МАШИНА ДЛЯ НАМОТКИ РУЛОНОВ ИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАТЯНУТОЙ ПЛЕНКИ Российский патент 2018 года по МПК B65H23/195 

Область техники

Настоящее изобретение относится к машине для изготовления рулонов из предварительно натянутой растягиваемой пленки.

Уровень техники

Известно использование растягиваемой пленки, в частности из полиэтилена низкой плотности, поставляемой в рулонах, для упаковывания промышленной продукции, пищевых продуктов и других продуктов.

Известно предварительное натяжение растягиваемой пленки с помощью устройства для предварительного натяжения перед намоткой на рулон. Это позволяет натянуть материал таким образом, чтобы увеличить его жесткость, чтобы получить надежное упаковывание продукта. Кроме того, предварительное натяжение ведет к уменьшению толщины пленки на единицу длины, что уменьшает до минимума количество материала, используемого для упаковывания, упрощает или даже улучшает операции по упаковыванию продукта и делает упаковывание дешевым.

Предварительно натянутая растягиваемая пленка может быть намотана вокруг сердечника, например, из картона или может быть намотана сама по себе без использования какого-либо сердечника (так называемая технология «без сердечника»).

Для осуществления намотки используется намоточный ролик, который во время намотки находится в контакте с рулоном пленки F, поддерживаемым посредством барабана. Пневматический исполнительный механизм, который действует на намоточный ролик, обеспечивает сохранение контакта намоточного ролика с рулоном во время намотки.

Однако во время намотки рулона необходимо, чтобы давление намоточного ролика на рулон во время намотки было небольшим, чтобы обеспечить возможность захвата воздуха между витками рулона. Фактически воздух, захваченный между витками, действует в качестве упругой прослойки, чтобы защитить рулон от повреждений вследствие случайных падений или ударов, которые повреждают его край и могут сделать проблематичным его использование, учитывая тот факт, что толщина пленки является очень тонкой, например меньше 10 микрометров.

Кроме того, воздух, захваченный между витками, предотвращает смятие центрального отверстия в рулонах без сердечника.

С другой стороны, небольшое давление на рулон во время намотки ведет к чрезмерным скачкам намоточного ролика и тем самым к нерегулярному захвату воздуха. Это препятствует получению постоянного диаметра рулона в конце каждой намотки.

Наличие заметных отклонений диаметров изготавливаемых рулонов делает трудным упаковывание рулонов в коробки или на паллеты, в частности с помощью автоматических систем упаковывания.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание машины для изготовления рулонов предварительной натянутой растягиваемой пленки, которая решает описанные выше проблемы.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание конструктивно и функционально простой машины.

Эти задачи достигаются машиной для изготовления рулонов предварительной натянутой растягиваемой пленки согласно п. 1 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Для обеспечения лучшего понимания изобретения ниже описывается его вариант воплощения в качестве неограничивающего примера, который иллюстрируется на прилагаемых чертежах.

Фиг. 1 – схематический вид сбоку машины для изготовления рулонов предварительной натянутой растягиваемой пленки.

Фиг. 2 – схематический вид сбоку устройства для намотки машины на фиг. 1 согласно изобретению.

Фиг. 3 – показывает график, на котором иллюстрируются параметры намотки растягиваемой пленки во время обработки в машине на фиг. 1 в сравнении с параметрами известной машины.

Подробное описание изобретения

Машина для изготовления рулонов предварительной натянутой растягиваемой пленки, иллюстрируемая на фиг. 1, содержит узел предварительного натяжения, обозначенный в общем ссылочной позицией 10, и узел намотки, обозначенный в общем ссылочной позицией 100.

Иллюстрируемый узел 10 предварительного натяжения имеет расположенные последовательно ролик 11 предварительного натяжения, первый основной ролик 12 предварительного натяжения, первый вспомогательный ролик 13 предварительного натяжения, второй основной ролик 14 предварительного натяжения, второй вспомогательный ролик 15 предварительного натяжения, третий основной ролик 16 предварительного натяжения и ролик 17 уменьшения натяжения.

