CN1281787A - 自动制作开口袋的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

目前,由塑料薄膜制成的保护袋都是手工地折叠两层薄膜而制成的,并且难以低成本、大批量地制作不对称袋。本发明采用一薄膜管坯料可以高速连续地制作各种设计要求的薄膜保护袋,即将一浮动分离器插在薄膜管坯料中,在上、下表面或两个表面上形成具有对称或不对称、连续或不连续切割线而形成开口,在该状态时根据袋的长度来停止薄膜管坯的运动,并且采用一沿宽度方向延伸的切割刃来切割熔接部分的薄膜管坯料。

Description

自动制作开口袋的方法和装置
本发明涉及一种用于自动制作开口袋的机械。具体地，本发明涉及一种具有浮动分离器的机械，用于利用薄膜管作为坯料来自动地制作开口袋，该机械能够在薄膜管的一部分上高效率地形成分割线，例如仅在薄膜管上半部分上形成分割线而构成多个开口，或者一次构成多个小孔。
例如将几十片至几百片切成护布形状的薄膜相互叠置以形成大大小小的开口并且将所需部分熔接在一起，可制成一用作车辆的护布和其它形式护罩的保护袋，该保护袋是由诸如热塑性聚烯烃树脂薄膜的塑料薄膜制成的，该热塑性聚烯烃薄膜有聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)，或者由热塑性塑料树脂薄膜制成，如尼龙、PVC、PVA、EVA、PS或PET(包括其复合层)。
在制作上、下表面具有不对称开口的袋子时，具体地，是将双倍尺寸的坯料重叠而进行剪切或开口的，并且薄膜是一片片折叠且熔接在一起的。
这种传统的方法适于小批量地制作多种类形的袋子，然而制作时需要许多手工劳动，从而使制作成本增加，同时存在质量上的缺陷，如开口、熔接质量差以及类似的缺陷。除此之外，产量始终不能提高。
日本已审查专利公开号(kokoku)67414／1993揭示了一种改进的热熔且粘结机械，据此，采用一加热的刃具切割两片重叠的合成树脂薄膜，并且采用加热方式将切割端熔接在一起。然而，使用这种机械时，仅可以同时切割和熔接两片重叠薄膜，而无法实现切割和使一部分薄膜或管状坯料开口以使至少与袋底对应的一部分熔接这样复杂的工作。换言之，无法在上、下表面同时形成不对称的开口。
本发明的第一个目的在于以低成本和高速度制作具有大大小小开口的塑料薄膜保护袋，其中两个表面上开口是对称或不对称的。
本发明的第二个目的在于大批量、高质量地制作质量稳定的塑料薄膜保护袋，而不存在质量偏差。
本发明涉及以下方面：
一种自动制作开口袋的方法，即将板状浮动分离器插在一在长度方向上移动的薄膜管坯中，限制板状浮动分离器在宽度和行进方向上的运动，以及在薄膜管坯运动的间歇停止过程中至少在薄膜管坯一个表面上形成开口或进行熔接；
上述自动制作开口袋的方法，其中，所述浮动分离器是电磁式支撑的，并且其在宽度或进行方向上的运动由滚轮和／或循环带和／或固定导向件限制。
一种用于自动制作开口袋的装置，包括：用于供给一紧密粘接薄膜管状坯料的放线卷，一管环装置、至少一个熔接装置、一开口装置、一预定长度拉出装置和一切割装置，其中一浮动分离器插在进入所述开口装置的那侧薄膜管坯料中，所述浮动分离器在坯料进行方向和其宽度方向上的运动受到限制，所述浮动分离器还起到一采用一开口冲头在至少上表面中形成开口的支架作用；
上述的自动制作开口袋的装置，其中，所述开口冲头是一剪切刀具或一加热刀具；
上述自动制作开口袋的装置，其中，所述剪切刀具具有一较宽面积的开口部分以穿过一制品袋中所装材料的耸起部分，以及加热刀具具有一较小面积的开口部分以穿过用于固定开口或袋中装有材料之后的开口周边的绳索或橡胶绳；
上述自动制作开口袋的装置，其中，所述开口部分是一不完全开口部分，在其一部分上留有一坯料延续部分；
上述的自动制作开口袋的装置，其中，用于限制浮动分离器在坯料行进方向上运动的装置由一对上、下滚轮构成，它们对称地布置以与坯料上、下表面接触，并满足T1＞T2的关系，其中T1是浮动分离器的厚度，T2是滚轮之间的间隙；
上述的自动制作开口袋的装置，其中，所述用于限制浮动分离器在坯料进行方向上运动的装置由上、下不对称布置的滚轮和／或循环带和／或固定导向件构成；
