CN1121967C - 产品连续包装的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种连续包装产品的方法，该方法包括下列步骤：将包装材料纸(3)从供应包装材料(21)的流水线(18)输出口(19)传送到包装运送器(4)上的卡位(6)中，在其上折叠成U形的包装材料纸(3)由折叠心轴(17)释放，并将至少一部分相对于心轴(17)折叠成U形的包装材料纸(3)传送至卡位(6)；将卡位(6)和纸(3)一同送至加载位置(9)以接收产品(2)。

Description

产品连续包装的方法和设备
发明领域
本发明涉及产品连续包装的方法。
下面的描述具体地参照香烟包装的实施例，具体地说涉及由顶部带有撕扯痕的箔纸对香烟束的包装，至少该撕扯痕边缘部分预先形成有撕开线。
背景技术
已知香烟封装设备是步进操作的或者由具有很多周边卡位的连续包装转盘构成的，每一个卡位用于接收各自的香烟束—标准的香烟束包含20根排成三行的香烟—将这些香烟束从传动轮上各自的卡位传送至包装轮上的各自的卡位。
香烟束在两个轮上的卡位间传送之前，将箔纸沿着香烟束运送的路径从一个轮到另一个轮而在两个轮之间传送，从而当传送香烟束时，箔纸已被插入包装轮上各自的卡位内，同时折叠成包围香烟束的U字形。
美国US5392586专利公开了根据上述方法对连续包装设备的操作，但是它的设计比较复杂，由此造价昂贵。轮的连续运转，卡位之间位置的彼此连续变化，和卡位与包装材料纸之间的位置变化都需要复杂的机械构造，以使卡位彼此面对，从而将包装材料纸同步地插入卡位之间。
另外，不管设备是连续操作还是步进操作，上述方法都不能有效地折叠箔纸，由于现代化封装设备加快了操作速度—现在已经超过每秒生产10盒的速度一每张包装纸的折叠时间减少到每秒几百个，从而拉伸包装纸时会导致撕扯部分从局部到整体过早地撕裂。
英国申请GB2138382公开了具有支撑大量卡位的传送器的连续香烟封装设备，每一个卡位可以接收并传送相应的包装材料纸和各自的香烟束。运送器将每个空位送至第一加载位置，在此处空位接收相应的包装材料纸，接着送至第二加载位置，在此处卡位接收相应产品。每一包装材料纸由各自的折叠心轴送至相应的卡位，折叠心轴经过用于供应包装材料的流水线输出口，提取包装材料纸，并将其一部分折叠成U形。随后折叠心轴经过第一加载位置以插入相应的卡位，该卡位用于将基本折叠成U形的包装纸插入其内侧。
在上述已知封装设备中，将折叠心轴插入相应的卡位是很困难的，该卡位用于将包装纸插入其内侧，并且一般心轴的外表面和卡位的内表面存在一些蠕变；这些蠕变会拉伸夹在心轴和卡位之间的包装材料纸，由此造成撕扯部分从局部到整体过早地撕裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种将产品连续包装进包装材料纸中的方法，它克服了上述缺陷，尤其是它简单且造价低。
根据本发明，提供了一种连续包装产品的方法，该方法包括下述步骤：将包装材料纸送至供应包装材料的流水线输出口；用折叠心轴将包装材料纸对折，并至少将其一部分折叠成U形；将心轴和包装材料纸一同送至第一加载位置；在所述第一加载位置将折叠心轴插入包装传送器上的卡位，该包装传送器用于将折叠成U形的纸送入所述卡位内侧；将卡位和纸送至第二加载位置以接收产品；将卡位、纸和产品一同送至至少一个折叠位置以将纸折叠成包围产品的形状；该方法的特征在于所述卡位位于第一张开位置，其中每一侧壁与底壁呈钝角以接收所述纸和产品，在第二关闭位置，每一侧壁与底壁基本呈直角，以在将纸折叠成包围产品的形状过程中夹持住纸和所述产品。
本发明还涉及用于连续包装产品的设备。
根据本发明，提供了一种连续包装产品的设备，该设备包括：用于供应包装材料并具有输出口的一条流水线；至少一个用于接收和传送所述包装材料纸和各自产品的卡位；载有所述卡位并具有包装材料纸的第一加载位置的包装传送器，位于卡位运行方向中第一加载位置下游的、所述产品的第二加载位置，和至少一个将所述纸折叠成包围产品形状的折叠位置；至少一个折叠心轴；第一致动装置，它用于将折叠心轴送至输出口以拾取包装材料纸，并且至少将其一部分折叠成折叠心轴的U形，随后经过第一加载位置以将折叠心轴插入卡位，该卡位用于将基本折叠成U形的纸送入卡位内侧；该设备的特征在于两个侧壁可旋转地与底壁连接；该设备还包括用于将所述卡位设置在第一张开位置的第二致动装置，其中每一侧壁与底壁呈钝角，以接收所述纸和产品，在第二关闭位置，每一侧壁与底壁基本呈直角，以在将纸折叠成包围产品的形状过程中夹持住纸和所述产品。
