CN1009909B - 向包装机供给包装材料卷的设备 - Google Patents

Abstract

为了将材卷(11)传送给包装机(10)换卷装置(12)的支承轴颈(15，16)，支承轴颈(15)可轴向移动。因此，材卷在不作侧向移动的条件下就可被传送到工作平面或放料平面，并被保持在接收位置。支承轴颈(15、16)可通过轴向运动而插入材卷的中心孔(42)中。

Description

本发明涉及一种将包装材料卷（以下简称材卷）供给到包装机的换卷装置的设备。该换卷装置至少具有一个支承轴颈，此轴颈从一支架（材卷支承架）伸出，并插入到材卷的中心孔中，而将材卷装在其上。

对于高效能的包装机，必须供给它充足的包装材料，在卷烟包装机上，用于卷烟内包层的锡箔，用于软杯包装的纸和透明箔或塑料薄膜，都必须供给。这样材料通常以绕卷的形式连到包装机上，并根据包装材料的消耗量拉放出来。为此，将材卷装在转动支承轴颈上，这些轴颈从一侧插入材卷的中心孔，该中心孔是由圆筒形芯子（通常是纸板芯）构成的。

在英国专利№.2167047中公开了一种用于卷烟机的包装材料换卷装置，它包括一个储存包装材料卷的储仓，一个可摆动的支承架，两根设置在支承架上用于接收材卷的心轴，和一个用于将材卷从储仓传送到支承架的心轴上的传送机构。其中，位于储仓中的材卷的芯筒轴线与支承架上的心轴的轴线相垂直。在支承架的心轴中设有可轴向伸缩移动的支承机构，其上带有可径向枢转的夹爪，用于夹持送来的材卷。传送机构具有沿材卷的圆周夹持材卷的夹紧机构，和将所夹持的材卷翻转到使材卷的心筒轴线与支承架上的心轴的轴线对准的位置上的翻转机构。当材卷的心筒轴线与支承架上的心轴的轴线对准时，心轴中的支承机构伸出并插入材卷的心筒，然后心轴上的夹爪向外转动以夹住材卷，接着心轴回缩将材卷带到工作位置。不难看出，这种换卷装置的结构和各部件之间的运动方式以及各机构之间的协调工作关系都比较复杂，从而导致其工作可靠性和效率下降。

本发明涉及到自动地向包装机供给材卷，并将这些材卷传送到换卷装置上，该换卷装置备有支承轴颈并设置在包装机上。

本发明的目的是在无人工参与的情况下，保证可靠、高效能地实现材卷的更换或传送。

为了达到这个目的，根据本发明的设备的特征在于：支承轴颈安装在支架（材卷支承架）上，并可轴向移动，以接收材卷，而且支承轴颈能被从初始的缩回位置推出，插入处于工作平面的材卷的中心孔中。

换卷装置通常装有两根支承轴颈，各用于接收一个材卷。其中一个支承轴颈接收一个放料卷（运行卷）;而另一个支承轴颈适用于用一个新材卷更换空卷，并供给新卷。这些支承轴颈一个挨一个或一个位于另一个上方地连接到一个固定的或运动的（转动的）材卷支承架上。

根据本发明，换卷装置的两根支承轴颈可轴向移动，当新卷供到工作平面上时，即供到放料卷所处的平面上时，通过支承轴颈的轴向移动就可将新卷装在轴颈上。因此，在供卷期间，就不需要使材卷作侧向移动。另外，根据本发明，当支承轴颈沿轴向后退回到初始位置时，放完料的空卷芯子就被自动地从该轴颈上推掉。

根据本发明的另一方案，将材卷供给到换卷装置是利用了材卷输送机，特别是利用一个可转动的材卷传送臂，在臂的一端装有一个侧向伸出的并可轴向移动的传送轴颈，在传送期间，该轴颈接收材卷。带有新材卷的材卷传送臂在等待的换卷装置的支承轴颈前方运动，使得支承轴颈和传送轴颈的轴线对准，且彼此的自由端面相贴。此时，受料支承轴颈沿轴向伸出，而传送轴颈后退同样距离。这样，材卷就在不动的条件下被传送。为了实现轴向运动，支承轴颈和传送轴颈可由适当的方式驱动。最好， 换卷装置的支承轴颈由压缩空气致动，而材卷传送臂的传送轴颈由电动机通过齿轮机构进行机械或机电式地调节。

