CN113165758A - 包装机及产品包装方法 - Google Patents

Abstract

使用可拉伸薄膜的产品包装机(1)，包括：分配单元(9)，用于分配一部分连续的所述可拉伸薄膜；以及，后夹持单元(8)，用于与所述分配单元(9)配合，在包装机(1)内部的包装区域(3)内，沿操作方向(B)展开所述部分的所述可拉伸薄膜；还包括两个侧夹持单元(11、12)，两个所述侧夹持单元可沿横切于操作方向(B)的方向(F1)上彼此相对地及彼此远离地移动，侧向地夹持可拉伸薄膜，并将可拉伸薄膜置于待包装产品(10)的下方；每个所述侧夹持单元(11、12)包括多个夹持器，每个夹持器(13)具有上钳部和下钳部，其中，所述上钳部或所述下钳部中的至少一个包括接触面(14A、15A)，所述接触面用于与所述可拉伸薄膜相互作用，所述接触面沿操作方向(B)的宽度(D)大于50mm。

Description

包装机及产品包装方法

本发明涉及一种使用可拉伸薄膜包装产品的包装机，该包装机配备侧向夹持可拉伸薄膜的侧夹持单元。

例如，在超市内，众所周知地，自动包装机被用于包装食品，特别是新鲜食物如肉、鱼、水果和蔬菜或美食。这种包装机接收由操作员预先准备并放置在由纸板、发泡聚苯乙烯或其他类似材料所制成的托盘上的进料产品，并使用可拉伸的透明膜包裹产品，以便产品可在陈列在架子上或者冰箱展示窗中。

文档EP0619227A1公开了一种包装机，其中，在包装放置在托盘上的产品时，由卷轴进给的可拉伸薄膜在四个方向上保持。前分配器和后夹持器保持薄膜，并沿薄膜从卷轴及两个单元上展开的方向的两个相反方向起作用，这两个单元上设有侧夹持器，侧夹持器横向设置，以横切于薄膜展开方向的方向夹持薄膜。装有产品的托盘被放在升降机上，提升到预设的高度，以使产品在张力下接触薄膜，然后两个侧夹持单元将薄膜的下垂部分置于产品下方。薄膜的后翼被后夹持器折叠至托盘的下方，而前翼则在托盘随后移动至包装机的出口区域的过程中，由设置于前分配器上方的前折叠器进行折叠。

后夹持器相对于前分配器的循环开始位置决定了机器可以包装的托盘尺寸。为了包装比前一周期中被包装的托盘长度更小的托盘，在新包装周期开始时，在控制单元的指令下，后夹持器以预设长度接近前分配器。后者从设置于包装机入口区域的传感器接收待包装的新产品的尺寸信息，该传感器在包装周期开始时检测产品的存在和尺寸。

如今，超市需要满足消费者的一种需求，即按较少的份量来包装少量的新鲜食物，以便每份包装被打开后，恰好能被两个人或者一个人全部食用。

EP0619227A1中公开的这种包装机对后夹持器相对于前分配器的循环起始位置有几何限制，在该几何限制的基础上，EP0619227A1中的机器可将产品包装在侧边最小长度为130mm的托盘上。

在已知的机器中，当侧夹持器已将薄膜折叠产品下方后，侧夹持器被打开，以便释放薄膜并且允许后折叠器执行随后的折叠步骤。可拉伸薄膜不能正确地从侧夹持器上分离并非罕见，这意味着由于可拉伸薄膜的非预期拉动导致了包装变形；或者，因为可拉伸薄膜被撕裂，或者，因为薄膜缠绕在机器的内部零件上，迫使机器停止释放被卡住的薄膜。

本发明的一个目的是对包装机的侧夹持单元进行结构改进，该包装机使用可拉伸薄膜来包装产品，其类型为人所熟知，例如，EP0619227A1中所公开的类型。

本发明的进一步的目的是提供一种侧夹持单元，该侧夹持单元的形状使得使用可拉伸薄膜的包装机能够包装侧边长度小于130mm的托盘，例如，可提供单人份量或双人份量的托盘。

