CN101778771A - 具有改进拉紧、密封和馈送装置的包装机 - Google Patents

具有改进拉紧、密封和馈送装置的包装机 Download PDF

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Abstract

一种浮动包装头(18)，用于包装机，该包装机定位、拉紧包装材料以及围绕负载将包装材料密封至自身。包装机具有框架(14)和包装斜槽(16)。浮动包装头包括拉紧模块(28)、分离的密封模块(26)以及可操作地连接至拉紧模块和密封模块的驱动组件(40)。驱动组件配置用于将拉紧模块和密封模块移动为彼此朝向和彼此远离。该头包括引导件(48)，拉紧模块和密封模块沿着所述引导件一起横向移动并移动成彼此朝向和彼此远离。当包装材料的一端由密封头抓住并且包装材料的相对部分由拉紧模块抓住的情况下在包装材料中产生拉紧力时，驱动被触发以将拉紧模块和密封模块移动为彼此远离。拉紧模块和密封模块作为一体沿着引导件移动，以使在包装头的任一侧上的包装材料中的拉紧力均等。

Description

具有改进拉紧、密封和馈送装置的包装机
技术领域
本发明涉及一种包装机。更特别地，本发明涉及一种用于塑料包装材料的包装机的改进拉紧、密封和馈送装置。
背景技术
包装机在本领域中是公知的。有两种主要类型的包装机，手动和自动，桌面式或直立式包装机。包装机典型地设计用于塑料或金属(钢)包装。这些包装机将包装定位、拉紧、和围绕负载密封以捆住或绑住负载。
典型的包装机包括用于整个机器的框形支撑、用于例如支撑负载的工作区域、在拉紧包装之前围绕负载馈送包装并缩回包装的馈送头、包装通过其被围绕负载馈送的斜槽、用于将包装绑到自身的包装头、以及用于将包装材料分配到包装头的一个或多个分配器。
在塑料包装机中，包装头具有多个功能。首先，当包装的自由端返回包装头时，包装头夹住或抓住包装的自由端，在缩回之后并在包装拉紧过程中，包装头夹住或抓住的包装的尾端。当包装头切断来自馈送或分配器侧的密封的包装并将包装的重叠路线密封到一起时，包装头在包装回路的相对侧或内侧再次抓住包装。
馈送头典型地包括一或多对旋转轮，用于将包装馈送到包装头、围绕包装斜槽并返回包装头。馈送头还包括缩回装置，用于缩回松弛的包装并且将包装从包装斜槽“牵引”到负载或要被包装的包装体上。馈送头还包括拉紧装置，推动包装的拉紧以在形成包装回路的密封之前绑住负载。已知的包装机馈送头包括两对旋转轮，用于执行馈送、缩回和拉紧功能。其它的包括单对轮，用于执行这些功能。典型地，在每个包装机中，每对轮中的一个是从动轮，另一个是惰轮(用于提供从动轮在其上旋转的表面)。另外的装置使用卷扬机或卷线机，包装缠绕到卷扬机或卷线机上以牵引包装的拉紧力。卷线机位于包装头中、馈送头中，或位于两者之间。
尽管这些装置在拉紧包装方面工作很好，它们通过从一端牵引包装以在围绕负载封装时沿着包装的整个长度拉紧包装。这典型地导致在包装中产生不均等的拉紧力。在从拉紧设备到负载的第一角的(直)段，该拉紧力最大。在从第一角至下一角的包装的直段，拉紧力次大。依次地，在围绕负载的包装的每一段中拉紧力减小，直到到达包装的前导端。
为了解决包装中的不均等拉紧，一个装置使用包装头(具有拉紧设备)，该包装头允许在包装馈送(具有弹力恢复)方向“浮动”或者在浮动方向被机械地推动(例如由汽缸)以尝试使得围绕负载的包装中的拉紧力均等。
这些均等装置都不是弯曲有效的，因为仅在一个方向向包装施加外力。此外，这些装置都要求额外的部件和/或组件来将密封头从浮动位置浮动和返回浮动位置。
相应地，需要一种包装拉紧均等组件，该组件使得包装在包装头的两侧并且在来自包装头的两个方向的拉紧力均等。期望地，这样的设备在包装上的两个方向施加近似相等的力。更期望地，这样的设备在两个方向施加力，而不需要汽缸或弹簧来均衡设备。
发明内容
在用于定位、拉紧和围绕负载将包装材料密封至自身的包装机类型中使用浮动包装头。该包装机具有框架和包装斜槽。浮动包装头包括拉紧模块和分离的密封模块。
