专利名称：具有改进的轴向强度的支撑柱的制作方法
具有改进的轴向强度的支撑柱技术领域本专利涉及用于例如洗衣机、烘干机和冰箱的大型器具的保护包 装。更具体地说，本专利涉及一种改进的管型保护支撑柱，该支撑柱 具有比传统支撑柱高的轴向抗压强度。
背景技术：
管型支撑柱用于支撑轴向压缩载荷并保护例如洗衣机、烘干机、 冰箱、洗碗机和炉子的物品的角部和侧面。支撑柱提供堆叠强度和侧 向保护。传统的管状支撑柱由单张矩形纸巻绕成回旋状管而制成。粘 合剂通常用来粘结纸层。在粘合剂变干之前，该管成形为希望的形状，通常形成为具有改进的"L"形横截面的形状，以紧贴地配合在器具的外角部和器具容器的内角部之间。文献中描述了各种支撑柱。例如，共同拥有的Qiu的美国专利No. 6，186，329描述了由多张纸制成的支撑柱，该多张纸首尾相连并然后绕 心轴巻绕，使得柱壁沿横向方向具有强-弱-强的外形。换句话说，相对 较弱较廉价的纸夹在相对较强较昂贵的纸的层之间以形成柱。也是共 同拥有的Niu等人的美国公开专利申请No. 2005-0035257A1公开了一 种改进的支撑柱，该支撑柱由包含多个纸厚度的回旋地巻绕的片材制 成。在将片材巻绕成管状物之后，形成柱的中间层的纸比形成外层的 纸厚。因此，该柱具有比传统的柱高的轴向抗压强度，但具有相同的 材料量(重量)。支撑柱在轴向压縮下的失效模式是纵弯曲，这在最好的情况下导 致不引人注意的局部起皱的外包装，而在最坏的情况下引起损坏包装 内部的产品。因此本发明的一个目的是提供一种具有增加的轴向抗压
强度的巻绕的纸板支撑柱。
本发明的另一个目的是提供一种高强度支撑柱，该支撑柱由已经 切割成特定的非矩形式样或形状的纸板或其它材料的片材制成。
本发明的又一个目的是提供一种高强度支撑柱，该支撑柱由比传 统支撑柱少的材料制成。
另外的和附加的目的将出现在说明部分、附图和所附权利要求中。
发明内容
本发明是具有改进的轴向抗压强度的支撑柱。该支撑柱由片材制 成，该片材通常为切割成特定的非矩形形状的纸板，该片材巻绕后， 结果形成柱的中间壁厚比端部附近壁厚大的柱壁厚由该巻绕柱中 的材料的层数决定
为了制造根据本发明的柱，大的片材在离开辊子时被切割成特定 的非矩形式样，以形成相同尺寸的多个切片。然后，每个切片巻绕到 心轴上，使得柱的中间区域(柱的端部之间的区域)比端部附近的区 域厚(具有更多层材料)。巻绕的片材可借助专用的工具成形为希望 的横截面形状以形成完成的支撑柱。
与由具有相同的总表面积且由相同的纸制成的矩形片材制成的传 统支撑柱相比，完成的支撑柱具有较高的轴向强度和较好的抗弯阻力。 该支撑柱的壁厚沿轴向方向不再是相同的，而是从柱的两端向着柱的
中间连续地或逐步地(stepwise)增加。
图1是根据本发明制造的支撑柱的透视图2是不按比例绘制的片材的顶视平面图，示出用以产生用来形成根据本发明的支撑柱的多个片材的切割式样； 图3是图2的切片中的一个的顶视平面图4是不按比例绘制的片材的顶视平面图，示出用以产生用来形 成根据本发明的支撑柱的多个片材的切割式样； 图5是图4的切片中的一个的顶视平面图。
具体实施例方式
参考附图，在图1中示出了根据本发明制造的管型支撑柱2的透 视图。支撑柱2通常从位于产品包装底部的底垫(未示出)延伸到顶 罩或盖(未示出)。在处理期间，支撑柱2保护并缓冲(cushion)产 品，免受横向(水平)力。此外，例如当包装被堆叠时，支撑柱帮助 支撑包装抵抗轴向(竖直)压縮力。
