CN101801794B - 切割和关闭箱子与放置垫袋组合的方法和机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及实施根据被包装的产品(4)的高度调整的可变体积的箱子，在每种情况中，沿其竖直棱边切割该箱子(3)并且在所述箱子的侧面(12)上在舒适的高度处形成折叠线以便界定一些上折片，然后在预先被填充的箱子的内容物上折叠所述折片。在形成折叠线之后并且在将所述折片折叠在所述箱子的内容物之上之前，围绕被包装的产品(4)和/或者在被包装的产品(4)之上，在所述箱子(3)中放置至少一个被膨胀的或者可膨胀的垫袋(16)。所述垫袋(16)被膨胀或者泄气以便根据围绕所述产品(4)和/或者在所述产品(4)之上的自由体积而被调整。本发明还提出了一种组合机器，该组合机器实现了切割、划痕、制备和放置所述垫袋，以及关闭所述箱子。

Description

切割和关闭箱子与放置垫袋组合的方法和机器
本发明总体上涉及实施和填充通常为纸板包装进行，所述纸板包装在这里被简称为“箱子”，这种箱子适合于在每种情况中填充到所述箱子的产品的高度和体积。本发明更特别地涉及性质和数量可变的产品的受控的制备和发送，从而在箱子中收集的产品可以占据不同的体积和高度。
在这个应用领域中，已经知道使用纸板箱子，这样的纸板箱子最初拥有全部相同尺寸特征，但是这些箱子然后通过减小每个箱子的高度从而适应于在该箱子中排列的产品的高度以适合于任何特定应用。
在本申请人的专利FR2710580中描述的第一方案在于在填充纸板箱子之前切割该纸板箱子，从而根据所述箱子的内容物的或多或少减小的高度来去除无用的多余纸板。因此形成了或大或小的必须被排出的纸板废料。
已知的其他技术方案允许减小纸板箱子的体积，特别是高度，从而使该箱子适合于被包装的产品的高度，而不形成待排出的废料。
在这种类型中，特定的技术方案在于在该箱子的四个侧面上设置多个平行的且靠近的折叠线。根据在每个情况中由被放置于该箱子的底部上的产品所占据的高度，在该箱子的每个侧面上选择折叠线，上折片沿所述折叠线被形成并且在被包装的产品之上折叠(参见例如专利FR2612885)。这个技术方案需要在该箱子的4个侧面上预先实现一些折叠线，最终将使用其中的一个折叠线，从而导致该技术方案相对期望的目标较复杂和高成本。此外，每个箱子的高度的适应仍然是大致的，因为每个箱子仅仅可以根据等于两个连续折叠线之间的竖直间隔的“步距”不连续地实施。
避免了上述缺陷的可替换技术方案在于使用一种箱子，该箱子的用于构成上折片的部分并不是由预先形成的折叠线界定。对于每个应用而言，并且根据待包装的产品的高度，在该箱子的每个侧面上形成了位于舒适高度处的折叠线，然后由所述折叠线界定的折片被折叠在该箱子的预先填充的内容物之上(参见例如专利FR2606367和专利US3953356)。
在这个技术方案的范围中，特别涉及了沿其4个竖直棱边，从其顶部开始并且在对应于该箱子的初始高度和填充所述箱子的产品的高度之间的差值的部分高度上切割每个箱子，从而释放了随后将刚好折叠在该产品之上的折片。
正如容易理解到的那样，任何已知技术方案允许至少大致地使每个箱子的高度适应填充所述箱子的产品的高度或者至少适应最高的产品的高度。相反，所述方案中的任何一个本身不可以实际地考虑被包装在箱子中的产品的形状、分配和体积。然而，涉及到了不一致的产品，甚至即使该箱子的高度被舒适地调整仍然可能存在在所述产品之间或者某些产品的上部的大的自由空间。因此没有任何垫块或者保持件被实施用于某些产品，这些产品因此可能移位，可能互相碰撞，甚至可能在箱子的操作和运输期间，尤其是在涉及到易碎产品时被破坏。
