CN104520051B - 用于模块化钢带打包机的封接头 - Google Patents

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Abstract

一种用于打包机的封接头，采用端对端焊接将捆扎钢带材自身焊接起来。该封接头包括主体、驱动机构、在主体入口处的端爪、切割器、爪夹和在该端爪下游的环爪。环爪携载于可以在沿着捆扎带路径的方向上移动的载架上。捆扎带的前端通过该端爪被固定，捆扎带的环部通过环爪被抓住并通过切割器被切断以形成环端。环端通过该爪夹被固定。当电流经过环端和前端时该环爪载架将该环端移动向该前端以采用端对端焊接将这些端焊接起来。

Description

用于模块化钢带打包机的封接头
背景技术
自动式打包机和手动式打包机都已知被用于围绕货物捆紧条带。
捆扎钢带可被用于捆紧货物如结构钢件、管子、钢卷、金属板等类似物，其否则会使塑料捆扎材料的完整性和/或强度负担过重或打折扣。一般，手持式捆紧工具位于货物上且捆扎带就位在该工具中并被收紧。随后，将封口施加至捆扎带以固定围绕货物被收紧的条带。
封口可以是压接型的，在这里，封口件围绕捆扎带材料的叠层就位并被压接到捆扎带上。或者，可以使用利用在捆扎带中的一组互锁切口的非压接型封口。还或者，可以采用点焊来接合捆扎带两端。手持式工具可以是全手动的，或者可以是机动的，例如被液压马达、电动机等驱动。
焊接捆扎钢带也是已知的，但当前只利用点焊和惰性气体焊(即TIG)工艺来完成。在制造过程中，捆扎钢带被点焊、对接焊或惰性气体焊以将供应带卷接在一起来维持连续的制造过程。
一般，捆扎钢带具有涂层用于防止铁锈或腐蚀物积聚于捆扎带上。为了利用点焊技术有效地自身焊接捆扎带，须先除去涂层以将裸金属焊接在一起。材料的准备和焊接可能是费时的并且是劳力密集型工作。尽管如此，涂漆捆扎带仍被点焊，但无法始终保持接头强度。
因而，人们需要自动化的捆扎钢带焊接机。符合期望的是，这样的机器能围绕货物来施加、收紧并封接捆扎钢带材。更符合期望的是，这样的机器可以与带有涂层的捆扎钢带连用，而不使用压接型封口并且不用除去涂层。还更符合期望的是，这样的机器包括模块化部件以允许部件的快速更换来尽量缩短停机时间。
发明内容
一种模块化钢带打包机围绕货物进给钢制捆扎带，拉紧捆扎带并且采用端对端焊接将捆扎带焊接于自身。打包机包括机架、可取下地安装在机架上的进带头、可取下地安装在机架上的拉紧头、可取下地安装在机架上的封接头和走带轨槽。
钢制捆扎带的前端从进带头送出，被输送经过拉带头和封接头，穿过走带轨槽并回到封接头。封接头被构造用于抓住该前端，抓住并切断捆扎带的尾端并采用端对端焊接将前端焊接至尾端。该打包机包括用于控制机器的整体运转的控制器。
封接头包括主体、驱动机构、大致设于主体入口处的端爪、切割器、爪夹和设于端爪下游的环爪。环爪携载于可以在沿着捆扎带路径的方向上运动的环爪载架上。
捆扎带的前端通过该端爪被固定。在拉紧之后，捆扎带的环部(由尾端形成)通过环爪被抓住并通过切割器被切断以形成捆扎带的环端。该环端通过该爪夹被固定，当电流经过所述环端和前端以采用端对端焊接将所述环端和前端焊接在一起时，该环爪载架将该环端移动向该前端。
封接头包括有效连接至驱动机构的凸轮轴。所述端爪、切割器、爪夹、环爪和环爪载架被有效连接至该凸轮轴。该切割器和该爪夹携载于往复运动机构上，该往复运动机构被构造成横向于捆扎带路径而运动。驱动机构横向于捆扎带路径而移动该往复运动机构。
该端爪包括一对端爪钳，其能朝向和离开捆扎带路径以抓住和放开捆扎带，该环爪包括能朝向和离开捆扎带路径以抓住和放开捆扎带的一对环爪钳。
焊接电极携载于环爪载架和爪夹上。爪夹砧座与该爪夹配合。
为了实现捆扎带环端朝向该前端的运动，有效连接至凸轮轴的第一和第二楔件与环爪载架相互配合以移动该环爪载架。
封接头在捆扎带处于拉紧状态时采用端对端焊接将捆扎带的第一端和第二端(如前端和环端)焊接在一起。
该封接头包括驱动机构，它包括与之有效连接的凸轮轴。凸轮轴被构造用于与所述爪夹砧座、环爪、环爪载架配合以分别抓住和放开第一端和第二端。
第一和第二楔件被分别有效连接至该凸轮轴和环爪载架。第一和第二楔件相互配合以在焊接过程中将捆扎带环端移向该前端。
快速分离连接机构在焊接变压器和环爪焊接电极以及在焊接变压器和爪夹焊接电极之间延伸。
本发明的这些和其它的特征和优点将从结合所附的权利要求书的以下详细描述中变得一清二楚。
附图说明
图1是示出用于钢制捆扎带的示例性模块化打包机的总体布局的透视图。
图2是打包机的前视图。
图3是该机器的侧视图。
图4是拉带头或收紧模块的透视图。
图5是该拉带头的前视图。
图6是该拉带头的局部透视图，此时至夹紧轮连接件的拉带头组件被除去以便清楚显示。
图7是该拉带头的前视图，此时盖板被除去以便清楚显示。
图8是与图5相似的示意前视图，但盖板和连接板被除去以便清楚显示。
图9是示出驱动轮至安装于拉紧轮的拉紧轮组件连接件(板)的透视图。
