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CN109843729A - 用于将成组或单独进给的产品包装在可伸展的薄膜中的改进的机器和方法 - Google Patents

用于将成组或单独进给的产品包装在可伸展的薄膜中的改进的机器和方法 Download PDF

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CN109843729A
CN109843729A CN201780063077.5A CN201780063077A CN109843729A CN 109843729 A CN109843729 A CN 109843729A CN 201780063077 A CN201780063077 A CN 201780063077A CN 109843729 A CN109843729 A CN 109843729A
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China
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clamping unit
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Colines SpA
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Colines SpA
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Abstract

一种改进的包装机器，用于将成组或单独进给的产品(11)包装在可伸展的薄膜中，包括用于进给所述产品(11)的输送机(12)、所述产品的定位单元(13)、单独或成组卷绕所述产品的薄膜卷绕单元(14)、和位于所述卷绕单元14的出口处的卸料输送机(15)，其中所述卷绕单元(14)是环形卷绕器，其包括相对于定位在支撑框架(19)上的引导辊(21)旋转的环或回转环(20)，其中所述环(20)布置在垂直于所述产品(11)的前进方向的平面上，其中在所述卷绕单元(14)下方设置搁架(16)，所述搁架(16)是悬臂式的以根据所述产品(11)的所述前进方向延伸，并且所述搁架(16)连接所述进给输送机(12)和所述卷绕单元(14)，其特征在于，在所述搁架(16)下方，真空效应夹持单元(18；118)定位成用于夹持所述薄膜，承载与薄膜相关联的切割元件(31；131)，其中所述真空效应夹持单元(18；118)和相关联的所述切割单元(31；131)可以从自所述搁架(16)缩回的静止位置交替地和选择性地移动到伸出位置以夹持和切割在所述搁架(16)下方的薄膜。

Description

用于将成组或单独进给的产品包装在可伸展的薄膜中的改进 的机器和方法
本发明涉及一种改进的机器和方法，用于将成组或单独进给的产品包装在可伸展的薄膜中。
在成组进给的各类产品(例如，各种尺寸的瓶子、盒子等)的包装领域，目前大多使用由特定机器处理的可收缩型的塑料的薄膜。将该薄膜缠绕在产品或产品组上，然后焊接并切割成一定尺寸，随后插入热收缩炉中，热收缩炉使得由此获得的包装稳定，使产品稳定地保持在其内部。
这种技术意味着除了需要存在包装机和与其相关的相对热收缩炉的工厂成本之外，还有具有一定厚度的塑料材料的一定成本，用于热收缩的能量的成本。最后,但同样重要的是，由于获得产品的最终热收缩包装所需的大量时间，成本进一步增加。
作为替代方案，可伸展的塑料薄膜可用于缠绕在产品上的包装。产品被分成组并且与卷绕单元相对应地选择性地缠绕。在该卷绕单元中，一卷可伸展塑料薄膜围绕由传送带或辊式输送机承载的产品旋转，并且在卷绕结束时，由此获得的包装被排出。在缠绕在产品上之后切割薄膜并重新定位薄膜,以使其准备缠绕在随后的新的待包装产品组周围，在该包装单元中产生各种问题。
该问题在特别快速且功能性的环形卷绕机中特别明显。
WO2015/121334涉及一种具有可伸展薄膜的包装机，其中提供了搁架，该搁架接收待包装的相应产品。细长的中空元件定位在搁架上方，其端部横向靠近被包装的包裹，并且在外部具有至少一个抽吸开口。独立于搁板并且在搁板下方，相对于机器的其他元件处于缩回位置，提供薄膜边缘的保持夹，其也切割所述薄膜。