之前暴露的问题特别可以突然出现在下述情况中：箱子在位于用来形成折片的机器的最大切割能力之下的非常低的位置被填充。这里需要理解到该最大切割能力等于该箱子的宽度的一半，因为总体上并不允许形成的折片在该箱子的中央区域之上重叠。在这样的极端情况中，该箱子的最终高度仍然大于被包装的产品的高度。
已经知道一些在该纸箱子内部通过填充围绕被包装的产品和在该被包装的产品之上存在的自由空间的填充元件的产品定位***。所述定位元件特别可以采取用空气膨胀的袋子或者气垫的形状-参见例如专利FR2580597和FR2385606，专利申请WO2005/077784和US2006/0090421。
所述定位***在技术和经济方面、尤其是在下述受控制备的范围中目前还未令人满意：如果填充给定高度的箱子的产品仅仅占据该箱子的部分高度或者部分体积，则必须放置强制膨胀的垫袋或者多个呈连续层放置的垫袋，所述呈连续层放置的垫袋的技术方案在定位所述产品和适应其形状方面带来不足够的结果，同时成本高，并且还能够带来关闭所述箱子的困难。
上述的问题将通过一种改进的***获得解决，该改进的***组合了降低高度的箱子的优点和包装在该箱子中的产品的定位的优点，同时避免了其缺陷。因此涉及了一种实施箱子类型的纸板包装的方法，在每种情况中，所述箱子具有根据被包装的产品的高度调整的可变高度，所述方法设计了：沿其竖直棱边，从其顶部开始并且在部分高度上切割该箱子，并且在所述箱子的侧面上在舒适的高度处形成折叠线以便限定一些上折片，所述折片在预先被填充的箱子的内容物上折叠，在形成限定了所述上折片的折叠线之后并且在将所述折片折叠在所述箱子的内容物之上之前，围绕被包装的产品和/或者在被包装的产品之上，在所述箱子中放置至少一个被膨胀的或者可膨胀的垫袋。因此将降低箱子的高度以适应箱子中的内容物的高度与由一个或者多个被膨胀或者可膨胀的垫袋填充围绕被包装的产品和在所述产品之上存留的自由空间(已经最小化)相组合，所述垫袋的体积和数量因此也被最小化。特别地，被放置在该箱子中的该垫袋的体积可以是这样：该垫袋的上部大致与侧面划痕的高度一致，从而对该侧面进行折叠，然而初始时设置了略微高一些的高度以用于所述垫袋的上部，从而在关闭所述箱子之后获得一种对所述垫袋的轻微的压力，从而保证了良好保持被包装产品。
这样的构思特别来自于本申请人的欧洲专利申请EP1832413(然而该申请在本申请的优先权日之后公开)。
在该文件中缺少精确描述，需要假定一些“视觉”装置必须被使用以便评价每个箱子的不同区域中的填充并且以便因此根据所述产品的分配和在该箱子中所测量的高度确定：待由所述垫袋填充的体积。这样的其中填充材料的数量或者膨胀度取决于待填充的体积的测量的工作模式被欧洲专利EP1556278(或者其等同专利US7337595)披露。正如所理解的那样，复杂的测量处理***在这里仍然是必须的，以便确定自由体积，然后根据所述体积膨胀该垫袋，然而所述测量和计算可能包含误差。
由文件DE3813309披露的其他建议在于将可膨胀袋子以非膨胀状态引入到纸板箱子中，在被包装的产品之上；然后该箱子的纵向折片被折叠在该袋子之上，所述箱子的盖子被放置。最后，该袋子被膨胀以便精确填充位于被包装产品之上的自由体积。
这样的方法导致高度和自由体积的精确初始测量是没用的，所述袋子自动适应于待填充的体积。然而，正如文件DE3813309中描述的那样，需要特别地构造该箱子：允许超出该箱子的外部的缝隙或者切口，用于允许进行膨胀的该袋子的口。这种方法的实施因此需要一些特别构思的因此成本高的纸板箱子。