换卷装置的支承轴颈还具有进一步的特征。例如，每根支承轴颈有个松紧制动器，该制动器根据检测到的放出材料片中的张力动作，以保证材料片总是在大致相同的张力下被输送。

另外，在支承材卷的区域内，支承轴颈装有可径向运动的夹紧件，用于可释放地固定材卷。根据本发明，这些夹紧件是气动的，特别是通过支承轴颈或附属的活塞杆而动作。

根据本发明的进一步的特征，材卷输送机（材卷传送臂）附连一台前输送机，该前输送机能接收许多材卷，由此作为材卷贮存库。位于前输送机前方的一个材卷被固定在接取位置，以使得材卷传送臂上的传送轴颈能通过轴向运动而插入材卷的中心孔。

本发明另外的特征涉及到换卷装置和材卷传送臂及其传送轴颈的设计，还涉及到前输送机。

下面结合附图对本发明的一个实施例进行详细的说明，在附图中：

图1是带有换卷装置的包装机上部的示意性侧视图;

图2是支承轴颈和传送轴颈在传送材卷期间的纵向剖视图;

图3是一个放大图，显示了在传送材卷的另一阶段时图2中的一个局部;

图4为表示材卷传送臂接取材卷的轴向剖视图;

图5是沿图2中Ⅴ-Ⅴ平面的换卷装置支承轴颈的横截面图;

图6是沿图2中的Ⅵ-Ⅵ平面的横截面图。

图1示意性地示出了包装机10的侧视图，该包装机用于生产卷烟，特别是用于生产折盖式包装的。在进行这种包装时，包装材料连续地大量消耗，特别是在对卷烟用锡箔进行内层包装时也是如此。包装材料以卷筒或卷轴11的形式供给包装机10，然后被加工成单个的坯料。

为了供给材卷11，包装机10附带有换卷装置12。在本例中，换卷装置具有一个可转动的传送臂13，该传送臂接收来自传送台14的材卷11，并将各材卷传送给包装机上的两个支承轴颈15、16的其中一个。支承轴颈安装在包装机10的材卷支承架17上，使它能由一侧伸出并可以转动。一个支承轴颈（在此为支承轴颈15）携带着一个放料的运行卷11a，而另一个支承轴颈16准备供给一个新卷11b。

传送台14是供料输送机18的一部分，在此供料输送机布置在包装机10的上方，并被设计成材卷11的滚动轨道，该轨道朝着传送台14的方向向下倾斜。材卷11位于供料输送机18的垂直位置（在垂直平面内），由于有斜度，材卷朝着较低的传送台14以较大的运输速度自动地向下运动。

供料输送机18有一个带弯角形横截面的下支承部分，该支承部分有水平或向下倾斜的支承杆19和侧面导向竖杆20。在装载台21处，材卷11被放置在供料输送机18的上端，而在输送机的下部，材卷由可上下运动的挡块22阻止在传送台14的前面。在尽头或前面的材卷，滚离支承杆19，送至传送台14，并由可沿材卷11的运动方向移动的限位器23精确定位。挡块22向上运动，然后向下运动到阻挡位置，就可释放出一个材卷，使得在任何需要的时候让材卷运动到传送台14。

利用主输送机24将材卷11送给供料输送机18，这里主输送机被设计成环形的，它在包装室内转动。

在传送台14处，每个材卷11被上导板25进一步定位。上导板的横截面也是弯角形的，并带有侧向撑杆26。当材卷由传送臂13接取时，材卷抵靠在供料输送机18的导向竖杆20和上导板25的侧向撑杆26处。在传送臂13取下材卷之后，传送臂13绕支承轴颈15或16顺时针或反时针转动。如果反时针转动，那么在传送臂13接收了材卷11之后，供料输送机18的尾段27向一侧移动（如图4中点划线所示）。因此使得传送臂13能携带着材卷自由此反时针转动。

为了接收并传送材卷11，传送臂13上装有从一侧横向伸出的传送轴颈28。与支承轴颈15、16类似，传送轴颈从一侧插入材卷11的中心孔42，并将其携带。为了接收和传送材卷，支承轴颈15、16和传送轴颈28都可轴向移动。

