CN101160238A - 用于将产品包装在密封薄膜中的旋转头机器 - Google Patents

Abstract

用于将产品(13)包装在密封薄膜(25)中的机器包括：产品入口进给工作台(12)、用于对顺次从进给工作台到达其装载工位(14)的产品进行接收及传送的旋转头(15)、以及接收由旋转头(15)传送至卸载工位(16)的产品以将它们从机器排出的出口工作台(17)。旋转头(15)在外周包括用于接收产品的座部(30、31)和密封装置(45、46)，该密封装置与这些座部(30、31)一同旋转，以便在头旋转而将座部(30、31)从装载工位(14)移至卸载工位(31)的同时、实现绕座部(30、31)中的产品缠绕的薄膜密封。

Description

用于将产品包装在密封薄膜中的旋转头机器

技术领域

本发明涉及一种用于通过塑料薄膜的缠绕和密封来将产品包装起来的机器。

背景技术

在现有技术中，包装机器已知的是装备了顺次供给待包装产品至旋转头的传送器。旋转头接收产品并将它们旋转地传送经过绕头设置的固定的工位。在固定的工位上有各种折叠和密封设备，这些设备在产品达到释放工位之前执行部分包装的各种操作。

如在传统的机器中，各种设备位于该结构上的固定的工位上，头在它们上需要等待以执行密封操作，由此导致了设置在头上的相对大数量的产品捡拾工位(通常为六个或八个)。因而，机器的复杂性相当显著，并且机器变得脆弱且非常难以投入生产。

此外，在传统的机器中，所有机械地产生的动作的持续时间通常与实际操作速度成比例。因而，指定用于短密封时间的密封刀片在最高速度下的高温在低速下持续较长的密封时间也会过高，结果会发生密封的烧伤。

发明内容

本发明的大体目的在于通过提供一种创新的带旋转头的包装机器来克服上述缺陷，在该机器中，头支承用于在头旋状过程中完成产品的部分包装的元件。这样，能够将工位减少至两个。

鉴于上述目的已经决定加以实施，根据本发明，一种用于将产品包装在密封薄膜中的机器，其包括：产品入口进给工作台、用于对顺次从进给工作台到达头中的装载工位的产品进行接收及传送的旋转头、以及接收由旋转头传送至卸载工位的产品以将它们从机器排出的出口工作台；其特征在于，旋转头在外周包括用于接收产品的座部和密封装置，所述密封装置与这些座部一同旋转，用以在头旋转而将座部从装载工位移至卸载工作的同时，实现绕座部中产品缠绕的薄膜的密封。

有利的是，仍根据本发明的原理决定加以实施上述的机器，其中，头对于每个座部都包括抓紧及保持被插入在座部中的产品的受控的抓紧及保持装置和用于将产品推到座部外侧的受控的推动装置，头绕其轴线旋转时，在头从装载工位旋转到卸载工位的过程中，抓紧装置、推力装置和密封装置相互同步地移动而顺次实施：在装载工位中抓紧被插入到座部中的产品的操作、包裹产品的薄膜的边缘密封、降低相对产品的密封边缘、将产品向卸载工位排出。

为了更清楚地解释本发明相对现有技术的创新原理及其优点，下面将参照附图举例揭示实施这些原理的可行实施例。

附图说明

图1是根据本发明的包装机器的主视示意图。

图2是设置在图1中机器的旋转头上的用于捡拾产品的机构的一部分的第一示意侧视图。

图3是设置在图1中机器的旋转头上的用于密封和排出产品的另一机构部分的第二示意侧视图。

图4是用于移动图3中机构的密封刀片的凸轮装置的示意图。

图5是用于驱动图1中机器的旋转头的驱动器的示意图。

图6是头的旋转驱动器的部分以及其机构的动作的、大致沿图2的VI-VI线剖切的示意剖视图。

图7至图15示意性示出了根据本发明的头的运转相位的顺序。

具体实施方式

参照附图，图1示出了根据本发明的原理制得的、大体上由10示出的包装机器。该机器10具备带有进给工作台12的入口11，产品13手动或自动地、单独或成组地、按包装用设想的数量被装载在该进给工作台12上。进给工作台有利地按已知的板条传送系统的形式顺次接收待包装的产品并将其传送至包装头15中的产品装载工位14。装载工位可以包括位于进给工作台端部的已知的推动单元，用以捡拾产品并将它们推到包装头中。