此外，在文件DE3813309中，袋子的膨胀装置位于该箱子的侧面上，面对该袋子口，所述袋子口穿过该箱子的侧向表面。这些膨胀装置的定位影响了在该传送装置上箱子的前进，因此一些互补装置应该设置用于去除在箱子通过期间的膨胀装置。
本发明用于解决上述的问题集合，提出一种技术方案，允许根据待填充的自由体积直接调整袋子的膨胀，从而避免了测量和/或者计算，同时仍然与流行类型的纸板箱子匹配，并且膨胀装置的位置并没有阻碍在传送装置上的箱子的前进。
因此，本发明的目标是一种实施箱子类型的纸板包装的方法，在每种情况中，所述箱子具有根据被包装的产品的高度调整的可变高度，所述方法设计了：沿其竖直棱边，从其顶部开始并且在部分高度上切割该箱子，并且在所述箱子的侧面上在舒适的高度处形成折叠线以便界定一些上折片，所述折片在预先被填充的箱子的内容物上折叠，在形成界定了所述上折片的折叠线之后并且在将所述折片折叠在所述箱子的内容物之上之前，围绕被包装的产品和/或者在被包装的产品之上，在所述箱子中放置至少一个被膨胀的或者可膨胀的垫袋，其特征在于，所述垫袋的膨胀程度在将所述垫袋引入到该箱子中之后但是在通过折叠所述折片关闭该箱子之前根据围绕所述产品和/或者在所述产品之上的自由体积而被调整。
根据一种实施本发明的方法的模式，所述或者每个垫袋以非膨胀状态被引入到该箱子的内部，所述垫袋在该箱子内部，在如下述界定的体积中被膨胀：通过将板类型的刚性元件引入到所述箱子中而朝向高处被界定。这个技术方案允许保留检测在该箱子中放置的产品的高度的简单装置，并且使得围绕所述产品和在所述产品之上的待填充的体积的计算没有用处，所述袋子必须在可获得的体积限度内被膨胀。该垫袋在这里可以具有根据该箱子的顶部和该最高的产品之间存在的高度差而改变的长度，特别是如果该垫袋的膨胀被实施在该箱子之上的恒定位置处；更简单地，该垫袋可以具有适合于该箱子的模式的恒定长度，特别是如果该垫袋的膨胀在该箱子的内部的可变水平位置处实施。
根据实施本发明的方法的另一个模式，所述或者每个垫袋首先独立于待填充的体积以预定的最大膨胀度膨胀，然后该垫袋被引入到所述箱子中，并且被部分地泄气，最后被密封，从而适合于每种情况中待填充的体积。特别地，被预先最大膨胀的所述或者每个垫袋一旦被放置在所述箱子中就被穿刺，从而排出过量的空气，然后该垫袋被焊接以便最终将保持在该垫袋中的空气量封闭。
在任何情况中，该垫袋直接适应于待填充的体积，从而允许解决体积计算的不确定性，这种不确定性可能导致破坏产品在该箱子中的良好定位。
本发明还用于一种用于实施上述的方法的将切割和关闭箱子与放置被膨胀的或者可膨胀的垫袋组合的机器，所述机器包括传送装置，被预先填充的箱子在该传送装置上前进，该箱子还沿所述传送装置连续地遇到：检测在每个箱子内部的产品的高度的工位，沿箱子的竖直棱边在一定高度上切割所述箱子的工位，对所述箱子的侧面划痕以便形成折叠线的划痕工位，在该箱子的内容物之上折叠折片的折叠工位，和在所述箱子的顶部上放置关闭罩的放置工位，所述机器还包括在侧面的划痕工位与折片的折叠工位之间的将可膨胀垫袋制备并且放置在所述箱子的内部的工位，所述垫袋的制备和放置工位包括：将薄膜或者鞘形连续材料退绕的装置，所述垫袋由该连续材料形成并且通过焊接和切割而被分开；每个垫袋的膨胀装置和关闭装置；和在箱子内部放置每个垫袋的放置装置，所述放置装置包括刚性板，所述刚性板能够在每个箱子的内部下降到大致在每个情况中形成的折现位置处，从而实现了对应于待填充的体积和所述折片在折叠之后占据的位置的垫袋的膨胀，或者从而部分地使垫袋泄气并且使得该垫袋适合于待填充的体积和折叠后该折片占据的位置。