图10是在收紧周期内工作的拉带头的示意图。
图11是拉带头的示意图，示出了拉带头打开以允许捆扎带穿过。
图12示出了相互分离的拉带头和驱动机构。
图12A是替代的拉带头的前(立体)视图。
图13是机器的前视图，示出了进带头、拉带头和封接头。
图14是被安装至机器的进带头、封接头和拉带头的透视图。
图15是进带限制机构的透视图。
图16是进带限制机构的局剖视图。
图17是封接头的透视图。
图18是封接头的局剖视图，示出了端爪。
图19a和图19b是局剖视图，示出了爪夹/切割器往复运动机构。
图20a-20e是爪夹/切割器往复运动机构的不同视图。
图21是切割器砧座的固定不动部分的透视图。
图22a和图22b是爪夹的透视图和侧视图。
图23是示出环爪和环爪载架的剖视图。
图24是封接头的剖视图，示出了用于封接头的凸轮驱动机构。
图25a-25d是环爪和载架的不同视图。
图26a和26b是环爪钳的透视图和侧视图。
图27是环爪载架的侧剖视图，示出了倾斜楔面。
图28示出环爪和间隔钳。
图29是间隔钳的剖视图。
图30是靠近爪夹/切割器往复运动机构的剖视图，示出了用于爪夹侧电极的电导体。
图31是用于爪夹侧电极的电导体的另一透视图。
图32是示出了用于环爪侧电极的导体的透视图。
图33示出了导体和导体的快速分离部分。
图34示出了机架上的快速分离构件。
图35是捆扎带调直器的透视图。
图36是捆扎带调直器的另一透视图。
图37是捆扎带调直器的前视图。
图38是捆扎带调直器的侧视图。
具体实施方式
虽然本装置容许各种形式的实施例，但在理解了本文应被认为是装置的示例而并非想要局限到所示的具体实施例的情况下，附图示出了且以下将描述当前优选的实施例。
参见这些附图，尤其参见图1，示出了示例性的打包机10。打包机10被设计用于与钢制捆扎带S连用，该钢制捆扎带可被收紧且自身焊接以形成围绕货物的环。打包机10通常包括机架12、进带头14、拉带头16、捆扎带调直器17、封接头或焊接头18和走带轨槽20，捆扎带S经过所述走带轨槽围绕货物来进送。捆扎带S从供带源如捆扎带分配器(未示出)被送出。打包机10的操作由控制器22来控制。
简言之，在典型的工作过程中，捆扎带S通过进带头14从分配器被抽出并被送入机器10。进带头14在向前方向输送捆扎带S经过拉带头16及捆扎带调直器17和封接头18，送入并沿着走带轨槽20进送，并且回到封接头18。接着，进带头14反向作动以从走带轨槽20抽拉出捆扎带S到货物上。
拉带头16被构造用于在捆扎带围绕货物就位时收紧捆扎带S并在封接周期开始时保持捆扎带S的拉紧状态。如以下所述且如图1和图2所示，捆扎带S按照弯曲路径或弧形路径在拉带头16和封接头18之间经过。结果，在收紧周期中，可能在捆扎带S内引起首尾衔接扭曲。捆扎带调直器17被构造用于抵制这种扭曲并调直该捆扎带S以帮助输送该捆扎带S经过封接头18和走带轨槽20。
随着捆扎带S围绕货物被收紧，封接头18工作以从供带源切断出一段捆扎带S，将捆扎带的两端拉近，并将捆扎带的两端端对端地焊合以形成环。随后，货物可从机器10中被卸出并且下一货物准备好用于打捆。
本领域技术人员将会认识到，捆扎带两端以对接方式焊接。因此，捆扎带两端(被切断)在其表面上不具有任何典型的涂覆材料。因而，不同于已知的捆扎带焊接技术，不需要在焊接前准备或以其它方式处理捆扎带端面。
进带头14包括驱动机构24、被动轮26和惰轮或夹紧轮28。如上所述，进带头14在向前方向上运转以将捆扎带S进送入机器10中，在相反方向上从走带轨槽20抽拉出捆扎带S到货物上，随后，收紧任何松弛的捆扎带S。
所示的进带头14远离拉带头16和封接头18就位。这种配置形式允许进带头14就位在一般用于拉带头16和/或封接头18的任何壳体30之外且就位在支承机器10部件的机架12之上或附近。它也允许进带头14就位于这样的高度(如近地面高度)，即该高度允许容易接近进带头14以便维护、修理等。
参见图4-9，拉带头16是自动型的并包括电气部段32和独立的(机械)收紧部段34。电气部段32包括驱动机构36如所示的电动机、传感器38等。唯一的机械件是连接至收紧部段34的输出轴40。电气部段和收紧部段32、34利用弹簧加载的锁闩42或类似锁扣系统来连接。这种安装或连接布置容许容易分开电气部段和收紧部段32、34以便维护、修理等。
收紧部段34包括捆扎带S移动经过的捆扎带路径(总体在44处示出)。收紧部段34包括驱动轮46、拉紧轮组件48和夹紧轮50。盖板51封闭收紧部段34。驱动轮46例如通过马达输出轴40被有效连接至驱动机构36。在本实施方式中，驱动轮46是驱动齿轮并顺时针转动以收紧捆扎带(如参见图10)。拉紧轮组件48包括拉紧轮52，该拉紧轮在本实施方式中具有摩擦面54。摩擦面54可以是糙化表面如菱形表面，用于保证在收紧周期内产生大的摩擦力。
