专利名称：用于制造多壁容器的方法和使用该方法制造的物品的制作方法
专利说明用于制造多壁容器的方法和使用该方法制造的物品
背景技术：
通常被称为“箱子”的大型容器用来保存各种材料，通常不仅用于运输而且也用于零售展示。由于在美国所有产品中超过95％在波纹状的盒子中进行运输，并且由于与这种包装形式相关的成本优势，多数的箱子由波纹纸板构成。虽然所有波纹纸板中大约95％是单壁的，但是箱子的相对大尺寸以及放置在箱子中的货物特性需要由多壁构造来提供额外的强度。
现有技术具有各种方法，用来建立针对箱子的所需水平的侧壁抗爆裂强度、底部抗压溃性能和竖直承载能力。某些方案采用双壁或三壁的波纹纸板用作原材料，而其它的方案依靠分层壁或嵌套盒。但是，这些方法中的每一种均包括多种优点以及缺点。示例性的缺点包括由于在制造过程中的材料处理需要而导致的高制造成本、大量使用粘合剂或制造设备、制造前和制造后的处理困难(在盒子加工之前，诸如当处理大面积的坯料时，或者在加工之后，诸如当试图为运输而准备已造好的箱子时)，以及产生废料，所有这些都是本领域普通技术人员已知的。
鉴于这些缺点，一种改进的箱子和相关的制造工艺会使用易于制造/获得的单壁波纹材料，在转变过程期间使用最小量的粘合剂，在加工过程之前、期间和之后需要最小的人工量，产生最小量的废料，并且除了其他要求之外，需要最小量的处理。虽然出现了这些需要，但这些需要直到现在还没有被满足。
发明内容
根据本发明的方法涉及以最小的设计废料来由波纹材料制造多壁容器，其中该容器由单片状波纹材料或者连续幅面的波纹材料形成，该波纹材料例如是单壁波纹板、或者双壁波纹板(无论是单拱或双拱)。根据本发明的方法使得所述片状或幅面的波纹材料接合卷绕心轴，该卷绕心轴在折叠和附接(例如胶合)过程中形成容器的实体形状。根据本发明的方法还将折片前体内卷以建立容器壁，从而免除了将“内部的盒子”粘合到容器的常见方法。
通过本发明的方法实施方案所制造的物品被表征为具有至少一个容器壁，该容器壁由与容器的常规侧壁相附接或者以其它方式永久相关联的一对对置的折片前体构成。此外，由本发明的方法实施方案所制成的物品单独或组合地包括在拐角边缘处无应力的竖直折痕(fold)、联锁/啮合的折片前体、拐角应力消除特征和其它从本说明书中表现出的其它特征。
由于根据本发明的方法由单片材料或单幅面的材料来制造多壁容器(与使用插入件或盒内盒的设计相反)，因此如所期望的，可以在单一操作中制造该容器，这有利地适于连续处理。此外，连续处理通常将省去管理(即处理)容器坯料的需要。另外，多壁容器通常较大，例如宽/边约为40″或大约1米。在这个尺度，常规的大的多壁容器坯料将非常大，长度约为15英尺或大约4.5米，但是根据本发明，用于各种实施方案的坯料的长度约为30英尺或大约9米。如果本发明的容器实施方案使用常规的构造方法来形成，例如，一个装置制造坯料，然后将该坯料移动而进行储存并且然后将该坯料移动到加工或盒子制造机器，那么这些大型的坯料的储存、输送和处理将会面临难以应付的挑战(分批运输30英尺的坯料并不容易)。通过使用连续处理，其中一幅面或连续来源的材料被送到加工或盒子制造机器，可以消除所有的材料分批处理需要，这些需要与常规的基于坯料的盒子制造过程另行相关。
虽然本发明的方法实施方案的前文描述注重于使用连续处理途径来制造根据本发明的容器的优点，但是本发明并不限于这些途径。而且，即使在连续处理中，坯料将在材料加工成分立的容器之前形成。因此，在此使用的术语“坯料”既包括不从连续处理中获得的常规容器坯料，也包括从该连续处理中获得的坯料。在进行区分以及从使用的上下文不明了的情况下，术语“常规坯料”或者类似的措辞将指不从连续处理中获得的坯料。
根据本发明的制造容器的方法利用向内或向外折叠的折片前体来建立容器壁，具体地在所制造的容器的外壁和内壁之间建立容器壁。在本发明的产品实施方案的特定优选物品中，用于制造容器的坯料的折片前体在尺寸上适于或者单独地，或者组合地形成侧壁。因此，在一系列的容器实施方案中，对置的折片前体被朝向彼此折叠，并且例如通过粘合剂等被附接到它们延伸自的面板。一旦被折叠或粘结，这些折片前体共同地形成容器的附加侧壁。通过使用这种用于制造三重壁容器的大致等同体的方法(其中折片前体构成中间折片)，能够构造这种实际上没有设计废料的容器。中间面板在纵向坯料方向上可以是连续的，非连续的或者是它们的组合。
