用于包装机的解卷装置

本发明涉及利用可伸缩塑料薄膜包绕产品的装置和机器，特别地，涉及一种可安装在包装机上的解卷装置，用于解卷、预拉伸、选择性地收窄薄膜的带宽并偏移或引导薄膜朝向要被包绕的负载。后者(即，负载)通常由一个产品或一组产品组成，通常重叠布置在托盘上以形成所谓的托盘负载。

已知解卷装置安设在包装机上，支撑薄膜卷轴，塑料薄膜从薄膜卷轴上解卷以围绕负载包绕，以形成一系列螺旋编织带或条，这要归功于解卷装置的垂直运动和在后者(即，解卷装置)和负载之间的相对旋转。特别地，解卷装置和放置在托盘上的负载相对于包绕轴线相对于彼此旋转。

在配备有用于支撑负载的旋转台的包装机中，后者(即，负载)围绕垂直包绕轴线旋转，而包装装置沿机器的固定柱以交替运动垂直地移动。

在环或旋转臂包绕机中，负载在包绕期间保持固定，而固定在环或旋转臂上的解卷装置相对于后者(即，环或旋转臂)在围绕垂直包绕轴线的旋转和平行于垂直包绕轴线地平移中移动。

包装装置通常包括托架，该托架除了薄膜卷轴之外还支撑一对预拉伸辊，以及一个或多个返回辊以朝向负载偏移薄膜，该对预拉伸辊被布置成从卷轴上解卷薄膜并对其进行预拉伸或拉长。通过适当地调节在预拉伸辊的旋转速度之间的差值，可能将薄膜预拉伸限定的量或百分比和/或改变来自卷轴的薄膜的解卷速度。

塑料薄膜被包绕以在负载的所有侧面将其完全包绕。为了在将负载放置在托盘上时稳定负载，还需要围绕托盘的上部包绕薄膜。如果不这样做，在包绕和/或随后的运输期间，负载可能会相对于托盘危险地移动。

为了确保对薄膜的足够的张力并确保对例如由负载的位移或移动引起的拉力的更大的抵抗力，薄膜可以有利地完全或部分地以减少带或条宽度的方式包绕，并同时形成一条薄膜绳，紧紧围绕负载包绕，特别地围绕托盘的上部。通过逐渐包绕或滚动薄膜的纵向边缘获得的绳允许比全带或全条薄膜更大的包绕或拉力。

为了以整条带或部分地或全部地卷成的绳围绕托盘的上部以包绕薄膜，特别地在具有旋转臂的包装机和具有旋转环的包装机上，提供合适的提升设施，能够将负载提升到一个高度，使得薄膜也可以围绕托盘的上部被包绕。提升装置被插入并与在包绕期间中支撑负载并允许其移入和移出机器的输送机相关联。

或者，已知解卷装置，其安设在机器的旋转臂或旋转环上，以便它们可以旋转，特别地向下定向或倾斜，以便将薄膜引向要被包绕的托盘的上部。然而，这些已知的解决方案具有的缺点是它们相当复杂，并且在任何情况下安装在包装机上都是昂贵的。

WO2012/153285公开了一种与用于利用塑料薄膜包绕负载的机器相关联的解卷装置，该机器包括适于支撑薄膜卷轴的支撑元件、适于解卷和预卷薄膜的一组辊以及能够接合离开辊且朝向负载的薄膜并使其偏移的引导棍。引导辊枢转地安设在支撑元件上，从而可相对于辊的旋转轴线倾斜限定的倾斜角，以减小围绕负载所包绕的薄膜的带宽。

