用于折叠式容器的托盘和托盘系统的制作方法

专利名称：用于折叠式容器的托盘和托盘系统的制作方法
背景技术：
本发明涉及用于装卸、输送和储存货物容器的托盘，特别是涉及一种坚固的成本相当便宜的塑料托盘结构。
塑料托盘是早已出现的产品。根据商业观点，托盘的使用一般限于容器和货物在封闭空间内的移动，例如在仓库内移动。一个原因是塑料托盘相当昂贵，经营者通常需要考虑保养管理。另一个原因是许多塑料托盘一般都缺乏足够的坚固性，以致不能承受在日常使用中遇到的乱用的情况。在这种情况下，如今大部分塑料托盘是模制的或真空成型为整体元件，或者由模制或真空成型的部件构成。虽然这种整体托盘通常能够承受住乱用的情况，但是其制造费用大大增加了塑料托盘的成本。而某些由挤压部件构成的托盘，(见美国专利US-3,878,796和NBX Packaging Specialists of Wausau,Wisconsin提供的托盘，其商标名为Enviro-board)，一般这种托盘不具备采用挤压方法或采用部件连接技术制造的产品的优点。
申请人研制了可重复使用的塑料容器(见美国专利US-5,450,982)，并且发明了塑料托盘，特别是适用于这种容器的托盘。申请人在研制塑料托盘的过程中，解决了存在于塑料托盘中的许多问题。
发明概述本发明提供一种重量轻、成本相当低的塑料托盘，其在日常使用中具有足够的坚固性。这种托盘由挤压成型的不同部件和部分制成。这种托盘的主要优点是，许多部件可以互相替换，并且由同一塑料杆件制成。其主要成果是这种塑料托盘的成本相当低。虽然其制造成本低，但是同样结构的托盘却提供了在日常使用中所需要的坚固性。这种结构还克服了制造托盘时出现的缺陷。此外，其结构使得通过元件之间的焊接工艺，可以制造出可靠的、具有坚固结构的托盘。
在本发明的主要方面，本发明的托盘包括顶面板部分和底面板部分，由多个间隔块状物将顶面板部分和底面板部分相互隔开，所述块状物由同一材料的塑料杆件制成。最好，挤压的间隔块状物杆件带有空心内部，而且有加强腹板支撑块状物的外壁，各块状物相对于顶面板部分和底面板部分定向设置，以便顶面板部分和底面板部分封闭块状物中的暴露其空心内部和其腹板的相对端部。最好，顶面板部分和底面板部分由几种挤压元件制成，其中部分元件即可用于制造顶面板部分也可用于制造底面板部分。此外，多个元件的结构适于容易采用坚固和可靠的连接技术。
本发明托盘的主要特征是不仅可以用于提供多用托盘，而且可以用于提供专用托盘，例如，一种结构是，当由上述专利提供的容器处于直立状态时，这种类型的容器与托盘相互配合；另一种结构是，当容器处于折叠状态时，这种容器与托盘相互配合。
下面通过对本发明的优选实施例和其变型的详细描述，可以知晓本发明的其他特征和优点。
附图的简要说明参照如下附图

图1是本发明托盘的优选实施例的轴测图；图2是图1所示托盘的分解示意图；图3A是图1所示托盘的顶面板部件的边缘板断面图；图3B是图3A中由线3B包围的边缘板区域的、放大的局部示意图，其表示能量导向器的典型结构；图3C是图1所示实施例中顶面板部件中的比较窄的一个横向板的端面视图；图3D是图1所示实施例中顶面板部件中的比较宽的一个横向板的端面视图；图3E是图1所示实施例中的间隔块的端面视图；图3F是类似于图3C的端面视图，其表示图5所示顶部框架组件中的一个比较窄的横向板的端面；图3G是图5所示连接顶部框架组件中的板的端面视图，此板类似于图3D所示的板；图4A是类似于图1的本发明的另一个实施例的轴测图，其中具有可以与美国专利US-5450982公开的这种类型的容器、相互作用的容器互锁带条；图4B是图4所示托盘的互锁带条的放大端面视图，其表示这种带条的结构；图5是用于图4A所示本发明实施例的顶部框架的局部轴测图；图6A是图4所示托盘装有容器的前视图，其表示相同于图5所示的顶部框架。
