CN1214945C - 用于绕打包物体缠绕钢带的人工操纵的捆扎装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人工操纵的可动的捆扎装置。本发明的用于绕打包物体缠绕张紧带的人工操纵的捆扎装置有一个底板，该底板设置有一个支撑面用于放置在打包物体上；还有一个将捆扎带的两层永久地相互连接的封口设备；设置有一个将捆扎带张力施加于张紧带的张紧装置，该张紧装置有一个人工操纵的张紧杆，利用该张紧杆可以驱动设置在张紧轴上的张紧轮；还设置有一个可以将捆扎带切断的断开装置。

Description

用于绕打包物体缠绕钢带的人工操纵的捆扎装置

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的人工操纵的，优选地专用于人工操纵的可动的捆扎装置。

发明背景

这种捆扎装置经常用于移动应用，从而使用者可以在任何需要的方向环绕打包的物体缠绕钢带。普通的这种捆扎装置一般有一个封口设备，该设备通过多个切口将钢带的两层进行连接，而不使用传统的封口部件，例如铅封。对于这种捆扎装置，捆扎带张紧和封口成形典型地都是人工完成，而不借助于外力，尤其是电能或水压能。为此目的，普通类型的捆扎装置的操作人员仅需提供其肌肉力。然而，本发明还适用于另一种普通捆扎装置，其中采用了封口部件，例如以上提到的铅封，还采用了辅助能量，例如电能，以在塑料捆扎带的情况下进行焊接连接。但是，普通捆扎装置的共同的特点是张紧轮由人工操纵的张紧杆驱动。

为了向捆扎带圈施加张力，需要使张紧轮通过张紧杆转动。借助于张紧轮和与之接触的捆扎带层之间的摩擦，捆扎带层能够沿捆扎带的供带盘的方向移动，从而捆扎带圈逐渐变小，而捆扎带张力因此逐渐变大。通常，张紧杆只能在有限的角度范围内例如120度，沿一个转动方向运动。然而，与之关联的张紧轮的转动不足以得到足够的捆扎带张力。因此，需要通过在转动的两个端部位置之间以摆动的方式往复地移动后者来多次操纵张紧杆。从而张紧轮不会再相反于捆扎带的张紧方向运动回去，张紧杆通过一个连接器连接于张紧轮。

对于开始提到的以前所知的捆扎装置，连接器设计为棘轮，具有一个弹簧承载的棘爪，该棘爪径向啮合于轮子的相应形状的凹口。张紧装置的这种连接器应用于，例如，同一申请人的装置中，该装置以CM 14的名称出售。

但是，这种以前所知的方案的不满意之处在于，具体地说，考虑到作用有较高的力和扭矩，棘爪必需具有相对坚固的设计，因此这种连接器需要很大的空间并且具有很大的重量。

发明概述

因此本发明基于这样一种目的，即提出一种用于有效连接张紧轮和张紧杆的连接器，该连接器相比于棘爪式连接器结构更为有利。

这一目的根据本发明开始提到的捆扎装置通过一个设置在从张紧杆到张紧轮的力的流动线中的轴向连接器得以实现。在本发明的上下文中，轴向连接器，或其他轴向表面连接器，可以理解为这种连接器，即其中一个连接件在张紧轴区域作为组成部分具有一个轴向表面，也就是说张紧轴通过的表面或平面，并且该轴向表面或平面可以和被连接的另一个连接件有效连接。在一个结构简单并且优选的实施例中，该轴向表面可以是张紧轴自己的一个端面。然而，该轴向表面也可以围绕张紧轴。设置于张紧杆的一个第二轴向表面随后可以和第一轴向表面有效连接或断开连接以完成或取消张紧杆和张紧轮之间的力的流动。

根据本发明，提供一种用于绕打包物体缠绕张紧带的人工操纵的捆扎装置，该装置有一个底板，该底板设置有一个支撑面用于放置在打包物体上；还有一个封口设备，利用该设备可以将捆扎带的两层永久地相互连接；设置有一个张紧装置，利用该装置可以将捆扎带张力施加于张紧带，该张紧装置有一个人工操纵的张紧杆，利用该张紧杆可以驱动设置在张紧轴上的张紧轮；另外还设置有一个断开装置，利用该装置可以将捆扎带切断；一个轴向连接器设置在从张紧杆到张紧轮的力的流动线中。