本发明的一个目的是改进已知的解卷装置，该解卷装置与包装机相关联并布置成解卷、预拉伸和收窄将围绕由托盘支撑的负载而进行包绕的塑料薄膜的带宽。

另一个目的是获得一种解卷装置，其允许有效且紧密地将负载基座包绕到托盘上以最佳地稳定上述负载。

另一个目的是获得一种解卷装置，其允许在塑料薄膜围绕负载包绕期间以简单、快速和有效的方式改变塑料薄膜的带宽或宽度。

还有一个目的是创造一种具有简单且成本效益好的结构的解卷装置。

这些和进一步的目的通过根据以下陈述的一项或多项权利要求的解卷装置实现。

参考附图可以更好地理解和实现本发明，附图示出了本发明的一些示例性和非限制性实施例，其中：

图1是部分示出与包装机相关联的解卷装置以及处于操作配置的托盘上的负载的主视图；

图2是图1的解卷装置和包装机的侧视图；

图3是图1的解卷装置和包装机的平面图；

图4是图1的解卷装置的放大视图；

图5和图6分别是与包装机相关联并处于进一步操作配置中的解卷装置的主视图和侧视图；

图7是图5的解卷装置的放大视图；

图8和图9分别是在包装机的包绕周期的最后阶段中处于第一操作配置的解卷装置的主视图和侧视图；

图10是图8的解卷装置和包装机的俯视图；

图11和图12分别是解卷装置在包装机的包绕周期的阶段中的主视图和侧视图；

图13是部分示出处于另一种操作配置的与包装机相关联的解卷装置的主视图；

图14是图13的放大细节图，特别示出了本发明的解卷装置的引导辊的第一驱动装置；

图15示出了图10的放大细节，特别示出了连接到支撑装置并配备有辊的引导辊的第一端部。

参考图1至图15，示出了解卷装置1，其与用于包绕负载30的包装机100相关联，该负载30包括，例如，利用具有高度或宽度为L的可伸展的塑料材料的薄膜50的、布置在托盘40上以形成托盘负载的多个产品。

例如，包装机100是已知的并且因此部分地示出和描述的旋转臂类型的机器，特别地，设置有绕着竖直的包绕轴线W旋转的竖直臂101和竖直移动装置102以沿着竖直臂101(其沿着平行于包绕轴线W的方向)支撑和移动解卷装置1。布置在托盘40上的负载30定位在包装机100的辊式输送机或辊103上，所述输送机能够移动带有托盘40的负载30进出包装机100本身。

需要说明的是，本发明的包装装置1还可以安装在水平旋转环式包装机上，或者安装在旋转平台和垂直柱式包装机上。

解卷装置1包括用于支撑薄膜50的卷轴60的支撑装置2、布置成解卷和预拉伸薄膜50的辊装置3、4、7，以及用于接合离开辊装置3、4、7的薄膜50并使其朝向负载30偏移的引导辊6。引导辊6可旋转地安设在支撑装置2上，从而可相对于辊装置3、4、7的纵向旋转轴线X1、X2倾斜，从而在包装机100的操作期间减小围绕负载30包绕的薄膜50的带宽，和/或使薄膜50本身朝向适于支撑所述负载30和所述托盘40的支撑平面M偏移。

辊装置3、4、7包括协作以解卷和预拉伸薄膜50的第一预拉伸辊3和第二预拉伸辊4。预拉伸辊3、4围绕各自的纵向轴线X1、X2旋转，例如，通过电动机21和运动减速和传动组件，或者替代地，通过各自的电动机。第一预拉伸辊3(称为快辊)，其位于第二预拉伸辊4(称为慢辊)的下游，第一预拉伸辊3相对于薄膜50的运动，绕各自的纵向旋转轴线X1比第二预拉伸辊4更快地旋转(可绕各自的旋转轴线X2旋转)以限定的量或百分比预拉伸薄膜50。辊装置还包括多个返回辊7，它们平行于预拉伸辊3、4并且布置成使薄膜50从卷轴60朝向第一预拉伸辊3和第二预拉伸辊4偏移并且从后者(即，第一预拉伸辊3和第二预拉伸辊4)朝向引导辊6偏移。

解卷装置1还包括驱动装置10，用于沿着包括在初始操作位置P0以及第一操作位置P1之间的调节行程在多个(理论上是无限的)不同的操作位置中相对于辊装置3、4、7连续地倾斜引导辊6，在初始操作位置P0中引导辊6基本上平行于辊装置3、4、7的纵向旋转轴线X1、X2，即与所述纵向旋转轴线X1、X2形成等于0°的倾斜角，在第一操作位置P1中所述引导辊6相对于纵向旋转轴线X1、X2倾斜第一倾斜角α1。

在初始操作位置P0中，引导辊6平行于预拉伸辊3、4和返回辊7，并且不会减小所述薄膜50的带宽或使后者(即，薄膜50)朝向支撑平面M偏移。

当解卷装置1布置在其更靠近支撑平面M的降低位置B时，在第一操作位置P1中，引导辊6相对于纵向旋转轴线XI、X2倾斜第一角度α1以减小薄膜50的带宽和/或使其朝向支撑平面M在负载30上并且还在托盘40的上部41上偏移。第一倾斜角α1使得允许用薄膜50包绕具有在40mm和60mm之间的、特别是等于约50mm的高度h的托盘40的上部41。托盘40的上部41的该包绕高度或宽度h，如由申请人执行的多次测试所证明的，允许将负载30牢固地固定到托盘40上，以确保对，例如，通过负载的位移或移动(图1-图4)所产生的拉力有更大的抵抗力。

特别地，第一倾斜角α1基于包装机100的类型、解卷装置1与负载40的距离、后者(即，负载)相对于包绕轴线W的尺寸和位置、包绕薄膜50的物理特性、预拉伸百分比和施加到薄膜50的包绕张力来确定。