另一方面，根据本发明的方法包括制造在所有拐角边缘处具有通常无应力的竖直折痕的多壁容器。通过围绕具有容器(至少是它们的侧壁)的预期形状的心轴形成容器，所得到的容器的松弛状态是其使用形式的状态。因此，如本领域所公知的，四侧式的容器的每一竖直拐角更不易于受到撕裂或破裂。这同样适用于6和8拐角式类型。因此，由于在四侧构型中没有竖直拐角例如承受从其“使用”几何形状到其“拆卸”几何形状的大致大于90°的弯曲，所以所得到的容器的处理和储存被增强。而且，当该拐角边缘在诱发应力作用下时，它通常不受到动态负载；它处于折叠的以及类似的储存的状态。相反地，当容器例如在商品的使用和运输期间很可能受到动态负载时，这些拐角边缘处于它们的标称的、通常不受力的几何形状。这一构造也便利于使容器的形状从“拆卸”的几何形状恢复，对于大型的容器而言，这明显优于现有技术。
在根据本发明的其他方法中，通过选择性地去除材料，在折片接头和面板接头的交汇处，优选地在最外侧的面板和折片上，制造拐角应力消除特征。由于该交汇处将另行进行双方向的操作(面板折叠和折片折叠)，所以从此交汇处选择性地去除材料就允许更大程度的联接以及使应力不定位，该应力否则会在非常特定的位置出现。在一系列的实施方案中，在该折叠交汇之处和/或附近去除大致圆形的材料片。所得到的坯料和/或容器前体然后将此特征并入作为结构性构件。
根据本发明的特定方法也规定，用于将两个折片或折片部分分离的切口与划线偏离，以便于将两个相邻的面板弯曲。例如当制造三壁容器时，该偏离优选地相对于外部面板或折片发生，该偏离优选地大致等于用于构造容器的材料(幅面或坯料)的厚度尺寸。当实施时，每一折片的宽度尺寸不同于(更长于或更短于)其延伸自的面板宽度的宽度尺寸。当容器被组装成其最终的构造时，更宽的外部折片将延伸到容器的外边缘，并且内部折片将完全在中间和内部层上延伸，从而提供附加的堆叠强度并充分利用容器的外边缘以及与之接触。本领域普通技术人员将理解，当结合在前面所述的应力消除特征使用时，这种构型更易于实现。
在本发明的上下文中，通过实施各种方法实施方案所获得的物品包括用于形成多侧壁容器的单一坯料、容器前体，以及所得到的容器。坯料限定了从第一末端到第二末端的纵向方向，并且包括在组装时形成容器的内部侧壁的内部面板，其中内部面板具有多个内部面板部分，每一内部面板部分与任意相邻的内部面板部分连续并且每一内部面板部分在组装时构成容器的一个内部侧壁。
坯料进一步包括至少一对折片前体，该对折片前体可以包括从内部面板延伸到远端边缘的对置的中间折片，其中该对折片前体的从它们与面板的交汇处到远端边缘的平均横向长度的总和等于或小于面板的从第一对置折片前体的交汇处到第二对置折片前体的交汇处的横向长度。此外，每一折片前体或者中间折片优选地具有多个折片部分，每一折片部分与任意相邻的折片部分连续，或者与之分离但相邻，并且每一对对置的折片部分在组装时构成容器的一个侧壁。
此外，在三层侧壁的实施方案中，坯料包括在组装时形成容器的外部侧壁的、从内部面板纵向延伸的外部面板，其中该外部面板优选地具有多个外部面板部分，每一外部面板部分与任意相邻的外部面板部分连续，并且每一外部面板部分在组装时构成容器的外部侧壁。如果预期有附加的中间侧壁，则外部面板将优选地从最后的中间面板延伸。在所描述的三侧壁实施方案中，这些(这一)中间面板纵向定位在内部面板和外部面板之间。
如上文所提到的，根据本发明的方法的容器实施方案包括多个容器，其中折片前体的组合的平均横向宽度等于或者小于该折片前体延伸自的面板的横向宽度。这种关系允许至少一对对置的折片在容器的制造过程中内卷，从而使得他们各自的远端边缘彼此邻近，并且与它们延伸自的相关面板相邻近。在三层实施方案中，折片前体可以构成内部面板或者中间面板，并且它们延伸自的面板可以构成另一个面板。当容器前体被组装成容器时，所得到的内卷的结构于是就可以用作侧壁。本领域普通技术人员当然将认识到，随着远端边缘的几何形状变化，横向长度的确定随之变化。因此，虽然所组合的长度描述为“平均”，但是在对置的折片被内卷并且彼此相对邻近时不会导致重叠状态的任意几何形状都包括在本发明的范围内。
在本发明的特定容器实施方案中，联锁或啮合的该对对置折片前体边缘例如通过模切而形成。在这些实施方案中，将在内卷和形成容器之后在对接接合处被局部化的应力在使用时将被分布在容器的相邻侧壁的更长边缘和更大区域上。这在当将破裂和竖直压缩强度值最大化时尤为重要。
