устройство для изготовления пакетов из термопластичного материала

Формула изобретения

Устройство для изготовления пакетов из термопластичного материала, содержащее смонтированные на станине узел размотки материала с накопителем, выполненным в виде рычага, установленного на оси с возможностью поворота между конечными выключателями системы управления и снабженного на свободном конце втулкой, транспортирующий узел с обгонным механизмом, прижимной ролик которого установлен с возможностью контакта с рычагом мерной подачи материала, а приводной вал кинематически связан с нижним валом механизма выдачи пакетов, и узел сварки, включающий траверсу с подвижными в вертикальном направлении нагревателем и прижимом и опору, установленную под прижимом соосно ему, отличающееся тем, что узел размотки материала снабжен двумя ножами, один из которых подпружинен и установлен на оси рычага накопителя для разделения слоев материала, а второй нож установлен в узле размотки посредством штанги с возможностью перемещения по ней и поворота, причем прижим и опора узла сварки выполнены с полостями для хладагента и с продольными пазами под нагреватель, выполненный в виде проволоки, закрепленной на траверсе посредством пружинного компенсатора, а прижим свободно подвешен на траверсе, снабженной регулируемым упором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сварки пластмасс и может быть использовано для изготовления пакетов из полиэтиленовой пленки.

Известно устройство для изготовления пакетов из термопластичной пленки, содержащее рулонодержатель, разматывающие и подающие ролики, механизм сварки и отрезки пакета, приспособление для обдува сварного шва и механизм укладки пакетов (авторское свидетельство СССР N 935305, кл. В 29 С 65/02, 1982).

Однако производительность известного устройства ограничена из-за последовательного проведения технологических операций подачи мерной пленки и собственно сварки с частичным перекрытием вспомогательного времени операций отрезки, выдачи и укладки пакетов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для изготовления пакетов из термопластичного материала, содержащее смонтированные на станине узел размотки материала с накопителем, выполненным в виде рычага, установленного на оси с возможностью поворота между конечными выключателями системы управления и снабженного на свободном конце втулкой, транспортирующий узел с обгонным механизмом, прижимной ролик которого установлен с возможностью контакта с рычагом мерной подачи материала, а приводной вал кинематически связан с нижним валом механизма выдачи пакетов, и узел сварки, включающий траверсу с подвижными в вертикальном направлении нагревателем и прижимом и опору, установленную под прижимом соосно ему (авторское свидетельство СССР N 1654007, кл. В 29 С 65/02, 1991 г.).

Однако в известном устройстве размеры пакетов имеют относительно большой допуск по длине из-за инерционности протяженной кинематической цепи управляющего воздействия от механизма отмеривания на исполнительный рычаг-прерыватель подачи.

Кроме того, устройство имеет ограниченные возможности переналадки для изготовления пакетов различных типоразмеров, различных по длине и ширине, а также неудовлетворительное качество сварного соединения, т.к. во-первых, сварка происходит односторонним нагревом, а не сплавлением в общей для обеих пленок рукава сварочной ванне, во-вторых, не гарантируется технологией сплошность и равномерность шва без короблений пленки, которая не зафиксирована в узле сварки, возникают сварочные напряжения из-за градиента температур при резком охлаждении.

Техническим результатом изобретения является увеличение типоразмеров и точности изготавливаемых пакетов, исключение коробления пленки и сварочных напряжений.

Для достижения технического результата в устройстве для изготовления пакетов из термопластичного материала, содержащем смонтированные на станине узел размотки материала с накопителем, выполненным в виде рычага, установленного на оси с возможностью поворота между конечными выключателями системы управления и снабженного на свободном конце втулкой, транспортирующий узел с обгонным механизмом, прижимной ролик которого установлен с возможностью контакта с рычагом мерной подачи материала, а приводной вал кинематически связан с нижним валом механизма выдачи пакетов, и узел сварки, включающий траверсу с подвижными в вертикальном направлении нагревателем и прижимом и опору, установленную поп, прижимом соосно ему, согласно изобретению узел размотки материала снабжен двумя ножами, один из которых подпружинен и установлен на оси рычага накопителя для разделения слоев материала, а второй нож установлен в узле размотки посредством штанги с возможностью перемещения по ней и поворота, причем прижим и опора узла сварки выполнены с полостями для хладагента и с продольными пазами под нагреватель, выполненный в виде проволоки, закрепленной на траверсе посредством пружинного компенсатора, а прижим свободно подвешен на траверсе, снабженной регулируемым упором.

