CN101346282A - 用于捆扎物品的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在一种封装/锁合条带(44)的方法中，所述条带包括金属条带(44d)，该金属条带至少在所述封装区域具有保护层(44c)，所述包装条带以环的形式放置在包装周围并在产生所述封装前和/或过程中保持、特别地夹持在合适的位置。所述封装通过电阻焊接使用于包装条带(44)，并且所述包装条带(44)的保护层(44c)在产生所述封装之前或过程中被穿透。

Description

用于捆扎物品的方法和设备

技术领域

本公开涉及一种在具有金属条带、尤其是金属钢带的包装(环)条带上形成封装的方法，所述条带至少在所述封装的区域具有保护层，该包装条带围绕该包装以条带环的方式放置，并在形成所述封装之前和/或在形成所述封装的过程中以预定的方式保持在合适的位置，例如由至少一个条带夹夹持在合适位置。本公开还涉及一种用于将包装捆扎起来的捆扎设备，并包括具有保护层的金属包装条带，所述设备具有用于产生封装的封装装置，以允许将包装条带环的两个叠置的条带层连接在一起。

背景技术

为适于载运包装，早已为人所知的是，将这样的包装用一根或多根包装条带进行捆扎，所述条带通过捆扎设备封装在所述包装上。为载运重工业物品，通常但是不排外地，采用上面提到的金属条带，尤其是金属钢带。为了防止这样的钢带生锈，这些钢带更普遍地具有保护层，所述保护层典型地可以是釉质或类似的，或蜡。

本领域现有技术的捆扎设备具有捆扎引导件和用于引导所述条带围绕包装的驱动。通常，该捆扎设备还包括张紧器，以允许围绕着专门包装放置的条带环合适地张紧。所述捆扎设备的夹紧系统用于包装的随后的连接过程中，以允许将所述条带环封装在需要包装的材料中。从而该条带环将锁合/封装在合适的位置中，即在所述环的两个条带层互相叠置的地方。

在第一个现有技术的已知过程中，所述封装是通过使用另外的封装元件应用于上述类型的包装条带，该封装元件围绕所述叠置的条带端布置，然后使所述条带塑性变形。然而该过程导致的缺点是需要另外的封装元件，典型地为铅封。而且该类封装可能不是总能承受高的受力。同样的限制存在于那些不采用封装元件，例如求助于刻痕的封装元件的其他捆扎技术中。

欧洲专利文献EP0621181B1还公开了采用钨惰性气体方式以永久性地将两个条带端连接在一起而不借助于另外的封装元件的过程。然而，该过程可能被认为是不利的，因为必须采用惰性气体进行封装。在许多企业中，惰性气体除了在这样的封装设备中采用外没有其他用处，而只在封装设备中使用必然要为捆扎提供惰性气体的后勤和供应。

除了上述钨惰性气体焊接过程外，其他适于在具有保护层的条带上产生封装的过程是已知和合适的，也即那些通过借助于刻痕连接两个条带层的过程。然而，这种连接随之而来的受限制的载荷容量和对所述保护层及金属条带相对较大面积的损坏可能认为是不利的。

最后，德国专利文献929059公开了通过电阻焊接互相连接两个条带端的过程。在该过程中采用了这样的电阻焊接，其中两个电极将直接接触该两个条带层的金属表面，该两个条带层也依次互相电接触。该两个电极之间通过两个条带层的电接触容易建立起来。所述德国专利文献929059申请于1959年。但是只使用没有涂层的钢带，因此该德国专利文献929059的目的不适于具有保护涂层的包装条带。

事实上大多数不同的过程涉及其他应用，例如压力焊接技术，比如气体压力焊接或超声焊接，它们也为人所知。然而在这样的焊接过程中，包装条带的涂层也总是一个障碍，它们应该被认为是基本上不合适的。

发明内容

因此，需要发明一种进行条带封装的方法和装置，其中该条带具有外部保护层，特别地为釉质或类似的或蜡涂层。在本发明专门公开的实施例中，在对保护层最小的损坏下产生特别高的负荷电阻。

