包括多个子单元的包装系统以及一子单元的制作方法

本发明涉及一种包装系统，以及一种使用所述包装系统进行包装的子单元。
背景技术：
现有技术的公开许多类型的产品需要进行包装是因为有多种同时的理由，例如与安全性、卫生性和分量相关的技术要求，同时也为了美观和便利。与此同时，确保包装的紧凑与坚固(特别是在运输过程中)是重要的。现有的许多包装只满足了这些方面的一部分。例如，许多包装是圆柱形的，当把它们堆叠在一起时，会在包装之间留下大量的空隙。已知的锥形结构如棱锥体或圆锥体的一部分，其通常具有平截头体。这些也都造成空间未有效使用的问题。本发明的目的技术实现要素：根据本发明公开的包装系统，其特征在于，它包括多个子单元，所述子单元具有锥形结构，所述锥形结构从与窄端相对的一端的第一相对表面朝向窄端，其中子单元配置成被定位为使得第一相对表面形成包装系统的外部。本发明还包括用于组装成根据上述的包装系统的包装系统的子单元，其中，所述的子单元由一锥形主体构成，所述锥形主体具有从与窄端相对的一端的第一相对表面或外表面朝向窄端的侧壁。本发明的一种典型的包装系统包括有六个子单元，每个子单元的窄端设置为朝向包装系统的中心，并且它们各自的相对表面朝向包装系统的外表面。因此，该包装系统构成长方体，优选为立方体。尽管由六个子单元组成的立方体可构成一个可实行的系统，但是更多数量的子单元也可以构成本发明的系统。进一步地组装多个立方体可构成立方体的集合。本发明要解决的一个问题是将现有的包装系统的死容积利用起来。本发明要解决的另一个问题是脆弱壁的内在支撑问题。子单元的壁(包括开口)是脆弱的。子单元的设计使得它们的大部分壁能够在将六个子单元堆叠在一个立方体中时相互支撑彼此，并且当在每个立方体旁边堆叠多个立方体时能够进一步相互支撑。当将长方体系统(例如立方体)堆叠在一起，形成平行六面体的集合(例如立方体的集合)时，该集合的外边界可以定位成靠近壳体的内壁。因此，本发明的主要目的在于提供一种紧凑且坚固的包装系统和包装集合。解决问题的技术手段根据本发明，该目的通过如权利要求1的前序部分所限定的包装系统以及根据权利要求2的前序部分所限定的使用所述包装系统进行包装的子单元来实现，其中该包装系统具有权利要求1特征部分的特征，该子单元具有权利要求2特征部分的特征。本发明的许多非穷举的实施例、变形或替换例由从属权利要求所限定。本发明通过具有锥形结构的子单元来实现上述目的，该锥形结构从与窄端相对一端的第一相对表面朝向窄端，使得多个所述子单元能够组装成一包装单元。本发明的有益效果与现有技术相比，本发明的技术区别在于，本发明的堆叠方式并非是层层堆叠的，而是通过多个子单元的定位构成包装单元，使得子单元的窄端指向组装成的包装单元的中心。这些效果继而又进一步提供了一些有益的效果：它使得可以形成包括有子包装的预备包装，以用于满足需要包装不同容纳物的使用案例。它使得可以形成立方体包装，比单个子包装更容易堆叠与卸载。附图说明本发明的实施例将参考以下附图，仅通过示例的方式进行描述，其中：图1示出了根据现有技术的包装系统；图2a示出了子单元的第一实施例；图2b示出了子单元的第二实施例；图2c示出了子单元的第三实施例，其中子单元具有平截头体；图2d示出了具有盖子的子单元的第一实施例；图2e示出了具有封闭盖子的子单元的第一实施例；图3a示出了子单元的第一实施例的预组装集合；图3b示出了子单元的第二实施例的预组装集合；图3c示出了子单元的第三实施例的预组装集合，其中子单元具有平截头体；图3d示出了子单元的第一实施例的预组装集合；图4a示出了从子单元的第一实施例的集合中部分组装的包装单元，其中该集合的一个子单元被移除；图4b示出了从子单元的第三实施例的集合中部分组装的包装单元，其中该集合的一个子单元被移除，并且其中平截头体形成内部容积；图5示出了部分组装的包装单元，其中包装单元的每一面上具有四个子单元；图6示出了反向组装的组件；图7a示出了具有图3c中平截头体的子单元的第三实施例的预组装集合，表示其将要组装；图7b表示对一个具有6个子单元的立方体施加的垂直力如何转化为作用在每个子单元上的水平力，其中的子单元具有平截头体；图7c示出了6个立方体，其布置成将被放置在一壳体内；图7d示出了6个立方体，其布置在一壳体内。