拉紧轮组件48包括齿轮56，该齿轮与驱动齿轮46啮合以将动力从驱动机构36传递到拉紧轮组件48。拉紧轮52和齿轮56被相互固定安装并能被安装到一个共同的轴58。通过这种方式，动力从驱动机构36被传递至拉紧轮52。拉紧轮52和齿轮56通过单向离合器60被安装在轴58上，该单向离合器如下所述允许拉紧轮52在收紧方向上(逆时针)转动，但阻止反向转动。
驱动齿轮46和拉紧轮组件48通过第一连接件62被安装在一起，第一连接件能以如63所示的板或载架的形式来构成。第一连接件62限定出第一枢转臂A62，其从驱动齿轮46的轴线起延伸经过拉紧轮组件48的轴线。
夹紧轮50被安装到轴64上并与驱动齿轮46对置而设以接触拉紧轮52。在收紧周期内，捆扎带S在拉紧轮52和夹紧轮50之间被抓住并且提供了捆扎带S与之接触而收紧捆扎带S的表面。
拉紧轮组件轴58和夹紧轮轴64通过第二连接件66相互安装在一起。第二连接件66具有长槽孔68，长槽孔在此容纳夹紧轮轴64，该夹紧轮轴允许拉紧轮52运动至与夹紧轮50接触和脱离与夹紧轮50接触。第二连接件66限定出第二枢转臂A66，它相对于第一枢转臂A62形成一角度α即增力角度。
驱动轮46(齿轮)和夹紧轮50在其各自转动轴线的横向上是固定的，但拉紧轮组件48(轴58)在横向上是浮动的。通过这种方式，如图10和11所示，增力角度α根据拉紧轮组件48的“浮动”而变化。弹簧70将拉紧轮52偏置入与夹紧轮50接触。
当如图10所示在收紧周期内工作时，驱动机构36工作，其使驱动齿轮46转动，该驱动齿轮又与拉紧轮组件齿轮56啮合。如图10所示，驱动机构36和驱动齿轮46于是顺时针转动，这使拉紧轮52逆时针转动。随着捆扎带S就位于拉紧轮52和夹紧轮50之间，捆扎带S如箭头72所示被向左拉紧。
随着拉紧轮52抓住捆扎带S(在拉紧轮52和夹紧轮50之间)，拉紧轮52逆时针转动，但该拉紧轮至驱动轮连接件(第一连接件62)将倾向于顺时针转动，因此拉紧轮52将试图缓慢接近夹紧轮50。这是因为拉紧轮组件48浮动安装、第一连接件66浮动安装和在至夹紧轮连接件(第二连接件66)的拉紧轮组件中的长槽孔。当第一连接件62顺时针转动时，增力角度α减小，这增大拉紧轮52作用于夹紧轮50的法向力(和由其施加的压力)，于是增强对被抓住的捆扎带S的夹紧。
如图11所示，当因为驱动机构36和驱动齿轮46逆时针转动而在进带方向作动时，将拉紧轮组件48安装到轴58上的单向离合器60防止拉紧轮52转动。驱动齿轮46所施加的力致使第二连接件66克服弹簧70的力(其将拉紧轮52偏置于与夹紧轮50接触)逆时针转动。由于在至夹紧轮连接件(第一连接件62)的拉紧轮中的长槽68，拉紧轮52移动或转动脱离与夹紧轮50接触并张启用于在进带周期内使捆扎带S在夹紧轮和拉紧轮50、52之间自由前移的一道间隙或空隙(大致在74处示出)。位于拉带头16内的近距传感器71(见图12)检测拉紧轮52(安装至第一连接件62)何时转动离开夹紧轮50并阻止驱动机构36继续驱动该驱动齿轮46。连接件62(和拉紧轮52)在进带周期内保持就位。
图12A示出了拉带头16'的替代实施方式。在此实施方式中，拉带头16'的内部构件和驱动构件与图6-12所示的拉带头16的实施方式中的相同。但代替连接件66，在替代实施例16'中，凸轮67'安装至轴58'，凸轮随动件69'安装至盖板51'以帮助拉紧轮52'和第一连接件62'的枢转运动。
参见图2和图35-38，捆扎带调直器17位于拉带头16和封接头18之间。捆扎带调直器17被构造用于调直捆扎带S以抵制因例如收紧周期而可能在捆扎带内引起的任何首尾衔接扭曲。如可以从图1和图2中看到，在拉带头16和封接头18之间的路径是弯曲的，将捆扎带从自进带头14起的水平路径重新布置到在封接头18和走带轨槽20处的竖直路径。结果，在收紧周期内，在捆扎带内因弯曲路径和捆扎带S上的拉伸张力而引起首尾衔接扭曲。这种首尾衔接扭曲可能导致错误供给捆扎带和捆扎带卡住。
捆扎带调直器17被设置用于通过在与所引起的首尾衔接扭曲相反的方向上弯曲该捆扎带来抵制首尾衔接扭曲。捆扎带调直器17包括主体194、输入导向件196、输出导向件198和活动的调直件200。在本配置形式中，输入导向件196包括一对间隔滚轮202a、202b，同样，输出导向件198包括一对间隔滚轮204a和204b。每个构件196、198的滚轮202a、202b和204a、204b的相互间距是固定的并且相对于主体194是固定的。滚轮轴线A202和A204是固定的，从而经过每个轴线对A202和A204的平面P202和P204是固定的，该平面P202和P204彼此相对固定不动。
活动的调直件200也包括成对的滚轮206a、206b。滚轮206a、206b安装在载架208上，该载架可相对于输入和输出导向件196、198运动。在本配置形式中，载架208可以如双头箭头200所示相对于输入和输出导向件196、198转动。通过这种方式，经过活动件滚轮206a、206b的轴线对A206的平面P206可相对于固定件滚轮平面P202和P204运动。