该问题通过这样的方法解决，其中所述封装通过在包装条带上使用电阻焊接形成，根据本发明公开的实施例，所述的方法特别地包括在封装进行之前或其过程中在所述封装的区域机械地穿透该条带保护层。因此，本发明公开的实施例也是基于背离主要的专家意见的洞察之上，在使用电阻焊接互相封装具有典型的不导电保护层的这样的条带是十分可行的。本发明公开的实施例的电阻焊接过程允许进行高负载强度的封装。

由于不导电的保护层阻止产生用于焊接的充足的电流，特别是在条带层之间，本发明公开的实施例的保护层可以从小面积上局部除去，以在捆扎设备的导电元件和金属条带本身之间建立电接触。已经发现，不用担心对保护层的该局部损坏会对包装条带产生严重的损失，例如生锈。

电阻焊接所要求的焊接设备和金属条带本身之间的电接触可以通过许多方式获得。第一种方式将在预期焊接位置的区域内损坏该保护层。特别地，如同任何凸电阻焊接所需要的，这可以通过在至少一个条带层中产生凸起而实现。在该过程中，在金属条带特别的塑性变形的焊接位置处，该保护层被戳破。从而该损坏的位置可以用于在封装和条带层之间产生第一导电接触，还可以用于连接/封装的位置。

在另外一个实施例中，所述两个位置可以是分离的。优选地，保护层预先穿透、也即损坏的至少一个位置应当位于十分靠近至少一个焊接位置的地方。优选地，这样的穿透应当在条带层中都进行，尤其在外部可到达的两个层中，至于包装条带的方向，至少应基本在两个条带相同的位置处。

特别地，关于点焊，首先，应当产生电分流或旁通电路或电流迂回路。该术语指，最初，沿着路径产生通过条带的电流，至少部分电流从焊接点应当进行的该路径偏离出来。优选地，该电流迂回路通过电极件进入第一条带层到第一元件，在该第一元件作用下在相同条带层中进行保护层的穿透。相应地，第一电极件和下面将讨论的第一元件都与条带层接触。在实施例中，所述第一元件可以是本身导电的，并能够通过捆扎设备与第二元件电接触，该第二元件也用于损坏或穿透第二条带位置处的保护层。从而，第二元件应当优选地与金属条带接触，电流能够通过第二条带位置从第二元件通到第二电极，依次地连接到电源。在迂回电路的该实施方式中，第一和优选地还有第二元件应当是导电的。

条带夹，其典型地用于在封装之前或其过程中封装条带，总之与条带接触，从而该条带的夹持件可以用于本发明合适的实施例中以穿透保护层。在该过程中，保护层的接触表面及该夹持件迫压于条带层上的压力可以各自这样成形和选择，使得保护层应当被条带夹穿透。迄今使用的传统的封装，损坏保护层被认为是缺点并被小心地避免。

本发明公开的实施例的点焊过程可以在具有很少的技术和后勤复杂性中使用，然而不管怎样其提高了操作可靠性。该技术问题通过捆扎设备得以解决，该捆扎设备的特征在于该封装系统是电阻焊机，该焊机包括至少可以钩到电源上的两个电极和至少一个允许穿透至少一个条带层的保护层的穿透元件，从而允许在金属带和穿透元件之间建立电接触。

在本发明的另外一个具有独立的重要性的方面，该捆扎设备包括通常称为“捆扎头”的模块。所有那些机械装置、或它们的零件，它们要求用来推进条带、产生条带张力、在产生封装过程中封装条带、切断条带和进行封装，都可以紧凑地结合在该捆扎头里。根据本发明公开的实施例，电阻焊机的电源组件优选地整体上设置在紧临电阻焊机的电极件的地方。该设置的优点特别在于在所述电源组件和至少一个电极件之间的一个或多个焊接电缆可以很短，且焊接电缆的横截面不需要过大。而且电的损失也减少，从而冷却也相应减少。