标号说明以下是关于附图中的参考数字和标号：10根据现有技术的包装系统100包装系统110内部容积11、112损失容积或无效空间200子单元12、212盖子204外表面20、300主体34、304侧壁36、306隔离壁37、307端点38、308平截头体、底面40、310封闭容积42、312主要容积44、314次要容积46、316主要容纳物48、318次要容纳物具体实施方式形成本发明基础的原理图1示出了根据现有技术的一种典型的包装系统10，其具有可拆卸附接的盖子12，当该盖子12附接到具有侧壁34和底面38的主体时，形成了用于保存容纳物的容积42。在某些情况下，优选在一个统一的包装中隔离不同的容纳物，例如酸奶和牛奶什锦早餐。在这种情况下，主体还设置有隔离壁36，该隔离壁36将封闭容积40分成42和44两个部分。然而，当将这种结构放置在立方体阵列中时，各单元之间会出现大量的损失容积或无效空间11。而且这些结构不适合在侧面翻转，因为其形状不适用于此。本发明的核心目的在于采用多个子单元配合在一起形成具有很少的浪费空间112的包装系统。子单元200由锥形结构或主体300所构成，所述锥形结构或主体300具有从与窄端相对一端的第一相对表面或外表面204朝向窄端307、308的侧壁304。所述子单元以窄端朝向组装成的包装系统的内部组装在一起。当组装完成，第一相对表面便形成了包装系统的外表面。实现本发明的最佳方式在一个优选的实施例中，子单元200的形状类似于具有方形盖子212和主体300的棱锥体，其中主体具有朝向端部逐渐变细的侧壁304。所述端部的形状可以是如同棱锥体的顶点的点307，也可以是平截头体308。所述侧壁303以大约45°的角度向内逐渐变细。这意味着四个子单元可以放置在一起形成外围，并且另外两个子单元垂直设置于这四个子单元，从而构成包装系统100。该包装系统是一立方体的形状，其中的盖子212形成外表面。这样的优点是为产品或容纳物的识别提供方便的表面，而无论立方体放置在哪个方向。此外，立方体的本身只有很小的无效空间112。同时，众所周知，立方体可堆叠在一起，且相互堆叠的立方体之间只有很小的无效空间。该子单元的形状可以是多种多样的。图2a示出了子单元的第二实施例，其中子单元为具有端点307的棱锥体形式。主体300利用可拆卸的盖子212密封形成一封闭容积310，以用于保存容纳物。图2b示出了子单元的第一实施例，其中子单元为具有隔离壁306的棱锥体形式。主体300形成了一封闭容积310，该封闭容积310被分隔成主要容积312和次要容积314，主要容积312和次要容积314均利用可拆卸的盖子212密封形成，以用于保存容纳物。优选地，该盖子同时对两个容积进行密封，这样使得在拆卸盖子时，两个容积都将被打开。更加优选地，该盖子可以定向地打开，以便一次只打开一个容积。图2c示出了子单元的第三实施例，其中子单元为具有平截头体308的棱锥体形式。主体300利用可拆卸的盖子212密封形成封闭容积310，以用于保存容纳物。平截头体提供了一方便的支脚以用于在平坦表面(例如桌子)上放置子单元。对于液状的容纳物而言，具有平截头体的子单元能够更容易地取出更多的容纳物，如果侧壁与平截头体之间的过渡段是弯曲的，则更是如此。然后，将子单元组装成包装系统。本发明至少有三个优选的实施例提供了用于组装的子单元。有一部分的子单元是预组装件，其中，子单元设置成沿着相同的方向边对边地附接在一起。因此，通常当预组装件展开时，所有的主体均朝上放置，以准备填充容纳物，接着再用盖子封闭。可将边缘附件切断，以将一个预组装件分割成几个较小的预组装件。在更加优选的实施例中，预组装件的接合部能够柔性地、弹性地和/或可塑性地弯曲，使得预组装件能够在形成为组装系统的同时使得剪切最少化。图3a示出了子第一实施例，其中，每个子单元是分离的并且能够自由地选择组装在一起，形成包装系统。这为选择不同的子系统、盖子和/或容纳物组以形成一个包装系统提供了充分的自由。而且，只要是在组装之前，这种选择能够在整个过程的最后才做出。