本发明的工业实施(系统)包括多个站，其中将不同的处理应用到坯料或者连续幅面的材料，以便制造容器。出于立即公开的目的，根据本发明形成容器的方法将始于适当尺寸的“坯料”，该词汇在上文已定义。对被引入容器中的特征的选择确定用于形成预期的容器的方法和设备的存在和顺序。仅出于说明意图，将在下文初始描述三壁四侧容器的基本结构。一旦坯料被加工，折片前体如之前所述被附接到相关的面板，并且容器前体进行内卷。在容器前体的内卷过程中，形成相邻层的面板进行压紧接触，并且彼此粘附以形成容器，该容器随后被取出以及可选地被“拆卸”。
图1是以整体组装状态示出的本发明的第一实施方案的立体图； 图2是在构造第一实施方案中所使用的双衬层波纹材料的一部分的详细的立体图； 图3是以假想图示出的带有上折片的第一实施方案的俯视图，以更好地示出波纹材料的分层； 图3a是图3所示的实施方案的拐角的详细的俯视图； 图4是用于形成本发明的第一实施方案的“坯料”的俯视图； 图5是本发明的第一实施方案的应力消除特征和竖直抗压溃性能几何特征的详细的立体图； 图6是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第一步骤的立体图，其中中间折片被折叠为紧密靠近，以形成波纹材料的中间侧壁； 图7是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第二步骤的立体图； 图8是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第三步骤的立体图，其中组合的内部面板和中间折片被内卷； 图9是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第四步骤的立体图，其中内部的胶合翼片附接到内部面板，由此形成基本的容器形状； 图10是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第五步骤的立体图，其中外部面板围绕图9的基本容器卷绕； 图11是在使用图4中的“坯料”形成多壁容器中的第六步骤的立体图，其中外部胶合翼片附接到外部面板，完全形成第一实施方案； 图12是当图4的“坯料”加工成图11的容器时在图5中示出的应力消除特征的详细立体图，并且上部和下部折片向内折叠； 图13是一种用于接收加工成的坯料并且由此形成组装后的容器的系统的俯视图； 图14是作为图13所示系统的一部分的折叠和胶合站的等角视图； 图15是作为图13所示系统的一部分的向上卷绕机的立体图；以及 图16是图15所示的向上卷绕机的转子部分的示意性立视图，其中示出四个心轴棒的相对运动。
具体实施例方式 提供以下描述，以使得本领域普通技术人员能够制造并使用本发明。在本说明书中所示出的多个实施方案的各种变体对于本领域普通技术人员将是容易明白的，本说明书中的一般性原理可适用于其他实施方案和应用，而不偏离如所附的权利要求书所限定的本发明的主旨和范围。因此，本发明并不旨在限于所示出的实施方案，而是旨在给予与本说明书所公开的原理和特征相一致的最宽广的范围。
然后参照其中相同的数字指示相同的部件的多个附图，更具体地参照图1-4，现在将描述使用本发明的多个特征和构件的本发明的一个实施方案。容器20包括“坯料”22，该坯料优选地由双衬层的单壁波纹材料构成，诸如由图2所示的5/16″L槽波纹板构成。在所示出的实施方案中，容器20的尺寸是大约42″H×48″W×40″D，而坯料22具有的最大尺寸是大约355″L×83″W。在所示出的实施方案中，容器20具有三层侧壁和单一重叠的底部和顶部折片。
为了形成容器20，在装配之前或者在装配过程的同时，需要制造容器坯料22。如图4所最佳示出的，容器坯料22是波纹方向横向延伸的单片波纹材料，例如是图2所示的类型。例如通过旋转模具刀具或者其他本领域普通技术人员所认知的方式，由单一片材执行选定的划线、切割和穿孔。于是每一容器坯料22包括内部面板40、对置的中间折片50、外部面板60以及多个末端折片70。容器坯料22优选地进一步包括内部翼片30和可选的外部胶合翼片80。为了习惯的目的，所有的面板和折片的观察到的各侧被标明，同时背面侧被类似编号，但在一个百位序列内。因此，例如内部面板40的背面侧被标注为内部面板140。
