РЕЖУЩИЕ ЛЕЗВИЯ И УСТАНОВКИ
CUTTING BLADES AND PLANTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к режущим приспособлениям, в частности к режущим лезвиям и установкам, используемым для резки различных материалов, например ленты, применяемой в упаковочных операциях.
Уровень техники
Хорошо известны упаковочные машины или устройства для запечатывания заполненных упаковок, например пакетов. Многие из этих машин заполняют открытую упаковку и затем запечатывают ее лентой. Для обеспечения эффективного и надежного запечатывания лента должна надлежащим образом накладываться на упаковку. В общем, это связано с отрезанием ленты необходимой длины и ее накладыванием на упаковку в соответствующем месте или накладыванием ленты и ее резкой в требуемом положении. Обычно это выполняется с помощью режущего ножа или лезвия, которое режет ленту в надлежащем месте, когда машина накладывает ленту на упаковку.
После наложения ленты важно, чтобы лента удерживалась на упаковке до тех пор, пока она не будет специально удалена, и чтобы лента не рвалась и не нарушала целостность запечатанной упаковки до тех пор, пока упаковка не будет специально открыта. Особенно важно, чтобы лента не рвалась или иным образом не нарушала целостность запечатанной упаковки во время манипулирования упаковкой, например, в процессе производства, транспортировки или во время обращения с ней потребителя.
Существует множество режущих ножей или лезвий, которые могут использоваться для резки ленты, применяемой для запечатывания или закрывания упаковок. Известны используемые для резки ленты стандартные ножи, оставляющие зубчатый край при резке, обычно, с обоих концов ленты, которая режется с помощью такого ножа. В некоторых случаях зубчатый край ленты становится причиной преждевременного разрыва (распространяемого разрыва) ленты. Это нарушает целостность запечатывания и вызывает предрасположенность ленты, запечатывающей упаковку, к разрушению или разрыву. Таким образом, существует необходимость в новых устройствах и способах использования ленты для запечатывания упаковок таким образом, чтобы лента преждевременно не рвалась и поддерживала целостность запечатывания.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к лезвиям, пригодным для резки различных материалов, например ленты, используемой в упаковочных и режущих устройствах и устройствах для запечатывания пакетов. В общем случае лезвие согласно изобретению содержит основание и множество прикрепленных к нему зубьев. Один или несколько зубьев из их множества имеют острую вершину, и один несколько зубьев из их множества имеют плоскую вершину.
Предпочтительно первый ряд зубьев с плоской вершиной расположен на основании между вторым рядом зубьев с острой вершиной и третьим рядом зубьев с острой вершиной.
Предпочтительно первый ряд содержит 15 зубьев с плоской вершиной.
Предпочтительно второй и третий ряды содержат по 4½ зуба с острой вершиной.
Предпочтительно общая длина второго и третьего рядов зубьев составляет примерно от 15% до 40% длины основания.
Предпочтительно общая длина второго и третьего рядов зубьев составляет примерно 20% длины основания.
В одном варианте осуществления изобретения разница в высоте между первым и вторым рядами зубьев составляет примерно от 5% до 25% высоты лезвия, предпочтительно примерно до 23%, а наиболее предпочтительно - примерно до 22,8%. В одном из вариантов осуществления изобретения разница в высоте между первым и вторым рядами зубьев составляет примерно 7%, 8% или 9% высоты лезвия, предпочтительно примерно 7,4%. В другом варианте осуществления изобретения высота второго и третьего рядов зубьев составляет примерно 25% высоты лезвия, предпочтительно примерно 22,8%.
Предпочтительно плоская вершина зубьев имеет шероховатую поверхность.
Предпочтительно лезвие имеет длину примерно 6,4 см.
Предпочтительно лезвие имеет высоту примерно 4,1 см.
Предпочтительно лезвие имеет толщину примерно 0,165 см.
Предпочтительно лезвие представляет собой отдельный единый элемент.
Предпочтительно основание имеет, по меньшей мере, одно отверстие.
Предпочтительно лезвие состоит из металла, жесткого пластика или их сочетания.
В другом варианте осуществления изобретения лезвие содержит основание, первый ряд прикрепленных к основанию зубьев с плоской вершиной, второй ряд из по меньшей мере четырех прикрепленных к основанию зубьев с острой вершиной и третий ряд из по меньшей мере четырех прикрепленных к основанию зубьев с острой вершиной. Первый ряд зубьев расположен между вторым и третьим рядами зубьев.
