CN104203753B - 用于包装制品的旋转缠绕机 - Google Patents

Abstract

一种通过从卷轴解绕的薄膜包装产品的旋转缠绕机(30、110)，所述缠绕机(30、110)包括框架(13、113)，所述框架(13、113)承载分配单元(19、119)，所述分配单元(19、119)电控制从而分配来自存在于分配单元(19、119)中的薄膜卷轴的包装薄膜。分配单元支撑在框架上从而沿着封闭路径围绕包装区域(38、138)旋转地驱动，所述包装区域(38、138)包含待用薄膜缠绕的产品。沿着封闭路径存在动力供应天线(25、125)，所述动力供应天线(25、125)连接至天线动力供应单元(26、126)用于通过电感应将电力传输至相应的接收器(28、128)，所述接收器(28、128)可沿着天线连同所述分配单元一起移动并且转而将电力供应至分配单元。

Description

用于包装制品的旋转缠绕机

技术领域

本发明涉及使用薄膜条带包装制品(例如托盘上的包裹)的类型的创新的旋转缠绕机。

背景技术

具有包装头或包装单元的缠绕机或缠绕站是已知的，所述包装头或包装单元沿着圆形路径围绕设置在该路径的中心处的待包装制品的外周旋转。包装头从卷轴解绕塑料薄膜并且围绕制品缠绕塑料薄膜。如果薄膜的宽度小于制品的高度，机器也必须进行包装头沿着制品本身的同时移位，从而将薄膜螺旋地缠绕在制品上。

为了包装头的旋转移动，机器可以设置有用于轴向旋转的马达驱动的圆环，薄膜分配单元安装在所述圆环的内周上。环也可以包括设置在其上的在直径上处于分配单元对立位置处的平衡重。环依次安装在马达驱动的框架上从而赋予其上述同时的平移移动。

在不同的实施方案中，环被环形轨道替代，以托架形式的包装单元或包装头沿着所述环形轨道行进。

在两种情况下，需要向围绕待包装产品旋转的单元施加驱动力用于操作该单元上存在的机构。这造成机器的旋转单元和静止部分之间的连接方面的明显问题。

现有技术中提出了不同的解决方案，但是都不完全令人满意。

例如，已经提出使用固定式电动马达和合适的旋转机械驱动器(例如具有齿轮、皮带和/或链条)，所述旋转机械驱动器将机械能传输至围绕待包装产品旋转的头。然而机械驱动器在某种程度上是复杂的，需要经常和昂贵的维修并且造成旋转系统中的大量惯量。

此外，效率通常相对较差并且机械驱动器在任何情况下都经受磨损和故障。

此外，由于使用机械系统，不可能合适地管理一定复杂性的解绕机构(例如配备有用于薄膜的可调节预拉伸的装置的那些机构)和/或安装在附加头的包装设备上。

所述机械系统例如描述于US2012/0180433。

NL7407687描述了具有环形轨道的捆带机，围绕材料包裹施用紧固带的托架沿着所述环形轨道行进。在所述机器中，使用线性电动马达使托架移动，其中环形轨道为定子而托架为转子。通过这种方式，托架沿着轨道移动而不使用机械系统。然而，在不使用滑动接触器的情况下不可能为托架上的设备提供动力。NL7407687因此也描述了滑动接触器用于为设置在托架上的线性马达的缠绕物提供动力的可能性。然而，托架仅能被动地运输带，因此该系统完全不适合用在使用薄膜缠绕产品的机器中，其中托架上可能存在用于解绕和拉紧薄膜的各种主动设备。

在薄膜缠绕机中，也提出使用直接安装在解绕单元上的电动马达用于各个相关机构的操作。这些马达必须明显地连同解绕单元一起旋转，因此需要提供具有电力供应的旋转单元。

为了实现该目的，在现有技术中，使用直接安装在旋转单元上的电气化轨道和滑动接触器或电池。

然而这些系统是不令人满意的，因为它们具有各种缺点，例如成本和需要经常维修(特别是在滑动接触器的情况下，滑动接触器经受显著的磨损)、大的体积和高程度的惯量(特别是在电池动力供应的情况下)。

在电池操作的系统的情况下，也需要考虑电池的成本以及维修和更换电池的需要。此外，使用电池的问题是必须进行周期性再充电。为了解决所述后一问题，也已经提出(例如在EP0811554中)使用设置在旋转单元中并且通过单元的相同旋转而操作的发电机。然而这进一步增加了重量、复杂性并且需要维修系统。