已经证明如果能够啮合并脱开啮合的多个部分设置在这两个轴向表面上将特别有利。这种部分每一个有一个齿侧面，该齿侧面可承载相应的另一个连接件的部分的齿侧面。在张紧杆以预定转动方向运动时，由这种装置产生的主动锁紧引起张紧轮的转动。这种齿侧面优选地要相对张紧轴平行且径向地设置。由于多个齿侧面同时相互啮合，就可能在一个小的空间内传输高扭矩。可传输的扭矩的大小可以通过增加齿侧面的总面积的总和而以特殊的方式增加或减小。

为了使张紧杆可以沿和施加到主动锁紧的转动方向相反的转动方向从张紧轴脱开连接，将各部分设计为相互间可滑动是有利的。为了实现这种设计，一种结构上的解决方案在于各部分设置有相对轴向表面以斜面方式抬高的表面。

在本发明的另一个优选实施例中，两个轴向表面的的各部分可设计为Hirth锯齿。形状简单的Hirth锯齿具有上述的所有优点并且可以相对简单地加工。

本发明的其他有利的改进通过独立权利要求、说明书和附图来表现。

附图简述

参照示意说明的实施例将更加详细地说明本发明，其中：

图1是本发明的捆扎装置的透视图；

图2是图1的捆扎装置的不同透视图；

图3a是图1的捆扎装置的纵剖图，其中封口设备杠杆位于开口端位置；

图3b-3d是图3a的捆扎装置的示图，其中封口设备杠杆位于两个中间位置和封口端位置；

图4是经捆扎装置的转动轴和张紧轴的横截面图；

图5是捆扎装置的另一个透视图，其中，相比于图1和2所示的示图，去除了机壳和张紧杆；

图6是沿张紧轴的截面图；

图7是设置有一个轴向连接器的连接件的张紧杆的透视图；

图8a是经Hirth锯齿的啮合的各部分的纵截面的详细图；

图8b是图8a当设置有各部分的两个连接件相对移动后的示图；

图9是图3a的捆扎装置的示图，其中一个捆扎带圈插入在捆扎装置内；

图10是图3a的另一个实施例；

图11、12是图10的捆扎装置的两个示图，其中封口设备杠杆位于一个中间位置和封口端位置；

图13是根据图4的图10的实施例的横截面图。

实施例详述

如图1和2所示的专用的人工操纵的捆扎装置具有一个底板1和一个凹模架3，凹模架3在底板1的前端1a处枢转地安装在一个支承点2上。图1和2中凹模架被一个机壳4覆盖，但在图3a-3d中可以清楚地看到。一个位置固定的机架5毗邻凹模架在侧面设置，该机架整体连接于底板1并且具体用于容放支承点。该机架在图5中可详细看到。

正如可从图3a到3d看到的那样，在底板1内一个冲孔器6从上插入到底板1的凹槽内。冲孔器6通过至少一个螺丝钉7和螺栓销8固定在底板1上并且是封口设备的一个组成部分，其中该螺丝钉从底板1的支撑面1b进入。底板1的支承面1d在底板后端的方向上直接设置在冲孔器后面。最后，在底板1后端区域1c，上部铣出齿廓的一个齿板9插入在底板内并且一个固定板10紧贴它。固定板10旋紧在底板1上并因此将齿板9固定在位。

凹模架3通过一个旋转轴承12安装在捆扎装置的机架5的前端，其中旋转轴承12设计为径向滚动轴承。旋转轴承12的转轴基本横向于设置在捆扎装置上的捆扎带的排列线，并且因此垂直于图3a-3d中的投影平面。作为封口设备的另一个组成部件，凹模架3有一个双部件凹模13，其中在图1中只可以看到前面的凹模部件13a。凹模13插入到凹模架的下部3a上的凹槽内，该下部面对底板1。为了固定凹模13，它被推压到凹模架3的销钉17上并通过螺丝钉15、16旋拧于凹模架3(图3a)。凹模13和冲孔器6可以设计为基本对应于如DE 38 41489 C2或CH 659 221 A5所示的封口工具。在捆扎装置后端，一个设计为切口刀具的切口工具18插入到凹模架内，同样地在其下部。断开装置的切口刀18a以一定长度突出超过下部3a。切口工具18属于捆扎装置的断开装置，利用该断开装置，钢带的一部分可以通过剪切操作被切断。