这样的单个单元可以由从一卷(roll)许多子单元中切下来的单个子单元得到。图3b示出了第二实施例，其中子单元设置在由许多连接在一起的子系统组成的条带或卷带之上。优选地，其中接合部或附接件是可拆卸的。在组装时，从条带上剪切下来的四个子单元形成环状结构，并且有两个可分离的子单元垂直于这四个子单元放置，从而构成一个包装系统。作为替代方案，两条具有三个子单元的条带以各自相对且垂直的方式放置，并且相互插槽(slot)在一起，从而构成一个包装系统。图3c示出了第三实施例，其中所有子单元作为预组装的集合提供，其中形成完整的包装系统所需的所有子单元连接在一起。在立方体包装系统的一优选实施例中，预组装件包括一具有另外两个子系统的四个子单元的条带，其中两个子系统分别放置在该条带的纵向轴线的相对侧上。图4a示出了来自子单元的第一实施例的集合的部分组装的包装单元，展示了如何最小化无效空间。图4b示出了来自子单元的第三实施例的集合的部分组装的包装单元，其中平截头体形成了内部容积110。该内部容积具有多种用途。内部容积可以用于存放冷却元件，从而为容易腐坏的货品保持低温。在一个示例中，可以在内部容积中放入冰块或干冰。通常情况下，冷却介质是流体(例如水或co2气体)，该流体将沿着子单元的内表面流动，从而使它们保持冷却。而干冰作为流体是特别有益的，因为受到重力的影响较小，并且同时也能很好地冷却包装系统的上部。另一方面，由于干冰的升华点温度为-78.5℃，因此对于某些货品而言，需要在干冰和子单元之间采取一些隔热手段以防止货品的过度冷冻。当使用冰块或其他能够形成液体的冷却介质时，保证包装系统充分地水密是有利的。而如果包装系统是由一个预组装件构成，其形成边缘的接合部将很容易地达到水密的效果。对于其他剩余的边缘，可以使用密封剂或通过在包装系统的周围包裹一层外层来保证其水密性。这种包裹方式能够有利于在各个子单元上形成盖子或盖子上的标签。可替代地，该内部容积可以用于存放加热元件。同样有利的是，使至少有一个子单元能够很轻易地移出以打开内部的容积，使得在购买时能够再充填冷却介质或加热介质。内部容积能提供一个受周围子单元保护的位置，因此也适合在其中放置易碎物品。当加热时，位于相对侧的子单元可以被拆卸，此时留下隧道状的结构，通过该结构能够引导诸如水或蒸汽之类的流体。冷凝能够非常有效地将热量传递到所有暴露的表面。为了更有效地加热，可以堆叠多个这样的隧道结构。可替代的实施例对于图2a中所示的锥体状的实施例，其能够很方便地利用一框架将子单元放置在桌子上，以便提供进一步的稳定性。尽管包装系统的形状优选为立方体，但需要明确的是采用偏离立方体的形状也是很容易实现的。例如，使用矩形面可以很容易地使包装系统变矮或变高，其中的侧面的形状是长方形，而顶面和底面的形状则是正方形。可替代地，所有的面为非正方形的矩形。在另一个实施例中，也可以使用更高阶的柏拉图固体几何形状，例如十二面体。也可以使用其他正交几何形状，甚至可以使用具有不同的盖子的正交几何形状，例如具有五边形盖子和六边形盖子的截去顶端的二十面体。虽然上文公开了每个面上的单个子单元，但是也存在可能的替代实施方案。如图5所示的实施例，其中，单个面是由多个子单元组成的。子单元可以在用盖子密封并组装成包装系统之前填充容纳物。可替代地，可以从预成型的包装系统开始，并通过开口将容纳物注入主体内。优选地，预成型的包装系统包括用于每个子单元的柔软侧壁，所述侧壁在填充之前平靠(flatagainst)盖子。在一个实施例中，侧壁可以是柔性的或弹性的，因此增加了主体的容积以适于储存容纳物。可以在盖子或侧壁的一部分上设置开口。在填充过程中，可以简单地通过在包装系统内置入合适的物体来选择是否要具有内部容积。侧壁将膨胀以包围该物体并将其固定。在一个实施例中，包装系统用于将易碎物品包装在内部容积中，并且子单元间的封闭容积填充有流体，更优选地，该流体为减震流体。在这些实施例中，子单元间的大部分空气可以被压出。尽管所述侧壁可能容易受到机械性的损坏，但是这些侧壁不会暴露在外面。相反，包装系统的外表面将会提供保护。可选地，侧壁可以进行固化或者使用更坚固的材料施加到侧壁的外围以改善其机械强度。