在下面的从属权利要求中包括可选择用来实现本发明优点的其它特征。
尤其是，在权利要求3和12所要求保护的附加技术特征使每一包装材料纸在相应的卡位中折叠成完美的“U”形。另外，权利要求6所述的附加技术特征可消除心轴的外表面和卡位的内表面的残余蠕变。
附图简介
下面参照附图和实施例详述本发明的一个非限定性实施例，其中：
图1为本发明设备的最佳实施例的局部去掉的前视图；
图2为图1中设备的第一前视放大详图；
图3为图1中设备的第二前视放大详图；
图4为图1中设备的第三前视放大详图；
图5为图1中设备的第四前视放大详图；
优选实施方式
图1中的标号1表示用于生产香烟包装盒(未示出)的整个自动封装设备，其中香烟束2首先包裹在箔制包装材料纸3中，随后将其插入折成香烟束2形状的一个空盒中(未示出)中，以形成一包香烟(未示出)。
封装设备1包括启动后可连续旋转(图1中顺时针方向)的包装轮4，该旋转绕垂直于图1平面的中轴5进行，该轮4有很多相对轴5等距的周边卡位6。每一卡位6首先接收并传送基本折叠成U形的各自包装材料纸3，随后接收并传送包装进包装材料纸3中的香烟束2。
封装设备1还包括供应装置7，该装置用于在加载位置8处将包装材料纸3连续地送至包装轮4上各自的卡位6中；在已知加载位置9处连续地将香烟束2送至包装轮4上的各自卡位6中；在各自折叠位置12和13处，两个已知的折叠装置10和11将包装材料纸3折叠成各自香烟束2的形状；在卸载位置14处，包装在各自包装材料纸3中的香烟束2连续地自包装轮4上的各自卡位6中卸下，再被送至后续的已知包装系统(未示出)。
供应装置7包括用于启动后可连续旋转(图1中的逆时针方向)的传动轮15，该旋转绕平行于轴5的中心轴16，该供应装置7还有多个相对于轴16等距的周边折叠心轴17。每一折叠心轴17用于从供应系统18中，在由在供应位置19形成的系统18输出口处拾取各自的包装材料纸3，并将包装材料纸3送至加载位置8的各自空位6中。
供应装置7还包括折叠部件P，该折叠部件P位于供应位置19与加载位置8之间的折叠心轴17的路径上。
供应系统18包括一个已知的展开位置20，在此处箔条21从支撑在销轴23上的轮22上展开；具有两个压花辊25的一个已知压花位置24；两个输送辊26，用于将箔条21沿供应系统18输送；具有两个切割辊28的切割位置27。
图3更清晰地示出了折叠心轴17通过各自中间的摇杆29与传送轮15相连，每一铰接在传动轮15上的折叠心轴17，相对于各自的传动轮15绕平行于轴16的轴30旋转。每一个摇杆29包括第一臂31和第二臂35，该第一臂向轴16延伸，并且固定在与固定凸轮33连接的推杆滚柱的自由端上32，该凸轮33与推杆滚柱32构成控制装置34，该控制装置34用于将摇杆29控制在绕各自轴30的呈角度位置；该第二臂35向传动轮15之外延伸，并且固定在各自折叠心轴17的自由端。
每一折叠心轴17大致为梯形，由平行于轴16的大底面36，平行于表面36并相对于各自的轴16位于表面36之外的小顶面37、和两个倾斜侧表面38，39构成，该侧表面分别位于折叠心轴17运行方向的前后侧，并与小顶面37形成平行于轴16的两个边缘40。每一折叠心轴17的底面36分别固定在第二臂35上，并包括一个已知的吸力气压装置41，每一个装置都从表面37和38上很多吸力孔42中伸出，从而吸住各自包装材料纸3。
每一折叠心轴17包括不易变形材料，通常是金属的内层43，由可变形材料，通常如橡胶或海绵的较薄的外层44覆盖在表面37，38和39上。在未示出的另一实施例中，折叠心轴17没有可变形材料的外层44。
每一折叠心轴17还包括铰接在底面36上的夹持件45，从而将各自的包装材料纸3夹持在侧表面38上。
