Держатель для бобины с упаковочным материалом и способ его применения Российский патент 2023 года по МПК B65B11/04 

Изобретение относится к упаковочному оборудованию, а именно к устройствам для упаковки различных объектов (изделий, предметов, товаров) путем их завертывания (обертывания) в упаковочный (оберточный) материал, преимущественно, в растягивающуюся полимерную пленку, также называемую стрейч-пленкой. Подобные устройства используют для упаковки объектов (изделий), подлежащих транспортировке, с целью обеспечения простоты транспортирования и защиты их поверхностей от загрязнений и повреждений.

В процессе упаковывания необходимо обеспечивать постоянство параметров обмотки (облегание пленки, степень ее натяжении на самом объекте, степень обжатия объекта и т.п.). Эти важные для качества упаковывания параметры в полной мере достигаются при управляемом (непосредственно при упаковывании) натяжении пленки. На качество упаковывания оказывает влияние ряд изменяющихся в процессе упаковывания факторов - параметры пленки (тип ленки - первичное изготовление, вторичное изготовление, гибридное изготовление), усилие сматывания пленки - варьируется в широком пределе в зависимости от параметров клеящего слоя и качества пленки, параметры растяжения пленки, параметры прилипания пленки и т.д., свойств упаковываемого объекта (мягкий, крепкий, широкий, высокий, сложной геометрической формы и т.д.), режимы упаковывания (скорость вращения объекта, скорость вертикальной подачи пленки и т.д.). Известные системы с постоянным (неуправляемым) натяжением пленки, в одном из вариантов реализации, затормаживают непосредственно картонную втулку бобины, что приводит к тому, что сила натяжения меняется в процессе сматывания пленки с втулки, в том числе, за счет измерения наружного диаметра (радиуса сматываемого слоя) бобины. То есть, при постоянном моменте затормаживания, меняется сила натяжения пленки в процессе ее сматывания. Это не в полной мере позволяет получать постоянство требуемого качества упаковывания, особенно на произвольно изменяющихся параметрах упаковываемых объектов (т.е. когда упаковываются разнородные объекты). В другом варианте реализации затормаживания пленки, можно достигать торможением непосредственно пленки, при этом требуется, например, несколько вращающихся валков или системы роликов, через которые пропускается пленка, валки или ролики тормозятся с постоянным моментом, и тем самым достигается постоянное натяжение. Однако такие системы являются не оптимальными для держателей бобин, перемещаемых вручную, т.к. они имеют сложную конструкцию, повышенную массу, сложностью обслуживания и т.д.

В настоящее время известны подвижные и неподвижные держатели для бобины с упаковочным материалом.

Примером неподвижного держателя является устройство для упаковки с возможностью измерения веса [RU 2761685, опубл. 13.12.2021 г.], которое включает основание, на котором установлены опорный узел, включающий вращающийся опорный элемент, предназначенный для размещения на нем упаковываемого предмета, и держатель упаковочного материала. В разных вариантах держатель упаковочного материала так же может быть организован без связи с общим основанием, например, закреплен на стене.

Известно орбитальное устройство для упаковки [RU 2779320, опубл. 06.09.2022 г.], которое включает центральный держатель и редуктор, выполненные с возможностью соединения с опорой, причем центральный держатель проходит через полый выходной вал редуктора, который связан с по меньшей мере одним рычагом для размещения на нем бобины с упаковочным материалом, на держателе установлена по меньшей мере одна направляющая, выполненная с возможностью удержания упаковываемого предмета. Рычаг имеет длину плеча, позволяющую производить орбитальную обмотку зафиксированного предмета, не цепляя его. Рычаг снабжен средством (стержень, шток) установки с возможностью вращения бобины с упаковочным материалом, например, стрейч-пленкой, бумагой и любым другим материалом для упаковки.

В данном случае рычаг для размещения на нем бобины с упаковочным материалом представляет собой подвижный держатель для бобины с упаковочным материалом.

Недостатками известных держателей для упаковочного материала является ограниченная функциональность, поскольку они позволяют наматывать упаковочный материал на предмет только на высоту равную ширине пленки. Кроме этого, данные решения не позволяют управлять натяжением пленки, допуская из-за этого некачественное упаковывание.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении качества упаковывания за счет повышения функциональности.

