УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИВАРИВАНИЯ ЗАСТЕЖКИ НА УПАКОВОЧНОЕ ПОЛОТНО

Предложение относится к области машиностроения, а именно, к упаковочной технике и может применяться в отраслях промышленности, использующих автоматы для упаковки различных изделий в пакеты из рулонного термосклеивающегося материала.
Более конкретно, заявляемое техническое решение относится к вспомогательным устройствам для выполнения операций с упаковочными материалами, а именно, к устройствам для встраивания элементов для вскрытия упаковок, например, застежек, расположенных внутри пакета.
В число требований, предъявляемых к товарной, потребительской таре, входит не только максимально надежная защищенность упаковываемого продукта, что, безусловно, важно с практической точки зрения, но и простота в обращении с тарой, как в процессе транспортировки, так и при использовании. Для удобства обращения с тарой при использовании она снабжается различными вскрывающими приспособлениями, облегчающими доступ к содержимому тары.
Из уровня техники известно приспособление для вскрытия упаковочной емкости пакета, содержащее вытяжной язычок, выступающий из емкости, приваренной к разрывной ленте, которая размещена на части запечатывающего ребра между соединенными слоями упаковочного материала (см. авторское свидетельство SU №1658815, В 65 D 5/70, 1991 г.).
Данное приспособление не обладает достаточной герметизирующей надежностью. При продолжительном хранении это приводит к порче продуктов, ухудшению их потребительских свойств и качеств, что увеличивает безвозвратные потери.
Известно также устройство для запечатывания гребня контейнера со щипцовым верхом, преимущественно в составе упаковочной машины, производящей тару в виде коробок со щипцовым верхом, включающее сваривающие губки, перемещающиеся друг к другу и создающие усилие для образования и запечатывания гребня (см. патент RU №2166468, В 65 В 51/14, 2001 г.).
Коробки со щипцовым верхом известны на протяжении большей части двадцатого столетия. Свойственная им простота и способность повторно запечатываться позволили им сохранить популярность в качестве контейнеров для упаковки, как жидких пищевых продуктов, так и для упаковки штучного товара.
Недостатком устройства для запечатывания такой тары является то, что такая застежка в идее гребня имеет тенденцию к разделению в зоне под основным горизонтальным сварным швом, сам процесс сварки гребня потребляет много времени и этим ограничивает производительность упаковочной машины.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является материал, способ и оборудование для изготовления пакета с возможностью повторного закрывания, при этом оборудование включает установленные на корпусе, механизм протяжки застежки, отрезной механизм, установочный элемент и средство для приваривания застежки, при этом застежка выполнена в виде ленты (см. патент US №4909017, В 65 В 61/18, 1990 г.).
Данное устройство, выполненное в составе упаковочной машины, позволяет изготавливать упаковку, снабженную застежкой многократного открывания-закрывания, состоящей из двух сцепленных между собой полосок замковой ленты.
Однако, поскольку полоски замковой ленты привариваются к упаковочному полотну в две стадии, на разных этапах технологического процесса, то вторая стадия приварки ленты производится к уже
сформированному пакету на достаточно узком участке полотна. Из-за инерционности размоточного механизма непрерывной подачи пленки замковая лента на второй стадии сварки может оказаться не напротив сварочной губки, и может быть приварена со смещением относительно высоты сформированного пакета. Это снижает прочность сварки, и как следствие, снижает надежность замкового соединения.
Технический результат предложения заключается в создании устройства для приваривания застежки на упаковочное полотно, преимущественно в составе упаковочной машины, простого по конструкции, удобного и надежного в производственном процессе, при этом полученная упаковка продукта должна быть удобной при многократном использовании потребителем, сохранять качества упакованного продукта в условиях длительного хранения за счет прочного фиксирующего соединения застежки и равномерной герметизации, а упаковочная машина с этим устройством должна обладать высокой производительностью.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для приваривания застежки на упаковочное полотно, содержащем, установленные на корпусе, механизм протяжки застежки, отрезной механизм, установочный элемент и средство для приваривания застежки, причем застежка выполнена в виде двух, сцепленных между собой полосок замковой ленты, согласно предложению, механизм протяжки застежки включает приспособление с фиксирующими элементами, установленными с возможностью вращения на заданное число оборотов, для подачи застежки на направляющие элементы, а затем на поворотный узел, смонтированный с возможностью периодического поворота, при этом отрезной механизм имеет возможность возвратно-поступательного перемещения в направлении между направляющими элементами и поворотным узлом, а средство для приваривания застежки размещено в плоскости параллельной плоскости приема застежки, поступающей от поворотного узла, и установлено с возможностью перемещения в вертикальном направлении.
