专利名称：用于纸板箱的包装机和方法
技术领域：
本发明涉及将诸如瓶子之类的主要物品包装到诸如纸板箱的二级容器中。它尤其涉及用于确保被称为“平板”的预先形成的折叠状纸板箱处于完全打开的状态的一种方法和设备，在一装瓶车间中通常将该纸板箱立起或竖起，然后将其传送给包装工序中的下一个工作站。
背景技术：
物品包装机是众所周知的并且是可以从市场购得的。这样的机器在例如饮料工业中被啤酒制造商、软饮料制造商等广泛应用，用来将诸如饮料的瓶子、罐头等一级容器包装到由瓦楞纸、纸板或类似的强度较高的纸质产品制成的二级容器、即纸板箱中。竖直的纸板箱通常在包装设备的现场由坯料制造而成，这些坯料通常具有多个共同整平的壁、面板和折翼，它们由折叠线分开。将这样的平板以那样的形式送到使用人那里是因为它们运输及在包装车间中的存放简单、便利且成本低。然后，使用人将它们立起形成通常为矩形的所需的三维形状，有一个开口来接纳一级容器。该步骤通常在将坯料从存放地输送之后由自动装置来进行。这样的机器的例子在U.S.3956976；5411464；4571916和6050063中有所揭示。在被立起之后，它们就经历进一步的处理，例如放入诸如瓶子的物品。采用不同的装置来填充立起的容器。其中许多采用“顶装”，即在容器的底部形成之后，将纸板箱的内容物通过该容器的开口顶部落入。该落入方法并不可靠，且会造成问题，因为许多一级物品会偏离位置，如果进入纸板箱的路径被阻挡的话尤其如此。为了有效，必须仔细和精确地包装纸板箱，尤其在比如啤酒工业中，由于纸板箱的设计是为了防止所包装的瓶子的运动，因此纸板箱的长度和宽度只比所要插入的瓶子的块体或“单元”略大一些，由此该纸板箱的开口也如此。任何对插入物品的阻碍都是大问题。
此外，将纸板箱立起时，在填充和密封之后形成纸板箱顶部的封闭顶部折翼最初必须向外伸出，即从开口顶部向外，从而使它们不会干扰将物品插入立起的空纸板箱中。可以知道，6个或12个从顶部装入开口纸板箱的例如瓶子的物品组成结构为2×3、2×6或3×4个瓶子的矩形单元。任何对将组成好的“单元”插入纸板箱中的阻碍都会使插入单元的工作无法进行，并中断高速运行的充填生产线，从而必须将该生产线停下，造成严重的经济问题。折翼可能发生的问题通常使用凸轮或类似的工具来解决，以U.S.3956976为例。然而，这里还是有问题，其中许多问题与制成纸板箱的诸如纸板的材料特性有关。具体来说，在一年中的某些时候，纸板箱会失去水分，当将纸板箱立起时，顶部折翼会“弓起”或弯曲变形，从而部分地延伸通过并阻挡进入空纸板箱的开口。这就会干扰对纸板箱的装载，其严重后果在以上已经详细说明了。
本发明的一个目的是提供一种装置和一种方法来确保一立起的纸板箱的封闭折翼不会阻挡纸板箱开口，从而避免不能将物品插入纸板箱中。
发明内容
发现在一立起的纸板箱到达一包装线中的下一工序工作台之前向其提供水分可纠正折翼例如弓起或弯曲的变形倾向，并防止阻碍或阻止包装工艺的下一步骤或阶段成功进行的情况发生。具体来说，因干燥变形而弯曲并与纸板箱的开口重合、从而妨碍或完全阻止所要包装的物体进入纸板箱的一纸板箱封闭折翼在经过加湿后可快速恢复其初始的基本平整状态，且处于纸板箱区域的外侧，从而使所述物体可不受阻碍地插入该纸板箱中。本发明可有利地用于比如端部装载器的纸板箱包装中，尤其是用于顶装型的，在该类型纸板箱中，变形的封闭折翼对纸板箱开口的干扰会成为一个问题。
