ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО
SUPPORT DEVICE

Настоящее изобретение относится к опорному устройству и к способу применения опорного устройства при изготовлении торцевого элемента закрытия частично образованной упаковки.
Опорные устройства применяются в автоматах по формированию, наполнению и запечатыванию, которые используются для изготовления, например, картонных коробок для молока. Плоская заготовка из многослойного картона с различными линиями сгиба запечатывается вдоль одной кромки с образованием рукава, и затем один конец этого рукава запечатывается с созданием нижнего торцевого элемента закрытия. Частично образованная упаковка затем наполняется и запечатывается в верхней части с образованием либо картонной коробки с крышеобразным верхом, либо картонной коробки с плоским верхом. На этапе запечатывания верха в ходе технологического процесса части линии сгиба, присутствующие на частично образованной упаковке в связи с верхним торцевым элементом закрытия упаковки, предварительно заламываются до или после наполнения частично образованной упаковки. Этот этап включает опускание опорного устройства в частично образованную упаковку и приложение внешнего давления на участок верхнего торцевого элемента закрытия частично образованной упаковки.
В публикации международной патентной заявки WO 2015/067661 раскрывается пример опорного устройства. Раскрывается устройство, содержащее формирующее опорное устройство для вставки в участок торцевого элемента закрытия частично образованной упаковки, при этом опорное устройство содержит участок передней кромки, участок задней кромки, соответствующие участки боковой кромки, расположенные между участками передней и задней кромок, и первую и вторую формирующие части, каждая из которых имеет область, образующую угол, находящуюся в соответствующем участке задней кромки и участке боковой кромки, расположенных по существу ортогонально друг к другу, при этом каждый участок боковой кромки проходит от области, образующей угол, и в направлении участка передней кромки, также включая часть, расположенную под наклоном вовнутрь.
Целью настоящего изобретения является улучшение известного уровня техники.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается опорное устройство для вставки в торцевой элемент закрытия частично образованной упаковки, при этом опорное устройство содержит крепежную скобу и опорную основную часть, присоединенную к одному концу крепежной скобы, при этом опорная основная часть содержит четыре угла, при этом расстояние между одной парой противоположных по диагонали углов меньше, чем расстояние между другой парой противоположных по диагонали углов, при этом опорное устройство характеризуется тем, что один угол расположен ближе к центру опорной основной части по сравнению с каждым из других трех углов.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается способ формирования торцевого элемента закрытия частично образованной упаковки, при этом способ включает этапы приемки частично образованной упаковки, вставки в отверстие торцевого элемента закрытия опорного устройства, содержащего крепежную скобу и опорную основную часть, присоединенную к одному концу крепежной скобы, при этом опорная основная часть содержит четыре угла, при этом расстояние между одной парой противоположных по диагонали углов меньше, чем расстояние между другой парой противоположных по диагонали углов, при этом один угол расположен ближе к центру опорной основной части по сравнению с каждым из других трех углов, и оказания давления снаружи на торцевой элемент закрытия частично образованной упаковки.
Благодаря настоящему изобретению можно предоставить опорное устройство, которое может применяться в автомате по формированию, наполнению и запечатыванию, где опорное устройство является асимметричным по конструкции. Опорная основная часть опорного устройства является асимметричной в том смысле, что расстояние между противоположными по диагонали углами опорной основной части не одинаково для обоих пар углов, если смотреть сверху; опорная основная часть образует четырехугольник, который не является квадратом, при этом один угол расположен ближе к центру опорной основной части по сравнению с другими тремя углами. Главное преимущество конструкции опорного устройства заключается в том, что асимметричная форма опорной основной части может точно подходить под открытый верхний торец частично образованной упаковки без возможного касания вертикальных сторон частично образованной упаковки.
Опорная основная часть, если смотреть снизу, может быть образована в нескольких различных формах, таких как H-образная форма, X-образная форма или U-образная форма. Каждая из этих форм может быть выполнена таким образом, что предусматриваются четыре угла опорной основной части, которые соответствуют четырем углам открытой частично образованной упаковки, в которую вставляется опорная основная часть. Независимо от того, какая форма используется, расстояния между противоположными по диагонали углами не одинаковы, причем один угол расположен ближе к центру формы, образованной опорной основной частью, по сравнению с другими тремя углами, тем самым обеспечивая асимметрию, которая обеспечивает улучшенную производительность опорного устройства по отношению к частично образованным упаковкам, которые не являются полностью однородными.