至少由头15部分地包装的产品被从头移动到相反的卸载工位16，以沿出口工作台17输送到出口18。以下将变得清楚，出口工作台17可有利地包括用于完成包装的已知的装置或工位，该装置或工位在运输中对包装的侧边缘实施折叠及密封。有利的是，设置一种梳齿19并使其具有外观上笔直的间歇运动，这决定了以变位步调和等待步调为特征的包装的步进动作。在变位过程中，边缘(由适当的折叠面20)被折叠，反之，在等待步调中，它们(由未图示的已知的密封刀片)被密封。

机器还包括用于包装材料的已知的卷筒支承单元21，有利的是制成为包含两个薄膜卷筒22、23，一个被退卷而另一个做准备。根据现有技术，可由两个卷筒支承轮以及由两个压纹辊系统制成该单元，该压纹辊系统在薄膜的轮控制绷紧方面起制动作用。有利的是，还可以设有已知的自动卷筒接合系统24，用以将被退卷且刚好用完的卷筒的尾部与已经适当备好的新卷筒的头部接合。

从卷筒支承单元21起，薄膜25由已知的薄膜拉拽及切割单元26进给到头15的装载区域。该单元26具有退卷并切割用于特定包装的薄膜量的功能。如对于本领域的技术人员能够容易理解的那样，这些操作与其他的包装步骤完全同步地被实施。实际上，如所能够看出的那样，切割必须精确地在插入到头内的步骤中、在由推动器推动的产品与薄膜相遇并利用反推力单元将其挡住的时刻进行。在切割的时刻，拉拽系统将提供薄膜的精确长度，以便有利的连续退卷以实质上恒定的速度得以进行。

有利的是，通过由减速装置控制的涂胶辊获得薄膜的退卷，以及通过旋转刀进行切割，该刀也同样由适当的减速装置控制。通过改变在机器上设置的参数，可以获得切割步骤的变更。

另外，可设置另一已知的卷筒支承件27用于供给衬靶片材28、例如纸板，该衬靶片材根据现有技术被插入包装、适当地被切割以及成形。这在例如包装由若干成组元件构成的产品、例如饼干包装的场合是实用的。

在图2中示意性地示出了包装头15以及在其上突出标示的机构的部分。头具有两个用于接收产品的工位或座部30、31，并且它们径向相反，使得当一个位于装载工位14时，另一个位于卸载工位16。

头15具有构架32，并且通过冠齿轮71(仅示出其一段)与从动小齿轮72的接合而绕其中心轴线29旋转。

头的旋转构架32支承同样绕中心轴线旋转的各种机构。

在图2中特别地示出了位于头中的产品的接受或保持装置或构件。每个旋转工位30、31都包括固定的托盘或爪33、34以及对应的可动爪35、36。每个固定爪都有利地具有用于阻止产品朝向头内侧的撞击的止动齿42、43。有利的是，这些爪能够在产品尺寸变化时进行更替。

固定及可动爪被相向地定位在待包装产品的上方及下方，该产品通过工位14被插入，而且有利的是，爪装配在板簧上，以适应产品的小尺寸变化。可动爪在37、38中枢转，并且每个都具有凸轮从动件39、40，用于由绕轴线97旋转的凸轮机构41控制的打开/关闭动作。对于可动爪35，示出了保持从动件追随于凸轮的弹簧复位件44。

在图3中，示出了推力装置为反推力单元80的形式，其安装在头上，并具有在向装载工位插入的过程中伴随待包裹产品的功能、以及在卸载工作中所呈现的同时地排出已包裹好的产品的功能。为了该目的，反推力单元80包括齿条81，该齿条81制成为通过从动小齿轮82滑动，借助在通过头的两个工位之间的对称轴线上线性运动，从而在径向相对于头的方向上推动两个相反的端部元件83、84到工位的内侧及外侧。从动小齿轮82与凸轮机构41的旋转轴线97同轴且一体，使得在导入及排出产品的步骤中，头的工位中的抓紧爪与反推力单元的动作同相位地打开。

