将杆状物体装入容器的机器的制作方法

专利名称:将杆状物体装入容器的机器的制作方法
本发明涉及一种从一供料斗向容器中输送杆状物(如卷烟)的机器。
做为此类装填机，美国专利4487001和4489534号公开的装置是众所周知的。这些装置包括一供料斗，其中，水平贮放有许多卷烟，在供料斗的下部设有两排棒状件。每排棒状件都沿水平方向间隔设置。每排中相邻的棒状件限定了一卷烟的输出通道。在上排中限定的输出通道与在下排中限定的相应的通道垂直对准。因此，供料斗中的卷烟可以保持其水平状态，通过上下输出通道向下输出。
在这种装填机中，待装填卷烟的容器恰好处于供料斗下方。通过供料斗输出的卷烟不断堆积在容器中。而且，根据卷烟在容器中的堆积高度，容器可以不断降低。如上所述，如果容器不断降低，当卷烟装入容器时，卷烟落入容器或落到已堆积在容器上的卷烟上的距离就能尽量缩短。结果，卷烟堆积在容器中，可以可靠地保持其水平状态，如在供料斗中一样。
不过在上述机器中，在装填工序，供料斗中相邻的卷烟易于同时进入上排的输出通道。这样，该通道就被卷烟堵死了。因此，从供料斗向容器中装填卷烟就不能顺利进行。
如果通过上排输出通道输出卷烟的工作因此不能顺利进行，卷烟就不能有秩序地堆入容器，因而，减少了装入容器的卷烟数量。
当容器中装满卷烟时，必须停止从供料斗向容器中供给卷烟，同时，用一只空容器替换装满的那只。在上述机器中，构成上排或下排的棒状件在水平方向上移动，然后，定位于另一排相应输出通道的轴线上。另一排的输出通道就这样由移动后的棒状件封闭，因而停止了从供料斗向容器中供给卷烟。然而当一排棒状件如此移动时，一些即将从供料斗输出的卷烟，有时会被夹在上下棒状件之间而被损坏。
因此，本发明的目的是提供一种杆状物体装填机，它能够顺利地将杆状物输入容器，将其在容器中堆放好并在停止从供料斗中输出杆状物时，防止该杆状物可能受到的损伤。
上述目的可通过本发明的杆状物体装填机来达到。该装填机包括一设在供料斗下部的输出装置。输出装置具有多个沿水平方向间隔设置的隔墙，以限定出位于其间的输出通道。每一输出通道沿垂直方向延伸。该输出装置还具有多个恰好位于隔墙上表面上方的可转动的搅动辊，通过其转动，将供料斗中的杆状物送入输出通道，该装置还具有多个恰好位于隔墙下表面下方的可转动的止动辊。每一止动辊为扁圆形，其周边包括一对平行的平面。每一止动辊都如此安放，即，当杆状物从供料斗中输出时，其平面顺相应隔墙的两边延续。因此，相邻的止动辊限定了相应输出通道的延长部分。当这些止动辊沿同一方向转过90°时，其成对的弧面进入输出通道，将其下端的输出通道变窄，因此，阻止卷烟通过输出通道输出。
当装有上述输出装置时，供料斗中的杆状物就能通过搅动辊的转动正确地导入输出通道，就能通过输出通道顺利地输出。当一容器位于上述输出装置下方时，供料斗中的杆状物就能经过输出通道水平地输入容器，并均匀而有序地堆积在容器中。根据杆状物装填的数量，容器不断下降，直至装满杆状物。
当容器装满杆状物时，扁圆的止动辊沿同一方向转过90°。这样，输出装置的输出通道就被这些止动辊封闭，使得杆状物通过输出通道的输出或从供料斗中的输出停止。因此，通过沿同一方向转动止动辊而封闭输出装置中的输出通道的方式，使杆状物不会被夹在相邻的止动辊之间，从而可靠地防止了杆状物的损伤。
按照本发明，装填机可设置多个，位于止动辊下方且水平间隔放置的调整棒。他们在水平方向上以一定冲程往复运动。欲堆入容器的杆状物靠这些调整棒的往复运动，使在容器中每次堆入的杆状物调平，从而杆状物能够连续堆积并有序地装填在容积中。
上述容器象一个顶部和前边开口的盒子。当使用该容器时，本发明的装填机可设置一导板，用来封闭容器前面开口的一部分。该导板可在杆状物轴向往复运动，将已堆入容器的杆状物端部沿一垂直平面对齐。当采用该导板后，杆状物在容器中的堆积或装填，无论在其轴向还是径向都能非常圆满。
图1为包括一本发明卷烟装填机实施例的整个系统;