附图说明

本发明进一步的实施方式在说明书中陈述并在图中示出。

本发明通过附图中以纯粹示意方式表示的例证性的实施方式在下面得以说明。

图1是根据本发明的实施例的捆扎设备的透视图，

图2是图1中的捆扎设备的捆扎头，

图3是图2的捆扎头的部分视图的第一正视图，

图4是图2和3的捆扎头的部分视图的第二正视图，

图5表示部分驱动杆由控制轴促动的捆扎头的控制轴，

图6是捆扎头的进一步的部分透视图，

图7是图6所示装置的纵向部分，

图8-13根据本发明进一步的实施例的捆扎方法的示意图，和

图14表示进一步地通过实线、迂回电流表示的第一电极和捆扎头的第二夹的部分。

具体实施方式

图1表示捆扎设备1，该设备包括控制台2、存储和分配包装条带的供应容器3、推进所述条带、拉紧条带环并进一步实施包装条带封装的捆扎头5。而且该捆扎设备具有条带引导件，从而条带能够通过机器自动沿着预定路径在包装7上或围绕包装运动。除了捆扎头5之外的所有组件在捆扎设备中是常用的。

该捆扎头5与引导件6接合并安装到框架8上，如图2独立表示的，还包括本身为人所知的条带驱动10。所述驱动可以特别地具有一对或几对辊子11、12，13、14，并可选地还可以具有单独的变位辊子，其中至少一个由马达驱动推进或拉回该条带，所述条带引导在所述辊子之间。

焊接和夹持单元16结合进该捆扎头5，该捆扎头还包括焊接电源15。为控制所述单元16的运行并使它们同步，使用了如图3和4所示的控制轴17，该轴由驱动18以没有进一步说明的方式驱动。为了该目的，焊接和夹持单元16在其一个端面上装有带轮19，该带轮通过齿带以此处没有进一步说明的方式可运转地连接到驱动18上。驱动18的电动马达，例如步进马达，通过省略齿带的方式为控制轴提供动力。依次地，所述马达由捆扎头控制2控制。

特别地如图6和7所示，不同控制凸轮22、23、24、25在具有不同圆心的凸轮21附近以相对于控制轴17非旋转的方式安装到控制轴17上，且它们的每一个与控制杆28、29、30、31中的一个关联。杆28-32中的每一个可操作地连接到第一和第二点焊电极35、36上，还连接到两个条带夹38、39的每一个上。该杆31驱动切削片40切断包装条带44。控制杆可以为连接到它们的组件完成驱动运动。而且，另外的控制凸轮产生焊接和夹持单元的枢转板43的向内或向外的枢转运动。

为减小磨损，杆28-32的每一个可以具有辊子45，该辊子用于与专门的控制凸轮22-25或具有不同圆心的凸轮21接触。还是可选地，一个或多个杆28-32不能够具有除了与控制凸轮21-25直接接触关联以外的辊子。每个杆28-32设置在枢转轴46上，该枢转轴平行于控制轴17的轴线17a。杆28-32在所述轴线周围基于专门关联的控制凸轮或具有不同圆心的凸轮完成枢转运动。每个杆28-32具有它自身的压缩弹簧47，该弹簧将它迫压向与其相关联的控制凸轮或不同圆心的凸轮上。所述弹簧确保了控制凸轮和杆之间的可靠接触。

该枢转板43可枢转地连接到(图3和4)两个静态的支撑板48、49，这两个支撑板分离设置并互相平行。枢转板43的两个连杆51、52为该目的通过枢转销53、54连接到支撑板48、49上。连杆51的一个通过一个接触端进一步与控制轴17的控制凸轮55接触。该控制凸轮55预定了枢转板向内和向外枢转运动的时间和枢转板43在专门位置的暂停时间。两个条带夹38、39的下夹持件38a、39a，还有每次的两个或更多个电极35、36的下电极件35a、36a或一个共同的下电极件设置在所述枢转板43上。与下电极件35a、36a接合构成电极35、36的上电极件35b、36b的结构将在下面进一步说明。

执行焊接和夹持单元16的运行的组件安装到控制杆28-32上。如图5-7更清楚地所示，第一和第二条带夹38、39的上夹持件38b、39b各自安装在两个外部杆28、32的下侧。该两个上夹持件38b、39b每个各自与安装于第一和第二条带夹的枢转板43上的下夹持件38a、39a配合。该第二条带夹39的上夹持件39b通过杆28、还有搁在支撑板48上的枢转轴46和枢转板43以电传导的方式连接到同一条带夹39的下夹持件39a上。

