專利名稱：用可伸展熱塑性薄膜包裝產品的方法和機器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對在相同申請人的文獻WO03/051715A1中所述的方法和機器的結構和功能改進，該文獻被最廣泛的參考。
背景技術：
為了更好地理解本發(fā)明的目的，必須牢記在上述文獻中所述的方法用于將可伸展薄膜從供應卷筒中展開，將該薄膜插入在水平芯軸中以形成具有重疊縱向邊緣的熔接防漏纏繞管，由形成兩個熔接縫并在兩個熔接縫之間切割的顎部件保持并且密封所述管的前端，將要包裝的產品插入到所述薄膜管形成芯軸的入口中并且將它設置在那個管狀包裝材料的前部封閉端處，然后使該管狀包裝材料在所述前部顎和支撐裝置的作用下作為所述形成芯軸的延伸部分水平前進。在足夠長度(與那個產品的尺寸成正比)的具有在其內的產品的管狀包裝材料離開形成芯軸時，通過相對的夾具使管包裝材料停止并且橫向減速，這些相對夾具從形成芯軸復合體例如在排出口處夾著它，同時所述前部顎部件繼續(xù)延伸逐漸延長的管狀包裝材料的長度，以便使之縱向拉伸一定量，然后通過橫向作用力收縮并且緊密附著在位于它里面的產品上。在產品完全離開管形成芯軸并且充分遠離它時，拉伸包裝材料的后端由第二夾緊裝置橫向夾緊，該夾緊裝置形成兩個橫向熔接縫和在它們之間的切口，以將帶有產品的包裝材料的后端密封并且保持，同時前部夾緊、熔接和切割裝置打開，使水平運動反向以返回到循環(huán)開始位置，并且離開支撐在與活動顎的下面部件(熔接和切割裝置)相連的梳形部件上的包裝產品，該裝置保持著來自形成芯軸的位于出口處的新長度的薄膜管的端部以重復新的所述工作循環(huán)。在適當?shù)臅r刻，使薄膜在形成芯部復合體的排出口處不同的所述夾具退回以使得新的管狀包裝薄膜前進，同時在前一循環(huán)中形成的包裝件運動離開活動的橫向顎和熔接和切割裝置，并且在該裝置處于其打開階段期間，將包裝件放置在用來將它帶走的梳式輸送裝置上。
通過相應的上、下橫向夾具從管形成芯棒在排出口上方和下方橫向夾緊管狀薄膜使得管狀薄膜的側部自由，并且這些將不平衡的張力傳遞給上游和下游的薄膜，并且存在薄膜在所述芯棒上的正確位置以及與縱向熔接裝置之間的空間關系改變的危險。為了克服這些缺點，在其前面的夾具已經移走，并且在包裝薄膜到達所述芯棒的的入口之前，使得包裝薄膜的前進暫時停止，從而在薄膜仍然拉伸時使位于橫向作用在薄膜上的管形成芯棒上游的返回輥停止。這些輥中的一個為橡膠涂覆輥，并且能夠在控制下使之停止的裝置例如具有制動器或電磁制動器的驅動裝置與之相連，并且在該輥子停止時，它形成在其整個長度上與薄膜橫向均勻接合的有效夾具。已經離開形成芯棒的薄膜長度循環(huán)受到的并且在其內具有產品的盤均勻設置的縱向拉伸將其自身能量排出在位于拉伸夾具和所述橡膠涂覆輥之間的整個薄膜長度上，從而薄膜自身不會受到任何在縱向熔接裝置上具有負面影響的明顯縱向位移。
通過該布置已經發(fā)現(xiàn)，在管形成芯棒上游使用所述薄膜制動裝置不能使之輸送拉伸和密封顎的密封拉伸運動以及包裝材料的橫向切割有效需要的所有數(shù)量薄膜。薄膜容易保持在管形成芯棒上，需要縱向熔接機進行困難的間歇性操作以及在薄膜首次從芯棒分離時所產生出的摩擦，這些都會基本上負面地影響薄膜的拉伸和變形梯度，并且會導致薄膜的局部撕裂和/或包裝材料中的不美觀。

發(fā)明內容
