CN1080230C - 产品外包装机 - Google Patents

Abstract

一种用包装材料片材(33)对产品(2)进行外包装的机器(1)，产品(2)沿路径(P)不断运行，且保持其横向面(12)始终与运行方向(8)垂直，用片材(33)绕产品(2)进行包装，形成一个圆筒形外壳(35)；机器(1)中有一个可移动的夹紧器(43)，保持在夹紧位置上，与产品(2)上平行于运行方向(8)的端面(42)接触，使产品(2)至少在使圆筒形外壳(35)稳定的时间内沿路径(P)运行。

Description

产品外包装机

本发明涉及一种产品外包装机。

本发明在连续外包装机领域中特别有用，如用于烟草产品如烟盒或烟箱的玻璃纸连续包装机，在下面通过举例进行的描述中将进行参照。

虽然在下面的描述中专门参照了热塑塑料片材和热封包装材料的使用，当然也可以使用与之不同材料的片材，其端部也可以胶合或在折叠位置用相当于热封稳定的方式进行稳定。

英国专利第1134500号涉及一种用于烟盒玻璃纸的连续包装机，其中烟盒在给定路径上运行时用热塑塑料片材进行外包装。在路径连续不断的各阶段中，对烟盒分别进行了如下操作：第一包装操作，其中片材绕烟盒折成“U”形；第二包装操作，将片材绕烟盒进一步折成圆筒形外壳；两侧开口；第一稳定操作，通过轴向热封使圆筒形外壳封闭；第三包装操作，圆筒形外壳的两侧开口端折到烟盒上；最后稳定操作，圆筒形外壳折叠的两端通过热封被固定。

在已有的玻璃纸连续包装机中，上述第一稳定操作通常是对包装材料片材重叠的两端进行挤压然后使用热封装置或类似工具对圆筒形外壳进行轴向封闭。因此，在进行操作时，圆筒形外壳的轴向端部在内部没有支承，这样结合处在端部就显示出缺陷，在进行上述第三包装操作时就会产生严重问题。

本发明的目的是提供一种包装机用来克服上述缺点。

本发明提供了一种用包装材料片材对产品进行外包装的机器，其中包括：输送装置，用于沿给定路径上在给定运行方向连续输送产品，并始终保持产品的横向面与上述运行方向垂直；供料装置，其用于在拦截工位穿过路径(P)提供包装材料片材，在拦截工位中片材被产品拦截；第一包装装置，用于吹入片材并将其绕产品折成“U”形；第二包装装置，其可靠近和离开嵌入位置将片材进一步绕产品折成筒形外壳，外壳的两端开敞；第一稳定装置，其可靠近和远离操作位置，以便通过轴向连接将筒形外壳封闭；第三包装装置，将上述两开口折到产品上；第二稳定装置，通过端部连接将上述折叠的端部固定；机器的特征在于，上述输送装置中有一个夹紧器，可随输送装置一起沿上述路径移动，在使用中可靠和离开夹紧位置，此位置夹紧器与产品端面接触，而端面与上述运行方向平行；控制装置，使夹紧器处于夹紧位置至少一个周期的时间，在此时间内上述第一稳定装置正处在操作位置。

借助于上述夹紧器，可以穿过圆筒形外壳的两端开口形成支承表面，这样，即使对于圆筒形外壳中突出于产品之外的部分，也能形成良好的连接。

在英国专利第1134500号所述玻璃纸连续包装机及已有的其它类似机器中，上述第二包装操作，即横向封闭圆筒形外壳，是通过将烟盒和片材从一个输送轮传送到另一个输送轮的方式实现的。

玻璃纸包装机的输出速度大于600-700盒/分钟，将烟盒和片材从一个输送轮传送到另一个输送轮就产生了严重的缺陷，导致不可接受的有缺陷的外包装，特别是使用大约10-15微米的薄片材时。这种缺陷主要是由于上述机器在筒形外壳形成过程中不能使烟盒处于控制中而造成的。

为了克服上述缺陷，在本发明的一个优选实施例中，控制装置可以使夹紧器保持在夹紧位置以使产品沿上述路径运行至少又一个周期的时间，在此时间内上述第二包装装置正处在嵌入位置，且最好是沿从拦截工位向下延伸出去的一段路径。