所有上述已知系统在可以处理的包装尺寸方面也具有相当严苛的限制。

发明内容

本发明的一般目的是提供创新的缠绕机，所述缠绕机能够克服现有技术的缺点，实现更小的体积、更不复杂的设计和更大的灵活性。

鉴于该目的，根据本发明出现的想法是：提供使用从卷轴解绕的薄膜的包装产品的缠绕机，所述缠绕机包括框架，所述框架承载分配单元，所述分配单元电操作从而分配来自存在于分配单元中的薄膜卷轴的包装薄膜，分配单元支撑在框架上从而沿着封闭路径围绕包装区域旋转地驱动，所述包装区域包含待用薄膜缠绕的产品，其特征在于，动力供应天线沿着所述封闭路径设置并且连接至天线动力供应单元用于通过电感应将电力传输至相应的接收器，所述接收器可沿着天线连同所述分配单元一起移动并且转而将电力供应至分配单元。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的创新原理及其相比于现有技术的优点，下文将借助于附图描述使用这些原理的实施方案的实施例。在图中：

-图1显示了根据本发明的缠绕机的第一实施方案的立体示意图；

-图2以大比例和横截面方式显示了根据图1的缠绕机的一部分的局部示意图；

-图3显示了根据图1的缠绕机的平面示意图；

-图4显示了用于解绕和分配薄膜条带的部分的示意图；

-图5显示了根据本发明的缠绕机的第二实施方案的平面示意图；

-图6显示了根据图5的缠绕机的一部分的立体示意图。

具体实施方式

参考附图，图1显示了根据本发明的缠绕装置或缠绕机，通常用10表示。

如将在下文阐明的，装置10被设计成围绕制品11缠绕合适的塑料薄膜条带，所述制品11设置在机器的包装区域38中。可以例如通过输送线21(有利地，皮带传送机或辊道)将制品引入包装区域38(和可选地除去制品)。

缠绕站形成用于包装产品的站，所述产品例如托盘化，正如本领域技术人员容易想象的。通常地，制品11可以通过一组产品(例如盒状物、砖状物等)形成，所述一组产品堆叠在运输托盘12上从而形成待用薄膜包装的平行六面体结构，从而将所有产品一起紧固在单个包裹中。

缠绕机10包括框架13，所述框架13承载分配单元19，所述分配单元19电控制从而分配来自存在于所述分配单元中的薄膜卷轴的包装薄膜。

特别地，分配单元支撑在框架13上从而沿着封闭路径围绕包装区域38旋转地驱动，所述包装区域38包含产品11。

在图1中所示的实施方案的情况下，路径为圆形并且通过圆环16获得分配单元19沿着路径的移动，所述圆环16通过引导和滑动装置17(合适地沿着环的圆周分布)支撑在框架13上，在合适的电动马达18的操作时所述引导和滑动装置17允许所述圆环16沿轴向围绕其自身旋转。

有利地，马达18安装在框架上并且使环16旋转，通过本身已知的合适的系统(未详细示出，因为本领域技术人员可以容易地想象)，例如摩擦联接(滚轮等)或齿条齿轮联接，与环16的外周接合。

为了包装比薄膜条带的宽度更高的制品，框架13有利地可在横向于由单元19遵循的封闭路径的幅宽的方向上移位，从而沿着包装区域移动并且围绕待包装制品的外周缠绕(同样用数个层)螺旋薄膜。

通过基本上水平的路径和竖直的移位，如例如图中所示，框架13有利地可沿着支撑柱14通过已知的驱动单元15竖直移动。

如下文进一步阐述，沿着框架13上的分配单元遵循的封闭路径存在动力供应天线25，所述动力供应天线25连接至天线动力供应单元26用于通过电感应将电力传输至相应的接收器28，所述接收器28可沿着天线连同分配单元19一起移动并且转而将电力供应至所述分配单元。特别地，图1中所示的机器有利地设置有环形支撑件20，所述环形支撑件20固定至框架13并且容纳天线。支撑件20在其旋转过程中平行于单元19遵循的路径，并且特别地，也具有圆环形状并且与环16的旋转轴线同轴。

有利地，接收器28沿着天线以这样的方式以短距离行进从而始终与天线感应耦合。

图2示意性地显示了具有环16和20和单元19的框架13的径向截面部分。

在该图中，可以清楚地看出环16如何通过引导和滑动装置17可旋转地支撑在框架上13，所述引导和滑动装置17有利地包括支撑辊22，侧面引导辊23和任选的上方保持辊24。环因此被合适地引导从而围绕其本身以小程度的摩擦旋转。