為了克服這些缺點，已經發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的是，通過具有電子速度和相位控制的電機來控制所述橡膠涂覆輥，并且按照與由循環(huán)啟動的拉動顎施加的拉力密切相關的方式操作那個電機。從該布置的優(yōu)選實施方案的以下說明中將了解該布置的特征和從中推導出的優(yōu)點，在附圖的示圖中只是以非限定實施例的方式顯示出該布置。


圖1為結合有根據(jù)本發(fā)明的改進之處的所述機器的橫向示意圖；圖2、3、4、5和6為示意圖，示出所述薄膜進給電機在循環(huán)啟動的兩個拉動顎中的一個的水平移動和密封運動方面中的不同操作模式。
具體實施例方式
在圖1中，可以看出，該機器包括所謂吊索式形成芯棒1，它固定或者可調節(jié)地設在幾乎水平位置中，由支撐在支撐件101上的角部件形成，并且從中縱向穿過由外部部件14支撐的管狀引導件1’，該管狀引導件例如具有矩形橫截面并且如此設置，從而通常打算設置在盤中的所包裝的產品P能夠以足夠的間隙穿過它，這由下方的輸送線2成一路縱隊輸送，輸送線2的至少端部成梳子形式并且與具有相配形狀的升降機3一起作用，該升降機根據(jù)指令使產品上升至與引導件1’的端壁齊平，于是從升降機將產品排出并且將它插入到引導件1’的推進器4在適當?shù)臅r候采用上述工作邏輯操作。附圖標號30表示已知的裝置，該裝置用來確定產品的尺寸并且將該信息傳送給機器處理器13，它還檢測輸送裝置2的前進速度，從而處理器能夠根據(jù)所要包裝的產品的不同尺寸自動地調節(jié)機器的各個工作階段。
用于包裹產品的可拉伸熱塑性薄膜5到達輸入產品的芯棒1的所述末端并且從那里返回，薄膜5從卷筒105中輸送出，該卷筒位于在空的時候足夠方便更換的位置，例如位于支撐在一對平行輥子6上的包裝軌道上，這對平行輥子中的一個空轉，而另一個由從那個卷筒將薄膜展開的驅動單元7驅動。從卷筒展開的薄膜被輸送給緩沖裝置，該緩沖裝置包括一組輥子108，輥子108以在支撐結構9的附件上空轉的方式安裝，該支撐結構還支撐著所述輥子6并且包括在附圖標號11處安裝于在所述結構9上樞轉的擺臂10上的一組輥子8，該結構在樞軸上具有傳感器12，該傳感器用于檢測擺臂的角度位置并且將它轉換成電信號，該電信號由處理單元13用來控制電機7，從而在緩沖裝置中總是存在足夠量的薄膜，以使得薄膜纏繞階段與卷筒105無關，薄膜從卷筒通過一對可轉動地安裝在位于芯棒1上方的所述結構9的附件109上的一對輥子15、115的作用送給管形成芯棒1，這對輥子15、115在與芯棒1成適當?shù)木嚯x處并且例如大致在那個芯棒的排出口的垂線處。第一輥115空轉并且由彈性裝置16壓向另一個輥子15，另一個輥子15優(yōu)選涂覆有橡膠并且按照這樣一種方式相對于上游輥和芯棒1設置，即，它與薄膜的適當接觸表面區(qū)域接觸，該輥子與在速度和相位的電子控制下由處理器13控制的電機17連接，例如，該電機為步進、無刷或其它適當類型電機。設有適當?shù)难b置(未示出)，使得能夠使輥子115暫時運動離開輥子15，從而能夠在工作開始時將薄膜插入到它們之間。
薄膜5在與產品P相同的前進方向上沿著芯棒1縱向地行進，并且通過那個芯棒如此地成型，即，形成包著管引導件1’的管，同時薄膜的邊緣例如在芯棒1的底部處重疊，在那里任意類型例如熱空氣流型的裝置18處于工作中，該裝置用至少一個優(yōu)選連續(xù)并且密封的縱向熔接縫將所述邊緣縱向熔接在一起。