上夹持件38b、39b在给定时间内移向专门相关的下夹持件38a、39a，接着一段给定的暂停时间，然后将移回。特别地，该夹持件39a、39b具有金属锐边刻痕件，例如具有足够大小的牙齿或尖顶，以传入包装条带44的保护层。

每一个都包括上和下电极件35a、35b，36a、36b的第一和第二电极设置在该两个条带夹38、39之间(图7)。该两个上电极件35b、36b由杆29、30相对于枢转板上下引导。上电极件35b、36b都包括腔57，该腔为它们的水冷系统的一部分。每个上电极件35b、36b通过两根焊接电缆56中的一根连接到变压器15a(图2)。所述变压器顺序地连接到硅控整流器系统(thyristor system)15b，该硅控整流器系统可以通过插接箱连接到电源。该变压器、硅控整流器系统和接线箱都是电阻焊接电源供应的一部分。

最后，切割刃位于第二电极36的上电极件36b和第一条带夹38的上夹持件之间。

条带止块58连接到摇杆59上，顺序地，该摇杆通过控制轴17的另外一个控制凸轮60可移置地来去。当条带环展开时，该条带止块可以以这种方式移进包装条带的路径。通过没有进一步具体示出的光传感器，在所述条带前进过程中，可以检测到条带端到达捆扎头，从而可以停止所述的前进。万一检测出现故障，条带撞击该条带止块，从而也能停止包装条带的前进。

根据本发明实施例的捆扎方法的顺序在下面结合高度示意性的图8-14示例性地说明。为进行捆扎和封装，首先，枢转板43枢转进入其位于上电极件35b、36b下面的焊接位置。在该位置，枢转板43设置在包装7的紧上方。接着，控制2为条带驱动10提供动力。结果包装条带44从供应容器3抽出并通过条带引导件6。考虑中的该包装条带具有保护层，特别地釉质层或类似的或蜡。多种该类条带包含在本发明的范围之内，例如由在Dinslaken(德国)的企业Magnus制造的条带0204012(19×0.90)“漆/蜡”、由在Swansea的企业Steel制造的条带085207(19×0.60)、由企业Liljendals Bruk AB制造的条带Liljendals(19×0.40)“漆/蜡”和由企业Burserud制造的条带1114.680(19×8.0)釉质NF。

相应地，环状的包装条带松弛地围绕着包装7，靠在条带止块58上的所述条带的端部区域移进前部停止位置或在其紧前方。结果包装条带44位于条带止块58和接近切割刃40处之间的区域在枢转板43之上是双层形式。因此，第一夹38在枢转板区域用于夹住所述条带的仅仅单层的部分。接下来，包装条带44的向后运动可以在箭头62方向上通过条带驱动进行。考虑到第一夹38的夹持动作，该包装条带44可以紧紧拉伸抵靠在包装7上。该状态如图8所示。

然后，如图9所示，第二夹39被促动。从而上夹持件39b移向枢转板43，包装条带在上和下夹持件39a、39b之间挤压。相应地，第二夹39夹住包装条带44的双层部分。选择该夹持力大小，以使第二条带夹39的上和下夹持件39a、39b的金属刻痕件都能够穿透保护层，直至条带层44a、44b的内部金属条带。现在，该夹持件39a、39b的每一个与条带层44a、44b中的一个电接触。

如图10所示，该切割刃40接着作动以切断在第二电极36和第一夹38之间的上条带层44b。

于是第一电极35的上电极件35b可以下来作用在双层包装条带44上，从而该两个条带层44a、44b互相挤压在一起。在第一电极35区域，第一电极的上电极件35b靠在上条带层44b上，而下电极件35a支撑着下条带层44a。

在捆扎头的该状态中，预热电流可以通过焊接电源15应用于第一电极。然而位于上面的保护层阻断了从一个条带层44b到其他条带层44a的直接电流通路。由于第二夹39的上和下夹持件39a、39b穿透到保护层44c中，更合适地，现在通过它们的刻痕件41、42与金属条带44d接触，预热电流通过上电极件35b、上条带层44b到达上夹持件39b通过支撑板48、49、杆51、52和枢转板43，所述电流到达第二夹39的下夹持件39a。在该点，电流通入下条带层44a，然后通过第一电极的电极件35a，至此形成电流闭环64，作为分流或旁通电路或电流迂回路。