Ролики 12, 14, 16 предпочтительно имеют цилиндрическую наружную поверхность из эластомерного материала, а ролики 13, 15 предпочтительно имеют цилиндрическую наружную поверхность из металлического материала.

Привод каждого из ролика 11 предварительного натяжения, ролика 17 уменьшения натяжения и основных роликов 12, 14, 16 предварительного натяжения осуществляется с помощью соответствующего электрического двигателя. Для простоты электрические двигатели все обозначены на чертежах буквой «М».

Ролик 11 предварительного натяжения располагается вблизи первого ролика 10 предварительного натяжения. Ролик 17 уменьшения напряжения располагается вблизи последнего ролика 16 предварительного натяжения.

Первый вспомогательный ролик 13 предварительного натяжения установлен с возможностью свободного вращения на двух противоположных рычагах 18, только один из которых показан на чертеже, установленных на двух соответствующих шарнирах, шарнирно установленных на двух соответствующих регулируемых пластинах, которые не показаны на чертежах и которые выполнены за одно целое с неподвижной частью машины. Исполнительный механизм, например пневматический исполнительный механизм, осуществляет привод каждого рычага 18 в линейное движение, что не иллюстрируется.

Подобным образом второй вспомогательный ролик 15 предварительного натяжения установлен с возможностью свободного вращения на двух противоположных рычагах 22, только один из которых показан на чертеже, установленных на двух соответствующих шарнирах, шарнирно установленных на двух соответствующих регулируемых пластинах, которые не показаны на чертежах и которые выполнены за одно целое с упомянутой выше неподвижной частью машины. Исполнительный механизм, например пневматический исполнительный механизм, осуществляет привод каждого рычага 22 в линейное движение, что не иллюстрируется.

Также показаны дополнительные внешние направляющие ролики, а именно входной ролик 30 выше по потоку относительно ролика 11 и выходной ролик 31 ниже по потоку относительно ролика 17.

Узел 100 намотки содержит расположенные последовательно направляющий ролик 101, натяжной ролик 102, дополнительный направляющий ролик 103 и намоточный ролик 104, который находится в контакте с рулоном R пленки F во время намотки, поддерживаемым посредством барабана 105.

Натяжной ролик 102 установлен на качающемся рычаге 106, шарнирно установленном в точке 107 на неподвижной части машины. Качающийся рычаг 106 соединен с исполнительным механизмом 108, например пневматического типа, который шарнирно соединен на одном конце с рычагом 106 и на другом конце с неподвижной частью машины.

Положением качающегося рычага 106 управляют с помощью датчика 109 положения, например потенциометрического датчика, который шарнирно соединен на одном конце с рычагом 106 и на другом конце с неподвижной частью машины.

Привод намоточного ролика 104 осуществляется с помощью двигателя М.

На фиг. 2 показано подробно устройство для намотки, которое фактически осуществляет намотку пленки F в рулон.

Намоточный ролик 104 установлен на двух противоположных ползунах, которые выполнены с возможностью скольжения на направляющих в прямолинейном направлении, обозначенном двусторонней стрелкой А. На фиг. 2 показан один ползун, обозначенный ссылочной позицией 110, с соответствующей направляющей, обозначенной ссылочной позицией 111.

Исполнительный механизм 112 действует на ползун 110, причем исполнительный механизм 112 представляет собой, например, пневматический исполнительный механизм, который шарнирно соединен на одном конце с ползуном и на другом конце с неподвижной частью машины. Другой пневматический исполнительный механизм может также действовать на противоположный ползун.

Также обеспечен упорный элемент 113, например электромеханического типа, который имеет подвижный шток 114 с упорной головкой 115, которая упирается в упор 116, выполненный за одно целое с ползуном 110. Для перемещения ползуна 114 в прямолинейном направлении элемент 113 может быть снабжен бесщеточным электрическим двигателем, соединенным со штоком 114 с помощью шарикового винта, который преобразует вращательное движение двигателя в прямолинейное движение штока 114.