Частично образованная упаковка в одном варианте осуществления представляет собой рукав, образованный из плоской заготовки, которая была согнута и запечатана на одной кромке и внизу. Если смотреть на частично образованную упаковку сверху, форма открытого верхнего элемента закрытия вначале будет приниматься за квадрат по форме, но в сущности в связи с памятью материала, использованного для картонной заготовки (главным образом картонной подложки), часть открытого верхнего элемента закрытия по сути будет стремиться к неквадратному четырехугольнику (то есть, слегка к ромбовидной форме). Это означает, что полностью квадратная опорная основная часть, которая образована таким образом, чтобы точно соответствовать в отношении размеров размерам отверстия в частично образованной упаковке, будет склонна зацеплять неквадратную форму отверстия.
Асимметричная опорная основная часть образована таким образом, чтобы опорная основная часть точно подходила под внутреннюю форму частично образованной упаковки при вставке в эту частично образованную упаковку, но без вероятности, что отверстие слегка неквадратной частично образованной упаковки будет зацеплять опорную основную часть, по мере того, как опорная основная часть опускается в частично образованную упаковку на этапе заламывания верхней панели. Опорная основная часть в одном варианте осуществления сама по себе имеет слегка ромбовидную форму, и это корректирует любую деформацию, которая происходит в частично образованной упаковке вследствие памяти материала, который стремится к тому, чтобы отдалить рукав частично образованной упаковки от поперечного сечения в виде правильного квадрата.
Предпочтительно опорная основная часть является Н-образной, и крепежная скоба присоединена к опорной основной части в центральном участке опорной основной части. Опорная основная часть имеет H-образную форму, если смотреть сверху или снизу, при этом концы Н-образной формы соответствуют четырем углам опорной основной части. Асимметрия в конструкции опорной основной части обеспечивается тем, что одна из вертикальных «ножек» H-образной формы короче, чем другая вертикальная «ножка», что приводит к тому, что расстояние по диагонали между одной парой противоположных по диагонали углов меньше, чем расстояние между другой парой противоположных по диагонали углов.
Преимущественно первая пара соседних углов опорной основной части непосредственно соединена по существу прямой первой кромкой, а вторая пара соседних углов опорной основной части непосредственно соединена второй кромкой. Длина первой кромки, непосредственно соединяющей первую пару соседних углов опорной основной части, больше, чем длина второй кромки, непосредственно соединяющей вторую пару соседних углов опорной основной части. Каждая пара соседних углов может быть непосредственно соединена сплошной кромкой, которая в одном случае будет по существу прямой, а в другом случае будет по существу прямой только вдоль части длины кромки. Эта конструкция опорной основной части приводит к тому, что угол на более короткой кромке расположен таким образом, чтобы обеспечивать общую слегка ромбовидную форму опорной основной части, если смотреть сверху или снизу, чтобы соответствовать слегка ромбовидной форме, которая может появляться в открытом рукаве открытой частично образованной упаковки.
В идеальном варианте все три угла, расположенные дальше от центра опорной основной части по сравнению с одним из углов, находятся на равном расстоянии от центра опорной основной части. В предпочтительном варианте осуществления опорной основной части четыре угла опорной основной части образуют четырехугольник, в котором один из углов расположен ближе к центру четырехугольника, а другие три угла находятся на равном расстоянии от центра четырехугольника. Это образует форму, которая является асимметричной. Центр опорной основной части образован как точка пересечения двух линий, проведенных через противоположные углы опорной основной части. Эта форма опорной основной части является наиболее подходящей для контура частично образованной упаковки, при этом также обеспечивая преимущество, заключающееся в том, что она компенсирует любое малое деформирование в отверстии частично образованной упаковки.
Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 представлен вид в плане заготовки упаковки;
на фиг. 2 представлен вид в перспективе герметичной и наполненной упаковки, выполненной из заготовки упаковки;
на фиг. 3 представлен вид в перспективе сверху опорного устройства;
на фиг. 4 представлен вид снизу опорного устройства;
на фиг. 5 представлен вид в увеличенном масштабе снизу опорного устройства;
на фиг. 6 представлен вид сбоку опорного устройства и частично образованной упаковки;
на фиг. 7 представлен вид снизу опорного устройства и частично образованной упаковки; и
на фиг. 8 представлен вид снизу двух дополнительных вариантов осуществления опорного устройства.
Как показано на фиг. 1, заготовка 2 упаковки состоит из многослойного материала, состоящего по меньшей мере из слоя картонной подложки и крайнего внутреннего и крайнего внешнего слоев гидроизолирующего термопластика (с возможным включением кислородонепроницаемого слоя, такого как алюминиевая фольга, между подложкой и крайним внутренним слоем термопластика), и при этом упаковка 4, образованная из нее и показанная на фиг. 2, используется для упаковывания жидкостей, например, молока или фруктового сока. Заготовка 2 состоит из четырех секций P1—P4 основной части с пятой запечатывающей панелью P5, ограниченных друг относительно друга предварительно образованными линиями наименьшего сопротивления в виде линий S1—S4 сгиба.
Секции P1—P4 основной части ограничены на своих нижних кромках дополнительными линиями наименьшего сопротивления в виде линий S5—S8 сгиба, и тем самым отделены от ряда панелей P6—P9 нижнего торцевого элемента закрытия. Секции P1—P4 основной части также ограничены на своих верхних кромках дополнительными линиями наименьшего сопротивления в виде линий S9—S12 сгиба, и таким образом отделены от ряда верхних секций P10—P13 для закупорки. Панели P10 и P12 являются четырехугольными и образуют соответствующие четырехугольные верхние панели упаковки 4 c крышеобразным верхом, тогда как секции P11 и P13 являются четырехугольными, и каждая из них разделена соответствующими наклонными линиями сгиба в трех по существу треугольных подсекциях.
Ряд верхних панелей P10—P13 для закупорки ограничен на своих верхних кромках рядом верхних панелей P14—P17 для запечатывания с образованием запечатывающего ребра 6 картона 4. Дополнительно, либо на внешней, либо на внутренней стороне многослойного материала секции P12 закреплен элемент 8 горлышка, проходящий поверх или сквозь замкнутый контур 9 наименьшего сопротивления.
Процесс преобразования заготовки 2 упаковки, показанной на фиг. 1, в упаковку 4, показанную на фиг. 2, начинается с запечатывания пятой панели P5 к внутренней поверхности панели P1 и складывания вдоль линии S2 сгиба с образованием плоского рукава для получения упаковки, открытого на обоих концах. Плоские рукава для получения упаковки затем помещаются в упаковочный автомат, обычно именуемый автоматом по формированию, наполнению и запечатыванию. Упаковочный автомат содержит множество оправок, прикрепленных к вращающейся ступице, которая вращается ступенчато вокруг своей оси. Оправки равномерно распределены по окружности вокруг оси и, в свою очередь, принимают открытые рукава для получения упаковки; в рукавах, в свою очередь, имеются завернутые внутрь панели нижнего торцевого элемента закрытия; затем наружная поверхность панелей нижнего торцевого элемента закрытия, в свою очередь, подвергается горячему прессованию с целью нагрева и запечатывания под давлением панелей нижнего торцевого элемента закрытия; запечатанные панели нижнего торцевого элемента закрытия охлаждаются на оправках, и в порядке очереди закрытые на одном конце рукава упаковки извлекаются из оправок и помещаются в карманы линейного конвейера.
Чтобы верхние секции P10—P13 для закупорки закрывались и запечатывались с образованием верхнего торцевого элемента закрытия упаковки, необходимо выполнить изгибание или активирование линий сгиба на этих панелях P10—P13 и соседних к ним линий сгиба для облегчения выполнения процесса по запечатыванию. Линии S9—S12 сгиба заламывают для того, чтобы способствовать образованию верхних секций для закупорки. Линии S9—S12 сгиба заламывают при помощи формирующего опорного устройства 10, показанного на фиг. 3 (в перспективе сверху) и на фиг. 4 (снизу).