Выполнение сопрягаемых продольных пазов в прижиме и опоре узла сварки образует замкнутый объем для локального предварительного охлаждения сваренных швов, а неподвижная установка на траверсе нагревателя раздельно от охлаждаемого прижима, который смонтирован с возможностью вертикальных относительно траверсы перемещений, позволили проводить изотермическую выдержку сваренных швов, т.е. ступенчатое охлаждение, исключающее коробление и усадку. За счет принудительной конвекции водоохлаждаемых полых опоры и прижима обеспечивается регулирование интенсивности охлаждения, обеспечивающей гарантированное качество сварки пакетов.

Длительность предварительного охлаждения в замкнутом объеме регулируется пространственным взаиморасположением фланцев штуцеров, траверсы и прижима, которое достигается посредством изменения длин заворачивания упоров и штуцеров.

Разделение на пакеты зажатого между прижимом и опорой материала при движении в сопрягаемых пазах нагревателя обеспечивает формирование оплавлением двух равномерных швов, исключающее складки, неровности и несплошности. Сварка двух пакетов совмещена во времени с их разделением, без дополнительного разрезания.

Тепловой пружинный компенсатор обеспечивает постоянное натяжение проволочного электронагревателя при сварке и центральное расположение его внутри пазов и прижима.

Установка вертикального ножа с возможностью перемещения по штанге поперек полотна разматываемого рукавного материала обеспечивает автоматические роспуск на два выбранной (равной и разной) ширины полурукава полуфабрикаты пакетов, которые свариваются параллельно.

Закрепленный в торец по траектории движения материала подпружиненный "плавающий" нож обеспечивает разрезание рукавной заготовки на полурукав или при использовании готового полурукава только разделение слоев пленочного материала для удобства раскрывания изготовленных пакетов.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства сбоку на фиг. 2 - кинематическая схема на фиг. 3 узел сварки; на фиг. 4 разрез по А-А на фиг. 3.

Устройство для изготовления пакетов из термопластичного материала содержит смонтированные на станине 1 (фиг. 1) узлы размотки 2, транспортирования 3, сварки 4 и укладки 5.

Узел 2 размотки включает в себя рулонодержатель 6, обводные ролики 7, 8, 9, штангу 10 с закрепленным на ней с возможностью перемещения и поворота ножом 11, пару тянущих роликов 12, 13 и накопитель, выполненный в виде установленного на оси 14 рычага 15 с втулкой 16 на свободном конце. Рычаг 15 размещен между конечными выключателями 17 и 18, связанными с блоком управления автомата. На оси 14 укреплен "плавающий" разделительный нож 19, нагруженный, в частности пружиной скручивания и установленный на траектории движения пленочного рукавного материала, в его торец. Рулонодержатель 6 оснащен тормозной колодкой 20, установленной на оси 21 и нагруженной перемещаемым по рычагу 22 противовесом 23.

Приводной ролик 12 (фиг. 2) через цепную передачу 24 и привод 25 связан с двигателем М1 постоянного тока ПЛ 062 ( N 120 Вт, n 2700 об/мин). К ролику 12 примыкает обрезиненный ролик 13, нагруженный пружинами 26, на оси которого установлен эксцентрик 27.

Привод 25 посредством цепной передачи 28, равной двум, связан с приводными валами 29 и 30 обгонного механизма 31 узла 3 транспортирования. Над приводным валом 29, образуя подающий механизм, установлен прижимной ролик 32, опирающийся на рычаг 33 оси 34 мерной подачи материала и управляемый кулачком 35 распределительного вала 36, получающего вращение через привод 37 от асинхронного двигателя М2 марки 4АА56В4У3 ( N 180 Вт, n 1420 об/мин). Приводной вал 30 в паре с установленным над ним роликом 38 образуют механизм выдачи пакетов. Ролик 38 опирается на рычаг-прерыватель 39, управляемый кулачком 40.

Кулачок 41 распредвала 36 через закрепленные на оси 42 рычаги 43 управляет вертикальными перемещениями колонок 44 траверсы 45 узла 4 сварки. Колонки 44 размещены в направляющих 46 (фиг. 3), закрепленных на основании 47, несущем опору 48, над которой аксиально смонтирован прижим 49. В сопрягаемых опоре 48 и прижиме 49 выполнены продольные пазы 50 (фиг. 4) под нагреватель 51 нихромовую проволоку марки Х20Н80 ФО, 8 мм, закрепленную на траверсе 45 через тепловой пружинный компенсатор 52 и связанную с токосъемником посредством кулачка 53 распредвала 36. Опора 48 и прижим 49 выполнены полыми и сообщаются с магистралью 54 подачи охлаждающей воды. Прижим 49 свободно за фланцы штуцеров 55 подвешен на траверсе 45, которая оснащена регулируемым упором 56.

Кулачок 57 (фиг. 2) распредвала 36 кинематически связан с осью 58, на которой укреплены захватные рамки 59 узла 5 укладки готовых пакетов на стол 60, а кулачок 61 связан со счетчиком.