Положением ползуна 110 управляют с помощью датчика 117 положения, например потенциометрического датчика, шарнирно соединенного на одном конце с ползуном 110 и на другом конце с неподвижной частью машины.

Машина согласно изобретению также содержит блок U управления, показанный на фиг. 2, соединенный со всеми двигателями М, с исполнительным механизмом 108, с датчиком 109 положения, с исполнительным механизмом 112, с упорным элементом 113 и датчиком 117 положения.

Машина для изготовления рулонов предварительно натянутой растягиваемой пленки работает следующим образом.

Необходимо отметить, что эта машина может использоваться как для предварительно натянутых растягиваемых пленок, поступающих из предварительно упакованных рулонов (так называемая «работа вне линии»), так и для предварительно натянутых пленок, поступающих непосредственно с экструдера (так называемая «работа в линии»).

Предусмотрен ручной подготовительный этап работы, на котором растягиваемая плоская пленка, обозначенная буквой «F», пропускается через узел 10 предварительного натяжения, т.е. через ролики 30, 11, 12, 14, 16, 17, 31, при этом пленка частично наматывается на них, затем пропускается через узел 100 намотки, т.е. через ролики 101, 102, 103, 104, при этом пленка частично наматывается на них, и в конечном итоге наматывается на барабан 105.

На основном этапе работы вспомогательный ролик 13 подводится к ролику 12 с помощью исполнительного механизма, который действует на рычаг 18, а вспомогательный ролик 15 подводится к ролику 14 с помощью исполнительного механизма, который действует на рычаг 22.

Затем запускаются двигатели М для выполнения операции предварительного натяжения.

Ролики имеют такую скорость, что между роликом 11 и роликом 12 осуществляется небольшое предварительное натяжение, между роликом 12 и роликом 14 осуществляется первое предварительное натяжение и между роликом 14 и роликом 16 осуществляется второе предварительное натяжение.

Вспомогательные ролики 13 и 15, которые опираются соответственно на ролики 12 и 14, при этом между ними располагается пленка F, увлекаются, имея возможность свободного вращения, движением роликов 12, 14, приводимых в движение соответствующими двигателями М.

Пленка F проходит через все эти ролики, будучи частично намотана вокруг роликов, и предварительно натягивается за счет различных скоростей разных роликов.

После второго предварительного натяжения между роликом 16 и роликом 17 осуществляется первое уменьшение натяжения за счет различных скоростей роликов 16 и 17, после чего пленка F направляется роликом 31 в узел 100 намотки.

Путь через узел намотки обеспечивает возможность намотки пленки F вокруг направляющего ролика 101, натяжного ролика 102 и последнего направляющего ролика, который направляет пленку к намоточному ролику 104.

Намоточный ролик 104 осуществляет намотку пленки F вокруг барабана 105, при этом он находится в непрерывном контакте с рулоном R пленки во время намотки.

После первого уменьшения натяжения между роликами 16 и 17, между роликом 17 и намоточным роликом 104 осуществляется второе уменьшение натяжения пленки F за счет разных скоростей роликов 17 и 104.

Величина первого уменьшения натяжения больше, чем величина второго уменьшения натяжения, и предпочтительно величина первого уменьшения натяжения приблизительно в пять раз больше величины второго уменьшения натяжения.

Пневматический исполнительный механизм 108 противодействует тянущему действию пленки на натяжном ролике 102 путем воздействия на рычаг 106 таким образом, чтобы сохранять натяжение пленки постоянным.

Любые изменения натяжения вызывают перемещение рычага 100, которое обнаруживает датчик 109 положения.

Исполнительный механизм 112 обеспечивает сохранение контакта намоточного ролика 104 с рулоном R во время намотки в соответствии с заданным давлением контакта.

