專利名稱：具有改進(jìn)拉緊、密封和饋送裝置的包裝機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包裝機(jī)。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于塑料包裝材料的包裝機(jī)
的改進(jìn)拉緊、密封和饋送裝置。
背景技術(shù)：
包裝機(jī)在本領(lǐng)域中是公知的。有兩種主要類型的包裝機(jī)，手動和自動，桌面式或直 立式包裝機(jī)。包裝機(jī)典型地設(shè)計(jì)用于塑料或金屬(鋼)包裝。這些包裝機(jī)將包裝定位、拉 緊、和圍繞負(fù)載密封以捆住或綁住負(fù)載。 典型的包裝機(jī)包括用于整個機(jī)器的框形支撐、用于例如支撐負(fù)載的工作區(qū)域、在 拉緊包裝之前圍繞負(fù)載饋送包裝并縮回包裝的饋送頭、包裝通過其被圍繞負(fù)載饋送的斜 槽、用于將包裝綁到自身的包裝頭、以及用于將包裝材料分配到包裝頭的一個或多個分配 器。 在塑料包裝機(jī)中，包裝頭具有多個功能。首先，當(dāng)包裝的自由端返回包裝頭時，包 裝頭夾住或抓住包裝的自由端，在縮回之后并在包裝拉緊過程中，包裝頭夾住或抓住的包 裝的尾端。當(dāng)包裝頭切斷來自饋送或分配器側(cè)的密封的包裝并將包裝的重疊路線密封到一 起時，包裝頭在包裝回路的相對側(cè)或內(nèi)側(cè)再次抓住包裝。 饋送頭典型地包括一或多對旋轉(zhuǎn)輪，用于將包裝饋送到包裝頭、圍繞包裝斜槽并 返回包裝頭。饋送頭還包括縮回裝置，用于縮回松弛的包裝并且將包裝從包裝斜槽"牽引" 到負(fù)載或要被包裝的包裝體上。饋送頭還包括拉緊裝置，推動包裝的拉緊以在形成包裝回 路的密封之前綁住負(fù)載。已知的包裝機(jī)饋送頭包括兩對旋轉(zhuǎn)輪，用于執(zhí)行饋送、縮回和拉緊 功能。其它的包括單對輪，用于執(zhí)行這些功能。典型地，在每個包裝機(jī)中，每對輪中的一個 是從動輪，另一個是惰輪(用于提供從動輪在其上旋轉(zhuǎn)的表面)。另外的裝置使用巻揚(yáng)機(jī)或 巻線機(jī)，包裝纏繞到巻揚(yáng)機(jī)或巻線機(jī)上以牽引包裝的拉緊力。巻線機(jī)位于包裝頭中、饋送頭 中，或位于兩者之間。 盡管這些裝置在拉緊包裝方面工作很好，它們通過從一端牽引包裝以在圍繞負(fù)載 封裝時沿著包裝的整個長度拉緊包裝。這典型地導(dǎo)致在包裝中產(chǎn)生不均等的拉緊力。在從 拉緊設(shè)備到負(fù)載的第一角的(直)段，該拉緊力最大。在從第一角至下一角的包裝的直段， 拉緊力次大。依次地，在圍繞負(fù)載的包裝的每一段中拉緊力減小，直到到達(dá)包裝的前導(dǎo)端。
為了解決包裝中的不均等拉緊，一個裝置使用包裝頭(具有拉緊設(shè)備)，該包裝頭 允許在包裝饋送(具有彈力恢復(fù))方向"浮動"或者在浮動方向被機(jī)械地推動(例如由汽 缸)以嘗試使得圍繞負(fù)載的包裝中的拉緊力均等。 這些均等裝置都不是彎曲有效的，因?yàn)閮H在一個方向向包裝施加外力。此外，這些 裝置都要求額外的部件和/或組件來將密封頭從浮動位置浮動和返回浮動位置。
相應(yīng)地，需要一種包裝拉緊均等組件，該組件使得包裝在包裝頭的兩側(cè)并且在來 自包裝頭的兩個方向的拉緊力均等。期望地，這樣的設(shè)備在包裝上的兩個方向施加近似相 等的力。更期望地，這樣的設(shè)備在兩個方向施加力，而不需要汽缸或彈簧來均衡設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
在用于定位、拉緊和圍繞負(fù)載將包裝材料密封至自身的包裝機(jī)類型中使用浮動包
裝頭。該包裝機(jī)具有框架和包裝斜槽。浮動包裝頭包括拉緊模塊和分離的密封模塊。 驅(qū)動組件可操作地連接至拉緊模塊和密封模塊并配置用于將拉緊模塊和密封模