图2更清晰地示出了每一卡位6位于各自支撑件46上，该支撑件通过铰接在包装轮4上的内置摇杆47与包装轮4连接，从而与各自的包装轮4绕平行于轴5的轴48旋转。每一摇杆47包括第一臂49和第二臂53，该第一臂向轴5延伸，并固定在与一个固定凸轮51相连的一个推杆滚柱50的自由端，所说凸轮51和推杆滚柱50构成一个控制装置52，该控制装置52用于将摇杆47相对轴48控制在呈角度位置；该第二臂53向包装轮4之外延伸，并且固定在各自支撑件46的自由端。
在各自支撑件46中的每一卡位6由固定在各自臂53上的底壁54和两个侧壁55构成，所说侧壁55铰接在壁54的相对侧，以在开和闭的位置绕平行于轴5的各自轴56转动。在张开位置，每一卡位6的两个侧壁55与底壁54成钝角，卡位部分6位于与折叠心轴17形状相反的等边梯形中。在关闭位置，每一卡位6的两个侧壁55与底壁54基本成直角，卡位6呈与香烟盒的香烟束2尺寸相等的基本为矩形的形状。
侧壁55相对各自轴56所成的角度由控制装置57控制，该控制装置57包括两个第一臂58，其中每一个第一臂的一端固定在各自的侧壁55上，而另一端与第二臂59的一端铰接。每一臂59的另一端铰接在管状部件60上，含有附件61的管状部件60沿各自的臂53滑向铰接在推杆滚柱62的自由端，该推杆滚柱连在固定凸轮63上，从而控制管状部件60沿各自臂53的滑动。
臂54和55的内表面包括很多孔(未示出)，这些孔连通到包装轮4上的一个已知吸气装置(未示出)。
图4更清晰地示出了折叠装置10，包括绕平行于轴5的固定轴65旋转的圆柱体64，和一对铰接在圆柱体64上的折叠部件66，它们由一个已知的凸轮控制装置(未示出)环绕以将包装材料纸3纵向地折叠成各自香烟束2的形状。
图5更清晰地示出了折叠装置11，包括绕平行于轴5的固定轴68旋转的一个圆柱体67，和两对铰接在圆柱体67上的折叠部件69(在图5中仅示出一个)，它们由一个已知的凸轮控制装置(未示出)环绕以将包装材料纸3的两端(在图5中仅示出一个)折叠成各自香烟束2的形状。
下面详细描述对封装器1的操作，所针对的部件为一个折叠心轴17和一个它所对应的卡位6，其中折叠心轴17由绕轴16旋转的传动轴15带入供应位置19。
在包装材料纸3从供应系统18传送到折叠心轴17之前，压花辊25以常规方法对其压花，在切割辊28上的第一对刀片(未示出)对包装材料纸3进行加工，形成包装纸3上预成形的撕开线(未示出)。
图3更清晰地示出了当折叠心轴17进入供应位置19时，心轴17的侧表面38接触到包装材料纸3，该包装纸3由吸气装置41产生的吸力贴在侧表面38上，该吸气装置在折叠心轴17进入供应位置19之前启动。同时，夹持件45也被启动而使包装材料纸3贴在侧表面38上。吸气装置41和夹持部件45的作用相同，都使包装材料纸3贴在侧表面38上。在未示出的另一实施例中，省略了夹持件45或吸气装置41。
仍然与箔条21成整体的包装材料纸3由连续绕轴16旋转的心轴17从供应系统18中抽出，绕在心轴17上，并相对表面37和38之间的边缘40被折叠成L形，所以还折叠在表面37上，自包装材料纸3的后部向后延伸，并且基本与接触于表面37的包装纸3中部共面。
一旦抽出包装材料纸3的全长，切割辊28上的第二对刀片(未示出)将其以常规方式切离箔片条21的剩余部分，并且由折叠心轴17传送至加载位置8。在供应位置19与加载位置8之间，折叠部件P加工包装材料纸3，确保包装材料纸3贴在前缘40和顶面37上。
在卸载位置14与加载位置9之间的整个路径上，即在通过加载位置8的整个过程，控制装置57使卡位6保持在张开状态。
在接近加载位置8时，折叠心轴17和所对应的卡位6由各自的控制装置34和52控制绕轴30和48摆动，该轴30和48预先与传动轮15和包装轮4分别对应；摆动一直持续到折叠心轴17基本位于面对卡位6的位置，并且以基本等同于齿轮的方式逐渐与卡位6啮合。在此处，为了将折叠心轴17与卡位6保持在彼此面对的位置，并将折叠心轴17完全插入卡位6中，控制装置34和52开始相对于传送轮15延迟折叠心轴17的对应时间和相对于包装轮4延迟卡位6的对应时间。
当折叠心轴17插入空位6中时，它将包装纸3的后部相对后缘40折叠，从而将包装纸3折叠成卡位6的侧壁55的U形。尤其是，折叠心轴17和卡位6可以分别作为冲头和模具，以有效地折叠包装材料纸3，而不用使包装纸3承担由于局部或整体撕裂包装纸3的开封部分(未示出)而产生的过度机械拉力。尽管不是必要的但很重要的一点是，折叠心轴17的可变形材料的外层44可以减小包装纸3上的机械拉力。