在远离底板1的一侧，凹模架3在上部有一个用于传送部件20的托架19。为此目的，托架19大致为叉形结构，两个叉杆19a、19b相对弯曲。更靠近底板后断1b的叉杆19b设置有内部滚动表面19c，内部滚动表面19c形状制成为当凹模架3枢转运动时传送部件20可以在该表面上滚动一定距离。另一个叉杆19a的形状具有这样的功能，即，一方面，在枢转运动时传送部件20能够以特定方式在托架19内运动，另一方面，传送部件20被固定在两个叉杆19a、19b之间。

在所述的实施例中，传送部件20是一个辊子，利用其偏心轴23相对于旋转轴承22的转轴24偏心地布置，以下将详细说明(图4)。偏心距在图3b中以E表示。为了降低磨损，该辊子设有一个外滑套，传送部件20由该外滑套与凹模架3的叉杆19a、19b接触。从图2可以详细地看到，旋转轴承22通过一个轴承架25支撑在机架5上。旋转轴承可以通过封口设备杠杆26驱动，封口设备杠杆不转动地连接于旋转轴承的轴27(用于共同转动)。还连接于和凹模架3连接的位置固定的轴承架25的是一个支座28，通过一个弹簧29该支座28支撑摇杆30(以下详细说明)。

正如可从图4的截面图看到的那样，封口设备杠杆26不转动地设置有一个在转轴27上的环状件26a(用于共同转动)。轴承架25的环状端25a、25b也设置在封口设备杠杆的两侧。一个相应的滚针轴承33a、33b设置在轴承架25的环状端25a、25b内，用于安装转轴27。

摇杆30的两个叉形件30a、30b之一一方面设置在封口设备杠杆26和轴承架的第一端25a之间，另一方面设置在右侧，毗邻轴承架的第二端25b的转轴27的外面。摇杆30在图2中可以详细看到并在下文详细说明。摇杆的叉形件30a、30b还通过滚针轴承34a、34b安装在转轴27上。在图4中，布置在转轴27另一端的传送部件20也可以看到。传送部件20通过滑动轴承35相对于转轴27可转动地安装。

如上所述，张紧装置的摇杆30可转动地安装在转轴27上，位于所述转轴的与传送部件20相反的一端。由于摇杆30和封口设备杠杆26布置在同一个轴上，因此转轴24和摇杆30的枢转轴36是对准的，其中封口设备杠杆26利用转轴24使得转轴27旋转。但是，由于摇杆30在轴上设有径向轴承，因而转轴27的旋转运动和摇杆30的枢转运动相互分离。转轴24和枢转轴36都基本上平行于旋转轴承12的轴线。

根据图5，一个手柄37也固定地连接于摇杆30并且可以用于以分别绕转轴和枢转轴24、36的枢转运动的方式来驱动摇杆。支撑在支座28上的压缩弹簧29作用于手柄37。从而摇杆30可以从张紧位置枢转到中性位置(图中未示出)并且再次回到张紧位置，其中张紧位置表示在图中，图中张紧轮38(图3a)紧贴在齿板9上或由齿板引导的捆扎带上。在中性位置，张紧轮离开齿板一定距离布置。不作用在摇杆上时，由于作用于其上的弹簧力所述齿板总呈张紧位置。

张紧杆39固定在摇杆30的一端上与旋转轴承22相对(图2)，其中利用该张紧杆39可使得张紧轮38(图3a)旋转。如图1和4所示，张紧轴43旋转地安装在摇杆30的圆柱件40内。在张紧轴43的两端，张紧杆39位于一端，而不可转动地设置在张紧轴上的张紧轮38(用于共同转动)位于另一端。如图4和6所示，张紧轴通过基于径向滚针轴承的夹紧体空转轮旋转地安装在摇杆30上。对于本实施例，已经证明由INA Walzlager Schaeffler oHG，Herzogenaurach(德国)提供的表示在目录306/1991的装配有HFL 1626的套筒型空转轮是合适的。这种空转轮只允许在一个旋转方向上旋转。它们阻止支撑在其上的轴在另一个旋转方向上旋转。

