专利名称：带改进型卷绕器的捆包机的制作方法
技术领域：
本发明涉及捆包机。更具体说，本发明与用于捆包机的改进卷绕器有关。捆包机利用带子的张力将带子夹紧在该卷绕器中。
背景技术：
捆包机广泛用于用带子，例如塑料带，形成绕货物的拉紧环圈。典型的捆包机包括用来引导带子围绕货物的带槽，带子引导端穿过它进给的捆扎头，和从捆扎材料盘上配送所需长度带子的带子配送器。
捆扎头有多项功能。它沿带槽绕货物推进带子，直至带子引导端返回至捆扎头，并将带子从带槽中拉回或反绕，以便拉紧围绕货物的带子。捆扎头通常包括，例如，通过在重迭部分将带子焊接至其自身的方法固定围绕货物的拉紧带圈的装置。
典型的捆扎头包括用来推进穿过捆扎头的带子的一对推进滚轮和用来回退带子，以便，例如，拉紧带子的一对回退滚轮。捆扎头还包括一卷绕器或者说拉紧器，它在带子已被围绕货物布置后反绕或拉紧带子以便在带子中形成张力。在一种已知的结构中，该卷绕器包括一个分裂式的旋转件，它有一条贯穿其间的通道或窄缝，以实质上界定卷绕器的分裂两半。分裂的两半彼此相对固定，带子则穿过两半之间的窄缝。卷绕器按照适当的信号起动并转动以拉紧带子。
在这种结构中，带子在绕卷绕器从其自身上面通过之前可不拉紧，这样产生防止带子滑过卷绕器窄缝的足够摩擦。已经发现，经常是卷绕器必须转过多于360°，而对某些容易压缩的货物则必须转过多于720°才能提供开始拉紧并在带子上形成适当张力所需的足够摩擦。对于因受捆扎头，卷绕器和驱动装置结构的限制或因货物压缩的限制(例如，不容易压缩的货物)而存在反绕长度有限的情况，这可能会有问题。
在另一种类型的卷绕器中，旋转头有一个静止件和一个可绕枢轴转动件，每个件都界定了带材绕其卷绕的外表面。这二个件之间界定了带子穿过其间的窄缝。
可绕枢轴转动件被弹簧朝静止件偏置，即关闭窄缝。必须从静止件上“拉开”被偏置的件，才能开启带缝，使带子可方便地通过窄缝。可绕枢轴转动件的拉开由布置在卷绕器后面一个轴上的一个大的缠绕弹簧完成。
虽然已证实这种卷绕器工作得不错，但它也存在若干缺陷。首先，二个件是被彼此相对地偏置的，这就需要较大的力才能拉开二个件以建立带子的路径。其次，这种结构使用复杂的凸轮和平板系统以正确“定时”卷绕器的工作模式，例如，进给和回退工作模式和维持带缝的开启状态。已经发现，卷绕器的复杂性连同大的缠绕弹簧一起所要求的维修可能比通常满足捆包机运行要求所实施的维修更多。
因此，需要有一种用于捆包机的卷绕器，它利用捆扎材料中的张力使卷绕器保持在关闭状态(即，将带子夹紧在卷绕器内)。最好是，在这种卷绕器中，即使在带子缠绕在其自身之上前卷绕器已开始关闭，实际拉紧带子，不需要高效弹簧(high rate spring)。最好是，这种卷绕器可适用于很多规格的带子，并可应用于可高度压缩的货物。更理想的是，这种卷绕器还能提供反绕带子中的高张力。
发明内容
在捆包机中使用的，用来将带材围绕相关货物布置并绕货物拉紧带材的卷绕器包括用来支承货物的构架，布置在构架上用来接受带材并引导带材围绕货物的带槽，带源和用来从带源拉出带子，通过带槽围绕货物进给带子，从带槽绕货物输送带子，回退和拉紧带子的捆扎头。
卷绕器布置在捆扎头处。简单地说，捆扎头包括用来进给和回退带子的一对滚轮，和用来绕货物拉紧带子的卷绕器。捆包机还包括一个焊接头，用来焊接彼此迭合在一起的带子。在现有的一种结构中，捆扎头和焊接头是独立的单元。
