专利名称：卧式包装机的张力调整装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种卧式包装机的张力调整装置，尤指一种能将包装纸张力调整至适当范围的张力调整装置。
近年来由于包装产品样式的多样化，使得对卧式包装机产品规格调整弹性的需求增加，而包装纸的张力调整装置，对于包装纸走行的平顺，热封的好坏，乃至包装产品的美观，均有决定性的影响，因此为了配合调整弹性，张力调整装置为一不可或缺的装置。
传统的张力调整装置，最广泛的方式为利用锥轮来调整包装纸的张力，此种方式为利用两轮的速差来使包装纸产生张力，是在于送纸滚筒、中心拉纸轮与中心热封轮各段间产生速差来维持张力。但此种锥轮式的张力调整机构，对于包装纸厚度不薄或包装速度不快的情形下尚可满足，但若于高速包装或包装纸较薄的情形下，则因欠缺弹性，较难满足。
由上可知，上述传统的卧式包装机的张力调整装置在实际使用上，显然仍具有若干不便与缺失存在，而可加以改善。
本发明的主要目的，在于提供一种卧式包装机的张力调整装置，该张力调整装置是利用对包装纸提供速差与限制张力的观念，以两个不同节圆直径的时规皮带轮来进行传动，以产生高低速来带动轴，高速轮的动作由摩擦接合装置来带动轴，低速轮则利用单向离合器来带动轴，当包装纸张力低于摩擦接合装置的摩擦力时，即由高速轮来动，当张力过高时，使摩擦接合装置产生打滑，即由低速轮的单向离合器来作动，以提供张力自动调整的作用，而使包装纸张力维持适当的值，即使在高速包装或包装纸较薄情况下，仍可使包装纸的张力得到适当的调整，使机器运转稳定。
本发明的目的是以如下方式达到的一种卧式包装机的张力调整装置，其是于包装机的中心拉纸轮及中心封轮上分别设有张力调整装置，其特征在于该张力调整装置是以两个不同节圆直径的高速时规皮带轮和低速时规皮带轮来带动轮轴，该高速时规皮带轮通过摩擦接合装置来传动，该低速时规皮带轮通过内设的单向离合器带动轮轴；所述摩擦接合装置包括一固定于高速时规皮带轮上的止推垫圈、一通过摩擦作用传动的摩擦板、一固定于摩擦板上的传动板，该传动板与轮轴键连接，该传动板被其下方设的一压缩弹簧顶推；该压缩弹簧连设一张力调整机构，该张力调整机构包括一张力调整轮、一张力调整座、一张力调整块，该张力调整轮通过传动机构移动张力调整座，张力调整座具有一楔形面，该楔形面顶推张力调整块，张力调整块则顶推所述的压缩弹簧。
本发明的目的还可以如下方式达到所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于该张力调整轮上附设有指针。
所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于该张力调整轮通过电控马达控制。
所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于在高速时规皮带轮内使用深沟滚珠轴承支承。
本发明的效果主要是本发明利用摩擦接合装置调整张力的临界值，亦即当包装纸本身的张力若超过此临界值，则摩擦接合装置即产生打滑(slip)利用打滑瞬间所产生的速降，来减低包装纸的张力，同时为了避免瞬间速度的降低值太大，造成包装纸松弛，没有张力，因而另外利用单向离合器的特性，来保持速度最低限制，如此使张力在某一范围内作微调，而使包装纸张力维持适当的值。
在本发明设计中，送纸滚筒与中心拉纸轮的张力调整，由中心拉纸轮的摩擦接合装置来负责，而中心拉纸轮与中心封轮间的张力调整，则由中心封轮的摩擦接合装置来负责，亦即当送纸滚筒与拉纸轮间的张力过大时，则中心拉纸轮的摩擦接合装置即产生打滑，同样的当中心拉纸轮与中心封轮间的张力过大时，则中心封轮的摩擦接合装置即产生打滑。