图2为显示一供料斗和一输出部分的放大图;
图3为显示供料斗和输出部分的剖视图;
图4为显示输出部其中一部分的立体图;
图5为显示在平台上的提升机构的示意图;
图6和图7为显示卷烟是如何装入容器中的放大的剖视图;
图8为显示卷烟是如何输入和输出该系统的示意图。
图1粗略地表示了装有本发明的向一容器中装入卷烟的装填机的整个系统。该系统与卷烟生产设备相连接，卷烟从该设备送入上述系统。因此，该系统设有卷烟接受部10。卷烟接受部10具有一对传送带12a和12b，他们在垂直方向上以一定间隔相对设置。过滤咀卷烟F从卷烟生产设备上以如下方式一根接一根地从传送带12a和12b之间供入，即，使卷烟垂直于传送带12a和12b排列。卷烟F由传送带12a和12b传送。贮室14设在传送带12a和12b的端部。经传送带12a和12b输送的卷烟F暂时贮存在贮室14中。
贮室14底部由环形传送带16的一部分构成。传送带16包括作为贮室14底部的下水平段16a，从下水平段16a通过弯曲段16b而连接的提升段16c，沿垂直方向向上延伸，从提升段16c通过弯曲段16d而连接的上水平段16e。环形海绵辅助传送带18与传送带16的提升段16c相邻设置并与其间隔开一距离而平行。提升段16c和辅助传送带18之间构成一通道，香烟F在其中被提升。而且，导板20设在贮室14和辅助传送带18之间，高于传送带16一段距离。另一导板22设置在弯曲段16d和上水平段16e端部之间，高于上水平段16e一段距离。当该系统设有传送带16和辅助传送带18时，贮室14中的卷烟F通过传送带16和18的运转而不断输出。从贮室14中输出的卷烟F被夹在传送带16的提升段16c和辅助传送带18之间并被提升，到达传送带16的上水平段16e。如图1所示，卷烟F以多层形式(约8层)从贮室14中输出。贮室14设有一检测器(未示出)，以检测贮存在贮室14中的卷烟数量，从卷烟生产设备输往贮室14的卷烟F的输送可由该检测器控制。系统的这些部分在图1中由打斜线的部分标出，表示卷烟F贮存和输送卷烟F的输送通道的位置。与导板20、22等一起限定输送通道的侧导板，除一部分外，在图1中并未示出。
图2详细表示了设在传送带16的上水平段16e下方的供料斗24。供料斗24包括一对侧导板26、28(见图2)和连接侧导板26和28的前、后板30、32(见图3)。侧导板26和28在中央部变窄。即，料斗24在中央有一颈部24a。图2中侧导板28的上端设在靠近传送带16的上水平段16e的端部(见图2)，使得通过上水平段16e和导板22之间的开口输出的卷烟F能被引入供料斗24。板34接到导板22的端部，以控制卷烟F的下落。板34上设有多个重物，它们通常从导板22下垂或垂入供料斗24。卷烟F的导臂36设在板34附近并可自由摆动地支持在其上端。从上水平段16e和导板22之间的开口输出的卷烟F可通过板34和导臂36顺利地导入供料斗24。特别是，每一卷烟F都能以水平状态落入供料斗24。
检测杆38可自由摆动地设在供料斗24的上部，以检测贮存于供料斗24中卷烟F的数量。当供料斗24中的卷烟F的数量越来越多时，检测杆38与板34和导臂36一起由贮存的卷烟F推动上摆，以其上端作为摆动中心。检测杆38摆动的位置或供料斗24中卷烟F的数量由一检测开关(未示出)检测。
输出部46设在供料斗24的下部。在描述输出部46之前，对供料斗24内部再稍加解释。供料斗24包括一第一分离导板40，它位于颈部24a和输出部46之间，一对第二分离导板42分别位于第一分离导板40的左下方和右下方。每一分离导板40或42的截面均为纺锤形，进入供料斗24的卷烟F在落入供料斗24时由第一和第二分离导板40和42分配。