图6B是图6A所示实施例的侧视图；图7是本发明另一个实施例的轴测图，其表示具有多个展开的容器；图8是与图7相似的视图，表示将图7所示托盘与折叠的容器分解开的轴测图；图9是用于图7和8所示托盘的顶部框架的轴测图；图10是图7和8所示托盘装有折叠的容器的前视图；图11是与图10所示相同实施例的侧视图；图12是图9所示顶部框架和图7和8所示托盘的轴测图，其表示顶部框架与托盘相互配合的方式；图13是轴测图，其表示多个图12所示的托盘/顶部框架的组合件堆积在一起，以便输送；图14是挤压生产线的示意图，它们可以分别提供用于制造图1和4所示的托盘、和图5和9所示的顶部框架所需要的共用杆件。优选实施例的详细描述为了符合专利法的有关规定，提供下面的详细描述。显而易见，对于本专业的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，可做出多种变化和改型。
参照图1和2，通常本发明的塑料托盘由代号11表示。这种托盘包括顶面板部件12，其具有与放置在托盘上的容器或其它材料相互配合的顶表面；与支撑表面相互配合的底面板部件13，例如放置托盘的地面或地板；以及多个块状物14，由这些块状物14将顶面板部件12和底面板部件13相互隔开。如图1所示，定位的块状物14使在面板之间形成通道16，以便接收常规的叉式起重机或类似物的检拾杆。在这种结构中，形成底面板的框架元件上设有代号17表示的斜面，以便容易使检拾杆进入通道16。
托盘11主要由多个挤压部件组成。如下面详细所述，多个挤压部件彼此相同，以便可以采用同一挤压杆件来制造。将这些部件组合并连接在一起，形成完整的结构件。
更详细地说，虽然顶面板部分具有十多个部件，但是根据其结构，仅需要提供三种不同的挤压塑料杆件。所有这些多个部件都可以由这三种杆件制成。即，在用于说明本发明的优选实施例中，包括九个横向杆件，采用同一挤压杆件制造其中六个由代号18表示的横向杆件，而由代号19表示的其它三个横向杆件则由另一种挤压杆件制成。(如下所述，与横向杆件18相同的挤压杆件可用于制造底面板的多个元件)。
顶面板部分还包括一对相互隔开的边缘板21。各边缘板21呈L形横断面，其一条腿相邻并封闭相应的横向杆件18和19的开口端部，其另一条腿提供连接板条的主表面。
板条以可靠地连接方式连接边缘板，同时避免挤压型材，例如避免采用夹紧件。通过振动焊接可以简单地完成上述操作。为此，如图3A所示，各边缘板的表面22具有沿其长度方向设置的多个振动焊接能量导向器23。在图3B中表示了放大的能量导向器23之一的局部断面视图。这些能量导向器容易使边缘板的表面22与相应的横向板的端部进行振动焊接。众所周知，通过将相互粘结在一起的表面进行振动而获得振动焊接，能量导向器23作为线性能量和材料集中器；以利于进行振动焊接。
虽然本发明的托盘采用振动焊接，本专业的普通技术人员可知，也能采用其他类型的焊接方法，例如热板焊接也是可行的。
如图3A所示，边缘板具有花格结构。即各边缘板的内部是空心的并具有腹板，其类似于鸡蛋箱或其他在壁和支撑物之间延伸的，可以分开单独物品的包装结构。这种类型的结构特点是比实心结构的重量大大减轻，而且这种边缘板的构造有助于减轻托盘结构的总重量。如图3C和3d所示，横向板18和19也具有花格结构，根据需要在它们的外壁设有加强部分，这样也可以减轻重量。
可以看到，顶面板的结构是这样的，即横向板18和19的开口端部由边缘板封闭。这是非常重要的，因为它可以防止昆虫和杂物聚集在横向板内。还包括边缘板端盖23(图2)，以便避免产生与边缘板类似的问题。顶面板部分还包括中央板26，其在托盘的端部之间延伸，并且垂直于横向板18、19。因此中央板26不固定在横向板18、19上，而是固定在与其接触的间隔块状物14上。
底面板部分13主要由长板条27构成，其中三块板条平行于顶面板部分的中央板26，由代号27′表示的两块板条是端板条。所有这些长板条27和27′的结构都与顶面板部分的横向板18相同，而且非常希望采用与横向板相同的挤压杆件制造。如图2所示，在这种结构中端板条27′封闭其他长板条的开口端。端盖28封闭端板条的端部，如图所示。