为了实现载架208的运动或枢转，载架208包括从其伸出的短轴212。枢转连接件214被安装到短轴212上，从而转动或枢转该枢转连接件214使载架208和进而活动的调直件200转动。枢转连接件214可包括多个齿216，这些齿能与驱动齿轮218啮合以运动所述枢转连接件214。驱动齿轮218可被驱动机构驱动或被手动驱动。紧固件220例如所示的台阶螺栓可被用于将活动件200固定至期望位置。
如图13-16所示，进带限制机构74位于捆扎带路径上，大致在走带轨槽20末端，以便在捆扎带S前端被送入封接头18时接纳该前端。进带限制机构74可以靠近捆扎带调直器17就位。进带限制机构74包括驱动机构76、驱动轮78、偏置载架80和滚轮82和传感器84。在本实施方式中，驱动轮78具有开槽边缘或V形边缘或者槽86，并且滚轮82与槽86对置就位。V形槽86和滚轮82限定出总体在88处被示出的捆扎带路径。滚轮82被安装至偏置载架80，该偏置载架将滚轮82偏置向轮78。载架80的偏置例如可以借助弹簧90。捆扎带路径88具有预定的宽度W88，其在载架80(和滚轮82)处于初始位置时略小于捆扎带S宽度。或者，尽管未示出，该进带限制机构也可以包括带有单向离合器支承的驱动轮，代替驱动马达。
在本实施方式中，传感器84位于载架80附近，从而载架80枢转进入和脱离与传感器84的接触(电接触、机电接触和/或机械接触)。当捆扎带S进入捆扎带路径88时，捆扎带在槽86内移动并接触滚轮82，该滚轮又使载架80转动离开传感器84。在一个实施例中，传感器84是近距传感器。
如图35-38所示，捆扎带回程传感器84'可以就位在捆扎带调直器17的主体194上。在此配置形式中，当捆扎带S返回向封接头18时，捆扎带S接触被有效安装至传感器触点224的极限标记222，它移动至接触传感器84'。极限标记222被弹簧226偏置入捆扎带路径中。捆扎带传感器84'及其部件的这种配置形式可被用来代替图15-16的实施例的枢转载架80。
如以下将更具体描述地，进带限制机构74提供许多功能。首先，当检测到捆扎带S已进入捆扎带路径88时，传感器84提供信号给控制器22和/或进带头14以表明捆扎带S正返回至封接头18。其次，进带限制机构驱动机构76和轮78在捆扎带S上提供足够大的运动力以保证捆扎带S前端被迫进入封接头18并被正确就位以便封接头18操作。
图17-34示出封接头18。封接头18在整个封接周期内起到以下作用，在其穿过封接头18且进入走带轨槽20时接纳捆扎带S，接纳捆扎带S前端并从走带轨槽20返回，抓住或抓住捆扎带S的两端，从供带源分断出捆扎带以形成环端，并采用端对端焊接或封接的形式将捆扎带两端焊接在一起。人们将会从本文中明白且如上所述，焊接是自动执行的，此时捆扎带S处于围绕货物收紧状态被端对端焊接，而不是叠置焊接。为实现端对端焊接，作为封接周期的一部分，封接头18在执行焊接时使捆扎带的切断两端靠近。
封接头18限定出经过其中的总体如92所示的捆扎带路径。许多组件沿捆扎带路径92排齐。位于封接头18内的且被凸轮驱动机构93驱动的凸轮94包括各种凸轮凸部，该凸轮凸部与封接头18内的凸轮随动件配合以使所述组件运动经过其各自周期，如以下将描述的那样。
参见图18，端爪位于封接头18的进口98处。该端爪包括限定出捆扎带路径92的上导向机构102的一对钳100。端爪钳100在钳100接纳捆扎带S的打开位置和钳100降下且捆扎带S前端在钳100和砧座102之间被抓住的闭合位置之间运动。砧座102作为在打开位置和闭合位置之间随端爪钳100运动的连接件104的一部分来形成。
端爪钳100和砧座102(和砧座连接件104)通过双向作动凸轮106在所述打开位置和闭合位置之间运动，该双向作动凸轮具有一对凸轮随动件108a、108b。在连接件104上的第一凸轮随动件108a将砧座102和端爪钳移动到闭合位置，在连接件104的相对一侧的第二凸轮随动件108b将砧座102和端爪钳100移动到打开位置。
钳100绕枢转接头110如所示的枢销转动。连接臂112从砧座连接件104延伸向钳100以使钳100枢转。当砧座连接件104向上移动(跟随凸轮随动件108a)以使砧座102移动向捆扎带路径92时，连接臂112使端爪钳100的底部向外向外转动，这又使钳100的抓紧部114向内转动到捆扎带S上。相反，当凸轮94继续转动并且对置的凸轮随动件108b接触连接件104时，它向下移动砧座连接件104(进而砧座102)并使钳100枢转以打开端爪。
爪夹/切割器往复运动机构116在端爪附近，其包括爪夹118和切割器120。图19-20总体示出往复运动机构，图2示出切割器固定部或砧座122，图22a和22b示出爪夹118。往复运动机构116可横向于捆扎带路径92运动，以使切割器120移动入捆扎带路径92中来切断捆扎带S(从供带源切断以形成圈端)并在焊接周期内使爪夹118移动就位。该往复运动机构116具有位于捆扎带路径92上的三个横向位置：切断位置(图19a)，焊接位置(图19b)和在切断位置和焊接位置之间的初始位置或中间位置。往复运动机构116包括驱动机构126如所示的丝杠驱动机构以执行横向运动。