输出部46构成了供料斗24的底部，卷烟F均匀地堆在输出部46上。输出部46包括多个位于第二分离导板42下方的中心辊48。中心辊48可转动地间隔排列在供料斗的宽度方向或水平方向上。多个垂直隔墙50间隔设置在中心辊48下方。每一隔墙50由在垂直于后导板30的方向上延伸的板件构成，相邻的两隔墙50限定了卷烟F的输出通道52。相邻隔墙50之间的间隔宽度应使卷烟F一根接一根地通过。每一隔墙50的顶和底面弯曲成弧形，以构成沿垂直于后导板30的方向延伸的槽(见图4)。搅动辊54直接地可转动地设置在每一隔墙50的顶面上方。相邻搅动辊54之间的间隔大致等于相邻隔墙50之间的间隔。止动辊56直接地可转动地设置在每一隔墙50的底面下方。与每一搅动辊54的圆形形状不同，每一止动辊56为扁圆形。具体来说，每一止动辊56的外表面由一直径稍大于搅动辊54的圆柱部分和两平行平面55构成。当止动辊56转动到其平面55垂直时，就构成了相应的隔墙50的延长部分(见图6)。即，相邻止动辊56限定了每一输出通道52的延长部分。但是，当止动辊56沿同一方向转过90°时，每一止动辊56的两个弧部稍稍伸进其相应的输出通道52，因而，阻止卷烟F从输出通道52中通过(见图7)。
输出部46还包括多个调整杆58，它们位于止动辊56的下方、如止动辊56那样，相邻的调整杆58在水平方向上间隔设置，调整杆58可以一定冲程在水平方向上往复运动。在本例中，每两个止动辊设置一调整杆58。
现对照图3和4说明上述辊48，54，56和调整杆58的驱动机构。轴48，54和56的辊轴48a，54a，56a相互平行，在供料斗24的前方排布(见图3)。这些辊轴48a，54a和56a象悬臂，由驱动机构的外壳60支承并可转动。图3可见，一对支承杆62朝每一隔墙50延伸，隔墙50通过这些支承杆62支承在外壳60上。构成供料斗24的前板32下部的导板64通过多个支承杆66支承在外壳60上。导板64上设有通孔(即剖开的部分)65，辊轴48a，54a和56a通过该通孔(见图3)。
小齿轮68a，70a和72a分别装在辊轴48a、54a和56的端部，这些小齿轮68a，70a和72a与其相应的齿条68b，70b和72b啮合，这些齿条可滑动地支承在外壳60上并能沿垂直于每一辊轴的轴线方向运动。
齿条70b通过曲臂74与齿轮76相连(见图4)。齿轮76通过中间齿轮78与主动齿轮80啮合。主动齿轮80安装在驱动马达82的输出轴84上。当马达82转动时，主动齿轮80的转动通过中间齿轮78传递到齿轮76上，使齿轮76以某一方向转动。齿轮76的转动通过曲臂74转变为齿条70b的往复运动，因此，通过小齿轮70a和辊轴54a的作用使搅动辊54在前后方向上转动。图4中由点划线所示，与中心辊48相连的齿条68b通过曲臂90与齿轮88相连。齿轮88通过中间齿轮86与齿轮76啮合。因此，中心辊48也象搅动辊54那样沿前后方向转动。主动小齿轮94a直接与和止动辊56相连的齿条72b啮合，轮94a安装到可前后转动的旋转致动器94的输出轴上。当主动小齿轮94通过旋转致动器94而转动一定次数后，止动辊56通过齿条72b，小齿轮72a和辊轴56a转过90°。
调整杆58与位于供料斗24和外壳60之间的水平臂92相连(见图3)。水平臂92被支承并与上述齿条相同方向自由地往复运动。支承水平臂92的装置未示出。水平臂92的一端由枢轴连接到凸杆92b的上端(见图4)。凸杆92b向下延伸并由枢轴连接到其下端的固定支座96上、凸轮随动轮98可转动地装在凸杆92b的中部。凸轮100与凸轮随动轮98接触。凸轮100装在马达82的输出轴的最前端。复位弹簧102的一端连接到凸杆92b上，另一端连到固定的壁上(未示出)。凸轮随动轮98由复位弹簧102作用与凸轮100处于常接触状态。当凸轮100由驱动马达82转动时，凸杆92b摆动一角度，使水平臂92或调整杆58能往复运动一冲程即仅仅移动隔墙50的宽度。