所述垫袋的膨胀装置以恒定高度保持在箱子的顶部上，特别地通过焊接关闭该垫袋的关闭装置也是如此。
根据另一种可能性，所述垫袋的膨胀装置与被膨胀的垫袋的关闭装置一样位于可变高度处，并且能够被引入到该箱子的内部，所述装置能够与所述垫袋的放置装置相连。
本发明将借助于下面参照所附简示的视图以示范性，不管实施带有放置垫袋的切割和关闭该箱子的方法的模式为何的描述而被更好地理解，所述附图示出了实施所述方法的组合机器，附图包括：
图1是实施本发明方法的第一模式的立体视图；
图2是示出第一实施模式的变形的图1的类似立体视图；
图3是示出在图1的实施模式情况中膨胀和焊接袋子的操作简示图；
图4是类似的或者前述的简示图，但是示出了在图2的变形情况中膨胀和焊接垫袋的操作；
图5是示出了所述方法的另一个实施模式的类似于前述的立体视图。
图1简示示出一种机器的连续工位，所述工位沿水平传送装置2，例如辊传送装置、皮带传送装置或者条带传送装置直线布置，在所述传送装置2上使预先填充有具有不同高度的产品的纸板箱子3前进。
在机器入口该箱子3遭遇的第一工位5包括“视觉”光学元件，或者可变地一种或者多个检测在每个箱子3内部的产品4的高度的机械传感器。
第二工位6包括一些实现对该箱子3进行沿其4个竖直棱边8切割的切割工具7。更特别地，所述工具7在每个箱子3的棱边8上实施了在一定高度上从该箱子3的顶部起延伸的竖直切割，在最高的产品4之上中断所述切割。
第三工位10通过专门的工具11实现对该箱子3的4个侧面12的水平划痕，以便形成一些折叠线13。更特别地，所述划痕是在与缝隙的下端相同的位置实施在每个箱子3上，所述缝隙沿该箱子3的竖直棱边8在该第二工位6处实施。
因此，分别在两个工位6和10处实施的切割和划痕操作具有下述结果：界定出4个上折片14，该上折片14的宽度是可变的并且是在每个箱子3中包装的产品4的高度的函数。
其细节A被放大示出的第四工位15在所述划痕工位10之后，构成了制备和放置被膨胀或者可膨胀的垫袋16的工位，正如下面将详细描述的那样。
在该第四工位15之外，第五工位17实现了沿折叠线13在每个箱子3的内容物之上，即在被包装在该箱子中的产品4和垫袋16之上的叶片14的折叠，所述垫袋在上述的工位处被引入到该箱子3中，以便将所述产品4保持到位。
最后，第六和最后的工位18保证了纸板罩19放置在每个箱子3的顶部上，因此在被折叠的折片14之上，从而实现该箱子3的关闭。储存该罩的库未示出，其侧向连接该最后工位18。所述被填充和在工位18被关闭的箱子3最后在该传送装置2的下游端排出。
制备和放置该垫袋16的工位15包括用于薄膜或者鞘状连续材料21的筒子20的侧向退绕装置。该工位15包括一些牵引和引导所述材料21的装置，该装置携带所述材料到到达所述工位的每个箱子3之上。在该工位15的上部中设置了一些对材料21进行切割的装置22，该切割装置22将所述薄膜或者鞘切成段以便分开将要形成整体垫袋的材料。
一些呈刚性板形的放置所述袋子的装置23以及呈喷管形的膨胀装置24和呈焊接夹板对形的焊接装置25连接到切割装置22，参见图3，所述放置装置能够降到每个箱子3的内部。在所考虑的情况中，该膨胀喷管24和焊接夹板25保持在恒定高度处，在该箱子3的顶部9之上。
因此，通过切割装置22与所述材料21的薄膜或者鞘分开的每个垫袋16到达所述刚性板23的下面，该刚性板23降到所述箱子3的内部，大致位于第三工位10实施划痕的位置，所述划痕对应于折片14的折叠线13，该折片14在这里被保持竖直。所述袋子16然后借助喷管24由空气膨胀，然后通过夹板25被焊接关闭。袋子16因此被最大地膨胀，从而允许刚性板23定位，该袋子16因此填充在所述产品4和所述刚性板23之间的所有自由空间。