在许多应用中，优选地，提供了带有箔片盖子或带有其他容易移除的装置的子单元，从而能够获取其中的容纳物。因为像这样的箔片是易碎且易破的。在这些情况下，可以将箔片盖子定位在组装的包装系统的内表面，并使用更加坚固的外表面。可选地，该外表面可以使用与侧壁相同的材料制作。另外一个优选的实施例是包装系统100，其中，外表面的主要部分，如每个子单元200的侧壁304和盖子212的主要部分相互支撑有至少一个子单元200，优选为至少两个子单元200，最优选为至少四个子单元200。图7b示出了作用在一个上部子单元200的垂直力(该垂直力由垂直空心的箭头表示)是如何转化成在六个子单元200组成的立方体的其余五个子单元上的作用力的(该作用力由实心箭头表示)。如图7c和图7d所示，如果将多个由这样的子单元200组成的立方体布置在壳体中，则例如由子单元200的自重所产生的并且从上方施加的力，最终均会分布到该壳体的壁上。如果子单元200的整个外表面的主要部分相互支撑，则这种相互支撑实际上使得子单元200能够承受相当大的力。子单元200的整个外表面的主要部分的占比优选为大于子单元200的整个外表面的50％，更优选地为大于整个外表面的90％。如通常可理解的，在许多情况下，子单元200的边缘和拐角的设计的实际细节将导致壁面的边缘无法100％得到来自子单元200彼此之间的支撑。但由于大部分的力已经被支撑住，因此这一点并不重要。当将长方体系统(例如立方体)堆叠在一起，形成平行六面体的集合(例如立方体的集合)时，所述集合的外边界可以定位成靠近于壳体的内壁。如图7c和图7d的壳体示例，可以包含任意数量的长方体，例如以三轴相互正交形式存在的立方体。该壳体可由具有抗拉伸强度的任何材料制成。在一个优选的实施例中，该材料可以是硬纸板。在一个更优选的实施例中，该材料可以是塑胶膜。图6示出了反向组装组件，其组装的子单元的端点朝向外部而不是朝向内部。这种反向的组装可以直接由前文公开的条带组装得到，或者通过反转前文公开的包装系统的折叠得到。采用由条带组装的方式，优选采用由长的且连续的条带组装的方式，能够使得预组装的系统的包装变得非常紧凑，然后再根据实际需要和现场情况进行组装。同样地，这可以拆卸以便重复使用，并且能够以非常紧凑的方式进行运输而不会产生与发泡聚苯乙烯相关的问题。与非反向包装系统使体积最小化的效果不同，这样组装所产生的技术效果是最大化包装系统的体积。在一个实际应用中，例如，该包装系统100可以存放一餐饭菜。当食用该餐饭菜时，通常地，残留的垃圾占用的体积会比该餐饭菜本身的体积更大，因此将残留垃圾收集到包装系统100中是利用了反向组装的包装系统包封更大的容积这一优点。在反向组装件的另一实际应用中，可以用于诸如灯之类的照明设备。这可以作为包装系统运输，优选地，其内部容积能够运输更多的震动敏感部件(如灯泡)。一旦打开子单元，便会形成灯罩。在第二种应用中，这也可以作为由发泡聚苯乙烯制成的“包装夹芯(packagingchips)”或“泡沫花生(foampeanuts)”的替代物，以用于额外的包装防护。在预组装的子单元的情况下，如图3b所示的条带或如图3c所示的更完整的组装，子单元能够以许多方式进行连接。在第一实施例中，子单元通过使用与主体相同材料通过主体进行连接，优选地使用活动接合部连接。这种连接方式允许产生连续的子单元条带。然后，可以轻易地采用容纳物装填子单元，再接着在子单元被切割成长条并组装成包装系统之前用盖子将容纳物密封到位。在第二实施例中，子单元使用盖子(通常为箔片)彼此连接。这种连接方式允许各种类型的子单元的混合和匹配，先用容纳物填充子单元，然后再用盖子将容纳物密封，同时盖子将各子单元连接起来。在一些变型中，密封阶段和连接阶段是分开进行的，使得密封过程和连接过程能够自由地排序。通过这两个实施例，对子单元和子单元之间的连接部件使用单独的材料，能够将图3b所示的条带转换成图3c所示的更加完整的预组装件。在一个包装系统中使用由单独的子单元、预组装的子单元、使用盖子或单独的连接段的附接件的任意组合的混合解决方案都是可能的。工业实用性根据本申请，本发明可用于紧凑且坚固地包装货品，以及货品的运输和拆装。当前第1页12