图2沿轴向示出了在传送材卷11的过程中的支承轴颈15、16以及传送轴颈28。支承轴颈15、16安装在一个细长的、最好为圆筒形的壳体29中。壳体29固定到包装机10的材卷支承架17上。支承轴颈15、16可在壳体29中轴向移动。图2示出的是它们处于缩回的初始位置。在壳体29中，活塞杆30与实际接收材卷11的支承轴颈15、16连接，并可使支承轴颈从壳体29中外伸。在远离支承轴颈15、16的端部， 活塞杆30有个横截面变大的环状套圈31。环状套圈31构成一个活塞，它装有环形密封圈32，可在壳体29中的环形横截面的缸室33中移动。

在所示的初始位置，环状套圈31抵靠在壳体29的肩部34，肩部34是由于此处的横截面缩小而形成的，通过在壳体29中形成的环形沟槽35送入压力介质，并通过外伸管道36向环形槽送入压缩空气。

为了使支承轴颈15、16轴向运动到工作位置，压缩空气使套圈31移动，直到它顶到缸室33一端的凸台为止。在此例中，凸台由止推滚珠轴承37构成。套圈31抵靠在止推滚珠轴承37上时，就可允许支承轴颈15、16以及活塞杆30转动，由此可从材卷11上排放材料片。

为了使套圈31返回，并由此使支承轴颈15、16缩回到图示的初始位置，另一条外伸的压缩空气管道38设置在止推滚珠轴承37的旁边。从此供入的压缩空气通过环形间隙39和活塞杆30上的多个纵向槽40，而达到返回的目的。

支承轴颈15、16上装有夹持件，当支承轴颈15、16处于伸出位置时，夹持件沿径向将材卷11固定在支承轴颈15、16上。在图示的实施例中，在支承轴颈支承材卷11的部位装有四个夹爪41，夹爪沿圆周分布，当它们径向移动时能顶在材卷中心孔42的内壁上。材卷11通常装有一个圆筒形芯子，例如一个芯管43。夹爪41顶靠在芯管43上，从而将材卷11保持住。

夹爪41是由压缩空气致动的。为此，夹爪41装在支承轴颈15、16上的车削出的缺口或环状凹槽44中。从图5中可具体地看到，夹爪41支承在一个由弹性材料（例如橡胶）制成的套筒45上。套筒45包围着支承轴颈15、16横截面减小的部位。套筒两端由内弯的密封边46密封，因此套筒可从内侧充入压缩空气，并由此而膨胀，这导致其横截面径向增大。套筒45的横截面在整个圆周上的径向增大，迫使夹爪41相应地径向向外运动，以顶住材卷11。夹爪41的横截面是T形的，弧形的支承内缘47压靠在套筒45上。辐板状的夹爪41穿过支承轴颈15、16的壳体49上的切口48。

压缩空气通过活塞杆30供入上述夹持装置。活塞杆30后接一活塞延伸部50，该延伸部位于压缩空气室51中。在邻接缸室33的壳体29相应的延伸部分处，形成压缩空气室51。在活塞延伸部50的自由端装有一个圆柱形的加宽的活塞52。

压缩空气经过壳体29端壁中的管接头53供入到压缩空气室51。压缩空气经过活塞延伸部50和活塞杆30中的轴向通道，进入套筒45中。此处，径向分配孔道55与轴向通道54相通。分配孔道55连通套筒45的内部，并在压缩空气的作用下使套筒产生所述的膨胀。当加宽的活塞52运动到压缩空气室51中的垫套56处时，压缩空气就被传送到套筒45中。

与支承轴颈15、16和壳体29相配合的是个松紧制动器57，该制动器用于保持从材卷11绕下的材料片有预定的张力。在此，松紧制动器57是电磁的。一个制动环59安装在壳体29中的弯角形凹槽58中，可轴向移动。松紧制动器57接通电流时，制动环59被拉到对向环60，环形制动面61互相贴靠，由此而起作用。对向盘60装有电力线圈，线圈通过导管62进入。

松紧制动器57由材料片自身控制，具体地是根据材料片中测得的张力加以控制。为此，材料片由已知结构的摆轴或补偿辊导向。偏转件的位置变化，将导致松紧制动器朝压紧或放松方向动作。