本发明的一些非限定实施例将参照附图举例进行描述，其中：

图1是本发明涉及的玻璃纸连续包装机的侧面示意图，为清楚起见去掉了某些部分；

图2是图1中机器完成连续操作的透视示意图；

图3是图1中第一部分的大比例侧面示意图；

图4是图3中第一部分的大比例视图；

图5是图3中第二部分的大比例透视图；

图6是图1中第二部分的大比例平面示意图；

图7是图6中VII-VII剖视图；

图8是图3中另一部分的大比例视图；

图9是图8中IX-IX剖视图；

图10是图6中某部分变化后的大比例剖视图；

图11是图8中第一部分变化后的大比例侧面示意图；

图12和图13是图8中第二部分变化后的大比例侧面示意图。

图1中的件号1是烟盒2所用的玻璃纸连续包装机。机器1中包括一个输入传送装置3，由套在2个皮带轮5(其中之一带电机)上的皮带4组成，皮带轮5绕水平且彼此平行的轴6旋转。皮带4上有若干与轴6平行的横向凸块7，并与相邻的凸块7一起构成了一系列输送槽，每个输送槽在皮带4上部传送带9的运行方向8上测得的长度大于烟盒2的宽度，而宽度等于烟盒2的长度。在加载工位11中，皮带4上部传送带9上每个输送槽都分别由回转式传送装置10提供一个烟盒2，烟盒2平放在输送槽上，纵向小侧面12沿方向8朝前，并与方向8垂直。

机器1中还包括第一包装传送装置13，第二包装传送装置14和输出传送装置15，它们顺序排列彼此相联，与输入传送装置3一起形成了输送烟盒2的“S”形路径P。更准确地说，从工位11开始，路径P依次包括，由传送装置3和传送装置13输入部分组成的第一直线段16；由传送装置13的弯曲部分形成的第一弯曲段17；第二直线段18与线段16相对，并与线段16和17一起形成了“U”形路径P1，线段18中包括传送装置13的输出部分和传送装置14的输入部分；第二弯曲段19由传送装置14的弯曲部分形成；第三直线段20由输出传送装置15构成，并与线段16和18相对。

图3、6、8、9中更清楚地显示出，传送装置13中包括两个相互平行且带有内齿的皮带21，分别套在一对带齿的皮带轮上。更准确地说，每个皮带21都固定在相应的驱动输入轮22上-轮22与另一皮带21的轮22成一个整体，并绕与轴6平行的轴23旋转-和对应的轮盘24，如图9中特别表示的，与另一轮盘24通过中间套筒25联成一体并组成圆柱形鼓轮26。鼓轮26以其与皮带21接触的外部圆周一起形成了路径P和P1的弯曲段17，并安装在轴27上，轴27的轴线28与轴23平行并与轮22和5一起固定在固定框架29上。

皮带21中包括一个直的上部30，形成路径P和P1中直线段16的输出部分，并在加载或拦截工位31中穿过一个已知的输送线32延伸出去，输送线32不断地提供包装材料片材33，绕烟盒2折叠首先形成一个“U”形外壳34，接着形成一个筒形外壳35，然后突出在烟盒2两端外边的圆筒形外壳35的相对的轴向末端36也被折叠，形成一个封闭包装外壳37。在工位31中，片材33位于与皮带21的平面垂直的平面中，两皮带21之间分开一定距离，形成一个比片材33宽的通道38。

图6中更清楚地显示出，在皮带21厚度方向开有若干个通孔39，通孔39与轴6平行，并以与凸块7同样的间距分布在皮带21上。每个通孔39中装有一个轴向滑动的棒40，该棒与另一皮带21上对应的棒40同轴，在通道38内的自由端装有一个缓冲垫41，其横向尺寸约等于但不大于烟盒2上平行于方向8延伸的两轴向端面42的尺寸。

每对对应的棒40和各自的缓冲垫41形成了夹紧组件44中的夹紧器43，棒40和缓冲垫41相对于皮带21的轴向位置由控制机构决定，控制机构中包括一个凸轮驱动装置45，是夹紧组件44中的一部分，对于每个皮带21，还包括一个与轴23和轴28垂直的平板46，具有与皮带21相同的形状。每个平板46位于与另一皮带21相对的一侧，各包括一个圆周轨道47，并嵌入了若干滑块48，滑块48与对应棒40上且装有缓冲垫41一端相对的另一端相联，平板46在与方向8垂直的方向上弯曲，从而移动缓冲垫41使之靠近和远离夹紧位置，在夹紧组件，每个夹紧器43上缓冲垫41之间的距离最小，从垂直于面42的方向上测量，此距离约等于但不大于烟盒42的长度。