另一个目的是为使用可拉伸薄膜的包装机提供一种夹持单元，该夹持单元具有与已知机构相比相对简单的结构且易于维护。

另一个目的是提供一种使用可拉伸薄膜的包装机，该包装机使得承载产品的托盘能够被自动包装，且能够包装相对较大广泛的托盘，特别是用于单人份量或双人份量的托盘。

进一步的目的是提供一种侧夹持单元，该侧夹持单元使得可拉伸薄膜在折叠到产品下方后可被安全释放，并且抑制甚至消除薄膜仍然粘附在侧夹持单元上的风险。

这些目的和其他目的通过本发明的包装机来实现，该包装机配备如权利要求书所限定的侧夹持单元。

参考附图，可以更好地理解和实施本发明，这些附图以非限制性示例的方式示出了本发明的实施例，其中：

图1为没有防护装置的包装机的透视图；

图2为图1中的包装机的局部俯视图，示出了后夹持单元、分配单元和两个侧夹持单元；

图3为分配单元和两个侧夹持单元的局部透视图；

图4为图1中的包装机配备的贴标装置的透视图。

图1中展示了一种包装机1，用于使用可拉伸薄膜来包装产品，例如食品，特别是新鲜食品，诸如肉、鱼、水果和蔬菜或美食。此处所示的包装机1没有防护装置，是自动类型的，即接收待包装的进料产品，例如由操作员准备并放置在纸板、膨胀聚苯乙烯或其他类似材料制成的托盘上的新鲜食品，并提供出料产品——新鲜食品以及附带的托盘——被透明的可拉伸薄膜所包裹，薄膜上贴有标签。这样，在食品店或超市内，通过使用包装机1，操作者可以从包装机1中取出包装好且已贴好标签的产品，并将包装好且已贴好标签的产品放在架子上或冰箱的展示窗口中向顾客展示，节省了大量时间。

包装机1包括：入口区域2，操作员在此区域放置待包装的产品10，例如放置在托盘上的新鲜食品；内部或包装区域3，产品在其中被包裹于可拉伸薄膜中；标签区域4；以及，出口区域5，该区域接收包装好并贴好标签的产品10，等待操作员取走。

出口区5和入口区2位于包装机1的同一侧，例如在包装机的前侧，这将使得一个操作员即能够向包装机1提供要包装的产品，还能接触已包装的产品，例如将已包装的产品装载到托架上，然后将已包装的产品送到商店中相应的陈列区。

包装机1包括不同的单元或组，这些单元或组执行不同任务但彼此交互，例如EP0619227A1中公开的单元或组。

在包装机1的进口处有供应单元20，供应单元29包括：称重单元21，用于对产品10称重；以及，传送带式输送装置22，用于沿供应方向A输送产品10。搁置元件23被***至输送装置22的传送带之间，为机器1的入口区域2中的产品10限定支撑面。搁置元件23直接连接至位于输送装置22的传送带下方的称重装置21的秤24上，以检测产品10的重量。传送带上设有托架25，这些托架25彼此对齐，在传送带的上部分支的推进过程中，推动滑动地放置在搁置元件23上的产品10，从入口区域2移动至中心区域3，即包装机1的中心。此外，在产品10沿供应方向A前进的过程中，托架25诱导产品10平行于托架排列，其中产品10的一侧平行于由托架25限定的推力面。换言之，托架25使得产品10的托盘能够被摆正，以便于包装。这对操作员来说非常方便，因为产品可以沿任何方向放置于入口区域2中，所以操作员不必特别在意如何将产品10放置在输送装置22上。

入口区域2进一步还包括图中未示出的激光传感器，该激光传感器用于检测产品10的长度、宽度和高度，并将这些数据传输到包装机1的计算机中，该计算机根据检测到的尺寸调整相关单元。