離開芯棒1的薄膜5的管的前端由夾著它的顎19、119橫向熔接并且交替保持著，形成兩個熔接縫和在它們之間的切口，它們包括兩個與受到處理器13控制的由箭頭20、120和21、121示意性所示的裝置連接的相配并且相互重疊的部件，該裝置根據(jù)指令利用自對中運動使它們運動得更靠近在一起并且進一步分開，這使得它們朝著或遠離芯棒1水平地運動。顎19、119的下面部件在與面對著芯棒1的側面相對的側面上安裝有以梳子形式的相應伸出面22、122。在與芯棒1成一直線并且在其下游適當距離處設有至少在其初始部分中由平行水平皮帶形成的電機驅動輸送裝置23，顎19、119的平面22、122的尖端能夠無障礙地插入穿過它。
以適當?shù)臏囟葘峥諝廨斔徒o離開芯棒的纏繞薄膜的棒24、124緊接地位于芯棒1的下游。在前面專利中已經描述的這些部件與熔接裝置18以及對薄膜或包裝材料進行熱處理的其它部件一起也由處理器13控制。
該改進的包裝機器的操作如前面所述那樣與在前面專利中所述的不同之處在于以下方面。在一開始靠近形成芯棒1并且一旦所述芯棒產生出薄膜的管狀包裝的端部就閉合的顎19開始從中運動離開期間，以及在推進器4將必須包裝的產品P插入離開所述芯棒1的所述薄膜的管狀包裝期間，電機17也工作并且以比夾具的橫向運動速度適當小的線性速度輸送薄膜，并且這個速度差確定了薄膜的縱向拉伸百分比，這使得管狀包裝材料橫向拉伸和收縮以通過所采用的薄膜的特定彈性/塑性作用性能而緊密地附著在產品P上。處理器13根據(jù)所包裝的產品P的尺寸尤其是其長度來調節(jié)所述循環(huán)，所述長度是通過上述裝置30和2檢測出的。在圖2中的視圖中，A表示前面拉伸顎的橫向運動，B表示薄膜供給單元15、115、17的旋轉運動，C表示后面顎的密封運動。這些運動在零位置中是不活動的，并且在由在坐標系中的1表示的頂部位置中相反是活動的。在圖2中的狀態(tài)中，后面顎的橫向運動A在薄膜供給單元15、115啟動的同時開始，并且在兩個運動之間的速度差確定了薄膜的拉伸百分比，該百分比通常超過100％。在該階段期間，電機17用作制動器或者最好施加變化摩擦，從而控制薄膜的拉伸，但是不會使薄膜停止在形成芯棒1上，這樣的優(yōu)點在于有助于熔接單元18的操作，該熔接單元現(xiàn)在能夠基本上連續(xù)地操作，并且另一個優(yōu)點在于防止了薄膜在芯棒上停止，因此防止了在首次分開時的摩擦以及在薄膜中所導致的局部張力以及在包裝材料中的不美觀，這些在現(xiàn)有技術的情況下會出現(xiàn)。在圖2中的實施例中，顎的橫向運動A與輥子15、115的旋轉運動B同時協(xié)調地停止，但是在形成包裝Z的最后與顎119的密封運動C在適當階段中重新啟動。實際上，在循環(huán)的最后，在下游熔接顎正在閉合期間，薄膜的縱向拉伸必須較小以允許薄膜在形成芯棒1上運動，因為該顎的閉合將引起薄膜拉伸。在該階段期間，輥子15、115和電機17以受控的方式繼續(xù)向形成芯棒供給少量薄膜，以降低在所述形成包裝的后面閉合和熔接期間由后面顎119引起的縱向拉伸。在該最后階段期間，輸送的材料量與產品P的高度直接成正比，并且這通過處理器13得出，該處理器使用上述裝置30和2確定要包裝產品的尺寸。
使用具有受控速度和相位的電機17能夠很容易控制薄膜供給輥15、115的位置和速度，從而通過位置調節(jié)控制回路的鄂的運動和在所述輥子15、115和通過速度調節(jié)回路控制所述顎的運動之間的線性供給速度差確保薄膜的前進相對于顎運動同時協(xié)調，從而總之確保了對薄膜拉伸的良好控制。