在张紧杆39处，一个轴向连接器44(图4和图6)设置在张紧轴上，并且因此处于张紧杆和张紧轮之间力的流动线中。轴向连接器44可以用于使得张紧杆39和张紧轴43进入啮合和脱开啮合，其中张紧杆39可以通过一个径向轴承(没有详细说介绍)来旋转。

轴向连接器44有两个连接件44a、44b，这两个连接件都设置有Hirth锯齿45(图5和图7)。如图6所示，两个连接件44a、44b之一在杆侧有一个轴衬，杆固定于该轴衬上，并且，在另一侧，有一个设有线性内装齿的驱动件。驱动件44b设置在张紧轴43的线性外装齿46上，该装齿位于圆周并以主动锁紧的方式连接于后者。驱动件44b通过压缩弹簧47支撑在支承环48上，而支承环48又支撑在张紧轴43的凸肩上。如果相对较大的压缩力沿平行于转轴24的张紧轴49的方向作用在驱动件44b上，则驱动件44b相反于弹簧力沿张紧轴43上的张紧轮38的方向移动并且随后被张紧的弹簧推回其初始位置。

如图8a和8b所示，Hirth锯齿45在每个连接件44a、44b的方向基本上垂直于张紧轴的环状表面上有多个几何形状一样的部分45a、45b，在张紧轴49的方向上随斜面50升高a并随基本平行于张紧轴的陡峭齿侧面51下降，进到各自相邻的部分的齿根，齿侧面51相对张紧轴49至少基本上呈径向布置，因此各部分基本上具有三角形的形状。

由于两个连接件44a、44b的部分45a、45b的所述布置，不同连接件的部分45a、45b的斜面50只在如图8b所示的相对方向上以平面形式相互滑动。在这种滑动运动终了，则部分45a的齿侧面51a总是在另一个连接件44b的部分45b的齿侧面51b后面移动。由于张紧杆39和张紧轴43在轴向都不会变化其位置，因此为了执行这种运动，有必要以所述的方式将驱动件44b压靠在弹簧47上进行轴向移动，移动长度对应于齿侧面51的高度或长度。在这种移动过程中，张紧杆39可以绕静止的张紧轴43旋转并且由空转轮41阻止。因此张紧杆39从张紧轴脱开连接。相反，如果以相反的旋转方向驱动张紧杆39，则张紧杆的齿侧面51a压靠在驱动件44b的齿侧面51b上。张紧杆与张紧轴连接，从而张紧杆的旋转运动使得张紧轮38旋转。

为了利用本发明所示的捆扎装置将围绕打包物体58(仅在图9中示意性地示出)的捆扎带圈张紧，首先，将捆扎带松松地围绕打包物体58放置，以便将捆扎带的两层60、61在捆扎带自由端59的区域内相互叠放。随后利用捆扎装置的底板1的支撑面1b将捆扎装置放置在打包物体上，将凹模架3设置在其开口端位置以及将张紧轮设置在其中性位置。从而，相互叠放的捆扎带的两层60、61能够被引导在捆扎装置的底板1上，结果是捆扎带定位于凹模13和冲孔器6之间。借助于摇杆30的相反于压缩弹簧29的弹簧力的枢转运动，在张紧轮38和齿板9之间设置有一个缝隙。为此目的，操作人员可以用一只手抓住手柄37和设置为开口端位置的封口设备杠杆26，并且沿封口设备杠杆26的方向向上推压手柄37。将捆扎带的两层60、61导入缝隙后，松开手柄，从而压缩弹簧29使摇杆30沿齿板9的方向回退到其张紧位置。从而捆扎带的两层60、61被夹在张紧轮38和齿板9之间。在这种接合中，捆扎带的下层60的捆扎带自由端59搁在冲孔器6上并在底板的支承面1d上。通向供带盘(未示出)的捆扎带的另一层61位于捆扎带自由端上部并且在张紧轮后面伸出捆扎装置。图9中示出了这种位置。

