专利名称：包装方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及包装物品的设备和方法。
现已知将物品包装在柔性薄片材料，特别是高拉伸性的合成塑料薄膜中，通常是将单个物品或一组物品封闭在两薄片材料或折叠的单片材料之中，并将其自由边进行热封合。为进行连续的生产，使用了一种将物品和柔性薄片材料沿同一方向送进的设备。在这个技术领域，我们已获得了相当多的经验和知识。
还已知在通常已经包装好的物品上加一层一般为高强度且不可拉伸材料的蒙皮或封套，或者将多个物品保持在一起。一种连续的生产方法是采用回转机构给物品供送蒙皮或封套材料，其供送方向与物品的供送方向大致是垂直的。为简便起见，我们将这种包装称为螺旋包装。
用于螺旋包装的已知设备将要包的物品传送进并传送过转动环的一个孔，该转动环携带有一个或多个可自由旋转的带有包装材料的卷轴，并当物品逐步地通过转动环时将包装材料卷绕在物品上。设备中可以有多个转动环，而且卷轴应受到驱动。
我们已经并正在对这种使用高拉伸性薄片材料进行包装的设备的发展进行研究，这是一种高速柔性系统，其中，根据具体的包装材料，通过调整物品的送进速度和/或转动环的转动速度来进行螺旋包装，使依次各圈缠绕带的搭接宽度随之变化，从而改变最终包装件的裹包层数和强度。
然而，当对那些易于采用称为纵向包装的物品实施螺旋包装时，就会出现一些问题。实际中用于进行螺旋包装的设备可基本上认为包括两套彼此对齐且间隔的输送系统，在这两输送系统之间的间隙中设置有螺旋裹包环。两输送系统之间的距离，即间隙的长度，将规定两个限制条件一是包装材料的宽度必须较小，二是待包装的物品长度必须比该间隙长。
本发明的目的正是要提供能解决这两个主要问题的可行的设备和方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种螺旋包装物品的方法，该物品的长度小于物品的进料输送机和出料输送机之间的间隙，且物品在此间隙中由柔性薄片材料进行螺旋裹包。此方法包括利用一条穿过所述间隙运动并与所述物品接触的带材将物品送过所述间隙，同时通过将所述柔性薄片材料螺旋裹包在所述带材和物品上而将所述带材包入物品的总包装件中。
所述带材与物品的接触可有效地将物品拉过所述间隙，所以该带材作为物品的传送系统以及物品的成品包装件的一部分，而且还可通过在所述带材与物品接触的那一侧施加粘结剂来增强其间的接触作用。这样一种起传送作用的带材可被简单地视为一种自耗型输送机。
如果将这种纵向运动的带材设置在物品的下方，那么在为使带材通过所述间隙(在此间隙中进行螺旋裹包)而施加的拉伸张力的作用下，带材还能令人满意地起支承物品的作用，即在所述间隙中，所述带材不仅能支持住自身重量，而且还能支承起物品。当采用具有适当还原性的高拉伸性材料进行螺旋裹包时，可在所述间隙中且在所述带材和物品的下面设置支承机构，该支承机构也由所述螺旋裹包材料暂时地裹包起来，而当被裹包的所述带材和物品从该支承机构上抽出时，所述螺旋裹包材料就将紧紧地收缩在所述带材和物品上。一种机械式的悬伸托架就适用于做此支承机构，当然也可以使用梳状的托指。
如果使用具有穿孔表面的空心支承件的话，就可以引入加压流体以助于取下包好的物品，或者也可以引入其它所需的物质(例如能穿透所述带材的物质)。
在现有技术中并未发现提出过这种方案，即将由任意材料制成的带材和待包装物品一起送过螺旋裹包台，并将此带材包入物品的总包装件中。实际情况是无论如何所述带材都起支承物品的作用，无论如何待裹包的物品都长于或短于两输送系统之间的间隙(在此间隙中进行螺旋裹包)。从下面的说明中将看得很清楚，这种利用带材将待裹包的物品送过螺旋裹包台并将带材和物品一同裹包起来的方法，是具有重要的经济应用价值和显著优越性的，即使是用这种方法包装那些比进料和出料输送机之间的间隙还要长的物品也是如此。因此，这种包装方法和实施这种方法的设备以及由此生产出的包装品，构成了本发明的总的内容。