环形支撑件20有利地具有基座，所述基座沿着其整个圆周容纳天线25，通过动力供应单元26向所述天线25供应动力。

天线25可以有利地通过金属屏27(例如由铝制成)屏蔽，所述金属屏27适合于避免在非径向方向的方向上朝向环的中心或在任何情况下朝向与薄膜分配单元19相联的接收器28传输由天线产生的电场。

特别地，接收器28适合于设置成面对环20的内表面并且与其相隔较短距离，从而与天线25感应耦合并且因此接收由动力供应单元26产生和由天线25辐射的电能。

由于天线以环的形式围绕薄膜分配单元的行进路径封闭，整体固定至单元19的接收器28不断地接收由天线辐射的能量，而无论分配单元19在其围绕包装区域旋转的过程中沿着其所遵循的路径的位置如何。

接收器28供应电能，所述电能被捕获至存在于分配单元上的合适设备或电子控制单元29。控制单元29然后控制存在于所述单元上的马达和/或致动器的组件30的操作。

通过这种方式，单元接收合适的电力供应用于操作而无需与机器的静止部分的任何物理连接，因此可以自由旋转。

如果需要的话，接收器中感应的电压从相对高的感应电压(例如500V)和相对高的频率(例如有益于感应传输的效率)转化成直流电压，所述直流电压的值适合于为存在于分配单元中的电路提供动力。该直流电压可以例如为约48V DC或更小。控制电路29可以依次包括另外的电压衰减器从而使用经由接收器28接收的电压对其内部电路提供动力，正如本领域技术人员可以容易想象的。

缠绕机10可以有利地包括中心控制单元31(基本上是本领域本身已知的，因此本文不进一步阐述或描述)，除了别的之外，所述中心控制单元31通过无线传输与安装在单元19上的控制单元通讯。出于该目的，中心单元具有合适的收发器单元32。无线连接可以使用相联的传输天线或者可以经由天线25和接收器28之间的所述感应耦合通过用待传输的数据信号合适的调制天线25的动力供应而进行传送。中心单元31也可以包括用于操作器的已知的输入/输出界面(例如键盘和显示器)。

通过相同的无线传输系统也有可能使用设备29以相反方向进行传输，所述设备29调制与天线25耦合的接收器28的线圈上的数据信号，使得通过固定至地面的中心单元31，天线25被用作接收天线。

图3示意性地从上方显示了涉及用通过分配单元19供应的薄膜(用33表示)缠绕制品的操作，同时组件与马达驱动的环16围绕制品11旋转并且同时在竖直方向上沿着制品的高度行进。竖直移动可以为来回移动从而重叠数个薄膜层并且最终使分配单元返回至起始位置。起始位置例如对应于框架升高至高于待包装制品的顶部的高度的位置，从而允许制品移动进入和离开包装区域。

图3也示意性地显示了天线25的可能的构造，所述天线25被设计成连续电缆，所述连续电缆形成围绕固定环20的输入回路和返回回路。两个回路在第一端部和另一个端部(所述另一个端部在略大于360°的一圈之后重叠在第一端部上)处连接在一起，它们连接至动力供应器26。

尽管出于阐述的原因，在图3中两个回路均在分配单元遵循的路径的平面中显示，在现实中它们有利地以平行的方式彼此重叠从而均面对接收器28，如图2中清楚可见。

图4示意性地显示了旋转分配单元的可能的实施方案。该实施方案包括薄膜卷轴(用34表示)和至少两个辊35和36，所述至少两个辊35和36允许分配薄膜的进料并且独立地被马达驱动并且被单元29控制。

通过调节两个辊的相对旋转速度，单元29可以进行薄膜的所需的预拉伸，使得薄膜围绕经缠绕的制品紧密地抓握。

由于中心单元31和安装的控制单元之间的无线通讯，也可以通过中心单元31根据所需的操作需要动态地(通过操作者手动地或基于自动操作参数)控制预拉伸。

图4也示意性地显示了机构37(本身已知并且因此不再详细阐述或描述)，所述机构37在每个缠绕操作结束时和开始时进行薄膜条带的切割和调节。该机构通常设置在框架13上并且围绕其轴线在静止位置和用于抓握的操作位置之间旋转，然后当一经完成缠绕操作单元19的旋转停止时切割薄膜。

图5显示了根据本发明的装置的构造变体。为了便利起见，与图1的实施方案相似的部分以相同的编号加上100表示。

根据图5的装置(通常用110表示)包括单元119，所述单元119用于薄膜133的受控分配从而围绕制品111缠绕薄膜，所述制品111例如通过输送线121(例如传送带或辊道)传送进入装置的包装区域138。