在一个实施例中，卷绕器包括有一个静止件和一个可绕枢轴转动件的旋转头部分。静止件和可绕枢轴转动件各自界定了带材围绕其缠绕的外表面，还界定了在它们之间的用来接受带材的窄缝。每个件在其彼此相对的相应端面处有一夹紧部分。
可绕枢轴转动件可在夹紧部分彼此分离的开启位置和两夹紧部分相互协作啮合并把带材夹紧在其间的闭合位置之间绕枢轴转动。最好是，可绕枢轴转动件被偏置至开启位置。
卷绕器包括一枢轴辅助组件，用来帮助可绕枢轴转动件的夹头朝静止件的夹头移动，以增强带子在两夹头之间的夹紧程度。在本实施例中，枢轴辅助组件包括从可绕枢轴转动件上伸出的一个销和相对于旋转头部分静止的轨道部分。轨道大体上是圆形的，并构造成使销可沿轨道运动。轨道具有有第一直径的第一部分和小于第一直径的第二直径部分。两个直径之差可表现在外直径上。
卷绕器从销处于轨道第一部分内和卷绕器处于开启状态下的原始位置旋转至销处于轨道第二部分内的另一个不同于原始位置的位置，使销在第二直径处啮合轨道的壁，从而将卷绕器推向关闭位置。
在卷绕器的一个实施例中，枢轴件位于卷绕器入口的附近，在可绕枢轴转动件夹紧部分上游的一个地方。在这个实施例中，枢轴件布置在可绕枢轴转动件外表面附近，例如，在其周边附近。或者，枢轴件可布置在可绕枢轴转动件夹紧部分和卷绕器的带子出口的中间。
可绕枢轴转动件的夹紧部分最好安装在用来独立于可绕枢轴转动件的运动作枢轴运动的件内。这使夹紧垫可平放在带子上并在带子通过卷绕器时可与带子通道相适应。
一种流行的卷绕器包括一个允许卷绕器超过360°旋转的超转板(over-rotation plate)。该板布置在卷绕器和捆扎头构架之间。
根据下面的详细说明，并结合所附权利要求，本发明的各种特性和优点将是显见的。
在阅读了下面的详细说明和附图后，对相关领域的普通技术人员来说，本发明的好处和优点将更为显见，附图中图1是大体表明其组成件及其布置的示例性捆包机的正视图，所示机器有一个体现了本发明原理的捆扎头；
图2是捆包机的示意图，给出了待捆扎货物的相对位置，和捆扎头在机器上的一种示例性相对位置；图3是捆扎头的局部视图，为更清晰地展示，外罩已打开并从捆扎头构架上卸下，图中的捆扎头处于进给位置，而且其中没有捆扎带材；图4是图3捆扎头的正视图，图示捆扎材料正通过捆扎头，图中包括卷绕器，图中的捆扎头处于进给位置，并用迭置于卷绕器上的点划线表示形成于外罩内的凸轮形轨道；图5是类似于图3的正视图，所示捆扎头处于卷绕器开始转动的反绕模式中；图6是卷绕器进一步旋转时捆扎头的又一正视图；图7是卷绕器更进一步旋转时捆扎头的又一正视图；图8是布置在卷绕器和捆扎头构架之间的超转板的正视图；图9是有中央枢轴的枢轴转动件的卷绕器的另一实施例的正视图。
具体实施例方式
虽然本发明可有各种形式的实施例，但在附图中和将在下面予以说明的是目前的一个优选实施例，不过应理解，本公开内容应视为本发明的一个示例，而并无将本发明限制于所示具体实施例之意图。
还应理解，本说明书这一节的标题，即“具体实施方式
”，涉及的是美国专利局的一个要求，它并不隐含，也不应理解为是对此间所公开的主题内容的限制。
参见附图，特别是图1，图中给出的捆包机10有一个体现了本发明原理的捆扎头12。捆包机10通常包括支承带槽16的构架14，带子S在捆扎作业期间绕带槽16推进。一台或多台带子配送器18将带材S供应至捆扎头12。这种捆包机的总体结构和运行公开于美国专利4,605,456和5,299,407中，这二个专利在此引用作为参考。