上述预热电流例如为2500安培并在预热时间间隔中使用，其中该包装条带44的釉质或保护层44c将被加热。已经观察到，这样的加热满足使两个条带层44a、44b之间的电阻下降到这样的程度，使得随着所述加热，电流将经由两个条带层在两个电极件35a、35b之间直接通过，而不通过经由夹持件39a、39b的较高电阻处的迂回路。相应地，至此控制可以切换到焊接电流，该焊接电流基本上大于预热过程的电流，即例如在6000和7000安培之间。采用预热电流的时间间隔、从而直至条带层电阻下降到电流将从一个条带层直接进入另外一个条带层所需要的时间，本质上依赖于预热电流的幅度和保护层的性质。最佳条件可以通过对任何包装条带进行若干次试验确定，试验中将改变所述参数。

在进行所述切换时或切换后短时间内，该迂回路基本消除，在两个电极件35a、35b之间的焊接电流将在大致环形的点内熔化条带材料。以已知的方式，两个条带层44a、44b的材料将结合在一起并在焊接电流切断之后硬化。第一焊接连接以这样方式完成。

紧接着第一电极的上电极件35b通过其控制杆向上离开包装条带44，如图12所示，第二电极36的上电极件36b将下行到条带44上以产生第二焊接连接/封装。正如前面关于第一电极35的例子，该两个条带层44a、44b通过电极件36a、36b挤压在一起。可选地，还在该例子中，具有足以产生另外一个迂回路径的幅度的预热电流可以首先应用于第二电极36。关于在第二焊接连接之前的迂回路径，所述迂回路电流可以通过上电极件36a经由第一焊接连接传入下条带层44a，并从那里通过下电极件36a。另外一个电流路径也是可能的，例如再次通过一个条带夹。

然而优选地，在第二电极36的例子中，采用的焊接电流高于预热电流。由于先前的加热和随后的特别在两个条带层44a、44b之间的电阻的减小，焊接电流能够直接通过两个电极件36a、36b之间的两个条带层。通过焊接过程，材料在两个层之间混合，在焊接电流切断之后冷却两个层的所述材料，将上电极件从包装条带处升起，第二焊接连接/封装得以产生。最后，该封装通过从枢转板43(图13)引导开而从施加的负载中释放出来。从而，至此，捆扎(环)形成。

在进一步的、省略的实施方式中，每个封装多于或少于两个点的焊接连接也可以产生。而且所述封装可以确保其形状不同于圆点焊接连接。

参考表

1     包装条带设备        25    控制凸轮

2     控制                28    控制杆

3     供应容器            29    控制杆

5     条带头              30    控制杆

6     条带引导件          31    控制杆

7     包装                32    控制杆

8     框架                35    第一电极

10    条带驱动            35a   下电极件

11    辊子                35b   上电极件

12    辊子                36    第二电极

13    辊子                36a   下电极件

14    辊子                36b   上电极件

15    焊接电流源          38    第一条带夹

15a   变压器              38a   下夹持件

15b   硅控整流器系统      38b   上夹持件

15c   插入连接            39    第二条带夹

16    焊接和夹持单元      39a   下夹持件

17    控制轴              39b   上夹持件

17a   轴线                40    切割刃

18    驱动                41    刻痕件

19    带轮                42    刻痕件

21    具有不同圆心的凸轮  43    相转板

22    控制凸轮            44    包装条带

23    控制凸轮            44a   下条带层

24    控制凸轮            44b   上条带层

44c   保护层

44d   金属条带

45    辊子

46    枢转轴

47    弹簧

48    支撑板

49    支撑板

51    连接杆

52    连接杆

53    枢转销

54    枢转销

55    控制凸轮

56    焊接电缆

57    腔

58    条带止块

59    摇杆

60    控制凸轮

62    箭头

64    电流迂回电路

Claims (18)

