用于供给用于自动包装机的具有印刷位置标记的片状材料、尤其但是不排他的印刷塑料膜的卷筒的单元和方法

摘要

一种从卷筒(B1，B2)供给用于自动包装机的具有印刷位置标记的片状材料(F1，F2)、尤其但是不排他的印刷塑料膜的供给单元，包括材料(F1，F2)的相应卷筒(B1，B2)的两个解绕轴(1，2)，所述展开轴用于依次将所述材料朝向装置(7，8)供给，装置(7，8)用于切割和焊接用完卷筒(B1)的材料的尾部和新装载卷筒(B2)的头部。所述装置包括抽吸、切割和焊接装置(7，8)，所述装置能够接近和远离彼此运动，从而将所述材料(F1，F2)压在所述焊接平面上。每个装置由一组互相堆叠的抽吸和切割模块形成，所述模块中的至少两个设有用于切割工具的相应的引导件，该切割工具能够沿相对于材料供给方向的横向滑动，从而能够根据期望的焊接高度选择所述模块并且调节它们的数量。

说明书

技术领域

本发明涉及包装设备的领域，尤其是用于利用印刷塑料膜(聚丙烯、聚乙烯、PVC等)包装产品(例如卫生纸、餐巾或其它类似纸产品)的高速机器和系统的领域。

背景技术

在这类机器和系统中，使用之前已经施加有参考标记的膜，该参考标记用于帮助精确定位印刷图形/铭文，并且在其中膜自身围绕材料卷绕以完成其包装的步骤中被包装设备自动读取。

膜通过设有两个用于展开材料的卷筒的供给单元供给至包装单元，其中一个卷筒可选地在运转，而在另一卷筒上，用等待展开的卷筒用完的新装卷筒替换用完的卷筒。因此，问题在于将用完材料的尾部与新装卷筒的头部结合，使后者作为有效卷筒替换前者。

当前公知用于自动控制该所谓的“卷筒更换”步骤的系统在速度和可靠性方面是不令人满意的，实际上常常由于膜速度变化等产生的将印刷在包装上定中心、焊接缺陷、缺陷包装的问题而导致生产停止，这又导致了产品损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大致上述类型的用于包装设备的供给单元，该供给单元能够利用相对简单的结构方案，执行完全可靠的卷筒更换而不会对材料的供给存在实质性速度限制。

根据本发明，该目的利用用于供给用于包装机的具有印刷位置标记的片状材料、尤其但是不排他的印刷塑料膜的卷筒的单元和方法实现，其特征分别由所附权利要求1和15限定。

附图说明

根据本发明的用于供给用于自动包装机的具有印刷位置标记的片状材料、尤其但是不排他的印刷塑料膜的卷筒的单元和方法的特征和优点，将参考附图从对以非限定性示例给出的本发明实施例的以下描述中变得显而易见，附图中：

图1是根据本发明的供给单元在垂直于卷筒的展开轴的中间平面上剖取的示意图；

图2至8在卷筒更换过程的连续步骤中示出了类似于图1的单元。

图9是通过根据本发明的单元供给的一张片状材料的从上方观看的平面图；

图10和11分别示出了根据本发明的抽吸、切割和焊接装置的类似于图1的示意性侧剖视图、部分示意性剖开的正视图(即，沿着垂直于被供给材料的滑动平面的方向)；

图12表示根据图10和11的装置的下切割装置的从上方观看的单独平面图；

图13和14分别是图10和11的装置的抽吸和切割模块的从上方观看的视图和正视图；

图15和16示出了装置的相应其它模块的正视图；

图17至19示出了根据图13至16的模块的各种相应可能的组合的正视图；并且

图20至22分别是图17至19的模块的组合、以及与所示装置的焊接模块的对应组合的示意性侧视图。

具体实施方式

参照以上附图，尤其是图1，根据本发明的供给单元位于未示出的传统包装单元的上游，包括用于展开相应卷筒B1和B2的两个并排的机动轴1、2。用于检测卷筒直径(因此检测已展开和仍在展开的材料的量)的装置用3和4示意性表示，与卷筒自身相关联，并且具有结构特征和同样公知的功能特征。

从卷筒展开的片状材料或膜分别用F1和F2表示，与布置在轴1和2的上方和旁边的相应的反向辊51、61、62接合，从而将材料自身从上方供给到切割和焊接区域中，切割和焊接区域包括一对总体分别用7和8表示的抽吸、切割和焊接装置。在辊61和62之间设有相应的光电传感器14和15，光电传感器14和15适于检测在材料F1和F2上印刷的参考标记T(图9)的通过，参考标记T实际上作为相同材料的印刷区域S的位置参考。

两个装置7和8相对于材料的竖直耦合平面Z对称设置，它们可水平运动而接近或远离彼此运动，下文将进一步详细讨论。材料F1和/或F2在两个装置7和8之间竖直下降，并向下运行，在由偏离辊93、94分开的一组张紧辊91、92、101、102的下游，材料到达聚积装置11(也在下文详细描述)，而最终被辊12水平偏移并离开一组张紧辊131、132、133的下游。在张紧辊131、132、133之间，中间辊132适于竖直平移而实际上用作调节材料张紧的装置。这些辊正如同上述辊一样，明显具有与两个展开轴1、2的轴线平行的旋转轴线。

