CN105691748B - 带施加器张力 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带施加器张力。通过随着供带卷的直径或外周被改变而调节张力辊的位置，使得随着供带卷的直径减小增加将带从供给卷拉出的力而不显著改变带中的张力，从而控制带施加器中的接头长度。

Description

带施加器张力

技术领域

本发明涉及用于施加带以便密封盒体或纸板箱的带施加器，并且具体地涉及改善的带张力系统以便简化一致的带接头长度的获取。

背景技术

在将物品包装在例如瓦楞纸板箱或同类物的容器中时，常规做法是使用具有带施加器的带密封机沿一端越过通常由一对相对的片状物形成的顶部（或底部）并沿这种容器的另一端施加密封带条。胶带通常是在一侧上具有粘性层和在另一侧上具有释放涂层以便退绕容易的双向定向聚丙烯（BOPP）膜。为了恰当地密封纸板箱的片状物以便为纸板箱提供足够的保持力，胶带通常首先被施加于在大多数机器中形成竖直表面的一端，从纸板箱的该竖直表面，越过由一对相对片状物形成的水平表面到达纸板箱的另一端，所述另一端通常是第二竖直表面因此在竖直和水平表面的相交处形成的纸板箱的肩部或角部被紧紧的包裹住。在每一端或纸板箱上的带的竖直部分各自被称为带接头。接头的长度由带施加器预先设定以便向纸板箱提供理想量的粘性保持力。接头长度通常被预设为从2”至2.5”，过多的接头长度是成本高的并且无效的，不足的接头长度减小了对纸板箱的粘性面积和保持力并且引起有缺陷的包装。

当纸板箱通常在包装机的传送机上被运送而前进经过带施加器时，带施加器自动地施加和切断带以密封每个纸板箱。带由安装在包装机框架上或通常安装在形成机器的一部分的施加器的框架上的带卷供给。

如众所周知的，恰当的带施加系统包括带源、带传送；带施加、带切割、以及带擦净。

在使用传统的带施加器的纸板箱缠带中遇到的大多数主要问题涉及如下的带张力：

（1）低张力：

导致纸板箱上松弛和皱褶的带；带未被恰当切割；延长的带接头

（2）高张力：

导致带过度拉紧和拉长，引起带收缩和后拽；过早的带切割；带下垂；带急速返回和折皱；缩短的带接头长度。

在传统的带施加器中有两种手动张力调节装置，即（1）心轴张力控制，（2）离合辊张力控制，这两种张力调节装置可以部分地解决上文提及的张力相关的问题以及由于不同的粘性配方（热熔性、丙烯酸或橡胶）、释放涂层、带的宽度（2”或3”）、施加温度等造成的来自带的可变退绕（剥离）力。第三种张力调节装置（3）可以由以轧辊的形式安装在松紧调节臂（dancer arm）的自由端处并且被偏压抵靠带卷外周的加入附件提供，

（1）带心轴张力调节装置：

心轴张力调节装置通常由保持带卷的毂并且在具有摩擦垫圈的轴上可旋转的毂、压缩弹簧以及当分配带时作为在带卷上提供旋转阻力的构件的调节旋钮构成。它是带张力控制的第一阶段并被应用在带供给源处，并且起着防止带卷自由自旋、过度自旋或带过度拉紧的作用。张力调节的量也基于使用的带所需要的退绕力而定，例如：对黏的或较宽的带使用低张力设置，更窄的宽度和有释放涂层的带使用更高的张力设置。

在纸板箱密封中，纸板箱以空间顺序一个接一个被传送，要求带在中间从带卷被拉出。带卷旋转在每一缠带循环开始和停止，在带切割之后的每一停止循环趋于过度自旋。带卷的过度自旋产生松弛的带，这在后续的缠带循环中影响带切割（带未切或具有延长的接头长度的切割）以及缠带一致性。