例如在圖3中的視圖中的實施例與在圖2中的前述情況的不同之處在于，薄膜供給輥15、115的運動B在上游顎的橫向運動A之后開始，并且在所述運動A之前停止，從而薄膜包裝材料被以更大的量拉伸并且附著在產品P上。顯然，在下一個包裝循環(huán)開始時，在薄膜必須為了下一個包裝而展開時，薄膜將處于更大的張力下。在圖2和3中的兩個情況下，可以延遲使輥15、115致動的運動B停止，例如在圖4中的視圖中所示的，或者可以使其的啟動相對于顎的運動A和/或C提前，如在圖5中的視圖中所示的。尤其如果與下游顎的閉合運動C同時進行的輥子15、115的運動B的第二部分特別長，例如圖5所示的，這會使得薄膜在展開循環(huán)開始時特別松弛。
通過采用對供給輥15、115的速度的控制可實現(xiàn)如在圖6中的視圖中所示的類似效果，因為該速度能夠這樣朝著展開循環(huán)的最后逐漸增大，從而用于產品的纏繞薄膜管在開始時受到良好拉伸，然后逐漸變慢或者更加松弛，這樣有利于減小在高速包裝速度下出現(xiàn)薄膜斷裂危險，尤其在由上游顎拉伸的初始階段期間有好處。
權利要求
1.一種用于由可拉伸熱塑性薄膜包裝產品的機器，其特征在于，它包括裝置(1)，用于使從卷筒展開的包裝薄膜形成管，以及裝置(18)，用于將所述薄膜的重疊邊緣縱向熔接以便形成連續(xù)管狀包裝材料，裝置(15，115，17)，用來以受控制的方式將從所述卷筒展開的所述薄膜供給所述管形成裝置(1)，位于所述薄膜管形成裝置(1)下游的顎裝置(19，119)，它們交替地橫向夾著離開所述管形成裝置的所述管狀包裝材料的頭端和尾端，并且在適當?shù)碾A段將所要包裝的產品插入到所述管狀包裝材料中，這些顎裝置設計成支撐所述包裝材料并且使之縱向前進，并且在所述管狀包裝材料中形成兩個橫向平行的密封熔接縫，并且在所述兩個熔接縫之間形成橫向切口，并且所述顎裝置保持著位于由所述切口分開的所述兩個熔接區(qū)域的上游和下游的包裝材料，裝置，用于將產品(P)循環(huán)地插入穿過所述管形成裝置，并且在產品從中出來時伴隨著它，而且將它插入到由所述顎裝置(19，119)中的一個在前面保持的形成的所述管狀包裝材料中，裝置，用來確保在通過所述管形成和縱向熔接裝置(1)形成的階段中的包裝材料以這樣一種方式進行縱向拉伸，即，使得所述包裝材料沿著橫向方向緊密地附著在產品上，通過在支撐著所述管狀包裝材料以及在使之前進的所述顎(19，119)和將所述薄膜送給所述管形成裝置(1)的所述裝置(15，115，17)之間產生特定速度差的裝置來確保這種情況，所述管形成裝置在隨后階段也保持適當運行，在該階段期間所述管狀包裝材料在后面由適當?shù)乃龊竺芊忸€(119，19)夾持，使得所述包裝薄膜以幾乎連續(xù)的運動在所述管形成裝置上運動，以防止包裝的局部不美觀，并且有助于所述縱向熔接裝置(18)的操作，然后該裝置能夠基本上連續(xù)操作，裝置(23)，用來收集并且移走循環(huán)形成的包裝件(Z)。
2.如權利要求1所述的機器，其特征在于，通過特別專用于那個功能并且能夠恒定地提供必要適當?shù)谋∧だ炝康难b置將所述薄膜(5)從所述卷筒(105)展開到用于將該薄膜控制輸送給所述管形成裝置(1)的隨后裝置(15，115，17)，設置用于使所述卷筒(105)和隨后的擺臂裝置(8，108，10)轉動以便緩存所述循環(huán)展開薄膜的電機驅動裝置(6，7)，以及檢測所述擺臂的角度位置以及由此的緩存薄膜量以產生出用來控制將薄膜從所述卷筒展開的所述裝置(6，7)的信號的裝置(12)。
