专利名称：可变容量储存器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变容量储存器。
本发明可在香烟可变容量储存器中发挥优势，下面的描述将仅仅作为实例对其进行参照。
背景技术：
在香烟包装中，会在香烟制造机和包装机之间插入一个可变容量香烟储存器，以补偿所生产香烟数目和所包装香烟数目之间的差别。
在专利EP-0738478-B1、专利US-5413213-A1、专利申请WO-9944446-A1或专利申请WO-03026988-A1中描述了FIFO型可变容量香烟储存器(先进先出，即进入储存器的第一根香烟也会第一个出来)的一个实例。在上述文件中所述类型的储存器包括沿香烟进给路径串联布置的输入站和输出站；具有传送支路和返回支路的环形传送带；以及用于以互补方式调整传送支路和返回支路长度的调整设备。传送带由至少一个电动机驱动以沿着传送支路供给香烟，并与一系列固定导轨啮合以保持传送带位于所需位置。
现已发现，上述类型的香烟储存器中的传送带容易出现相对较频繁的破损。为解决该问题而所做的一种尝试是限制由电动机传递到传送带的最大转矩。然而，尽管这样，传送带的破损仍然是一个经常出现的问题，特别是在储存器为空或不是非常满时。试验显示，当储存器基本上为空时相当长度的返回支路会导致出现破损，这样返回支路传送带就趋于摆动，从而增大了传送带在沿返回支路的一个固定导轨中堵塞的可能性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可变容量储存器，该储存器设计用来消除上述缺陷，并且特别是其生产便宜而容易。
根据本发明，提供了一种可变容量储存器，包括带式输送机；用于调整所述带式输送机的储存容量的调整装置；以及向所述带式输送机传递力以移动带式输送机的致动装置；所述致动装置具有用于限制传送到带式输送机的力的最大值的限制装置；储存器的特征在于，所述限制装置确定储存器的填充水平，并作为储存器的填充水平的函数确立传送到带式输送机的力的最大阀值。
下面将参照附图以实例的形式描述本发明的一个非限制性实施例，其中图1以透视的形式显示了依照本发明的可变容量储存器的示意图；图2以透视的形式显示了图1中的储存器，其中为简明起见而移开了某些零件；图3显示了图1中储存器的细节的较大尺度的平面图；图4显示了图1中储存器的较大尺度的前剖视图；图5显示了图1中储存器的侧视图，其中为简明起见而移开了另外一些零件；图6显示了图1中储存器的致动设备的局部剖开侧视示意图；图7显示了图6中致动设备的细节的平面图；图8显示的图显示了在图1中储存器的两个控制数量之间的相关性。
具体实施例方式
图1中的编号1整体上表示用于香烟2的可变容量储存器，它包括用于香烟2的输入站3和输出站4，并且其中输入站3和输出站4沿香烟2的进给路径串联布置。更具体地，储存器1是FIFO型可变容量香烟储存器，即储存根据要求在给定范围内变化的多根香烟2，并将在输入站3处首先进入储存器1的香烟2供应到输出站4。
储存器1从位于输入站3并且连接到制造机(未显示)的输出端的输入传送带(未显示)接收大量以连续流的形式散装布置的香烟2，并且将香烟2供应到位于输出站4并且连接到包装机(未显示)的输入端的输出传送带上。
储存器1包括由环形带6限定的环形传送带5，环形带6具有基本上为矩形的截面和两个相对的主侧面，其中一个侧面是用于在香烟2运行穿过储存器1时支撑它们的传送面7。传送带5包括传送支路8，它与输入和输出传送带一起限定了香烟2在制造机和包装机之间的进给路径，它从位于输入站3处的输入滑轮9延伸到位于输出站4处的输出滑轮10，并且从输入站3向输出站4传送香烟2。传送带5还包括从输出滑轮10延伸到输入滑轮9的返回支路11。