Упорный элемент 113 обеспечивает сохранение конечного заданного положения контакта намоточного ролика 104 с рулоном R во время работы. Упор 116 ползуна 110 упирается в головку 115 штока 114 упорного элемента 113, противодействуя осевому усилию, прилагаемому исполнительным механизмом 112. Это положение контакта изменяется в соответствии с длиной наматываемой пленки и требуемого конечного диаметра рулона. На практике (см. фиг. 2) упорная головка 115 перемещается постепенно вправо до тех пор, пока не будет достигнут требуемый диаметр рулона.

Блок U управления осуществляет управление всеми перемещениями всех двигателей М различных роликов.

Кроме того, в случае изменений в натяжении пленки, обнаруживаемых датчиком 109 положения, блок U изменяет скорость двигателей роликов 17 и 104 таким образом, чтобы вернуть правильную величину натяжения пленки.

И наконец, блок U осуществляет управление упорным элементом 113, чтобы перемещать шток 114 описанным выше образом, управляя положением контакта ролика 104 с рулоном R во время намотки с помощью датчика 117 положения, соединенного с ползуном 110, на котором установлен ролик 104.

Раскрытая в описании и иллюстрируемая на чертежах машина имеет различные преимущества.

Наличие упорного элемента обеспечивает возможность намоточному ролику прилагать правильное давление к рулону R во время намотки, чтобы исключить скачки намоточного ролика, и в то же время захватывать воздух между витками рулона регулярным образом, чтобы обеспечить упругость рулона в случае удара.

Конечным результатом является рулон предварительно натянутой растягиваемой пленки, имеющий требуемый диаметр и высокое качество намотки.

Серийное производство рулонов, имеющих по существу одинаковый диаметр, делает упаковывание рулонов в коробки или на паллеты легким, в частности с помощью автоматических систем упаковывания.

На фиг. 3 представлен график, на котором ось Х показывает длину m в метрах намотанной пленки и ось Y показывает диаметр D намотанной пленки. В примере, иллюстрируемом на этом графике, имеется картонный сердечник диаметром D₀, вокруг которого наматывается рулон предварительно натянутой пленки. Штриховая линия показывает поведение рулонов, намотка которых осуществляется на известных машинах, тогда как поведение рулонов, намотка которых осуществляется на машине согласно изобретению, показано сплошной линией. Как можно увидеть на чертеже, для известных машин конечный диаметр рулона может отличаться на 10% от требуемого диаметра, тогда как для машины согласно изобретению конечный диаметр рулона может отличаться только на 1% от требуемого диаметра.

Иллюстрируемая машина является конструктивно и функционально простой, так как она образована из нескольких элементарных механических компонентов.

Дополнительно, управляемое уменьшение натяжения предотвращает сдавливание рулонов и позволяет использовать очень тонкие картонные трубки.

Очевидно, что возможны изменения и/или дополнения описанного и иллюстрируемого выше варианта воплощения.

В более простом варианте воплощения могут быть обеспечены только два основных ролика предварительного натяжения и вспомогательный ролик предварительного натяжения, который действует на первый основной ролик предварительного натяжения. Всегда будет обеспечен ролик уменьшения натяжения ниже по потоку от второго ролика предварительного натяжения.

Натяжением пленки перед намоткой рулона возможно управлять с помощью любого устройства предварительного натяжения пленки, связанного с любым датчиком натяжения.

Могут быть обеспечены пара пневматических исполнительных механизмов и пара упорных элементов, которые действуют на два ползуна, на которых установлен намоточный ролик, вместо одного исполнительного механизма и одного упорного элемента, как в описанном и иллюстрируемом выше примере. Могут использоваться любые средства для управления положением контакта намоточного ролика с рулоном во время намотки, которые выполняют функции исполнительного механизма и упорного элемента.