根据本发明的又一方面，提供了一种螺旋包装物品的方法，其中所述物品被沿着一个方向依次连续地送到并送过一个工作台，在此工作台上，利用垂直于所述物品送进方向运动的材料对物品进行螺旋裹包;而且其中还将另一材料和物品沿同一方向输送，并在所述工作台上将这一材料与物品裹包在一起。
根据本发明的再一方面，提供了一种包装形状固定的物品的方法，其中将所述物品沿着一个方向，以一定间距、单个或成组地、依次连续地送过一个位于两输送机之间的间隙和一个工作台，在此工作台上，利用在所述间隙中垂直于所述物品送进方向运动的材料进行螺旋裹包;而且其中还将部分地包盖着所述物品的另一材料和所述物品沿同一方向输送，并且将此材料与所述物品一同螺旋裹包起来。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于螺旋裹包物品的设备。此设备包括输送未包物品的第一输送机和输送已由柔性薄片材料螺旋裹包好的物品的第二输送机，第一和第二输送机间隔一个间隙;通过让柔性薄片材料在两输送机间穿过而将此材料螺旋裹包在物品上的螺旋裹包机构;用于将另一带材随同所述物品一同送过所述两输送机之间的间隙的机构;所述螺旋裹包机构将所述柔性薄片材料围绕着所述另一带材和物品进行螺旋裹包，从而将所述另一带材包入所述物品的总包装件中。
下面结合附图以举例的方式对本发明的实施例加以详细说明。
图1是第一实施例的示意性侧视图;图1A表示了用带材侧向夹持和传送物品的情形。图2是第二实施例的示意性透视图。图3是第三实施例示意性透视图;图3A表示了在装料台上对物品的托盘坯料进行弯折的情况;图3B为图3所示实施例的侧视图。图4是一个充气型约束托架的透视图;图4A为沿图4中线X-X的横截面图。图5是一个变型的约束托架的纵断面图;图5A是图5所示托架的横断面图。图6表示了一个安全包装好的罐。图7表示了带有平置层的薄膜。图8表示了一个装了端盖的长包装件。图9表示了具有由带材形成的防护角的包装件;图9A表示了用带材包盖物品角部的一种形式;图9B表示了用带材包盖物品角部的另一种形式。
图1至图3所示的实施例能够在物品通过间隙16的过程中，将连续的包装材料带裹包在物品上，间隙16是限定在第一输送机12的下游与第二输送机13的上游之间的，这些输送机相互对齐且间隔开来。一个环形的带材施放装置14可转动地设置在这个间隙16中，其中心轴线大致平行于第一和第二输送机12和13的轴线，以便从至少一个卷轴15上放出至少一段螺旋裹包材料带17(以下简称螺旋带)，从而当每个物品11·1-11·N从第一输送机12通过间隙16进入第二输送机13时，将螺旋带17裹包在每个物品上。一条具有支承和传送作用的纵向裹包材料带18(以下简称纵向带)穿过间隙16并与物品接触(最好是粘性接触)，在螺旋带17裹包物品的同时也裹包住纵向带18，从而有助于将每个物品从第一输送机12通过间隙16传送到第二输送机13上。
现具体地参见第一实施例，图1示出了一个位于生产线的起始端的辅助卷轴21，它用于将纵向带18以不间断的方式施放在输送机12和一个设置在间隙16中的托架19A(由此跨接间隙16)以及输送机13上。辅助卷轴21所提供的包装材料可与主卷轴15上的材料相同，或者是其它各种类型的柔性材料，其目的是提供随输送机12和13一同运动的连续的运行表面，并且最好和物品11成粘附关系。输送机12和13可以以相同的标称速度运转，或者比较有利的是使输送机13的出料速度略快于输送机12的进料速度。
待包装的物品11彼此以间距10被供到纵向带18上。在生产中，物品11·2-11·N-1以及纵向带18和输送机12和13都以相同的线速度运行，虽然认为将输送机13以稍快于输送机12的速度驱动是较为有利的。
由于物品11·2-11·N-1放置在纵向带18上，故不存在打乱物品间距10的外力。物品11施加到纵向带18上的重力，在至少输送机13被驱动时，能用作为将纵向带18拉过整个设备的唯一媒介，而且位于输送机12和13之间的纵向带18中的张力能足以将物品送过间隙16。实际上，当采用带粘性膜的高拉伸性螺旋带17时，托架19A被用来支承跨过间隙16的纵向带18，而纵向带18与螺旋带17可以是同一种材料。