本发明的一般目的是提供一种改进的包装机器，其将成组进给的产品包装在可伸展的薄膜中，能够以极其简单、经济和特别有效的方式解决现有技术的上述缺点。
本发明的另一个目的是提供一种包装机器，该包装机器能够以几乎连续地高速率运行，不会对缠绕在产品组上的薄膜进行任何切割或插入干预，从而在包装阶段消除任何类型的停机并几乎自动运行。
本发明的另一个目的是提供一种产品包装机器，其通过使用可伸展的薄膜降低了与包装材料有关的成本。
本发明的又一个目的是提供一种包装方法，该方法能够几乎连续地高速率运行，不会对缠绕在产品组上的薄膜进行任何切割或插入干预，从而在包装阶段消除任何类型的停机并几乎自动运行。
通过根据独立权利要求和后续从属权利要求的机器和方法实现上述目的。
从以下参照所附示意图的描述中，本发明的结构和功能特征及其相对于已知技术的优点将显得更加明白，所述示意图示出了本发明的实施方式。在附图中：
-图1示出了根据本发明的用可伸展的薄膜包装产品的改进的包装机器俯视平面图；
-图2、3和4是图1所示用可伸展的薄膜包装产品的包装机器的透视图，其中没有卸料输送机；
-图5是图4中所示的突出显示的真空效应夹持单元的放大细节图，该真空效应夹持单元处于抽出和旋转位置；
-图6、7和8是与卷绕单元和夹持单元相对应的机器的凸起侧视图，夹持单元位于三个不同的操作位置:静止位置、夹持位置和切割位置；
-图9和图10是处于夹持位置和切割位置的夹持器的端部两个放大的凸起前视图；
-图11和12分别是夹持单元在静止位置和夹持位置的立体图；
-图13示出了处于夹持位置的夹持单元的仰视图；
-图14示出了图13的夹持单元的放大细节图；
-图15和16示出了位于本发明的机器中的卷绕单元的另一实施方式的整体视图和放大细节图；
-图17是在另一实施方式中处于夹持位置的夹持单元的俯视立体图；
-图18是图17中所示的夹持单元的仰视立体图；
-图19是图18所示的夹持单元中的切割线组件的放大立体图；
-图20和图21是处于夹持位置和切割位置的夹持器的端部两个放大的凸起前视图。
参考附图，这些图示出了将产品包装在可伸展的薄膜中的改进的包装机器，所述产品(例如，瓶子，盒子或其他物体)成组进给或作为单个的产品11单独进给，该机器整体用10表示。
应该考虑的是，在该机器10的上游，单个的产品11可以按顺序定位，例如在一定数量的行上、对齐和相邻或作为单个产品。在下文中，即使存在各种产品，也将称为“产品11”。因此，产品11向前移动到包装机器的进料输送机12，例如传送带。
本发明的机器基本上包括用于进给产品11的输送机12、产品的定位单元13、单个产品或成组的产品的薄膜卷绕单元14和位于卷绕单元14出口处的卸料输送机15，例如传送带。
简而言之，来自上游传输或手动装填的产品11在入口处到达传送带12。传送带12可相对于线性定位组13成直线(未示出)或成90°(如图所示)。这样，当产品11到达传送带12与定位单元13相对应地时，产品11在卷绕单元14内移动，同时将在前一循环中卷绕的产品11推到卸料传送带15上，由此将包装的产品排出。一旦完成待卷绕产品的定位，就开始卷绕循环。参考生产能力，也取决于产品类型，可以是约10-12个包裹/分钟。
更具体地，桥结构位于传送带12的下游并且在卷绕单元14之前，其接收待卷绕的产品11以产生最终的包装或包裹。所述桥结构包括悬臂式的搁架16，其根据产品11的前进方向从支撑框架17伸出。搁架16将传送带12与随后的卷绕单元14连接。如果有多个产品的话，成对的侧导杆38保持产品11成直线，紧凑有序，该成对的侧导杆38也是悬臂式的以形成桥结构。
悬臂式的并从框架17延伸的搁架16使得真空效应夹持单元18能够可移动地定位在其下方。搁架16还便于薄膜滑动，一旦卷绕到产品上，它就会在通过定位单元13排出之前从搁架上滑落。
如已经指出的那样，搁架16位于卷绕单元14附近。卷绕单元14包括框架19，框架19相对于布置在搁架上的产品11跨越定位。
环形卷绕单元14包括环或回转环20，其相对于引导辊21旋转，定位在框架19上。所述环20布置在垂直于产品11的前进方向的平面上。与框架19一体的电机减速器22通过控制摩擦辊23来控制环20的旋转。
用于可伸展的塑料的薄膜的卷轴25的卷轴支架24与环20一体组装。橡胶张紧辊27的支撑件26和用于薄膜的一对返回辊28与该卷轴支架24相关联。借助于例如制动器(未示出)可以调节未卷绕的薄膜的张紧程度，该制动器直接作用在所述橡胶张紧辊27上。