塊移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離，并同時允許拉緊模塊和密封模塊作為一個單元一起浮動。 包裝頭包括引導(dǎo)件，拉緊模塊和密封模塊沿著所述引導(dǎo)件一起橫向移動(浮動) 并移動成彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。通過致動驅(qū)動以將拉緊模塊和密封模塊移動為彼此遠(yuǎn)離， 包裝材料的一端由密封頭抓住并且包裝材料的相對部分由拉緊模塊抓住的情況下，在包裝 材料中產(chǎn)生拉緊力。拉緊模塊和密封模塊作為一體沿著所述引導(dǎo)件浮動或移動以使在包裝 頭的任一側(cè)上的包裝材料中的拉緊力均等。 在該包裝頭中，所述引導(dǎo)件包括軌道、與拉緊模塊相關(guān)聯(lián)的車架、以及與密封模塊 相關(guān)聯(lián)的車架。車架沿著軌道運(yùn)動。 驅(qū)動組件包括可操作地連接到驅(qū)動齒輪和齒條齒輪的馬達(dá)。驅(qū)動齒輪和齒條齒輪 彼此嚙合以將拉緊和密封頭移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。 在該包裝頭中，拉緊模塊和密封模塊彼此遠(yuǎn)離的移動致動拉緊模塊上的拉緊抓 器。拉緊模塊和密封模塊的彼此接合釋放拉緊抓器。 該包裝頭可以包括包裝弓|導(dǎo)件，用于將包裝材料饋送到拉緊模塊。 包裝機(jī)包括浮動包裝頭。這樣的包裝機(jī)能夠被配置具有在饋送頭和包裝頭之間延
伸的所述包裝引導(dǎo)件，從而將饋送頭安裝到包裝供給上并且饋送頭和包裝供給位于浮動包
裝頭的遠(yuǎn)端。 結(jié)合所附的權(quán)利要求，從下述具體實(shí)施方式
中將顯而易見本發(fā)明的這些和其他特 征和優(yōu)勢。


在閱讀下述具體實(shí)施方式
以及附圖之后，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將更加容易理 解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢。
圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的原理的具有包括浮動包裝頭的改進(jìn)拉緊和饋送裝置的包裝
機(jī)的前視圖，其中，在靜止位置或饋送模式示出包裝機(jī)； 圖2是拉緊模式中示出的包裝機(jī)的前視圖； 圖3是在拉緊處(完全拉緊)示出的包裝機(jī)的前視圖； 圖4是在圖1的饋送模式中的包裝頭的放大前視圖； 圖5是在圖2的拉緊模式中的包裝頭的放大前視圖； 圖6是在圖3的拉緊處(完全拉緊)的包裝頭的放大前視圖； 圖7是在圖1和圖4的饋送模式中的包裝頭的后視圖；以及 圖8是在圖3和圖6的拉緊(完全拉緊)處的包裝頭的后視圖。
具體實(shí)施例方式
盡管本發(fā)明適用于各種形式的實(shí)施例，在附圖中示出并且在下文中描述當(dāng)前優(yōu)選
5實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本描述應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本發(fā)明的示例，并且不將本發(fā)明限制為描述的特定實(shí) 施例。 還應(yīng)當(dāng)理解本說明書的這部分的標(biāo)題，S卩"具體實(shí)施方式
"設(shè)計(jì)美國專利局的要 求，并且不表示而且也不應(yīng)當(dāng)被推斷為限制這里揭示的主題。 參考附圖，尤其是圖l，示出了體現(xiàn)本發(fā)明原理的具有改進(jìn)的拉緊和饋送組件12 的包裝機(jī)10。包裝機(jī)10總體上包括框架14、包裝斜槽16、包裝頭18、饋送或驅(qū)動頭20、以 及包裝分配器22。如圖所示，分配器22以及饋送頭20能夠被分離地遠(yuǎn)程放置(通?？拷? 以根據(jù)需要便利分配器22(例如重負(fù)載包裝巻軸R)以及饋送頭20的維護(hù)。有利地，這能 夠允許將饋送頭20放置在大約接地或地平面高度。要被包裝的包裝體P被定位在斜槽區(qū) 域24內(nèi)。包裝體P可以是適合在斜槽16和斜槽區(qū)域24內(nèi)的任何尺寸。
