专利名称：用于自立袋的成形、充填和密封设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成形、充填和密封设备，用于同时地由一片状薄膜形成一自立袋和在向下携带片状薄膜的同时用充填材料充填该自立袋。
背景技术：
立式成形、充填和密封设备作为一种用片状薄膜形成一个袋同时用液化的或糊状的充填材料充填所述袋的充填和密封设备迄今已经是公知的。立式成形、充填和密封设备包括一个片状薄膜成形导向器，用于把片状薄膜成形为管状形状；一个立式密封机构，用于把片状薄膜的边缘热封成管状形状，以产生管状的薄膜；一对挤压辊，用于分割引入薄膜中的充填材料并且携带带有分开的产品的管状薄膜向下移动；一个端部密封机构，用于通过旋转挤压辊并且切断已密封的部分沿水平方向热封在管状的薄膜中产生的未充填部分。
作为一种能够完成高速热封并可以获得更大的密封强度的机构，日本专利公开出版物第172403/95公开一种立式成形、充填和密封设备，它包括一个用于热封未充填部分的加热器杆和一个用于冷却已热封部分的冷杆。加热器杆和冷杆具有当薄膜供料处在停止状态时可相继地压住相同部分的能力。
另一方面，现在有一种包装型的自立袋。因为这种自立袋在商店中能够以自支撑的状态陈列展示，所以这种自立袋最近广泛用来代替塑料箱、瓶、罐的包装形式。
制作自立袋和充填充填材料一般来说是在分开的过程完成的。具体来说，预先准备一个袋，把它的底部折叠成一个W的形状，并且把两个侧面热封起来，只留上部开口。接下去，在充填过程，把准确好的袋一个接一个地拿出来，充填，同时沿水不方向传送。在充填产品已经从开口引入袋中后，通过热封严密封闭袋的上部。
然而，在分开的过程进行袋的制造和充填不能提高生产效率。因此，已经开发出一种用于自立袋的成形、充填和密封设备，可相继地进行袋的制造和充填，所述设备把片状薄膜折叠成一半，沿水平方向传送折叠的片状薄膜，热封底部和两个侧面，在逐个地切割袋后把充填材料从袋的上部开口引入，并且热封袋的上部。
上述成形、充填和密封设备提高了自立袋的生产率。但是又遇到了新问题因为薄膜在设备中是沿水平方向携带的，所以安装设备所需的面积很大。
此外，因为充填材料是从上部开口引入袋的，同时这个袋又是水平携带的，所以还存在灰尘可能进入袋中的危险。况且，由于袋的上部开口是热封的，所以在不把空气引入袋中的条件下进行热封是极其困难的。因此，在充填产品易于氧化和腐烂的情况下，如食品，不可能保证产品的质量。此外，在充填材料在引入袋中时容易起泡的情况下，如去污粉，气泡在充填过程中可能从袋的开口流出，使袋的表面沾污，或者气泡粘到要热封的部分，导致袋的密封故障。
立式成形、充填和密封设备在解决这些问题方面是有效的。然而，由于自立袋有一个很厚的底部，因此在生产自立袋的过程中，如何借助于立式成形、充填和密封设备制造这个厚的底部就成为关键。
此外，虽然在日本专利公开出版物第172403/95中公开的常规的立式成形、充填和密封设备在热封速率方面以及在产生枕形包装的情况下的密封强度方面是有优点的，但它在生产自立袋方面还有许多需要改进的地方。具体来说，自立袋的底部最多需要4层薄膜的热封。4层的部分的可靠的热封需要延长密封时间，导致生产率的降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种成形、充填和密封设备，用于利用常规的成形、充填和密封设备的优点通过当薄膜向下传递时实现袋的制造和充填操作来有效地生产自立袋。
本发明的另一个目的是提供一种成形、充填和密封设备，它可以高速度地制造自立袋，同时又能保证有足够多的时间进行热封而又不会降低生产效率。
按明本发明的一种成形、充填和密封设备，它包括顶部密封机构，用于热封片状薄膜的两个侧端，该薄膜折叠成两个侧端相互重叠；折叠机构，用于通过向内折叠薄膜的宽度方向的中心部分而在所述薄膜内成形两个隆起部分；和底部密封机构，用于热封至少两个隆起部分的顶部，两个隆起部分是通过所述折叠机构在所述薄膜中形成的。此外，提供一对挤压辊，薄膜由其间的所述顶部密封机构热封，并且对挤压辊进行安排，使它们可相互面对地往复运动。挤压辊转动同时压住位于其间的薄膜以向下携带薄膜，借此分割通过注入管提供的充填材料。
在所述注入管下方设置端部密封机构，它具有两个密封机构和在所述密封机构下方设置的两个冷却机构。