切割器120包括固定不动的切割器砧座122和活动的刀片128，活动的刀片在初始位置或回撤位置和切断位置之间移动，在切断位置上该刀片128(向上)移向砧座122以切断捆扎带S。刀片128通过与转动的凸轮94配合的凸轮随动件130被驱动以移向捆扎带路径92。通过偏置件如所示的弹簧132(见图20c)使刀片128回到初始位置。
爪夹118固定安装至往复运动机构116，爪夹砧座134在初始位置和夹紧位置之间运动向爪夹118以在焊接周期在爪夹118和砧座134之间抓住捆扎带S。砧座134被弹簧136偏置向回撤位置地安装在往复运动机构116内。砧座134包括导体表面或其上的电极138用于在焊接周期内传导电流。
如图22a和22b最佳所示的爪夹118包括底部140，其通过紧固件142(见图20d和20e)安装到往复运动机构116上，还包括延伸越过捆扎带路径92的悬伸的夹部144。爪夹118用于在焊接周期内将捆扎带S紧固到砧座134上。如图22b最佳所示，爪夹118被构造成具有接触面146，该接触面在松弛状态下被略微偏置或倾斜(如角度θ所示)向砧座134。本领域技术人员将会认识到，在焊接周期内须对爪夹118施加相当大的力以确保捆扎带S和电极138之间的最大程度的接触。因此，最好将实际上尽可能大的爪夹118表面区定位在捆扎带S上。假定这样的部分(尤其是悬伸部分)将随着施加到悬伸端146的压力的增大而挠曲，该端146在自由端148被偏压或略微倾斜向电极138(砧座134)。这保证了当悬伸端148弯曲时爪夹118在接触捆扎带S情况下保持平直。
末端止挡150作为往复运动机构116的一部分来形成。末端止挡150随着往复运动机构116横向运动并且包括止挡面152，捆扎带S的前端在它返回向封接头18时(在横穿过走带轨槽20之后)接触该止挡面。
环爪154靠近止挡面152。环爪154用于夹紧从供带源切断出的捆扎带端(环端)，并且在焊接周期内将该圈端移动向捆扎带前端并提供导体面或电极156用于执行捆扎带焊接。环爪154安装在载架158上并且包括一对环爪钳160，该环爪钳也限定出捆扎带路径92的上导向机构。环爪钳160在捆扎带S移动穿过封接头18的打开位置和环爪钳160移动至接触捆扎带并贴靠砧作162夹紧捆扎带S的闭合位置之间运动。环爪钳160可配设有许多齿161来将捆扎带S夹紧在砧座162上。环爪砧座162作为载架158的一部分来形成并且包括电极156，捆扎带S被钳紧在该电极上以便在焊接周期内传导电流。环爪154包括连接件164，其随着环爪钳160在打开位置和闭合位置之间运动。
包括环爪钳160和砧座162(和环爪连接件164)的环爪载架158通过双向作动凸轮166在打开位置和闭合位置之间运动，该双向作动凸轮具有一对凸轮随动件168a、168b。在环爪连接件164上的第一凸轮随动件168a将砧座162和环爪钳160移动到闭合位置，在连接件164的相对一侧的第二凸轮随动件168b将砧座162和环爪钳160移动到打开位置。
环爪钳160绕枢转接头如所示的枢销170转动。连接臂172从砧座连接件164延伸向该钳160以使所述钳160转动。当砧座连接件164上移(跟随凸轮随动件168a)以使砧座162移向捆扎带路径92时，连接臂172使钳160的底部向外转动，这又使钳160的上部向内转动以将捆扎带S夹紧在砧座162上。相反，当凸轮166继续转动且对置的凸轮随动件168b接触连接件164时，它将砧座连接件164(进而砧座162)向下移动并且移动连接臂172以使环爪钳160打开。
为了执行捆扎带两端的相向接近运动，环爪载架158沿着纵向即在捆扎带路径92方向上运动。因而，载架158包括倾斜面或楔面174，其与被凸轮94操作的作动楔件176配合。当作动楔面176移动到接触载架楔面174时，载架158被迫移向端爪，以便如以下将详述地使捆扎带S的圈端移向该前端以便封接。作动楔176也被构造成具有双向作动凸轮178以便提供在接合位置和分离位置之间的正向被动运动，从而在钳夹位置和焊接位置之间主动驱动该环爪载架158。
一对间隔钳180在环爪钳160附近，如图24和29所示。间隔钳180在捆扎带横穿封接头18时用于打圈捆扎带的引导功能。因此，间隔钳180没有落位在捆扎带S上，而是在处于闭合位置的钳180和环爪钳砧座162之间限定出一个间隙182。间隔钳180具有与环爪钳160相似的枢转配置形式。间隔钳180绕枢转接头如所示的枢销184转动。连接臂186从凸轮随动件190上的顶升件188延伸以使该钳180转动。当顶升件188上移(跟随凸轮随动件190)向(但未进入)捆扎带路径92时，连接臂186使钳180的底部向外转动，这又使所述钳180向内枢转向捆扎带路径92。
为了如上所述将捆扎带两端焊接在一起，设有两个电极138、156。一个电极138设置在爪夹砧座134上，另一个电极156设置在环爪砧座162上。电极156与封接头18结构电气隔离，从而只有电极156载电流(传导经过)。因而，在环爪电极156上通过绝缘件302、304、306、308、310、312、314、316和318产生电气隔离。