由于张力的影响因素除了速差之外，尚包括有包装纸的材质、厚度以及封轮的温度等，都是可能造成张力不适的原因，而本设计的张力调整装置并不个别针对影响张力因素来作复杂的机构设计，相反地只针对张力影响因素所造成的结果过高或过低的张力来作即时的调整，因而当张力不适的情况发生时，不论它是何种原因所造成，摩擦接合装置配合单向离合器的张力调整装置，均能将之调整至适当的范围内。然传统的锥轮式的张力调整机构中，为送纸滚筒与中心拉纸轮以及中心拉纸轮与中心封轮间各一对锥轮，送纸滚筒、中心拉纸轮与中心封轮和马达间的速比均为变数，即随着锥轮传动皮带的位置变化，然则当位于送纸滚筒的光感测器，在读取标识(MARK)以作为速度的补偿时，便容易因送纸滚筒与马达的速比改变，而产生补偿的误差。在本发明中由于送纸滚筒始终与马达保持固定速比，因而可避免速度补偿时，所产生的补偿误差。
另，本发明张力调整装置亦可配合电控利用马达取代调整手轮来作张力值的设定，当然亦可配合电脑软件使用，可达到不同产品张力值的记忆，以使机器的操作更简易化、更智能化。
图式简单说明
图1为卧式包装机送纸过程的示意图。
图2为本发明张力调整装置的上视图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B-B剖视图。
首先，请参阅图1，是为卧式包装机送纸过程的示意图，由图所示的包装纸1的运动路径，可知包装纸1由供纸滚筒2、送纸滚筒3不断连续地送出后，再经由制袋成型器4转变为筒状，而后以中心拉纸轮5与中心封轮6完成侧封的动作，最后由封刀7作端封与端切的动作。上述整个送纸过程中，张力控制的部分大致可分为三部份第一部分供纸滚筒2与送纸滚筒3之间；第二部分送纸滚筒3与中心拉纸轮5之间；第三部分中心拉纸轮5与中心封轮6之间；本发明的张力调整装置主要是针对第二部分及第三部分张力的控制。如图2及图3所示，该二组张力调整装置8、9主要是以伞齿轮10、11、12、13、正齿轮14、15、16并配合时规皮带17、18、19、20等传动机构来传动，其传动流程是首先由马达(图中未示)经轴心呈水平向设置的马达动力输入轴21及伞齿轮10、11的啮合将动力传入轴心呈垂直向设置的传动主轴22，而传动主轴22即负责送纸滚筒3、中心拉纸轮5及中心封轮6等三部分的动力来源。其中的送纸滚筒3是以一送纸滚筒传动轴23所传动，该送纸滚筒传动轴23是藉伞齿轮12、13的啮合与传动主轴22联结，送纸滚筒3为与传动主轴22成一固定速比的速度，而中心拉纸轮5与中心封轮6的速度则为于两速度间变化。传动主轴22是以正齿轮14与中心拉纸轮传动轴24、中心封轮传动轴25上的正齿轮15、16啮合，以传动该二传动轴24、25。
如图2至4所示，中心拉纸轮传动轴24与中心拉纸轮5的动力传输是由两组时规皮带轮26、27来进行，该二时规皮带轮26、27分别由二时规皮带17、18与中心拉纸轮传动轴24上的时规皮带轮(主动轮)28、29联结。同时为了确保时规皮带17、18的张力并加装了一组可单独调整的惰轮30，以确保传达动力的确实，其中惰轮30的位置是位于皮带17、18松弛部，靠近时规皮带轮(主动轮)28、29的1/3中心距的位置。本发明中心封轮6的传动结构因与中心拉纸轮5为相同结构，故此仅以中心拉纸轮5为实施例详细说明，中心封轮6的相同部分，则不再予以赘述。