如图3所示，调整导板104位于导板64之下。调整导板104构成供料斗24的前板32的一部分，这类似于导板64，但与导板64的不同之处是它可以沿供料斗24内的卷烟F的轴向，即其纵向往复运动。调整导板104是通过多个支承杆106由外壳60支承的。这些支承杆106可滑动地穿过外壳60的壁并可相对于外壳60前后往复运动。如图4所示，支承杆106从调整导板104起延伸至外壳60，在水平臂92下面通过，故它们不会妨碍水平臂92的往复运动。水平臂92仅通过在其两端的滑动轴承92a被支承在它的支承件上。在调整导板104的上端部分带有切去部分或切口，所以不会妨碍调整杆58沿水平方向的往复运动。
输入螺杆108可旋转地支承在外壳60上，如图3所示。皮带轮110安装在输入螺杆108的一端。与皮带轮110相关的皮带轮112安装在搅动辊54的一个辊轴54a的端部，驱动皮带114绕在皮带轮110和112上。不能转动的载件116旋在输入螺杆108上并连接在伸进外壳60内的支承杆106的一端。如前所述，当搅动辊54往复旋转时，它们的往复转动通过皮带轮110，112和驱动皮带114传递到输入螺杆108上，然后输入螺杆108相应地往复转动。这样载件116在输入螺杆108上往复运动，所以调整导板104在支承杆106的作用下可以往复运动。
容器118位于供料斗24之下。大致如图1所示，容器118是一个顶部和前侧敞开的盒体。图2所示的容器118的所处位置封闭了供料斗24的下部和后部。图2和图3所示容器118，其内部底面位于调整杆58之下。
另一方面，容器118置于母盘120上，母盘120置于平台122上。平台122可以被升高，在图2和图3中，平台122处于其最高位置。
平台122的提升机构214将参照图5描述。提升机构214包括固定在一个基座(未示出)上的向前转动和也可反向转动的旋转致动器216。链轮218安装在旋转致动器216的输出轴上。在图5所示的例子中，另一个与链轮218相关的链轮220位于旋转致动器216之下。链222绕在这两个链轮218和220上。
星轮124和链轮126同轴地安装在链轮220的轴上。出于简化的目的，图5示出了与星轮124和链轮126分开的链轮220，在星轮124的整个圆周上有一组齿。一对棘爪128和130分别位于星轮124的上边和下边，将星轮124夹在它们之间。棘爪128和130可以与气缸132的动作同步地上下运动。在图5中，位于上侧的棘爪128与星轮124啮合以防止后者的旋转。数字134标明了棘爪128和130的复位弹簧。
链136悬挂在与星轮124同轴安装的链轮126上。链136的一端通过连接支架138连接在平台122上，而其另一端连接在有一定重量的重物140上。
根据具有上述结构的提升机构114，棘爪128和130每隔一定的时间间隔交替地与星轮124啮合，这取决于气缸132的动作。在始于棘爪之一从星轮124上脱开，终于另一个棘爪与星轮124啮合的这样一个期间内，星轮124可以自由地旋转，故平台122和母盘120及容器118一起，在其自身重量作用下，可间歇地下降一定的距离。在平台122到达最低位置后，为了将平台122提升到最高位置，首先气缸132缩回，将棘爪130从星轮124脱开，当棘爪130脱开的同时，另一个固定在棘爪128附近的气缸131伸出，该气缸131的活塞杆与棘爪128啮合，从而防止棘爪128在复位弹簧134作用下与星轮124啮合。当旋转致动器216在这种状态下旋转时，链轮126与星轮124一起转动从而将平台122通过链136提升。图5中的数字123代表为平台122导向的导杆。
现参照图6和图7描述将卷烟F从供料斗24装填进容器118的过程。如图6所示，空容器118正好位于供料斗24之下，即位于其最高位置。如图6所示当止动辊56被导向而形成隔墙50的延长部分时，在供料斗24内的卷烟F通过隔墙50之间限定的输出通道52向下落到容器118的底面上。此时，中心辊48和搅动辊54也被往复转动。所以，供料斗24内的卷烟F主要在搅动辊54的旋转作用下被拉入和引入输出通道52。结果，供料斗24内的卷烟F均匀地通过输出通道52排出，故提高了在每一个小时内将卷烟F装填进容器118内的效率。