在图示的实施例中，第一角度α1例如在25°和50°之间，特别是约30°。

引导辊6包括可旋转地连接到支撑装置2的第一端部16和第一驱动装置10作用于其上的相对的第二端部26。更准确地说，引导辊6的第一端部16安设在支撑元件15上，支撑元件15可旋转地固定到支撑装置2上。支撑元件15可围绕横向轴线Y旋转，尤其地，横向轴线Y垂直于引导辊6的纵向轴线X并且基本平行于支撑平面M。第一端部16，即引导辊6，被空挡式地(neutrally)安设在围绕纵向轴线X自由旋转的支撑元件15上。

第一端部16设置有辊8，该辊与引导辊6同轴并可旋转，并且设置有凹槽8a，当引导辊6倾斜，特别地，倾斜第一角度α1时，该凹槽8a能够邻接并部分地卷起离开辊装置3的薄膜50的纵向下边缘50a，以实现纵向卷起部分51。

更准确地说，正如在以下描述中更好地解释的那样，在由申请人进行了多次测试之后，令人惊讶地证实，倾斜设置在辊8的第一端部16上的引导辊6，特别地，为第一角度α1时，其可以用薄膜50包绕负载30以及托盘40的上部41，其中纵向下边缘50a被部分地卷起以形成纵向卷起部分51，该纵向卷起部分51能够赋予在包绕中的薄膜50的更大的阻力。事实上，在离开辊装置3、4、7时，薄膜50的纵向下边缘50a邻接辊8，并且除了偏移之外，归功于凹槽8a也被部分地卷起(图5-7)。

解卷装置1还可以包括折叠装置5，其插入在辊装置3、4、7和引导辊6之间，可移动并且选择性地可启动以邻接并卷绕离开辊装置3、4、7的薄膜50的至少纵向下边缘50a，并实现进一步的纵向卷起部分51，后者(即，纵向卷起部分51)具有比用引导辊6的辊8可实现的纵向卷起部分51更大的尺寸。

因此，在引导辊6的操作位置P1、P2之一中，后者(即，引导辊6)能够使薄膜50偏移，该薄膜50可选地设置有由辊8制成的纵向卷起部分51(特别地在设置有在第一操作位置P1中的引导辊的情况下)，和/或设置有通过朝向负载30并且还可能在托盘40的上部41上的适当地启动和移动折叠装置5而制成的另外的纵向卷起部分51’。

在图中未示出的本发明的解卷装置1的变型中，插入在辊装置3、4、7和引导辊6之间的折叠装置5可以被构造成邻接并卷绕薄膜50的纵向上边缘50b并形成纵向上卷起部分或被构造成邻接薄膜50的纵向上边缘50b和纵向下边缘50a两者并形成纵向上卷起部分和另外的下卷起部分51’。

特别参考图4，在所示实施例中，折叠装置5包括折叠元件25，该折叠元件25插入在辊装置3、4、7和引导辊6之间并且可通过已知类型的第二驱动装置14选择性地沿着变窄的轨迹移动，以邻接薄膜50的纵向下边缘50a并将其推向薄膜50的纵向上边缘50b，以减小带宽并同时以绳的形式产生薄膜50的纵向卷起部分51’。特别参考图14，第一驱动装置10包括电动或气动类型的线性致动器，其连接到支撑装置2并作用在引导辊6的第二端部26上。

在图示的实施例中，第一驱动装置10包括例如螺钉11和螺母12。螺钉11具有可旋转地连接到支撑装置2的第一端11a和由马达装置13绕各自的纵向轴线旋转的相对的第二端11b。螺母12与螺钉11接合以便当螺钉11被马达装置13旋转时沿着螺钉移动。螺母12枢轴地连接于引导辊6的第二端部26。马达装置13包括具有集成的齿轮减速器的电动机。

本发明的包装装置1的操作，例如与具有旋转臂的包装机100相关联，提供可滑动地连接到垂直臂101的所述解卷装置1围绕包绕轴线W的旋转，以及将薄膜50从卷轴60上解卷并将其预拉伸固定的量或百分比的预拉伸辊3、4的旋转。

在包绕循环的初始阶段，引导辊6可以布置在初始操作位置P0，在该位置它平行于预拉伸辊3、4，即它形成基本上等于0°的初始倾斜角α0并且其中引导辊6接合薄膜50而不会导致朝向支撑平面M的任何收窄或偏移(图11和图12)。在该初始操作位置P0，包绕负载30的薄膜50的带或条的宽度或高度与包绕在卷轴60上的薄膜50的高度或宽度L(即，卷轴60本身的高度60)基本相同。

为了稳定负载30，即更牢固地包绕它，引导辊6可以倾斜，特别地在第一操作位置P1中倾斜第一角度α1，以便通过设有凹槽8a的辊8卷起薄膜50的纵向下边缘50a，并以绳的形式实现纵向卷起部分51，该纵向卷起部分51允许薄膜的更大的拉伸强度并在负载或托盘上获得更大的包绕或拉力。替代地或附加地，折叠装置5可以被致动以允许折叠元件25邻接并卷绕离开辊装置3、4、7的薄膜50的纵向下边缘50a并且实现另外的纵向卷起部分51’。换言之，纵向下边缘50a可由引导辊6的辊8卷绕，特别地在第一操作位置P1，或由折叠装置5或由后者(即，折叠装置5)和辊8滚动。

