CN1115176A - 自动封闭输送袋口的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种自动封闭传送袋的方法和设备。尤其是用于装5公斤以上面粉、饲料之类的纸袋。本发明的目的是要能使这种口袋以每小时约1200个口袋的速度自动封口，并对于袋的尺寸和重量有很好的适应能力，以及设备比较简单。为达到此目的，装满的口袋首先张开和按高度垂直排齐，然后夹紧和制成双折边。在制造折边的步骤之间涂胶水，以及涂有胶水的双折边在压辊间受挤压。

Description

自动封闭输送袋口的方法和设备

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述之自动封闭装满散装物后的输送袋袋口的方法以及实施此方法的设备。

按本发明的方法及其设备，主要用于大包装(约10—50公斤)的面粉、饲料等输送袋(尤其是纸袋)的打包和封口。

内装约2公斤以下货物的一次性小包装的封口，在包装自动化方面大多数可高生产率地进行。由于要运动的质量和纸的面积都较小，所以运动过程可高速进行，这就有可能使生产率很高。

对质量超过5公斤的大包装，却要求作完全不同的处理。在这种情况下，多次使用的输送袋可有50公斤甚至多于50公斤的质量。即使可看出有某种包装小型化的趋势，但考虑到要运动的质量、不稳定的包装类型以及扁平的袋形，也只能允许有很小的加速度。加速过高会损坏包装袋，或使包和其开口变形，以致使后续的工序无法进行。

对于所谓的可反复开合的袋(Ventilsack)，虽然由于阀类可闭式装料口比较容易封口，然而考虑到打包效率、空袋价格以及环境卫生，仅限于用作包装粮食和饲料。

粮食和饲料，尤其还有准备碾磨的谷物，要求沿两个方向严密地封闭输送袋。既不允许货物从袋中漏出，也不允许水分、有害物或昆虫侵入。输送袋必须通过缝合(孔洞，Perforation)或更好地用胶合/粘结，认真地封口。

此外，袋内所装货物的密度即使只有微小的改变，亦会产生不同的充填度。因为输送袋在未封闭的情况下没有精确的确定性容积量，所以难以进行自动化操纵和托盘化运输。尽管如此，每一口袋必须有均匀一致的形状，而且不允许含有空气垫层，以便堆成可输送的口袋堆垛(托盘化运输)。因此，例如仅提高口袋封口设备的机械化程度是不可能的。再加上批量的差别很大，这就要经常重新调整包装设备。

在这方面还有加宽缝合宽度的限制。缝合的速度并不能任意增加。用薄的(使重量减小)材料制袋时不能严密缝合，并且容易扯破。根本性的出路是采用胶合/粘结的袋。

对于已装满和未张开的输送袋，口袋开口边缘的位置变化很大，这使精确地缝合或胶合难以进行。因此有必要并已知现有的做法是，为了精确地折边，将口袋上边缘剪去一窄条，使袋边获得准确的水平和垂直位置。然而，这一措施要求有附加的机械设备，并需要排除剪下来的材料废物。为减少这些缺点，例如在EP—A—293615中建议，为了封闭侧面折边的纸，在装料台直接夹住已装满的口袋，并借助于滑床移送至后面的折边台。这种简单结构的缺点在于，虽然可以比较准确地测出口袋的开口边，但是，常常只能很不准确地接受这种变形的包。

按照EP—A—123784的建议，在拆边前将一层纸松开几厘米，并将所构成的以后作为护边的边帮，沿折叠位置直接与口袋材料的一部分胶合。因此，甚至在粘结得并非最佳的情况下，也能附加地保证防止口袋的封口脱开。这一建议的缺点是折边过程比较复杂，尤其对于生产率较高的设备，这一点会影响可靠性。此外，它只能用于多层纸的纸袋中。

在DE—A—252074 4中介绍了一种类似的方案，其中，由于是成批生产特种口袋，所以厂家在口袋材料的选择上受到限制。

本发明的目的是，为避免上述先有技术中的缺点，改进输送袋自动封口的方法，使之能在生产率约为每小时1200个口袋和每个口袋的包装量从至少5公斤至约50公斤的情况下，做到简单和精确地封闭输送袋。按权利要求1特征部分之所述达到此目的。