驱动组件可操作地连接至拉紧模块和密封模块并配置用于将拉紧模块和密封模块移动为彼此朝向和彼此远离，并同时允许拉紧模块和密封模块作为一个单元一起浮动。
包装头包括引导件，拉紧模块和密封模块沿着所述引导件一起横向移动(浮动)并移动成彼此朝向和彼此远离。通过致动驱动以将拉紧模块和密封模块移动为彼此远离，包装材料的一端由密封头抓住并且包装材料的相对部分由拉紧模块抓住的情况下，在包装材料中产生拉紧力。拉紧模块和密封模块作为一体沿着所述引导件浮动或移动以使在包装头的任一侧上的包装材料中的拉紧力均等。
在该包装头中，所述引导件包括轨道、与拉紧模块相关联的车架、以及与密封模块相关联的车架。车架沿着轨道运动。
驱动组件包括可操作地连接到驱动齿轮和齿条齿轮的马达。驱动齿轮和齿条齿轮彼此啮合以将拉紧和密封头移动为彼此朝向和彼此远离。
在该包装头中，拉紧模块和密封模块彼此远离的移动致动拉紧模块上的拉紧抓器。拉紧模块和密封模块的彼此接合释放拉紧抓器。
该包装头可以包括包装引导件，用于将包装材料馈送到拉紧模块。
包装机包括浮动包装头。这样的包装机能够被配置具有在馈送头和包装头之间延伸的所述包装引导件，从而将馈送头安装到包装供给上并且馈送头和包装供给位于浮动包装头的远端。
结合所附的权利要求，从下述具体实施方式中将显而易见本发明的这些和其他特征和优势。
附图说明
在阅读下述具体实施方式以及附图之后，相关领域的普通技术人员将更加容易理解本发明的优点和优势。
图1是体现本发明的原理的具有包括浮动包装头的改进拉紧和馈送装置的包装机的前视图，其中，在静止位置或馈送模式示出包装机；
图2是拉紧模式中示出的包装机的前视图；
图3是在拉紧处(完全拉紧)示出的包装机的前视图；
图4是在图1的馈送模式中的包装头的放大前视图；
图5是在图2的拉紧模式中的包装头的放大前视图；
图6是在图3的拉紧处(完全拉紧)的包装头的放大前视图；
图7是在图1和图4的馈送模式中的包装头的后视图；以及
图8是在图3和图6的拉紧(完全拉紧)处的包装头的后视图。
具体实施方式
尽管本发明适用于各种形式的实施例，在附图中示出并且在下文中描述当前优选实施例，应当理解本描述应当认为是本发明的示例，并且不将本发明限制为描述的特定实施例。
还应当理解本说明书的这部分的标题，即“具体实施方式”设计美国专利局的要求，并且不表示而且也不应当被推断为限制这里揭示的主题。
参考附图，尤其是图1，示出了体现本发明原理的具有改进的拉紧和馈送组件12的包装机10。包装机10总体上包括框架14、包装斜槽16、包装头18、馈送或驱动头20、以及包装分配器22。如图所示，分配器22以及馈送头20能够被分离地远程放置(通常靠近)以根据需要便利分配器22(例如重负载包装卷轴R)以及馈送头20的维护。有利地，这能够允许将馈送头20放置在大约接地或地平面高度。要被包装的包装体P被定位在斜槽区域24内。包装体P可以是适合在斜槽16和斜槽区域24内的任何尺寸。
包装头18具有多个功能，包括将包装S引导进入和引导出包装斜槽16，在各种时间和位置抓住包装S以拉紧包装S，在包装S中形成密封(例如通过焊接)并且将回路(并且要被密封)包装S从包装源或分配器22切断。包装头18也用于通过使用拉紧组件或设备提供在包装S中的拉紧。
该包装头18通过使用分离的密封模块和拉紧模块26、28提供这样的拉紧功能。在这样的装置中，密封模块26用于提供端爪、回路爪、包装密封或焊接、以及包装切割(用于将回路从包装源切断)。拉紧模块28用于提供拉紧爪并且在形成包装密封之前在包装上“牵引”或施加拉紧力。
相应地，密封模块26包括端爪30、回路爪32、例如振动焊盘的密封元件34、以及切割器36。拉紧模块28包括拉紧爪38，例如示出的当在形成包装密封之前在包装S中产生拉力时用于绑住包装S的自激励抓器。
与使用包括包装和拉紧功能的单个包装头的包装机不同，该包装头18使用彼此分离但是通过驱动组件40可操作地彼此连接的密封模块和拉紧模块26、28。该驱动组件40是齿条(线性)齿轮驱动装置。马达42和驱动齿轮44安装到拉紧模块28。驱动齿轮44与安装到密封模块26的齿条齿轮46啮合。该配置允许马达42驱动驱动齿轮44，驱动齿轮44接下来将拉紧模块28和密封模块26驱动地彼此远离和朝向彼此。