При этом застежка выполнена, по существу, в виде «зип»-ленты из гибкой пластмассы, при этом на одной из ее полосок предусмотрен выступ, обращенный к другой полоске, на которой, в свою очередь, выполнен ответный паз, обращенный к выступу, причем выступ и паз имеют такие размеры, что после введения выступа в паз, выступ фиксируется защелкиванием в пазу. Причем фиксирующие элементы механизма протяжки застежки выполнены в виде вращающихся на осях и прижимаемых друг к другу шестерен, входящих в зацепление друг с другом при возвратно-поступательном движении одной из них от пневматического привода. При этом направляющие элементы механизма протяжки застежки выполнены в виде прямолинейных планок, поворотный узел механизма протяжки застежки выполнен в виде, вращающегося на осях, элемента с пазами на его противоположных сторонах, снабженными каналами для отсоса воздуха, а установочный элемент выполнен в виде бесштокового цилиндра, снабженного ручным приводом от рукоятки. Также устройство снабжено тормозом остановки упаковочного полотна.
Наличие отличительных признаков, а именно, выполнение механизма протяжки застежки с фиксирующими элементами, установленными с возможностью вращения на заданное число оборотов, для подачи застежки на направляющие элементы, а затем на поворотный узел, смонтированный с возможностью периодического поворота, выполнение отрезного механизма с возможность возвратно-поступательного перемещения в направлении между направляющими элементами и поворотным узлом, размещение средства для приваривания застежки в плоскости параллельной плоскости приема застежки, поступающей от поворотного узла, и выполнение его с возможностью перемещения в вертикальном направлении, выполнение фиксирующих элементов механизма протяжки застежки в виде вращающихся на осях и прижимаемых друг к другу шестерен, входящих в зацепление друг с другом при возвратно-поступательном движении одной из них от пневматического привода, выполнение направляющих элементов
механизма протяжки застежки прямолинейных планок, выполнение поворотного узла в виде, вращающегося на осях, элемента с пазами на его противоположных сторонах, снабженными каналами для отсоса воздуха, а установочного элемента в виде бесштокового цилиндра, снабженного ручным приводом от рукоятки, и наличие тормоза для остановки упаковочного полотна, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства с основными узлами и деталями; на фиг.2 представлен вид А, то есть общий вид устройства сбоку; на фиг.3 представлен корпус устройства со сварочной губкой; на фиг.4 изображен вид Б, то есть вид корпуса снизу; на фиг.5 представлен общий вид механизма протяжки застежки; на фиг.6 - вид В, то есть вид механизма протяжки застежки снизу; на фиг.7 - вид Г, то есть вид механизма протяжки застежки сбоку; на фиг.8 представлен общий вид отрезного механизма; на фиг.9 изображен общий вид установочного элемента; на фиг.10 схематично представлен общий вид упаковочной машины модели «ПИТПАК-М».
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
В предложенном варианте устройство для приваривания застежки на упаковочное полотно установлено в фасовочно-упаковочной машине модели «ПИТПАК-М». Универсальный высокопроизводительный вертикальный автомат «ПИТПАК-М» (фиг.10) предназначен для точного дозирования и упаковки широкого ассортимента мелкого, сыпучего, гранулированного, кристаллического и штучного товара в трехшовные пакеты. Машина производит расфасовку продуктов в герметичные упаковки, сформированные из полотна упаковочного материала, например, полипропиленовой пленки.
Конструкция машины обеспечивает работу в двух режимах: автоматическом и ручном.
Машина состоит из сварного каркаса, на котором смонтированы следующие основные узлы: устройство подачи упаковочного материала, заявляемое устройство приваривания застежки на упаковочное полотно, формирователь, включающий трубу и воротник, формирующие из упаковочного материала рукав, устройство для протяжки рукава, продольная сварочная губка, поперечные сварочные губки с разрезающим ножом, защитный кожух и распределительный шкаф с управляющей панелью. Сверху каркас закрыт плитой, на которой установлены и закреплены дозаторы. Привод механизмов электрический и пневматический. Управление механизмами производится с помощью контроллера.
Общий вид заявляемого устройства приваривания застежки на упаковочное полотно представлен на фиг.1, 2.
Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде монтажной конструкции, предназначенной для закрепления на нем основных узлов и деталей заявляемого устройства (фиг.3, 4). Сварочная губка 2, установлена на корпусе 1 с возможностью перемещения в вертикальном направлении и размещена в плоскости, перпендикулярной плоскости подачи упаковочного полотна (фиг.3, 4).