В альтернативном варианте осуществления изобретения установка содержит средство для нанесения ленты, которое включает в себя держатель лезвия и прикрепленное к нему лезвие. Лезвие содержит основание и множество прикрепленных к нему зубьев. Один или несколько зубьев из их множества имеют острую вершину, и один или несколько зубьев из их множества имеют плоскую вершину. Средства для нанесения ленты хорошо известны. Стандартные средства для нанесения ленты содержат катушку, механизм подачи ленты через средство для ее нанесения и держатель лезвия для крепления лезвия, используемого для резки ленты.
В еще одном варианте осуществления изобретения установка содержит машину для нанесения ленты, подгибания и выполнения складок (TFT-машина), содержащую держатель лезвия с прикрепленным к нему лезвием. Лезвие содержит основание и множество прикрепленных к нему зубьев. Один или несколько зубьев из их множества имеют острую вершину, и один или несколько зубьев из их множества имеют плоскую вершину. TFT-машины известны, и стандартная TFT-машина подрезает, подгибает и прикрепляет ленту к полипропиленовым упаковочным материалам, обеспечивая надежное, долговечное и легко открывающееся запечатывание. TFT-машина обеспечивает закрывание с двойным подгибанием, обычно имеющим глубину подгибания примерно 3,18 см, закрепляемое запечатыванием шириной 6 см. Способ запечатывания обеспечивает закрывание, позволяющее предотвратить утечку во время транспортировки и хранения. Некоторые TFT-машины имеют программируемый логический контроллер и сенсорный экран с интерфейсом. Обычно TFT-машина совместима с автоматическими подающими устройствами и легко встраивается в высокоскоростные автоматические линии для упаковки продукции в пакеты.
Еще одним объектом изобретения является способ резки материала, включающий резку материала с помощью лезвия, содержащего основание и множество прикрепленных к нему зубьев, при этом по меньшей мере один зуб из их множества имеет острую вершину, и по меньшей мере один зуб из их множества имеет плоскую вершину.
Предпочтительно лезвие является частью средства для нанесения ленты.
Предпочтительно лезвие является частью TFT-машины для запечатывания пакетов, включая TFT-машину, в которой расположено средство для нанесения ленты согласно изобретению.
Предпочтительно материал представляет собой ленту, этикетку или их комбинацию. Предпочтительно материал представляет собой полипропиленовую ленту.
Альтернативным вариантом осуществления изобретения является способ запечатывания тары, например пакета, с помощью лезвия, содержащего основание и множество прикрепленных к нему зубьев. По меньшей мере один зуб из их множества имеет острую вершину, и по меньшей мере один зуб из их множества имеет плоскую вершину. Лезвие устанавливают в держатель лезвия машины для запечатывания пакетов, в машину помещают пакет, к его участку прикрепляют ленту для запечатывания, и, наконец, ленту отрезают лезвием. В первом варианте осуществления изобретения машина для пакетов является TFT-машиной для запечатывания пакетов. В другом варианте осуществления изобретения лезвие устанавливают в средстве для нанесения ленты машины для запечатывания пакетов, в частности, TFT-машины.
Преимуществом изобретения является улучшенное режущее лезвие.
Другим преимуществом изобретения является усовершенствованная режущая установка.
Еще одним преимуществом изобретения является улучшенный способ резки материала.
Еще одним преимуществом изобретения является улучшенная установка или машина для запечатывания пакетов.
Кроме того, преимуществом изобретения является установка для резки ленты.
Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут понятны из дальнейшего описания со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показано лезвие согласно изобретению, вид спереди в перспективе;
на фиг.2 - часть лезвия, показанного на фиг.1 в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - лезвие согласно изобретению, вид сверху;
на фиг.4 - лезвие согласно изобретению, вид спереди.
Осуществление изобретения
Объектами изобретения являются режущие лезвия, предназначенные для резки различных материалов, и режущие устройства или установки для запечатывания пакетов, содержащие лезвия. Режущие лезвия могут использоваться для резки различных типов материалов, например различных типов лент, используемых для запечатывания пакетов или упаковок. Пакет или упаковка может содержать, например, пищевые продукты или корма для животных. Режущие лезвия могут также использоваться в режущих устройствах или установках для запечатывания пакетов любого пригодного типа.
Как правило, режущие устройства или установки для запечатывания пакетов могут использоваться в производстве закрытых упаковок. Например, открытая упаковка заполняется продуктом, а затем часть упаковки рядом с отверстием подгибается. В установке для запечатывания пакетов может использоваться лента для подогнутого участка упаковки во избежание его разгибания. Если лента является частью рулона, лишний участок ленты отрезается с помощью режущего лезвия, являющегося частью установки для запечатывания пакетов. Для надлежащего запечатывания упаковки лента должна быть отрезана точно по размеру.