在薄膜围绕产品11的卷绕过程中，旋转环20旋转可编程的圈数以允许堆积正确数量的薄膜。
如已经指出的那样，根据本发明，靠近卷绕组14的可伸展的薄膜被真空效应夹持单元18抓住。在释放卷绕到产品上的薄膜之后，所述真空效应夹持单元18可以从承载待卷绕或已卷绕产品11(图7)的搁架16下方的延伸位置移动到搁架16的缩回静止位置(图6)。在卷绕环20转动数圈以将薄膜固定到产品11上之后，真空效应夹持单元18实际上缩回释放薄膜。在最后一次转动期间，夹持单元18重新退出并且当薄膜通过时吸住薄膜，抓住它(图9)，并用切割元件(例如通过旋转运动与薄膜接触的热刀片)切割它(图8和图10)。
更具体地，在图11至14中更详细地示出的真空效应夹持单元18包括中空管状部分29。在所述中空管状部分29中产生真空，并且由于在下方存在吸气孔或区域30，它将薄膜保持在夹持位置。在侧向上，中空管状部分29带有切割刀片31形式的切割元件，用于切割相同的薄膜。所述中空管状部分29并且因此切割刀片31可以围绕水平轴线32旋转，以便实现切割动作。
如图11和12所示，中空管状部分29分别借助于线性致动器(例如气缸40)在静止位置和夹持位置之间移动。
管41将中空管状部分29连接到真空泵(未示出)，从而引起来自上述孔或区域30的抽吸，从而限制膜的边缘。
中空管状部分29的旋转运动由通过致动器43(例如气缸)驱动的三角板杆42(set-square lever)致动，所述旋转运动用于使切割刀片31作用在薄膜上，切割它。
图13示出了处于夹持位置的夹持单元的仰视图。在该位置，中空管状部分29借助于气缸40抽出并被带到夹持位置，在该夹持位置，孔或区域30准备好限制薄膜。
图14示出了图13的夹持单元的放大细节图，其中可以清楚地看到孔或区域30以及切割刀片31。
根据本发明的机器的功能如下。
产品11的进料输送机12(例如，由低摩擦聚丙烯带(low-friction polypropylenebelt)组成)允许产品11在推动阶段期间朝向卷绕组14滑动。传送带与由逆变器(inverter)控制的异步电动机一起移动。存在逆变器，用于调节与待卷绕的产品相关的速度、加速度和减速度。
一个或多个产品11在传送带12上移动并被光电管35拦截，光电管35相对于传送带12横向定位。当由于产品11的前进而释放该光电管35时，如果需要，传送带12减速，达到产品11的足够速度，并且当产品11拦截位于端部支座33上的两个电容传感器36中的一个时停止。旋转速度可以通过面板编程，并且可以从0-20米/分钟变化的前进速度可直接在逆变器上编程。
此时，产品11准备好从定位单元13装载到卷绕单元14中。
定位单元13例如由具有线性轴线的伸缩致动器39组成，其通过推动器34将产品11在卷绕单元14内部移动到搁架16上方。伸缩致动器39例如通过同步电动机移动。致动器的行程大约为1000mm，定位时的精度为+/-5mm就足够了。前进速度取决于要移动的产品11，返回处于最大速度，以便在尽可能短的时间内使后续产品11就位。取决于待卷绕的产品，定位单元13可以通过气动系统完成，用于在推动期间引导或保持产品牢固。前进速度为0-40mt/min(米/分钟)。
当产品11正确地定位在卷绕单元14的环20下方时，薄膜的初始边缘被真空效应夹持单元18抓住。薄膜的初始边缘实际上被吸入并被在中空管状部分29内产生的真空扣住。
在这种情况下，卷绕环20开始旋转并且夹持单元缩回，允许将薄膜牢固地卷绕到产品11上，并且在图6中，可以注意到夹持单元18的缩回位置，夹持单元18无法看到并且是虚线。
然后，环20转动数圈，以便将薄膜牢固地固定到产品11上。在最后一次转动期间，夹持单元18重新退出(图8)，并且当薄膜通过时吸住薄膜，抓住它(图9)，获得夹持位置(见图12)。
在进行夹持之后，命令夹持单元18旋转，以便利用热刀片31切割薄膜，热刀片31通过上述旋转运动与薄膜本身接触(图5、8和10)。
如已经指出的那样，由卷绕薄膜形成的包装由待包装的产品11向前移动，产品11通过定位单元13在卷绕单元14下方向前推动。这种推动运动将包装排列在卸料传送带15上，由此将包装卸下(图1)。
每次重复该循环。
应该注意的是，设置有这种类型的夹持单元18的本发明的机器非常快速地操作并且避免了工作中断，而不需要定位要卷绕的薄膜的初始边缘。
事实上，一旦薄膜被夹在夹持单元18上就实现切割，因此，在生成包装产品的同时，待卷绕的薄膜的初始边缘被限制在随后要包装的产品上。