减少过度自旋需要更多的旋转阻力，特别是当将带从具有大直径（15”）的一卷新带被抽出时，原因在于额外的质量和惯性。

如果施加在带心轴处的阻力太高，通常将导致带破损、拉紧和拉长的带、过早的带切割、接头折皱和/或缩短的接头。

（2）离合辊张力调节装置：

通常在离合辊中使用的张力调节机构与使用压缩弹簧、摩擦垫圈和调节旋钮来调节旋转阻力的心轴张力调节机构相似。离合辊也设有单向离合轴承以允许带朝向施加器辊前进，施加器辊将带的前端施加于纸板箱同时防止带沿相反方向行进，即，向后朝向带卷。离合辊的表面是有纹的以便释放带的粘性。

带卷心轴处的张力控制本质上是距将带施加于纸板箱的点最远的并且提供了应用于带的张力控制的第一阶段。离合辊是带的带张力控制的第二阶段，并且在从带卷至施加器辊的带路径上定位于带卷和施加器辊之间的中间位置处。离合辊提供了次级张力控制以便补充带卷心轴的张力调节。其位置距离施加和带切割的点更近，其张力调节影响恰当的带切割、缠带质量并且倾向于为带施加循环而稳定带。

与带卷心轴调节装置相似，离合辊上的低张力设置导致在纸板箱上松弛粘合的皱褶的带、带未被恰当切割或缠绕了延长的接头长度。高张力设置导致纸板箱上拉紧的带，所述带收缩并且引起接头向后拉、带破损、带的过早切割、带折皱、和/或带从施加辊迅速脱开、和/或产生缩短长度的接头。

（3）轧辊松紧调节臂

在松紧调节臂的自由端处的轧辊趋向于在带源处稳定带张力。松紧调节臂弹簧偏压以便将轧辊压靠在带卷的圆周上，该轧辊控制带从带卷被剥离的位置。辊的圆形表面在当带卷退绕时带从带卷剥离时支撑所述带，并且提供更平稳的带释放从而将可能引起带破损的带的急剧运动最小化。

人们认为市场上所有的带施加器都装备有以上提到的两种手动张力调节装置并且一些可能也包括轧辊松紧调节臂。通常带张力在机器启动之前被调节到基于所使用的带的种类的理想水平以便提供可靠的带闭合。然而，众所周知的是，当带被施加时带的张力变化。具体地，在带密封操作期间当带卷从新卷（最大直径15”）被消耗到更小的卷（最小直径3.3”）时，带张力逐渐增加。增加的带张力导致带破损、带收缩、过早的带切割、带由于急速返回而未被施加或缩短的接头长度等，从而产生批量的有缺陷的包装的纸板箱。全部这些问题通常出现在带卷被消耗到大约直径4”到5”之后。为避免这些问题，在工业界中存在三种常规做法：（1）监测带卷，基于剩余的带卷的尺寸手动地重新调节张力控制一次或两次。（2）在带被完全耗尽之前安装新带卷和丢弃剩余带卷。（3）使用可以承受更高张力的过高等级的更厚的带，在用于新卷的初始低张力设置中允许过度拉长的接头长度以补偿当带被消耗时使接头长度缩短的带张力的增加。（此方法解决了某些问题但也导致了切割具有低张力的更厚的带的问题）。全部三种方法都不是理想有效的并且通常导致增加的生产停机时间、带的浪费和增加带的成本等。

在传统的带施加器中当前可用的张力控制和附加轧辊松紧调节臂仅能够被预设为适应恒定的条件，例如带剥离退绕力和穿过带路径的阻力等，它们不足以控制发生在缠带操作期间（即随着带被分配并且当带卷从大卷变为更小的卷时带卷的直径变化）变化的带张力。张力的变化主要来源于预设在带心轴处的阻力。

简单的示例阐明了带卷尺寸的变化是如何影响带张力的变化的：具有直径15”的一卷新带在长20”的纸板箱上分配长24”的带旋转1/2转来完成一个缠带循环。另一方面，当带卷逐渐被消耗至直径3.5”的带卷时，它此时必需旋转2转来为同样长20”的纸板箱分配同样长24”的带。从更小的卷分配相同长度的带时带张力显著增加，原因在于其在旋转阻力初始地被预设为旋转1/2转的情况下必需克服额外旋转。