还可以理解的是，使用一个下支承托架19和另一个位于物品顶部的上托架19A，就可以对位于其间的物品11提供一适当的约束力，以便以预定的夹持力抓住物品11。因此为了将物品11送过间隙16，纵向带18不必位于物品11的下面，而是可以依靠纵向带18与物品11侧面间的附着力和/或附加的张力和夹紧力，使纵向带18沿着物品11的侧面运行。为了提供上述附加的张力和夹紧力，可以利用辊子或类似物朝着物品11偏压纵向带18(如利用图1A中所示的辊子16A和16B)，或者例如在间隙16的入口和出口端，使辊子在纵向带18′与物品接触的同一侧压入物品间的间隙中。这种辊子或类似物可缩回或由进入和离开间隙16的物品11简单地推回。利用各与物品11一侧接触的两条纵向带，就可以不用再对托架19和19A之间的物品11施加额外的夹持力，甚至可以去掉上托架19A。
每个托架19和19A都有一个支承臂22，支承臂22朝着物品11的运行方向延伸到其自由端，并且它也将被螺旋带17裹包起来。因此，支承臂22应该是可拉伸的，且应具有适当的复原性(回缩性)，以便当物品离开间隙16时，它能从物品上快速缩回。如果将支承臂22上与螺旋带17接触的表面23用低摩阻材料(如聚四氟乙烯)制成，那将是有益的。不过，如果在空心托架19或至少在支承臂22的等效物中充入压缩气体(一般用压缩空气)并在所述表面23上开设气孔的话，将会获得特别的益处，这一点将在后面说明。
所示的结构还具有一个上托架19A、位于物品顶部的第二条纵向带18A以及与第一和第二输送机12和13配对的上输送机12A和13A，所有这些都是为了提高传送和包装物品(特别是高而细的物品)的稳定性。
如果纵向带18的宽度超过待包物品的宽度，则纵向带18的侧边将被螺旋带17特别是带粘性膜的可伸展及回复的带围绕着物品向上或向下弯折。
在裹包过程中，螺旋带17将围绕着待裹包的物品11和纵向带18转动，将纵向带18夹在螺旋带17和物品11之间。
图1表示了对物品进行连续裹包的情况，它不仅表示了本发明的实质性原理，而且也表示了一种实际情况。
可利用往复支架25上的电热丝24或切刀或其他有效的切割工具对由此生产出的物品的连续包装件进行切割，以制成彼此分离的单个包装件。此后，裹包成的物品就将带有一个外部螺旋包装壳，它包含物品和一层纵向带18。对于具有高拉伸性和回复性的合成塑料螺旋带17来说，利用电热丝/块/刀这样的加热装置，在包装件的两端实施封合(有时并不需要这样做)，就可以制出成品包装件。
上面已经分别表示或说明了将纵向带18施放到物品的底部、顶部和侧面的情况，这些措施可有选择地或结合在一起使用。另外，只需适当地升高或降低上托架19A以及输送机12A和13A，就可以裹包不同高度的物品。通过调整在输送机12和13上间隔设置的纵向导向件或用不同的宽度的托架19或调整托架19的宽度，就可以处理不同宽度的物品。
参见图2，其中的设备与图1所示的实质上是相同的。图2是一个透视图，所示的设备用于包装由多个单个物品组成的物品组31·1-31·N，图中所示的是包装以2×3方式排列的由6根圆管组成的物品组，其中圆管的高度远大于其直径。上输送机12A和13A以及上托架19A的作用是将多个物品32保持为一个物品组31，并防止它们在螺旋裹包台14发生扭曲，在裹包台14上有三条螺旋带17A-C和三个供带卷轴15A-G。
接着参见图3，其中的设备与图2所示的实质上是相同的，不同的是，物品32的物品组31被进一步包装在包装件的托盘33中。装料台34接收托盘的平坯料33，坯料33被预先划痕，以便将其侧边向上弯折(见图3A)。使用一个沿箭头35所示方向动作的适当的送料器，将坯料33从坯料叠33S上取下并送到装料台上。装料台34还接收来自轨道32T(见箭头32A)的物品32，并利用一个推盒36(见箭头36A)将物品32分成物品组31，进而将物品组依次地放置在托盘坯料33A上。然后利用一个推板37(见箭头37A)将坯料33A上的物品组31送入进料输送机12。如图所示，在靠近螺旋裹包空间的地方，托盘坯料33由位于输送机12侧边的折叠片38向上弯折。图中只表示了一个折叠片38，但应知道，在输送机12的另一侧也有一个折叠片。坯料33的端部仅仅利用位于物品组31间距10中的拉伸的螺旋裹包纸的回复力即可被向上弯折，如图中标号33x和33y所示。在切断包好的物品组后，就得到了一个制成的包装件31N(见图3A)。