参照图1、图6和图7，输入传送装置3的输出部分沿着通道38在皮带21之间延伸，并相对于皮带21的上部30向下倾斜(如图7)，而凸块7与上部30的表面垂直。传送装置3向下倾斜，是为了使放置在上部30表面上的烟盒2在传送工位49中与凸块7分离，传送工位49在方向8上位于夹紧工位50的下游，在夹紧工位50中，夹紧器43上的缓冲垫到达夹紧位置。

为防止损伤烟盒2，每个缓冲垫41上都有一个可变形的端部元件51，可直接安装在棒40的自由端，或者如图10变化中所示，与插入棒40和元件51之间的中空体52相联，并带有外部吸气孔53。

图8中特别表示出，夹紧器43在鼓轮26上与热封装置54联在一起，此装置中包括两个与轴28平行的轴55和56，且最好沿圆周57，在轮盘24之间转动，但不是必须的。轴55和56上分别装有径向臂58和59，其位置在轮盘24之间并伸出到皮带21外面。在缓冲垫41绕轴28运行所经圆弧上，臂58上装有面向烟盒2行进方向8的热封器60，臂59上装有与热封器60相对的缓冲垫61。装置54中的轴55和56由驱动装置62(如图9)带动沿相反方向转动。驱动装置62中包括两个方杆63，与对着框架29的轴55和56的端部相联；还包括在轨道65中滚动啮合的随动辊64，轨道65位于安装在框架29上固定位置上的环形凸轮66的表面上。

在图11所示变化中，缓冲垫61上有一个齿67，平行于鼓轮26外圆向热封器60方向伸展，其位置恰好在缓冲垫41绕轴28转动形成的圆弧外部。同样如图11所示变化，齿67位于径向推力垫68径向外的位置，推力垫68位于两轮盘24之间并与径向杆69的一端连成一体。杆69以滑动方式安装在径向导轨70内，导轨70固定在轮盘24上，在其与垫68连接端相反的另一端，横向销71可支持随动辊72的转动，随动辊72以滚动方式与凸轮66上的轨道73相连接。

如图1所示，皮带21中还包括一个下部74，该下部与上部30相对并与传送装置14中皮带76的上部75同轴。皮带76与皮带4相似，也有凸台，套在皮带轮77和一个带电机的热封轮鼓79上，皮带轮77在传送工位78中位于两皮带21之间，轮鼓79绕与皮带轮77旋转轴81和轴6平行的轴80旋转。下部74和上部75形成了路径P和P1的直线段18，轮鼓79的圆周形成了路径P的弯曲段19，并与传送装置15在传送工位82中相切。

传送带75穿过折叠工位83延伸出去，折叠工位由公知的折叠装置84构成，用来折叠外壳35的两个末端36以形成外壳37；轮鼓79上装有成对的已知端部热封器85，用来稳定外壳37上折叠的端面36。

关于传送装置14这里没有更多的描述，它是美国专利5477661号的研究对象，这里所作的全部参照都是出于对其公布的兴趣。

图4中特别表示出，皮带21的上部30穿过折叠工位86延伸出去，折叠工位86的位置紧靠加载工位31，位于其沿方向8的下游位置，由两个与轴6平行的辊子87构成，两辊子87固定在框架29上且一个在另一个的上方。辊子87沿路径P形成一个通道，其宽度约等于但不小于在垂直于上部30和方向8的方向上测得的烟盒2的厚度。工位86中还包括两个板88，形成电容器89的两个极板，位置紧靠辊子87，位于其沿方向8的下游位置。两极分别位于路径P的上部和下部，与辊子87一起构成了烟盒2通过的通道。

图4中还特别表示出，皮带21的上部30穿过再折叠工位90后延伸出去，再折叠工作90位于路径P和P1的直线段16上，在工位86沿方向8的下游位置，由与轴6平行的两辊子91和92构成，两辊子91和92固定在框架29上且一个在另一个的上方，其上分别带有沿外圆周纵向延伸的径向附件93和94，形成贯穿路径P和P1的可移动折叠元件，将片材33折到烟盒2上与面12相对的表面上。

如图5所示，附件93、94由金属制成，并开有圆孔95，通过插入环状绝缘体97在孔中安装金属衬垫96，与对应的附件93、94一起构成了多重电容98的极板。

下面将描述当传送装置10在加载工位11中释放烟盒2并与传送装置3上的凸块7接触后机器1对它进行的操作。

在传送装置3的上部9上沿方向8以恒定的速度前进，烟盒2进入由传送装置13的皮带21形成的通道38中，并逐渐下降直到被夹紧器43夹住，夹紧器43上的缓冲垫41靠在烟盒2的面42上。从工位50向下直到工位49之间的距离是给定的、烟盒2沿方向8在传送装置3和13上以相同的速度同步传送，然后通过夹紧器43只与传送装置13相联，这样它在穿过折叠工位86时速度是恒定的。