捆扎头12是机器10的这样一部分，该部分从配送器18处抽出或者说拉出带子S，通过带槽16进给带子S，抓住带子S的导引边E，使其与尾随部分T接触，拉紧尾随部分T以压缩货物L。在所示实施例中，捆包机10包括用来将带子的重迭部分E，T相互封接形成封口的独立焊接头(在W处示意性示出)，它的示意图在图2中给出。在供应端(即尾随端T)有一切割刀(未示出)将带子割断以卸下货物L。
如图3中所示，捆扎头包括构架20，复杂滚轮22，24和卷绕器26。滚轮22，24有二个功能通过带槽16绕货物L进给带子S，和回退或反绕(卷绕)带子S以围绕货物L拉紧带子S。在所示实施例中，滚轮22，24包括传动滚轮22和仅在与传动滚轮22的摩擦配合时才旋转的空转滚轮24。
滚轮22，24与一传动机构(未示出)，例如皮带传动或直接传动机构可操作地相连，以保障传动滚轮22的转动。在一个现行的实施例中，该传动机构还构造成用来驱动卷绕器26，并通过离合器(未示出)与卷绕器26可操作地相连。这种传动结构是本领域技术人员可理解和辨认的，也是在本发明的范畴和精神之内的。
如图所示，空转滚轮24安装至枢轴悬臂或连杆28，以移动空转滚轮24，使其与传动滚轮22啮合或分离。下面将详细说明，当捆包机10工作在反绕或拉紧模式时，空转滚轮24与传动滚轮22靠凸轮的作用脱离接触，以允许反绕带子S。
卷绕器26是有静止件30和可绕枢轴件32的受偏置旋转件，它界定了大体为圆形的外周边轮廓33。沿可绕枢轴转动件32的圆周路径可布置第二静止件34，以更完整地界定圆形轮廓33。第二静止件34有延续圆形轮廓的弧形外表面36。大体上表示在38处的带子路径由静止件30和可绕枢轴转动件32界定，处于静止件和可绕枢轴转动件30，32之间。
在一个实施例中，可绕枢轴转动件32绕枢轴销40转动，枢轴销40沿件32弧形部分44的周边42布置在图中46处的箭头所示的带子路径入口的上游。为方便说明，进给作业时带子的运动方向，也就是图4中48处箭头表示的朝向待捆扎物件的方向为下游方向，而朝向带源的方向，即图中50处箭头表示的方向为上游方向。
短暂地参见图4，静止件30和可绕枢轴转动件32在它们的相应上游端56，58处有夹紧件52，54。夹头52，54提供了夹紧带子S的摩擦表面以防止卷绕器26开始旋转时打滑。在本实施例中，夹紧件52，54是淬硬的钢垫，每个夹紧件52，54都有隆起或波纹的表面60，以增强垫52，54的夹紧性。在本实施例中，垫52，54是可更换的。如图4中所示，可绕枢轴转动件的夹头54驻留在件32的狭槽或通道62中，它比夹头垫54略大，而且不是平坦的基面，而是有一耸起的表面，示于64处。这种安装结构使夹紧件54可如66的箭头(见图3)所示作前后摆动，使垫54表面的角度与带子S平放在垫54上的角度相适应。这保障了带子S和夹头垫54表面之间的最大接触面积。
研究各附图后可体会到，当卷绕器26开始从带子路径38的开启位置(图3和4)旋转至路径38的关闭位置(图5-7)时，带子S反抗可绕枢轴转动件32的推动力使可绕枢轴转动件的夹头54向静止件夹头52移动。卷绕器26继续旋转的结果是带子S作用在可绕枢轴转动件32上的力增大，而后者则增大了对带子S的“抓”力。这，当然，防止了带子S在30，32之间的打滑，因此，也增强了在反绕带子S中施加拉力(即施加更大拉力)的能力。夹头52，54作用在带子S上的力随卷绕器26的继续旋转而增大。当卷绕器26旋转到带子S缠绕到其自身之上时(即，旋转超过大约180°)，带子S缠绕到其自身的力使带子S保持在原位而不会打滑。