当卡位6底壁54基本与折叠心轴17的顶面37接触时，关闭穿过折叠心轴17中孔42的吸气，而启动通过卡位6中孔(未示出)的吸气操作，从而在卡位内部释放包装材料纸，而使其吸附在卡位6上。
一旦加载材料纸3，折叠心轴17通过包装轮4的连续旋转而脱离它所插入的卡位6，卡住6从加载位置8到加载位置9，在此处，卡位6从供应传送装置(未示出)接收各自的香烟束2。
一旦加载香烟束2，控制装置57使卡位6处于关闭状态，以得到由香烟束2和折叠成香烟束2的U字形的包装纸3构成的整体。卡位6通过折叠位置12和13，在此处折叠装置10和11分别以常规方式进行纵向折叠并将包装纸3的端部折叠成香烟束2的形状，以形成封装有香烟束2的包装70。最后，卡位6经过卸载位置14，在此处由香烟束2和包装盒70构成的整体以常规方式被送至下一个包装系统(未示出)。
循环进行上述操作。
在另一个未示出的实施例中，当包装材料纸3从供应系统18中抽出时，该包装纸3绕在折叠心轴17上，并折叠成基本为折叠心轴17上的侧表面38，39和顶面37构成的U形。

Claims (19)

1、一种连续包装产品的方法，该方法包括下列步骤：将包装材料纸(3)送至供应包装材料的流水线(18)输出口(19)；用折叠心轴(17)将包装材料纸(3)对折，并至少将所说包装材料纸(3)部分地折叠成U形；将折叠心轴(17)和包装材料纸(3)一同送至第一加载位置(8)；在所述第一加载位置(8)将折叠心轴(17)插入包装传送器(4)上的卡位(6)，该包装传送器用于将折叠成U形的纸(3)送入所述卡位(6)内侧，所述卡位(6)由底壁(54)和两个侧壁(55)构成；将卡位(6)和纸(3)送至第二加载位置(9)以接收所说产品(2)；将卡位(6)，纸(3)和产品(2)一同送至至少一个折叠位置(12，13)以将纸(3)折叠成产品(2)的形状；该方法的特征在于所述卡位(6)位于第一张开位置，其中每一侧壁(55)与底壁(54)呈钝角以接收所述纸(3)和产品(2)，在第二关闭位置，每一侧壁(55)与底壁(54)基本呈直角，以在将纸(3)折叠成产品(2)的形状过程中夹持住纸(3)和所述产品(2)，所述心轴(17)大致为梯形，由倾斜的第一和第二侧壁(38，39)和中间第三表面(37)构成，该倾斜的第一和第二侧壁(38，39)分别位于折叠心轴(17)经过输出口(19)所运行方向的前后侧；先将纸(3)吸附在第一侧表面(38)上，再将其吸附在中间第三表面(37)上，从而将纸(3)相对于所述心轴(17)折叠。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过心轴(17)逐渐与卡位(6)啮合而将心轴(17)插入卡位(6)。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述包装材料纸(3)在卡位(6)中由折叠心轴(17)冲压，当所述卡位(6)进入第一张开位置时，该心轴的形状与至少一部分卡位(6)的形状相反。
4、根据权利要求1到3的任何一个所述的方法，其特征在于所述在两个连续步骤中将纸(3)折叠成U形，其中第一步包括当心轴(17)运行到所述输出口(19)与第一加载位置(8)之间时，将纸(3)折叠成心轴(17)的L形，第二步包括将心轴(17)插入到所述卡位(6)中。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于通过将纸(3)逐渐缠绕在心轴(17)上而将纸(3)相对于心轴(17)折叠。
6、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其特征在于当将心轴(17)插入到卡位(6)中时，使心轴(17)与卡位(6)保持彼此面对。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述心轴(17)由绕固定轴(16)连续旋转的旋转支撑件(15)带动。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于通过赋予心轴(17)对应于所述支撑件(15)的第一运动，并同步赋予卡位(6)对应于所述包装运送器(4)的第二运动，而使心轴(17)与卡位(6)保持面对。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述第一和第二运动是相对各自的轴(30，48)的摆动，该轴(30，48)分别相对于支撑件(15)和包装传送器(4)是可移动的。