需要注意的是，薄膜50的纵向下边缘50a可以在解卷装置1的任何位置沿着垂直臂101以绳的形式包绕。

特别地，在解卷装置1的降低位置B，引导辊，如果在第一操作位置P1中被第一驱动装置10倾斜第一角度α1，则能够使薄膜50朝向负载30并且朝向托盘40的上部41偏移，以将负载30更牢固地固定到后者(即，托盘40)。在这种构造中，引导辊6使由辊8制成的薄膜50的纵向卷起部分51朝向托盘40的上部41偏移，从而将托盘40的上部41包绕多圈(图1-图6)。

注意，由于纵向卷起部分51和引导辊6的倾斜，在负载和托盘40的上部41上被包绕的薄膜的带宽明显小于离开卷轴60的薄膜50的高度或宽度L。

在预定数量的包绕圈之后，如果折叠装置5用于卷起薄膜50的纵向下边缘50a，则折叠装置5被致动，以使折叠元件25与薄膜50脱离并且引导辊6从第一驱动装置10以大致0°的初始倾斜角α0重新定位到初始操作位置P0，以允许完成负载30的包绕。

或者，引导辊6可在各自的第二倾斜角α2的多个第二操作位置P2中的一个倾斜以减小薄膜带宽，以便包绕高度小于卷轴60的高度L的负载而无需更换卷轴60。

在包绕结束时，引导辊6可在多个第二操作位置P2中的另一个中倾斜相应的第二倾斜角α2以减小薄膜带宽，例如使用具有减小的高度和尺寸的包装机100的夹持、切割和焊接装置105(图8、图9和图13)。

由于相应的第二倾斜角α2介于初始倾斜角α0(等于0°)和第一倾斜角α1(例如等于30°)之间，因此第二操作位置P2是中间操作位置。

如上所述，然后可以根据离开卷轴60的薄膜50的高度L、根据将被包绕的负载40的高度，或根据包装机100的夹持、切割和焊接装置105的尺寸来确定第二角度α2的值(即，薄膜带宽的减少的值)。

归功于本发明的解卷装置1，因此可能有效且紧密地将负载基座30包绕到下面的托盘40以最佳地稳定所述负载30，而无需使用后者(即，负载)的特定的提升装置和/或无需解卷装置相对于支撑臂101旋转或倾斜。

还可能在塑料薄膜包绕负载期间轻松、快速且有效地改变塑料薄膜的带宽或宽度，特别地根据具体的需要将改变所需的量，从而能够将引导辊定位在多个第二操作位置P2。

应当注意的是，事实上，归功于第一驱动装置10，其允许沿着调节行程在多个(理论上无限个)不同的操作位置中连续地移动以及特别地倾斜引导辊6，因此可能定位除了第一初始位置P0(不偏移或减小薄膜带宽)和第一操作位置P1(减少和偏移负载30和托盘40的上部41上的薄膜)之外，引导辊6迅速且快速地在多个第二操作位置P2，以根据特定的需要将薄膜带宽减小所需的量。

还应该注意的是，引导辊6的操作位置P1、P2，尤其是第一操作位置P1，取决于多个高度可变的操作参数和条件，诸如解卷装置1与负载40的距离、负载40相对于包绕轴W的尺寸和位置、薄膜50的特性(预拉伸百分比和包绕张力)，但由于第一移动装置10，它可以在本发明的解卷装置1中被快速和精确地识别。最后，应当注意，本发明的解卷装置1还允许选择要施加到负载30的基座和/或托盘40的上部41的绳索的类型以最佳地稳定负载30。更准确地说，为了更牢固和更有抵抗力的包绕，可以使用折叠装置5，其能够邻接并卷起薄膜50的纵向下边缘50a，并在薄膜50上形成具有所需尺寸和因此或多或少具有抵抗力的另外的纵向卷起部分51’。或者，在例如较轻的负载或有限尺寸的情况下，可以不使用折叠装置5，因为连同引导辊6并设有凹槽8a的同轴且可旋转的辊8允许实现纵向卷起部分51，该纵向卷起部分51具有比用折叠装置5可获得的另外的纵向卷起部分51’更小的尺寸，但仍然能够赋予薄膜更大的抵抗力。

或者，折叠装置5和引导辊6的辊8均可用于邻接并卷起薄膜50的纵向下边缘50a。

归功于使用包括螺丝-螺母线性致动器的第一驱动装置10，解卷装置1还具有简单且成本有效的构造。