正如图3所示，将膨胀喷管24和焊接夹板25以恒定高度放置在该箱子3的顶部9之上的事实的作用是：该垫袋16占据可变长度“L+H”，L是该袋子16在所述箱子3内部的固定水平长度部分，H是产品4的顶部和喷管24与夹板25的恒定位置之间的可变高度差。
图2和4中对应于上述的元件的元件用相同标记表示，图2和4涉及了这样的变形：含有喷管24和焊接夹板25的膨胀装置被刚性板23承载并且因此可以与所述板23一起下降到每个箱子3的内部。正如图4所示，该垫袋16在这里具有恒定长度“L+H”，L是该袋子16在所述箱子3内部的固定水平长度部分，H是产品4的顶部和喷管24与夹板25的恒定位置之间的可变高度差。
将注意到垫袋16的膨胀和焊接装置被装在放置所述袋子的工具中的变形特别在下述情况中是令人满意的：膨胀之前已经部分焊接被分隔的袋子16，当制备所述袋子时，仅仅在侧面上留出相当短的非焊接区域；因此诸如具有减小的长度的焊接夹板的所述焊接装置25可以被容易地放置在放置工具上并且被引入到该箱子3的内部。
图5示出了本发明的方法的另一个实施模式，其中在放置于所述箱子3中之前，垫袋16以最大预定的程度膨胀。在制备和放置垫袋16工位15处，每个袋子16通过切割装置22被分割，然后该袋子16通过喷管被空气最大地膨胀。随后，被膨胀的该垫袋16被降低并且放置在相应的箱子3内部，在产品4之上，正如图5的放大细节A所特别示出的那样。在这个操作期间，通过爪26所述袋子16的中央可以被夹持，所述爪沿中间线形成在其上表面上。
一旦被放置，垫袋16就在其上部爪26位置处被穿刺，而所述刚性板23被施加在所述袋子16上，同时放置在预先实施在该箱子3的侧面上的痕迹位置。多余的空气然后从所述袋子16排出，然后袋子16重新被焊接，因此在该爪26处被关闭。因此，每个袋子16的膨胀在每个情况中都适合于待在该箱子3内部填充的、围绕所述产品4并且在所述产品之上的剩余体积，而不必须进行可得到体积的预先测量和计算。
还可以构思其他工作模式，例如还在中央实现夹持，但是在未膨胀的被制备的垫袋上，该垫袋仅仅在放置于箱子中之后被膨胀。在这种情况中，这样设计仍然令人满意：在垫袋制备和放置工位设置机械或者吸附盘或者其他的装置，从而将每个袋子的初始靠近的两个主要表面分开。
不管使用在放置之前被膨胀的垫袋16还是仅仅在放置于该箱子3中之后被有效膨胀的可膨胀袋，本发明的方法和机器在任何情况中都允许优化不同高度的产品4的包装：调整和最小化所述体积，特别是每个箱子3的高度，调整和最小化产品4的定位所必需的袋子16的体积。
下述作法并不偏离本发明的范围，如所附权利要求书限定的范围：在箱子内部放置两个或者多个被膨胀或可膨胀垫袋以代替唯一一个袋子。在相同的构思下，本发明的方法不仅可适用于在箱子的每个侧面上划一个折叠线，所述折叠线的位置非常精确地对应于在该箱子中放置的产品的高度，还适用于遵循预定的多个高度级并且接近该产品的高度，从而允许自动形成箱子托盘，构成了均匀高度层。

Claims (6)