制动环59可靠地连接到活塞杆30上，以防止其转动。径向朝内的卡齿63伸入活塞杆30的纵向槽40中，允许在支承轴颈15、16缩回或伸出时，与活塞杆30作相对位移。

当材卷11被送到包装机10的换卷装置12上时，支承轴颈15、16和传送臂13的传送轴颈28轴向协同运动。材卷11由传送臂13送到回缩支承轴颈15、16前方的准确位置，而绝不需要材卷11作轴向移动。这个材卷抵靠在附连于支承轴颈15、16上的侧挡板64上。侧挡板64有一中心孔65，以构成支承轴颈15、16的通路。侧挡板可转动地装在壳体29的上面或里面，在本例中，它由空心圆筒66安装到壳体29上。该圆筒安装在壳体29相应的凹座内，使它可以转动但不能轴向位移，安装时尤其是要使它包围着处于缩回位置的支承轴颈15、16。

在材卷11被送到支承轴颈15、16的前面后，支承轴颈15、16便开始轴向移动（伸出），相应地，传送轴颈28向后退缩。在此实施例中，传送轴颈是受机电控制的。比此同时，传送轴颈28由与传送臂13相连的空心圆筒件67导向。在此空心圆筒件上装有一个驱动马达，例如是个伺服马达68。该伺服马达通过小齿轮69与齿条70连成驱动部件，齿条做在传 送轴颈28的后部。

伺服马达68由（伸出的）支承轴颈15、16致动。为此，利用穿过传送轴颈28轴线的控制线路71使伺服马达28与轴向孔72中的致动件连系，例如该致动件是个电触发器73。这种开关件的设计和工作方式均为已知的，当支承轴颈15、16轴向移动（伸出）时，它受到支承轴颈自由端上的金属板74的压迫，因此接通伺服马达68，从而使传送轴颈28移动到缩回位置（该位置处于图2、3和4中的左侧）。支承轴颈15、16和传送轴颈28的运动是彼此协调的。由于支承轴颈15、16受到压缩空气的推动，因此它们最终要顶在传送轴颈28上，协调方式是使传送轴颈限定支承轴颈的轴向运动。

在支承轴颈插入中心孔42的过程中，材卷11不作侧向移动，而是不动地被夹持在支承轴颈15、16的侧挡板64和传送臂13的同样为板状的对向挡板75之间。

在传送台14部位接取材卷11的方式类似于上述情况。当传送轴颈28缩回时，传送臂13往上运动到与材卷11面对的一侧，对向挡板75靠在与之面对的材卷11的一侧。在伺服马达68的驱动下，传送轴颈28移动到图4所示的伸出位置，同时材卷11被支承在杆件20和26上。

当逐个的材卷11放完时，在换卷装置12处，特定的支承轴颈15、16缩回到初始位置。因为芯管43靠在侧挡板64上，而侧挡板64的中心孔65的内径较芯管的外径小，因此在支承轴颈缩回的同时，芯管43就自动地从支承轴颈上脱去。

Claims (19)

1、用于将包装材料卷(以下简称材卷)传送并供给到包装机换卷装置的设备，该换卷装置至少具有一个支承轴颈，所述支承轴颈从材卷支承架伸出并可插到材卷的中心孔中，以便使材卷装在其上，其特征是：

所述支承轴颈(15，16)可轴向移动地安装在所述材卷支承架(17)上，为了接取送至工作平面上的材卷，支承轴颈能从初始的缩回位置推进到一个伸出位置，从而插入所述材卷(11)的中心孔(42)，

所述设备还包括用于向所述换卷装置(12)供送材卷(11)的传送机构(13)，和设置在所述传送机构(13)上的侧向伸出的材卷传送轴颈(28)，所述传送轴颈(28)是可轴向移动的，以便接取传送台(14)上的材卷并将所接取的材卷传送给所述换卷装置(12)。

2、根据权利要求1的设备，其特征是：新的材卷（11）从上方或从一侧供给换卷装置（12）或其处于工作平面的材卷支承轴颈（15，16）。

3、根据权利要求1或2的设备，其特征是：随着支承轴颈（15，16）退回到初始位置，空卷的芯管（43）能从支承轴颈上脱去。

4、根据权利要求1的设备，其特征是：换卷装置（12）至少具有两个交替地接收材卷（11）的支承轴颈，每个支承轴颈（15，16）可独立地轴向移动。

5、根据权利要求1的设备，其特征是：在将材卷传送给换卷装置（12）的过程中，当传送机构（13）的传送轴颈（28）与支承轴颈（15、16）轴线对准时，传送轴颈可从材卷（11）的中心孔（42）中抽出，而同时换卷装置（12）上的支承轴颈（15、16）插入该中心孔中，抽出和插入的距离是相等的。