通常被用于施加带来密封纸板箱的带施加器通过提供引带来操作，该引带被抹在正被密封的纸板箱或盒体的前工作面上，并且紧固在该处，并且接着在盒体的相邻边缘之上和沿着盒体的顶部（或底部）被施加。被施加于盒体或纸板箱的前工作面的带的长度（即从带的相邻边缘延伸至相邻端部）通常被称为接头，并且在传统机器中该接头的长度显著地变化，除非在传统机器的情形中带张力随着带被从中拉出的带卷的直径变化而被调节。如上文所述的现有技术的张力调节装置系统并非在运行中被实现，并且无论如何不总是提供适当的控制以便在带卷的直径变化时保持接头长度合理地恒定。本发明提供了一种机构，所述机构在带卷的直径变化时保持接头长度为大致相同的长度。

如上文指出的传统带施加器通常将带从带卷引导至输入辊，带从输入辊传送到达单向离合辊，并且从该处到达对待密封盒体的前端进行施加的前施加器辊。已知这种施加器提供了在其自由端具有轧辊的松紧调节臂并且引导带越过轧辊，所述轧辊被压靠在带卷的外周，并且促进将带从带卷剥离，例如参见1986年6月3日授权于Marchetti的美国专利4,592,188。

这种施加器也已知通过将通常使用的固定输入辊替换为被安装于松紧调节臂的自由端上的输入辊而在离合辊和带卷之间的带中提供松弛，所述松紧调节臂在缠带循环中的适当时间使输入辊在与离合辊相邻的位置和距离离合辊更远的第二位置之间往复运动，从而在带卷和离合辊之间的带中产生松弛；参见2012年12月12日授权于Lam的美国专利8,327,902。

2012年5月15日授权于Lam的美国专利8,176,959教导了一种多用途机器，所述机器可以被转变为像传统C形夹或 L形夹那样施加带，在C形夹中带通常沿盒体的一侧向上延伸，越过顶部（或底部）并且沿与前述侧面相对的盒体一侧向下延伸，在L形夹中带沿盒体的顶部（或底部）处的拐角周围的一侧向上延伸并且接着沿着盒体的顶部（或底部）分叉。该专利示出了当将要应用L形夹时均以固定关系被安装在松紧调节臂上以适应前施加器臂和辊到超行程位置的运动的离合辊和输入辊。

发明内容

本发明的目的在于提供接头长度更好地被控制的改进的带施加器。

本发明广泛地涉及用于将密封带施加于纸板箱的带施加器，所述带施加器具有：框架；具有毂的带卷安装件，待被施加以密封所述盒体的带卷可以被安装于所述毂上；所述带卷和带施加器辊之间的带路径，带施加器辊被定位为当所述盒体相对于其运动时将带施加于所述盒体；限定所述带路径的辊，所述辊之一是单向离合辊以允许带朝向所述带施加器辊的运动并且禁止带沿相反方向的运动；松紧调节臂，所述松紧调节臂在相邻于所述松紧调节臂的一端处被可枢转地被安装在所述框架上；以及被安装于所述松紧调节臂上相邻于远离所述一端的所述松紧调节臂的端部的轧辊；偏压所述松紧调节臂以按压所述轧辊与所述带卷的所述外周接触的构件，所述轧辊限定所述带路径的初始部分，改善包括：

接头长度控制装置，包括联接于所述松紧调节臂并且限定所述轧辊和所述单向离合辊之间的所述带路径的部分的张力辊，所述张力辊被联接于所述松紧调节臂，从而当所述松紧调节臂随着所述带卷被消耗而朝向所述带安装件运动时，所述张力辊相对于所述离合辊运动从而改变所述带路径以便当所述带卷的所述外周减小时调节施加在所述轧辊处的力。

优选地，所述张力辊被安装为相邻于被直接连接到所述松紧调节臂的辅助安装臂的自由端。

优选地，所述张力辊被安装于杠杆臂上，所述杠杆臂可枢转地安装在所述框架上并且提供了构件使所述杠杆臂的凸轮系统突出部偏压抵靠所述松紧调节臂，从而所述张力辊随所述松紧调节臂一起运动并且与所述凸轮系统突出部与所述松紧调节臂的相互作用一致。