Как показано на фиг. 3 и 4, опорное устройство 10 содержит крепежную скобу 12 для присоединения на одном конце к упаковочному автомату при помощи штифта крепления или т. п. На противоположном конце крепежной скобы 12 расположена твердая опорная основная часть 14. Опорное устройство 10 содержит крепежную скобу 12 и опорную основную часть 14, присоединенную к одному концу крепежной скобы 12. Опорная основная часть 14 содержит четыре угла C1—C4 (см. фиг. 4), где расстояние между одной парой противоположных по диагонали углов C1 и C3 меньше, чем расстояние между другой парой противоположных по диагонали углов C2 и C4, при этом угол C1 расположен ближе к центру опорной основной части 14 по сравнению с другими тремя углами C2—C4. Опорная основная часть 14 является несимметричной по отношению к периметру основной части 14, образованной четырьмя углами C1—C4. Четыре угла C1—C4 расположены в одной и той же плоскости, являющейся горизонтальной плоскостью, при эксплуатации опорного устройства 10.
На фиг. 3 представлен вид в перспективе опорного устройства 10 сверху. Крепежная скоба 12 присоединена одним концом к упаковочному автомату, посредством которого выполняется формирование, наполнение и запечатывание частично образованных упаковок, и присоединена другим концом к опорной основной части 14, при помощи которой выполняется заламывание различных линий сгиба, которые используются при образовании верхнего элемента закрытия и запечатывании после наполнения частично образованной упаковки. Н-образная опорная основная часть 14 образована в такой форме, которая в основном повторяет форму квадрата, которую имеет отверстие частично образованной упаковки, за исключением того, что опорная основная часть 14 фактически имеет асимметричную форму, что поясняется более подробно ниже, в частности, со ссылкой на фиг. 4 и 5.
Опорная основная часть 14 является асимметричной по конструкции для компенсации любой слегка неквадратной формы отверстия частично образованной упаковки, в которое фактически вставляется опорная основная часть 14. Так как частично образованная упаковка была образована из плоской заготовки 2, которая была согнута и запечатана с образованием рукава, при этом запечатанный низ готов для приемки содержимого, рукав склонен иметь слегка ромбовидную форму, нежели форму правильного квадрата. Н-образная опорная основная часть 14, таким образом, является слегка неквадратной для того, чтобы опорная основная часть 14 могла подходить под неквадратное отверстие без риска задевания запечатанного рукава.
На фиг. 4 показан вид снизу опорного устройства 10 с четким изображением образования опорной основной части 14 снизу. Опорная основная часть 14 является Н-образной, и крепежная скоба 12 присоединена к опорной основной части 14 в центральном участке опорной основной части 14. Первая пара соседних углов C2 и C3 опорной основной части 14 непосредственно соединена по существу прямой первой кромкой E1. Вторая пара соседних углов C1 и C4 опорной основной части 14 непосредственно соединена второй кромкой E2, которая является прямой вдоль большей части своей длины, но образована из двух прямых кромок под большим тупым (около 180 градусов) углом друг к другу. Две противоположные кромки E1 и E2 параллельны вдоль тех частей, которые образуют их центральные части, и на участках от центра до соответствующих углов C3 и C4. Кромка E2 образована двумя прямыми линиями, образующими тупой угол.
Длина первой кромки E1, непосредственно соединяющей первую пару соседних углов C2 и C3 опорной основной части 14, больше, чем длина второй кромки E2, непосредственно соединяющей вторую пару соседних углов C1 и C4 опорной основной части 14. Эта разница в длине обеспечивает асимметрию в конструкции опорной основной части 14 и обеспечивает то, что расстояние между углами C1 и C3 меньше, чем расстояние между углами C2 и C4, что приводит к слегка неквадратной форме общей конструкции опорной основной части 14, если смотреть снизу, как показано на фиг. 4.