储存器1还包括调整组件12，它用于以互补分方式调整传送支路8的长度和返回支路11的长度，从而调整传送带5在储存器1中的容量，调整组件12包括与传送支路8相关联的调整设备13以及与返回支路11相关联的补偿设备14。
调整设备13包括由平行六面体形箱体15限定的固定框架，箱体15的顶面装配有在输入站3和输出站4之间延伸的直导轨16，在它上面滑动着滑块17，滑块17用于支撑具有纵轴19的活动滚筒18。直导轨16还支撑一个固定滚筒20，滚筒20刚性地连接到直导轨16上，具有一个纵轴21并且位于输入站3附近。
如图4所示，每个滚筒18、20都包括垂直的角度固定的中心轴22，中心轴22装配有若干等距间隔开的滑轮23；每个滑轮23包括以松散和轴向固定的方式装配到轴22上的中心毂24，以及与轴22和相关毂24同轴并用于支撑带6的外边缘25。
补偿设备14完全容纳在箱体15内部，位于调整设备13之下。更具体地，如图2所示，补偿设备14包括两个同轴的固定滚筒26，它们具有各自的水平轴27并且在固定滚筒20处刚性地连接到导轨16上；以及两个同轴的活动滚筒28，它们具有各自的水平轴29并且装配到沿导轨16的底部滑动的滑块30上。更具体地，直导轨16由正方形箱部(更清晰地显示于图4中)限定，其顶部支撑着滚筒20并通过滑块17支撑滚筒18，其底部在一个固定位置支撑固定滚筒26，并通过滑块30支撑活动滚筒28。
如图3和图4所示，滚筒26和28位于导轨16的相对侧，它们各自的轴线27和29均垂直于导轨16；每个滚筒26、28均包括轴31，多个沿轴31等距间隔开的滑轮32松散地装配到轴31上，并且具有各自的外槽，这些外槽的宽度大致等于但不小于带6的宽度。除了两个活动滚筒28之外，滑块30还支撑着跨越导轨16松散装配的滑轮33以围绕一个垂直轴线自由旋转，并允许带6从位于导轨16一侧的活动滚筒28到位于导轨16另一侧的活动滚筒28穿行。更具体地，带6从位于导轨16一侧的活动滚筒28穿行到位于导轨16另一个侧的活动滚筒28是通过围绕滑轮33缠绕在边缘的带6而实现的。
如图5所示，支撑活动滚筒18的滑块17和支撑活动滚筒28的滑块30由连接设备34机械地连接起来，连接设备34设计成使得滑块17的每个运动都对应于滑块30在相反方向的相同运动。更具体地，连接设备34包括围绕两个端部滑轮36环形闭合的环形带35，滑轮36松散地装配到箱体15上以围绕各自的水平轴自由旋转；滑块17和滑块30机械地连接到带35上，这样滑块17的每个运动都对应于滑块30在相反方向的相同运动。
如图1所示，输入滑轮9通过致动设备37围绕其水平轴旋转以在输入站3处驱动带6，输出滑轮10通过基本上与致动设备37相同的致动设备38围绕其水平轴旋转以在输出站4处驱动带6。
沿着传送带5的传送支路8，带6围绕两个滚筒18和20盘绕以形成垂直螺旋，螺旋的每一圈都由两个对应的滑轮23支撑。沿着传送支路8，带6放置成传送面7朝上，并沿着线圈放置在滚筒18和20的边缘上，并且平伸地倚靠在滑轮23的边缘25上。沿着传送带5的返回支路11，带6围绕滚筒26和28盘绕以形成水平螺旋，螺旋的每一圈都由相应的滑轮32支撑。
在实际使用中，香烟2在输入站3处连续地供应到传送带5的传送支路8上，并由传送支路8供应到输出站4，在这里进入储存器1的第一批香烟从储存器1中供给出来。
在正常操作条件下，供应到输入站3的香烟2的数目等于由传送带5供应到输出站4的香烟2的数目，这样由致动设备37在输入站3处给予带6的速度就等于致动设备38在输出站4处给予带6的速度，并且滚筒18和20之间的距离保持不变。