优选地，构件被提供以便调节所述张力辊相对于所述松紧调节臂的位置。

优选地，所述接头长度控制装置被定位为远离所述带施加器。

附图说明

更多的特征、目的以及优点将从下文本发明的优选实施例的详细描述结合附图变得显而易见，其中；

图1是本发明一种形式的示意图，所述形式被应用于传统的或熟知的带施加器，与后续视图相比更详细的示出了施加器。

图2是本发明的图1所示实施例的某些零件为了清楚而被省略的示意图，示出了当带从满带卷被分配时的带路径。

图2a是当使用如图1所示的本发明将带从满带卷分配时产生的接头长度的示意图。

图3是图1中所示的本发明的实施例的示意图，示出了当带从几乎耗尽的带卷被分配时的带路径。

图3a是当使用如图1中所示的本发明将带从几乎耗尽的带卷分配时产生的接头长度的示意图。

图4是示出了来自满卷的带路径的本发明的另一实施例的示意图。

图5是示出了来自几乎耗尽的带卷的带路径的本发明的另一实施例的示意图。

图6示出了被定位于远离带施加器的带供给和张力。

具体实施方式

注意力集中在图1，该图示出了本发明的优选形式，即被应用于带施加器10以便将密封带施加于纸板箱11（图2a或3a）的形式。如图所示，带施加器10具有传统的可枢转地安装于框架14的前施加器臂12，如13处所示，并且承载相邻于其自由端的施加器辊16。施加器辊16将带18被用于密封盒体或纸板箱11的粘性侧压在纸板箱11的接近面上。如已知的那样，施加器辊或辊轴16可以被刷或各种形式的施加器取代，但是辊是优选的并且使用术语施加器辊或辊轴不应当被解释为排除这些其它装置。

如正常情况那样，施加器10也包括可枢转地安装于框架14上的后刷臂20，如21处所示，并且在安装件21的一侧处具有擦净辊（wipe down roll）或类似物22并且在安装件21的相对侧上被连接至推杆24，如26处所示。而且在26处连接至后臂20的是在示出的布置中偏压所述臂20使其绕枢转安装件21顺时针旋转的弹簧28。推杆24与前施加器臂12相互连接，如30处所示，从而弹簧28推动臂12至如图1所示的起动位置。

合适的切断机构31被安装于框架14上以便以正常方式起作用。

单向离合辊32被可旋转地安装在框架14上并且形成将在下文更详细描述的带路径34的一部分。该单向辊32配备有可调节的阻力施加机构和单向离合机构，如33处示意地示出，并且通常被用于施加附加的阻力于带18和允许带18仅沿施加器辊16的方向行进。

在运行中带18从中拉出的带卷36被安装于毂38上，毂38继而被安装于从框架14延伸的桅杆40。毂以正常方式安装所述卷36并且设有传统的可调节阻力施加机构，如在42处示意地示出。

带18通过环绕经过轧辊44从带卷36被取出，轧辊44被可旋转地安装为相邻于可枢转地安装在框架14上的松紧调节臂46的自由端，如48处所示。松紧调节臂46由在臂46和桅杆40之间延伸的弹簧50偏压从而使得轧辊44压在卷36的外周 52上。

上文描述的设备存在于当前使用的许多带头中。

本发明提供了接头长度控制装置100，其在图1中示出的实施例中被直接连接到带施加器10的带施加部分102。在图1的实施例中，接头长度控制装置100合并了具有辅助安装臂54的松紧调节臂46，所述辅助安装臂54沿远离卷36的方向从该松紧调节臂横向突出。臂54在相邻于其自由端处安装张力辊56。如由可逆的相互垂直的箭头58（任选的）示意地示出的，辅助臂58相对于松紧调节臂46的位置可以被改变，例如沿着松紧调节臂46和/或从松紧调节臂46突出，即如果需要可以被设置成可调节的从而辊56的位置可以如所期望的那样被调节，以便通过改变辊56和臂46的关系来辅助适应具有不同特性的带，所述臂46将改变辊沿着带路径34的定位。