3.如權利要求1所述的機器，其特征在于，用于控制薄膜向所述管形成裝置(1)供給的所述裝置包括至少一個相對于所述薄膜具有高摩擦系數(shù)的輥子(15)，例如橡膠涂覆輥，所述薄膜保持在所述輥子上并且通過至少一個平行的相對輥(115)以擴展的接觸表面積輸送，這個相對輥空轉并且必要時可以拆掉，所述橡膠涂覆輥(15)與受控旋轉裝置連接，該旋轉裝置包括在電子的速度和相位控制下的電機(17)，例如由機器的主處理器(13)控制的步進電機，主處理器(13)相對于所述顎(19，119)的橫向和閉合運動在適當?shù)碾A段操作所述電機(17)，這些顎本身也受到所述處理器的控制。
4.如權利要求3所述的機器，其特征在于，所述處理器(13)通過適當專用裝置(30，2)檢測所包裝產品的尺寸，并且根據(jù)這些尺寸適當?shù)刈詣诱{節(jié)所述薄膜供給裝置(15，115，17)的功能以及所述顎(19，119)的拉伸、支撐、熔接和橫向切割所述包裝材料的操作。
5.一種用可拉伸熱塑性薄膜包裝產品的方法，其特征在于，包括以下階段通過沿著其縱向邊緣熔接來形成從相應的供給卷筒展開的可拉伸熱塑性薄膜管，從而形成連續(xù)管，該管幾乎水平設置并且其橫截面尺寸足以將所包裝產品插入在其中，通過至少一個橫向熔接縫將離開所述管形成和縱向熔接階段的所述薄膜管的頭端封閉，并且以使也由所述管形成裝置支撐的所述管保持在基本上水平位置的方式支撐所述封閉頭部，將通常放置在盤中的產品(P)插入在管狀包裝材料的長度內，該管狀包裝材料在前面以靠近所述管狀包裝材料前端的方式密封和支撐，在所述管狀包裝材料由所述管形成和縱向熔接裝置形成的同時，隨著所述管狀包裝材料離開這些裝置，并且同時被包裝的所述產品被如此地插入所述包裝材料中，縱向拉伸所述管形包裝材料，由此通過拉伸效果以及由于所使用的所述薄膜的特性，所述管狀包裝材料在所述產品上橫向收縮并且緊密地包繞在所述產品上，通過至少一個橫向熔接縫將位于包裝在其中的產品下游的縱向拉伸管狀包裝材料后端封閉，從而在用至少一個其它橫向熔接縫形成的包裝件之后密封所述管狀包裝材料的端部，在位于所述兩個橫向熔接縫之間的區(qū)域中橫向切割所述管狀包裝材料，同時保持著下一個所述管狀包裝材料的頭端，并且也保持著形成的包裝件的尾端，同時這種包裝件受到水平支撐，并且在適當?shù)臅r刻所述包裝件的頭端以這樣一種方式松開，即，形成它的所述薄膜能夠縱向作用以沿著這個方向緊密地附著在所述包裝產品上，從夾具松開所形成的所述包裝件的后端，并且從包裝區(qū)域將所述包裝件取出。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在通過在所形成包裝件的頭端上操作的所述顎裝置(119，19)形成所述管狀包裝材料并且使之縱向拉伸階段期間以及在在完成階段過程中在所述包裝件的尾端上由所述顎裝置(19，119)進行的密封階段期間，由所述專門裝置(6，7，8，108，10)從所述卷筒(105)展開的所述薄膜確定地且受控地從所述適當裝置(15，115，17)供給隨后的所述管形成和縱向熔接裝置(1，18)，通過在所述供給裝置(15，115，17)和分別在所述裝置(1，18)的上游和下游操作的連續(xù)顎裝置(19，119)之間的適當速度差來確保所述薄膜的拉伸。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，將薄膜供給隨后的所述管形成和縱向熔接裝置的所述裝置(15，115，17)的啟動與所包裝產品的尺寸自動相關聯(lián)。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述管狀薄膜包裝材料在所述管形成芯棒(1)上通過時對所述管狀薄膜包裝材料進行縱向熔接的操作是連續(xù)的，因為所述包裝薄膜在每個產品包裝循環(huán)和從一個循環(huán)到下一個循環(huán)的過渡期間都在所述芯棒上連續(xù)地運轉，只要在所述芯棒上游確保在所包裝產品的循環(huán)供給中的連續(xù)性。