回到装置7和8，它们中的一个，具体是图1视图中左侧的7，在图10至12中以及图13至22中按照构成该装置的模块的可能组合而更加清楚地表示。下面将仅参照装置7，考虑到图中的相关部件用与装置7所用对应的附图标记表示，另一装置8除了稍后将指明的之外是相同的，因此不进行描述。

装置7包括盒状主体701，盒状主体701具有平行六边形形状，通过诸如气压缸702(图1，图10中未示出)的线性致动器装置驱动而沿水平方向往复运动。具体地，主体701在由图中A1、A2、A3表示的三个位置之间往复运动，在各个位置分别与主体的竖直后壁701a对齐。更具体地，在最大向前位移A3处，与上述后壁701a平行并相对的竖直前壁701b位于耦合平面Z上。还有中间位置A2和最大向后位移位置A1。最大向前位置A3对应于焊接位置，中间位置A2对应于切割位置，最大向后位移A1是静止状态。

主体701的上壁701c和下壁701d具有在其上延伸的通道703，通道703使主体701的内部与外部连通。该通道703是用于气动抽吸系统的接合部，气动抽吸系统适于在由主体701内部限定的腔室701e中产生低压。

竖直前壁701b面向另一装置8，因而面向供材料F1/F2通过的区域，并且通过合成(或者更精确地说，堆叠)单个抽吸和切割模块704(图12至15)而形成。每个所述模块704在实践中包括具有四边形截面的成型件，在该四边形截面中形成在限定竖直前壁701b的前表面与平行相对的表面之间的孔705的分布。通过孔705，由于上述气动低压而产生抽吸，该抽吸能够吸引并阻挡材料F1/F2。在成型件的两端设有垂直于孔705的座706，座706用于插入适于将各种堆叠模块704彼此锁定并锁定至主体701的其余部分的螺栓元件。

而且，可以看出，尤其是从图13至16，模块704可构造成基本三种变型，具体是(图16)：第一变型704’，其中成型件是具有完全四边形截面的简单杆；第二变型704”，其中成型件的上表面和下表面广泛地设有空腔707，为此两个堆叠的模块限定了狭缝708，狭缝708在实践中沿着装置的整个宽度延伸(例如正面参见图11)；以及第三变型704”’，其与第二变型704”类似，但是具有在前表面中纵向形成的补充槽709，补充槽709用作用于刀片710a的滑动的引导件。

刀片710a形成总体由710表示的相应切割装置的一部分，仅在图11和12中整体示出，在下文可以看到，用于切割材料F1/F2。在每个装置710中，该刀片固定(图12)到杆状滑动件710b的端部，杆状滑动件710b滑动安装成在相应的支撑件710c上沿水平方向滑动。杆状滑动件710b的高度可通过支撑件710c的竖直移位而调节。装置710清楚地在主体701旁边设置，使得刀片710a适于与在槽709中横向滑动的壁701a的前部重叠。每个刀片710的操作通过具有明显构造的系统(例如气动致动器)控制，刀片可通过电阻加热以辅助切割。

在盒状主体1的腔室701e中(具体见图10)容纳有堆叠的一组焊接模块711，每个模块711又由在端部具有用于插入锁定螺栓714的座713的杆状成型件712形成。每个成型件712除了在下端的一个之外，在基部设有纵向通道，电阻加热元件715沿着该纵向通道设置。这类元件将热传递给焊接板716，焊接板716水平放置并夹持在一个成型件和下方的成型件之间，并且向前伸出以在焊接步骤中滑动穿透上述狭缝708，从而在竖直前壁701b上到达装置的外部。该组焊接模块711为此由支撑件717支撑，支撑件717通过平行设置的气动致动器718相对于主体701的后壁701a往复运动。

考虑图17至22，可以看到如何能够组合各种抽吸、切割和焊接模块，从而调节切割线的定位，具体是通过增加(图19和22)或减少(图17和20)执行卷筒更换操作所必需的两个切割线(槽709)之间的高度差，在下面进行描述。因此，焊接模块711的数量会增加或减小，板716必须占据在包括在两个切割线之间的空间中的所有狭缝708。实践中，该调节可能性用于增加或减少焊接的纵向延伸(参照材料F1/F2的纵向)。

现在考虑聚积装置11，其包括引导件111的系统，引导件111沿着材料的出口平面朝向包装单元与其平行地水平延伸，并且都如上所述位于抽吸、切割和焊接装置7、8的下游，以及一组张紧辊131、132、133的上游。引导件111滑动支撑托架112，托架112具有一对适于与材料F1/F2接合的空转辊113，在托架接近出口区域水平移位之后，增加材料自身必须运行所沿的路径。

致动器114驱动托架112，而且在这种情况下优选是气动类型并布置在引导件111之间。托架112在单元的正常工作状态下(即，卷筒更换步骤的外部)留在基本与切割和焊接区域竖直对齐的前端停止位置，而不干涉经过的材料。