最终，由卷绕器26所引起的增大的拉力导致围绕物件L的带子S中的拉力增大。由于卷绕器26较少的旋转就可在带子S中产生很大的拉力，所以，希望确保当卷绕器26开始旋转时带子S只有少量甚至没有滑动。本卷绕器26的绕枢轴转动的特性容易做到“早期”夹紧带子S。但是，如图4中所示，在开始旋转时，带子S作用在可绕枢轴转动件32上力可能很小，因此可能无法提供确保夹紧带子S不打滑而必须作用在夹头52，54上的力。
为帮助推动可绕枢轴转动件32(因而可绕枢轴转动的夹头54)与静止件夹头52接触，本卷绕器26包括枢轴辅助组件68。在本实施例中，枢轴辅助组件68包括可使可绕枢轴转动件32进一步朝静止件30枢轴转动的凸轮结构。
参见图3和4，枢轴辅助组件68包括从卷绕器可绕枢轴转动件32上伸出的销70，销70处于夹头54的上游，在上游端58的附近。销70构造成可与形成于捆扎头12的外罩74中的凸轮轨72相配合。在图3中可看得最清楚，外罩74构造成可覆盖在捆扎头12上面，其功能之一是在运转期间防止碎屑或杂物落入捆扎头12内，并通过防止工作人员在运行期间接触到捆扎头的运动部分而使工作人员受到保护。在本实施例中，外罩74用绞链75安装在构架20上。凸轮轨72形成于外罩74内，位于外罩74覆盖卷绕器26的那部分处。凸轮轨72构造成为一条环形通道或凹槽76，它有较大轨宽的第一部分78和较小轨宽的第二部分80。第一和第二部分78，80彼此邻接。
现在参见图4，所示卷绕器26已卸下外罩74，但用虚线示出了凸轮轨72。在该图中，捆扎头12处于或接近于进给模式(就是说，卷绕器26的位置使带子路径38成直通状态)，销70在轨宽较大的部分78内。在这个位置上，可绕枢轴转动件32不与带子S一起运动。当卷绕器26开始转动时，如图5中所示，销70进入轨宽较小的部分80中。在这个轨道部分中，销70接触窄轨80的外壁82，并被向里推。这又使可绕枢轴转动件32朝关闭位置(就是枢轴件夹头54被推向并与静止件夹头52接触的位置)转动，这样就增大了对带子S的夹紧力。这防止了带子S通过卷绕器26时的打滑。
现在可在图5-7中看到，枢轴辅助组件68提供的帮助(即，增大的压力)将持续到卷绕器26转过大约180°。这时，带子S将已围绕自身缠绕好，而这个缠绕，与为了使可绕枢轴转动件32转动而由带子S所施加的压力一起，足以将带子S维持在卷绕器26中而不会打滑。这样，在略微超过180°后，轨道回到轨宽较大的部分78。
可绕枢轴转动件32还包括在下游端的弧形表面84。卷绕器26起动时，这个表面84有利于平滑地过渡到绕静止和可绕枢轴转动件30，32的外圆周表面33卷绕带子S。
再次参见图4，为使可绕枢轴转动件32在进给作业期间维持在开启位置，可绕枢轴转动件32是被朝开启位置偏置的。偏置件86，例如图中所示的螺旋弹簧，布置在可绕枢轴转动件32和第二静止件34之间，以实现这个偏置取向。
如前所述，当捆包机10开始反绕模式时，必须使滚轮22，24分开，以便将带材S向后“拉”，即通过滚轮22，24朝向带源，例如，朝向配送器18拉。为实现滚轮22，24的分离，进给凸轮组件88将卷绕器26可操作地连接至滚轮22，24。在本实施例中，传动滚轮22固定地安装在捆扎头构架20上，而空转滚轮24则通过枢轴臂或连杆90安装在构架20上。