也可以采用振动焊接将各长板条固定在一起。在这种情况下，在板条27和27′的端部暴露的花格结构作为能量导向器，以便于进行这种振动焊接。
如前面所述采用间隔块状物14将底面板和顶面板部分相互分开。这些间隔块状物14的每一个都具有空心的矩形结构，其包括内部腹板，以便支撑块状物的壁。如图3E所示，各间隔块状物包括内部腹板横向壁29，其在块状物的每个长壁的中线之间延伸，并且有一对相互对置的人字形腹板31，分别将相对的较短壁的中央连接到长壁的部分。
各块状物14相对于面板定向排列，即面板封闭各块状物的相对的端部，如图2所示。腹板端部也可以作为能量导向器，以利于采用振动焊接将块状物固定在面板部分。将块状物14粘接到底面板之后，采用加热和加压方法，从板条的外部合适地加压板条边缘，加工出斜面边缘17。
如上述可看出，在用多个部件构成托盘的同时，可以由同一挤压杆件构成其中大部分部件。因为托盘的结构，许多部件的开口端是用其他挤压成型的部件封闭。保持最少数量的端盖，仅需要提供端盖23、24、28即可。这些端盖可以注塑成型，由于在同一时间能够制造多个托盘，所以每个端盖的模具费用可以维持到最低。
本发明的托盘容易和美国专利US-5,450,912公开的塑料容器相配合。即通过稍微附加和修改就可以制成基础托盘，以便为直立容器或折叠容器提供专用托盘。图4A和4B表示用于这种直立容器的专用托盘。图4A和4B显示用于这种类型的直立容器的基础托盘附加物。图5表示顶部框架，下面将予以讨论。图6A、6B表示用于堆垛和直立容器的托盘。
在图4A所示的专用托盘30中具有容器板条导向件31，其分别与各容器的边缘相邻。如图所示，两个导向件也可以背靠背地沿着托盘的中央平行于板条导向件的边缘设置。因此可以看到在各托盘上可以容纳两排直立的容器。所有板条导向件都可采用振动焊接定位。图4B表示导向件的端面。可以看到采用的导向件的杆件是这样的，即，各导向件包括能量导向器32，以便于振动焊接。
各导向件设有直立的加劲片33，其与容器的底部边缘相配合。在所述的实施例中，设置了这种加劲片33减轻了导向件重量，即，切除了部分挤压材料。
设置顶部框架有助于固定托盘上直立的容器堆垛，以便于输送和装卸操作。如图5中详细所示，从图中可以看到容器的顶部取向。在图5中，顶部框架包括一对L形端板34，其位于容器的顶端，在所述端板34上有切除部分，以便容纳直立容器上的向上凸出部分。所述端板34由板条36连接，还设有中央板37，在中央板37上有切除部分，以便其适于容纳上直立容器的凸出部分。
如图5和6B所示，设有一对常规的柔性带38，以便将托盘、容器和顶部框架组件固定在一起。各柔性带38围绕托盘的顶面板向上、沿着所示容器跨过顶部框架延伸。在这种情况下，如图5所示，框架板条36中在部分39处设有切除部分，以便容纳柔性带。
本发明的基础托盘还可是改型托盘的基础，形成在折叠状态时输送上述专利描述的这种容器的基础托盘，图7和8表示经过改型的托盘，其上具有几个折叠的容器，如图所示。如早期的专利所述，当这些容器处于折叠状态时，将容器套叠并互锁在一起。容器的端部框架主要用于套叠和互锁。图7表示在托盘上折叠的容器就位。而图8表示容器与托盘分解开。托盘50不同于图1所示的简单托盘，其在顶面板上有附加的柱销51和52，在底面板上有穿孔53，所述穿孔53的轴线与对应的柱销对准。(应注意，各穿孔53包括可推入的插入物，其可以封闭托盘的板条27中的穿孔)。显而易见，虽然没有图示，但可以得知在托盘相对的侧面，设有相应的定位和定尺寸的柱销52和穿孔53。虽然上述一个专利中所述的折叠容器可以用于这种托盘，但这些容器的区别是具有不同的厚度。即，侧壁板包括可折叠的折板54，当容器直立时，折板配合板的其余部分，形成尺寸更高的侧壁。而且，容器的端壁56可以根据需要加长，以便与侧壁配合，从而增加容器的高度，并且带有容器端壁框架的这些端部主要起套叠和互锁作用。
如图所示，柱销51和52相互以合适的距离间隔开，以便容纳折叠的容器，采用这些柱销固定容器的端部。