为了增强封接头18和机器10的模块化能力，与封接头电极138、156的连接通常是速动连接类型的。在这样的布置形式中，在该封接头上有两个电触点320、322。它们由高传导性材料制成以尽量减小电阻和表面积要求。它们如此就位，即，当封接头18安装在机器10上时，它们与配合的偏置触点324、326套合。触点324、326可以如图所示被弹簧328偏置。触点324、326通过分流器332和电缆334连接至焊接变压器330。电触点320通过电缆338连接至环爪砧座162。电触点322通过电缆336连接至爪夹118。
在工作中，捆扎带S前端从分配器进入进带头14并通过进带头14被送至拉带头16。过渡引导机构192从拉带头16延伸向封接头18并提供从拉带头16到封接头18的用于捆扎带S的弧形或拱形的引导。
当捆扎带S的前端被送入封接头18时，端爪钳100是打开的，切割器往复运动机构116处于中间位置或初始位置，环爪钳160是打开的并且间隔钳160是打开的。端爪砧座和环爪砧座102、162处于其回撤位置。
捆扎带S前端经过封接头18并横穿过走带轨槽20、进带限制机构74并返回到封接头18。捆扎带S的前端通过进带限制机构传感器74被检测，该进带限制机构传感器发出信号(通过控制器22)给进带头14表示进带周期快结束。进带限制机构驱动机构76被启动(或者它先前可能正在运转)以将捆扎带前端迫移入封接头18中。该前端被止挡面152挡住，端爪钳100在前端上闭合，间隔钳180在捆扎带S的环部上方闭合(但不扎紧在其上)以形成用于环部的引导。
随后，进带头14在卷绕周期内反向工作以从走带轨槽20中抽出捆扎带S到货物上。一旦捆扎带S被检测到处于货物上(例如通过在相反方向上停止的进带头驱动机构24)，拉带头16工作以拉紧捆扎带S。当达到期望的拉紧力时，拉带头16按照制动模式工作以保持捆扎带S收紧。环爪钳160在捆扎带S上闭合以抓住捆扎带S并且拉带头驱动机构36关闭。间隔钳180随后打开。
爪夹/切割器往复运动机构116从初始位置运动到切断位置并且打圈捆扎带被切断，在捆扎带前端和切断圈端之间留有小间隙(如约1/2mm)。捆扎带S现在准备好用于焊接，并且往复运动机构116运动到焊接位置。爪夹124在捆扎环端上方滑过并且爪夹砧座134上移以将捆扎带S夹紧在爪夹118和爪夹砧座134上的电极138之间。
焊接变压器接通并且楔形件176开始上移以接合(载架158上的)楔面174而使环爪载架158纵向移动向端爪和捆扎带前端。对于大致一半的纵向运动，载架158缓慢运动并且捆扎带S被加热。对于大致另一半的纵向运动，变压器关闭，并且被加热的捆扎环切断端快速移入该前端以将捆扎带两端焊合在一起。该环爪载架的整个运动在约2秒周期内走过约6mm。焊接在环爪载架158运动结束时结束。
在焊接周期之后，在一段预定时间之后，端爪102砧座向下移动离开端爪钳100，并且端爪钳100打开，爪夹砧座134返回到回撤位置(通过弹簧136)，并且爪夹/切割器往复运动机构116返回到初始位置。环爪砧座162向下移动离开环爪钳160，并且环爪钳160打开，从打包机中移出或者取出捆扎货物。随后，该机器准备用于后面的捆扎周期。
本领域技术人员将会认识到，相对的方向性术语如上、下、前、后等只是示范性目的，而不是想要限制本文的范围。
本文提到的所有专利兹被援引纳入本文，无论是否在本文的文字中专门提到。
在本文中，词语“一个”或者“一”被认为包含单数和复数。反之，任何提到复数项将在适当情况下包含单数。
从以上内容中将会注意到，可以在不脱离本发明的新颖构想的真正精神合范围的情况下实现许多改动和变化。应该理解的是并不打算或者不应推断而知与所示的具体实施例相关的局限性。本文打算涵盖所有这样的落在权利要求书范围内的改动。

Claims (40)

1.一种打包机的封接头，所述打包机用于围绕货物进送钢制捆扎带、收紧所述捆扎带并采用端对端焊接将所述捆扎带焊接于自身，所述封接头限定穿过其中的捆扎带路径，所述捆扎带沿所述捆扎带路径被输送，所述封接头包括：
主体；
驱动机构；
围绕所述主体的入口处设置的端爪；
切割器；
砧座；
往复运动机构；
爪夹；以及
设置在所述端爪下游的环爪，所述环爪携载于环爪载架上，所述环爪载架能在沿所述捆扎带路径的方向上运动，
其中，所述捆扎带的前端通过所述端爪被固定在所述捆扎带路径中，所述捆扎带的环部通过所述环爪被抓牢在所述捆扎带路径中并通过所述切割器被切断以形成所述捆扎带的环端，所述前端通过所述爪夹被固定在所述捆扎带路径中，其中在电流经过所述环端和所述前端时，所述环爪载架将所述环端移向所述前端以采用端对端焊接将所述环端和所述前端焊接在一起，
其中所述切割器和所述爪夹被携载于所述往复运动机构上，并且其中所述往复运动机构可横向于所述捆扎带路径运动，以使所述切割器移动入所述捆扎带路径中来切断所述捆扎带，并在焊接周期内使所述爪夹移动入所述捆扎带路径中来固定所述前端。