臂90构造成可使空转滚轮24朝向和离开传动滚轮22，在啮合位置和脱开位置之间运动。如图中的位置标志所示，在啮合位置时(图4)，空转轮24啮合传动滚轮22，以进给带子S通过捆扎头12；在脱开位置时(图5-7)，空转滚轮24与传动滚轮22有一定间距，即被从传动滚轮22拉开，使带子S可在滚轮22，24之间自由移动。枢轴臂90是朝啮合位置偏置的，因此必须被推向脱开位置。
枢轴臂90包括在其一端的凸轮辊92，凸轮辊92沿卷绕器26的凸缘94上的外周边运动。凸缘94包括一个凹口96，当捆包机10(捆扎头12)处于进给模式时，凸轮辊92就座落于其中。驻留在凹口96中的凸轮辊92可使空转轮24啮合传动轮22。
当卷绕器26开始转动时，凸轮辊92被推出凹口96，沿外周边或凸缘94运动，这使臂90绕枢轴转动，从而推动空转轮24离开从动轮22，使滚轮22，24移至脱开位置。这样，卷绕器26以直接链接的方式与滚轮22，24相配合，确保滚轮22，24在反绕模式期间是脱开的。
大家都知道，有的物件是可高度压缩的。例如，棉花包或其他松散包装的或软的物件可能需要反绕相当长的一段带子S才能使带子S达到要求的紧度(或被捆扎物料L的压紧度)。在这些情况下，可能需要卷绕器26旋转大约360°或更多。在这种情况下，必须确保凸轮辊92不会返回到卷绕器凹口96中而重新啮合从动滚轮和空转滚轮22，24。
参见图8，为防止反绕超过360°时从动和空转滚轮22，24的重新啮合，捆扎头12包括超转板98。板98安装在卷绕器26和捆扎头构架20之间。板98构造成有与卷绕器凸缘94相同直径的外圆周100。板98构造成在卷绕器26旋转时，当凸轮辊92经过凸缘凹口96时，板的外圆周100将“插入”。
如图8中所示，超转板98包括与卷绕器凸缘94中的凹口96相似的凹口102，这样，当卷绕器26和板98相互对齐时(即，处于进给模式时)，凸轮辊92驻留在二个凹口96，102中，以允许空转滚轮24与从动滚轮22相啮合。
凸块104从超转板98的正表面106向上伸出，毗邻凹口102，并在凹口102的后面。凸块104构造成在卷绕器26已经旋转之后，并且随着凹口96接近凸轮辊92，可与卷绕器26上的卷绕器凹口96前面的止动件(例如，图7中的108)啮合。当凸块104啮合或接触止动件108时，它转动板98以阻止凹口96，102的对齐，这样就确保了在凸轮辊92通过卷绕器凹口96之前，板的外圆周100可顺利通过凹口96。这样，在反绕期间，当卷绕器凹口经过凸轮辊92时，枢轴臂90保持在被凸轮向外偏置的状态，而这又使空转滚轮24保持在与传动滚轮22脱开的状态中。本领域的技术人员都知道，超转板98构造成可使卷绕器26的附加旋转几乎达到附加的360°。
为防止超转板98的继续旋转(即，超转)，有一凸块110从板98的背部表面112上伸出，它被构造成能啮合捆扎头构架20上的档板114。超转板背部表面上的凸块110和构架档板114可构造成允许多至几乎360°的附加旋转，因此有几乎为720°的总旋转量。背面凸块110和构架档板114还可确保超转板98在反绕模式结束后返回原处，这样，卷绕器和板的凹口96，102将在凸轮辊92处对齐，以便进入正确的进给作业。
图9中给出了卷绕器的另一实施例126。在这个实施例中，轴销140不是安排在可绕枢轴转动部分132的周边，而是安排在可绕枢轴转动部分132的大约中点(相对于上游-下游方向)处。在这个实施例中，枢轴辅助销170仍从卷绕器可绕枢轴转动件132上伸出，在夹头154的上游，在上游终端158附近。