Указанный технический результат в части устройства достигается за счет того, что держатель для бобины с упаковочным материалом содержит направляющую, на которой с возможностью углового перемещения установлен несущий каркас, снабженный удерживающим элементом, выполненным с возможностью расположения на нем бобины с упаковочным материалом, при этом имеется по меньшей мере один зацеп, выполненный с возможностью изменения степени натяжения упаковочного материала при повороте каркаса вокруг направляющей.

Возможны варианты развития основного технического решения, заключающиеся в том, что:

- в качестве зацепа при повороте несущего каркаса вокруг направляющей применена дополнительная балка, установленная на несущем каркасе и расположенная вдоль удерживающего элемента;

- в качестве зацепа при повороте несущего каркаса вокруг направляющей применена продольная относительно удерживающего элемента часть этого каркаса;

- в качестве зацепа при повороте несущего каркаса вокруг направляющей применена часть самой направляющей;

- несущий каркас установлен на направляющей с возможностью линейного перемещения;

- несущий каркас представляет собой каретку, снабженную подшипниками.

Указанный технический результат в части способа достигается за счет того, что способ применения держателя для бобины с упаковочным материалом, заключающийся в том, что размещают бобину с упаковочным материалом на удерживающем элементе несущего каркаса, который предварительно устанавливают на направляющей с возможностью углового перемещения, протягивают упаковочный материал через по меньшей мере один зацеп, поворачивают несущий каркас вокруг направляющей на заданный угол для достижения заданной степени натяжения упаковочного материала при его сматывании.

Таким образом, за счет совокупности существенных признаков удалось повысить качество упаковывания за счет добавления функции изменения натяжения упаковочного материала. Так, благодаря вращению несущего каркаса и пропусканию упаковочного материала через зацеп удается изменять угол обхвата зацепа при упаковывании и, как результат, изменять усилие. Изменяемое усилие, причем непосредственно оператором (не автоматически, а управляемо оператором), позволит интерактивно управлять ключевым параметром обмотки - натяжением, что в свою очередь повысит качество упаковывания объектов.

Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурами и нижеследующим описанием.

На Фиг. 1 и 2 представлен держатель для бобины с упаковочным материалом в разных угловых положениях несущего каркаса с зацепом в виде дополнительной балки.

На Фиг. 3 (а-в) схематично представлен вид сверху на разные угловые положения держателя с Фиг. 1, 2.

На Фиг. 4 и 5 представлен держатель для бобины с упаковочным материалом в разных угловых положениях несущего каркаса с зацепом в виде части этого каркаса, расположенной продольно относительно удерживающего элемента.

На Фиг. 6 (а-в) схематично представлен вид сверху на разные угловые положения держателя с Фиг. 4, 5.

На Фиг. 7 и 8 представлена иллюстрация способа применения держателя для бобины с упаковочным материалом в разных угловых положениях несущего каркаса с зацепом в виде части направляющей.

На Фиг. 9 (а-в) схематично представлен вид сверху на разные угловые положения держателя с Фиг. 7, 8.

Устройство для упаковки (Фиг. 1-9) включает основание 1, на котором установлены опорный узел, включающий вращающийся опорный элемент 2, предназначенный для размещения на нем упаковываемого предмета 3, и держатель 4 для бобины с упаковочным материалом 5.

Основание 1 представляет собой опорную раму и может быть снабжено средствами его перемещения, например, колесами 6, направляющими и др.

В качестве опорного элемента 2 может быть применена опора различной формы, предназначенная для размещения на ней упаковываемого предмета с фиксацией или без, например, платформа (круглой, прямоугольной или любой другой формы), пневматический зажим, штырь или любой другой элемент, на котором можно разместить и удержать предмет 3 во время его упаковывания. Опорный элемент 2 вращается вручную (на фигуре не показано) или с помощью электродвигателя 7.

В разных вариантах держатель 4 для бобины с упаковочным материалом 5 может быть организован без связи с общим основанием 1, например, закреплен на стене или установлен самостоятельно.