输送装置22的传送带将产品10(由称重装置21称重并由传感器测量)传送至包装机1内部提供的升降机，该升降机的类型为人们所熟知的，因此，图中未示出且未详细公开。升降机执行将产品10从传送带的高度提升到包装高度的功能。升降机包括多个支架，这些支架部分地***输送装置22的末端区域中的一条传送带和另一条传送带之间。例如，升降机可以包括四个支架。当待包装托盘的长度小于机器1可包装的最大长度时，根据待包装托盘的尺寸调节距离出口区域5较远的一个或两个支架，以防止它们干扰待包装机1的其他部件。

在每个支架上安装了多个可降低的支撑件；这些支撑件通常是垂直的且排列成一行，具有用于支撑产品10的凸出上表面；且这些支撑件最初设置于在理想平面的下方，该理想平面包括输送装置22中的传送带的上部分支，这样可以避免干扰到达的产品10。支架上还可以安装多排可降低的支撑件。

升降机由电动机通过传送带和滑轮传动装置垂直驱动，固定在直线导轨上的滑块被连接至传送带上。与通常用于已知类型的包装机(例如在EP0619227A1中已知的包装机)上的升降机上所使用的由电机驱动的螺钉和螺母驱动器不同，本类型的驱动器能够以较低的安装功率获得所需的升降速度，并降低升降机的噪声。

在升降机将托盘提升到包装高度的同时，可拉伸薄膜在分配单元9和后夹持单元8之间的内部区域3中延伸。因此，当托盘到达提升位置时，产品10的上表面与已经准备好包装的可拉伸薄膜相遇。

分配单元9用于为分配一部分连续的可拉伸薄膜，且后夹持单元8用于与分配单元9配合，在包装机1内部的包装区域3中，沿操作方向B展开这份可拉伸薄膜。

在该区域中，除了后夹持单元8和分配单元9以外，还有两个侧夹持单元11和12。侧夹持单元11和12中均包括多个夹持器13，这些夹持器13彼此相同，并排放置；特别地，侧夹持单元11和12中均包括六个夹持器。每个夹持器13均包括上钳部14和下钳部15。当分配单元9在内部区域3中拉伸薄膜时，薄膜的侧翼***下钳部15和上钳部14之间，侧夹持器13处于打开状态的位置，该位置未在图中标示。侧夹持单元11和12通过夹持器13侧向地夹持薄膜，其中夹持器13处于如图3所示的闭合状态，并将夹持器13夹持的薄膜的各个侧翼放置在待包装产品10的下方，产品10被提升至侧夹持器上表面的最高包装高度。

为此，侧夹持单元11和12在沿与操作方向B横切的方向Fl上，可以彼此相对地移动和彼此远离地移动。夹持单元11和12均配备有相应的托架71、72，托架71、72可沿相同的导轨77移动，并固定至同一传送带73的分支上；以及，传动***70，由包装机1的计算机控制，其中传送带73缠绕两个传动轮74和75，驱动电机74由配备逆变器的电机76驱动。特别地，如图3右侧所示，夹持单元11被安装到传送带73的上部分支，并且，参照图3的左侧，夹持单元12被安装到同一传送带73的下部分支，与夹持单元11的距离等于逆向前进或后退行程的一半。因此，仅通过传送带73在沿F1的两个方向的其中一个方向上运动，即可实现两个夹持单元11和12的同步运动。

与通过单个引导体内(该引导体由EP0619227A1中提供的相应电动机引导的相应环形螺钉进行引导)的两个可移动机构实现的侧夹持单元的驱动***相比，侧夹持单元11和12的驱动***同样有效，但结构更简单和成本更低廉，因此，包装机1也变得相对地易于制造和维护。

每个上钳部(upper jaw)14和下钳部(lower jaw)15均具有各自相应的接触面14A和15A，该接触面用于与夹持器13保持的可拉伸薄膜进行交互作用。接触面14A和15A中的至少一个，其沿操作方向B的宽度D大于50mm。

将上接触面的宽度D调整为50mm，可以确保足够宽的接触区域，使可拉伸薄膜上侧向拉力的载荷分布良好，抑制应力集中，从而防止可拉伸薄膜发生不符预期的局部变形，避免包装上产生褶皱或者可拉伸薄膜上出现撕裂点。