本发明还有一个目的是，制成一种实施此方法的设备，它有良好的适应能力，适应所使用口袋(尤其是纸袋)的各种尺寸和形状。

按本发明的方案具有的特点是，装满后的输送袋直立着的上部自由边从内部按已知的方式张开，同时从外部的两侧加工侧面折痕，接着，将口袋沿其高度排齐。然后，按常规将它夹住，但按前所未有的方式将已排齐的口袋固定在其高度位置上，以便能拨出张开器的刀，开形成一个沟槽和进行第一次折边。紧接着形成另一个沟槽和涂胶膜、折边、并将两个折边粘结起来。

通过在压辊中立即紧压粘结部位可获得一种严密的连接，在离开压辊后的最短时间内，这种连接便已经达到了最终粘结强度的大部分。

在全部过程中，口袋放在一个水平的底座上，一个传送装置上，最好是一条传送链带上，并用传感器检测其位置。

传送装置的高度是可调的，并有一个可靠的纵向稳定装置。因此可使用易于制造的梯形高度调整机构。

口袋装满后并放在传送装置上最好能连续和等速移动，这也是为了避免口袋弯折。

在大量的研究中发现，将现有的各种功能与这些新功能结合起来，并借助于传感器和自动仪以及调节器，可制成一种完全新型的具有惊人效果的设备。这种实施按本方法的设备由于机械方面的成本比较低以及占用空间小，所以优点十分突出。迄今为止通常的那些辅助装置，例如为口袋剪边以及排除废料所需的装置均可以取消。

采用自动仪和传感器，除了可以精确移动外，还可以在有控制的运动节奏下测得调节参数。调节参数的偏移可用来使专家断定内部和外部工作条件发生的变化。

在用不稳定的纸袋打包，以及由于外部条件和情况随着时间的推移(数分钟或数小时)而变化，使包装货物性质改变时，为保持无故障、自动和无人生产，有效地跟踪预定的参数恰恰是不可避免地必要的。

按本发明可以看出，口袋的张开过程就已能准确地进行，并作用有确定的力。张开器(刀)深深地插入口袋直至货物表面附近，可以充分压出所含的空气。通过最好使用各两把内刀和一把形成横褶的横褶刀(或使用横褶刀从内部张开无横褶的口袋)，在压入侧面折痕前内刀横向张开，形成一个四周均匀张紧的袋。由于袋的前后两侧有相同的侧面长度，所以这样做不仅外观好，而且主要使封口有良好的密封性。张开器与传送装置一起协调运动。

充分利用张开器刀与袋壁之间的摩擦力，以便通过向下或向上移动张开器和在它们实施插入运动的带动下，使口袋上边缘处于正确的位置。

于是首次做到准确地准备好开口的口袋上部，用于在不剪切口袋边或不作类似操作的情况下封口。

将口袋引入封口设备中最好这样来进行，即在传送带上只要求有一个从口袋到口袋的水平距离。这例如可以采用双颚板式喂料系统(Doppelschnabel—Einzugsystem)。颚板的前部平行地放置，可使在其上面行驶的夹紧车与口袋相隔等距离地移动。因此，即使抽出张开器刀，而此时作为夹紧皮带固定器的双颚板尚未闭合，口袋仍能固定保持在它的位置上。如同在不可活动的部分中那样，在颚板中的夹紧力可以自由选择，而口袋废品可通过松开夹紧力后除去，如果必要还可以有选择地松开有缺陷的口袋位于其中的活动部分或固定部分的夹紧力。传送装置与之平行地下降。

口袋的折边最好分成多个步骤进行。首先制一个预折沟槽并翻转此折边，此时与纸的厚度无关。沟槽辊是圆柱形的，所以第二个折边器的沟槽辊上部可同时用作用于第一个折边的压辊。

折边器的高度最好是可调的，以便能有任意宽度的折边。折边通道最好设计成能降低口袋折痕区中的应力。在预折沟槽装置(第一个制沟槽装置)所在区域内，最好设置识别有缺陷口袋的传感器。

