专利名称：薄膜拉伸机的制作方法
技术领域：
本发明涉及包装方法，这种方法是将被包装的物体(可以是单个物品或者是多个物品的组合体)包在预先拉伸了的塑料膜内。特别是涉及边拉伸薄膜边包装物体的薄膜拉伸机。这种方法通常被称作拉伸包装法，而所用的这种机械被称作预先拉伸机。
拉伸包装使用的是具有“存储”特性的薄膜，就是说，这种薄膜在被拉伸后，除非超除其弹性极限，在拉力被松弛之后，立即能够恢复其原来的形状或大小的一种薄膜。
提供给用户的塑料包装薄膜通常是没有拉伸过的薄膜输料滚筒。薄膜通常从滚筒上拉出施于被包装物体上，以薄膜的一端固定在物体上，然后旋转物体或用输料滚筒缠绕物体。迄今已提出过许多种类型的预先拉伸机，它们的使用方法都是在包物体之前将薄膜条片从输料滚筒上拉出，从输料滚筒延展到物体上的薄膜条片即被拉伸。
这种预先拉伸的薄膜有许多优点，例如预先拉伸薄膜可以用于贮藏膨胀系数较低的物体，由于薄膜的收缩可以保证获得理想的紧包装(这对于包装总体积比较小或重量轻的物品特别有利，因为这种包装方法可以减小物品位移的可能性)；适度的或恰当地控制预先拉伸可以改进薄膜的机械特性；比较经济、一定重量的薄膜通过拉伸可以提供更多有效的包装材料。
以前，人们知道的预先拉伸装置的最简单和最起码的优点是仅在薄膜滚筒上装一个制动器。这种拉伸装置在美国专利3867806号(蓝开斯特)和美国专利4077179号(蓝开斯特)中已经公开。在薄膜输料滚筒上装一个制动器的这种方案和其他种方案中，拉伸是由于使用了高贮藏膨胀系数的物体而引起的。采用高贮藏膨胀系数的物体带来许多缺点，薄膜的拉伸是在薄膜条片从输料滚筒一直伸展到被包装物体的整个薄膜条片输送带的长度上完成的，这样，薄膜的整个长度是很大的，而且不易操纵，除非将预先拉伸的速度限制在不理想的低值上。再者，拉伸长度较长的薄膜会使薄膜在宽度方向上产生过度的收缩。
对简单的制动装置所做的改进，在澳大利亚专利536099号(蓝开斯特)中已经公开，其中薄膜条片被有序地缠绕在两个置于输料滚筒和待包装物体之间的滚柱上。该两个滚柱由传动装置连接，这样，它们需要以不同的速度旋转或朝着不同的方向旋转。从而可使这两个滚柱之间的薄膜条片拉伸的拉程短。
在澳大利亚专利589065号(Underhaug)中公开了另一种现有技术，其中，一个制动滚柱与输料滚筒接触，一个与拉出的薄膜条片接触的拉伸滚柱是用传动带连接起来的，以保障拉伸滚柱的表面速度大于制动滚柱的表面速度，从而可使从输料滚筒引出到拉伸滚柱上的长度较短且较恒定的薄膜条片被预先拉伸。
Underhaug装置的制动滚柱和拉伸滚柱安装在一个旋转杆上，通过该杆作用于拉伸滚柱上的薄膜条片拉力有效地使制动滚柱与输料滚筒紧密接触。这样，便保证了当输料滚筒的尺寸缩小时，制动滚柱与输料滚筒之间的制动力仍得以保持。旋转杆提供了一种机械优点，并保证高压制动接触，的确，这是Underhaug装置优于现有技术的一个优点。
在大多数情况下，Underhaug装置被用在从一个位置固定的输料滚筒上转动地拉出薄膜条片来包装物体时，其工作效果是很好的。但是当它用于下面的包装装置(以下称作轨道包装装置)时效果就不好，在这种装置中由于要求输料滚筒绕着位置固定物体或者物体的一部分缠绕，使被包装物体与输料滚筒之间的相对旋转运动受到影响，正如在我们的澳大利亚专利653255号中列举的方案。
在这类缠绕包装装置中，输料滚筒通常被安装在一个沿轨道运行的梭子上，要求该梭子穿过一个环状物体的心孔，为此，或者为了减小缠绕部件的质量，该梭子应尽可能的小。Underhaug预先拉伸机连同它的旋转杆不够紧凑，不足以安装在小的梭子上。再者，梭子环绕的轨道往往不是圆形的，同时，作用于旋转安装的拉伸滚柱上的惯性作用可能会影响薄膜条片上产生的张力。