Держатель 4 для бобины с упаковочным материалом содержит направляющую 8, на которой с возможностью углового перемещения установлен несущий каркас 9. Направляющая 8 может быть расположена горизонтально или вертикально и представляет собой, например, опорную стойку, выполненную с возможностью обеспечения углового и линейного перемещения относительно нее несущего каркаса 9. Несущий каркас 9 может быть установлен горизонтально или вертикально.

Несущий каркас 9 снабжен удерживающим элементом 10, выполненным с возможностью расположения на нем бобины с упаковочным материалом 5.

Несущий каркас 9 может быть установлен на направляющей 8 с возможностью не только углового, но и линейного перемещения.

Несущий каркас 9 может представлять собой каретку, снабженную подшипниками, или раму, удерживающуюся на заданном высотном уровне на направляющей 8 за счет перекоса и силы трения, но при управлении оператором свободно перемещающуюся в вертикальном направлении.

При этом имеется зацеп 11, который выполнен с возможностью изменения степени натяжения упаковочного материала 5 при повороте несущего каркаса 9 вокруг направляющей 8.

В одном из частных случаев в качестве зацепа 11 при повороте несущего каркаса 9 вокруг направляющей 8 может быть применена дополнительная балка 11, установленная на несущем каркасе 9 и расположенная вдоль удерживающего элемента 10 (Фиг. 1-3). Балка 11 установлена на несущем каркасе 9 на расстоянии от удерживающего элемента 10, достаточном для размещения и вращения бобины с упаковочным материалом 5.

Вместо цельной балки 11 могут быть применены две балки, расположенные соосно с зазором между ними и каждая из которых одним своим концом закреплена на несущем каркасе 9. Таким образом, полотно упаковочного материала 5 сверху и снизу (или слева и справа) зацепляется за эти балки (на фигуре не показано).

В другом частном случае в качестве зацепа 11 при повороте несущего каркаса 9 вокруг направляющей 8 применена продольная относительно удерживающего элемента часть этого каркаса 9 (Фиг. 4-6). Например, каркас 9 может иметь продольные сплошные или соосно расположенные элементы, за которые будет зацепляться полотно упаковочного материала 5.

Возможен также вариант, при котором в качестве зацепа 11 при повороте несущего каркаса 9 вокруг направляющей 8 применена часть самой направляющей 8 (Фиг. 7-9), расположенная в зоне между местами установки несущего каркаса 9 на направляющей 8.

Возможен вариант реализации заявленного технического решения, когда один несущий каркас 9 снабжен сразу двумя и более видами зацепов 11 (на фигуре не показано). Например, зацепом 11 в виде дополнительной балки (Фиг. 1-3) и зацепом 11 в виде части несущего каркаса 9 (Фиг. 4-6).

При этом также возможен вариант, при котором один несущий каркас 9 снабжен сразу двумя и более одинаковыми зацепами 11 (на фигуре не показано). Например, двумя и более зацепами 11 в виде дополнительной балки (Фиг. 1-3) или зацепами 11 в виде части несущего каркаса 9 (Фиг. 4-6).

Расстояние, на котором расположены зацепы 11 друг от друга, определяется параметрами заданного натяжения упаковочного материала 5.

Увеличение числа зацепов 11 приводит к увеличению степени натяжения полотна упаковочного материала 5.

Несущий каркас 9 может быть снабжен по меньшей мере одной ручкой 12, установленной на несущем каркасе 9 для удобства захвата несущего каркаса 9 при ее перемещении относительно направляющей 8.

Несущий каркас 9 выполняет функцию связующего звена между удерживающим элементом 10, зацепом 11 (при его выполнении в виде дополнительной балки), ручками 12 и т.д.

Заявляемое устройство применяют следующим образом.

На опорном элементе 2 размещают предмет 3, который необходимо упаковать и зацепляют за него или накидывают на него край упаковочного материала 5. Включают электродвигатель 7, который приводит в движение опорный элемент 2.

Бобину с упаковочным материалом 5 размещают на удерживающем элементе 10 несущего каркаса 9, который предварительно устанавливают на направляющей 8 с возможностью углового перемещения.