事实上，中心拉纸轮5与中心封轮6的速度比为在两固定速比间变化，而造成此运动状况的可行，本发明主要即是应用摩擦接合装置31配合单向离合器32的使用。如图4所示，中心拉纸轮5中分别设有不同节圆直径的高速时规皮带轮(高速轮)27及低速时规皮带轮(低速轮)26同时传动，在一般情况下中心拉纸轮5当然由高速时规皮带轮27来带动，然而此高速时规皮带轮(高速轮)27的传动是藉由一固定于高速时规皮带轮27上的止推垫圈33与一摩擦板34，经摩擦力作用带动固定于摩擦板34上的传动板35，再由传动板35经一键36的作用传达至中心拉纸轮5，而上述的摩擦力产生的大小即由一设于传动板35下方的压缩弹簧37来设定，由于上述的摩擦接合装置31，是位于不易拆装调整的位置，因此为了易于调整压缩弹簧37的压缩量(即调整最大包装纸张力的设定值)，而设计了一组张力调整机构，该张力调整机构8包括有一位于上方的张力调整轮38，可用以旋动下方一轴心呈垂直方向设置的传动轴39，传动轴39下端固设有一伞齿轮40，该伞齿轮40与固设于轴心呈水平方向设置的传动轴41一端的伞齿轮42啮合，传动轴41另一端具有外螺纹43，是螺合于一张力调整座44的螺孔45内，藉由旋转张力调整轮38可使得张力调整座44产生一水平的移动，再经由其楔形面46、47楔形运动的作用，使得张力调整座44上方的张力调整块48产生一沿轴的垂直移动，进而达到调整张力调整块48上方的弹簧37压缩量的目的。藉由此张力调整装置可简化调整的动作，且可于张力调整轮38上附设指针(图中未示)，如此便可经由简易计算得知弹簧37的压缩量，甚而更进一步的得知张力的理论设定值。
本发明的摩擦接合装置31的目的，即在限制包装纸张力的最大值，在包装纸运动过程中，如介于送纸滚筒3与中心拉纸轮5间的速差过大，即产生过大的张力，则张力对中心拉纸轮5作用所产生的扭力，将导致摩擦接合装置31的打滑(slip)，同时使其所传动的速度骤减，使得过大的张力得以因速差的减少而降低。
为了避免低速轮(时规皮带轮)26与高速轮(时规皮带轮)27同时带动一轴49所产生的干涉现象，因而在高速轮27内使用深沟滚珠轴承50，而在低速轮26内则采用单向离合器32来与轴49作接触。单向离合器(或单向轴承)32的作用在于仅允许单向的自由旋转，反向则产生制动或动力传达的作用。因此当轴49由高速轮27带动时，可令低速轮26于此相对旋转方向为自由旋转的方向，以避免干涉矛盾的产生，而摩擦接合装置31产生打滑时造成轴49速度骤降，若轴49速度降至与低速轮26同速的瞬间，单向离合器32的制动与动力传达的作用即开始产生，轴49的动力传达即由低速轮26来承接，如此便可防止轴49速度下降至低速轮26的速度以下，同时亦使得张力可保持于最小设计值之上。因此使用单向离合器32，便可使轴49当摩擦接合装置31由于包装纸张力过高而产生打滑现象时所产生的瞬间速度下降，摩擦接合装置31不打滑，而单向离合器32与轴49便不作动力传达，而改为自由旋转。
本发明张力调整的原理与功能如下所述(a)张力的理论设定值张力调整座44的位移与张力调整轮38的旋转数关系如下ΔX＝N·P其中ΔX张力调整座44的位移量N张力调整轮38的旋转数P节距调整块48的位移Δy＝N·P·sinθθ张力调整座44的楔形面47的斜角设弹簧37的弹力为F
F＝K·Δy＝K·N·P·sinθ(K为弹簧37的弹性系数)摩擦板34的正向力N与摩擦力fN＝F＝K·N·P·sinθf＝μ·n＝μ·K·N·P·sinθ(μ为摩擦系数)由力平衡可知张力T与摩擦力f的关系为T·D＝f·d(D为中心拉纸轮5的直径，d为摩擦板34的作用平均直径)因此可得张力TT＝d/D·μ·K·N·P·sinθ上式中d、D、μ、K、P、θ等参数，均为机械设计的考量值，一般而言包装机运转时，仅调整N，所以张力的理论设计值，便可由此得知。