在工位86中，输送线提供的片材33被烟盒拦截，并将它送入由两辊87和电容器89的两极板88形成的通道，片材33绕烟盒2折成“U”形外壳34。更准确地说，片材33的中间部分与烟盒2上的面12接触，两边部分与烟盒2的上下表面接触，两端部分99和100突出到烟盒2上与面12相对的横向面101后面。

电容器89极板86之间的片材33的通道在片材33和烟盒2的表面上感应出符号相反的电荷，烟盒外包装是由绝缘材料制作的。这样通过静电吸引，片材折成“U”形后就可以紧紧地粘在烟盒上，安全地输送到折叠工位90中，折叠辊91和92分别对99和100部分进行折叠，99折到面101上，100折到面101上并部分遮在面99上。这样的再折叠操作是在烟盒2沿路径P和P1直线段16行进过程中进行的，这将保证很高的折叠精度，片材33完全绕烟盒2折叠形成筒形外壳35，在此过程中夹紧器43始终不放开烟盒2。

当对部分99和100进行折叠时，它们与烟盒2之间以及它们彼此之间良好的粘附是由辊91和92中附件93和94上电容器98在99和100部分及面101上感应出的电荷来保证的。这样，由电容器89和98感应出的电荷在形成筒形外壳35的过程中都确保了片材33良好地粘附在烟盒2上。如果附件93和94是简单的折叠件，当形成筒形外壳35时片材33在烟盒2上的位置可以用图10中所示类型的缓冲垫41来控制。

当沿路径P和P1的弯曲段17运行时，外壳35通过部分99和100之间的联接达到稳定，这种稳定是通过将烟盒2夹在热封器60和缓冲垫61中间沿纵向热封的方法实现的，在对部分99和100进行热封时缓冲垫61可用来抵消热封器60中产生的压力。

外壳35最好采用图11所示的热封装置是54来达到稳定，这里缓冲垫61和68上的齿67可用来防止由于热封器60和缓冲垫61产生的横向压力造成烟盒2的上下壁向外弯曲。

当对外壳35进行稳定时，位于外壳35末端36内的缓冲垫41在热封器60工作过程中支撑着片材33，这样不仅在由烟盒2所占据的外壳35中部，而且在伸出烟盒2两端外的末端36上也形成了良好的热封。

当外壳35封装后，烟盒2被送到工位83中，在这里两末端36用已知的方式折叠后形成封闭的外壳37，当烟盒2沿路径P的弯曲段运行时由热封器85对其进行稳定。

图12和图13所示改变中，在路径P和P1的弯曲段17上，图1中的折叠工位90和辊子91、92被折叠工位102所代替。在工位102中，外壳34中的内部分99通过已知的折叠装置103折到烟盒2上的面101上；折叠装置103在热封装置54上与轮鼓26安装在一起，可相对于轮鼓26移动；由已知的驱动装置最好是由凸轮66通过另一轨道(未示出)来驱动，靠近或离开一个预期位置，在此位置上，折叠装置103插入路径P1，将部分99压到烟盒2的面101上。另一方面，如图12所示，部分100由折叠装置104折到面101上；折叠装置104中，皮带105套在两个皮带轮106上(其中之一带电机)，其运行速度与皮带21相同。皮带105上装有折叠件107，其中的部分108伸到轮鼓26外部，与皮带21运行方向相同，并通过抽气装置109与皮带21保持平行，当烟盒到达时将折叠件107送到工位102中并处于某一位置，在此位置将外壳34的100部分折到烟盒2的面101上，其中一部分遮在部分99上。

在实际使用中，首先由折叠装置103将部分99折到面101上，然后折叠件107将部分100转90°折到面101上，其中一部分遮住折叠装置103，这时装置103撤回，放开部分99，然后由热封器60对部分99和100的重叠部分进行热封。

Claims (14)