在制成第二个沟槽后立即涂胶水，涂胶的喷嘴最好能曲线状移动，以便使胶水带在口袋的全部宽度上处于最佳位置，并且与第一个折边有尽可能不变的距离。此时仍与纸的厚度无关，并制成弧形的或略有弯折的折边。

对粘结部位加压最好用成对配置的压辊，以便获得高的单位压力，其结果是加压时间很短，并由于良好地分布和与纸有强烈的交联，所以要求的胶水量很少。

按本发明的设备可以连续和只需少量人员地进行具有高生产率的运行，因为借助于自动仪、传感器和调节器，首先可感知控制地进行所有的运动，第二，在条件改变时，自动跟踪感受的参数，以及，第三，由于可自由编程序的轴(Achsen)在任何时候可按程序控制，故可以自动加工其他形式的口袋(按照传感器修正和按测量结果重新调整)。

各个工作台站之间的连接部分是传送装置。

下面借助于附图表示的实施例详细说明本发明。其中：

图1按本发明张开袋边后的定位装置；

图2张开口袋的步骤(定向的前提条件)；

图3口袋折边和胶粘的主要步骤；

图4仍留在夹紧传送带上的已封口和胶粘的口袋；

图5输送袋自动封口设备及其各部分的作用；以及

图6高度可调的传送装置在其极限位置。

按常规方式开口和在装料台装满例如面粉的袋1(纸质输送袋)放在传送装置3上，加速至所要求的水平，并连续和恒速地继续运行(见图5)。

图1示意地表示了按本发明的袋1尤其是袋边2的先期张开和图中所示定位的组合。袋边2既可水平定位也可垂直定位。重要之点在于，袋边2在按本发明定位后，以不变的高度位置通过随后的加工段4移动。为此设有一条夹紧传送带5，它与传送装置3同步驱动。

袋边2的高度例如由于外部条件变化而可改变，如重量相同时产品体积不同或下沉量不同。

图2表示了张开口袋的主要步骤。首先张开器下放，内刀6插入袋1中的深度最好到邻近面粉上表面处，与此同时，在袋1窄侧附近的外面各准备好一把横褶刀7。沿横向分开内刀6，使口袋被张紧成矩形，与此同时横褶刀7向里移动并构成横褶8。尤其是通过横褶刀7在口袋上产生一个可调的压紧力，借助于这一力和所有的刀可使袋口定位。

通过向外转动内刀6将袋1横向张开，在侧向折痕压入前形成了一个四周均匀张紧的袋1。为横向张开所作的转动例如可利用气动缸，其中，活塞和活塞杆在活塞杆前面和在活塞本身有一个回转点，所以省去了活塞杆导引装置、单独的铰接装置，并因而缩短了结构长度。

使用各两把内刀6和各一把横褶刀7，可形成横褶8，或使用横褶刀7从内部张开袋1而没有横褶8，此时，横褶刀7采用内刀6的起始位置，内刀6在横褶刀7的位置上取停止状态。为了采用任务的这种更换，总共6把刀6、7，在只有两根图中未具体表示的导轨上，内刀6支架的U形搭接部分旁，通过横褶刀7的提升车移动。最好由两台电机驱动内刀6和横褶刀7，使它们互相独立地在公共的导轨上，通过牵引装置以传统的方式，利用一个前后移动的皮带回行段移动。这样便允许各两个互相关连的用于内刀6和横褶刀7的小车同步地逆向运动。横褶刀和内刀皮带驱动齿轮用的传动链，以最佳方式还用作反向轴的导向齿轮的支承点。内刀6的驱动齿轮最好与轴固定连接，导向齿轮、横褶刀7是松动的。