在此实施例中也包括顶部框架60，使折叠的容器堆垛可靠地固定。图9表示位于堆垛的顶部的这种顶部框架以及容器。在许多方面，这种框架与用于直立容器的框架相同。在这种情况下，这种顶部框架包括一对L形端板61，制造这种端板61的挤压杆件，与制造托盘顶面板部分的L形端板21的挤压杆件相同。除了设有图3F所述的能量导向器之外，横向板65对应于托盘顶面板部分的横向板或中央板18。
还包括五条横向板条，一对位于各端部的横向板条63和64，以及中央横向板条65。图3G表示板条63的端面视图。如图所示，除板条是实心体而不是花格结构以外，板条63基本上相同于基础托盘的顶面板部分的板条19。(最好板条63有实心体结构，这是为了在形成有切除部分66的板条时，防止暴露板条的内部开口，下面将说明。)采用与托盘的顶面板部分的横向板19非常相同的杆件来制造板条64，即，采用图3D所示的挤压花格杆件。对于这些板条的基本要求是保证覆盖折叠容器的端部框架，以便通过顶部框架组件将压力施加到容器上，并使施加的压力在容器上均匀分布。
如图所示，在端部板条63的切除部分66、安置捆扎堆垛的容器的柔性带67，保证容器固定就位于托盘上。图10和11表示捆扎后的成品构件，其中由本发明的顶部框架将大量的折叠容器固定到本发明的托盘上。
在许多情况下希望容器以折叠的形式进行输送。为此可以提供托盘50和与其相关的顶部框架60。于是，要求为折叠容器而设计的托盘和顶部框架能循环使用。设计的托盘和顶部框架的结构适于套叠在一起，并且容易循环使用。图12、13表示这种托盘和顶部框架，图12表示一个托盘/顶部框架的组合件，而图13表示多个托盘/顶部框架的组合件堆垛在一起，以便进行简单的输送和装卸。参照图12可以看到顶部框架的切除部分66安装了托盘上的柱销51和52。因此，这种柱销至少有两个不同的功能，一个功能是保持较低的折叠容器位于合适的位置；另一个功能是保证容器与顶部框架正确对准。图13表示多个折叠容器的托盘和顶部框架组件堆垛在一起。可以看到，在一个托盘上的穿孔53中，安放了其下面托盘的柱销52。此外，设置的柔性带67将堆垛的组合件保持在一起。
如上所述，托盘的结构是这样的，其大部分部件由同一挤压杆件制造。图14是制造这种杆件的示意图。在图中的左侧表示由各生产线生产出挤压杆件。如图所示，仅有四条线71-74为基础托盘的主要部件提供需要的全部杆件。另外三条线76-78为美国专利US-5,450,962公开的这种可直立和可折叠容器提供托盘和顶部框架所需要的附加部件。在这种情况下，生产线76挤压出的杆件用于制造图4所示的可直立容器的托盘中的导向件。而生产线77和78挤压出的杆件用于生产两个顶部框架中的板条。
如本详细说明书开始所述，申请人不是对上述优选实施例和其改型进行限定。本发明的权利要求书，以及其等同物限定本发明要求保护的范围。
权利要求
1．一种坚固而重量轻的塑料托盘，由不同的部件组成，所述部件由同一塑料杆件制成，其包括以下分立部分A)顶面板部分，其形成托盘的表面，该表面与被输送的货物相连接；B)底面板部分，其接触托盘的支撑表面；和C)多个间隔块状物，在所述顶面板部分和底面板部分之间延伸和固定，将所述顶面板部分和底面板部分隔开，在所述顶面板部分和底面板部分之间形成通道，以便接收托盘的检拾杆，所述间隔块状物由同一塑料杆件制成。
2．按照权利要求1所述的塑料托盘，其中，挤压制成的所述间隔块状物的杆件有普通的空心内部结构，其中有加强腹板，以便支撑块状物的壁，所述各间隔块状物相对于所述顶面板部分和底面板部分定向设置，因此由所述顶面板部分和底面板部分封闭块状物中相对端部，所述空心内部和腹板暴露在该端部。
3．按照权利要求2所述的塑料托盘，其中，所述间隔块状物具有带两对相互对置外壁的普通的矩形横截面，在所述杆件的内部设有腹板，在各所述间隔块状物中包括内横向壁，所述内横向壁在所述杆件的相互对置的外壁之间延伸，还包括一对相互对置的人字形腹板，分别将另一对相互对置的外壁的中央连接到第一相互对置壁的部分，该壁由所述内部横向壁支撑。