利用本发明，带路径34从带卷36的外周52绕轧辊44延伸，接着越过张力辊56，接着越过单向离合辊32，并且从该处到达施加器辊16。显而易见的是该路径34随着带卷36从图2中的满卷36F被消耗至图3中所示的耗尽的或几乎空的卷36E而变化。在图2和3的示意图中，如具有满卷36F的图2所示，带18围绕外周张力辊56（之间接触）的缠绕延伸大致120°并且带18围绕离合辊的缠绕是约125°度，即在示意图中松紧调节臂46通过轧辊44和满卷36F的外周52接触而被定位于远右侧。当带卷36减小时，张力辊52相对于离合辊32围绕由将松紧调节臂46安装于框架14的安装点48限定的轴线运动至图3中所示的耗尽或空卷36E位置。在满卷36F位置，张力辊56作为辊44和32之间的总跨度的百分比小于其在空卷36E位置时的百分比。当松紧调节臂46到达图3中所示的位置时，围绕张力辊32的缠绕被减小到大约90°并且围绕离合辊的缠绕减小到大约70°。在图3的耗尽卷位置，由带18中的张力施加的更高百分比的力被施加在轧辊44处。

如上文所述的，由于带18从带卷36被拉出直到其达到图3所示的耗尽卷36E的尺寸，当带卷36被消耗时卷36的尺寸（直径）逐渐减小。在该位置松紧调节臂46继续保持辊44抵靠卷36的外周52，并且绕着轴线48逆时针旋转，这如上文所述通过将张力辊52相对于单向离合辊32运动而改变围绕离合辊32和张力辊56的缠绕。该动作逐渐增大由带18中的张力施加在轧辊44处的力（张力）。

将显而易见的是，即使在当卷36的外周52减小时，由带18中的张力施加的力的分布被调节为施加更多力在轧辊44处的条件下，将带18从卷36剥离所需要的力改变，被施加于带18的张力也不需要显著改变。因此当辊56在图2或图3的位置时带18中的张力可以是大约相同的。与辊56在图3位置时施加在轧辊44处的力相比，在辊56的图2位置，更少的力被施加在轧辊44处。因此当需要更低的力来将带18从带卷36拉出时，如当带18 从如图2中36F处所示的满或新卷被分配时的情况，由带18中的张力在轧辊44处传递的可用力的百分比更小。另一方面，当需要更高的力来将带18从带卷36拉出，即当如图3中36E处所示带卷36被耗尽时，由带18中的张力在轧辊44处传递的可用力的百分比更高。因此如上文所述重新定位张力辊56将在需要时在轧辊44处施加更大的力以便将带18从卷拉出而不显著地改变施加于带18的张力，即正常需要的将带18从图3的空卷36E拉出的张力。以这种方式，施加于带18的张力被保持得更加一致，并且因此如图2a和3a中所示，接头60F和60E的长度H1和H2是大致相同的而与带18是从满带卷36F（图2）还是耗尽的带卷36E（图3）被拉出无关，并且随着带卷36从卷36F的尺寸被消耗到带卷36E的尺寸，接头长度将保持相对恒定。

在图4和5的实施例中辅助臂54已被独立凸轮臂70取代，所述凸轮臂70在示出的布置中呈L形并且在与离合辊32相同的轴线上被可枢转地安装于框架14。L形由从其轴线的相反侧延伸的臂71和73提供。臂70安装张力辊56于相邻于臂71的自由端的位置，臂71在离合辊56相邻于轧辊44的一侧延伸。臂70经由被连接至另一臂73的弹簧72被偏压以便保持臂71上的凸轮系统突出部74靠在松紧调节臂46上，从而张力辊56以如上文参考图2和3所述的相同的方式被重新定位并且以相同方式作用。与松紧调节臂46相互作用的凸轮系统突出部74提供了进一步的手段来随着带卷从满的36F被消耗至耗尽的36E时调节张力辊56的位置。在这种图6的实施例中，张力辊56与所述松紧调节臂46一起运动并且与所述凸轮系统突出部74与所述松紧调节臂46的相互作用一致。张力辊56相对于松紧调节臂46的定位可以通过改变凸轮系统突出部74与松紧调节臂46的相互作用而被进一步更改，即随着带卷36被消耗，张力辊56的运动可以被更加精细地调整以适于正在使用的带卷。