内部面板40包括由划线34a、34b和34c分隔的内部面板部分42、44、46和48。内部翼片30从内部面板部分42纵向延伸，并且由划线32从该处分隔。从内部面板部分42、44、46和48横向向外延伸的、并且部分由切口划线43a/b、45a/b、47a/b和49a/b所限定，并且由划线34a、34b和34c(以及边缘51a/b与切口73a和73b)所限定的是各自的中间折片50，这些中间折片在此实施方案中被标示为中间折片部分52a/b、54a/b、56a/b和58a/b。尽管本领域普通技术人员将理解其他形式的划线(例如尖点到平坦)以及切口或者甚至开槽可用于替代部分地限定每一中间折片部分对52a/b、54a/b、56a/b和58a/b的这些划线部分34a、34b和34c，然而通过保留相邻的中间折片部分之间紧固的物理联接可以实现附加的强度和处理优势，如下文所述。此外，每一“折片”50可以包括实体分立的折片部分(例如是末端折片70，在下文讨论)、如在这里所示出的视觉上分立的折片部分、或者可以是整体连续的(没有划线)。由于在容器20中仅仅需要形成一个壁或层，因此没有实质上的需要来形成实体分立的折片部分，只要坯料22的折叠以使坯料22的对置部分汇合的这些部分能够导致形成此类壁或层。
再次如图4最佳所示，每一中间折片部分的远端部分，其特征在于人字形边缘53a/b、55a/b、57a/b和59a/b。如下文随后将要详细描述的，对这些人字形边缘或者任意的非线性边缘的囊括，将有利地使得在组装和使用容器20之后可能发生的破裂和列压缩应力不受位置限制。因此，曲线状边缘或者诸如重复的方形或锯齿形几何形状的直线组成的边缘被认为是值得要的。但是，本发明的实施方案的运行和构造引入这些非线性的边缘不是必需的，并且线性边缘将提供如本文所描述的优点。
虽然内部面板40和中间折片50两者均形成容器的侧壁，但只有外部面板60形成侧壁；如图11所示，末端折片70构成容器20的单个底侧和顶侧。外部面板60包括由划线38a、38b和38c分隔的外部面板部分62、64、66和68；外部面板部分62通过划线36与内部面板部分48分离。外部胶合翼片80从内部面板部分42纵向延伸，并且通过划线82与该处分离。如图所示，从外部面板部分62、64、66和68横向向外延伸的、并且部分地由尖点到尖点的划线63a/b、65a/b、67a/b和69a/b所限定，以及由切口73a/b、75a/b、77a/b和79a/b(以及边缘71a/b)所限定的是各自的末端折片72a/b、74a/b、76a/b和78a/b。本领域普通技术人员将理解，开槽可用来代替切口73a/b、75a/b、77a/b和79a/b，虽然如将要在下文详细所述的，通过针对应力消除特征90使用切口可以获得优势。
应注意到，外部面板60的横向宽度(或者当组装时的高度)大于内部面板40的横向宽度。此增大的尺寸解决了当形成容器20(将在下文显示和讨论)时增加的外部尺寸的结果。类似地，外部面板60的纵向长度(或者当组装时的宽度和深度)大于内部面板40的纵向长度。本领域普通技术人员将理解，增大量与用于形成容器的壁的数量以及构成壁的材料的厚度相关联。
图5图解了主题实施方案的两个特征，即，应力消除特征90和折片偏移，该应力消除特征被表征为一个直径为大致0.375″的孔。本领域众所周知的是，在容器上的折片在折片和侧壁面板之间的裸漏的边缘界面处经常撕裂。这部分是因为在折片下侧存在的三边拐角的影响该三边拐角导致折片在其边缘皱破，由此危及折片和相关结构的结构完整性。这一结果，连同在此位置的材料的固有脆弱，常常引发在折片的重复使用或操作中的机械故障。通过设立一个孔，优选地但非必需地为圆形或环形的孔，该三边拐角将不会直接冲击到折片的下侧。根据任意特定容器的壁的数量，视情况而定，可以对内部或中间的壁使用附加的应力消除特征。
图5还示出分离相邻折片70的切口与分离相邻外部面板60的尖点到尖点划线之间的偏离。不同于内部面板40(其产生内部面板部分42、44和46)和中间折片50(其部分地限定每一中间折片部分对52a/b、54a/b、56a/b和58a/b)的导致等尺寸壁的连续划线34a、34b和34c，折片70在与它们的同类面板相比时具有不同的尺寸。因为折片70形成与侧壁对置的端壁，所以不需要这种对称。此外，如图3最佳所示，由于折片70将与包括内部面板40、中间折片50和外部面板60的侧壁相正交而定位，所以当容器20处于已组装的构造时尺寸上较大的折片将延伸过外部面板60的整个露出的边缘。这一布置的结果是，所有裸漏的竖直侧壁边缘可被末端折片“覆盖”，并且竖直压缩负载可被均匀地分布到末端折片上。也参见图11。