Лезвия согласно изобретению режут или разрывают ленту, используемую для запечатывания упаковки, не оставляя смятых краев или других следов деформации на ленте, что могло бы привести к преждевременному разрыву или другому разрушению ленты во время упаковывания. Если лента легко разрывается, упаковка может преждевременно раскрыться, что приведет к нежелательным результатам, например высыпанию ее содержимого. Для запечатывания и закрывания упаковок или тары обычно используется лента из полипропилена. Конструкция лезвия позволяет ему разрезать или разрывать ленту таким образом, чтобы препятствовать ее преждевременному разрыву. Известные конструкции лезвий, как уже отмечалось, режут или разрывают ленту, но при этом делают ее восприимчивой к преждевременному разрыву, в частности, к разрывам, распространяющимся по ленте.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1-4, лезвие 10 содержит основание 20 и множество прикрепленных к нему зубьев 30. Один или несколько зубьев из их множества 30 имеет острую вершину 40, и один или несколько зубьев из их множества 30 имеет плоскую вершину 50. Как показано на фиг.1, первый ряд зубьев с плоской вершиной 50 расположен на основании между вторым рядом зубьев с острой вершиной 40 и третьим рядом зубьев с острой вершиной 40.
Зубья 30 с острой вершиной 40 могут иметь любые пригодные размеры или форму, соответствующие вершине с острым краем. Зубья 30 с плоской вершиной 50 могут иметь любые пригодные размеры или форму, соответствующие плоской или тупой вершине. Поверхность плоской вершины 50 может иметь любую пригодную площадь и любой пригодный периметр соответствующей формы. Расстояние F (фиг.4) между верхом зубьев 30 с острой вершиной 40 и верхом зубьев с плоской вершиной 50 может быть любым пригодным расстоянием.
В одном из вариантов осуществления изобретения плоская вершина 50 зубьев 30 имеет шероховатую поверхность. Например, плоская вершина может иметь поверхность, которая имеет направленную или неровную (например, негладкую) структуру на ощупь. В другом варианте осуществления изобретения плоская вершина 50 зубьев 30 имеет гладкую поверхность. В данном описании термин «плоская вершина» означает, что вершина может быть плоской или она может иметь неровную или шероховатую поверхность. Например, плоская вершина может быть слегка вогнутой или выпуклой или может иметь волнистую форму. В первом варианте осуществления изобретения, когда часть плоской вершины лезвия не находится на одном уровне с участком острой вершины лезвия, плоская вершина имеет поверхность с режущими краями, которые являются такими же или сходными с краями острой вершины.
Лезвие 10 может состоять из металл, жесткого пластика или их сочетания. Лезвие 10 может представлять собой единый элемент (например, единую формованную деталь) или может содержать отдельные элементы, например, зубья, прикрепленные или приклеенные к основанию.
Основание 20 может иметь одно или несколько отверстий 60 (фиг.4). Отверстия 60 могут иметь любые подходящие форму или размеры, например, позволяющие лезвию 20 входить в любое соответствующее устройство для удержания лезвия, например режущее устройство или установку для запечатывания пакетов.
В альтернативном варианте осуществления изобретения первый ряд содержит 15 зубьев с плоской вершиной 50. Второй и третий ряды, имеющие острую вершину 40, могут содержать по 4½ зуба. Например, лезвие может иметь конструкцию, в которой на обоих краях лезвия остается четыре с половиной (4½) наружных зуба, а центральный участок режущего края имеет удаленные зубцы (например, вершины). Установлено, что во время резки ленты плоский нережущий участок лезвия может действовать на отрезаемую лезвием ленту так, чтобы «разрывать» ее по прямой линии, не оставляя зубчатых краев. В результате края ленты, которые были отрезаны по прямой линии, имеют большую прочность по сравнению с отрезанной лентой, имеющей зубчатые края. Эта повышенная прочность приводит к уменьшению вероятности разрыва ленты, когда она крепится к упаковке или таре и используется для их запечатывания.