包裝頭18具有多個功能，包括將包裝S引導(dǎo)進(jìn)入和引導(dǎo)出包裝斜槽16，在各種時 間和位置抓住包裝S以拉緊包裝S，在包裝S中形成密封(例如通過焊接)并且將回路(并 且要被密封)包裝S從包裝源或分配器22切斷。包裝頭18也用于通過使用拉緊組件或設(shè) 備提供在包裝S中的拉緊。 該包裝頭18通過使用分離的密封模塊和拉緊模塊26、28提供這樣的拉緊功能。在 這樣的裝置中，密封模塊26用于提供端爪、回路爪、包裝密封或焊接、以及包裝切割(用于 將回路從包裝源切斷)。拉緊模塊28用于提供拉緊爪并且在形成包裝密封之前在包裝上 "牽引"或施加拉緊力。 相應(yīng)地，密封模塊26包括端爪30、回路爪32、例如振動焊盤的密封元件34、以及切 割器36。拉緊模塊28包括拉緊爪38，例如示出的當(dāng)在形成包裝密封之前在包裝S中產(chǎn)生 拉力時用于綁住包裝S的自激勵抓器。 與使用包括包裝和拉緊功能的單個包裝頭的包裝機(jī)不同，該包裝頭18使用彼此 分離但是通過驅(qū)動組件40可操作地彼此連接的密封模塊和拉緊模塊26、28。該驅(qū)動組件 40是齒條(線性)齒輪驅(qū)動裝置。馬達(dá)42和驅(qū)動齒輪44安裝到拉緊模塊28。驅(qū)動齒輪 44與安裝到密封模塊26的齒條齒輪46嚙合。該配置允許馬達(dá)42驅(qū)動驅(qū)動齒輪44，驅(qū)動 齒輪44接下來將拉緊模塊28和密封模塊26驅(qū)動地彼此遠(yuǎn)離和朝向彼此。
為了實(shí)現(xiàn)模塊26、28彼此朝向和遠(yuǎn)離的平滑線性移動，并且允許模塊26、28作為 一個單元一起移動(線性)或浮動，模塊26、28被安裝到線性引導(dǎo)件48。該線性引導(dǎo)件48 包括軌道50以及與每個密封模塊26和拉緊模塊28相關(guān)聯(lián)的滾筒車架52、54。車架52、54 包括允許車架52、54沿著軌道50的低摩擦移動(滑動)的滾筒56。以此方式，當(dāng)使拉緊馬 達(dá)42致動時，齒輪44、46嚙合以使驅(qū)動齒輪44沿著齒條齒輪46前進(jìn)，齒條齒輪46接下來 將模塊26、28沿著軌道50移動為彼此遠(yuǎn)離。車架52、54(并且因此密封模塊26和拉緊模 塊28)能夠移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。并且，因?yàn)閮蓚€車架52、54安裝在滾筒56上的軌 道50上，車架52、54(并且因此密封模塊26和拉緊模塊28)在拉緊周期中沿著軌道50作 為一個單元移動或浮動。 在包裝周期的開始(圖l和圖4)，拉緊模塊28和密封模塊26處于靜止位置，彼此 相鄰。拉緊抓器釋放凸輪58與密封模塊26的表面60接合以將拉緊抓器38保持在打開狀 態(tài)。 將負(fù)載P置于包裝機(jī)IO中，致動饋送頭馬達(dá)62。從分配器22牽引包裝S并且通過包裝引導(dǎo)64件將包裝S饋送進(jìn)入和通過拉緊模塊28 (拉緊抓器38打開)、密封模塊(端 抓器30和回路抓器32打開)并進(jìn)入和圍繞包裝斜槽16。 當(dāng)感知到包裝材料S的前導(dǎo)端L返回包裝頭18時，端抓器30閉合和抓住或夾住 包裝材料S的前導(dǎo)端L。饋送頭馬達(dá)62倒轉(zhuǎn)，(松弛的)包裝S被縮回并且然后被從包裝 斜槽16牽引到負(fù)載P。 —旦完成縮回，拉緊模塊驅(qū)動馬達(dá)42致動以將拉緊模塊28和密封模塊26移動為 彼此遠(yuǎn)離。這釋放了拉緊抓器釋放凸輪58，從而拉緊抓器38接觸和綁住模塊28中的包裝 S。當(dāng)馬達(dá)42繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，密封模塊26和拉緊模塊28被驅(qū)動為彼此遠(yuǎn)離并且包裝S被拉緊。 如同將理解的，通過驅(qū)動組件40(從動和齒條齒輪44、46以及馬達(dá)42)將模塊可操作地彼 此連接，但是模塊26、28作為一個單元浮動，如同由車架52、54(軌道50上)安裝到包裝機(jī) 10。如此，當(dāng)產(chǎn)生拉緊力時，當(dāng)嚙合的驅(qū)動和齒條齒輪44、46保持包裝S中的拉緊力時，模 塊26、28將浮動(例如沿著軌道50移動)到一起，以均等在密封模塊26/拉緊模塊28 (包 裝頭18)的兩側(cè)(如圖6中S工和S2所示)的包裝S中的拉緊力。 當(dāng)已經(jīng)達(dá)到期望的拉緊力時，回路抓器32被接合以夾住閉合的包裝材料S的"回 路"；即包裝材料S的重疊路線被牢固地保持。 一旦接合回路抓器32，當(dāng)通過例如振動焊接 元件34將材料的重疊路線彼此焊接時，放松齒條(允許驅(qū)動齒輪44自由地旋轉(zhuǎn))并且切 斷包裝材料S的尾端T(朝向拉緊模塊28的端)以切斷來自材料源的回路。然后打開密封 模塊26以允許包裝S退出頭18，并且將包裝的負(fù)載P移出斜槽區(qū)域24。