Расстояние A от угла C1 до C4 меньше, чем расстояние B от угла C2 до C3, и расстояние X меньше, чем соответствующее расстояние Y на каждом из отдельных углов. Угол C1 находится ближе к центру опорной основной части 14 по сравнению с каждым из других углов C2—C4. Это фактически придает профилю опорной основной части 14 (в отношении расположения четырех углов C1—C4) ромбовидную форму, нежели форму правильного квадрата, и эта асимметрия компенсирует любое отклонение в отверстии частично образованной упаковки, когда эта упаковка находится в виде рукава до заламывания панелей, образующих верхний элемент закрытия, на стадии предварительного заламывания. Комбинация расстояний, показанная на фиг. 4, может быть выражена как XYYY, в виде одной короткой кромки и трех более длинных кромок. Пока сохраняется общая асимметрия опорной основной части 14, возможны другие комбинации расстояний.
На фиг. 5 более четко показано физическое свойство опорной основной части 14 в плане того, что угол C1 расположен ближе к центру опорной основной части 14 по сравнению с каждым из других углов C2—C4. Все три угла C2—C4, расположенные дальше от центра опорной основной части 14 по сравнению с одним углом C1, находятся на равном расстоянии от центра опорной основной части. Четыре угла C1—C4 опорной основной части 14 образуют четырехугольник, при этом угол C1 расположен ближе к центру четырехугольника, а другие три угла C2—C4 находятся на равном расстоянии от центра четырехугольника. Это образует форму, которая является асимметричной. Центр опорной основной части 14 образован как точка пересечения двух линий, проведенных через противоположные углы опорной основной части 14. Эта форма опорной основной части 14 является наиболее подходящей для контура частично образованной упаковки, при этом также обеспечивая преимущество, заключающееся в том, что она компенсирует любое малое деформирование в отверстии частично образованной упаковки.
На фиг. 6 показан вид сбоку опорного устройства 10 в положении, готовом для опускания в частично образованную упаковку 16. Формирующее опорное устройство 10 опускается в участок 18 верхнего элемента закрытия с открытым концом частично образованной упаковки 16 до положения, соответствующего линиям сгиба секции верхнего элемента закрытия упаковки. Упаковочный автомат в этом положении принимает частично образованную упаковку 16, вставляет в отверстие 18 торцевого элемента закрытия упаковки опорное устройство 10 и оказывает давление снаружи на торцевой элемент закрытия частично образованной упаковки 16. Крепежная скоба 12 закрепляет опорную основную часть 14 опорного устройства 10, и опорная основная часть 14 используется для предоставления поверхности внутри частично образованной упаковки 16 для прижимания на этом этапе формирования.
На фиг. 7 показан низ опорной основной части 14 опорного устройства, расположенный в частично образованной упаковке 18. В данном случае рукав, который образует частично образованную упаковку 18, показан в ромбовидной конфигурации, в увеличенном виде для изображения эффекта рукава, который склонен возвращаться к ромбовидной форме вместо сохранения формы правильного квадрата. Асимметрия опорной основной части 14 уменьшает риск того, что опорная основная часть 14 будет зацеплять частично образованную упаковку 18 по мере того, как опорная основная часть 14 опускается в частично образованную упаковку 18 как часть этапа заламывания, формирования верха при образовании завершенной упаковки, показанной на фиг. 2.
На фиг. 8 показаны два дополнительных варианта осуществления опорного устройства 10, показанные снизу для изображения формы опорной основной части 14. Первое опорное устройство 10, показанное на фигуре, имеет X-образную основную часть 14, а второе опорное устройство 10, показанное на фигуре, имеет U-образную основную часть 14. В обоих альтернативных вариантах осуществления опорное устройство 10 имеет крепежную скобу 12, которая закрепляет опорную основную часть 14, например, как показано на фиг. 5. В обеих альтернативных опорных основных частях 14 сохранена асимметрия, при этом одно из расстояний по диагонали от угла до угла меньше, чем другое расстояние по диагонали от угла до угла, и один угол расположен ближе к центру опорной основной части 14 по сравнению с другими тремя углами, все из которых находятся на равном расстоянии от центра опорной основной части 14. Аналогично вышеуказанному, четыре угла опорных основных частей 14 находятся в одной и той же плоскости, которая является горизонтальной при заламывании верха.