为了实现模块26、28彼此朝向和远离的平滑线性移动，并且允许模块26、28作为一个单元一起移动(线性)或浮动，模块26、28被安装到线性引导件48。该线性引导件48包括轨道50以及与每个密封模块26和拉紧模块28相关联的滚筒车架52、54。车架52、54包括允许车架52、54沿着轨道50的低摩擦移动(滑动)的滚筒56。以此方式，当使拉紧马达42致动时，齿轮44、46啮合以使驱动齿轮44沿着齿条齿轮46前进，齿条齿轮46接下来将模块26、28沿着轨道50移动为彼此远离。车架52、54(并且因此密封模块26和拉紧模块28)能够移动为彼此朝向和彼此远离。并且，因为两个车架52、54安装在滚筒56上的轨道50上，车架52、54(并且因此密封模块26和拉紧模块28)在拉紧周期中沿着轨道50作为一个单元移动或浮动。
在包装周期的开始(图1和图4)，拉紧模块28和密封模块26处于静止位置，彼此相邻。拉紧抓器释放凸轮58与密封模块26的表面60接合以将拉紧抓器38保持在打开状态。
将负载P置于包装机10中，致动馈送头马达62。从分配器22牵引包装S并且通过包装引导64件将包装S馈送进入和通过拉紧模块28(拉紧抓器38打开)、密封模块(端抓器30和回路抓器32打开)并进入和围绕包装斜槽16。
当感知到包装材料S的前导端L返回包装头18时，端抓器30闭合和抓住或夹住包装材料S的前导端L。馈送头马达62倒转，(松弛的)包装S被缩回并且然后被从包装斜槽16牵引到负载P。
一旦完成缩回，拉紧模块驱动马达42致动以将拉紧模块28和密封模块26移动为彼此远离。这释放了拉紧抓器释放凸轮58，从而拉紧抓器38接触和绑住模块28中的包装S。当马达42继续运转，密封模块26和拉紧模块28被驱动为彼此远离并且包装S被拉紧。如同将理解的，通过驱动组件40(从动和齿条齿轮44、46以及马达42)将模块可操作地彼此连接，但是模块26、28作为一个单元浮动，如同由车架52、54(轨道50上)安装到包装机10。如此，当产生拉紧力时，当啮合的驱动和齿条齿轮44、46保持包装S中的拉紧力时，模块26、28将浮动(例如沿着轨道50移动)到一起，以均等在密封模块26/拉紧模块28(包装头18)的两侧(如图6中S1和S2所示)的包装S中的拉紧力。
当已经达到期望的拉紧力时，回路抓器32被接合以夹住闭合的包装材料S的“回路”；即包装材料S的重叠路线被牢固地保持。一旦接合回路抓器32，当通过例如振动焊接元件34将材料的重叠路线彼此焊接时，放松齿条(允许驱动齿轮44自由地旋转)并且切断包装材料S的尾端T(朝向拉紧模块28的端)以切断来自材料源的回路。然后打开密封模块26以允许包装S退出头18，并且将包装的负载P移出斜槽区域24。
然后相反地操作拉紧驱动马达42以将模块26、28拉到一起，这打开拉紧抓器38(通过抓器释放凸轮58与密封模块60的接触)。现在在静止位置的模块26、28准备好开始下一个包装周期。
为了控制包装S中的拉紧力，使用具有转矩反馈的无刷DC马达作为驱动组件马达42以确定施加的拉紧力。有利地，在这种类型的马达中，马达转矩与电(功率)变化无关并且与包装中的拉紧力成正比。转矩反馈允许包装更准确和持续的拉紧。即，与线性拉紧驱动组件40相组合，向包装施加可靠的、持续的和线性的力，减小包装变形和提供对施加到包装的拉紧力的更好的控制及增加的准确性。
这里引用的所有专利通过引用包括于此，不论是否在该揭示中特别指出。
在本揭示中，词语“一”或“一个”应当理解为包括单数和复数。反过来，任何对复数条目的引用都应当适当地包括单数。
从上文中将观察到在不偏离本发明的真实思想和新概念的范围的前提下能够进行各种变型和变化。应当理解不应该得出或推断得到关于所述的特定实施例的限定。本揭示意欲通过所附权利要求覆盖所有落入权利要求范围内的变型。