上述的自动制作开口袋的装置，其中，所述用于限制浮动分离器和薄膜管坯料在宽度方向上运动的装置由至少一对滚轮和／或循环带和／或固定导向件构成，所述滚轮布置在其宽度方向上的坯料外侧并且可枢转地安装到一近似垂直轴线上的基板上；以及
上述的自动制作开口袋的装置，其中，所述熔接装置是一单级或多级直线热焊接机。
图1是本发明一个实施例的侧视图；
图2是其平面图；
图3是表示主要部分的立体图；
图4是沿图3中线A-A的截面图；
图5是沿图3中线B-B的截面图；以及
图6是表示本发明另一个实施例的主要部分的截面图。
以下将结合实施例对本发明进行详细描述。
在附图中，标号2表示一放线卷，4表示入口侧的夹送轮，5表示入口侧的夹送轮驱动装置，标号6A和6B表示光电管装置，9表示一紧密粘接薄膜管坯料，9A表示一个管环，10表示已被分离的薄膜管，10A表示薄膜管的上表面，10B表示薄膜管的下表面，标号12、12A、12B、12C和12D表示滚轮，13表示用于限制进行方向的滚轮，13A表示用于支撑滚轮以限制行进方向的支撑部，14表示上表面开口装置，15表示下表面开口装置，16A表示一下切割刃，16B表示上切割刃，17A表示向下的热冲头，17B表示向上的热冲头，19表示一去皱滚轮(凸起滚轮)，20表示一浮动分离器，20A表示一防咬合端，20B表示一开口槽，20C表示一冲头槽，20E表示一端滚轮，21表示一张力滚轮，22表示一偏转滚轮，22A表示一辅助轮，23表示出口夹送轮(驱动轮)，25表示一平刃切削工具，26表示一吹气冷却器，26A表示一吹气口，26B表示一吹气冷却器支撑部，27表示具有用于去除静电的装置的吹气供应器，28表示用于去除静电的装置，30表示熔接装置(热密封)，30A表示用于熔接装置的支架，31表示一刹车，32表示一用于含氟树脂薄膜的滚轮，33表示含氟树脂薄膜，35表示一堆制品袋，36表示一门型罩，37表示用于调节张力轮的手柄，38表示一循管环带，40表示一控制板，50表示一电磁铁，以及51表示一软钢板。
实施例1包括放线卷2、一对用于拉出绕于其上的紧密粘接薄膜管件9的入口侧夹送轮4和4、以及包括一马达和用于驱动夹送轮的一减速齿轮的入口侧夹送轮驱动装置5。管环9A形成在夹送轮4、4和滚轮12之间，管环9A的长度由光电管装置6A和6B根据滚轮12和夹送轮4、4之间的圆周速度差来控制。浮动分离器20插在滚轮12A和滚轮对13、13之间的薄膜管10中以限制进行方向。
浮动分离器20呈板状，其质轻、并有一定的刚性和耐热性，同时具有一平滑的表面，在其出口侧一端上具有一防咬合端20，该咬合端由一覆有不锈钢的FRP芯材构成，或者由诸如铝、铝合金、含铜金属、如黄铜、青铜或一锈钢的耐腐蚀金属制成，以防止由滚轮13、13引起咬合而限制进行方向上的运动。一个端滚轮20可枢转地安装到防咬端20A的一端上。
浮动分离器的全部材料可以是一铸塑件(实心的)、如高硬密度PE(聚乙烯)或低密度PE、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、PET(聚乙烯对苯二甲酸盐)，一空心件，一发泡件或一FRP件。而且，浮动分离器可以具有蜂窜状结构，或者可以是其它任一种空心模塑件，或者碳纤维加强塑料。所以，本发明的浮动分离器可以用瓦楞纸板或注塑纸板构成。
如下文所述的，浮动分离器反复承受来自开口／熔接装置的剪切应力，和／或被反复加热，所以其表面易于受损。为了解决这一问题，浮动分离器的表面涂有含氟树脂、如PTFE、PFA、FFEP或PETFE，以相对薄膜管保持较小的摩擦系数μ，并且在表面上保持一耐热强度。
无论如何，浮动分离器的角部必须是圆的，必须具有非常光滑的表面，相对薄膜管内表面必须具有特别小的摩擦系数μ，以及必须具有耐热性。
不管采用如何轻质的材料，浮动分离器的重量都不可能为零。所以，支撑滚轮的下表面压力必须变得大于上表面的压力。因此，当对管状薄膜的上、下表面同时加工时、如穿孔、剪切或熔接时，与上薄膜10A相比，下薄膜10B易于被扯出，或者熔接部破裂。为了解决这一问题，本发明设计了以下方案。