4．按照权利要求1所述的塑料托盘，其中，所述顶面板部分包括多个横向板，所述横向板由同一塑料杆件制成。
5．按照权利要求4所述的塑料托盘，其中，所述横向板的杆件是内部具有腹板的普通空心体，腹板作为外壁的支撑件，形成的各横向板具有一对相互对置的开口端；所述顶面板部分包括一对相互间隔开的边缘板，所述边缘板与横向板相邻接，由所述边缘板封闭相互对置的开口端。
6．按照权利要求5所述的塑料托盘，其中，采用振动焊接方法将所述横向板焊接到边缘板上。
7．按照权利要求4所述的塑料托盘，其中，所述底面板部分具有框架元件，所述框架元件由所述横向板的杆件制成。
8．按照权利要求4所述的塑料托盘，其中，具有两组横向板，各组横向板具有不同的结构，并有相应的两种不同的横向板的杆件。
9．按照权利要求1所述的塑料托盘，其中，所述顶面板部分包括横向板，所述横向板由同一材料的杆件制成，由边缘板封闭所述横向板的相互对置的端部，所述边缘板由不同的杆件制成。
10．按照权利要求9所述的塑料托盘，其中，各边缘板有L形断面，其一条腿的轮廓封闭多个横向板的相应的端部。
11．按照权利要求10所述的塑料托盘，其中，在所述各边缘板的所述L形边缘板的另一条腿上，具有多个能量导向器，以便容易使边缘板刚性连接到所述横向板上。
12．按照权利要求1所述的塑料托盘，其中，所述顶面板部分设置的托盘表面包括互锁板条，用于与由所述托盘承载的容器互锁。
13．按照权利要求11所述的塑料托盘，其中，在所述托盘表面具有四个互锁板条，所述板条相互平行，一对板条与相互对置的顶面板部分的边缘相邻，另一对板条与托盘表面的中央相邻。
14．一种坚固而重量轻的塑料托盘，其由不同的部件组成，所述部件由同一塑料杆件制成，其包括以下分立部分A)具有托盘表面的顶面板部分，用于与被输送的货物相连接，所述顶面板部分包括多个由同一材料的杆件制成的横向板，所述各横向板有一对相互对置的开口端，在边缘还设有一对边缘板，所述边缘板各自呈L形断面，其中一条腿封闭所述横向板的相互对置的端部，由同一材料的杆件制成边缘板，制成边缘板的杆件与制成横向板的杆件不相同；B)底面板部分与支撑表面相接触，所述底面板部分有用同一杆件制成的框架元件，这种杆件与制造顶面板部分的横向板的杆件相同；和C)多个间隔块状物，其在所述顶面板部分和底面板部分之间延伸和固定，将所述顶面板部分和底面板部分隔开，在所述顶面板部分和底面板部分之间形成通道，以便接收托盘的检拾杆，所述间隔块状物也由挤压的同一塑料杆件制成，挤压制成的所述间隔块状物的杆件有普通的空心内部，其中带有加强腹板，以便支撑块状物的壁，各间隔块状物相对于所述顶面板部分和底面板部分定向设置，因此由所述顶面板部分和底面板部分封闭块状物中的相对端，所述空心内部和腹板暴露在该端部。
15．按照权利要求14所述的塑料托盘，其中，所述顶面板部分包括多个互锁的板条，所述板条与由所述托盘承载的容器互锁，在所述托盘表面具有四个互锁板条，所述板条相互平行，一对板条与相互对置的所述顶面板部分的边缘相邻，另一对板条托盘表面的中央相邻。
全文摘要
本发明公开了塑料托盘(11)的三个实施例和附加的顶部框架。托盘(11)和顶部框架的部件由挤压杆件制成,许多这种部件由同样的或类似的杆件制成。在本发明的主要方面,托盘(11)的所有实施例都包括顶面板部分(19)和底面板部分(27),它们由间隔块状物(14)相互分开,所述块状物(14)由同一塑料杆件制成。最好各间隔块状物(14)一般是具有加强腹板(31)的空心体,而且块状物(14)相对于顶面板部分(19)和底面板部分(27)定向设置,以致由顶面板部分(19)和底面板部分(27)封闭块状物(14)中的相对端部,空心内部和腹板(31)暴露在该端部。本发明的结构是这样的,即托盘中其他部件的暴露的端部由其他部件封闭。
文档编号B65D71/04GK1215373SQ97193549
公开日1999年4月28日 申请日期1997年1月16日 优先权日1996年4月8日
发明者马克·O·尤茨 申请人:马克·O·尤茨