通过现有已知的光栅测出口袋的宽度，确定张开器正确的下沉起点。

通过单侧加载的压缩空气缸补偿刀架的重力，可减小驱动力，并因而可以用较轻的电机直至驱动整个轴。

已知的自动仪，包括传感器和控制器，用于精确和实时的运动过程。

为后续的垂直定向(图5)，设有一个可根据要加工的口袋形状调整的光学定向装置。光学定向装置可用简单的方法在坐标系统中自由定位。袋边2上边缘的高度(并因而也是传送装置的传送带高度位置)相对于张开器的调整，通过将测得的实际距离(lstrichtweg)与预定的额定距离作比较后进行。袋边2上边缘的高度例如由于所装填的货物不同而产生偏差时，可通过调整传送装置的带的高度加以控制。因此不需要连续观察或人工操纵。

将口袋l喂入封口设备是借助于一个双颚板式喂料系统(图1，夹紧装置4)，通过它可使袋在传送装置3上的间距的数量级为袋宽。具有双铰链的颚板结构可以使前部的颚板对处于平行的位置，这样可使夹紧车(夹紧传送带5)支承在平行于袋l运行方向的夹紧车导轨上，并因而可以与袋l相隔等距离地移动夹紧车。

“完成张开”的口袋l在内刀(从袋1外移过程中固定在夹紧车上(图5)，以便在夹紧带尚未闭合，但内刀6已经移出口袋1的时刻，避免改变口袋l的位置。

夹紧车的回输没有自己的驱动装置，只是利用夹紧带回行段上的摩擦力。

为了通过封口设备同步传送而对口袋l的夹紧借助于垂直运行的齿形皮带进行(气动加压)，这样做可以用成本低的压力调节器来自由调整夹紧力。加压活塞位于前面开口的气缸中，一个凸台在前面起卸料器的作用，在气缸一侧起密封作用。

废袋和类似物可通过局部地排出有关口袋1所在部位夹紧带气体和下降传送装置3自动排除。

图3表示被夹紧的袋1开口袋边2的折边和胶粘的主要步骤。第一对制沟槽辊9产生第一个沟槽10(预制沟槽)。接着，通过第一个折边器12制出第一个折边。第二对制沟槽辊13产生第二个沟槽14。然后通过一个涂胶喷嘴15，按后面还要说明的方式涂胶膜16。接着，通过第二个折边器17直接进行第二次折边，此后，将构成的双折边18置入一对压辊19中，以形成一种牢固和扁平的连接。

随后，粘结部位按传统的方法用周围空气自然冷却，这时将已封口的口袋1输往继续处理装置(托盘化运输等)。

利用预制沟槽(沟槽10)可在折边器12的螺旋形通道中，以较小的摩擦和与袋1的纸厚无关地完成对折边11的松散的弯折。由于沟槽辊9、13的圆柱形结构，沟槽辊13同时还作为第一个折边11的压辊。总是只驱动一个辊，一对辊中的第二个辊通过圆周上的摩擦传动，所以可以免去机械的传动装置。折边的高度和折边位置都可以自动调整，所以已封口的口袋1的长度可以自由选择，以便最合理地适应运货托盘的尺寸。

折边通道设计为具有平行侧壁的井简结构，有折痕的口袋部分在通过螺旋折边器之后在侧壁之间移动，这样可以降低折边区中因路程不同引起的应力，这一路程是折边的前缘相对于在折边区中的部分经过的距离。其结果是假如对折边11的平直度没有提出高的要求，不仅形成一个直的折边11，而且还有可能产生一个极短的螺旋衬里(Spiralfutter)。

在第一个制沟槽辊9后设光学的极限量仪(可根据折边宽度定位)，可以确认定位错误的袋1，并拣选出去。这里同样可以拣出重量有误的袋1。

总之，缺陷袋最晚在封口设备末端被剔除，以便使这些有缺陷的口袋不可能到运货托盘等处去。

胶水喷嘴15固定在一根垂直于折边轴线的定位轴上，或设置成能作曲线运动。通过一个曲线控制装置，尽管通过折边11是略有弧形/弯曲的，但仍能涂上平行于此折边11延伸的胶膜16，尤其在它的起始段。同样可以修正胶膜16的不同厚度或胶水隆起，使胶水在受压后准确地达到折边的下边缘。