然后参照图6-12，详细示出了容器20的装配。如图4所示的完成的坯料22产自加工型机器(converting machine)，进入该工艺的折叠和胶合部分。使用折叠轨道或滑槽(paddle)，协同接合的中间折片部分52a、54a、56a和58a，以及52b、54b、56b和58b沿着切口划线43a、45a、47a和49a，以及43b、45b、47b和49b向下折叠180°，以加入与各自的内部面板部分42面到面的区域接触，如图6所示。在开始或完成该180°的折叠过程之前，优选地采用喷涂系统将粘合剂应用到接触区域的表面。一旦完成180°的折叠和胶合过程，人字形边缘53a/b、55a/b、57a/b和59a/b在内部面板部分42、44、46和48的中路附近汇合。人字形边缘53a/b、55a/b、57a/b和59a/b的“锯齿形”和啮合特性将接合线分布到比纯直线切割更大的区域内，当前显示在平坦盒子坯料的下侧。
利用夹紧机构，内部翼片30在划线32处被向上折叠90°，内部面板部分42(带有中间折片对52a/b)在划线34a处被向上折叠90°，内部面板部分44(带有中间折片对54a/b)在划线34b处被向上折叠90°，内部面板部分46(带有中间折片对56a/b)在划线34c处被向上折叠90°，内部面板部分48(带有中间折片对58a/b)在划线36处被向上折叠90°，如图8所示。所有90°的折叠是“向上”的，因此远离人字形边缘53a/b、55a/b、57a/b和59a/b的表面接缝。所得到的结构在图9中最佳示出。
将粘合剂应用到在外部面板部分62、64、66和68的预期的配合面，并且继续该向上折叠过程，外部面板部分62在划线38a处向上折叠90°，外部面板部分64在划线38b处向上折叠90°，外部面板部分66在划线38c处向上折叠90°，以及外部面板部分68在划线82处向上折叠90°，而由外部胶合翼片80完成该折叠和胶合过程。该过程在图10中最佳示出。如本领域普通技术人员所理解的，可以通过使用成形模芯或者其他辅助装置来实现上述向上折叠过程。
多个90度的折叠和胶合过程的共同效应采用初始平坦的、刚性的波纹板坯料，其包括内部翼片30、内部面板40、形成中间面板的中间折片50、和外部面板60、以及可选的外部翼片80，以上所有均示于图4中，并且如图11最佳所示，形成多壁、四侧面的、成品的容器/箱子，所述容器/箱子带有单一壁翼片顶部和底部，没有“产品-接缝(manufacturers-joint)”。由于松弛状态(产品的闲置姿态)是容器的使用状态，所以容器具有如果塌陷时恢复到其闲置姿态的自然趋势。在单壁构造的容器中，这一优点是不重要的，但是在多壁容器中，如果不接受本发明的教导，从拆卸的构造来形成预期的容器形状所需的力会非常大。因此，将多壁容器构造为具有与其使用位置相同的闲置姿态具有明显的人力优势。此外，通过在每一边缘引入面板划线，容器的拆卸变得更容易(划线进一步局部化任意引起的皱破，由此保持在邻近边缘的位置处的容器的结构整体性)。
通过引入一个、多个或所有的如上所述的特征，可以实现与强度和材料成本相关的明显的益处(下文中将注重说明制造效率)。下表举例说明了根据本发明的一系列容器实施方案的相对优点。在此，Greenfield容器包括所有的上述实施方案的特征，而现有技术的容器(HP)由2面板层的双壁波纹材料构成，或者3个面板层的双壁波纹材料构成，其中面板层被嵌套而没有相互粘合。
如观察上表可以看出的，根据本发明构造的容器对于可比的重量比现有技术的构造具有优越的抗压性能(评价容器的主要因素)，或者对于可比的抗压溃值具有明显更少的材料使用量。如下文可见的，根据本发明的用于制造容器的方法通过简化制造和处理作业进一步提高了成本节省。
上文中，根据本发明的各种实施方案的多壁容器的构造集中在坯料的一般性处理上，以形成容器前体和容器，如图4和6-11所举例示出的。下面的公开内容涉及一种用于批量生产根据本发明的容器以及实施相关方法的系统途径。正如涉及三重侧壁容器的前述公开内容，以下的公开内容描述了一种用于批量生产这些容器的工艺及其变体。本领域普通技术人员将理解，所公开的模式和途径并不专属于制造根据本发明的容器，而是代表旨在识别当前优选的用于实现这些目标的方式的普遍和特定的实施方案。
考虑到与容器制造过程相关的高自动化水平，例如计算机化的和伺服驱动制造设备，以下行为中的许多行为由已经接收到适当的编程命令的机器自动执行。本领域普通技术人员将理解，在操作这些可编程机器之前，需要定义程序参数以及将它们输入到机器编程接口中。因此，以下的公开内容旨在建立一个事件采样序列，该事件采样序列使得基于在先输入各种机器的指令来制造预期的容器。