通过输出通道52排出的卷烟F被顺序地叠置在容器118内。如图6所示，位于止动辊56下面的调整杆58，在卷烟F进入容器118内的排料过程中，在水平方向上被往复运动。所以，使得排进容器118内的卷烟F在这些调整杆58的往复运动作用下很平整，故能够使得卷烟F被有次序地叠置在容器118内。
另一方面，容器118在上述提升机构214的作用下逐步地和间歇地下降，这取决于装入容器118内的卷烟F的数量，这样就能使卷烟F以良好的次序被叠置在容器118内，直到容器118被这样叠置的卷烟F充满。而且，当容器118被间歇下降时，调整导板104将随着中心辊48和搅动辊54的往复转动而往复运动。这样容器118内的卷烟F的端部在调整导板104的作用下调整到同一个垂直平面。
当容器118被卷烟F充满时，如图7所示，止动辊56以同一个方向转动90°。所有的输出通道52就被封闭，如图7所示，这样就停止了将卷烟F从供料斗24供入容器118。止动辊56以同一方向同步地转动。所以卷烟F不会被夹在止动辊56和隔墙50之间，从而不会损坏任何卷烟F。
已经装满卷烟F的容器118从供料斗24下面传送走并放在一个拖车142上。然后将空容器118从拖车142上供给供料斗24，并将空容器118置于上述的最高位置。以后，如上所述，重复卷烟的装填过程。
参照图5和图8，下面详细描述容器118在拖车142和供料斗24之间的运动。如图5所示，容器118的载件144位于供料斗24(它在图5中未被示出)的上方。载件144通过支承在顶板上的环形链146可以在供料斗24和拖车142之间往复运动。载件144有一对夹具148a和148b，它们可使载件144夹持住容器118。当载件144移动到拖车142上方时，它就可以借助于它的夹具148a和148b夹持住拖车142上的一个空容器118。然后当载件144返回时，空容器118在从拖车142到供料斗之间延伸的导轨板141上导向并被保持在母盘上，如图2和图3所示。然后母盘120处于供料斗24后面的位置A处，如图8所示。此时，母盘120也被置于提升台170上，它将在后面描述。然后由前推器152将空容器118和母盘120一起向前推，从而使得空容器118位于图2所示的最高位置，即处于图8所示的位置B。前推器152的驱动机构示于图8中，它包括一对位于前推器152前后，相互分开的链轮154，与前推器152连接并绕在链轮154之间的环形链156，同轴地安装在一个链轮154上的链轮158，位于链轮158下面的链轮160，绕在链轮158和160上的环形链162，和与链162连接的气缸164。当前推器152的驱动机构具有上述构造时，在气缸164的作用下，前推器152可以通过链162和156往复运动。当空容器118被前推器152朝前推时，预先起动一对图5所示的导轨166，并通过气缸使其定位于母盘120的前侧，从而给母盘120导向。当容器118从位置A移动到位置B时，另一个空容器将定位于位置A处。
如上所述，容器118在位置B处装填卷烟F，并随着越来越多的卷烟F的装填，容器118与母盘120一起随着平台122的降落而从位置B下降到位置C。当已经装满卷烟F的容器118到达位置C时，如前所述就停止从供料斗24向容器118供给卷烟F，另一个位于位置A的空容器118由前推器152移动到位置B，并由成对的导轨166保持在那里。提升台170然后下降到图8中实线所示的位置。
另一方面，已装满卷烟F的容器118与母盘120一起由回推器168推动，回推器168由气缸174驱动。装满的容器118就被置于提升台170上，然后定位于D处。使用一对类似于导轨166的导轨(未示出)将容器118从位置C导向位置D。与母盘一起位于D处的装满的容器118通过升起提升台170而移动到图8中的位置A。同时平台122从其降低的位置升高到其最高位置，从而使得空容器118与母盘120一起被置于平台122上。此时母盘120从成对的导轨166上脱开，并如前所述，重复对空容器118装填卷烟的过程。