随后可以通过驱动张紧杆39来张紧捆扎带圈。为此目的，张紧杆39在其两个端部位置之间往复枢转多次。在其逆时针方向(参照图3a-3d)的枢转运动过程中，在两个连接件44a、44b之间有一主动锁紧。因而使得张紧轮逆时针旋转。由于捆扎带的上层61和张紧轮38之间的摩擦锁紧，捆扎带的上层被进一步拉出捆扎装置并且捆扎带圈被施加有张力。相反，由于齿板9的齿廓，捆扎带的下层60保持原位不动。相反地，在张紧杆顺时针方向的枢转运动过程中，连接件44a、44b之间，并因此也在张紧杆39和张紧轴43之间的主动锁紧被取消。因而张紧轮38沿这个运动方向上不被驱动。在张紧杆39脱开时，由于空转轮41，张紧轮38和张紧轴43也不回转，而是保持在其当前转动位置。重复张紧杆的往复运动直到向捆扎带施加足够的张力。

随后将捆扎带圈封口。为此目的，将封口设备杠杆26和传送部件20从其开口端位置(图3a)转换到封口端位置(图3d)。在所示的实施例中，在这一过程中封口设备杠杆转过大约140°的转动角度α。在该过程中，偏心安装的辊子沿托架19的叉杆19b的表面19c滚动。辊子的偏心距E此时沿和封口设备杠杆一样的旋转方向转动。在转动运动终了时，辊子在叉杆19b的自由端区域支承在表面19c上。叉杆19b以这样的方式对准偏心距的角度位置，即如果可能，当凹模第一次接触捆扎带的上层以后，作用于凹模架上的扭矩的力臂尽可能大，其中所述力臂在附图中表示为H。力臂随着旋转轴承12到作用力的法线方向K的距离而增加，其中利用该力臂辊子以特定力矩压在叉杆19b上。在所示的实施例中，相对于图3a到3d的方向，力臂H在以顺时针方向旋转的凹模架枢转运动结束前甚至还稍微增大。

在示出封口设备杠杆26和传送部件20的两个端部位置和一个中间位置的图3a到3d中，还示出了作用力法线相对于支撑面1b或者平行于它的支承面1d的法线N有一个负角β，其中该法线通过转轴24。从开口端位置开始，该负角逐渐增大直到封口端位置。在这种关系中“负角”理解为这样一个角度，从法线N起沿逆时针方向测量。图3a到3d中，还可以容易地看到通过转轴24的支撑面的法线N在切口工具18压靠在底板1或捆扎带61上的压靠点后面位于张紧方向(箭头62)。

由于相当长的力臂H，从捆扎带的上层和凹模13在张紧方向62上的前端开始接触时就可以使捆扎带变形。由于力臂H因其结构在枢转运动结束前甚至还能稍微增大，当封口设备作用在较大的捆扎带表面上时扭矩也增大。借助于此，可靠地确保利用捆扎带自身上的凹模和冲孔器就可以形成无添加剂，即无铅的和无焊缝的封口，其中所述封口即使在非常大的捆扎带张力时也不会松开。到达封口端位置时，切口刀切入仍然和供带盘连接的捆扎带的上层并将其从供带盘上切断。随后，可以将封口设备杠杆转到其开口端位置，通过摇杆的驱动将张紧轮抬离捆扎带，以及通过沿侧面操纵捆扎装置将其从完工的捆扎带圈取走。

图10-13示出本发明的捆扎装置的另一个实施例。由于后者非常类似于前面所述的实施例，因此下面只论述不同之处。

图10示出，和第一实施例不同，辊子105插入在一个半球件104内，该半球件设置在凹模架103内，处于转轴124下面。半球件104大致为空心圆柱体沿纵轴剖开的形状，半球件104的纵轴基本平行于转轴124。另外，一个保持带108旋拧在凹模架103上，直接在半球件104前面。所述保持带有一个截面形状为圆弧形的表面108a，毗连半球件104并从而包围辊子105的圆柱形圆周面105a的一部分。因此辊子105在半球件104里以可以自由转动的方式设置，该半球件设置有一个滑动衬套104a，辊子105通过保持带108避免从半球件104脱落出来。