Изобретение относится к области техники для намотки рулонов. Машина для изготовления рулонов предварительно натянутой растягиваемой пленки содержит узел предварительного натяжения и узел намотки для намотки пленки в рулон. Узлы имеют последовательность роликов. Вокруг роликов частично наматывается перемещаемая вперед пленка. Узел намотки содержит намоточный ролик. Намоточный ролик находится в прижимном контакте с рулоном предварительно натянутой пленки во время намотки. Конечное положение контакта намоточного ролика с рулоном изменяется в соответствии с длиной намотанной пленки и в соответствии с требуемым диаметром рулона. Обеспечивается получение рулонов, имеющих постоянный диаметр и высокое качество намотки. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Машина для изготовления рулонов предварительно натянутой растягиваемой пленки, содержащая узел (10) предварительного натяжения для предварительного натяжения пленки (F) и узел (100) намотки для намотки пленки в рулон, имеющие последовательность роликов, вокруг которых частично наматывается перемещаемая вперед пленка, причем узел намотки содержит намоточный ролик (104), находящийся в прижимном контакте с рулоном (R) предварительно натянутой пленки во время намотки, отличающаяся тем, что содержит средства (113-116) для изменения конечного положения контакта намоточного ролика (104) с рулоном (R) в соответствии с длиной намотанной пленки и в соответствии с требуемым диаметром рулона.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит прижимные средства (112), действующие на намоточный ролик (104) для обеспечения прижимного контакта с рулоном (R), и упорные средства (113-116), выполненные с возможностью изменения положения, действующие в противоположном направлении относительно прижимных средств, для изменения конечного положения контакта намоточного ролика (104).

3. Машина по п. 2, в которой упомянутые прижимные средства содержат по меньшей мере один исполнительный механизм (112), соединенный на одной стороне с неподвижной частью машины и на другой стороне с ползуном (110), который осуществляет поддержку намоточного ролика (104).

4. Машина по п. 3, в которой упомянутые упорные средства содержат по меньшей мере один шток (114), который приводится в линейное движение, с упорной головкой (115), выполненной с возможностью упираться в упор (116) ползуна (110).

5. Машина по п. 1, в которой узел (10) предварительного натяжения содержит расположенные последовательно по меньшей мере один первый ролик (12) предварительного натяжения, вспомогательный ролик (13) предварительного натяжения, который действует на первый ролик (12), при этом между ними располагается пленка, и второй ролик (14) предварительного натяжения, имеющий скорость больше, чем скорость первого ролика (12), чтобы осуществлять предварительное натяжение пленки, причем узел (10) предварительного натяжения дополнительно содержит ролик (17) уменьшения натяжения, расположенный ниже по потоку относительно упомянутого второго ролика (14) предварительного натяжения и имеющий скорость меньше, чем второй ролик (14) предварительного натяжения, и скорость больше, чем намоточный ролик (104), чтобы получить первое уменьшение натяжения пленки после предварительного натяжения и второе уменьшение натяжения пленки перед намоткой.

6. Машина по п. 5, которая дополнительно содержит третий ролик (16) предварительного натяжения, имеющий скорость больше, чем скорость второго ролика (14) предварительного натяжения, чтобы осуществлять второе предварительное натяжение, и дополнительный вспомогательный ролик (15) предварительного натяжения, расположенный между вторым роликом (14) предварительного натяжения и третьим роликом (16) предварительного натяжения и действующий на второй ролик (14) предварительного натяжения, при этом между ними располагается пленка, причем ролик (17) уменьшения натяжения расположен ниже по потоку относительного третьего ролика (16) предварительного натяжения.

7. Машина по п. 5, в которой величина первого уменьшения натяжения больше, чем величина второго уменьшения натяжения.

8. Машина по п. 7, в которой величина первого уменьшения натяжения приблизительно в пять раз больше, чем величина второго уменьшения натяжения.

9. Машина по п. 5, в которой между роликом (17) уменьшения натяжения и намоточным роликом (104) выполнено устройство (106-108) для управления натяжением пленки, связанное с датчиком (109) натяжения пленки.

10. Машина по п. 1, в которой выполнены средства (117) для управления упомянутым конечным положением контакта намоточного ролика (104), при этом предусмотрен блок (U) управления машины, соединенный со средствами (113-116) для изменения конечного положения контакта намоточного ролика (104) и со средствами (117) для управления конечным положением контакта намоточного ролика (104), причем упомянутый блок (U) управления управляет изменением конечного положения контакта намоточного ролика (104).