未示出或描述通常适于管理单元操作的气动系统和电路(用于电源和控制，包括可编程控制单元)，因为其对于本领域技术人员而言，基于要执行的功能符合明显的设计标准。

具体参照图1至8，根据本发明的供给单元按以下方式工作。图1示出了开始状况，其中材料F1以工作速度从轴1上的卷筒B1展开而被供给到包装单元，为此其不与装置7、8(均处于最大向后位移A1)或聚积装置11干涉。新装卷筒B2在另一轴2上就绪并可用，材料F2的头部已经展开并且准备通过两个装置7、8之间，通过抽吸与装置7接合，并且在其下游与张紧辊91、92接合。后者实际上保持材料伸展，材料以受控速度向前运动直到一停止处，该停止处根据光电读取器14在材料上读取的印刷位置标记T而精确确定。

在图2中，示出了卷筒B1用完。为了准备卷筒更换步骤(由检测装置3指示该步骤马上发生，并且预见轴1停止)，托架112钩到材料F1上并且朝向相反端部的停止位置运动(图3)，从而沿着由偏离产生的增加路径生成大量聚积。保持在停止材料F2(轴2在该步骤中停止)上的装置7向前运动至中间位置或切割位置A2。在图3中也可以看到相关的下刀片710如何开始操作以切割材料，在主体701的前壁701b上的相关槽709中往复滑动，然后回到静止位置。

然后装置7又回到其静止位置或最大向后位移位置(图4)A1。具有卷筒B1的轴1继续以工作速度供给材料F1，现在保持在等待切割的材料上的装置8(再参照图4)占据切割位置A2。当检测装置3指示卷筒B1的端部现在已经到达时，轴1停止并且上刀片810开始在装置8上操作，执行材料F1的切割(图5)。而且在该情况下，由于光电读取器15的读取，停止和切割完全在印刷位置标记上校准。再参照图5以及随后的图6，示出了朝向前端停止位置返回的聚积装置11的托架112将之前收集的材料F1“供应回”，在实践中未停止供给，下游未中断。

仍然考虑图6，两个装置7和8在该点都能朝向最大向前位移位置或焊接位置A3向前运动。通过抽吸接合并且压缩在平面Z上的两个前壁701b和801b之间的材料F2的头部和材料F1的尾部重叠。在这之前处于向后位移布置的焊接刀片716被致动器718驱动向前运动，并且在通过狭缝708到达主体的外部时，在材料上操作，对于与两个切口之间的距离对应的部分执行焊接，这两个切口又由刀片的(可调节)位置确定。

一旦进行了焊接(图7)，轴2就能再次启动。通过移除两个装置7和8的抽吸作用从而释放材料，相同的装置进入最大向后位移A1(刀片716进而回到主体701中)。收集装置的托架112再次处于前端停止位置，终止聚积材料的释放。在实践中，重设正常工作条件，在该情况下将从卷筒B2展开的材料F2供给到轴2上。最后，图8示出了与图1的原始情况完全镜像相同的情况，已经在轴1上替换的新装的卷筒B1替换了用完的卷筒，而轴2的供给继续不受干扰。随后精确地进行卷筒更换步骤，尽管顺序颠倒，但进行所述的相同操作。

从以上描述可以清楚根据本发明的系统如何实现保持供给材料的绝对连续性和规则性，因为将施加至材料的印刷位置标记作为其自身基准，以最大精度进行切割操作。印刷区域因此将保持完全正确的间距，即使在焊接在一起的材料的头部和尾部之间。

焊接区域的长度能够由于切割和焊接装置的模块性而基本随意改变，并且由于聚积系统的容量必须以适当方式清楚地调节(较高的生产速度需要更大的聚积容量)，供给速度(因此生产速度)决不会降低。值得强调的是所述一组张紧辊91、92、101、102的重要角色，该组张紧辊通过与装载卷筒的材料的头部接合，将其保持在适于允许装置7、8以最大精度操作的伸展状态。所述组张紧辊91、92、101、102适于与装载卷筒的材料的头部接合，以将其保持在相应的装置上伸展，并且相同辊的操作在技术上与抽吸、切割和焊接装置7、8的特征独立，因此根据本发明的方面能够有利地也用于缺少所附主权项的特征元件的设备中。

这样，通过相对基础的结构方案，包装线能够连续工作，效率大大增加，并且没有机器停机导致的产品损耗。

在装置7和8的构造方面，清楚的是焊接板的宽度和切割刀片的冲程能够根据要处理材料的宽度改变。更一般地说，装置能够进行各种修改，例如如果仅在一侧上进行焊接是足够的，那么在两个装置之一中没有焊接模块。系统的控制也能在不读取印刷位置标记的情况下发生，因此仅通过用于检测卷筒的直径的装置的适当调节进行辅助。

以上使用的竖直/水平空间基准明显是相对于最典型的操作构造以及图中的定向，但是清楚的是，它们不必理解为有所限制。

以上参照优选实施例描述了本发明。应理解，还有其它落在由所附权利要求限定的本发明范围内的实施例。