力的表面，或者换句话说，推动歧管9朝向选择器6的力，使得第二表面11以密封的方式接触中心座26的底部26a。

根据本发明，歧管9的开口由通槽12组成，通槽12在面向第一元件2的第一表面10上开口，并且也在面向选择器6的第二表面11上开口。

优选地，歧管9的通槽12沿着第一和第二表面10a和11延伸开口的整个尺寸延伸部分α。

槽12具有平行于流体流动的侧壁。

槽12不具有横向于流体流动的壁。换句话说，槽12没有底部。

优选地，由歧管9的第一表面10a上的通槽12形成的顶表面等于由歧管9的第二表面11上的通槽12形成的顶表面。

以通槽12形式成形的歧管9的开口代表本发明的优选实施例，因为通槽12不具有负推力表面，即加压流体在其上施加指向第一元件2的力的表面，或者换句话说，加压流体在其上施加将歧管9朝向第一元件2推动远离选择器6的力的表面。

换句话说，在附图所示的优选实施例中，歧管9，特别是通槽12具有零延伸长度的负推力表面。

歧管9的开口可以具有不同的形状，例如也可以是具有负推力表面的形状，但是根据本发明，这些负推力表面必须不引起大于用于向前移动的力的用于远离移动的力。换句话说，歧管9，特别是歧管9的开口被成形为使得通过该开口的加压流体在歧管9上施加用于向前移动的总力，即，朝向选择器6的力，这保证了歧管9和选择器6之间的密封，特别是在第二表面11和中心座26的底部26a之间的密封。

简而言之，存在于歧管9上的槽12允许流体的直接通过，而不会由于压力的作用而产生使歧管9从选择器6移开的力：这允许将歧管9稳定地定位在第一固定元件2与选择器6之间。

有利地，在歧管9与固定元件2之间插入弹性装置21，用于保持歧管9与选择器6持续接触(滑动)。

应当注意，在该实施例中，弹性装置21包括三个不同的弹簧。在未示出的替代解决方案中，弹性元件21可包括两个或更多个弹簧或推力元件，其被设计为将歧管9推抵选择器6。

三个弹簧以彼此相等的角度间隔设置，并且还各自通过相对端部定位在第一元件2的环形凹部22与歧管9的第一表面10a之间。

根据加压流体施加在正推力表面和负推力表面(如果存在)上的力，可以省略弹性元件。换句话说，如果加压流体在歧管9上施加用于向前移动的总力，这本身保证歧管9和选择器6之间的密封，则可以省略弹性元件。

因此，应当注意，供给到根据本发明的旋转分配器13的流体的压力的升高增加了作用在歧管9上并朝向选择器6推动歧管9的总移动力。换句话说，随着供给到旋转分配器13的流体的压力的升高，密封提高。

本发明还提供一种用于自动机械的分配装置(参见图7至10)，其包括如上所述的旋转分配器13和转盘。

优选地，这些自动机器设计成处理浸渍或提取产品(更优选地，咖啡、茶、甘菊、巧克力等)。

转盘包括主体14和多个用户装置1，每个用户装置1包括臂15和操作头16。

旋转分配器13在压力下将流体(气体或液体)分配到如上所述的多个用户装置1。

在所示的实施例中，主体14围绕轴线14Z(垂直)旋转，并且多个臂15定位成从主体14径向突出。

每个臂15配备有相应的操作头16，用于搬运在自动机器上处理的部件。在所示的实施例中，臂15和相应的操作头16因此限定了可移动的用户装置1。主体14连接到旋转分配器13，具体是连接到选择器6，用于绕轴线14Z一起旋转。

在未示出的替代实施例中，操作头16设计成分配加压流体，例如空气或其它惰性气体，例如氮气，用于清洁用于正在包装的浸泡或提取产品的一次性胶囊的边缘。

在未示出的另一替代实施例中，操作头16被设计成分配液体，例如用于填充容器或用于清洁自动机器的一部分。

在所示的并且再次作为非限制性示例的情况下，每个操作头16被设计成从成形和进给工位28拾取膜片27，并且在旋转一定角度之后，将膜片27释放在密封工位29，在该工位中膜片27将被定位并密封到在自动机器上处理的其它部件以形成成品(在这种情况下，膜片27被施加到用于浸泡或提取产品的容器的口部，未示出，以制成胶囊)。

对于每个臂15，分配装置包括定位在臂15上用于流体通过的第一管道8。

第一管道8在第一端处连接到旋转分配器13，具体是连接到选择器6，而在第二端处，第一管道8是自由的，也就是说，其允许将流体释放到臂15外部(简言之，第一管道8导向臂15的外部)。

有利地，在图9和10所示的优选实施例中，其中操作头16执行抽吸动作，每个第一管道8配备有具有减小尺寸的横截面的延伸部17。换句话说，具有减小尺寸的横截面的延伸部17具有横截面的变窄，即，流体的通道截面相对于其自身的上游和下游地带的截面尺寸减小的区域(参见图9和10)。

对于每个第一管道8，分配装置还包括将操作头16与对应的第一管道8连接的第二管道18。

有利地，在图9和10所示的优选实施例中，第二管道18连接到第一管道8的减小截面的延伸部17，用于通过文丘里效应在操作头16处产生朝向第一管道8的流体抽吸，在存在沿着第一管道8的流体通过时，朝向臂15的外部的方向抽吸。