10、一种连续包装产品的设备，该设备包括：用于供应包装材料(21)并具有输出口(19)的一条流水线(18)；至少一个用于接收和传送所述包装材料纸(3)和各自产品(2)的卡位(6)，该卡位由底壁(54)和两个侧壁(55)构成；载有所述卡位(6)并具有包装材料纸(3)的第一加载位置(8)的包装运送器(4)，位于卡位(6)运行方向中第一加载位置(8)下游的，所述产品(2)的第二加载位置(9)，和至少一个将所述纸(3)折叠成产品(2)形状的折叠位置(12，13)；至少一个折叠心轴(17)；第一致动装置(15)，它用于将折叠心轴(17)送至输出口(19)以拾取包装材料纸(3)，并且至少将其一部分折叠成折叠心轴(17)的U形，随后经过第一加载位置(8)以将折叠心轴(17)插入卡位(6)，该卡位(6)用于将基本折叠成U形的纸(3)送入卡位(6)内侧；该设备的特征在于两个侧壁(55)可转动地与底壁(54)连接；该设备还包括用于将所述卡位(6)设置在第一张开位置的第二致动部件(57)，其中每一侧壁(55)与底壁(54)呈钝角，以接收所述纸(3)和产品(2)，在第二关闭位置，每一侧壁(55)与底壁(54)基本呈直角，以在将纸(3)折叠成产品(2)的形状过程中将纸(3)和所述产品(2)夹持在一起，所述心轴(17)大致为梯形，由倾斜的第一和第二侧壁(38，39)和中间第三表面(37)构成，该倾斜的第一和第二侧壁(38，39)分别位于折叠心轴(17)经过输出口所运行方向的前后侧。
11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于当所述卡位(6)进入第一张开位置时，用于在卡位(6)中冲压包装材料纸(3)的折叠心轴(17)的形状与至少一部分卡位(6)的形状相反。
12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述折叠心轴(17)包括将包装材料纸(3)保持在第一侧壁(38)上的夹持件(45)。
13、根据权利要求12所述的设备，其特征在于第一侧壁和中间第三表面(38，37)中的至少一个包括气压夹持件(41)。
14、根据权利要求10到13中的任一权利要求所述的设备，其特征在于所述包装传送器(4)为绕第一固定轴(5)旋转的包装轮(4)；所述第一致动件(15)包括绕平行于第一轴(5)的第二固定轴(16)旋转的动力支撑件(15)。
15、根据权利要求14所述的设备，其特征在于所述第一接合件(29)设置于折叠心轴(17)与支撑件(15)之间，以当折叠心轴绕平行于第二轴(16)的第三轴(30)摆动时引导折叠心轴(17)。
16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于所述第一接合件(29)包括第一臂(35)和与第三轴(30)同轴并连接第一臂(35)与支撑件(15)的第一铰链；用于控制第一臂(35)和第三轴(30)的角度位置的第一控制件(34)。
17、根据权利要求14所述的设备，其特征在于所述包装轮(4)包括至少一个构成所述卡位(6)的端部(46)，用于连接端部(46)和包装轮(4)的第二接合件(47)。
18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于所述第二接合件(47)包括第二臂(53)，和具有平行于所述第一轴(5)且具有第四轴(48)，并连接第二臂(53)与包装轮(4)的第二铰链；用于控制第二臂(53)与第四轴(48)之间的角度位置的第二控制件(52)。
19、根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述的心轴(17)具有由可变形材料外层(44)构成的外表面(36，37，38，39)。
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