然后相反地操作拉緊驅(qū)動馬達(dá)42以將模塊26、28拉到一起，這打開拉緊抓器 38 (通過抓器釋放凸輪58與密封模塊60的接觸)?，F(xiàn)在在靜止位置的模塊26、28準(zhǔn)備好 開始下一個包裝周期。 為了控制包裝S中的拉緊力，使用具有轉(zhuǎn)矩反饋的無刷DC馬達(dá)作為驅(qū)動組件馬達(dá) 42以確定施加的拉緊力。有利地，在這種類型的馬達(dá)中，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩與電(功率)變化無關(guān)并 且與包裝中的拉緊力成正比。轉(zhuǎn)矩反饋允許包裝更準(zhǔn)確和持續(xù)的拉緊。即，與線性拉緊驅(qū) 動組件40相組合，向包裝施加可靠的、持續(xù)的和線性的力，減小包裝變形和提供對施加到 包裝的拉緊力的更好的控制及增加的準(zhǔn)確性。 這里引用的所有專利通過引用包括于此，不論是否在該揭示中特別指出。 在本揭示中，詞語"一"或"一個"應(yīng)當(dāng)理解為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。反過來，任何對復(fù)
數(shù)條目的引用都應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)匕▎螖?shù)。 從上文中將觀察到在不偏離本發(fā)明的真實(shí)思想和新概念的范圍的前提下能夠進(jìn) 行各種變型和變化。應(yīng)當(dāng)理解不應(yīng)該得出或推斷得到關(guān)于所述的特定實(shí)施例的限定。本揭 示意欲通過所附權(quán)利要求覆蓋所有落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的變型。
權(quán)利要求
一種浮動包裝頭，用于包裝機(jī)，該包裝機(jī)用于定位、拉緊包裝材料以及圍繞負(fù)載將包裝材料密封至自身，所述包裝機(jī)具有框架和包裝斜槽，所述浮動包裝頭包括拉緊模塊；密封模塊；驅(qū)動組件，可操作地連接至所述拉緊模塊和所述密封模塊并配置用于將所述拉緊模塊和所述密封模塊移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離；以及引導(dǎo)件，所述拉緊模塊和所述密封模塊沿著所述引導(dǎo)件一起橫向移動并移動成彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離，其中，當(dāng)包裝材料的一端由密封頭抓住并且包裝材料的相對部分由所述拉緊模塊抓住的情況下在包裝材料中產(chǎn)生拉緊力，并且驅(qū)動被致動以將所述拉緊模塊和所述密封模塊移動為彼此遠(yuǎn)離時，所述拉緊模塊和所述密封模塊作為一體沿著所述引導(dǎo)件移動，以使在包裝頭的任一側(cè)上的包裝材料中的拉緊力均等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動包裝頭，其中，所述引導(dǎo)件包括軌道、與所述拉緊模塊相 關(guān)聯(lián)的車架以及與所述密封模塊相關(guān)聯(lián)的車架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動包裝頭，其中，所述驅(qū)動組件包括可操作地連接到驅(qū)動 齒輪和齒條齒輪的馬達(dá)，所述驅(qū)動齒輪和所述齒條齒輪彼此嚙合以將拉緊和密封頭移動為 彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動包裝頭，其中，所述拉緊模塊和所述密封模塊彼此遠(yuǎn)離 的移動致動所述拉緊模塊上的拉緊抓器，并且所述拉緊模塊和所述密封模塊的彼此接合釋 放所述拉緊抓器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動包裝頭，包括包裝引導(dǎo)件，用于將包裝材料饋送到所述 拉緊模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動包裝頭，其中，所述驅(qū)動組件包括馬達(dá)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的浮動包裝頭，其中，所述馬達(dá)是無刷DC馬達(dá)。