2.根据权利要求1所述的封接头，包括可操作地连接至所述驱动机构的凸轮轴，并且其中所述端爪、所述切割器、所述爪夹、所述环爪和所述环爪载架被可操作地连接至所述凸轮轴。
3.根据权利要求1所述的封接头，其中，所述端爪包括能朝向和离开所述捆扎带路径运动的一对端爪钳，并且其中所述环爪包括能朝向和离开所述捆扎带路径运动的一对环爪钳。
4.根据权利要求1所述的封接头，包括携载于所述环爪载架上的焊接电极。
5.根据权利要求1所述的封接头，包括与所述爪夹配合的爪夹砧座，并且其中所述爪夹包括携载于其上的焊接电极。
6.根据权利要求2所述的封接头，包括第一楔件和第二楔件，所述第一楔件可操作地连接至所述凸轮轴，并且所述第二楔件可操作地连接至所述环爪载架，所述第一楔件和所述第二楔件相互配合以将所述捆扎带的所述环端移向所述前端。
7.根据权利要求1所述的封接头，包括携载于所述环爪载架上的第一焊接电极，携载于所述爪夹上的第二焊接电极以及焊接变压器，其中在所述焊接变压器和各所述第一焊接电极和所述第二焊接电极之间的连接机构是快速分离连接机构。
8.根据权利要求1所述的封接头，包括用于使所述往复运动机构横向于捆扎带方向而运动的驱动机构。
9.一种采用端对端焊接将钢制捆扎带在拉紧时封接于自身的方法，所述捆扎带具有前端和环端，所述方法包括：
在靠近所述前端和所述环端的位置处固定所述捆扎带以将所述前端和所述环端置于同一捆扎带路径并在所述前端和所述环端之间限定间隙；
以纵向运动将所述前端和所述环端朝向彼此拉动，其中对于所述纵向运动的第一部分，所述前端和所述环端朝向彼此以第一速度移动，并且对于在所述纵向运动的所述第一部分之后的第二部分，所述前端和所述环端朝向彼此以大于所述第一速度的第二速度移动；
随着所述前端和所述环端朝向彼此被拉动，使电流通过所述前端和所述环端之一或两者；
使所述前端和所述环端相互接触以采用端对端焊接焊合所述前端和所述环端；以及
放开所述捆扎带。
10.根据权利要求9所述的方法，包括切断所述捆扎带的所述环端以在所述前端和所述环端之间限定所述间隙。
11.根据权利要求9所述的方法，包括维持所述固定的步骤以在形成所述端对端焊接之后保持所述捆扎带的所述前端和所述环端从而在松开所述捆扎带之前允许所述捆扎带冷却。
12.根据权利要求10所述的方法，其中切断所述捆扎带的所述环端暴露出不加涂层的捆扎带。
13.根据权利要求9所述的方法，包括调直所述捆扎带。
14.根据权利要求9所述的方法，其中使电流通过所述前端和所述环端之一或两者的步骤通过向一个或多个电极施加电流而实现。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述前端被保持固定并且所述环端被朝向所述前端拉动。
16.一种采用端对端焊接将钢制捆扎带在拉紧时封接于自身的方法，所述捆扎带具有前端和环端，所述方法包括：
在靠近所述前端和所述环端的位置处固定所述捆扎带以将所述前端和所述环端置于同一捆扎带路径并在所述前端和所述环端之间限定间隙；
将所述前端和所述环端朝向彼此拉动一段距离；
在所述距离的第一部分中，使所述环端朝向所述前端纵向地以第一速度移动；
随着所述前端和所述环端在所述距离的所述第一部分中被朝向彼此纵向地拉动，使电流穿过所述前端和所述环端之一或两者；
在所述距离的所述第一部分之后的第二部分中，关闭焊接变压器并且使所述环端朝向所述前端纵向地以大于所述第一速度的第二速度移动；
使所述前端和所述环端相互接触以采用端对端焊接焊合所述前端和所述环端；以及
放开所述捆扎带。
17.根据权利要求16所述的方法，包括切断所述捆扎带的所述环端以在所述前端和所述环端之间限定所述间隙。
18.根据权利要求16所述的方法，包括维持所述固定的步骤以在形成所述端对端焊接之后保持所述捆扎带的所述前端和所述环端从而在松开所述捆扎带之前允许所述捆扎带冷却。
19.根据权利要求17所述的方法，其中切断所述捆扎带的所述环端暴露出不加涂层的捆扎带。
20.根据权利要求16所述的方法，包括调直所述捆扎带。
21.根据权利要求16所述的方法，其中使电流通过所述前端和所述环端之一或两者的步骤通过向一个或多个电极施加电流而实现。
22.根据权利要求21所述的方法，包括驱动所述捆扎带通过封接头，并且其中使电流通过一个或多个电极的步骤发生在所述封接头内。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述前端被保持固定并且所述环端被朝向所述前端纵向地拉动。
24.一种用钢制捆扎带捆扎货物的方法，包括：
在第一方向上将所述捆扎带的前端进送通过封接头所限定的捆扎带路径并使所述捆扎带的所述前端返回到所述封接头；
在靠近所述捆扎带的所述前端的位置处抓住所述捆扎带以将所述前端置于所述捆扎带路径中；
在与所述第一方向相对的第二方向上在所述捆扎带的环端处通过抽拉而收紧所述捆扎带；