当供应到输入站3的香烟2的数目大于在输出站4吸收的香烟数目时，由致动设备37在输入站3处给予带6的速度就大于致动设备38在输出站4处给予带6的速度，这样活动滚筒18就移动离开固定滚筒20以增大传送支路8的长度；并且，为补偿传送支路8的长度的增大，活动滚筒28就朝固定滚筒26移动，从而对返回支路11的长度进行互补的减小。换句话说，当供应到输入站3的香烟2的数目大于在输出站4处吸收的香烟2的数目时，输入滑轮9就给予带6比由输出滑轮10给予带6的速度更大的速度，这样滑块30上的活动滚筒28就朝固定滚筒26拉动，从而减小了返回支路11的长度。依靠连接设备34，滑块30的每个运动就对应于滑块17的相等的反向运动，该反向运动增大了活动滚筒18和固定滚筒20之间的距离，并因而增大了传送支路8的长度，以补偿返回支路11的长度的减小。
相反地，当供应到输入站3的香烟2的数目小于在输出站4处吸收的香烟2的数目时，由致动设备37在输入站3处给予带6的速度就小于致动设备38在输出站4处给予带6的速度，这样活动滚筒18就朝固定滚筒20移动以减小传送支路8的长度；并且，为补偿传送支路8长度的减小，活动滚筒28离开固定滚筒26，从而对返回支路11的长度进行互补的增大。换句话说，当供应到输入站3的香烟2的数目小于在输出站4处吸收的香烟2的数目时，输入滑轮9就给予带6比由输出滑轮10给予带6的速度更小的速度，这样滑块17上的活动滚筒18就朝固定滚筒20拉动，从而减小了传送支路8的长度。依靠连接设备34，滑块17的每个运动就对应于滑块30的相等的反向运动，该反向运动增大了固定滚筒26和活动滚筒28之间的距离，并因而增大了返回支路11的长度以补偿传送支路8的长度的减小。
非常重要的是应该注意到，传送支路8和返回支路11的长度仅仅是由连接到输入滑轮9上的致动设备37和连接到输出滑轮10的致动设备38通过拉紧带6而改变的。连接设备34是辅助性的，在于当传送带5的结构给定时，其将活动滚筒18(滑块17)的运动与活动滚筒28(滑块30)的运动相联系的功能在输入滑轮9和输出滑轮10之间出现速度差时都会自动执行。连接设备34的唯一用途是辅助将活动滚筒18的运动与活动滚筒28的活动联系起来，这样连接设备34就是可选的。
图6和图7显示了用于旋转输入滑轮9的致动设备37的细节。因为用于旋转输出滑轮10的致动设备38与致动设备37相同，所以对致动设备37的具体描述适用于两者。致动设备37包括轴39，轴39由与箱体15形成一体的框架40机械地支撑并且其中插入了至少一个轴承41；轴39的一端装配到滑轮9上，并且轴39的相反一端连接到机械减速器42上，用于从电动机43向轴39传递运动。减速器42支撑电动机43，它又由轴39支撑，并机械地连接到框架40上，且其中插入载荷单元44，用于实时测量由减速器42传递到轴39的转矩，并因而测量由输入滑轮9传送到带6的力。更具体地，载荷单元44在一侧连接到框架40上，在另一侧连接到与减速器42刚性连接的变速器构件45上。
因此致动设备37和致动设备38具有各自的载荷单元44，用于分别实时测量传送到输入滑轮9和输出滑轮10的转矩，并因而测量在带6和滑轮9和10之间不存在滑动时由输入滑轮9和输出滑轮10分别传送到带6的力。
在储存器1的正常操作条件下，控制单位46驱动着致动设备37在输入站3处移动带6，移动速度取决于提供给输入站3的香烟2的数目，即作为由制造机(未显示)提供的香烟2的数目的函数；并且，类似地，控制单位46驱动着致动设备38以在输出站4处移动传送带6，移动速度取决于从输出站4取出香烟2的数目，即作为由包装机(未显示)吸入香烟2的数目的函数。