(b)张力自动调整上述所推导出的公式乃为利用摩擦接合装置31调整张力的临界值，亦即当包装纸本身的张力若超过此临界值，则摩擦接合装置31即产生打滑(slip)利用打滑瞬间所产生的速降，来减低包装纸的张力，同时为了避免瞬间速度的降低值太大，造成包装纸松弛，没有张力，因而另外利用单向离合器32的特性，来保持速度最低限制，如此使张力在某一范围内作微调，而使包装纸张力维持适当的值。
在本发明设计中，送纸滚筒3与中心拉纸轮5的张力调整，由中心拉纸轮5的摩擦接合装置来负责，而中心拉纸轮5与中心封轮6间的张力调整，则由中心封轮6的摩擦接合装置来负责，亦即当送纸滚筒3与拉纸轮5间的张力过大时，则中心拉纸轮5的摩擦接合装置即产生打滑，同样的当中心拉纸轮5与中心封轮6间的张力过大时，则中心封轮6的摩擦接合装置即产生打滑。
由于张力的影响因素除了速差之外，尚包括有包装纸的材质、厚度以及封轮的温度等，都是可能造成张力不适的原因，而本设计的张力调整装置并不个别针对影响张力因素来作复杂的机构设计，相反地只针对张力影响因素所造成的结果过高或过低的张力来作即时的调整，因而当张力不适的情况发生时，不论它是何种原因所造成，摩擦接合装置配合单向离合器的张力调整装置，均能将之调整至适当的范围内。然传统的锥轮式的张力调整机构中，为送纸滚筒与中心拉纸轮以及中心拉纸轮与中心封轮间各一对锥轮，送纸滚筒、中心拉纸轮与中心封轮和马达间的速比均为变数，即随着锥轮传动皮带的位置变化，然则当位于送纸滚筒的光感测器，在读取标识(MARK)以作为速度的补偿时，便容易因送纸滚筒与马达的速比改变，而产生补偿的误差。在本发明中由于送纸滚筒始终与马达保持固定速比，因而可避免速度补偿时，所产生的补偿误差。
另，本发明张力调整装置亦可配合电控利用马达取代调整手轮来作张力值的设定，当然亦可配合电脑软件使用，可达到不同产品张力值的记忆，以使机器的操作更简易化、更智能化。
权利要求
1.一种卧式包装机的张力调整装置，其是于包装机的中心拉纸轮及中心封轮上分别设有张力调整装置，其特征在于该张力调整装置是以两个不同节圆直径的高速时规皮带轮和低速时规皮带轮来带动轮轴，该高速时规皮带轮通过摩擦接合装置来传动，该低速时规皮带轮通过内设的单向离合器带动轮轴；所述摩擦接合装置包括一固定于高速时规皮带轮上的止推垫圈、一通过摩擦作用传动的摩擦板、一固定于摩擦板上的传动板，该传动板与轮轴键连接，该传动板被其下方设的一压缩弹簧顶推；该压缩弹簧连设一张力调整机构，该张力调整机构包括一张力调整轮、一张力调整座、一张力调整块，该张力调整轮通过传动机构移动张力调整座，张力调整座具有一楔形面，该楔形面顶推张力调整块，张力调整块则顶推所述的压缩弹簧。
2.如权利要求1所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于该张力调整轮上附设有指针。
3.如权利要求1所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于该张力调整轮通过电控马达控制。
4.如权利要求1所述的卧式包装机的张力调整装置，其特征在于在高速时规皮带轮内使用深沟滚珠轴承支承。
全文摘要
本发明是有关于一种卧式包装机的张力调整装置，该张力调整装置主要是采用摩擦接合装置并配合单向离合器来处理包装纸的张力调整，摩擦接合装置可使包装纸的张力超过某一预设值时，即产生打滑现象，利用打滑瞬间所产生的速降来减低包装纸的张力，同时为避免瞬间速度的降低值太大，造成包装纸松弛，并设置有单向离合器确保张力的最低限度，以使张力在某一范围内作微调，而使包装纸张力维持适当的值。
文档编号B65B41/00GK1144183SQ9411537
公开日1997年3月5日 申请日期1994年9月15日 优先权日1994年9月15日
发明者李品超, 陈吉村, 黄嘉宏, 林饮麟 申请人:财团法人工业技术研究院