可绕枢轴转动件184的下游末端可构造成有如图中所示被夸大的弧形部分，或者也可以比较平直，有一圆形终端(未示出)，它的作用仍是为方便带子S在卷绕器126上的平滑缠绕和通过卷绕器126的运动。在这个实施例中，可绕枢轴转动件夹头154沿大体上为直线的路径向静止件夹头152运动，而不是沿向里和朝下游的方向朝静止件夹头152运动。
不论在本公开内容的文字中是否专门提到，所有在此参考的专利，都在此被引用为参考资料。
本公开内容中，词“一个”包括单数和复数。反之，提到的多个物件，在合适的场合，也包括单数。
从前面的叙述可以知道，在不偏离本发明创新概念的真实精神和范畴的情况下，可以作出许多变更和变异。应理解的是，并无限制于所述具体实施例的意图，也不应作此推断。本公开内容意在按照所附权利要求而涵盖落入权利要求书范畴内的所有此类变更。
权利要求
1.用于将带材绕货物布置并围绕货物拉紧带材的捆包机的卷绕器，它包括有一静止件和一可绕枢轴转动件的旋转头，静止件和可绕枢轴转动件各自界定带材绕其缠绕的外表面并界定它们之间用来接受带材的狭缝，静止件和可绕枢轴转动件的每个件都在彼此相对的相应末端附近各自界定一夹紧部分，可绕枢轴转动件可在两夹紧部分相互隔开的开启位置和两夹紧部分相互配合以啮合并将带材夹紧在它们之间的关闭位置之间绕枢轴转动，可绕枢轴转动件是朝开启位置偏置的，可绕枢轴转动件包括从其上伸的的一个销；相对于旋转头部分为静止的轨道部分，轨道大体上是圆形的，并构造成可允许销绕轨道运动，该轨道有具有第一直径的第一部分和小于第一直径的第二直径部分，其中，卷绕器从销处于轨道第一部分中和卷绕器处于开启位置的原始位置旋转至销处于轨道第二部分中的不同于原始位置的另一位置，使销啮合轨道第二直径处的壁，从而将卷绕器推向关闭位置。
2.依照权利要求1的卷绕器，其中，可绕枢轴转动件可绕枢轴件旋转。
3.依照权利要求2的卷绕器，其中，枢轴件安排在卷绕器入口附近，可绕枢轴转动件夹紧部分上游的一个地方。
4.依照权利要求3的卷绕器，其中，枢轴件布置在可绕枢轴转动件外表面的附近。
5.依照权利要求2的卷绕器，其中，枢轴件布置在夹紧部分和卷绕器的带子出口的中间。
6.依照权利要求1的卷绕器，其中，可绕枢轴转动件夹紧部分是在其内的，用来作独立于可绕枢轴转动件枢轴运动的枢轴运动。
7.依照权利要求1的卷绕器包括超转板，以允许卷绕器超出360°的旋转。
8.依照权利要求1的卷绕器，其中，可绕枢轴转动件是朝开启位置偏置的。
全文摘要
用于将带材围绕货物布置并围绕货物拉紧带材的捆包机的卷绕器包括有一静止件和一可绕枢轴转动件的旋转头。两个件各自界定带材绕其缠绕的外表面和它们之间用来接受带材的狭缝。两个件在彼此相对的相应末端附近各界定一夹紧部分。可绕枢轴转动件在两夹紧部分相互隔开的开启位置和两夹紧部分相互配合以啮合和夹紧带材的关闭位置之间绕枢轴转动。该卷绕器包括将卷绕器推向关闭位置的枢轴辅助组件。还披露了捆包机和捆扎头。
文档编号B65B13/18GK1498822SQ20031010336
公开日2004年5月26日 申请日期2003年10月28日 优先权日2002年10月31日
发明者莱缪尔J·贝尔, 蒂莫西B·皮尔逊, B 皮尔逊, 莱缪尔J 贝尔 申请人:伊利诺斯器械工程公司