1.一种为包装条带(44)产生封装的方法，该包装条带包括金属条带(44d)，该金属条带至少在所述封装的区域具有保护层(44c)，所述包装条带以环的形式放置在包装周围并在产生所述封装前和/或在所述封装过程中保持、特别地夹持在合适的位置，其特征在于，

所述封装通过将电阻焊接方法应用于包装条带而形成，并且所述条带(44)的保护层(44c)在产生所述封装之前或在产生所述封装过程中被穿透。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装通过点焊或凸焊形成。

3.根据上述任一或两个权利要求所述的方法，其特征在于，包装条带的保护层(44c)以机械方式被穿透或损坏。

4.根据至少一个上述权利要求所述的方法，其特征在于，该包装条带的两个条带层(44a、44b)的保护层在产生封装之前或在产生封装的过程中被损坏。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护层(44c)被至少一个夹持件(38a、38b，39a、39b)以在至少一个夹持件(38a、38b，39a、39b)和金属条带(44d)之间形成电接触的方式被损坏。

6.根据至少一个上述权利要求所述的方法，其特征在于，首先预热电流应用于电极(35、36)上，之后较大的焊接电流应用于电极(35、36)上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预热电流所沿的电路路径与所述焊接电流所沿的电路路径在所述两个条带层(44a、44b)的区域内是不同的。

8.根据权利要求5-7中至少一个所述的方法，其特征在于，至少一个夹持件(38a、38b，39a、39b)电连接到电源，并且至少一个夹持件(38a、38b，39a、39b)闭合能够围绕该金属条带(44d)的迂回电路。

9.根据至少一个上述权利要求所述的方法，其特征在于，电流迂回电路通过分别位于包装条带的两个条带层(44a、44b)的不同侧上的两个焊接电极件(35a、35b，36a、36b)、并进一步通过包装条带的两个条带层和通过也是分别位于包装条带的两个条带层(44a、44b)的两个不同侧上的两个夹持件(38a、38b，39a、39b)闭合。

10.一种通过具有保护层(44c)的包装条带(44)捆扎/环绕需要包装的材料的捆扎设备，所述设备包括连接/封装系统，该系统用于相互连接/封装包装条带的环的两个叠置的条带层(44a、44b)，其特征在于

该封装系统为一个电阻焊机，该电阻焊机具有至少两个连接到电源的电极件(35a、35b，36a、36b)和至少一个用于在一个条带层(44a、44b)处穿透该包装条带保护层(44c)的穿透部。

11.根据权利要求10所述的捆扎设备，其特征在于，其包括第二电极，该电极的顶端为能够穿透第二条带层的保护层的所述穿透部。

12.根据权利要求10所述的捆扎设备，其特征在于，将该两个电极件以这样的方式设置在所述设备中，使得即使在该两个条带层互相电绝缘时，其顶端也将互相电连接。

13.根据权利要求10-12中至少一个所述的捆扎设备，其特征在于，至少一个电极件允许与金属包装条带(44d)建立电接触。

14.根据权利要求10-13中至少一个所述的捆扎设备，其特征在于，一个或多个条带夹(38、39)的两个夹持件(38a、38b，39a、39b)用作第一夹持件和第二夹持件。

15.根据权利要求10-14中至少一个所述的捆扎设备，其特征在于，至少一个电极件(35a、35b，36a、36b)具有冷却系统，尤其是水冷系统。

16.根据权利要求10前序部分或上述权利要求10-15中至少一个所述的捆扎设备，包括捆扎头，该捆扎头通过使用金属条带围绕包装来产生条带环，并进一步相互封装两个相互叠置的包装条带层，其特征在于，至少电阻焊机的电动力供应组件设置在捆扎头(5)处，尤其在紧临电极件(35a、35b，36a、36b)处。

17.根据权利要求16所述的捆扎设备，其特征在于，至少一个硅控整流器系统、一个为该硅控整流器系统供应电源的连接单元和一个电变压器位于该捆扎头。

18.一种用于环绕需要包装的材料的有涂层的捆扎带，所述包装条带具有至少单边的保护层，该包装条带形成环，两个条带层在所述环的一个部分叠置并互相封装，其特征在于

所述封装是电阻焊接连接的方式，尤其是点焊连接的方式。

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