Затем протягивают упаковочный материал 5 через по меньшей мере один зацеп 11. Несущий каркас 9 перемещают вдоль направляющей 8 на необходимую позицию и начинают поворачивать несущий каркас 9 вокруг направляющей 8 на заданный угол для достижения заданной степени натяжения упаковочного материала 5 при его сматывании.

Упаковочный материал 5 могут протягивать через один, два, три и более зацепов 11 для достижения заданной степени его натяжения.

Заданный угол определяется оператором за счет непосредственного управления процессом упаковывания, при этом требуемая степень натяжения определяется: визуально, т.к. натяжение и ослабление контролируется по видоизменению свободной части полотна упаковочного материала 5; на слух, так как для каждого характерного уровня натяжения соответствует определенный вибрационно-звуковой режим в системе объект-пленка-каркас; по возникающему усилию, при повороте несущего каркаса 9, т.к. несущий каркас 9 сопротивляется повороту пропорционально силе натяжения упаковочного материала.

По сути, необходимый угол поворота несущего каркаса 9 определяется непосредственно оператором при работе с учетом существующих (в текущий момент) параметров упаковывания предмета 3, а именно возникающего обратного усилия на несущем каркасе 9, видоизменения полотна упаковочного материала 5 (при его натяжении) на предмете 3 и на свободном пролете, звуковибрационного режима, возникающего в системе предмет-упаковочный материал-каркас. Указанные параметры изменяются при изменении усилия натяжения упаковочного материала 5, например, при возникающем избыточном натяжении полотна упаковочного материала 5, который при наматывании на предмет 3 более плотно его облегает и за счет своего растяжения утоняется - что контролируется визуально, также свободный пролет материала 5 видоизменяется – например, возникает волнистость поверхности материала 5, усиливается блеск и т.п.

Изобретение относится к упаковочному оборудованию, а именно к устройствам для упаковки различных объектов (изделий, предметов, товаров) путем их завертывания (обертывания) в упаковочный (оберточный) материал, преимущественно, в растягивающуюся полимерную пленку, также называемую стрейч-пленкой. Способ применения держателя для бобины с упаковочным материалом заключается в том, что размещают бобину с упаковочным материалом на удерживающем элементе несущего каркаса, который предварительно устанавливают на направляющей с возможностью углового перемещения. Протягивают упаковочный материал через по меньшей мере один зацеп, поворачивают несущий каркас вокруг направляющей на заданный угол для достижения заданной степени натяжения упаковочного материала при его сматывании. Технический результат заключается в повышении качества упаковывания за счет повышения функциональности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Держатель для бобины с упаковочным материалом, содержащий направляющую, на которой с возможностью углового перемещения установлен несущий каркас, снабженный удерживающим элементом, выполненным с возможностью расположения на нем бобины с упаковочным материалом, при этом имеется по меньшей мере один зацеп, выполненный с возможностью изменения степени натяжения упаковочного материала при повороте каркаса вокруг направляющей.

2. Держатель для бобины с упаковочным материалом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве зацепа при повороте несущего каркаса относительно направляющей применена дополнительная балка, установленная на несущем каркасе и расположенная вдоль удерживающего элемента.

3. Держатель для бобины с упаковочным материалом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве зацепа при повороте несущего каркаса относительно направляющей применена продольная относительно удерживающего элемента часть этого каркаса.

4. Держатель для бобины с упаковочным материалом по п. 1, отличающийся тем, что в качестве зацепа при повороте несущего каркаса относительно направляющей применена часть самой направляющей.

5. Держатель для бобины с упаковочным материалом по п. 1, отличающийся тем, что несущий каркас установлен на направляющей с возможностью линейного перемещения.

6. Держатель для бобины с упаковочным материалом по п. 1, отличающийся тем, что несущий каркас представляет собой каретку, снабженную подшипниками.

7. Способ применения держателя для бобины с упаковочным материалом по п. 1, заключающийся в том, что размещают бобину с упаковочным материалом на удерживающем элементе несущего каркаса, который предварительно устанавливают на направляющей с возможностью углового перемещения, протягивают упаковочный материал через по меньшей мере один зацеп, поворачивают несущий каркас вокруг направляющей на заданный угол для достижения заданной степени натяжения упаковочного материала при его сматывании.