为避免使带6承受过多潜在具有损害的机械应力，驱动致动设备37和38的控制单元46限制传递到带6的最大力，即，限制传递到输入滑轮9和输出滑轮10的最大转矩。传递到带6的力的最大阀值S，即传送到带6上的力不能超过的值并非常数，而是取决于储存器1的填充水平GR。更具体地，控制单位46中的存储器储存一个表或数学函数，它给予储存器1的每个填充水平GR一个相应的传送到带6的力的最大阀值S。
在实际使用中，控制单元46以预定的速率确定储存器1的填充水平GR，并因而测定传送到带6的力的最大阀值S；在对致动设备37和38进行驱动时，传送到带6的力的最大阈值S由控制单元46用于将传送到带6的力限定于阀值S。
在控制单元46的存储器中储存的给予储存器1每个填充水平GR一个相应的传送到带6的力的最大阀值S的表或数学函数是通过理论和/或实验方法设计的，这样储存器1的每个填充水平GR就分配了一个相应的传送到带6的力的最大阀值S，该阀值是储存器1的正确操作所需的最小值。
作为实例，图8显示了储存器1的填充水平GR(y轴)和传送到带6的力的最大阀值(x轴)之间一种可能的相关性。如图8中清楚地显示的那样，传送到带6的力的最大阀值S在对应于储存器1的最小载荷状态的非零最小值和对应于储存器1的满负荷或最大负荷状态的最大值之间线性地变化。非常重要的是应当注意到，在实际的使用中，储存器1中永远不会没有香烟2，因为出于明显的物理原因，传送支路8的长度决不会为零。
控制单元46通过对输入滑轮9和输出滑轮10之间速度差的时间分析来确定储存器1的填充水平GR。换句话说，输入滑轮9和输出滑轮10之间速度差的时间积分会给出一个与储存器的填充水平GR成正比的数字。这实质上意味着将储存器1的填充水平GR确立为离开储存器1的香烟2的数目和进入储存器1的香烟2的数目之差的函数。或者，储存器1可配备传感器，该传感器用于确定储存器1的填充水平GR作为活动滚筒18沿导轨16并因而相对于固定滚筒20的位置的函数。换句话说，活动滚筒18和固定滚筒20之间的距离越大，储存器1就越满。
在一个替换实施例中，与由载荷单元44测量相反，由每个减速器42传递到各个轴39的转矩，因而由输入滑轮9或输出10传送到带6上的力，基于上是基于由相关电动机43输出的电流而测定的。
在另一个实施例中，传递到带6上的力是由直接装配到带6上的传感器如载荷单元直接实时测量的。
试验显示，如上所述的储存器1在任何操作条件下都具有低破损率，尤其是当储存器1为空或填充得很少时。
如上所述的储存器1很显然可以用来储存器除香烟2之外的其它物品，例如过滤嘴部、小包香烟、糖果或制造或金属加工工业中的半成品零件。
权利要求
1.一种可变容量储存器，包括带式输送机(5)；用于调整所述带式输送机(5)的储存容量的调整装置(12)；以及向所述带式输送机(5)传递力以移动带式输送机(5)的致动装置(37，38)；所述致动装置(37，38)具有用于限制传送到带式输送机(5)的力的最大值的限制装置(46)；储存器(1)的特征在于，所述限制装置(46)确定储存器(1)的填充水平(GR)，并作为储存器(1)的填充水平(GR)的函数确立传送到带式输送机(5)的力的最大阀值。
2.如权利要求2所述的储存器，其中所述带式输送机(5)为环形并且包括传送支路(8)和返回支路(11)；配备所述调整装置(12)来以互补的方式调整传送支路(8)和返回支路(11)的长度。
3.如权利要求1所述的储存器，其中限制装置(46)具有传感器装置(44)，用于实时测量由致动装置(37，38)传送到带式输送机(5)的力的值。
4.如权利要求3所述的储存器，其中所述带式输送机(5)包括传送带(6)，并且所述传感器装置(44)装配到所述带(6)上。