分配单元支撑在框架13上从而沿着封闭路径围绕包装区域138旋转地驱动，所述包装区域138接收产品。

有利地，分配单元被设计成马达驱动的托架的形式，所述托架沿着遵循预定封闭路径的轨道120行进并且支撑在框架113上(如果轨道以足够牢固的方式被构造成自支撑的，所述框架113也与轨道本身一致)。

框架113有利地被支撑从而在横向于托架遵循的封闭路径的延伸部的方向上可滑动地被驱动。特别地，使用基本上水平的封闭路径(因此使用轨道120)，框架的平移移动以与前述实施方案相似的方式将为竖直的。

有利地，通过马达驱动的柱114沿着包装区域138的侧面获得该平移移动。

通过这种方式，轨道120的竖直平移移动和单元119沿着轨道120的滑动行进的组合进行用薄膜包装制品的操作，所述薄膜围绕制品螺旋缠绕。

通过图5可见轨道120(因此托架路径)如何可以不为圆形。因此在尺寸在两个正交方向上变化极大的制品的情况下，有可能优化机器的尺寸。

事实上清楚的是，如何有可能提供封闭的缠绕路径，而非具有变化形状的圆形缠绕路径(例如在图5中可见，具有倒圆拐角的矩形路径)，从而遵循待包装制品的形状而无需提供具有圆环的机器，所述圆环的直径适合于更大的尺寸并且因此沿着更小的尺寸不必要具有庞大体积。

有利地，如在图5中再次清楚可见，单元119也可以被构造成彼此铰接并且连续设置在轨道上的部段的形式，从而即使当沿着其行进路径曲率和方向突然变化时，也能够沿着轨道120容易地行进。各个铰接部段(例如三个部段)可以各自支撑解绕系统(即薄膜卷轴和马达驱动的解绕辊，和在可应用时，预拉伸辊)的一部分。例如，使用与图4中所示相似的设备，第一部段可以支撑薄膜卷轴34，第二部段可以支撑马达驱动的辊35，第三部段可以支撑马达驱动的辊36。

如本领域技术人员容易想象地，用于调节薄膜的解绕和拉伸的导轮或其它机构也可以安装在单元119上。

如果需要提供圆形行进路径(即使用圆环形式的轨道120)，单元119可以在任何情况下更简单地具有刚性设计(如果需要的话以轨道的方式弯曲)，因为其必须沿着具有基本上恒定曲率的轨道120行进。

在任何情况下，动力供应天线125沿着分配单元119遵循的封闭路径存在并且连接至天线动力供应单元126，用于通过电感应将电力传输至相应的接收器128，所述接收器128可沿着天线连同分配单元119一起移动并且转而将电力提供至所述分配单元，如前述实施方案所述。

如图6中清楚所示，天线(优选通过如前述实施方案所述的两个回路形成)有利地容纳在环形支撑件中的基座中，在实施方案的实施例中，所述基座基本上与托架沿着其行进的相同轨道的一部分一致。

如图6中可见，也可以设置在三个侧面上对天线的基座加内衬的金属屏124(有利地为U-形轮廓)，从而在不同于传输天线125和接收器128耦合在一起的那些方向的方向上避免辐射。

接收器128将动力供应至电子控制单元129，所述电子控制单元129安装在分配单元上并且控制存在于单元119上的马达和/或致动器的操作。特别地，有利地设置使单元沿着轨道移动的驱动马达118，连同另外的驱动元件和/或致动器134一起用于进行卷轴的解绕，并且如果需要的话，用于进行例如已经参考图4描述的薄膜的预拉伸。

以与前述实施方案相似的方式，图5中所示的装置也可以包括中心控制单元131，所述中心控制单元131通过无线连接(经由本身已知的相联的收发器132)与移动单元129通讯。中心单元可以具有用于操作者的已知的输入/输出界面。

可以有利地通过相同的天线125进行无线连接。替代性地，可以设置单独的天线。

由于无线连接，中心控制单元可以将指令送至安装在托架上的单元并且调节其各个操作参数，例如分配速度、预拉伸程度、沿着轨道的移动速度等。

此时清楚的是如何实现预定制品。

在根据本发明的缠绕机中，不再存在为旋转分配单元配备电元件和电子元件的问题，因为在所有情况下以容易和低成本的方式保证了电力供应。由于无需复杂的移动机械部件用于传输移动，也不需要滑动电接触件、电池或发电机，根据本发明的系统相对低成本、坚固和可靠并且不需要经常维修。旋转系统可以被设计成相对轻质并且具有低的惯量。包装速度因此可以较高并且动力消耗有限。