用于构造容器20的基本材料从一个波纹板轧机(未示出)获得，该波纹板轧机生产双面、单壁的波纹材料的连续幅面(web)。该幅面可以被立即消耗，或者可以作为切割坯料储存直至使用。在所示出的实施例中，举例而言，具有大约30英尺(9米)的总长度的坯料22通过切割由该幅面制成。一旦获得合适切割的坯料22，根据需要对坯料进行各种开槽、切口、划线以及切割处理，以形成之前所述的预期的容器20。
在一个优选的系统中，通过一对对置的机器进行各种开槽、切口划线和切割处理，使用常规的输送装置来给该对机器提供坯料。这些机器——优选地是来自法国翁热的Rapidex(瑞士的Bobst集团的分公司)的RAPIDBOX单元——通过适当的编程来制造预期的坯料，该编程基于预定容器的尺寸和几何形状确定。RAPIDBOX机器可以容纳最大到110″×400″或2.8m×10m的坯料，这使其特别适用于如本文所述的大型容器的制造。在其它情况下，这些处理可以通过更专用的机器来执行，例如在生产线中顺次设置的多个各种开槽、划线、切口和旋转模切割机器。无论坯料如何处理，所得到的坯料被输送到如现在将要描述的折叠和胶合站。
一旦从加工机器出来，坯料22被放置在如图13所最佳示出的接收平台210上，此后它们被输送到真空辅助的高架式输送机220，输送到折叠和胶合站230。由于两个原因，这一输送模式相比于更常规的形式更受人期待。第一，它保持完全露出内部面板40的下侧表面(标示为内部面板表面140)和中间折片50的下侧表面(标示为中间折片表面150)，这在如下所述的“向上卷绕”的过程中变得非常重要。第二，它精确保持了坯料22相对于其它设备的特定位置，这在需要精确应用粘合剂时变得非常重要。但是，本领域普通技术人员将理解，将坯料22翻转使得内部面板表面140和中间折片表面150在上侧露出并且坯料22由常规的运输器支撑，将允许适当的运输以及使用中间折片50向上折叠以及“向下卷绕”(见下文)。
根据包括成本和性能标准的设计考虑，来自粘合剂应用装置的沉积在任意坯料22上的粘合剂可以被选择性地沉积或可以被应用到被暴露于第一粘合剂装置的整个内部面板表面140和/或中间折片表面150。粘合剂的选择性沉积包括在这些面板和/或折片范围内智能定位粘合剂线和区域。虽然在所示出的实施方案中，粘合剂通过喷射PVA或热熔性粘合剂的喷嘴262和264而应用，但是能够将预定量和类型的粘合剂沉积在坯料22上的任意粘合剂应用装置足可。所示出的应用装置和粘合剂成分已选择出来以致力于优化所示出的过程的生产速度。以大致200英尺每分钟的速度，所应用的粘合剂具有足够的时间在如现在将要描述的中间折片50的折叠和配合之前“凝固”。
一旦粘合剂已经被应用到内部面板表面140和/或中间折片表面150，被致动的折叠臂使得中间折片50内卷并且使得中间折片表面150接触内部面板表面140，如图14最佳示出。可以使用压轮组合连同高架式输送机160来将中间折片50和内部面板40压在一起，否则如下所述的卷绕处理将产生这两个表面之间的压紧接触。
这时候，加工得到的坯料22已经转变为前体122。为了制备用于容器20构造的前体122，粘合剂还必须应用到外部面板60的裸露表面(和/或现在在前体122“下侧”的中间折片50的裸露表面)。在所示出的实施方案中，设有第二粘合剂应用装置262，并且选择性地将粘合剂应用到外部面板60的裸露表面。
现在参照图16，随着翼片30接近卷绕机270，夹持构件271打开(如果还未打开)以接收翼片30。根据实施的模式，在夹持构件271与翼片30接合之后，转子276可能已经正在转动或者可能开始转动。虽然示出了一种机械式接合装置，诸如真空式接合等的替代装置是可预期的，并且将被本领域普通技术人员所理解。除了夹持构件271或其等效构件之外，转子276优选地还包括数量上与容器的竖直拐角的数量相等的多个折叠棒，该数量在此情况下是四(4)。折叠棒通常在容器的成形期间将弯曲应力局部化并且为容器成形提供方便的、低成本和小批量的方案。虽然在此处示意性地显示，折叠棒272a-d可以在转子276上被液压地或者机械地移动，唯一的要求是该组件能够接收前体122，帮助形成容器20以及释放容器20以使得另一前体122可以与之接合。