例如，当采用一层或复合层软钢板或含有铁素体的塑料模制件作为浮动分离器的芯件时，可采用一设置在上表面和／或下表面上的静止电磁铁施加磁力以消除其本身的重量。在此情况下，当具有多个电磁铁的一个滚轮置于上侧和／或下侧上时，可施加磁力而不会占据其它的空间。
接着，以下详细地描述开口装置14和熔接装置15。
在图1和5中，下表面开口装置15是一薄膜管加工装置，包括一切削刃16B和向上的加热冲头17B，而上表面开口装置14是一薄膜管加工装置，包括一下切削刃16A和向下的热冲头17A。这些切削刃和冲头可在近似垂直的方向上进行加工，在该状态下薄膜管由浮动分离器20的上、下表面支撑，从而通过切割形成开口以及通过冲压形成穿孔。这些切割刃通常是多种形状的剪切刀具，如在一个表面内U形或正方形，并且加热后的冲头为一电加热的圆形(圆柱形)。加热后的冲头作用表面可以是细长的板状。
在浮动分离器20上、下表面上开口的薄膜管19由出口侧的夹送轮23、23驱动而向前运动(在图1中是朝右运动)，同时被滚轮13、13对挤压以限制在进行方向运动，当由于出口侧夹送轮23、23的任一个上所具有的脉冲计数器(未示)测出每一段预定长度之后，薄膜管停止运动，并且其上、下表面夹在热密封件30和支架30中以一起加热和熔接。在此，张力滚轮21沿着门型罩36的柱上下移动而象一线环装置一样工作。
在此过程中，薄膜管的皱纹由去皱滚轮19去除，该滚轮是具有滚轮顶冠的一凸形滚轮。通过使用具有棘齿轮的轴，含氟树脂薄膜的滚轮32可枢转地安装在门型支撑件13A的上端上以支撑限制行进方向上运动的滚轮，并且含氟树脂薄膜带延伸到偏转滚轮12附近。含氟树脂薄膜的作用是防止热密封件30和薄膜管上表面之间熔接。
热密封件作用部的端部呈在流水线宽度方向上平行延伸的偶数个平行线状。在熔接之后，采用一平刃刀具25沿宽度方向切割薄膜平行线状熔接部的中间部分以制作一制品袋，该制品袋堆在制品袋堆垛35上。在每制作一至四个制品袋之后，在一次停止状态下连续执行执行开口、熔接和切割的步骤。为了在工作之后使薄膜管冷却，从由吹气冷却件26B支撑的吹气冷却器26的吹气口26A中吹出常温空气或冷气。而且，在工作之后，如图1所示，藉由平刃刀具25切割从侧面看为连续的空心冰糖状薄膜管的熔接部，并且堆在制品袋的堆垛35上。
在本发明中，重要的是，通过在上、下表面上采用浮动分离器或者以不对称方式在侧表面上形成连续／不连续开口和圆形开口以满足该制品的用途，并且另外还结合采用一印刷机，以低成本、大批地量生产具有所需开口的且已印刷好的保护袋。然而，对侧面进行加工的情况是少见的。
在图4中，T1是浮动分离器的厚度，以及T2是滚轮13和13之间的滚轮间隙，它可限制浮动分离器行进方向。
在此，当T1＞T2且ΔT=T1-T2时，从实用观点来看，ΔT可在5至100毫米范围内。ΔT最好在10至30毫米范围内。当ΔT不大于5毫米时，浮动分离器可能被咬在滚轮13和13之间(当然这取决于防咬合端20A和滚轮13、13间的刚度比而变)。另一方面，当ΔT超过100毫米时，浮动分离器和防咬合端之间的接触面积增加，就会发生诸如薄膜破裂之类的事故。通常，ΔT设定为在10至30毫米范围内。
用于执行上述步骤的装置可以布置成在流水线方向上同时往复运动以构成一往复按打式的装置以制作保护袋，然而这会使装置太笨重。
另外，在图4中，多个电磁铁50安装到一支撑架上以在浮动分离器20下方的垂直方向上产生磁力线。一软钢板51、即一放置在浮动分离器20中靠近其厚度方向中心部分处的磁感件以非接触方式被直接提升。当电磁铁50都装在一适当的真空容器中并且保持在接近于绝对零度(-273℃)的极低温度下时，浮动分离器20有一会儿可保持在近似一失重状态，即使在电磁激励之后电源断开情况下也如此。
再参见图5，由于在浮动分离器20、压入冲头槽20C的下切割刃16A、上切割刃16B、向下的热冲头17A和向上的热冲头17B上形成的开口槽20B，分离薄膜管的上、下表面被切割或热穿孔而变形成在横截面上象一条带子一样。在此，切割刃16A、16B和热冲头17A、17B的端部都不与浮动分离器20接触。即使当薄膜管与浮动分离器20表面接触、就象采用一砍刀板一样，也可以实现诸如切割的加工。然而，当在浮动分离器20表面上形成开口槽20B和冲头槽20C时，使薄膜管10A、10B浮起而不与后表面接触并保持稳定，也可以进行加工。