因此，第一管道8限定文丘里管并且使得可以获得流体的加速度(因此压力减小)，以便确定在第二管道18处并且因此在操作头16处的抽吸(参见箭头F17和F18)。

优选地，分配装置包括供给旋转分配器13的加压流体源4，其构造成在第一管道8内产生加压流体的供给。

应当注意，根据图7至图10(例如)所示的优选实施例的每个操作头包括由相应臂15支承的抽吸表面16。

简而言之，在该优选实施例中，第二管道18在第一端处连接到具有第一管道8的减小横截面的延伸部17，并且在第二端处连接到抽吸表面16。

优选地，每个第二管道18相对于相应的第一管道8横向定位。

鉴于此，每个第一管道8和第二管道18在相应的臂15内部相交，并且以相应的第二端引导到臂15的两个不同点。每个第一管道8通向相应臂15的自由端，而相应的第二管道18(横向于第一管道8定位)通向抽吸表面16的中心。

应当注意，与连接到真空源的现有技术的旋转分配器不同，根据本发明的旋转分配器13允许操作头可操作地断开。换句话说，通过将加压流体输送到旋转分配器13，操作头的任何故障(例如，通过操作头拾取薄膜片27的失败)不会对存在于操作延伸部中的其它操作头产生影响，相反，其他操作头可以继续以最佳方式吸入。

图10中示出了分配装置的替代实施例。

在该替代实施例中，分配装置包括用于调节每个第一管道8的横截面的装置19。

调节装置19定位在每个第一管道8的横截面减小的延伸部17处。

鉴于此，调节装置19由用于控制装置(示出为方框)的单元20控制，以便增加或减小减小横截面的延伸部17的横截面，使得改变(增加或减小)通过第一管道8的减小截面的延伸部17中的流体的速度。

优选地，调节装置19包括横向定位在第一管道8内部的移动块30。移动块30由位于臂15内部的线性致动器31控制。

致动器31又连接到控制单元20，控制单元20基于(例如)与第一管道8内的压力的增加或减小相关的信号，可以向下或向上驱动移动块30，以增加或减少延伸部17的横截面，并且因此，增加或减少流体的速度，抽吸表面16的抽吸随之相对增加或减少。

延伸部17的横截面的调节可以有利地用于根据在工位中待处理的部件的更大或更小的刚度来改变抽吸。

如上所述，具有减小的横截面的延伸部17有利地用于在操作头16处产生抽吸，但是如果不要求抽吸则不是必要的。例如，如果需要通过操作头分配加压流体，例如用于在随后的用于将密封片的一部分27密封到颈部的操作之前清洁胶囊的颈部，或用于分配液体(用于填充或清洁目的)，可有利地省略具有减小的横截面的延伸部17。在这种情况下，第一管道8可以有利地流入第二管道18，使得其与操作头16直接连通。换句话说，第一管道8的第二端可以连接到第二管道18的第一端，以便形成将选择器6与操作头16连通的单个管道。

因此，在用户装置上游的分配装置配备有在压力下供给流体(空气、氮气、其他气体或液体)的旋转分配器，同时在用户装置的下游在压力下分配流体，或者通过进给管道中的通过文丘里效应产生负压的颈部(甚至可调节)产生抽吸。

此外，包括运行以产生抽吸的具有减小的横截面的延伸部的第一管道的分配装置，不受位于操作路径中的其他可移动用户装置的故障的影响，在沿着操作路径存在的所有可移动使用者中产生恒定的抽吸，而不管各可移动用户装置的状态如何。

这种类型的分布保证了通过操作头的部件的抓取和释放的高且恒定的质量，保持系统的各部件几乎不变。

为此必须增加旋转分配器的高可靠性，在这种情况下，旋转分配器必须仅仅压力下保持在操作工位的气动分配装置。

根据本发明的包括具有减小的横截面的延伸部17的分配装置的优选实施例也具有许多优点。首先，可以将横截面减小的延伸部定位在操作头附近，以便获得即时抽吸和减少的负载损失。还可以限制管道污染的问题。更具体地，应当注意，当第一管道被供给加压流体时，如何使得第一管道不会由于操作头的抽吸而变脏，使任何污染问题限于第二管道。

本发明还提供一种用于将加压流体分配到自动机器中的多个用户装置1的方法，包括以下步骤：

-制备如上所述的旋转分配器；

-制备转盘，包括旋转体14和多个用户装置1，每个用户装置包括臂15和操作头16；

-将旋转分配器连接到转盘，用于使用户装置1与旋转分配器流体连通；

-调节所述流体的压力，以便获得加压流体；

-在所述旋转分配器中引入所述加压流体；

-将加压流体选择性地供给到多个用户装置1。

有利地，该方法还包括：

-为每个用户装置1制备第一管道8，第一管道8具有位于相应臂15上的用于流体通过的具有减小的横截面的延伸部17；第一管道8在相关的第一端处连接到旋转分配器13，并且在相关的第二端处，允许流体释放到相应的臂15外部；

-为每个用户装置1制备备第二管道18，第二管道18在相关的第一端处连接到相应的第一管道8的减小横截面的相应的延伸部17，并且在相关的第二端处连接到相应的操作头16；

-通过抽吸拾取通过操作头16处理的部件；

-将正被处理的部件从第一点P1移动到第二点P2；

-选择性地停用将加压流体选择性地供给到第一管道8的步骤；

-由于选择性地停用将加压流体选择性地供给到第一管道8的步骤的步骤，在第二点P2处释放被处理的部件。

有利地，用于引入加压流体的旋转分配器是根据本发明的旋转分配器13。