1.实施箱子类型的纸板包装的方法，所述箱子具有根据被包装的产品(4)的高度调整的可变体积，在每种情况中，设计了：沿其竖直棱边(8)，从其顶部(9)开始并且在部分高度上切割该箱子(3)，并且在所述箱子的侧面(12)上在舒适的高度处形成折叠线(13)以便界定一些上折片(14)，所述上折片(14)在预先被填充的箱子(3)的内容物上折叠，在形成限定了所述上折片(14)的折叠线(13)之后并且在将所述上折片折叠在所述箱子的内容物之上之前，围绕被包装的产品(4)和/或者在被包装的产品(4)之上，在所述箱子(3)中放置至少一个可膨胀的垫袋(16)，其特征在于，为了在将所述垫袋(16)引入到该箱子(3)中之后但是在通过折叠所述上折片(14)关闭该箱子(3)之前根据围绕所述产品(4)和/或者在所述产品(4)之上的自由体积来调整所述垫袋(16)的膨胀程度，所述垫袋(16)以非膨胀状态被引入到该箱子(3)的内部，所述垫袋(16)在该箱子(3)内部，在如下述界定的体积中被膨胀：通过将板类型的刚性元件(23)引入到所述箱子(3)中而朝向高处被界定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垫袋(16)具有可变长度(L+H)，所述可变长度根据该箱子(3)的顶部(9)和最高的产品(4)之间存在的高度差而改变，该垫袋(16)的膨胀在该箱子(3)之上的恒定的位置实施。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垫袋(16)具有适合该箱子(3)的模式的恒定长度(L+H)，该垫袋(16)的膨胀在该箱子(3)的内部的可变位置处实施。
4.用于实施根据权利要求1-3中任一项所述的方法的一种将切割和关闭箱子与放置可膨胀的垫袋组合的机器，所述机器包括传送装置(2)，被预先填充的箱子(3)在该传送装置(2)上前进，该箱子(3)还沿所述传送装置(2)连续地遇到：检测在每个箱子(3)内部的产品(4)的高度的工位(5)，沿箱子的竖直棱边(8)在一定高度上切割所述箱子(3)的工位(6)，对所述箱子(3)的侧面(12)划痕以便形成折叠线(13)的划痕工位(10)，在该箱子(3)的内容物之上折叠上折片(14)的折叠工位(17)，和在所述箱子(3)的顶部上放置关闭罩(19)的放置工位(18)，所述机器还包括在侧面(12)的划痕工位(10)与上折片(14)的折叠工位(17)之间的将可膨胀垫袋(16)制备并且放置在所述箱子(3)的内部的工位(15)，所述垫袋(16)的制备和放置工位(15)包括：将薄膜或者鞘形连续材料(21)退绕的装置(20)，所述垫袋(16)由该连续材料形成并且通过焊接和切割而被分开；每个垫袋(16)的膨胀装置(24)和关闭装置(25)；和在箱子(3)内部放置每个垫袋(16)的放置装置(23)，所述放置装置(23)包括刚性板(23)，所述刚性板(23)能够在每个箱子(3)的内部下降到大致在每个情况中形成的折叠线(13)位置处，从而实现了对应于待填充的体积和所述上折片在折叠之后占据的位置的垫袋(16)的膨胀，或者从而部分地使垫袋(16)泄气并且使得该垫袋(16)适合于待填充的体积和折叠后该上折片(14)占据的位置。
5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述垫袋(16)的膨胀装置(24)以恒定高度保持在箱子(3)的顶部上，通过焊接关闭该垫袋(16)的关闭装置(25)也以恒定高度保持在箱子(3)的顶部上。
6.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述垫袋(16)的膨胀装置(24)与被膨胀的垫袋(16)的关闭装置(25)一样位于可变高度处，并且能够被引入到该箱子(3)的内部，所述膨胀装置(24)和所述关闭装置(25)能够与所述垫袋(16)的放置装置(23)相连。
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