得注意的是，在这种类型的机器中也实现了新的包装方法。
事实上，借助于定位单元13实现了单独或成组进给的产品11的可伸展的薄膜中的包装方法。
第一个步骤是将产品或多个排好的产品11成直线或横向送到进料站。
然后通过定位组13将所述产品送到位于卷绕单元14下方的搁架16上方。
接下来的步骤是通过真空效应夹持单元18夹持卷绕的薄膜的初始边缘，该真空效应夹持单元18被抽出并移动到承载产品11的搁架16下方。
随后的步骤是开始围绕产品11卷绕薄膜，然后在薄膜围绕产品11至少卷绕一圈之后，释放被夹持单元卷绕、抓住的薄膜，并且将夹持单元从搁架16下面缩回。
在完成薄膜围绕产品11卷绕已编程的圈数之后，夹持单元18从由搁架16缩回的静止位置被带到承载产品11的搁架16下方的抽出位置。
然后启动夹持单元18的抽吸，用于抓住卷绕的薄膜的边缘并且随后立即旋转所述夹持单元18直到与其成一体的切割刀片31切割缠绕在产品11周围的薄膜的最终边缘。
接下来的步骤是将所述卷绕的产品11移动到随后的卸料带15并同时将其它产品定位在卷绕组14下面的搁架16上方，重复前述步骤。
然后重复已经提出的后续步骤。
本发明的机器和方法的一个重要特征在于能够实现产品或多个产品的连续卷绕以形成包装而没有任何中断。
这是可能的，这要归功于提供了夹持单元，该夹持单元能够切割薄膜的尾部并且能够抓住薄膜的头部。
这避免了机器的停机并且允许卷绕产品的包装快速形成并连续卸料。
最后，图15和16示出了布置在本发明的机器中的卷绕单元的另一实施方式的整体视图和放大的细节。在该示例中，可以注意到机器如何还允许一次包裹多束，形成相邻的包装。在这种情况下，卷轴支架24承载由可伸展塑料材料制成的薄膜25，在非限制性示例中为三个。
一旦用前面已经描述的机器和方法进行卷绕，就会产生多个最终的成束包装。为此目的，使用具有多个区域的夹持单元，其允许单个卷轴25的多个边缘被抓住。预先隔开的产品束11被带到卷绕单元14下方，其中特殊附件组装在推动器34上。
图17至21示出了当如前面的实施方式的图7或12所示位于搁架下方时位于抽出的夹持位置时的夹持单元的第二种可能的实施方式。
应当注意，相同的附图标记用于相同的元件，而前面带有索引“1”的数字用于相似的元件或具有相同的功能。
因此，附图示出了真空效应夹持单元118，其还设置有适于作用在膜上的切割元件。夹持单元118包括中空部分129，该中空部分129在其下表面上承载吸入孔或区域130并面向薄膜。
切割线131位于该中空部分129旁边。切割线在支撑在杆48上的相对端处被限制，杆48提供端销46。所述销46，并且因此所述杆48，定位在夹持单元118的结构的支撑延伸部47中。
被约束到夹持单元118的结构的至少一个致动器143引起至少一个臂45的旋转，以使切割线131与薄膜接合。同样在这种情况下，提供另一个致动器140，其使夹持单元118在隐藏在从搁架16缩回的结构内部的静止位置和在搁架16下方的抽出薄膜的夹持位置之间移动。
图20和图21是处于薄膜的夹紧位置和薄膜的切割位置的夹持单元的两个放大的凸起前端视图。
实际上可以注意到，致动器143引起臂45的旋转以及随后的切割线131的移动。因此，切割线131从与薄膜的分离的远方位置(图20)被带到与薄膜接合的切割位置(图21)。
用于提供本发明的机器和方法的结构的形式，以及材料和组装模式，能够自然不同于附图中为纯粹说明性和非限制性目的所示的形式。
本发明的保护范围由所附权利要求限定。

Claims (13)

1.一种改进的包装机器，该包装机器用于将成组或单独进给的产品(11)包装在可伸展的薄膜中，所述包装机器包括用于进给所述产品(11)的输送机(12)、所述产品的定位单元(13)、单独或成组卷绕所述产品的薄膜卷绕单元(14)、和位于所述卷绕单元14的出口处的卸料输送机(15)，其中，所述卷绕单元(14)是环形卷绕器，其包括相对于定位在支撑框架(19)上的引导辊(21)旋转的环或回转环(20)，其中所述环(20)布置在垂直于所述产品(11)的前进方向的平面上，其中在所述卷绕单元(14)下方设置搁架(16)，所述搁架(16)是悬臂式的以根据所述产品(11)的所述前进方向延伸，并且所述搁架(16)连接所述进给输送机(12)和所述卷绕单元(14)，其特征在于，在所述搁架(16)下方，真空效应夹持单元(18；118)定位成用于夹持所述薄膜，承载与薄膜相关联的切割元件(31；131)，其中所述真空效应夹持单元(18；118)和相关联的所述切割单元(13；113)可以从自所述搁架(16)缩回的静止位置交替地和选择性地移动到伸出位置以夹持和切割在所述搁架(16)下方的薄膜。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述真空效应夹持单元(18；118)包括设置在下方的中空管(29；129)，所述中空管(29；129)具有用于将所述薄膜保持在夹持位置的抽吸孔或区域(30；130)。