切断所述捆扎带的所述环端并在所述捆扎带的所述前端和所述环端之间限定间隙；
在靠近所述捆扎带的所述环端的位置处夹住所述捆扎带以将所述环端置于所述捆扎带路径中；
将所述捆扎带的所述前端和所述环端朝向彼此纵向地拉动一段距离；
在所述距离的第一部分中，使所述环端朝向所述前端纵向地以第一速度移动；
随着在所述距离的所述第一部分中所述前端和所述环端被朝向彼此纵向地拉动，使电流穿过所述前端和所述环端之一或两者；
在所述距离的所述第一部分之后的第二部分中，关闭焊接变压器并且使所述环端朝向所述前端纵向地以大于所述第一速度的第二速度移动；
使所述前端和所述环端相互接触以采用端对端焊接焊合所述前端和所述环端。
25.根据权利要求24所述的方法，包括放开所述捆扎带。
26.根据权利要求25所述的方法，包括维持所述抓住和所述夹住的步骤以在形成所述端对端焊接之后保持所述捆扎带的所述前端和所述环端从而在放开所述捆扎带之前允许所述捆扎带冷却。
27.根据权利要求24所述的方法，其中切断所述捆扎带的所述环端暴露出不加涂层的捆扎带。
28.根据权利要求24所述的方法，包括调直所述捆扎带。
29.根据权利要求24所述的方法，其中使电流穿过所述前端和所述环端之一或两者的步骤通过向一个或多个电极施加电流而实现。
30.根据权利要求24所述的方法，其中所述端对端焊接是对接焊接。
31.根据权利要求24所述的方法，其中所述前端被保持固定并且所述环端被朝向所述前端纵向地拉动。
32.一种用于在捆扎带处于拉紧时采用端对端焊接将一段捆扎带的第一端和第二端焊接起来以形成捆扎环的封接头，所述捆扎环限定捆扎带方向，其中所述封接头限定穿过其中的沿所述捆扎带方向的捆扎带路径，所述封接头包括：
主体；
围绕所述主体的入口处设置的端爪；
切割器；
往复运动机构；
相互配合以在所述捆扎带路径中抓住所述第一端的爪夹和爪夹砧座，所述爪夹砧座包括携载于其上的焊接电极；和
携载于环爪载架上的环爪，所述环爪和所述环爪载架配合以在所述捆扎带路径中抓住所述第二端，所述环爪载架能平行于所述捆扎带方向运动，所述环爪载架上携载有焊接电极，
其中当电流经过所述电极时所述环爪载架将所述第二端移向所述第一端以便采用端对端焊接将所述第一端和所述第二端焊接在一起，
其中所述切割器和所述爪夹携载于所述往复运动机构上，并且其中所述往复运动机构可横向于所述捆扎带路径运动，以使所述切割器移动入所述捆扎带路径中来切断所述捆扎带，并在焊接周期内使所述爪夹移动入所述捆扎带路径中来固定所述第一端。
33.根据权利要求32所述的封接头，包括设置在所述爪夹上游的端爪。
34.根据权利要求32所述的封接头，其中所述环爪包括一对环爪钳，所述环爪钳可操作地安装至所述环爪载架上以将所述第二端固定在所述环爪中。
35.根据权利要求32所述的封接头，包括端爪，所述端爪具有一对端爪钳,用于固定在所述爪夹上游的所述第一端。
36.根据权利要求34所述的封接头，包括设置在所述环爪钳下游的一对间隔钳。
37.根据权利要求32所述的封接头，包括驱动机构和与所述驱动机构可操作地连接的凸轮轴，所述凸轮轴被构造成与所述爪夹砧座、所述环爪和所述环爪载架配合以便分别抓住和放开所述第一端和所述第二端。
38.根据权利要求37所述的封接头，包括第一楔件和第二楔件，所述第一楔件可操作地连接至所述凸轮轴，并且所述第二楔件可操作地连接至所述环爪载架，所述第一楔件和所述第二楔件相互配合以在焊接过程中使所述捆扎带的所述第二端移向所述第一端。
39.根据权利要求32所述的封接头，包括焊接变压器，并且还包括在所述焊接变压器和所述环爪的所述焊接电极之间以及在所述焊接变压器和所述爪夹的所述焊接电极之间的快速分离连接机构。
40.根据权利要求32所述的封接头，包括用于使所述往复运动机构横向于所述捆扎带方向而运动的驱动机构。
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PB01 Publication
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GR01 Patent grant
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Application publication date: 20150415

Assignee: SPG packaging Ireland Limited

Assignor: ILLINOIS TOOL WORKS Inc.

Contract record no.: X2020990000225

Denomination of invention: Sealing head for modular steel strapping machine

Granted publication date: 20181221

License type: Exclusive License

Record date: 20200509