应该注意到，应对纸板箱折翼施加足够的水分以纠正因干燥而造成的弯曲，但不应使纸板箱过分潮湿。如果纸板箱材料在过长的时间中保持潮湿，会产生霉菌，这是十分不希望发生的，而以上情况会由于过度加湿而发生。另外，过度的加湿会使潮湿的纸板箱被撕开。所需水分的实际量由试验决定。板材、尤其是纸板材料对水分的获取或吸收十分迅速，因此对变形的纠正、即板材逆转恢复到初始的位置也十分迅速。
显然，本发明可应用于通常为二级(但也可为一级)包装的纸板箱遭遇如上所述同样的干燥问题的情况。因此，对端部和侧向装载的纸板箱进行装填操作、其它的食品或非食品物品的包装等都可通过使用本发明而受益。可以使用已知的喷头以薄雾或喷雾的形式施加水分。
在其一个实施例中，本发明提供一种处理至少一部分因脱水而发生影响使用的变形的纸板容器的方法，该方法包括向所述纸板箱的变形部分施加水分，当水分被吸收之后，可足以与所述变形互相作用并使该变形失去效力。
本发明的一个具体应用在于当纸板箱处于竖起的状态、且密封折翼因脱水而变形从而与插入产品所要经过的开口叠合的时候。对所述折翼进行加湿，在折翼吸收了水分后所述变形被抵消，从而确保产品可进入纸板箱中。
所要装填的纸板箱可为这样的类型具有一预先胶合上的底部折翼和一锁紧系统，该锁紧系统在呈折叠状的纸板箱完全打开或竖起时接合，从而将纸板箱开口固定，从而可将物品经过向外延伸的折翼而插入。然后将纸板箱传送到一物品装载机器，该机器将诸如瓶子的物品放入开口纸板箱中，随后旋转所述折翼，从而以邻接的状态将它们盖住物品，用例如热熔粘结的方法将它们固定在一起，从而密封纸板箱。
根据本发明的再一个实施例，提供有一种形成、装填和密封包装机，该包装机适于接收具有在脱水时易卷曲的密封折翼的纸板箱平板；立起该纸板箱平板，形成开口的一纸板箱；装填并密封该开口的纸板箱；该机器包括一支架，该支架将纸板箱坯料立起，形成具有可由所述密封折翼闭合、用于插入物品的一开口的纸板箱；用于对密封折翼加湿以抵消或避免所述折翼任何的卷曲的装置，折翼的这种卷曲会妨碍将所述物品插入所述纸板箱中；用于对所述纸板箱装填配套物品的装置；操作所述折翼以覆盖所述物品的装置；以及将所述折翼固定到一起以密封所述纸板箱的装置。
根据本发明的再一个实施例，提供有一种将物品包装到一纸板箱中的方法，所述工艺包括操作一纸板箱平板，形成一竖直的开口纸板箱，该纸板箱平板具有适于密封进入纸板箱的开口的诸折翼；对任何卷曲的封闭折翼加湿，以在将所述纸板箱传送到一包装工作台的过程中消除所述卷曲，在包装工作台处，通过经所述开口将物品插入所述纸板箱，从而装填该纸板箱；操作所述折翼，从而使它们覆盖纸板箱中的物品并将折翼固定到一起以密封该纸板箱。
将结合附图对本发明进行非限定性的说明，这些附图中图1到4示出了将一顶装纸箱平板(在图1中示出)竖起为竖起的开口纸板箱(在图4中示出)的步骤。
图5是一立起的纸板箱的斜角坐标立体图，该纸板箱的顶部侧封闭折翼变形。
图6是图5所示纸板箱的俯视平面图。
图7是示出了一包装线的示意图，该图示出了在包装操作中一纸板箱所经过的路线。
图8是根据本发明的加水工作台从顶部和侧部看过去的斜角坐标立体图。
图9是将立起的纸板箱传送到包装机的传送系统的局部的从顶部和侧部看过去的斜角坐标立体图。
具体实施例方式
在附图中，用27来总的表示的一顶装纸板箱具有侧壁1和5、端壁2和6、顶部侧封闭折翼(top side closure flaps)3和4以及顶部端封闭折翼(topend closure flaps)7和8。图4示出了在开口的立起纸板箱27中顶部封闭折翼3、4、7和8通常是如何朝向的。图3示出了通常用9来表示的底壁是如何由部分10、22、12和13形成的。