5.如权利要求3所述的储存器，其中限制装置(46)控制致动装置(37，38)以防止传送到带式输送机(5)的力的值超过最大阀值(S)。
6.如权利要求1所述的储存器，其中限制装置(46)将储存器(1)的填充水平(GR)确定为离开储存器(1)的物品(2)的数目和进入储存器(1)的物品(2)的数目之差的函数。
7.如权利要求1所述的储存器，其中配备了传感器来测量储存器(1)的填充水平(GR)，并且传感器连接到限制装置(46)上。
8.如权利要求1所述的储存器，其中储存器(1)的填充水平(GR)和传送到带式输送机(5)上的力的最大阀值(S)之间的相关性是线性相关。
9.如权利要求8所述的储存器，其中传送到带式输送机(5)的力的最大阀值(S)在对应于储存器(1)的最小负载状态的非零最小值和对应于储存器(1)完全充满的最大值之间线性变化。
10.如权利要求1所述的储存器，其中传送到带式输送机(5)的力的最大阀值(S)在对应于储存器(1)的最小负载状态的非零最小值和对应于储存器(1)完全充满的最大值之间变化。
11.如权利要求2所述的储存器，包括输入站(3)、位于输入站(3)并且连接到带式输送机(5)上的输入滑轮(9)、输出站(4)、位于输出站(4)并且连接到带式输送机(5)上的输出滑轮(10)；从输入滑轮(9)延伸到输出滑轮(10)的传送支路(8)，以及从输出滑轮(10)延伸到输入滑轮(9)的返回支路(11)；致动装置(37，38)包括连接到输入滑轮(9)上的第一致动设备(37)和连接到输出滑轮(10)上的第二致动设备(38)。
12.如权利要求11所述的储存器，其中限制装置(46)限制由每个致动设备(37；38)传送到带式输送机(5)上的力的最大值。
13.如权利要求11所述的储存器，其中每个致动设备(37；38)包括轴(39)，轴(39)的一端装配到各自滑轮(9；10)上，相对端机械地连接到由轴(39)机械地支撑的电致动器(42，43)上；电致动器(42，43)连接到固定框架(40)上，其中插入了载荷单元(44)用于实时测量由电致动器(42，43)传送到轴(39)上的转矩的值。
14.如权利要求13所述的储存器，其中载荷单元(44)在一侧连接到固定框架(40)上，在另一侧连接到变速器构件(45)上，变速器构件(45)刚性地连接到电致动器(42，43)上。
15.如权利要求11所述的储存器，包括控制单元(46)，该控制单元(46)用于驱动第一致动设备(37)从而在输入站(3)处移动带式输送机(5)，其速度取决于供给到输入站(3)的物品(2)的数目，还用于驱动第二致动设备(38)从而在输出站(4)处移动带式输送机(5)，其速度取决于从输出站(4)取出的物品(2)的数目。
16.如权利要求2所述的储存器，其中传送支路(8)围绕至少一对第一滚筒(18，20)形成至少一个第一螺旋，返回支路(11)围绕垂直于第一滚筒(18，20)的至少一对第二滚筒(26，28)形成至少一个第二螺旋。
全文摘要
一种可变容量储存器(1)，具有环形带式输送机(5)，环形带式输送机(5)又具有传送支路(8)和返回支路(11)；用于以互补的方式调整传送支路(8)和返回支路(11)的长度的调整组件(12)；和至少一个致动设备(37；38)，用于向带式输送机(5)传送力以移动带式输送机(5)，并且具有限制设备(46)，用于利用确立为储存器(1)填充水平(GR)的函数的最大阀值来限制传送到带式输送机(5)的力的最大值。
文档编号A24C5/35GK1608959SQ200410083409
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月8日 优先权日2003年10月3日
发明者马里奥·斯帕塔弗拉 申请人:吉第联合股份公司