在折痕位置调整成相同时，由于弯曲半径中的中性纤维长度不等，纸的厚度不同使折边的宽度不同。因此移动了理想的涂胶线的绝对位置。借助于曲线控制器和对各种口袋形状的感受器，可以修正此典型特性。

在胶水喷嘴15起动和停止时，涂覆的胶水隆起或胶膜16在前几个或后几个毫米上比较薄。加压后它沿胶膜16宽度起作用。为了修正所形成的鱼形并使胶水边缘与折边的边缘一致，所以采用曲线控制器。

在通常有较长加压距离的位置使用一对压辊19，可以在所需力很小的情况下，沿一条线使胶水受很高的压力。通过大面积将纸润湿直至材料气孔中，高的单位压力(滚辊型)可以将胶水辗压成薄薄的一层膜并因而形成一个大的胶粘面积。这样做是重要的，甚至在作外皮脱落时也能防止封口撕开。

此外，较薄的胶膜16能更好地适应弯曲应力，与传统的带间加压和厚的胶粘部位相比更不易撕开，而且需要的胶水较少。同样地，冷却时间较短，口袋1在离开压辊19后已经可直接加载。加压时间约为1/2秒，并立即达到最终强度的约80％。在大量试验中没有发现外皮剥落问题。封口设备的结构长度也同样缩短了。

与制沟槽辊9、13一样，只驱动压辊19中的一个，另一个则通过圆周上的摩擦带动。圆周上的摩擦力始终保持着，不管带或不带夹紧的口袋1。

图5表示了整个封口设备。张开器具有可独立操纵的驱动装置20、21，它们分别用于内刀6和横褶刀7，内刀6和横褶刀7可一侧或两侧调整高度并紧接着定向。通过液压驱动装置或位置驱动装置(内刀6)、未表示的驱动装置，刀可以水平移动并施加相应的张紧力。张开器可在水平导轨22上平行于传送装置3移动，以便使张开器与口袋1同步移动，并避免在张开过程产生干扰力。通过传感器23(例如光跟踪器)监控定向作用，并可借助于生产过程控制计算机进行自动控制或调整。

装满后的口袋1由卸袋器24放到传送装置3上，侧向导引装置25保持袋1直立着。为了保证高的工作可靠性，口袋1应均匀和短巨离相隔。

借助于升降梯26可使传送装置3(图6)协调地调整高度。

通过一个目标比较存储器，利用整体式机械操纵传感器，以认别口袋1的缺陷特性，可以拣出这些有缺陷的口袋，并放到指定的地点。

此外，利用计算机控制器可以管理口袋专用的感受器，并通过可自由编程序的轴，自动调整到另一种口袋形状。形状改变时的故障调整几乎不需要。机器和方法方面特有的特性可以修正，通过调节器并在成批处理时还通过调节值储存器可以自动适应改变了的内外条件。

Claims (23)

1.自动封闭传送袋的方法，在口袋装满预定量的散装货物后输往一个封口设备，并质序地夹紧传送袋、口袋上部开口边的折边和涂胶/胶粘，以及接着挤压和冷却胶粘部位，其特征为：传送袋(口袋(1))的上部开口张开后，袋(1)附加地沿其高度亦即口袋上边(2)定位和固定；通过聚拢，将空气从袋(1)中压出，并将定好位的口袋(1)转交给封口设备的双颚板喂入系统；固定和定位的口袋(1)收拢并双重(doppelt)地夹紧在喂入系统中；接着形成第一个沟槽(10)和第一个折边(11)；之后，在第一个下面安排第二个沟槽(14)，并在此第二个沟槽(14)下面涂上胶膜16；接着，制成双折边(18)以构成胶粘带，并用高的面压力挤压，其中，袋(1)水平地放在传送装置(3)上连续和匀速地向前移动。

2.按照权利要求1所述之方法，其特征为：口袋(1)的定位通过线开器的夹紧力进行，此时，口袋(1)整个或局部移动。

3.按照权利要求1所述之方法，其特征为：在张开和夹紧上部开口的袋(1)时除去在袋内的空气垫。

4.按照权利要求1和2所述之方法，其特征为：自由的袋边(袋边(2))安置在可预选的高度位置。

5.按照权利要求1和2所述之方法，其特征为：张开器借助于夹紧车将张紧、收拢和定好位的袋(1)，转交给夹紧传送带(5)，此时，夹紧传送带(5)带着袋(1)与传送装置(3)同步移动。