显然地，使用本发明的创新原理的实施方案的上文提供的描述以这些创新原理的实例的方式提供并且因此不必被视为是限制本文要求保护的权利范围。

例如，根据特定需要，分配单元可以以具有可变数目的电致动器和马达的各种其它方式设计，所述方式是本领域技术人员容易想象的。该单元也可以包括各种已知的任选包装附件，正如本领域技术人员容易想象的。机器也可以具有根据实际需要而不同的形式和尺寸。

根据第二个实施方案的滑动托架系统还可以例如通过突出框架和两个马达驱动的端部柱竖直移动，如图1中所示，或反之亦然，根据图1的系统的旋转环可以通过四个侧面柱移动，如图5中所示。

此外，在滑动托架的实施方案中，天线也可以设置在与轨道分离并且平行于托架路径的环形支撑件中。

正如附图中清楚可见的，天线可以有利地通过插入绝缘元件(例如由塑料制成)内的凹槽内的电缆形成，所述绝缘元件插入支撑元件。

正如本领域技术人员容易想象地，根据本发明的系统也可以设计用于水平包装(即使用围绕水平轴线而非竖直轴线旋转并且水平而非竖直行进的单元19或119)。如上所述，在薄膜具有足够宽度的情况下，机器也可以被设计成薄膜分配单元无需沿着产品移位。

无线通讯系统也可以是已知的光学类型。

Claims (13)

1.使用从卷轴解绕的薄膜包装产品的缠绕机(10、110)，所述缠绕机(10、110)包括框架(13、113)，所述框架(13、113)承载分配单元(19、119)，所述分配单元(19、119)电操作从而分配来自存在于分配单元(19、119)中的薄膜卷轴的包装薄膜，所述分配单元支撑在所述框架上从而沿着封闭路径围绕包装区域(38、138)旋转地驱动，所述包装区域(38、138)包含待用薄膜缠绕的产品，其特征在于，动力供应天线(25、125)沿着所述封闭路径设置并且连接至天线动力供应单元(26、126)用于通过电感应将电力传输至相应的接收器(28、128)，所述接收器(28、128)可沿着天线连同所述分配单元一起移动并且转而将电力供应至分配单元，所述分配单元(19、119)包括控制单元(29、129)，所述控制单元(29、129)安装在所述分配单元(19、119)上并且接收来自所述接收器(28、128)的动力供应并且控制存在于所述分配单元上的马达和/或致动器的操作，天线(25、125)容纳在环形支撑件(20、120)中，所述环形支撑件(20、120)平行于行进的封闭路径设置。

2.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，所述框架(13、113)能够移动地支撑从而在横向于所述封闭路径的幅宽的方向上能够平移地驱动，从而使所述封闭路径沿着产品包装区域移位。

3.根据权利要求2所述的缠绕机，其特征在于，所述封闭路径基本上水平并且所述框架的移动沿着马达驱动的竖直行进柱(14、114)竖直地进行。

4.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，用于预拉伸所述薄膜的设备(30、130)存在于所述分配单元(19、119)中并且所述马达和/或致动器至少操作这些预拉伸设备。

5.根据权利要求4所述的缠绕机，其特征在于，预拉伸设备(30、130)包括至少两个辊(35、36)用于包装薄膜的进料，所述两个辊(35、36)单独地通过马达驱动并且通过安装的控制单元(29、129)操作从而调节辊的相对速度和获得所需的预拉伸程度。

6.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，所述缠绕机包括中心控制单元(31、131)，所述中心控制单元(31、131)通过无线传输与安装在所述分配单元上的控制单元(29、129)通讯。

7.根据权利要求6所述的缠绕机，其特征在于，经由所述动力供应天线进行无线传输。

8.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，为了使所述分配单元(19)沿着所述封闭路径移动，所述分配单元(19)支撑在圆形轨道环(16)上，所述圆形轨道环(16)在所述框架上通过旋转马达(18)沿轴向旋转。

9.根据权利要求8所述的缠绕机，其特征在于，所述环(16)在所述框架上通过引导和滑动装置(17)旋转，所述引导和滑动装置(17)包括辊(22、23)用于支撑并侧面引导所述环，所述辊(22、23)在所述框架上沿着所述环的外周分布。

10.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，所述分配单元为马达驱动的托架(119)的形式，所述托架(119)在安装在所述框架上的轨道(120)上行进，并且所述托架(119)遵循所述封闭路径。

11.根据权利要求10所述的缠绕机，其特征在于，所述天线(125)容纳在所述轨道(120)的基座内。

12.根据权利要求10所述的缠绕机，其特征在于，所述托架(119)通过连续设置在所述轨道上的铰接部段形成。

13.根据权利要求1所述的缠绕机，其特征在于，所述缠绕机包括输送线(21、121)用于使产品移动进入和离开所述包装区域(38、138)。