支撑柱2包括两个支脚4、 5，该两个支脚形成直角以配合器具的 外边缘。支撑柱2还包括面向产品的内壁13和面向包装或容器的外壁 15，这两个壁大致平行地相互间隔开以形成空心的内部。支撑柱2具 有顶端6、底端8以及介于顶端6和底端8之间的中间区域或部分7。
向内延伸的巻边或凹槽9可以在与支脚4、 5的圆形端部3、 11间 隔开的位置沿每个支脚形成在外壁15上。如图1所示，巻边9可延伸 外壁15的整个竖直长度并且可接触内壁13，因此在支撑柱2内形成多 个封闭区域。
可以按照以下方式使用支撑柱。在制造大型器具后，可将大型器 具放置在并固定到尺寸大于器具宽度和深度的货盘或基座上，使得基 座可容纳支撑柱。通常由纸板或波纹板制成的保护套放置在器具上以 形成容器的四个侧壁。所述套配合在基座周边的内侧。支撑柱在器具 和保护套之间放置在器具的周围。纸板或波纹状顶部放置在包装上。 皮带或带子可扣紧在容器的周围以更好地将支撑柱固定在器具和容器 之间。
支撑柱通常由回旋地巻绕成管状结构并形成为期望形状的纸或纸 板的矩形片材形成。在纸层之间可施加粘合剂。在粘合剂变干之前， 回旋的管形成为希望的横截面形状。支撑柱应该成形为紧贴地配合在 器具的角部和器具容器的角部之间。
由于支撑柱需要经受较大的竖直压縮力，尤其当已包装的器具相 互堆叠时，希望提供具有增加的堆叠强度的支撑柱。本发明通过提供 具有改进的轴向抗压强度的支撑柱来解决这种需要。该支撑柱由切割 成特定的非矩形形状的通常为纸板的片材制成，该片材巻绕后形成柱， 该柱在两端之间的柱中部具有较大的壁厚。壁厚由巻绕的柱中的材料 层数决定。
为了制造根据本发明的柱，大的片材IO在离开辊子时被切割成特
定的非矩形式样，以形成相同尺寸的多个切片12，如图2所示。然后， 每个切片12巻绕到心轴上，使得柱2的中间部分比柱的端部附近的区 域厚(具有更多层材料)。巻绕的片材可借助专用的工具成形为希望 的横截面形状。
使用专门切割的片材结果形成支撑柱具有较高的轴向抗压强度和 增加的抗弯阻力。柱的壁厚不再与传统的柱那样沿轴向方向相同，而 是连续地或逐步地从柱的两端向柱的中部增加。
图3示出准备巻绕并形成为支撑柱的切片12。片材12具有在图中 表示为MD的加工方向(machine direction)和垂直于加工方向并表示 为CD的横向方向。加工方向是由于造纸机网的向前运动，因而大多数 纸纤维倾向于取向的方向，因此纸在这个方向强度较大。
仍参考图3，切片12具有五边形形状，并包括直(未切的)边或 边缘14、顶边缘16、底边缘18和两个较短的成角度的边缘22、 24。 上、下成角度的边缘22、 24—起构成具有顶点28的V形后边缘26。 当巻绕时，片材12的顶边缘16和底边缘18成为图1所示的支撑柱2 的顶端6和底端8。直边缘14的长度(沿加工方向的切片尺寸)将成 为支撑柱2的高度。
为制造根据本发明的一个实施例的支撑柱2，大的纸片IO从辊子 被供应到切割位置，在该切割位置，大的纸片IO被切割以产生具有图 3所示的非矩形形状的片材12。然后，每个切片12被供应到心轴，直 (前)边缘14首先用于巻绕。由于不规则成形的后边缘26，最后所得 到的支撑柱2的横截面厚度在任何位置不再相同。相反地，当从柱2 的两端6、 8向中间部分7走时，支撑柱横截面连续地增加，并且在包 括前边缘顶点28的横截面处最大。较厚的中间部分7结果形成支撑柱 2具有增加的轴向强度和增加的抗弯强度。
片材12的顶边缘16形成柱2的顶端6，且片材的底边缘18形成 柱2的底端。片材12的直的前边缘14在柱2的内表面上形成直的搭 接缝，而不直的后边缘26在柱2的外表面上形成接缝(图1中未示出)。