图4表示了一个物品约束托架49，按所示的设置方向，这是一件上约束托架，当然反过来放置就可用做下约束托架。此托架是空心的，在要与螺旋带接触的一根臂的表面59上开有气孔，在臂的端部有一个供入压力流体的接头51。螺旋带17的宽度等于或大于带孔表面50的宽度(如虚线所示)，这样如果螺旋带17是不透气和可拉伸的(通常如此)，则在连续工作期间压力流体的损失就会很小或根本没有，这就有助于使由覆盖在表面50上的螺旋带裹包的物品从托架臂上抽出。即使对于低摩阻表面50来说，较为有利的是使它带有弧形边缘50A和50B，并且沿表面长度方向稍稍倾斜(见图4A的X-X截面图)，这将进一步有助于抽出裹包的物品。通常，使用压缩空气来帮助卸掉裹包好的物品就已经足够了，不过根据需要也可以使用惰性气体、消毒流体或涂料流体或吸收某些有用物质的吸收剂。
图5表示了一种变型托架59，它以隔壁52为分界面，分成一个基本与图4所示结构相同的外腔室53，和一个内腔室54，在内腔室54的与待裹包物品和纵向送进的纵向带邻接的主表面56上开有气孔55。由于托架的安装使其通常与物品和纵向带保持一预定的较小间隙，所以这并不是特别有利于释放掉裹包好的物品(如果将托架偏向于物品安装，则有助于达到这个目的)。然而，当采用带孔或透气的纵向带18′(见图5和图6)时，这种措施是有用和有益的。再有，引入流体(无论是气体或气体混合物、蒸汽、液体、雾滴或其它同类物)或一些组合物可以用来实现各种用途和所需的目的。
同6表示了一种饮料罐60，此饮料罐可通过拉动拉环61而被打开而直接饮用，有时不卫生，通过对纵向带层18′以适当的灭菌流体灭菌即可避免这一问题。
图7表示了另一个有用的特征，即提供一条衬底纵向带17B，纵向带18B具有一个与物品接触的附加层或覆盖层71，覆盖层71并不只是一层粘结剂，它是可以变形的(见标号72)，以助于将待通过裹包台的物品保持在位。
现在参见图8说明用纵向带18和螺旋带17一同生产包装件的新颖性。图8示出了管子81这样的长条物品的包装件。管子18的两端带有由纵向带18形成的包盖82A和82B。假定物品是由图8的左方朝右方运行的，则前端包盖82A就易于由包装件81的前端托起，其自由边83A在螺旋带17的作用下折扰。纵向带18将随着包装件81的运行而从卷轴上卷绕下来，尾端包盖82B就由一个下降辊84、一根迅速通电的切割丝或切刀85和一个折拢件86成形，折拢件86可转动地支承在辊84上。
图9表示了施加在物品的上、下角的防护纵向带18A和18B。在图9A中，物品上部两个角和下部两个角都分别由纵向带18A和18B包盖;在图9B中，上部两个角分别由纵向带18A和18A′包盖，而下部两个角分别由纵向带18B和18B′包盖。这种裹包方式特别适用于窗框这样的物品，在裹包窗框时，螺旋带17将包盖嵌装的玻璃，同时拉伸纵向带18A和18B的自由端或边(如果纵向带是柔性的话)。
应该明白的是，纵向带18的材料可以不同于螺旋带17(螺旋带17最好用低线性密度的聚乙烯)。事实上，纵向带18几乎可以是任何材料，例如带泡薄膜、泡沫塑料和纸板。
当然还应指出的是，诸如说明书、宣传品等资料也可加在纵向带18中，而一同包在螺旋带17内。
另外，还可采取各种常规措施，例如在物品和裹包带17和18之间加上拉带，或在顶层裹包带17和18上冲出孔，以便可让手指伸入并抓住。
权利要求
1.一种螺旋包装物品的方法，其中所述物品(11，31，60，81)沿着一个方向被依次连续地送到并送过一个工作台(14)，在工作台(14)上，利用垂直于所述物品送进方向运动的材料(17)进行螺旋裹包；并且其中还将另一材料(18)和所述物品沿同一方向输送，并在所述螺旋裹包工作台(14)将材料(18)与所述物品一同裹包起来。