1.一种用包装材料片材(33)对产品(2)进行外包装的机器，机器(1)中包括：传送装置(3，13，14，15)，用于沿给定路径(P)在给定运行方向(8)连续输送产品(2)，并始终保持产品(2)的横向面(12)与上述运行方向(8)垂直；供料装置(32)，用于在拦截工位(31)穿过上述路径(P)提供包装材料片材(33)，在拦截工位(31)中片材(33)被产品(2)拦截；第一包装装置(87，89)，用于嵌入片材(33)并将片材(33)绕产品(2)折成“U”形；第二包装装置(91，92；103，104)，可靠近和离开片材(33)的嵌入位置，并将片材(33)进一步绕产品(2)折成筒形外壳(35)，外壳的两端(36)敞开；第一稳定装置(60，61)，可靠近和离开操作位置，以便通过纵向连接将筒形外壳(35)封闭；第三包装装置(84)，将上述开口端(36)折到产品(2)上；第二稳定装置(85)，通过端部连接将上述折叠的端部(36)固定；机器(1)的特征在于，上述传送装置(3，13，14，15)中有一个夹紧器(43)，可随传送装置(3，13，14，15)一起沿上述路径(P)移动，还可相对于传送装置(3，13，14，15)移动，靠近和离开夹紧位置，在使用中夹紧器(43)在此位置与产品(2)的端面(42)接触，而端面(42)与上述运行方向(8)平行；控制装置(45)，使夹紧器(43)保持在夹紧位置至少一个周期的时间，在此时间内上述第一稳定装置(60，61)正处在操作位置。

2.如权利要求1所述机器，其特征在于，上述控制装置(45)能够使夹紧器(43)保持在夹紧位置以使产品(2)沿上述路径(P)运行至少又一个周期的时间，在此时间内上述第二包装装置(91，92；103，104)正处在嵌入位置。

3.如权利要求2所述机器，其特征在于，上述控制装置(45)能够使夹紧器(43)保持在夹紧位置以使产品(2)沿从拦截工位(31)延伸出去的路径(P)的一段运行。

4.如上述权利要求中的任何一项所述机器，其特征在于，上述夹紧器(43)中带有一对同轴的缓冲垫(41)，所述缓冲垫与上述传送装置(13，14，15)安装在一起并以滑动方式相联接；上述控制装置(45)中包括一个凸轮驱动装置(45)，用来移动缓冲垫(41)沿相反方向靠近或离开上述夹紧位置，而此方向与上述运行方向(8)垂直。

5.如权利要求4中所述机器，其特征在于，上述缓冲垫(41)中包括一个中空体(52)，可插入筒形外壳(35)的开口端(36)内部；中空体(52)上带有外部吸气孔(53)。

6.如权利要求1所述机器，其特征在于，上述片材(33)由绝缘材料制成；上述第一包装装置(87，89)中包括第一发生装置(89)，用来产生电场。

7.如权利要求6所述机器，其特征在于，上述第一包装装置(87，89)沿路径(P)有两个折叠元件(87)，位于路径(P)两侧，其位置紧靠拦截工位(31)在其下游，形成了产品(2)和片材(33)的通道；上述第一发生装置(89)的位置可以使其在通道中产生一个电场。

8.如权利要求1所述机器，其特征在于，上述第二包装装置(91，92；103，104)中包括第一(92；103)和第二(91；104)折叠装置，在使用中可相对于传送装置(3，13，14，15)移动，以嵌入片材(33)的末端部分(99，100)并进行90°折叠，使其一个在另一个的上部，该末端部分(99，100)在与运行方向(8)相反的方向上突出在产品(2)外部。

9.如权利要求8所述机器，其特征在于：片材(33)由绝缘材料制成；上述折叠装置(91，92)中至少一个带有第二发生装置(98)用来产生电场。

10.如权利要求8所述机器，其特征在于，第二包装装置(103，104)所处位置可以使其在上述第一稳定装置(60，61)进入操作位置时与第一稳定装置(60，61)一起保持上述两末端部分(99，100)相重叠。

11.如权利要求1所述机器，其特征在于，第一稳定装置(60，61)中包括一个稳定压力元件(60)和一个反压力元件(61)，两者都可相对于传送装置(3，13，14，15)移动，分别与产品(2)上的第一表面(101)和相对的第二表面(12)相配合，这里的第二表面(12)就是上述产品(2)的横向面(12)。

12.如权利要求11所述机器，其特征在于，上述包装材料片材(33)由热塑材料制成；压力元件(60)是一个热封器。

13.如权利要求11所述机器，其特征在于，有一个横向夹持装置(67，68)与第一稳定装置(60，61)联在一起，当第一稳定装置(60，61)处于操作位置时，用于在与运行方向(8)垂直的方向上压住产品(2)。

14.如权利要求1所述设备，其特征在于，上述包装材料片材(33)由热塑材料制成；上述稳定装置(60，61，85)中包括热封装置(60，85)。

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