В еще одном варианте осуществления изобретения размеры лезвия могут быть установлены, как показано на фиг.4. Например, длина А1 второго ряда зубьев с острой вершиной, добавленная к длине А2 третьего ряда зубьев с острой вершиной (т.е. их общая длина), составляет примерно от 15% до 40% длины L основания. Другими словами, длина А1 второго ряда зубьев с острой вершиной и длина А2 третьего ряда зубьев с острой вершиной учитываются совместно по сравнению с общей длиной L основания 20. В другом варианте осуществления изобретения длина А1 второго ряда зубьев 40 и длина А2 третьего ряда зубьев 40, т.е. их общая длина составляет примерно 20% длины L основания 20.
В еще одном варианте осуществления изобретения разница в высоте (расстояние F) между первым и вторым рядами зубьев составляет примерно от 5% до 22,8% высоты D лезвия 10. В другом варианте эта разница в высоте составляет примерно 7,4% высоты D лезвия 10. Высота С второго и третьего рядов зубьев может составлять примерно 22,8% высоты D лезвия.
Лезвие может иметь любую подходящую длину, высоту и толщину, чтобы его можно было вставить в устройство, пригодное для удержания лезвия, например, в режущее устройство или в установку для запечатывания пакетов. В одном варианте осуществления изобретения лезвие имеет длину примерно 6,4 см. В другом варианте лезвие имеет высоту примерно 4,1 см. В еще одном варианте осуществления изобретения лезвие имеет толщину примерно 0,165 см.
В другом варианте осуществления изобретения лезвие содержит основание и прикрепленные к нему первый ряд зубьев с плоской вершиной, второй ряд из по меньшей мере четырех зубьев с острой вершиной и третий ряд из по меньшей мере четырех зубьев с острой вершиной. Первый ряд зубьев расположен между вторым и третьим рядами зубьев.
В альтернативном варианте осуществления изобретения установка содержит средство для нанесения ленты, которое содержит держатель лезвия и прикрепленное к нему лезвие. Лезвие содержит основание и множество прикрепленных к нему зубьев. Один или несколько зубьев из их множества имеют острую вершину, и один или несколько зубьев из их множества имеют плоскую вершину.
Средство для нанесения ленты может быть любым подходящим известным средством для нанесения ленты, которое совместимо с лезвием согласно изобретению. Характерными, но неограничивающими примерами средств для нанесения ленты являются средство для нанесения защитной ленты, модель РТА/Т-627-2, средство для нанесения ленты на усиленные плоские поверхности, модель Т-626, средство для нанесения ленты на плоские поверхности, модель Т-627, средство для нанесения ленты на круглые поверхности, модель RSA-1, и подушечное средство для нанесения самоклеющейся ленты, модель SD-625, производства компании Straub Design Company.
Другим объектом изобретения является установка, содержащее машину для запечатывания пакетов, которая включает в себя встроенный держатель лезвия и прикрепленное к нему лезвие. Лезвие содержит основание и множество прикрепленных к нему зубьев. Один или несколько зубьев из их множества имеют острую вершину, и один или несколько зубьев из их множества имеют плоскую вершину. В первом варианте осуществления изобретения машина для запечатывания пакетов является TFT-машиной. Машина для запечатывания пакетов содержит устройство, которое содержит средство для нанесения ленты, имеющее лезвие. Предпочтительно устройство является TFT-машиной, которая содержит средство для нанесения ленты, имеющее лезвие.
Машина для запечатывания пакетов и TFT-машина могут быть любой известной подходящей машиной, которая совместима с лезвием согласно изобретению. Например, TFT-машина может подрезать, подгибать и наносить ленту на упаковки, пакеты или другую тару для обеспечения надежного и прочного запечатывания упаковочного материала. Характерным, но неограничивающим примером TFT-машины является хорошо известная TFT-машина для запечатывания пакетов производства компании Doboy, Inc.
Еще одним объектом изобретения является способ резки материала, в котором материал режут с помощью лезвия, содержащего основание и множество прикрепленных к нему зубьев, при этом по меньшей мере один зуб из их множества имеет острую вершину, и по меньшей мере один зуб из их множества имеет плоскую вершину.
Лезвие может являться частью средства для нанесения ленты. Как вариант, лезвие может быть частью TFT-машины для запечатывания пакетов или применяться в TFT-машине для запечатывания пакетов.
Материал может представлять собой любую пригодную ленту или этикетки. Например, материал может быть полипропиленовой лентой.
В альтернативном варианте осуществления изобретения способ запечатывания тары, например пакета или упаковки, осуществляется с помощью лезвия, содержащего основание и множество прикрепленных к нему зубьев. По меньшей мере один зуб из их множества имеет острую вершину, и по меньшей мере один зуб из их множества имеет плоскую вершину. Лезвие объединено с его держателем в машине для запечатывания пакетов, включая TFT-машину, или устройства нанесения ленты в TFT-машине.