在本发明的第二实施例中，大的片材30被切割成不同的非矩形式 样以形成相同尺寸的多个切片32，如图4所示。然后，每个切片32巻 绕到心轴上，使得柱的中部将比端部厚(具有更多层材料)。如前， 巻绕的片材可借助专用的工具成形为希望的横截面形状。
参考图5，切片32具有八边形形状，并包括直(前)边缘34、顶 边缘36、底边缘38和阶梯形(后)部分40，该阶梯形部分40的高度 (沿加工方向的尺寸)小于片材32的其余部分的高度。阶梯形部分40 设置在顶边缘36和底边缘38的中间并优选地在它们之间居中，使得 在巻绕后得到的支撑柱的中间部分比端部厚。然而，代替如前述实施 例中那样具有连续地增加的横截面厚度，当从柱的两端向中部走时， 横截面厚度逐步增加。换句话说，由图5的片材34制造的支撑柱将具
有靠近两端的一个横截面厚度和在包括阶梯形部分40的中间部分7处 的较大的第二横截面厚度。如前，较厚的中间部分结果形成支撑柱具 有增加的轴向强度和增加的抗弯阻力。
虽然上述实施例都是具有大体L形横截面外形的支撑柱，但应理
解，所述柱可以呈现其它形状，例如具有I形横截面外形的侧柱或具有
三角形、圆形或角形横截面外形的柱。与L形角柱一样，所述侧柱由 在心轴上巻绕成管状物并形成为具有希望横截面形状的柱的非矩形片 材制成。
此外，用于所述柱的材料不需要是纸(广义词)或纸板(狭义词)， 而是可以是适合于支撑柱构造的任何材料。并且，虽然已经根据管状 柱描述了本发明，但所述柱也可以形成为使得所述柱具有很少或没有 空心内部空间。
可以构想不偏离由前面的公开和所附权利要求限定的本发明范围 的本发明的另外的修改和替代实施例。权利要求意欲涵盖落在其范围 内的所有这种修改。
权利要求
1.一种用于保护并缓冲产品的改进的柱(2)，该柱(2)由回旋地卷绕成长条结构的材料片(12，32)制成，该长条结构具有顶端(6)、底端(8)以及介于该顶端和底端(6，8)之间的中间部分(7)，该改进包括该片材(12，32)具有非矩形形状。
2. 如权利要求l所述的柱(2)，其中回旋地巻绕所述片材(12， 32)造成柱(2)在所述中间部分(7)具有比所述端部(6， 8)处大 的横截面厚度。
3. 如权利要求2所述的柱(2)，其中所述横截面厚度从所述端 部(6， 8)处开始向所述中间部分(7)沿着所述柱(2)的长度连续 地增加。
4. 如权利要求2所述的柱(2)，其中所述横截面厚度从所述端 部(6， 8)处开始向所述中间部分(7)沿着所述柱(2)的长度逐步 地增加。
5. 如权利要求1所述的柱(2),其中所述片材具有形成所述 柱(2)的所述顶端(6)的直的顶边缘(16， 36);形成所述柱(2) 的所述底端(8)的直的底边缘(18， 38);在所述柱(2)的内表面 上形成直的搭接缝的直的前侧边缘(14， 34);和在所述柱(2)的外 表面上形成接缝的不直的后边缘。
6. 如权利要求5所述的柱(2)，其中所述直的前边缘(14， 34) 平行于所述片材的加工方向。
7. —种制造高强度柱(2)的方法，包括以下步骤 a. 将片材(12， 32)切割成非矩形形状；b. 将切片(12， 32)绕心轴回旋地巻绕；和c. 使该巻绕的片材成形为具有所希望的横截面形状的柱。
全文摘要
提供一种用来缓冲和支撑大型产品的改进的支撑柱。该柱由绕心轴回旋地缠绕并成形为希望的横截面形状的非矩形片材制成。该柱具有比传统的柱高的轴向抗压强度。
文档编号B32B1/08GK101151146SQ200680003355
公开日2008年3月26日 申请日期2006年5月18日 优先权日2005年6月23日
发明者约翰内斯·万得坎普 申请人:索诺科开发公司