8. —種用于定位、拉緊包裝材料以及圍繞負(fù)載將包裝材料密封至自身的包裝機(jī)，包括框架； 包裝斜槽； 饋送頭； 包裝供給；以及浮動包裝頭，該浮動包裝頭包括 拉緊模塊； 密封模塊；驅(qū)動組件，可操作地連接至所述拉緊模塊和所述密封模塊并配置用于將所述拉緊模塊 和所述密封模塊移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離；以及引導(dǎo)件，所述拉緊模塊和所述密封模塊沿著所述弓I導(dǎo)件一起橫向移動并移動成彼此朝 向和彼此遠(yuǎn)離，其中，當(dāng)包裝材料的一端由密封頭抓住并且包裝材料的相對部分由所述拉緊模塊抓住 的情況下在包裝材料中產(chǎn)生拉緊力，并且驅(qū)動被致動以將所述拉緊模塊和所述密封模塊移動為彼此遠(yuǎn)離時，所述拉緊模塊和所述密封模塊作為一體沿著所述引導(dǎo)件移動，以使在包 裝頭的任一側(cè)上的包裝材料中的拉緊力均等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝機(jī)，包括在饋送頭和包裝頭之間延伸的包裝引導(dǎo)件，其 中饋送頭被安裝到包裝供給上，并且饋送頭和包裝供給位于浮動包裝頭的遠(yuǎn)端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的包裝機(jī)，其中，所述引導(dǎo)件安裝在所述框架上，并且包括軌 道、與所述拉緊模塊相關(guān)聯(lián)的車架以及與所述密封模塊相關(guān)聯(lián)的車架，所述車架位于軌道 上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝機(jī)，其中，所述驅(qū)動組件包括可操作地連接到驅(qū)動齒輪 和齒條齒輪的馬達(dá)，所述驅(qū)動齒輪和齒條齒輪彼此嚙合以將拉緊和密封頭移動為彼此朝向 和彼此遠(yuǎn)離。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝機(jī)，其中，所述拉緊模塊和所述密封模塊彼此遠(yuǎn)離的移 動致動所述拉緊模塊上的拉緊抓器，并且所述拉緊模塊和所述密封模塊的彼此接合釋放所 述拉緊抓器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝機(jī)，其中，所述驅(qū)動組件包括馬達(dá)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的包裝機(jī)，其中，所述馬達(dá)是無刷DC馬達(dá)。
全文摘要
一種浮動包裝頭(18)，用于包裝機(jī)，該包裝機(jī)定位、拉緊包裝材料以及圍繞負(fù)載將包裝材料密封至自身。包裝機(jī)具有框架(14)和包裝斜槽(16)。浮動包裝頭包括拉緊模塊(28)、分離的密封模塊(26)以及可操作地連接至拉緊模塊和密封模塊的驅(qū)動組件(40)。驅(qū)動組件配置用于將拉緊模塊和密封模塊移動為彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。該頭包括引導(dǎo)件(48)，拉緊模塊和密封模塊沿著所述引導(dǎo)件一起橫向移動并移動成彼此朝向和彼此遠(yuǎn)離。當(dāng)包裝材料的一端由密封頭抓住并且包裝材料的相對部分由拉緊模塊抓住的情況下在包裝材料中產(chǎn)生拉緊力時，驅(qū)動被觸發(fā)以將拉緊模塊和密封模塊移動為彼此遠(yuǎn)離。拉緊模塊和密封模塊作為一體沿著引導(dǎo)件移動，以使在包裝頭的任一側(cè)上的包裝材料中的拉緊力均等。
文檔編號B65B13/22GK101778771SQ200880103087
公開日2010年7月14日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者克萊頓·W.·拜爾施泰因, 小萊繆爾·J.·貝爾, 羅納德·居拉克, 蒂莫西·B.·皮爾遜, 詹姆斯·A.·哈伯斯特羅 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司