CZ294661B6 - Odvíjecí zařízení pro pás plastové fólie a balicí zařízení - Google Patents

Abstract

Odvíjecí zařízení pro použití v balicím zařízení, kterým je vytahován pás /6/ plastové fólie z dodávacího válce, cívky /5/ fólie a aplikován na předmět k zabalení prostřednictvím relativního otáčivého pohybu tohoto předmětu a cívky /5/, kde tento mechanismus obsahuje brzdicí váleček /9/ v kontaktu s dodávacím válcem, natahovací váleček /7/ v kontaktu s pásem /6/ fólie, a hnací transmisní prostředky spojující řečené válečky /7, 9/ tak, že rychlost otáčení natahovacího válečku /7/ ve směru pohybu fólie překračuje rychlost otáčení brzdicího válečku /9/ v tomto směru, v němž je dodávací válec upevněn pro otáčení na posunovatelných ložiskových pouzdrech /16/ a tlak kontaktu mezi brzdicím válečkem /9/ a dodávacím válcem v důsledku napětí při vytahování pásu /6/ fólie je zvyšován zatěžovacími pružinami /18/ v takovém rozsahu, že předtím než napětí v pásu /6/ dosáhne bodu přetržení, dochází mezi brzdicím válečkem /9/ a dodávacím válcem k prokluzování.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká balicích postupů, ve kterých je předmět k obalení, jímž může být jeden výrobek anebo mnohonásobný soubor výrobků balen v předem roztažené plastické fólii. Konkrétněji se vynález týká mechanismu používaného k pružnému roztažení fólie bezprostředně před tím, než je použita na určitý předmět. Na takovéto postupy se často odkazuje jako na strečové balicí postupy a jejich odvíjecí mechanismy se často nazývají mechanismy předběžného roztahování.

Dosavadní stav techniky

Strečové balení používá fólii, jež má vlastnost známou jako „paměť“, tak řečeno tendenci navracet se do svého dřívějšího tvaru nebo velikosti potom, co byla roztažena za svou elastickou mez, a to po určitý krátký moment potom, co byla uvolněna určitá napínací síla.

Plastická balicí fólie je normálně dodávána svému uživateli jako role či válec neroztažené fólie. Fólie je podle potřeby vytahována z tohoto válce a aplikována na daný předmět připevněním jednoho zakončení fólie k tomuto předmětu, a pak buď otáčením tohoto předmětu, nebo otáčením dodávacího válce kolem předmětu. Až dodneška bylo navrženo množství typů mechanismů předběžného roztahování, kterými je pás fólie protahující se z dodávacího válce k určitému předmětu roztahován, když je tažen z válce před použitím na tento předmět.

Toto předběžné roztahování fólie je výhodné z mnoha důvodů, například proto, že předem roztažená fólie může být aplikována na daný předmět za relativně nízkého ukládacího napětí, protože následné smrštění této fólie zajišťuje požadované napnutí obalu (toto je obzvláště výhodné, když má být zabalen soubor relativně malých nebo lehkých výrobků, protože to zmenšuje pravděpodobnost, že výrobky budou balicím postupem posouvány či vytěsněny), dále že mírné či patřičně řízené předběžné roztažení zlepšuje mechanické vlastnosti dané fólie a že je to hospodárné v tom, že poskytnutá váha fólie může být roztažena k poskytnutí efektivně více balicího materiálu.

Nejjednodušší a nejméně žádoucí známé zařízení předběžného roztahování pouze používá k válci fólie určitého brzdicího zařízení. Takové zařízení je uvedeno, například, v patentu US 3 867 806 a v patentu US 4 077 179. V těchto a jiných případech, v nichž je k zásobnímu válci použita brzda, je roztahování indukováno prostřednictvím použití vysokého ukládacího napětí. To trpí nedostatky, které jsou vlastní použití vysokého ukládacího napětí. Navíc, k roztahování dochází po celé délce dráhy pásu, protahující se od dodávacího válce k danému předmětu, takže celkové zvětšení v délce je velké a stává se nezvladatelným, ledaže je velikost předběžného roztažení omezena na nežádoucně nízké hodnoty. Navíc, roztahování přes dlouhou délku fólie působí nadbytečné stahování ve směru šířky dané fólie.