Пакет помещается в машину для запечатывания пакетов, включая TFT-машину для пакетов. Лента крепится к участку пакета для его запечатывания. Например, лента может быть прикреплена к подогнутому участку открытой части пакета. Для запечатывания пакета может быть использована любая пригодная лента.
И, наконец, лента отрезается лезвием. Например, лента может быть частью рулона, и лезвие отрезает ленту от рулона. Лезвие также может быть использовано для отрезания свободных концов ленты, отходящих от пакета.
Примеры
Различные варианты осуществления изобретения показаны в качестве неограничивающих примеров.
Конструкции лезвия согласно изобретению получена в результате испытаний стандартных ножей, включая прямой нож, нож с зубцами, гильотинный нож, пикообразный нож, и варианта выполнения лезвия согласно изобретению. При испытании с использованием прямого ножа лента или не резалась или резалась непостоянно. Это приводило к смятию передней части ленты и ее ненадлежащему расположению на упаковке. Нож с зубцами резал и размещал ленту на упаковке непрерывно, но остававшаяся на конце ленты просечка становилась причиной преждевременного открывания упаковки в результате распространения разрыва по ленте. Последующее испытание с использованием гильотинного и пикообразного ножа приводило к таким же результатам, что были получены с помощью прямого ножа, например, несоответствующему расположению ленты и неровному разрезу, включая смятие в машине. Эти испытания стали причиной разработки и проектирования лезвия согласно изобретению, в котором решены все указанные проблемы и которое обеспечивает точное размещение ленты и останавливает распространение разрыва. По существу только лезвие согласно изобретению режет ленту так, что предотвращается разрыв ленты и преждевременное открывание пакета (и рассыпание продуктов из пакета).
Пример 1
Лезвие было выполнено из заготовки для стального лезвия, имеющей следующие размеры: ширина - 6,35 см, высота - 4,11 см, толщина - 0,17 см. Лезвие имело 23 полных зуба и 2 половины зубьев (по одной с каждого края) в направлении стороны 6,35 см. 15 центральных зубьев были отфрезерованы для получения плоского участка, например, посредством удаления 0,30 см материала с уменьшением ширины до 3,81 см. Оставшиеся 8 полных зубьев и две половины зубьев были одинаково разделены так, чтобы с каждой стороны лезвия находилось по 4 полных зуба и одна половина зуба. Лезвие было использовано как режущее лезвие в машине для запечатывания пакетов. Изготовленные пакеты были испытаны на целостность посредством манипуляции пакетами в условиях транспортировки, хранения, розничной продажи и домашнего применения таких продуктов. Ни один из испытанных пакетов не показал преждевременного разрыва ленты, используемой для запечатывания пакета. Подобные же испытания были выполнены на пакетах, изготовленных с помощью стандартных ножей, т.е. прямого ножа, ножа с зубьями, гильотинного ножа и пикообразного ножа. Лента, накладываемая с помощью стандартных ножей или лезвий, не обеспечивала надежного запечатывания, достаточного для предотвращения разрыва и открывания пакета в месте его подгибания и запечатывания, из-за распространения разрыва. Результаты показывают, что лезвие согласно изобретению режет ленту так, что по существу предотвращается разрыв пакетов, в частности, из-за распространения разрывов.
Пример 2
Лезвия в соответствии с настоящим изобретением были использованы для резки полипропиленовой ленты шириной 5,08 см как часть устройства для резки ленты (например, машины для запечатывания пакетов). Конструкция описанного лезвия позволяет изменять регулировку положения ленты на 0,64 см в любом из направлений, при этом в любой момент во время резки ленты по меньшей мере один из 4½ зубьев с обеих сторон будет контактировать с лентой и инициировать ее резку и разрыв. Несколько кусков ленты было отрезано и наложено на пакеты для упаковывания пищи для собак. Пакеты были заполнены пищей для собак и проверены на целостность запечатывания. Лента, накладываемая и отрезаемая с помощью лезвия согласно изобретению, не разрывалась во время манипулирования пакетами в условиях, моделирующих промышленные условия.
Специалистам в этой области техники понятно, что возможны различные изменения и модификации описанных выше предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Такие изменения и модификации могут быть выполнены без отклонения от сущности и объема изобретения и без уменьшения его преимуществ. Таким образом, предусматривается, что на такие изменения и модификации распространяется действие приложенной формулы изобретения.