侧壁1与端壁2可折叠地连接于16处，侧壁5与端壁6可折叠地连接于17处。底壁9为与铰接于侧壁和端壁的下缘的数个底壁部分10、11、12和13所组成的。底壁部分包括可折叠地连接于侧壁5的底缘的部分10，可折叠地连接于端壁6的底缘的部分11，可折叠地连接于侧壁1的底缘的部分12以及可折叠地连接于端壁2的底缘的部分13。
固定折翼11可折叠地连接于端壁6的底缘，并可固定在位以与部分12连接，而这些叠合板包括一致的对角折叠线。另一个固定折翼13可折叠地连接于端壁2的底缘，并可固定在位以与部分12连接，而这些叠合板包括一致的对角折叠线。当在连接处J向内压折叠状的纸板箱26时，它从图1所示的折叠状态变为纸板箱的壁形成一矩形截面的状态(见图4)；对角折叠线的位置互相大致对准，形成在部分10和12边缘上的槽14和15互锁，从而将纸板箱27固定在图4所示其立起的状态。可以注意到，密封折翼3、4、7和8向外伸展，从而不会干扰将产品插入立起的或展开的纸板箱。如图1到4中所示的步骤，图1中平板状或折叠状的纸板箱26首先因侧壁1向右运动同时保持侧壁5的初始位置而变为图2所示的位置。这一相对运动持续到纸板箱27达到图4所示的位置为止。要特别注意的是平整特性和顶部封闭折翼3、4、7和8的朝向，它们每个在平板状的纸板箱中最初是在一个包括与该折翼通过铰接线18和19连接的相关侧壁或端壁的平面上，折叠每个折翼，使其从包括它所相连的侧壁的平面向外，并从纸板箱开口20向外。由此，纸板箱27的开口20不会受顶部封闭折翼3、4、7和8中任意一个的阻挡。这是包装线进行成功的填充和有效的操作所必须的前提。可使用许多可以购得的机器来将纸板箱10立起，比如上面所述U.S.5411464中所描述的。
图4中所示的顶部折翼的平面特征或状态是理想状态。而在图5和6中所示的顶部折翼的夸大状态并不是经常会发生的状态，这在干燥季节中，比如加拿大的冬季尤其容易发生。可以看到，较大的顶部侧封闭折翼3和4向内变形或弓起，占据了与容器27的开口20一部分重叠的位置。这通常是由于折翼在储存的过程中有一定程度的受潮。在任何情况下，将总共包括六个(2×3的结构)啤酒瓶的“单元”落入图6所示的容器中是不会成功的。该单元与折翼3和/或4相碰，造成一个或多个瓶子掉出来等情况。
图7示意性地示出了本发明的整个包装工艺。来自存放地的平板通过传送装置21到达纸板箱立起或竖起工作台22。在被竖起之后，将它们传送通过一加湿或加水工作台23并达到瓶子包装机24。在包装好充满的啤酒瓶并密封之后，将该包装继续传送到码堆机25。最后将装有零售的啤酒包装的货盘移到仓库中。
转到图8，该图示出了用23来总的表示的本发明的加水工作台。工作台23结合有一纸板箱支承件，在这里是传送装置32的部分31；以及用33来总的表示的加水系统，它包括一输水管34，该输水管还带有和支承有一加湿头35。加湿头35具有两个喷嘴36，每个喷嘴向着纸板箱27的行进方向侧向呈角度并被布置成在将纸板箱各个顶部侧折翼3和4传送通过工作台时沿一垂直线引导出一足够对各个顶折翼的几乎所有的内侧表面加湿的微小颗粒水雾或水的喷雾。输水管34通过夹子40固定于导轨38和39上并与加压水的水源(未示出)连接。