3.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述真空效应夹持单元(18；118)承载用于切割相同的所述薄膜的切割刀片(31)。
4.根据前述权利要求1至3中的一项或多项所述的机器，其特征在于，所述真空效应夹持单元(18；118)可在薄膜夹持位置和薄膜切割位置之间旋转。
5.根据前述权利要求1至4中的一项或多项所述的机器，其特征在于，通过致动器(40)使所述真空效应夹持单元(18)在所述两个位置之间移动，并且通过第二致动器(43)旋转所述真空效应夹持单元(18),所述真空效应夹持单元(18)还连接到真空泵。
6.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于，与所述真空效应夹持单元(118)相关联的切割线(131)用于切割相同的所述薄膜。
7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述切割线(131)被限制在支撑在杆(48)上的相对端，所述杆(48)提供端销(46),所述端销(46)定位在所述夹持单元(118)的结构的支撑延伸部(47)中，所述切割线和所述杆(48)可相对于所述真空效应夹持单元(118)旋转。
8.根据权利要求7所述的机器，其特征在于，被约束到所述夹持单元(118)的结构的至少一个致动器(143)引起至少一个臂(45)的旋转以使所述切割线(131)与所述薄膜接合。
9.根据前述权利要求1至8中的一项或多项所述的机器，其特征在于，用于至少一个可伸展塑料的薄膜的卷轴(25)的卷轴支架(24)整体地组装在所述卷绕单元(14)的所述环，橡胶张紧辊(27)的支撑件(26)和用于所述薄膜的成对的返回辊(28)与所述卷轴支架(24)相关联。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述卷轴支架(24)支撑间隔开的多个卷轴(25)。
11.根据权利要求10所述的机器，其特征在于，所述夹持单元(18)具有多个区域，以能够抓住定位在所述卷轴支架(24)上的单个所述卷轴(25)的多个边缘。
12.根据前述权利要求1至11中一项或多项所述的机器，其特征在于，所述产品(11)的所述进给输送机(12)是相对于所述线性定位单元(13)成直线定位或成90℃定位的输送带(1)。
13.一种改进的包装方法，该包装方法用于将成组或单独进给的产品(11)包装在可伸展的薄膜中，包括以下步骤：
将产品或多个排好的产品(11)成直线或横向地输送到供料站；
通过位于卷绕单元(14)下面的搁架(16)上方的定位单元(13)推动所述产品(11)；
借助于真空效应夹持单元(18；118)实现卷绕的薄膜的初始边缘的夹持步骤，所述真空效应夹持单元(18；118)可以在承载所述产品(11)的所述搁架(16)下方移动；
开始围绕所述产品(11)卷绕所述薄膜，在所述薄膜围绕所述产品(11)卷绕至少第一圈之后释放被卷绕、由所述夹持单元(18；118)所夹持的薄膜，并且将所述搁架(16)下方的夹持单元缩回；
在完成薄膜围绕所述产品(11)卷绕已编程的圈数之后，所述夹持单元(18；118)从自所述搁架(16)缩回的所述静止位置再次被带到承载所述产品(11)的位于所述搁架(16)下方的抽出位置；
启动所述夹持单元(18；118)的抽吸以抓住卷绕的所述薄膜的边缘，并且随后直接旋转与所述夹持单元(18；118)相关联的至少一个切割线(31；131)，以切割卷绕在所述在产品(11)周围的所述薄膜的最终边缘；
将卷绕的所述产品(11)移动到随后的卸料带(15)，同时将其它待卷绕的产品定位在所述卷绕组(14)下面的所述搁架(16)上方，重复前述步骤；
重复已经提出的后续步骤。
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