6.按照权利要求1所述之方法，其特征为：通过有选择地松开双颚板喂入系统运动或固定部分中的夹紧力并平行地下降传送装置(3)，剔除有缺陷的袋。

7.按照权利要求1所述之方法，其特征为：用各两个插入袋(1)内角向打开并闭合的内刀(6)以及在两侧各一个从外部移入已闭合的内刀(6)之间的横褶刀(7)，使上部的口袋边收拢，并构成了一个横褶(8)，其中，刀(6、7)沿传送方向协调地一起移动。

8.按照权利要求7所述之方法，其特征为：在口袋材料受有应力的情况下，通过内刀(6)和横褶刀(7)的移入运动协调地沿平行位置回移，沿袋(1)的传送方向构成横褶(8)。

9.按照权利要求1所述之方法，其特征为：传送装置(3)的高度是可调的。

10.按照权利要求1和5所述之方法，其特征为：开口并收拢的袋边，从收拢时起固定在夹紧传送带(5)中，以不变的定向和高度位置一直保持到挤压装置，并与传送装置(3)同步移动。

11.按照权利要求1所述之方法，其特征为：折边在螺旋折边器和折边通道中进行，折边通道的长度最好与折边的长度相适应。

12.按照权利要求1所述之方法，其特征为：用一个曲线控制的涂胶喷嘴(15)涂抹脱水。

13.按照权利要求1所述之方法，其特征为：制第二个沟槽(14)和涂胶膜(16)同时进行。

14.按照权利要求1所述之方法，其特征为：在第一个折边(11)和涂胶部位之间造成密封连接的胶粘带。

15.在传送袋装满预定量的散装货物后自动封闭此传送袋的设备，该设备具有用于传送袋的张开、夹紧和折边、涂胶和挤压胶粘的站，其中，袋放在传送带式的传送装置上，从一个站移到另一个站，其特征为：还具有一个张开器和可控制的驱动装置，用来张开袋(1)和使其按高度定位；有一个夹紧装置(4)和夹紧传送带(5)；两对沿传送方向顺序设置的制沟槽辊(9、13)，每一对制沟槽辊后有一个折边器(12、17)，在制沟槽辊(13)和折边器(17)之间设有涂胶膜(16)用的涂胶喷嘴(15)；以及后面还设有一对压辊(19)和传感器、自动仪和调节器。

16.按照权利要求15所述之设备，其特征为：张开器有两对可水平和垂直移动的内刀(6)和左右侧各设一个横褶刀(7)。

17.按照权利要求15和16所述之设备，其特征为：为内刀(6)配设单独的驱动装置，用于张开和闭合。

18.按照权利要求15(和17)所述之设备，其特征为：内刀皮带和横褶刀皮带的驱动齿轮的驱动链用作相反的轴的导向齿轮的支承部位，内刀(6)的驱动齿轮最好与轴固定连接，但横褶刀(7)的导向齿轮则是松动的。

19.按照权利要求15和16所述之设备，其特征为：它有用来确定上口袋边(2)的位置与高度的传感器。

20.按照权利要求15所述之设备，其特征为：只驱动成对设置的制沟槽辊(9、13)和压辊(19)中的一个。

21.按照权利要求15所述之设备，其特征为：涂胶喷嘴(15)是曲线控制(Kurvengesteuert)的。

22.按照权利要求15所述之设备，其特征为：传送装置(3)的高度可以调整，并最好有两个通过公共方向轴可协同调整的升降梯(26)，以及至少一个使纵向稳定的铰接臂一纵向导杆(Knickkebel—Laengslenker)。

23.按照权利要求15所述之设备，其特征为：它有预选折边高度的控制与调节器，还有用来感受和确定口袋折边高度或加工好的口袋长度的装置，以及折边器(12、17)独立进行调整高度的装置和认出并剔除有缺陷口袋的装置。

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