位于辊子105上面的转轴127的一部分设计为一个凸轮109，该凸轮相对于转轴124偏心地布置。在该实施例中，整体连接于转轴的凸轮具有传送部件120的功能。借助于凸轮的偏心表面109a，转轴127和辊子105的圆周面105a接触并因此将转轴127的旋转运动传递给凹模架103。利用偏心表面109a沿偏心凸轮109的圆周相对于转轴124的不同距离以及转轴127的旋转运动，在封口设备杠杆126枢转(关于图10沿逆时针方向)过程中，凹模架103可以被凸轮109从其开口端位置推压到其封口端位置。在第二实施例的图13(对应于图4)的截面图中，可以看到相对于第一实施例稍做改变的本装置在传送部件120处的的结构。该图还示出整体连接于转轴并且作用于凹模架内的辊子105上的凸轮109。

如果封口设备杠杆126以相反的枢转方向向后移动离开其封口端位置，则如图11和12所示的一个钩子110以主动锁紧的方式钩在凹模架103的一个突起(图中未示出)上，并且和凹模架103结合在一起。如图12和13所示，该突起位于半球件104后面。在转轴127的进一步转动过程中，由于凹模架由此引起的绕轴承112的旋转运动，凹模架被抬离底板101并由钩子转换到其开口端位置。在接下来的捆扎过程中，由于钩子110的沿逆时针方向的转动(参照图10-13)，钩子110再次松开凹模架，从而后者由凸轮转换到其封口端位置。

最后，如示出凹模架103在到达其封口端位置前的图11所示，此时凸轮109和辊子105之间的接触区域大致位于切口工具118的正上方。在如图12所示的封口端位置，该接触区域转移到切口工具118后面。然而，在另一个实施例(未示出)中，该接触区域也可以大致设置在切口工具上方，处于封口端位置。综合这些实施例，上述接触区域的具体位置细节在各种情况下都和将捆扎带张紧通过捆扎装置的过程有关，特别是和从轴承112到捆扎装置的后端的方向(箭头162)有关。

以和第一实施例类似的方式，由传送部件120负载的传递给凹模的作用力的方向，优选地至少大致上竖直地朝向捆扎带。而且，经过封口端位置的转轴124并且经过凸轮109和辊子之间的接触点的由所传递的作用力产生的作用力法线，优选地近似经过断开装置，或者相对于方向162，能够在断开装置后面横断于本发明装置的底板。

Claims (7)

1、用于绕打包物体缠绕张紧带的人工操纵的捆扎装置，该装置

有一个底板(1)，该底板(1)设置有一个支撑面用于放置在打包物体上；

还有一个封口设备，利用该设备可以将捆扎带的两层永久地相互连接；

设置有一个张紧装置，利用该装置可以将捆扎带张力施加于张紧带，该张紧装置有一个人工操纵的张紧杆(39)，利用该张紧杆(39)可以驱动设置在张紧轴(43)上的张紧轮(38)；

另外还设置有一个断开装置，利用该装置可以将捆扎带切断；

一个轴向连接器(44)设置在从张紧杆(39)到张紧轮(38)的力的流动线中，所述轴向连接器(44)有两个连接件(44a、44b)，所述两个连接件可以进入啮合和脱开啮合，每个连接件都有多个预定几何形状的部分(45a、45b)，其特征在于，所述部分(45a、45b)不可转动地并不可移动地固定到其相应的连接件(44a、44b)上。

2、如权利要求1所述的捆扎装置，其特征在于，所述部分(45a、45b)可以在一个旋转方向上获得主动锁紧，而在相反的旋转方向上获得空转轮。

3、如权利要求2所述的捆扎装置，其特征在于，两个连接件(44a、44b)的部分(45a、45b)用于形成相对齿侧面(51)的主动锁紧，其中该齿侧面至少近似地平行于张紧轴。

4、如权利要求3所述的捆扎装置，其特征在于，两个连接件(44a、44b)的齿侧面(51)可以以平面形式成对地支撑。

5、如权利要求4所述的捆扎装置，其特征在于，部分(45a、45b)中的至少一些位于围绕张紧轴(43)设置的至少近似环状的轴面上，或者位于张紧轴本身上，并且轴面连接于张紧轴以共同旋转。

6、如权利要求5所述的捆扎装置，其特征在于，两个连接件(44a、44b)具有同样数量的几何形状一样的部分(45a、45b)。

7、如权利要求6所述的捆扎装置，其特征在于，所述部分(45a、45b)具有Hirth型锯齿。

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