特别地，两个接触面14A和15A中的至少一个，其宽度在51mm和60mm之间，且更为具体地，其取值为57mm。侧夹持器采用这一宽度，在可包装托盘的最大尺寸相同的情况下，可以设置少于7个(即6个)的侧夹持器，这就减少了机器1相对于已知机器的部件数量，从而显著地减少了生产时间，降低了机器成本。

例如，将具有该宽度的接触面设置于下钳部15中。以这种方式，可以采用比下钳部宽度更小的上钳部，在薄膜折叠到产品下方后，可拉伸薄膜更易于从侧夹持器上分离，同时，还可保持夹持器和可拉伸薄膜之间的充分接触面，以便于横向拉伸和正确折叠。通过这种方式，当后夹持单元前进至分配单元折叠薄膜的后翼并将产品推动到出口区域3时，可降低可拉伸薄膜仍然粘着在侧夹持器上的风险。例如，在一个实施例中，如果下钳部的接触表面是57mm宽，则上钳部上的接触表面可以是45mm宽。

侧夹持器13的尺寸大于50mm，与已知类型的包装机(如EP0619227A1中所公开的)相比，扩大了可包装的托盘尺寸范围，并且能保持对可拉伸薄膜的横向拉力的控制，防止不符合预期的局部过度拉伸应力。

事实上，由于接触面的尺寸，即使仅驱动两个相邻的侧夹持器13侧向地夹持薄膜，即能使可拉伸薄膜包裹尺寸为——长x宽x高——100mm x 100mm x 10mm或80mm x 80mmx10mm的托盘。这显著地增加了包装机1可以包装的产品的尺寸范围，从而满足可包装小份量产品的需求。

一种可由包装机1执行的包装方法，包括步骤：分配一部分连续的可拉伸薄膜，并在包装机1内部的包装区域3沿操作方向B展开这部分可拉伸薄膜；还包括步骤：侧向夹持可拉伸薄膜，将薄膜置于待包装产品10的下方，其中侧向夹持可拉伸薄膜包括仅在每侧相邻的两个侧夹持器之间夹紧薄膜。

通过这种方法，扩大了可以包装的托盘的尺寸范围，其尺寸扩展方向更多地偏向于较小的尺寸。

夹持单元8包括后夹持器(在图3中不可见)，该后夹持器设置于由后折叠器81限定的平面下方。后夹持单元8可沿操作方向B移动，该操作方向B横切于包装机1的供应方向A。当可移动的后夹持器处于前进位置时，它夹持离开分配单元9的可拉伸薄膜的头端，并缩回，通过处于打开状态的侧夹持器13使可拉伸薄膜在内部区域3中延伸；可拉伸薄膜从安装至包装机1的卷轴6(图1)上被展开。在后夹持器前进到分配单元9的过程中，后夹持器81将薄膜折叠到产品10的下方，推进器82将产品10推到标签区域4。

后夹持单元8包括托架83，该托架83由电机驱动并由机器的计算机通过带有传动带和传动轮(未显示)的***进行控制。这种驱动方式也使得机器结构更简单且易于维护。

当产品10靠近分配单元9时，由已知类型的切割装置切割薄膜，在产品10前进期间，该薄膜的前翼由前折叠器折叠在产品10的下方，该前折叠器也是已知类型。

产品10之后到达一个加热面7，该加热面将折叠在下面的膜瓣固定在一起。这里存在标签单元40，标签单元40将标签60(例如粘合剂标签)张贴至产品10上，标签60上有预定义信息和/或由操作员通过与计算机连接的屏幕30所选择的信息。