2.一种包装形状固定的物品(11，31，60，81)的方法，其中将所述物品沿着一个方向、以一定间距(10)、单个或成组地、依次连续地送过一个位于两输送机(12，13)之间的间隙(16)和一个工作台(14)，在工作台(14)上，利用在所述间隙(16)中垂直于所述物品送进方向运动的材料(17)进行螺旋裹包;并且其中还将部分地包盖着所述物品的另一材料(18)和所述物品沿同一方向输送，并且将此材料(18)与所述物品一同螺旋裹包起来。
3.一种螺旋包装物品(11，31)的方法，所述物品的长度短于位于所组物品的进料输送机(12)和出料输送机(13)之间的间隙(16)，在所述间隙(16)中所述物品被柔性薄片材料(17)螺旋地裹包，所述方法包括借助于一条与所述物品接触并穿过所述间隙(16)运动的带材(18)，将所述物品送过所述间隙(16)，并且通过将所述柔性薄片材料(17)围绕着所述带材(18)和物品进行螺旋裹包而将所述带材(18)包入所述物品的总包装件中。
4.根据权利要求3的方法，其特征是所述物品(11，31)的下面与所述带材(18)接触。
5.根据权利要求3或4的方法，其特征是所述带材(18)在支承机构(22)的支承下跨过所述间隙(16)，在所述支承机构(22)上将裹包上受拉伸的材料(17)，但所述支承机构(22)将停留在原处而让所述材料(17)收缩在所述物品(11 31)和所述带材(18)上。
6.根据权利要求5的方法，其特征是通过向所述支承机构(49)供送加压流体而促使所述材料(17)脱离所述支承机构(49)。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征是通向所述支承机构(59)供送所需的物质而将这种物质施放在所述带材(18)上。
8.一种用于螺旋包装物品(11，31，60，81)的设备，包括输送未包的所述物品的第一输送机(12)和输送已由柔性薄片材料(17)螺旋裹包的所述物品的第二输送机(13)，所述第一输送机(12)与所述第二输送机(13)相隔一个间隙(16);通过让所述柔性薄片材料(17)在所述间隔的第一和第二输送机(12，13)间穿过而使该柔性薄片材料(17)螺旋裹包在所述物品上的螺旋裹包机构(14);用于将带材(18)随同所述物品一起沿同一方向送过所述两输送机(12，13)之间的间隙(16)的带材传送机构，所述螺旋裹包机构(14)将所述柔性薄片材料(17)围绕着所述带材(18)和所述物品进行螺旋裹包，从而将所述带材(18)包入所述物品的总包装件中。
9.根据权利要求8的设备，其特征是所述带材(18)用来与所述物品构成传送接触。
10.根据权利要求8或9的设备，其特征是所述带材传送机构用于将至少一条带材(18)放置在所述物品的下面。
11.根据权利要求8或9或10的设备，其特征是还包括支承位于所述第一和第二输送机(12，13)之间的所述物品的底部支承机构(22)，该支承机构(22)也受到所述柔性薄片材料(17)的裹包，但当包好的物品进入所述第二输送机(13)时，它却仍然留在原位。
12.根据权利要求8至11中任意一项的设备，其特征是还包括至少一个约束位于所述第一和第二输送机(12，13)之间的所述物品的顶部约束机构(22A)。
13.根据权利要求11或12的设备，其特征是所述支承或约束机构(49)是空心的，其上与所述柔性薄片材料(17)接触的表面(50)是可透过加压流体的，该机构(49)还具有用于将所述加压流体施加到所述柔性薄片材料(17)上的相关机构(51)。
14.根据权利要求11或12的设备，其特征是所述支承机构(59)是空心的，其上与所述带材(18)邻接的表面(56)是可透过加压流体的，该机构(59)还具有用于将所述加压流体施加到所述带材(18)上的相关机构(54)。
全文摘要
利用螺旋裹包材料带17和纵向材料带18共同包装物品31或物品组的方法及设备。在进料输送机12和出料输送机13之间的间隙16中，设置有螺旋裹包台14，它将材料带17垂直于物品31的运行方向传送。纵向材料带18能将物品31稳定地传送过间隙16。
文档编号B65B9/00GK1044924SQ90100819
公开日1990年8月29日 申请日期1990年2月19日 优先权日1989年2月18日
发明者弗里德里克·道格拉斯·克拉维尔·巴特 申请人:埃尔姆伍德包装机器有限公司