随着前体122围绕转子276被卷绕，应该施加足够的张力以确保外部面板60与中间折片50(视情况而定，或者是前体122的任意其它的预定部分)牢固地结合，并且外部翼片80(如果存在)将在拐角82处围绕拐角正确安装(见图1)。通过保持不变的旋转速度的同时降低前体122在转子276之前的出坯速度、通过在保持不变的出坯速度的同时提高旋转速度、和/或通过提高折叠棒172a-d的相对有效的位移，来施加适当的张力。但是，用于保持适当参数的优选方式是竖直地调整转子276，以使得前体122总是以平面方式接合转子276。如在图15和16中所示的，卷绕机270被构造为在竖直方向上移动(见在图15中联接到滑轮系统278的液压油缸277)。替代地，在前体在心轴上卷绕期间也可以应用外部的压缩构件，结果使得在容器侧壁层之间被压缩。用于确保前体的适当卷绕的前述方法不是排他性的，本领域普通技术人员将理解用于实现相同或类似结果的其它方式。
为了确保被卷绕在卷绕机270上的波纹材料不会不慎“退卷”，必须在粘合剂凝固过程期间将外部面板62-68保持邻近中间面板52-58，当容器20在转子276上时这通常不会发生。在当前优选的实施方案中，卷绕机270包括底部支承台275，该底部支承台具有大致在坯料22水平的上表面。通过保持最后卷绕的面板/翼片与支撑台275压紧接触，容器20将不会过早“离开”卷绕机270。在此位置，具有足够张力的前体122，使得在面板140和150的表面以及面板50和60的表面之间能够发生结合。但是，此类粘合剂的凝固时间通常长于卷绕前体122所用的时间。因此，需要一个“固化”站。在目前公开的实施方案中，如在图13中最佳所示，使用一种旋转车的布置，其中所形成的容器20的进一步的传输被充分地延迟，以允许粘合剂有足够的时间固化，从而确保容器20将不会“退卷”。
为了从卷绕机270上去除容器20，一个、一些或者所有的折叠棒172a-d可以收回从而减小它们与容器20之间的摩擦，虽然这样的动作并非去除容器20所必需。在特定的实施方案中，则可以使用用于从心轴170上去除容器20的外部接合滑动构件或者其他装置。然而，优选地，具有多个可延伸构件(机械式和/或气动式和/或电动式和/或液压式)的臂被插入容器20中，这些构件延伸以与容器20的内壁压紧接触(或者与它们通过真空辅助接合)，然后移动所述臂以将容器20从折叠棒172a-d“拉出”。出于与使用支撑台275类似的原因而使用支撑台285。
随着组件280旋转，别的形成的容器20从卷绕机270去除。一旦所形成的容器到达预定位置(图13中显示为与卷绕机270相对，接合过程反过来，并且所形成的容器从延伸的臂上去除。一旦去除，已移位的容器然后可以被“拆卸”，用于储存和/或运输。
由于在侧面板和折片之间的厚度相对差异，本发明的特定方法实施方案提供了诸如图15所示的外侧折片70向回折叠到侧面板上。如果该最终的构型是预期的，则本发明的这些实施方案在中间折片被折叠的同时将末端折片折叠到侧面板上。因此，当前体122进行向上卷绕时，外侧折片70不在延伸的位置，而是被放置为与面板60压紧接触。除了去除一旦容器20形成就分别地折叠这些末端面板的人工步骤，由于容器的总高度被缩短了末端折片的深度，可以使用更短的心轴和容器去除设备。此外，在这些实施方案中，可被认为合理的是，去除翼片80以使得接触表面平坦得足以避免粘合和/或皱破。
在诸如前面段落中的过程中，合理的是，保持小截面的材料联接折片72-78以防止过早的展开(这可能因在折片的远端处在面板之间的不完全切口而出现)。因此，当已拆卸的容器交付顾客时，将折片72-78分离并且折叠到位。
权利要求
1.一种由材料的单个坯料来制造多壁容器前体的方法，该坯料限定从第一末端到第二末端的纵向方向，该方法包括
限定一个内部面板，该内部面板在组装时形成容器的内部侧壁，该内部面板包括多个内部面板部分，每一内部面板部分与任意相邻的内部面板部分连续，并且每一内部面板部分在组装时构成容器的一个内部侧壁；
限定至少一对对置的中间折片，该中间折片从内部面板延伸到远端边缘，其中该对中间折片的从它们与内部面板的交汇处到远端边缘的横向长度的总和等于或小于该内部面板的从第一对置的中间折片的交汇处到第二对置的中间折片的交汇处的横向长度，并且其中每一中间折片包括多个折片部分，每一折片部分与任意相邻的折片部分连续，并且每一对对置的折片部分在组装时构成容器的一个中间侧壁；
限定一个外部面板，该外部面板从内部面板延伸并且在组装时形成容器的外部侧壁，该外部面板包括多个外部面板部分，每一外部面板部分与任意相邻的外部面板部分连续，并且每一外部面板部分在组装时构成容器的外部侧壁；以及