Zdokonalení jednoduchých brzdicích zařízení je uvedeno v australském patentu 536 099, v němž je pás fólie tažen okolo dvou válečků, položených mezi zásobním válcem a předmětem k obalení. Tyto válečky jsou spojeny poháněcími transmisními prostředky tak, že se nutně otáčejí v různých rychlostech anebo v různých směrech. To má za následek roztahování krátké délky pásu fólie mezi těmito válečky.

Ještě jedno řešení je uvedeno v australském patentu 589 065, ve kterém je brzdicí váleček v kontaktu s dodávacím válcem, připojeným k roztahovacímu válečku v kontaktu s ven vytahovaným pásem fólie hnacími transmisními prostředky zajišťujícími, že rychlost povrchu roztahovacího válečku je větší než má brzdicí váleček, takže je předem roztažena malá a relativně konstantní délka pásu, vycházejícího z dodávacího válce do roztahovacího válečku.

- 1 CZ 294661 B6

Brzdicí a roztahovací válečky tohoto zařízení jsou upevněny na kyvné páce, čímž je napětí pásu působící na roztahovací váleček efektivní k zatížení brzdicího válečku proti dodávacímu válci. Toto zajišťuje, že brzdicí kontakt mezi brzdicím válečkem a dodávacím válcem je udržován i když dodávací válec zmenšuje svou velikost. Páka zavádí mechanickou výhodu a zajišťuje vysokotlaký brzdicí kontakt, což je předností zařízení před jeho předchozí technikou.

Většinou pracuje toto zařízení dobře, když je použito v balicím přístroji, v němž se určitý předmět, jenž má být obalen, otáčí a vytahuje pás fólie z polohově stabilního dodávacího válce. Avšak, není dobře přizpůsobeno pro použití v balicím zařízení (zde dále nazývaném jako „orbitální či otočné balicí zařízení“), ve kterém je relativní rotační pohyb mezi předmětem a dodávacím válcem prováděn působením otáčení se dodávacího válce okolo polohově stabilního předmětu či jeho části, jak je příkladně uvedeno v australském patentu 653 255.

V takovém, po dráze obíhajícím balicím zařízení, je dodávací válec obvykle nesen na oběžném nosném šasi (dále pouze jen „šasi“ či „nosné šasi“), na němž může být požadováno, aby procházel vnitřní světlostí nějakého prstencového předmětu a jenž, z tohoto důvodu anebo pouze za účelem minimalizace hmotnosti otáčejících se komponentů, je udržován tak malým, jak jen je to možné. Mechanismus předběžného roztahování, se svou kyvnou pákou, není dostatečně kompaktním ke snadné instalaci na malém oběžném šasi. Navíc, orbitální dráha tohoto nosného šasi je obvykle necirkulární a inertní účinky působící na kyvný upevněný roztahovací váleček mohou nepříznivě ovlivňovat napětí generované v pásu fólie.

Vysoká brzdicí účinnost tohoto zařízení, důsledkem vysokého tlaku mezi brzdicím válečkem a dodávacím válcem, vznikající z mechanické výhody uvedené páky, ačkoli normálně žádoucí, byla shledána za některých okolností jako nevýhoda, obzvláště když je tvar obalovaného předmětu a/nebo tvar orbitální dráhy takový, že míra vytahování pásu ze zásobního válce je eratická a podléhá značným a náhlým zvýšením. V takových případech náhlé zvýšení v napětí pásu, potřebné ke zrychlení dodávacího válce, způsobuje simultánně intenzivní aplikaci brzdicího válečku, majícího tendenci bránit takovémuto zrychlení. Bylo zjištěno, že při nej lepším toto působí přílišné roztahování (či přepínání) a při nejhorším to může způsobit pokles napětí pásu a nakonec jeho přetržení.

Podstata vynálezu

Tudíž, cílem tohoto vynálezu je poskytnout mechanismus předběžného roztahování (napínání) typu podle patentu AU 589065, který může být upevněn pro použití na nosném šasi otáčivého balicího zařízení a jenž, kdekoli je užito, zmírňuje problém nadměrného brždění, vlastní mechanismu předchozí techniky.