Underhaug装置的高制动效力是由于旋转杆的机械优点引起的制动滚柱和输料滚筒之间的高压而形成的，通常是所期望的，但是，某些情况下它被视作缺点，特别是当待包装的物体形状、和/或缠绕轨道的形状、以及薄膜条片从输料滚筒抽出的速度不规律和出现明显的突然增高时。在这种情况下，薄膜条片拉力的突然增大必然会使输料滚筒的转动加速，这就同时要求制动滚柱能在困难情况下工作，以便有助于防止这种加速。人们已经发现，在最好的情况时是影响拉伸效果，而最坏的情况是使薄膜条片失去张力，最后被拉断。
因此，本发明的目的是提供Underhaug型的预先拉伸机，它可以装在一种缠绕包装装置的梭子上使用，而且凡是使用了这种预先拉伸机的，都减轻了现有技术Underhaug机械固有的制动过量问题。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供一种Underhaug型的预先拉伸机，这种拉伸机省去了旋转杆，却可在制动滚柱和输料滚筒之间保持足够的制动压力，以便稳定地运作，并允许在薄膜条片承受的拉力突然增大的情况下，在这些部件之间作瞬间或短时的滑动。
本发明的一个特征是，它由一个包括一个预先拉伸机的包装装置组成，用该拉伸机将一条片状塑料薄膜从一个薄膜输料滚筒抽出，并置于待包装的物体上，通过装有上述输料滚筒的一个梭子绕着待包装物体作轨道运动，来实现物体包装，预先拉伸机包括一个装在梭子上的制动滚柱，它围绕着一个固定在梭子上的轴转动；一个装在梭子上的拉伸滚柱，它围绕着一个固定在梭子上的轴转动，与制动滚柱轴平行并与其隔开；一个连接拉伸滚柱和制动滚柱的传动带，拉伸滚柱的表面速度大于制动滚柱的表面速度；一个心轴，用来旋转地支撑装在梭子上的一个塑料薄膜输料滚筒，通过传动带保持心轴与两个滚柱轴相平行，并使心轴在从输料滚筒抽出的薄膜条片的拉力影响下，自由地滑向制动滚柱并围绕拉伸滚柱运动；以及辅助送料装置，它独立于薄膜条片拉力工作，从而增大了薄膜条片拉力的作用，推动输料滚筒滑向制动滚柱，以保持它们之间的制动接触。
本发明的第二特征是，包装装置中使用的预先拉伸机是通过待包装物体和包装膜输料滚筒之间的旋转运动来实现包装的，旋转运动是依靠从输料滚筒抽出薄膜并将其缠绕包装物体上来实现的。
图1为一个缠绕包装装置主要部件的侧面示意图。
图2为图1中标号2部位内的部分放大的侧面示意图，是本发明的一个安装成可作往复式运动的预先拉伸机。
为了举例说明，下面参照附图对本发明的一个实施例作较详细的描述。
本发明列举的实施例包含在澳大利亚专利653255号所描述的那类包装装置中，这里引用仅作参考。简要地说，该装置包括一个导轨装置3，为梭子4提供一个环形的轨道。梭子4上装有一个塑料膜输料滚筒5，梭子4在其既定的轨道上往返移动即可对一个物体或物体的一部分进行缠绕包装。特别是，按照澳大利亚专利653255号中所述的最佳实施例，被包装的物体是一卷金属带，梭子的轨道延伸地穿过物体卷的卷孔。梭子的轨道运动在梭子与物体卷之间是相对旋转运动，这样，一条被置于物体卷上的薄膜条片6从梭子4上的薄膜输料滚筒5抽出来，对物体卷进行包装。在包装的过程中，物体卷绕其自身的轴旋转，以确保整个物体卷被包装薄膜覆盖。
一个拉伸滚柱7安装在梭子4上，它绕着一个与梭子相对固定的轴旋转。薄膜条片6从输料滚筒5上出来之后，被引导绕在拉伸滚柱上并通过一个导辊8运行到物体卷上。