应该注意的是，顶部端折翼7和8没有在图8和9中完全示出。这些折翼在这个纸板箱中相对较小，因此它们的变形不是一个显著的问题，而且在实践中可以忽略。但是，如果需要，也可通过设置另外的喷嘴或独立的额外喷头35对那些折翼进行类似的加湿。
在被处理之后，纸板箱27继续沿传送装置32前行，此时，被处理的折翼3和4吸收所施加的水分并重新获得它们原先的和所需的平整特征，如图9所示。注意到纸板箱的整个打开区域或开口20不受顶部折翼3和4的阻挡。这发生得很快，因此在加湿部分31和包装机24之间的距离可相对较短，从而不占用过多的地面空间。
作为对本发明的装置的操作的总结，在竖立机22处被竖起后，具有变形的顶部封闭折翼3和4的纸板箱100通过传送装置21被传送通过加湿工作台23，在该工作台处每个顶部侧封闭折翼3和4的基本上整个内表面30经受到图8所示的微小颗粒水雾(由虚线表示)。然后纸板箱27离开加湿工作台23并被传送到顶装瓶子包装机25。当在这些工作台之间传送的时候，顶部侧封闭折翼3和4吸收水分并在达到包装机24之前恢复初始平整状态。因此，折翼3和4阻挡纸板箱开口20的任何可能都被消除，可在包装工作台处成功地包装并密封纸板箱100。在实践中，所有在传送装置上行进的纸板箱100都经过喷雾处理以确保所有那些脱水的和要求处理的都接受到喷雾。
应该注意到，这一处理并不会对通常的纸板箱密封方法产生不利影响，即用热粘结剂进行热熔粘结不会受水分的影响。
当然，本发明可有利地用于纸板箱的开口受到过度干燥的封闭折翼的限制或阻挡的任何情况。因此，它可用于侧部或底部装载操作，以及用于包装其它的食品或非食品的物品、乳酪容器或塑料器具。
权利要求
1.一种处理具有因脱水而发生变形的一折翼构件的一纸板箱的方法，它包括向所述构件施加足够的水分以使该构件再次含水。
2.一种处理至少一个折翼构件因脱水而发生变形从而阻碍纸板箱的一开口的一直立纸板箱的方法，所述方法包括对所述折翼施加足够的水分以使该折翼再次含水并消除所述变形。
3.一种将物品包装到一纸板箱中的方法，所述工艺包括操作一纸板箱平板成直立的开口状态，该纸板箱平板具有适于密封进入纸板箱的开口的诸折翼；对任何卷曲的封闭折翼加湿以在将所述纸板箱传送到一包装工作台的过程中消除所述卷曲，在包装工作台处通过经所述开口将物品插入所述纸板箱从而装填该纸板箱；操作所述折翼，从而使它们覆盖纸板箱中的物品并将折翼固定到一起以密封该纸板箱。
4.一种包装机，该包装机适于接收具有在脱水时易卷曲的密封折翼的纸板箱平板、立起该纸板箱平板以形成一开口的纸板箱、装填并密封该开口的纸板箱，该包装机包括一支架，该支架将纸板箱坯料立起，形成具有可由所述密封折翼闭合、用于插入物品的一开口的纸板箱；用于对密封折翼加湿以抵消或避免所述折翼任何的卷曲的装置，折翼的这种卷曲会妨碍将所述物品插入所述纸板箱中；用于对所述纸板箱装填配套物品的装置；操作所述折翼以覆盖所述物品的装置；以及将所述折翼固定到一起以密封所述纸板箱的装置。
全文摘要
一种用于纸板箱的包装系统和装置，该纸板箱具有在对纸板箱进行装填后延伸通过并密封纸板箱的开口的封闭折翼。对变形的折翼施加少量的水，这些水使变形逆转并使物体可通过开口成功地放入纸板箱中。
文档编号B65B7/16GK1860064SQ200480028440
公开日2006年11月8日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月27日
发明者J·A·麦克凯 申请人:勒柏特酿造有限公司