将至少一对对置的中间折片内卷以使得它们各自的远端边缘相互邻近，并且将它们附接到内部面板，从而当坯料被组装成容器时形成中间侧壁。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在坯料的第一末端建立一个胶合翼片以及在坯料的第二末端建立一个胶合翼片，其中当容器被组装时第一胶合翼片粘附到内部面板，当容器被组装时第二胶合翼片粘附到外部面板。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括形成所述中间折片的非线性的远端边缘。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述中间折片的远端边缘是重复的直线状设计、重复的曲线状设计、或者直线状和曲线状组合设计中的一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间折片的远端边缘是互补的，以使得一旦内卷，一个中间折片的远端边缘将基本邻接对置的中间折片的远端边缘。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在中间折片部分之间建立划线。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在中间折片部分之间建立切口、槽或间隙中的一个。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在内部面板部分之间建立划线。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料包括双衬层波纹材料。
10.根据权利要求1所述的方法，包括将任意内部面板部分的横向尺寸形成为小于任意外部面板部分的横向尺寸。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括形成从至少一些外部面板部分延伸的至少一对对置的末端折片，其中每一末端折片通过槽、切口或间隙中的一个与任意相邻的末端折片分离。
12.根据权利要求11所述的方法，其中多对对置的末端折片从每一外部面板部分横向延伸。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在一末端折片和一外部面板部分之间的界面处建立一个应力消除特征。
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在每一末端折片和每一外部面板部分之间的界面处建立一个应力消除特征。
15.根据权利要求11所述的方法，其中每一末端折片的纵向长度或大于或小于其延伸自的、对应的外部面板部分的纵向长度的长度。
16.根据权利要求1所述的坯料，其中由所述坯料形成的容器的闲置姿态与由该坯料形成的容器的使用姿态相同。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述坯料从双衬层波纹材料的幅面获得。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述坯料从始于波纹板轧机的连续过程中获得。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述应力消除特征包括一个孔，该孔至少部分地由两个相邻的末端折片和外部面板限定。
20.根据权利要求1所述的方法，其中一个内部面板部分具有比任意其它内部面板部分更长的纵向长度。
全文摘要
公开了由单个坯料、优选地使用连续的处理途径制造多壁容器的方法以及所得到的容器。本发明的各种实施方案单独地或组合地包括由折片前体形成的中间面板，该折片前体被向内或向外折叠以使得它们的远端处于彼此邻近的关系；外部折片，其尺寸适于覆盖由所述坯料形成的容器的裸露边缘；应力消除特征，减小应力威胁的接合拐角。本发明的用于制造选定容器的方法包括将折片前体折叠和粘附到内部面板，将内部面板/中间面板的组合围绕心轴向上折叠，以及继续将外部面板向上折叠，直到形成具有与闲置姿态相同的“使用”姿态的容器。
文档编号B65D5/00GK101610952SQ200780039578
公开日2009年12月23日 申请日期2007年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者贾尔斯·格林菲尔德 申请人:贾尔斯·格林菲尔德