梭子4上还装有一个制动滚柱9，它绕着一个与梭子相对固定的轴旋转，该轴与拉伸滚柱7的轴平行并与其隔开。制动滚柱9与输料滚筒5相接触。制动滚柱9用一种软的弹性材料制作成理想的表面，以便提供高摩擦系数，这样，便不会对塑料薄膜造成划痕或损坏。
拉伸滚柱7和制动滚柱9之间由传动机构相连接，例如，一条传动带10运行在被分别固定在上述两个滚柱上的链轮11和12上。链轮11和12的直径是相同的，因此拉伸滚柱和制动滚柱具有相同的旋转速度，这样，比制动滚柱9有较大直径的拉伸滚柱7就可保证其表面速度大于制动滚柱9的表面速度。输料滚筒5上最外圈的薄膜与下面几圈的薄膜之间的摩擦力可以基本阻止薄膜在输送带13将薄膜条片抽出脱离输料滚筒之前被拉伸。当输送带13的下游基本上以拉伸滚柱7的表面速度运行时，并假定此时薄膜拉出速度是恒定的，则输送带的上游基本上是以制动滚柱9的表面速度运行，这样输送带13中的薄膜就被拉伸。尽管从拉伸滚柱拉到要包装的物体上的薄膜条片的下游的张力，仅足以防止薄膜条片收缩，但拉伸还是在此情况下得以完成。
输料滚筒5安装在一个旋转的心轴14上，或者说，输料滚筒5安装在带动其旋转的心轴14上。心轴可以是一个轴形件，输料滚筒在其上转动，或者是一个卷筒之类的部件，带动输料滚筒转动，或者是用一个像卷筒样的部件装在心轴上来转动输料滚筒。无论是那种情况，心轴14的每一端都需延伸地穿过梭子4底盘侧面板上的隙槽15，进入一个沿导杆17滑动安装的滑座16中的轴承孔。
薄膜条片的输送带13承受拉力，因此可以在输料滚筒上牵拉。而且输送带的方向安排得至少可以使输送带承受拉力的一部分沿着导杆17的方向。这样，输送带的拉力就能有效地促使滑座沿着导杆17滑动并使输料滚筒5与制动滚柱9加压接触。由于输送带13中承受的拉力，输料滚筒与制动滚筒之间的实际压力，不仅仅取决于输送带13拉力的大小，还取决于确定输送带与导杆之间角度的几何形状。但是，即便是采取了限制输送带平行于导杆的措施，由于薄膜条片在理想的拉伸强度时承受的拉力，使得制动摩擦还是不足以确定保可靠的操作。为此，根据本发明，薄膜条片的拉力作用可利用辅助送料装置来加强。即利用套在导杆17上的轻型送料弹簧18将每个滑座16推向制动滚柱9。弹簧18被压缩在端部台座19与滑座16之间。
辅助送料装置作用于输料滚筒上的力、滚筒和滚柱轴的几何形状、输送带13的长度、以及制动滚柱9的表面材料与薄膜之间的摩擦系数都是可以快速选择的，这样，可使制动滚柱9与输料滚筒5之间可允许达到的最大压力，就是当输送带13的承受拉力小于会造成薄膜过度颈缩和破损的拉力时，制动滚柱9与输料滚筒5之间出现的滑动量。这样，便可以以希望的预先拉伸强度获得满意的稳定运作，并允许瞬间的滑动以适应薄膜承受拉力突然出现峰值，这种现象在起动时可能出现，或者被包装物体的形状和轨道因缠绕速率引起不规律的变化时可能出现。
在本发明的其它实施例中，输料滚筒与制动滚柱之间的压力是由辅助送料装置给定的，而不是由送料弹簧确定的，例如，用基本上具有稳定的压力源的工作流体的液压或气动压力的推进器来送料。
权利要求
1.一种包装装置，它包括一个预先拉伸机，使用时将一个塑料薄膜条片从一个输料滚筒抽出，用装在一个梭子上的输料滚筒绕物体运动来包装物体，预先拉伸机包括一个装在该梭子上的制动滚柱，围绕着一个固定在梭子上的轴旋转；一个装在梭子上的拉伸滚柱，围绕着一个固定梭子上的轴旋转，平行于制动滚柱的轴，并与其隔开；一个传动带，将拉伸滚柱和制动滚柱连接起来，拉伸滚柱的表面速度大于制动滚柱的表面速度；一个心轴，用来旋转地支撑装在梭子上的拉伸包装膜的输料滚筒，使用中，在从输料滚筒抽出的薄膜条片的拉力影响下，通过导杆使心轴可自由地滑向制动滚柱，并围绕着拉伸滚柱运动；一个辅助送料装置，独立于薄膜条片的拉力工作，这样便增加了薄膜条片的拉力作用，从而推动输料滚筒滑向制动滚柱，以保持两滚柱之间的制动接触。