6、根据权利要求1的设备，其特征是：换卷装置（12）的材卷支承轴颈（15、16）由压力介质缸，特别是由压缩空气缸驱动，进行轴向运动。

7、根据权利要求1的设备，其特征是：换卷装置（12）的支承轴颈（15、16）和/或传送机构（13）的传送轴颈（28）的轴向移动是电动的，特别是由伺服马达（68）驱动，该伺服马达通过一个小齿轮（69）与传送轴颈（28）上的齿条（70）连接。

8、根据权利要求5的设备，其特征是：材卷支承轴颈（15、16）的伸出速度可由传送轴颈（28）的缩回运动予以控制，气动支承轴颈（15，16）的自由端顶在对面的传送轴颈（28）的端部。

9、根据权利要求7的设备，其特征是：当支承轴颈（15、16）开始伸出运动时，通过一个触发器（73）使传送轴颈（28）受到驱动，或给伺服马达通电，所述触发器置于传送轴颈（28）上，并受支承轴颈（15，16）的压迫。

10、根据权利要求1的设备，其特征是：分别在换卷装置（12）的支承轴颈（15、16）上和/或在传送机构（13）的传送轴颈（28）配有材卷（11）定位件，特别地，分别为侧挡板（64）和对向挡板（75），侧挡板（64）和对向挡板（75）各有一个中心孔（65），它们的中心孔分别与支承轴颈（15，16）和传送轴颈（28）的外径相适应。

11、根据权利要求1的设备，其特征是：支承轴颈（15、16）被安装成可在细长壳体（29）中轴向移动和转动，壳体（29）固定在材卷支承架（17）上。

12、根据权利要求11的设备，其特征是：在壳体（29）有环形缸室（33），在缸室中有个连到支承轴颈（15，16）上、并具有一加大柱体部分（套圈31）的活塞杆（30），该活塞杆能在压力介质的作用下轴向移动。

13、根据权利要求12的设备，其特征是：在缩回的初始位置，套圈（31）顶在一个由于缸室（33）的横截面缩小而形成的肩部（34）上，而在支承轴颈（15、16）的伸出位置，所述套圈（31）顶在限定缸室（33）端部的止推滚珠轴颈（37）上。

14、根据权利要求13的设备，其特征是：在支承轴颈（15、16）的圆周上，设置有将材卷（11）固定在支承轴颈（15，16）上的可松开的夹持件，特别是可径向运动的夹爪（41），这些夹爪沿所述圆周分布，为了固定材卷（11），它们能径向伸出并顶在材卷芯管（43）的内壁上。

15、根据权利要求14的设备，其特征是：夹爪（41）是气动的，特别是利用一条轴向通道（54）来实现，该通道（54）在活塞杆（30）的中央延伸，并通过几条位于套筒（45）里面的分配孔道（55）朝夹爪（41）处开通，所述套筒是由弹性材料制成的，夹爪（41）靠在套筒（45）的外表面上，套筒在压缩空气的作用下可发生膨胀。

16、根据权利要求15的设备，其特征是：为了使套筒（45）受压，轴向通道（54）在位于壳体（29）压缩空气室（51）中的活塞延伸部（50）的自由端开通，使套筒（45）受压的压缩空气可通过一单独的管接头（53）送入压缩空气室（51）。

17、根据权利要求16的设备，其特征是：在支承轴颈（15、16）上连接着用于限定从材卷（11）上放出的材料片张力的松紧制动器（57），特别是它是装在壳体（29）内的电磁制动器，它具有一个可轴向移动的制动环（59），该制动环在电磁力的作用下可朝对向环（60）移动。

18、根据权利要求1的设备，其特征是：材卷（11）由位于换卷装置（12）上方的供料输送机（18），特别是一条材卷轨道，输送到传送台（14）上，该轨道沿输送方向朝下倾斜，其上的材卷在垂直平面内排齐。

19、根据权利要求18的设备，其特征是：在传送台（14）部位，材卷（11）被侧向支靠在与传送臂（13）相对的一侧，特别是利用供料输送机（18）的导向竖杆（20）和压在材卷一侧的上导板（25）的支撑杆（26）进行所述的支承。

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