图6示出了本发明的进一步的实施例，其中张力控制装置100被定位为远离带施加器10，通常在机器的机器框架200上的某些方便的位置，其中施加器10供所述机器使用。在图6中相同的附图标记被用于标记与上文所描述的部件相同的部件。张力控制装置100基本上与图1、2和3中示出的张力控制装置相同，但是图4和5的实施例也能够被同等适当地使用。张力控制装置100不需要被重新描述并且因此仅区别将被讨论。

安装在框架200上的辊202可以是简单辊或可以是如上文参考离合辊32所述的离合辊，并且被用于取代或补充施加器10上的离合辊32。如果与离合辊32结合使用，则通常由离合辊32施加的阻力将在两个离合辊32和202之间以任何合适的方式被分担。这是优选地布置，原因在于与如果是普通的自由旋转的辊相比，它提供了对带更好的控制。优选地，施加器10被大体地保留且附加以最小数目的改变，并且因此离合辊32通常将不被取代。

在图6中示出的布置中，输入辊104被包括在施加器部分102上，从而离开辊202的带18在更改的带路径204上围绕输入辊104行进，并且接着到达施加器10上的离合辊32以便由施加器10施加于盒体或纸板箱11。

已经描述了本发明，改型而不偏离由所附权利要求中限定的本发明的范围对本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (5)

1.一种用于将密封带施加于盒体的带施加器，所述带施加器具有：框架；具有毂的带卷安装件，待被施加以便密封所述盒体的带卷可以被安装于所述毂上；所述带卷的外周和带施加器辊之间的带路径，所述带施加器辊被定位为当所述盒体相对于其运动时将带施加于所述盒体；限定所述带路径的辊，所述辊之一是单向离合辊以便允许带朝向所述带施加器辊的运动并且通过所述带的粘性侧接触所述单向离合辊来禁止带沿相反方向运动；可枢转地安装在所述框架上的松紧调节臂，所述框架相邻于所述松紧调节臂的一端；以及安装在所述松紧调节臂上相邻于远离所述一端的所述松紧调节臂的端部的轧辊；偏压所述松紧调节臂从而按压所述轧辊与所述带卷的所述外周接触的构件，所述轧辊限定所述带路径的初始部分；

其特征在于，还具有：

接头长度控制装置，包括联接于所述松紧调节臂并且限定直接从所述轧辊到所述单向离合辊的所述带路径的部分的张力辊，定位为仅在与所述粘性侧相反的所述带的一侧接触所述带的所述张力辊被联接于所述松紧调节臂从而当所述松紧调节臂随着所述带卷被消耗而朝向所述带卷安装件运动时，所述张力辊相对于所述单向离合辊运动因此改变所述带路径以便减小所述带围绕所述张力辊和所述单向离合辊的缠绕角。

2.根据权利要求1所述的用于将密封带施加于盒体的带施加器，其特征在于，所述张力辊被安装为相邻于直接连接到所述松紧调节臂的辅助安装臂的自由端。

3.根据权利要求1所述的用于将密封带施加于盒体的带施加器，其特征在于，所述张力辊被安装在可枢转地安装在所述框架上的杠杆臂上，并且构件被提供以便将所述杠杆臂的凸轮系统突出部偏压抵靠在所述松紧调节臂上从而所述张力辊随着所述松紧调节臂一起运动并且与所述凸轮系统突出部和所述松紧调节臂的相互作用一致。

4.根据权利要求1所述的用于将密封带施加于盒体的带施加器，其特征在于，构件被提供以便调节所述张力辊相对于所述松紧调节臂的位置。

5.根据权利要求1所述的用于将密封带施加于盒体的带施加器，其特征在于，所述带卷、所述松紧调节臂和所述张力辊位于远离所述带施加器的带施加部分的位置。