9.如權利要求5所述的方法，其特征在于，支撐著所形成的所述包裝件的頭端的所述顎(19)的橫向運動(A)可以與所述裝置(15，115，17)供給所述薄膜的運動(B)同時開始，并且在這兩個運動之間的速度差控制著所述薄膜的拉伸百分比，并且所述第一運動(A)可以相對于所述第二運動(B)同時協(xié)調地停止，該第二運動隨著作用在所形成的所述包裝件的尾端上的所述顎(119)的閉合運動(C)在適當?shù)碾A段重新啟動。
10.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述薄膜供給裝置(15，115，17)的運動(B)在所述上游顎的橫向運動(A)之后開始，并且在該橫向運動(A)之前結束，從而所述薄膜包裝材料被以更大程度地拉伸并且附著在產品(P)上，而且在將所述薄膜展開以用于下一個包裝時，該薄膜在下一個包裝循環(huán)開始時受到更大的張力。
11.如權利要求9所述的方法，其中特征在于，所述薄膜供給裝置(15，115，17)的運動(B)能夠相對于在完成階段作用在所述包裝件的尾端上的所述顎的閉合運動(C)的停止延遲地停止和/或能夠在所述顎(19，119)的水平和/或豎直運動(A和/或C)之前開始。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述薄膜供給裝置(15，115，17)的運動(B)能夠相對于在完成階段作用在所述包裝件的尾端上的所述顎的閉合運動(C)的停止延遲地停止和/或能夠在所述顎(19，119)的水平和/或豎直運動(A和/或C)之前開始。
13.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述薄膜供給裝置(15，115，17)的運動(B)的速度能夠以這樣的方式朝著所述包裝循環(huán)的最后逐漸增加，使得包著產品的所述薄膜管在開始時被強力地拉伸，然后逐漸變慢或者更加松弛，從而有利于降低在高包裝速度下尤其在通過作用在所述包裝材料的頭端上的所述顎進行拉伸的開始階段期間出現(xiàn)薄膜斷裂的危險。
全文摘要
提供了這樣一種裝置，用于確保在通過管形成和縱向熔接裝置(1，18)進行成形的階段期間，包裝材料受到縱向拉伸，這使之沿著與產品垂直的方向緊密地附著，并且通過在支撐著管狀包裝材料并且使之前進的顎(19，119)和將薄膜供給管形成裝置(1)的裝置(15，115，17)之間產生出特定速度差的裝置來確保這種狀態(tài)，所述管形成裝置在隨后的階段期間也適當?shù)乇３只顒?，在該階段中，管狀包裝材料在后面由適當?shù)暮箝]合顎(119，19)抓緊，從而所述包裝薄膜以幾乎連續(xù)的運動在所述管形成裝置上運行，以防止在所述包裝件中出現(xiàn)局部外觀缺陷，并且有助于縱向熔接裝置(18)的操作，然后該熔接裝置能夠基本上連續(xù)地操作。
文檔編號B65B9/20GK1960914SQ200580017985
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權日2004年6月1日
發(fā)明者雷納托·里蒙迪 申請人:A.W.A.X.設計研究有限責任公司