有利的是，两个元件83、84在相对头为径向的方向上弹跃，并具有实质上与产品的相应尺寸相等的(与头的旋转轴线平行的)长度。

下面将清楚了解的是，反推力单元的动作驱动器和头的旋转驱动器能够按如下方式受到控制，即，尽管在两个元件之间有同步或对应的动作，但也保持了其正确的相位基准。

图3还示出了薄膜密封装置，对于头的每个工位各设一个，包括支承在旋转头上且在各旋转工位30、31的进口处成对45、46和47、48地设置的密封刀片。每个(根据现有技术被适当地电加热的)刀片都由各自的托架49、50、51、52支承，各托架在头的旋转构架中滑动进入到适当的槽53、54、55、56，这样，每一对的刀片都沿着接触产品的弧形的接近和远离轨道受到引导。刀片的功能在于：在产品已插入到头中之后完成薄膜绕产品的卷绕、以及借助形成所谓的“翅形密封”或纵向密封而将其两个边缘密封。

对于该动作，每个支承托架由各自在对应的轴线61、62、63、64上枢转的滑动臂57、58、59、60移动。如图4中所示那样，其中示出了沿着头轴线的另一平面，每个轴线61、62、63、64与各自的凸轮从动件65、66、67、68呈一体。凸轮从动件在可绕头的主轴29旋转的适当的凸轮表面69、70上滑动。抵抗弹簧确保了从动件追随于凸轮表面。

图5示出了施加在头上的驱动器。第一减速装置90经由滑轮和皮带传送器驱动与整个头的旋转小齿轮71连接的轴91。第二减速装置92经由滑轮和皮带传送器驱动轴93，该轴93与头的旋转轴线同轴设置，并且将动作传递给反推力单元80的径向动作小齿轮82以及传递给用于抓紧头中的产品的抓紧爪的凸轮单元41。最后，减速装置94经由杆和曲柄传送器95促使凸轮表面69、70绕头的中心轴线29摆动。密封器的最初关闭通过由减速装置94使凸轮摆动而获得。摆动的大小和动作的速度能够容易地在产品尺寸的功能方面变化。下面将清楚了解的是，翅形密封的降低动作和密封器的打开动作可通过头的旋转利用固定凸轮获得。

减速装置和各自的传送器支承在对旋转头进行支承的固定构架96上。

图6示意性示出了轴91和93的支承侧上的构架96的部分。轴91直接以与冠齿轮71接合的小齿轮72终止于旋转头。从动轴93与旋转头的轴线29同轴设置，从而不会干扰头的旋转。然而，支承小齿轮82和凸轮机构41的传导轴98一体地具有错列轴线97。轴93和轴98之间的接合通过适当的组合齿轮传送器99获得，该组合齿轮传送器99能够使轴98绕头的轴线29旋转。动作齿轮为主齿轮，而反推力单元的轴上的齿轮为行星齿轮。

本领域的技术人员能够容易地想象到如何能够随意通过对驱动器的适当的指令控制，来获得反推力单元相对固定的头的线性动作、在头的旋转过程中头相对反推力单元的反推力单元固定或线性动作的旋转。

下面将参照图7至图15从待包装产品的接收到产品的分配对密封头的操作循环进行说明。为了使得附图更加清楚，其中仅示出了反推力单元和密封刀片。然而，接收爪33、34、35、36的动作(未示出)可容易地由本领域的技术人员基于其它附图和上述说明想象得到。

图7表示头，在其右工位准备将产品13b发送到出口工作台的同时，其左工位准备接收来自入口工作台的产品13a。薄膜25将其端部边缘悬挂在产品与头之间，并且，进给及切割单元26的刀26a准备将薄膜切割成正确的包裹长度。

产品被挡在推动器与反推力单元之间。推动器将产品推入到工位30中，同时，由驱动器92驱动的反推力单元开始传送，达到与推动器同步。在该相位中有利的是，获得反推力单元的可变形端部的压缩(例如5mm)。产品的动作将包裹拉拽到头的工位中，该包裹由刀26a切割出尺寸。

图8表示产品插入的最终相位，推动器和反推力单元完成产品向头中的插入。在反推力单元的传送过程中，抓紧器(未图示)的关闭也像反推力单元的动作小齿轮的旋转与抓紧器的凸轮的旋转呈一体那样执行。

伴随产品13a向头中与装载工位相反的工位的装载的反推力单元的传送同时地将存在于头的相反工位中的产品13b弹出。反推力单元继续传送直到产品朝向卸载工位16的全部弹出执行完毕。

如图9示意性示出的那样，在产品13a完全地插入之后，纵向密封器受到指令而关闭，从而将突出到产品后面的薄膜的两个边缘密封起来。所谓的“翅形密封”由此形成。密封刀片的关闭通过受控于致动器94的两个凸轮69、70的摆动而得以执行。