В исходном положении рулон материала установлен в держателе 6. Ролик 13 рукояткой посредством эксцентрика 27 отведен в крайнее верхнее положение. Рычаг 43 находится в крайнем верхнем положении и через колонки 44 удерживает траверсу 45 вверху, при этом прижим 49 свободно висит на фланцах вкрученных в него штуцеров 55. Вода в полостях опоры 48 и прижима 49 циркулирует постоянно. Рычагами 33 и 39 ролики 32 и 38 соответственно отведены вверх, образуя зазоры над неподвижными приводными валами 29 и 30.

Рамки 59 узла 5 укладки отведены к столу 60. Усилие прижима тормозной колодки 20 рулонодержателя 6 регулируется перемещением противовеса 23 по рычагу 22 для выбора оптимального натяжения разматываемого материала без складок. Перемещением по штанге 10 нож 11 устанавливается на ширине изготавливаемых пакетов или поворотом вокруг штанги 10 убирается с траектории полотна, если пакеты изготавливаются шириной исходного материала.

Работает устройство следующим образом. Сматываемый материал с рулона пропускают через обводные ролики 7, 8, 9 и заправляют в зазор между роликами 12 и 13. При этом подпружиненный нож 19 размещается между слоями рукавного материала для последующей автоматической резки или без таковой в качестве разделителя слоев полурукавной заготовки. Далее материал огибает втулку 16 рычага 15 и подается в зазоры между валом 29 и роликом 32 подающего механизма, валом 30 и роликом 38 механизма выдачи. После этого вручную эксцентриком 27 опускают ролик 13 на приводной ролик 12, к которому своим весом и усилием пружин 26 материал прижимается для размотки без проскальзывания.

При включении двигателей М1 и М2 приводами 25 и 37 пара роликов 12,13 разматывает рулон и протягивает пленку, которая образует петлю под действием веса рычага 15, т.к. подающая пара вал 29 и ролик 32 разомкнута, а вращением кулачка 41 осью 42 поворачиваются рычаги 43 и освобождаются колонки 44, которые опускаются под действием веса траверсы 45. Прижим 49 останавливается опорой 48, зажимая в пазах 50 материал, а траверса 45 продолжает движение вниз, перемещая разогретый нагреватель 51, который сигналом от выключателя 17 подключен к токоприемнику. Нагреватель 51 расплавляет зажатую в пазу 50 пленку и разделяет ее, образуя два сварных шва. Далее нагреватель 51 опускается в пазу 50 опоры 48, где останавливается, т.к. упоры 56 траверсы 45 устанавливаются на прижиме 48, и обесточивается от управляющего воздействия кулачка 53 на токосъемник.

Дальнейшим вращением распредвала 36 от кулачка 41 через ось 42 рычагами 43 траверса 45 колонками 44 поднимается вверх, при этом прижим 49 неподвижен

сваренные швы замедленно охлаждаются. Рамки 59 узла 5 укладки осью 58 воздействием кулачка 57 поворачиваются к узлу 4 сварки.

Затем траверса 45 встречает на своем пути фланцы штуцеров 55 и посредством последних захватывает вверх прижим 49, размыкая сварочный объем пазов 50 происходит атмосферное охлаждение сварных швов.

Воздействием кулачка 61 вырабатывается управляющий сигнал на счетчик пакетов. При этом рычаги 33 и 39, поворачиваясь, освобождают ролики 32 и 38, которые зажимают разделенные сваркой части материала на приводных валах 29 и 30, готовый пакет валом 30 и роликом 38 выдается на рамки 59, которые от кулачка 57 осью 58 поворачиваются к столу 60, где и укладываются в стопу, а валом 29 и роликом 32 материал ускоренно выбирается из петли накопителя и подается под освободившиеся вал 30 и ролик 38 со скоростью, равной скорости вращения.

Рычаг 15 при этом возвращается в исходное верхнее положение, где нажимает на конечный выключатель 17, сигнал с которого подключает нагреватель 51 к источнику тока.

Далее цикл работы повторяется. Таким образом, материал через узел 2 размотки подается постоянно и равномерно, что исключает динамические нагрузки, а через транспортирующий узел 3 дискретно ускоренно.

Когда материал израсходован и в случае неполадок в узле 4 сварки рычаг 15 опускается до контакта с конечным выключателем 18, сигналом с которого отключается устройство.

Длину изготавливаемых пакетов регулируют изменением скорости подачи материала под узел 4 сварки и времени работы обгонного механизма, т.е. продолжительностью отведения рычага 33 от прижимного ролика 32.

Практически длина изготовляемых пакетов регулируется в диапазоне 100-150 мм, а ширина устанавливается от 80 до 500 мм. Технология сварки отработана на пленке толщиной 15-80 мкм.