已经位于位置A的完全装满的容器118被导轨板141导向，并由载件144从母盘120移动到拖车142上。在完全装满的容器118返回到拖车142上后，该拖车142被向前移动这样一个相应于一个容器的距离，从而可以使一个其上的空容器118能被夹持到导轨板141上。其后，一个新的空容器118被类似地从拖车送到位置A，并被保持在那里，然后根据上述过程运动。
权利要求
1.将杆状物装填进容器的机器，包括一个供料斗(24)，其中水平叠置多个杆状物；一个位于供料斗(24)下面的输出部分(46)，将杆状物从供料斗内排入容器(118)；和随着向容器(118)装填越来越多的杆将物而逐步降低所述容器(118)的装置；这种机器的特征在于所述输出部分(46)包括一组间隔排列并限定输出通道(52)的隔墙(50)，通过输出通道在供料斗(24)内的杆状物一个挨一个地排出；将所述供料斗(24)内的杆状物平滑地导入输出通道(52)的导向装置；一组止动辊(56)，每个止动辊都可旋转地位于其相应的隔墙(50)的正下方，止动辊(56)的形状使得当其处于第一转动位置时，它们相应的输出通道(52)的下端完全敞开，而当其于第二转动位置时，所述止动辊(56)本身伸入它们相应的输出通道(52)的下端以减小输出通道(52)的宽度，从而阻止杆状物通过输出通道(52)排出；和将所述止动辊(56)转动到或是第一转动位置或是第二转动位置的转动装置(72a，72b，94)。
2.根据权利要求
1所述的机器，其特征在于每个所述止动辊(56)是这样形成的，即通过对一个圆柱形杆件进行切削形成一对相互平行的平面(55)和一对弧形表面，并当这样形成的所述止动辊(56)处于第一转动位置时，它们成对的平面(55)从它们相应的隔墙两侧延伸。
3.根据权利要求
2所述的机器，其特征在于每个隔墙(50)在其下表面端有一个半圆形槽，以便与相应的止动辊(56)的弧形表面一致。
4.根据权利要求
3所述的机器，其特征在于所述转动装置(72a，72b，94)同时以同一方向转动所有的所述止动辊(56)，使它们从第一个转动位置转动到第二个转动位置。
5.根据权利要求
1所述的机器，其特征在于所述导向装置包括多个搅动辊(54)，每个搅动辊(54)都可旋转地位于相应的隔墙(50)的正上方。
6.根据权利要求
5所述的机器，其特征在于搅动辊(54)都同时地往复转动一个预定的角度。
7.根据权利要求
1所述的机器，其特征在于所述机器还进一步包括调整杆状物的装置(58)，从而当杆状物供入所述容器(118)内时使杆状物有次序地叠置于容器内。
8.根据权利要求
7所述的机器，其特征在于所述调整装置包括多个调整杆(58)，它们比杆状物的直径长并位于所述止动辊(56)下面，沿水平方向间隔排列，还包括同时地驱动调整杆(58)的装置，从而使调整杆(58)沿水平方向以一定的行程往复运动。
9.根据权利要求
8所述的机器，其特征在于所述容器(118)是盒形的，所述容器在顶部和朝着其中的每个杆状物一个端面的那侧是敞开的，所述的调整装置包括一个覆盖所述容器(118)敞开侧的一部分的调整导板(104)，和驱动所述调整导板(104)的装置，它使调整导板(104)沿所述容器内杆状物的轴向往复运动，从而将所述容器内的杆状物的端部调整到同一个垂直平面内。
专利摘要
一种将卷烟装进容器的机器，包括一个供给卷烟的供料斗，一个位于供料斗下部的输出部分，卷烟通过该部分排入容器。输出部分包括一组垂直地间隔排列的隔墙，从而限定输出通道，还包括一组位于相应隔墙正下方的可旋转的止动辊。当止动辊处于第一转动位置时，其成对的平面从相应隔墙的两侧延伸从而完全敞开相应的输出通道。当止动辊处于第二转动位置时，其成对的弧形面伸入相应的输出通道从而减小每个输出通道的宽度。
文档编号B65B19/00GK87107415SQ87107415
公开日1988年8月17日 申请日期1987年12月30日
发明者花田雄, 小林英机 申请人:日本烟草产业株式会社