若存在的传感器检测到预设位置存在已包装的产品10时，标签60将被自动张贴。

贴标单元40包括：贴标机41，已知装置；以及，施用装置42，该施用装置42将标签60从贴标机41上取走并将标签60张贴至下方的产品10上。

施用装置42包括第一臂44，该第一臂44基本水平，且平行于贴标机41的具有出口53的那个侧面，由贴标机41打印的标签60从该出口53离开。

第一臂44配备有头板54，该头板54支撑施用垫52，例如，施用垫52是可变形类型，以便在产品表面按压时适应该产品表面的构造；垫子52位于出口53上方。

可变形垫52可配置有抽吸元件，该抽吸元件装配在头板54上，通过抽吸动作捕获标签。

第一臂44由第二臂43支撑，第二臂43也基本上处于水平状态，且平行于贴标机41的第二侧面，其中第二侧面基本上正交于第一侧面。

施用装置42还包括基本垂直的第三臂48，第三臂48支撑第二臂43，并将第二臂43连接至包装机1的框架上。用于支撑贴标机41的支撑板55进一步固定到第三臂48上。第三臂48还支撑移动装置；该移动装置用于移动施用装置42，根据施用方向V，在顶部搁置位置和与产品10接触的施用位置之间，向上和/或向下地移动第二臂43和第一臂44。该移动装置包括一对传动轮47，在传动轮47上缠绕有由电动机46驱动的传送带45。第二臂43连接到传送带45，并沿着与传送带45正交的导轨移动，导轨56平行地安装在第三臂48上。

支撑板55进一步支撑风扇49，该风扇49的出风端连接到锥形的出口导管50，以便由此形成的风扇回路能够在贴标机41的出口端53下方形成风刃。该风刃能够在可变形垫52到达标签60之前所需的时间内支撑标签60。

当已包装好的产品10位于出口53下方时，可变形垫52捕获标签60并将标签60按压在产品10的表面上。第二臂43和第一臂44被向下驱动一个高度，该高度基于在入口区域2中检测到的产品的高度而计算得出。

归功于标签单元40，产品10离开包装机1时已附贴有标签，该标签上具有包装信息和其它可由操作员选择的信息。到达出口区域后，产品10等待被放置于商店货架上。

施用装置42可被应用于具有基本水平的出口的任一种贴标机。在一个未示出的实施例中，第一臂44和第二臂43的长度可调节，以便能适用于侧边尺寸不同的不同类型的贴标机。

Claims (6)

1.产品的包装机(1)，用于使用可拉伸薄膜打包产品，包括：分配单元(9)，被设置用于分配一部分所述连续的可拉伸薄膜；以及，后夹持单元(8)，被设置用于与所述分配单元(9)配合，以在所述包装机(1)内部的包装区域(3)内沿操作方向(B)展开所述可拉伸薄膜的所述部分；还包括两个侧夹持单元(11、12)，两个所述侧夹持单元可沿横切于所述操作方向(B)的方向(F1)上彼此相对地及彼此远离地移动，侧向地夹持可拉伸薄膜，并将可拉伸薄膜置于待包装产品(10)的下方，每个所述侧夹持单元(11、12)包括多个夹持器，每个夹持器(13)具有上钳部和下钳部，其特征在于，所述上钳部或所述下钳部中的至少一个钳部包括接触面(14A、15A)，所述接触面用于与所述可拉伸薄膜相互作用，所述接触面沿所述操作方向(B)的宽度(D)大于50mm。

2.根据权利要求1所述的包装机(1)，其中所述宽度(D)在51mm及60mm之间，特别地，等于57mm。

3.根据权利要求1或2所述的包装机(1)，其中所述接触面(14A、15A)设置于所述下钳部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的包装机(1)，其中所述的多个夹持器仅由6个夹持器组成。

5.产品的包装方法，用于使用可拉伸薄膜包装产品，其中，分配一部分所述连续的可拉伸薄膜的，并在包装机(1)内部的包装区域(3)内，沿操作方向(B)展开所述部分的所述可拉伸薄膜，还包括：侧向夹持可拉伸薄膜，并将可拉伸薄膜置于待包装的产品(10)的下方，其特征在于，所述侧向夹持包括：在薄膜的每侧，仅在两个侧夹持器(13)之间夹持所述薄膜。

6.根据权利要求5所述的包装方法，其中每个所述的侧夹持器(13)包括至少一个接触面(14A、15A)，所述接触面被设置用于与所述可拉伸薄膜相互作用，且所述接触面沿所述操作方向(B)的宽度大于50mm。

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