头的旋转随后(由马达90)启动。如图10和图11所示那样，在头的旋转过程中，步进运动驱动器19捕获已经从其脱离的产品13b，并且开始将其向机器的出口传输。在传输的过程中，出口工作台17将由此在包装的两侧进行所需的薄膜的折叠和密封。

如从图12和图13所能看出的那样，通过头的继续旋转，密封器的位置由(返回到摆动起始位置的)相应凸轮69、70控制，该凸轮形成使得首先在头的旋转方向上进行密封刀片的协调动作(以及由此进行刀片相对于各自的产品的座部的不对称动作)，从而获得了对产品的翅形密封的降低以及其在包装上的平面密封(图12)，然后返回到最初的打开位置(图13)。

如图14示意性示出的那样，在最终的头旋转步骤中，卸载工位16的产品排出元件再次接近头以准备将到达工位16的产品排出。

在图15中，头的旋转终止，产品13a被释放且由反推力单元的新动作推到头的外部，该反推力单元的新动作伴随新产品向装载工位14的装载。

因此，下一个循环能够以头的两个径向相反的工位开始，该循环在产品插入位置和产品排出位置之间交换位置。

在这点上，如何实现本发明目的是清楚的，提供一种装备有旋转头的机器，该旋转头在板上带有捡拾及密封装置，能够在头于产品装载和卸载工位之间旋转180度的过程中进行密封操作。

根据本发明的机器的优点有诸多方面。

通过在头中仅使用两个产品捡拾工位，一个用于装载，而另一个用于卸载，用于与产品接触的部件有所减少，并因此当使用者进行产品的尺寸改变时，对于使用者来说能够以有效的时间及成本获得因尺寸的改变而改变的产品。

纵向边缘的折叠器和密封器位于头上，使得其功能能够在头旋转的过程中得以介入，使循环时间最优化且避免了在固定位置中等待用的需要，另一方面利用已知机器得以实现。

将产品相对头移进移出的反推力单元在头旋转时与头形成一体，且能够同样地在头的内部进行传送而与头是否移动或固定无关。因而，在操作速度方面有优势，例如无需在开始元件的动作之前等待另一元件停止。

有利的是，在操作的过程中，头旋转并带有同时进给包裹材料的动作，这避免了传统机器在待备薄膜进给与已处在头内部的包装的未折叠的边缘之间的干涉这样的典型缺点。

机械部件的数量相对传统机器有所减少，因而降低了制作成本、维护任务以及出错的可能性等等。而且，尺寸改变操作变得非常容易，避免了很多机械调整。具有很少的位于头中且由单独马达移动的设备这一事实，使得在机器的操作过程中保持所有马达相互步调一致的方面有所减轻，能够容易获得相当复杂且实质上独立的动作。例如，由于独立的驱动器，密封时间能够简单地在任何条件下被理想化，而且还能够设定成针对每个特定尺寸所预想的最大操作速度的功能。例如，如果产品的预想速度为80ppm，则与该速度相关的密封器的温度参数将被设定。如果机器由于多种原因而以较低速度运转的话，则能够保证用于最大速度的密封时间，因而总是能够确保良好的密封性能。

当然，实施本发明的创新原理的实施例的上述内容是通过例示的创新原理给出的，因而，并不是对此处所请求保护的范围进行限制。

Claims (18)

1.一种用于将产品(13)包装在密封薄膜(25)中的机器，其包括：产品入口进给工作台(12)；旋转头(15)，该旋转头(15)用于对顺次从进给工作台到达该头中的装载工位(14)的产品进行接收及传送；以及出口工作台(17)，该出口工作台(17)接收由旋转头(15)传送至卸载工位(16)的产品以将它们从机器排出；其特征在于，

旋转头(15)在外周包括用于接收产品的座部(30、31)和密封装置(45、46、47、48)，所述密封装置与这些座部(30、31)一同旋转，用以在头旋转而将座部(30、31)从装载工位(14)移至卸载工位(31)的同时、将绕位于座部(30、31)中的产品缠绕的薄膜密封。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，密封装置(45、46、47、48)对于每个座部(30、31)都包括一对密封刀片(45、46、47、48)，所述密封刀片支承在旋转头(15)上，并且能够移动而在各座部(30、31)的进口上关闭、以及在所述密封刀片之间夹持并密封通过将产品导入至座部中的动作而被拉拽到座部中的薄膜的条带(25)的边缘。