图6示出了浮动分离器20的另一个实施例。用于限制浮动分离器端上的进行方向的装置可采用循环带38构成，该循环带绕在除了两级上、下滚轮之外还绕在三个滚轮上。这可通过一软表面容纳浮动分离器的端部来限制它。另外，滚轮20E可枢转地安装到浮动分离器的端部上以承受取代滑动摩擦阻力的滚动阻力，从而进一步减小摩擦系数μ。
用于限制浮动分离器在其侧表面上沿宽度方向运动的装置最主要地由一对或两对或更多对的可枢转地布置的滚轮或固定的导向件构成，它们的轴向为近似垂直且在其两侧保持一小间隙，或者由沿长度方向绕在滚轮(一对或多对滚轮)上的循环带构成。它们用于确定浮动分离器在其宽度上的位置，并且与限制浮动分离器进行方向的装置(即总时受到推压)相比，不是总是都施加一较大的推力。所以，此装置可以简化设计，因为不会在进给的薄膜管上产生划痕。
本发明可以实现上述的所有目的。
即，采用管状薄膜作为坯料制作袋时，利用浮动分离器可使之大批量、低成本地制作具有在上、下表面上不对称的复杂图案的开口的塑料薄膜保护袋，并且不需要用手动进行双尺寸作坯操作。

Claims (10)

1．一种自动制作开口袋的方法，即将板状浮动分离器插在一在长度方向上移动的薄膜管坯中，限制板状浮动分离器在宽度和进行方向上的运动，以及在薄膜管坯运动的间歇停止过程中至少在薄膜管坯一个表面上形成开口或进行熔接。
2．如权利要求1所述的自动制作开口袋的方法，其特征在于，所述浮动分离器是电磁式支撑的，并且其在宽度或进行方向上的运动由滚轮和／或循环带和／或固定导向件限制。
3．一种用于自动制作开口袋的装置，包括：用于供给一紧密粘接薄膜管状坯料的放线卷，一管环装置、至少一个熔接装置、一开口装置、一预定长度拉出装置和一切割装置，其中一浮动分离器插在进入所述开口装置的那侧薄膜管坯料中，所述浮动分离器在坯料进行方向和其宽度方向上的运动受到限制，所述浮动分离器还起到一采用一开口冲头在至少上表面中形成开口的支架作用。
4．如权利要求3所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述开口冲头是一剪切刀具或一加热刀具。
5．如权利要求3或4所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述剪切刀具具有一较宽面积的开口部分以穿过一制品袋中所装材料的耸起部分，以及加热刀具具有一较小面积的开口部分以穿过用于固定开口或袋中装有材料之后的开口周边的绳索或橡胶绳。
6．如权利要求3至5任一项所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述开口部分是一不完全开口部分，在其一部分上留有一坯料延续部分。
7．如权利要求3至6中任一项所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，用于限制浮动分离器在坯料进行方向上运动的装置由一对上、下滚轮构成，它们对称地布置以与坯料上、下表面接触，并满足T1＞T2的关系，其中T1是浮动分离器的厚度，T2是滚轮之间的间隙。
8．如权利要求3至6中任一项所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述用于限制浮动分离器在坯料进行方向上运动的装置由上、下不对称布置的滚轮和／或循环带和／或固定导向件构成。
9．如权利要求8所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述用于限制浮动分离器和薄膜管坯料在宽度方向上运动的装置由至少一对滚轮和／或循环带和／或固定导向件构成，所述滚轮布置在其宽度方向上的坯料外侧并且可枢转地安装到一近似垂直轴线上的基板上。
10．如权利要求3至9中任一项所述的自动制作开口袋的装置，其特征在于，所述熔接装置是一单级或多级直线热焊接机。
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