Vynález dosahuje tohoto cíle prostřednictvím mechanismu předběžného roztahování shora uvedeného typu, který eliminuje kyvnou páku, zatímco si podržuje dostatečný brzdicí tlak mezi brzdicím válečkem a dodávacím válcem pro stabilní provoz, a umožňuje momentální či krátkou dobu trvající prokluz mezi těmito komponenty v případě náhlého zvýšení napětí v pásu.

Podle jednoho aspektu tento vynález spočívá v balicím zařízení, obsahujícím mechanismus předběžného roztahování, pomocí něhož je vytahován pás plastové fólie z dodávacího válce či cívky fólie a aplikován na nějaký předmět k zabalení prostřednictvím otáčivého pohybu okolo tohoto předmětu nosného šasi či rámu nesoucího dodávací válec, v němž mechanismus předběžného roztahování obsahuje brzdicí váleček upevněný na řečeném šasi pro otáčení okolo osy, jež je stabilní ve vztahu k tomuto šasi, natahovací váleček upevněný na řečeném šasi pro otáčení okolo osy, jež je stabilní ve vztahu k tomuto šasi, paralelní k ose brzdicího válečku a od něho rozmístěný, hnací transmisní prostředky spojující uvedené válečky tak, že rychlost povrchu roztahovacího válečku překračuje rychlost povrchu brzdicího válečku, trn či nosný hřídel pro rotační podporu

-2CZ 294661 B6 dodávacího válce plastové obalové fólie upevněný na řečeném šasi prostředky udržujícími tento trn paralelní k osám válečků, ale umožňujícími tmu, aby se pohyboval volně směrem k brzdicímu válečku pod vlivem, při použití, napětí v pásu fólie vytahované z dodávacího válce a procházející okolo řečeného roztahovacího válečku, a prostředky doplňkového zatížení působící nezávisle na napětí pásu fólie ke zvýšení účinku napětí pásu při tlačení dodávacího válce směrem k brzdicímu válečku k udržování brzdicího kontaktu mezi nimi.

Podle druhého aspektu tohoto vynálezu, vynález spočívá v mechanismu předběžného roztahování samotném pro použití v balicích zařízeních, ve kterých se k tažení fólie z válce a její aplikaci na určitý předmět spoléhá na relativní otáčivý pohyb mezi předmětem k obalení a dodávacím válcem balicí fólie.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude nyní dále podrobněji popsán pomocí odkazů na příslušné doprovodné výkresy, v nichž obr. 1 představuje schematický boční pohled na podstatné komponenty otáčivého balicího zařízení a obr. 2 zvětšený schematický boční pohled na komponenty uvnitř zapouzdření označeného na obr. 1, jímž je mechanismus předběžného roztahování, upevněný na nosném šasi podle tohoto vynálezu nakreslený ve zvětšeném měřítku.

Příklady provedení vynálezu

Znázorněné ztvárnění tohoto vynálezu je zapracováno v balicím zařízení druhu popisovaného v australském patentu 653 255, zde zapracovaném odkazem. Stručně řečeno, toto zařízení obsahuje oběžnou dráhy či kolej 3, definující nekonečnou dráhu pro nosné šasi či rám 4. Toto nosné šasi 4 nese dodávací válec či cívku 5 plastické fólie a při přecházení své definované dráhy se otáčí okolo nějakého předmětu anebo části tohoto předmětu k obalení. Konkrétně, podle přednostního ztvárnění popsaného v uvedeném australském patentu 653 255, je tímto předmětem válec z kovového pásu a dráha šasi se protahuje přes vnitřní světlost válcového předmětu. Orbitální pohyb nosného šasi 4 vytváří relativní rotační pohyb mezi ním a válcovým předmětem, takže pás fólie 6 připojený k válci předmětu je vytahován z dodávacího válce či cívky 5 nesené šasi či rámem 4 a aplikován na válec předmětu. Jak balení postupuje, předmětný válec se otáčí okolo své vlastní osy k zajištění toho, aby byl celý pokryt balicí fólií.

Na nosném šasi 4 je namontován natahovací váleček 7 pro rotaci okolo osy, jež je ve vztahu k tomuto šasi 4 stacionární. Pás 6 fólie je tažen okolo tohoto natahovacího válečku 7, když opouští dodávací válec 5 a pohybuje se k určitému objektu přes opěrný váleček 8.