2.按照权利要求1中所述的包装装置，其特征是导杆有两个可滑动的滑座，分别支撑心轴装置的末端，辅助送料装置有两个弹簧，作用于滑座与梭子之间。
3.按照权利要求2中所述的包装装置，其特征是滑座可沿两根导杆运动，两个弹簧分别套装在两根导杆上。
4.按照上述任何一项权利要求中的包装装置，其特征是制动滚柱的表面是用一种软的弹性材料做的。
5.按照1到4项权利要求的任何一项中的包装装置，其特征是辅助送料装置是这样的，即制动滚柱与输料滚筒之间形成的最大压力是在薄膜条片拉力达到破裂点之前，在制动滚柱和输料滚筒之间产生的滑动而形成的。
6.一种包装方法，至少物体的一部分被包装在塑料薄膜中的方法，该方法包括安装带有一个薄膜输料滚筒的梭子的步骤；将薄膜的一端置于被包装物体上的步骤；使梭子至少缠绕待包装物体的一部分的步骤；以及在薄膜从输料滚筒抽出被预先拉伸的步骤，在用于包装物体之前，通过待包装物体与梭子之间的相对运动来使薄膜从输料滚筒抽出来，该输料滚筒在薄膜离开输料滚筒时膜的拉力的影响下自由地滑向一个制动滚柱并与其整体接触；以及薄膜预先拉伸步骤，薄膜从围绕着一个拉伸滚柱的输料滚筒抽出，该拉伸滚柱通过传动带与制动滚柱相连，保证拉伸滚柱的表面速度大于制动滚柱的表面速度，从而增大拉力对薄膜的作用，保持输料滚筒与制动滚柱之间的制动接触，通过一个辅助力促使输料滚筒滑向制动滚柱并得到一个独立于薄膜拉力的量值。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征是辅助力是制动滚柱与输料滚筒之间形成的最大压力值，是在薄膜条片的拉力达到破裂点之前制动滚柱与输料滚筒之间的滑动形成的。
8.一种用在包装装置里的预先拉伸机，使用该机时一根塑料薄膜条片从薄膜输料滚筒抽出，通过被包装物体和输料滚筒之间的相对旋转运动将该薄膜条片包在待包装的物体上，该预先拉伸机包括一个支撑底座；一个装在底座上的制动滚柱，围绕着一个固定在底座上的轴旋转；一个装在底座上的拉伸滚柱，围绕着一个固定在底座上的轴旋转，平行于制动滚柱轴并与其保持距离；一个连接制动滚柱和拉伸滚柱的传动带，拉伸滚柱的表面速度大于制动滚柱的表面速度；一个装在底座上的旋转的支撑输料滚筒的心轴，使用时，在从输料滚筒抽出来的薄膜条片的拉力影响下，通过导杆使心轴自由地滑向制动滚柱，并围绕着拉伸滚柱；一个辅助送料装置，它不是借助于薄膜条片的拉力工作，因而增大了薄膜条片的拉力，促使输料滚筒滑向制动滚柱，以保持输较滚筒与制动滚柱之间的制动接触压力，压力是在薄膜条片的拉力达到破裂点之前制动滚柱与输料滚筒之间产生的滑动引起的。
全文摘要
一种用于缠绕包装装置的预先拉伸机,一条塑料薄膜条片6从薄膜输料滚筒5抽出,通过被包装物体和输料滚筒的相对旋转运动,将薄膜条片包在物体上。预先拉伸机包括一个与输料滚筒相接触的制动滚柱9;一个与薄膜条片接触的拉伸滚柱7;以及将制动滚柱和拉伸滚柱连起来的传动装置10,11,12。拉伸滚柱在薄膜条片运动方向上的表面速度大于制动滚柱在该方向上的表面速度。输料滚筒可旋转地安装在滑动的滑座16上。
文档编号B65B11/02GK1197440SQ96197142
公开日1998年10月28日 申请日期1996年9月20日 优先权日1995年9月22日
发明者肯尼思·大卫·克莱恩 申请人:Bhp钢铁(Jla)有限公司, K.C.金属产品有限公司