Claims (14)

1.一种浮动包装头，用于包装机，该包装机用于定位、拉紧包装材料以及围绕负载将包装材料密封至自身，所述包装机具有框架和包装斜槽，所述浮动包装头包括：
拉紧模块；
密封模块；
驱动组件，可操作地连接至所述拉紧模块和所述密封模块并配置用于将所述拉紧模块和所述密封模块移动为彼此朝向和彼此远离；以及
引导件，所述拉紧模块和所述密封模块沿着所述引导件一起横向移动并移动成彼此朝向和彼此远离，
其中，当包装材料的一端由密封头抓住并且包装材料的相对部分由所述拉紧模块抓住的情况下在包装材料中产生拉紧力，并且驱动被致动以将所述拉紧模块和所述密封模块移动为彼此远离时，所述拉紧模块和所述密封模块作为一体沿着所述引导件移动，以使在包装头的任一侧上的包装材料中的拉紧力均等。
2.根据权利要求1所述的浮动包装头，其中，所述引导件包括轨道、与所述拉紧模块相关联的车架以及与所述密封模块相关联的车架。
3.根据权利要求1所述的浮动包装头，其中，所述驱动组件包括可操作地连接到驱动齿轮和齿条齿轮的马达，所述驱动齿轮和所述齿条齿轮彼此啮合以将拉紧和密封头移动为彼此朝向和彼此远离。
4.根据权利要求1所述的浮动包装头，其中，所述拉紧模块和所述密封模块彼此远离的移动致动所述拉紧模块上的拉紧抓器，并且所述拉紧模块和所述密封模块的彼此接合释放所述拉紧抓器。
5.根据权利要求1所述的浮动包装头，包括包装引导件，用于将包装材料馈送到所述拉紧模块。
6.根据权利要求1所述的浮动包装头，其中，所述驱动组件包括马达。
7.根据权利要求6所述的浮动包装头，其中，所述马达是无刷DC马达。
8.一种用于定位、拉紧包装材料以及围绕负载将包装材料密封至自身的包装机，包括：
框架；
包装斜槽；
馈送头；
包装供给；以及
浮动包装头，该浮动包装头包括：
拉紧模块；
密封模块；
驱动组件，可操作地连接至所述拉紧模块和所述密封模块并配置用于将所述拉紧模块和所述密封模块移动为彼此朝向和彼此远离；以及
引导件，所述拉紧模块和所述密封模块沿着所述引导件一起横向移动并移动成彼此朝向和彼此远离，
其中，当包装材料的一端由密封头抓住并且包装材料的相对部分由所述拉紧模块抓住的情况下在包装材料中产生拉紧力，并且驱动被致动以将所述拉紧模块和所述密封模块移动为彼此远离时，所述拉紧模块和所述密封模块作为一体沿着所述引导件移动，以使在包装头的任一侧上的包装材料中的拉紧力均等。
9.根据权利要求8所述的包装机，包括在馈送头和包装头之间延伸的包装引导件，其中馈送头被安装到包装供给上，并且馈送头和包装供给位于浮动包装头的远端。
10.根据权利要求9所述的包装机，其中，所述引导件安装在所述框架上，并且包括轨道、与所述拉紧模块相关联的车架以及与所述密封模块相关联的车架，所述车架位于轨道上。
11.根据权利要求8所述的包装机，其中，所述驱动组件包括可操作地连接到驱动齿轮和齿条齿轮的马达，所述驱动齿轮和齿条齿轮彼此啮合以将拉紧和密封头移动为彼此朝向和彼此远离。
12.根据权利要求8所述的包装机，其中，所述拉紧模块和所述密封模块彼此远离的移动致动所述拉紧模块上的拉紧抓器，并且所述拉紧模块和所述密封模块的彼此接合释放所述拉紧抓器。
13.根据权利要求8所述的包装机，其中，所述驱动组件包括马达。
14.根据权利要求13所述的包装机，其中，所述马达是无刷DC马达。
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