Brzdicí váleček 9 je rovněž namontován na nosném šasi 4 pro rotaci okolo osy, která je ve vztahu k tomuto šasi 4 stacionární, paralelní k ose natahovacího válečku 7 a od něho umístěný. Brzdicí váleček 9 je v kontaktu s dodávacím válcem 5. Brzdicí váleček 9 má přednostně povrch pokrytý měkkým elastomerickým materiálem tak, aby poskytoval vysoký koeficient tření a tak není pravděpodobné, že by dělal značky na nebo poškozoval danou plastickou fólii.

Natahovací váleček 2 a brzdicí váleček 9 jsou spojeny hnacím transmisním prostředkem, například hnacím řetězem 10, běžícím po řetězových kolech 11 a 12, upevněných k příslušným válečkům. V tomto případě řetězová kola 11 a 12 mají stejný průměr, tudíž tyto dva válečky 7 a 9 mají stejnou otáčecí rychlost, takže větší průměr natahovacího válečku 7 v porovnáním s tím, jaký má brzdicí váleček 9, zajišťuje, že rychlost povrchu natahovacího válečku 7 je větší než brzdicího válečku 9. Tření mezi zcela vnější otočkou pásu 6 fólie na dodávacím válci 5 a ve spodu ležícími otočkami brání podstatnému roztahování této fólie dokud neopustí tento válec 5 jako část či oblast 13 vytahovaného pásu 6 fólie. Protože se zakončení po směru této části 13 pohybuje v podstatě v rychlosti povrchu natahovacího válečku 7, a předpokládaje, že je zde

-3CZ 294661 B6 v podstatě stabilní míra vytahování pásu 6 v daném momentu, zakončení proti pohybu této části či oblasti 13 se pohybuje v podstatě povrchovou rychlostí brzdicího válečku 9, fólie v části 13 je nutně roztahována. K tomuto roztahování dochází i když napětí po směru v pásu 6 fólie, protahujícím se od natahovacího válečku 2 k obalovanému předmětu, může být pouze dostatečné k bránění tomu, aby se pás 6 fólie stahoval.

Dodávací válec či cívka 5 je upevněn pro otáčení na nebo s trnem na nosnou hřídel 14. Tento tm může být v podobě nějaké nápravy, na které se buď dodávací válec, nebo cívka 5 či podobné, nesoucí tento dodávací válec, otáčejí, či může být komponentem takové cívky 5, či podobně, jež se otáčí s tímto válcem 5. V každém případě, každé zakončení tmu 14 se protahuje skrze štěrbinu v boční desce nosného šasi či rámu 4 do nosných otvorů v sedle či ložiskovém pouzdru _16, pro kluzný pohyb podél vodicích prutů 17.

Oblast 13 pásu 6 fólie je v napětí a tak se táhne na dodávací válec 5. Navíc, směr této oblasti 12 je takový, že aspoň komponent tohoto napětí v ní působí ve směru vodicích prutů 17. Takto je napětí v této oblasti 13 účinné k tlačení sedla 16 podél vodicích prutů 17 a přivádění dodávacího válce 5 do tlakového kontaktu s brzdicím válečkem 9. Skutečný tlak mezi dodávacím válcem 5 a brzdicím válečkem 9 v důsledku napětí v oblasti 13 závisí nejenom na velikosti napětí v oblasti 13, ale rovněž na geometrii uspořádání určující úhel mezi touto oblastí 13 a vodícími pruty 17. Avšak, dokonce i při omezení, kde je tato část paralelní k vodicím prutům, brzdicí tření důsledkem napětí v pásu 6 fólie v žádoucím stupni roztažení by nebylo dostatečné k zajištění spolehlivého provozu. Tudíž, v souladu s tímto vynálezem, je účinek napětí pásu 6 zvýšen prostředky doplňkového zatížení. Takto je každé ze sedel 16 tlačeno směrem k brzdicímu válečku 9 lehkými zatěžovacími pružinami či prostředky 18, umístěnými v rukávech na vodicích prutech 17. Tyto pružiny 18 jsou ve stlačení mezi koncovými dosednutími či dorazy 19 a sedlem 16.