Для подачи в устройство застежки, а по существу, «зип»-ленты в виде сцепленных между собой двух половинок застежки, имеющей бесконечную длину и смотанной на бобине, а по существу, держателе «зип»-ленты (бобина на чертежах не показана) на корпусе 1 выполнен механизм протяжки застежки (фиг.5, 6, 7). Механизм протяжки застежки включает две шестерни 3 и 4, установленные на валах и находящиеся в зацеплении между собой, при этом шестерня 4 имеет пневматический привод 5, позволяющий шестерням 3, 4 выходить из зацепления друг с другом. Шаговый электрический двигатель 6 придает шестерням 3, 4 вращательное движение, позволяя вращаться на определенное число оборотов. Соосно шестерням 3, 4
на этих же валах закреплены подающие ролики 7, имеющие по наружному диаметру рифление и осуществляющие подачу сцепленных между собой полосок застежки в направляющие элементы 8, выполненные в виде прямолинейных планок. Затем по ходу подачи застежки на корпусе 1 выполнен поворотный узел, включающий элемент 9, установленный с возможностью поворота от поворотного пневматического цилиндра 10. При этом элемент 9 имеет параллельные друг другу плоскости, в которых выполнены пазы для приема ленты застежки от направляющих элементов 8. В пазах элемента 9 предусмотрены каналы для отсоса воздуха, вследствие чего лента застежки удерживается в пазу элемента при его повороте на 180°.
Для разрезания сцепленных между собой полосок застежки на заданные по длине отрезки, на корпусе 1 выполнен отрезной механизм (фиг.8). Отрезной механизм резки состоит из ножа 11, снабженного пневматическим приводом 12.
На корпусе 1 также установлен установочный элемент, который предназначен для выставления отрезанных полосок застежки по ширине упаковочного полотна, например, полотна пленки (фиг.9). Установочный элемент выполнен в виде бесштокового цилиндра 13, снабженного ручным приводом от рукоятки 14 и расходомером 15. На бесштоковом цилиндре 13 закреплены три платформы 16, установленные с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, предназначенные для размещения на них основания механизма протяжки застежки.
Также на корпусе 1 установлен тормоз 17, снабженный приводом и предназначенный для мгновенной остановки упаковочного полотна.
Заявляемое устройство дополняет вышеуказанный держатель «зип»-ленты, установленный на упаковочной машине, включающий рулон «зип»-ленты, намотанный на бобину, и систему датчиков для подачи сигналов о том, что рулон «зип»-ленты закончился (аварийный сигнал окончания ленты) или вот-вот закончится (предупреждение об окончании «зип»-ленты).
Устройство работает следующим образом.
Из держателя «зип»-ленты, сцепленные между собой половинки застежки, заправляют между подающими роликами 7 механизма протяжки застежки. В зависимости от ширины будущего пакета на упаковочном полотне пленки с помощью установочного элемента посредством рукоятки 14 задают, фиксируя на расходомере 15, размер поля, на которое будет приварена застежка. Далее работа идет в автоматическом режиме.
Пневматический привод 5 механизма протяжки застежки вводит в зацепление шестерни 3 и 4, осуществляя затяжку между подающими роликами 7 заправленной между ними ленты застежки. Шаговый электрический двигатель 6 подает ленту застежки через направляющие планки 8 в поворотный узел 9. Нож 11 отрезного механизма отсекает заданную длину застежки, и полученный отрезок удерживается в пазу поворотного элемента 9 с помощью разрежения воздуха. Поворотный элемент 9 при помощи поворотного пневматического цилиндра 10 поворачивает на 180° отрезанный кусок застежки, совмещая его с плоскостью подачи упаковочного полотна.
Сварочная губка 2, закрепленная на корпусе 1, приваривает отрезанную полоску застежки к упаковочному полотну пленки. При этом полотно пленки перемещается в направлении стрелки (фиг.2), что обеспечивается размоточным узлом механизма подачи упаковочного материала, установленного на упаковочной машине. Это перемещение полотна фиксируется тормозом 17, который прижимает его к площадке корпуса 1 и устраняет смещение, возникающее из-за инерционных свойств размоточного узла.
На этом работа устройства закончена.
После этого полотно пленки вместе с приваренным отрезком застежки подают в блок формирователя пакета упаковочной машины, таким образом, что отрезок застежки из двух сцепленных между собой полосок оказывается
приваренным одной полоской к внутренней поверхности полотна, поданного на формирование пакета.
Вторую полоску застежки приваривают к внутренней поверхности уже сформированного пакета поперечной сварочной губкой, установленной на упаковочной машине, причем эта же сварочная губка одновременно производит отрезку сформированного пакета, отделяя его от упаковочного полотна. Таким образом, одна половина застежки оказывается приваренной к одной стороне пакета, а другая половина застежки к противоположной стороне пакета изнутри, что позволяет открывать, а затем нажатием закрывать пакет, совмещая обе половинки застежки.
Устройство было разработано и изготовлено на машиностроительном заводе «ТАУРАС-ФЕНИКС» и успешно использовано на предприятии заказчика.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».