3.如权利要求2所述的机器，其特征在于，为了将所述条带拉拽至座部中，薄膜进给装置(26)将薄膜的条带布置在位于装载工位(14)上的座部的进口与到达装载工位的产品(13)之间，装载工位中的推力装置将产品连同条带推入到座部中。

4.如权利要求3所述的机器，其特征在于，每当有产品被导入到位于装载工位(14)的座部中时，薄膜的进给装置将薄膜从卷筒(22、23)上卸卷并对条带裁剪尺寸。

5.如权利要求2所述的机器，其特征在于，每个密封刀片都由各自的托架(49、50、51、52)支承，所述托架(49、50、51、52)在形成于旋转头的构架中的适当的槽(53、54、55、56)中滑动，由此每一对刀片沿着互反的接近及远离弧形轨道受到引导。

6.如权利要求5所述的机器，其特征在于，在由对于所有托架共同的凸轮机构(65、66、67、68、69、70)旋转的各个驱动臂的旋转作用下，每个托架(49、50、51、52)都沿其轨道移动，从而保持了动作同步性。

7.如权利要求6所述的机器，其特征在于，凸轮机构包括凸轮从动件(65、66、67、68)，所述凸轮从动件与所述臂连接，并且当头旋转而将座部(30、31)从装载工位移至卸载工位时在凸轮表面(69、70)上滑动。

8.如权利要求7所述的机器，其特征在于，此外，凸轮表面(69、70)的移动装置(94、95)允许凸轮表面绕头的旋转轴线的受控摆动以控制每对刀片的不对称动作，从而降低相对产品的密封边缘以及可能地将它们平面密封在包装上。

9.如权利要求1所述的机器，其特征在于，入口工作台的头中的装载工位(14)和出口工作台的离开头的卸载工位(16)在旋转头的两个径向侧上设置在径向相反的位置上，并且，头上的所述座部(30、31)是至少两个径向相反的座部，使得在一个座部在入口工作台的装载工位上被装载以产品时，另一个座部在出口工作台的卸载工位上将产品倒空。

10.如权利要求9所述的机器，其特征在于，头包括从动推力装置(80)，该从动推力装置受到控制而在头中座部的内侧及外侧方向上滑动，以在装载工位上伴随产品进入座部中以及同时在卸载工位上将产品推出到座部的外侧。

11.如权利要求10所述的机器，其特征在于，推力装置包括元件(80)，该元件(80)能够在相对于头为径向的方向上滑动并具有相反的端部(83、84)，该相反的端部(83、84)辅助相反的座部(30、31)用以接收产品。

12.如权利要求11所述的机器，其特征在于，滑动元件(80)借助从动小齿轮(82)沿径向移动，该从动小齿轮(82)安装在头上并具有相对于头的旋转轴线(29)平行且错列的轴线，该从动小齿轮与头的旋转同步地受控，以在头旋转时保持滑动元件相对于头固定。

13.如权利要求1所述的机器，其特征在于，每个座部(30、31)都包括接收装置(33、34、35、36)，该接收装置(33、34、35、36)用于根据控制对被插入在座部中的产品进行抓紧及保持。

14.如权利要求10和13所述的机器，其特征在于，接收装置包括用于抓紧产品的爪(33、34、35、36)，这些爪通过其动作与从动推力装置(80)的驱动动力学连接，以在该相同的驱动作用下随其同步移动。

15.如权利要求1所述的机器，其特征在于，入口工作台包括板条传送系统(12)，该板条传送系统(12)用于在装载工位中停止的产品。

16.如权利要求1所述的机器，其特征在于，出口工作台包括使产品从卸载工位滑动到出口的滑动设备(19)，沿着该滑动设备，对产品侧面上的薄膜部分进行折叠的折叠装置(20)用于完成包装的封闭。

17.如权利要求16所述的机器，其特征在于，滑动设备是步进滑动设备。

18.如权利要求1所述的机器，其特征在于，头对于每个座部(30、31)都包括用于对被插入在座部中的产品进行抓紧及保持的受控装置(33、34、35、36)和用于将产品推到座部外侧的受控装置(80)，在头(15)绕其轴线(29)旋转时，在头从装载工位到卸载工位的旋转过程中，抓紧装置(33、34、35、36)、推力装置(80)和密封装置(45、46、47、48)相互同步地移动而顺次进行如下动作：在装载工位中抓紧被插入到座部中的产品的操作、绕产品缠绕的薄膜的边缘的密封、相对产品降低密封边缘、产品向卸载工位的排出。

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