Síla (tlak) aplikovaná na dodávací válec 5 prostřednictvím doplňkových zatěžovacích prostředků, geometrie tohoto válce 5 a os válečků, délka oblasti 13 a třecí koeficient mezi materiálem povrchu brzdicího válečku 9 a fólií, mohou být snadno zvoleny tak, aby maximální dosažitelný tlak mezi brzdicím válečkem 9 a dodávacím válcem 5 byl takový, že ke klouzání (prokluzu) mezi brzdicím válečkem 9 a dodávacím válcem 5 bude docházet při napětí v části 13 menším než napětí, které by způsobovalo nadměrné přehýbání dolů (svěšování) a přetržení fólie. Toto umožňuje dosažení uspokojivě stabilního stavu provozu v žádoucím stupni předběžného roztažení, při současném umožnění momentálního prokluzu za účelem přizpůsobení se náhlým vrcholům napětí v pásu 6 jako jsou ty, k nimž může docházet při náběhu anebo jestliže relativní tvary určitého předmětu a dané orbitální dráhy jsou takové, že působí eratické variace v míře nabírání pásu 6 fólie.

V dalších ztvárněních tohoto vynálezu je tlak mezi dodávacím válečkem a brzdicím válečkem vytvářen doplňkovými zatěžovacími prostředky jinými než jsou zatěžovací pružiny, například prostřednictvím hydraulických či pneumatických přitlačovačů, zásobovaných ze zdroje provozního fluida s v podstatě stálým tlakem.

Claims (6)

1. Odvíjecí zařízení pro pás plastové fólie, sestávající z rámu (4), ve kterém je otočně uložen nosný hřídel (14) cívky (5) s pásem (6) plastové fólie, prostřednictvím jejíhož vnějšího povrchu vnější odvíjené vrstvy dosedá cívka (5) na otočný brzdicí váleček (9), uložený v rámu (4) paralelně s nosným hřídelem (14) a prostřednictvím převodového mechanismu spojený s otočným natahovacím válečkem (7), prostřednictvím něhož je pás (6) plastové fólie v oblasti (13) přímo vytahován z cívky (5) a který je v rámu (4) uložen paralelně s brzdicím válečkem (9), jehož rychlost otáčení je menší rychlost otáčení natahovacího válečku (7), vyznačující se tím, že nosný hřídel (14) má své konce, pro jeho volný pohyb vůči brzdicímu válečku (9) v rovině procházející podélnou osou nosného hřídele (14) a podélnou osou brzdicího válečku (9), suvně uloženy v rámu (4), přičemž mezi každým koncem nosného hřídele (14) a rámem (4) je upraven prostředek (18), pro vytváření sil zajišťujících udržování stálého kontaktu z cívky (5) odvíjené vnější vrstvy pásu (6) fólie s brzdicím válečkem (9).

2. Odvíjecí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný hřídel (14) má na každém svém konci upraveno ložiskové pouzdro (16), přičemž prostředkem (18) jsou pružiny, uložené mezi rámem (4) a ložiskovým pouzdrem (16).

3. Odvíjecí zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že ložisková pouzdra (16) jsou suvně uložena na vodicích tyčích (17), na kterých jsou na straně odvrácené od brzdicího válečku (9) navlečeny pružiny.

4. Odvíjecí zařízení podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že brzdicí váleček (9) má svůj vnější povrch pokryt měkkým elastomerem.

5. Odvíjecí zařízení podle nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že pružiny jsou vytvořeny pro zajištění takového maximálního tlaku mezi brzdicím válečkem (9) a vnějším povrchem z cívky (5) odvíjené vnější vrstvy pásu (6) plastové fólie, aby při napětí v pásu (6) plastové fólie v oblasti (13) před natahovacím válečkem (7), blížícím se k napětí, při kterém se pás (6) plastové fólie trhá, došlo k proklouznutí mezi brzdicím válečkem (9) a vnějším povrchem z cívky (5) odvíjené vnější vrstvy pásu (6) plastové fólie.

6. Balicí zařízení pro balení předmětu nebo souboru předmětů pomocí strečového pásu (6) plastové fólie, sestávající z nosiče (2), upraveného pro oběžný pohyb okolo baleného předmětu nebo souboru předmětů a nesoucího odvíjecí zařízení pásu (6) plastové fólie, vyznačující se t í m , že odvíjecí zařízení je tvořeno odvíjecím zařízením podle nároků 1 až 5.