密封机构和冷却机构两者都能沿垂直方向独立地移动，用于当携带片状薄膜向下时沿水平方向密封所述薄膜并且冷却热封部分。就密封机构而论，当两个密封机构之一与薄膜一起向下移动并且同时热封所述薄膜时，在前一个操作中已经和薄膜一起向下移动并且同时热封了所述薄膜的另一个密封机构向上移动，供下一个热封操作使用。就冷却机构而论，当两个冷却机构之一与所述薄膜一起向下移动同时冷却在上一次操作中由另一个热封机构热封的热封部分时，另一个所述冷却机构向上移动，以冷却另一个密封机构热封的部分。换言之，当携带薄膜向下时，每个热封机构交替地热封薄膜，并且每个冷却机构交替地冷却由热封机构热封的部分。
因此，一个密封机构进行的热封操作可以在另一个密封机构完成热封操作之后或之前立即开始。此外，一个冷却机构进行的冷却操作可以在另一个密封机构的热封操作结束之后立即开始。因此，在保证薄膜的可靠密封所需的热封时间和冷却时间的同时，不会降低生产效率。
从下面参照说明本发明的实例的附图的描述，本发明的上述的和其它的目的、特征、和优点都将变得清楚明白。
图1是按本发明的和第一实施例的成形、充填和密封设备的示意立体图；图2是图1所示的成形、充填和密封设备的示意侧视立体图；图3是沿图1所示的折叠机构的B-B线取的侧视图；图4a是图1所示的底部密封机构的顶视图，图4b是图1所示的底部密封机构的侧视图；图5是沿图4b所示的底部密封机构的C-C线取的剖面图；图6是由底部密封机构热封的管状片状薄膜的一个主要部分的剖面图；图7是图2所示的端部密封机构的一个放大的视图；
图8a-8c是用于说明图1和2的成形、充填和密封设备的充填包装操作的视图；图9a是由图1和2所示的成形、充填和密封设备制造的一个自立袋的立体图；图9b是同一个自立袋的侧视立体图；图10是针对图4所示的底部密封机构的一个改进实例的主要部分的透视图；图11是自立袋的一个侧视立体图，自立袋的底部是用图10所示的底部密封机构热封的；图12是按照本发明的第二实施例的成形、充填和密封设备的一个立体图；图13是图12所示的成形、充填和密封设备的侧视立体图；图14是通过图12所示的制袋导向装置和导向臂的片状薄膜的剖面图；图15是通过图12所示的折叠机构的片状薄膜的剖面图；图16是图12所示的端部密封机构的立体图；图17是图16所示的端部密封机构和第一密封机构的一个平面图；图18是图16所示的端部密封机构和第一冷却机构的一个平面图；图19是用于说明图18所示的第一冷却机构的冷却杆和冷却杆接纳装置的结构的视图；图20a-20k是用于说明由图16所示的端部密封机构实现的密封操作的视图；图21是用于说明在连续地完成制袋充填操作时在片状薄膜中出现的弯曲的视图，其中的片状薄膜没有由冷却机构切断；图22是表示在图16中所示的冷却机构中使用的刀具的形状的另一个例子的平面图；图23是通过使用图22所示的刀具获得的5个连续的包装的视图；图24是按本发明的第三实施例的成形、充填和密封设备的一个立体图；图25是图24所示的成形、充填和密封设备的一个侧视立体图；图26是图24和25所示的制袋折叠机构的一个透视图；图27a是图24所示的底部密封机构的顶视图；图27b是同一个底部密封机构的立体图；
图28是图27a、27b所示的底部密封杆的压力表面的视图；图29a是图24所示的顶部密封机构的顶视图，图29b是同一个顶部密封机构的立体图；图30是在图29a、29b中所示的顶部密封杆的压力表面的视图；图31a是图24和2 5所示的加强密封机构的顶视图，图31b是同一个加强密封机构的立体图；图32是表示图31a、31b中所示的加强密封杆和片状薄膜位置调节板之间的位置相互关系侧视图；图33是可应用到本发明的成形、充填和密封设备的一个临时约束机构的侧视图；图34是由图24和25所示的成形、充填和密封设备制造的自立袋的透视图；图35是应用到本发明的一个张紧机构的侧视图。
具体实施例方式
第一实施例现在参照附图1和2，其中表示按照本发明的第一优选实施例的一个成形、充填和密封设备。该成形、充填和密封设备是一种立式成形、充填和密封设备，用于制造如图9所示的自立袋1000，通过在主管12内部提供的注入管11把液化的或糊状的充填材料5装入袋1000中。
在主管12的外周，提供一个薄膜成形导向器13，用于重叠通过张紧辊16提供的片状薄膜1的两个侧端，相继地把它成形为管状形状。通过在薄膜成形导向器13下边提供的顶部密封机构20沿重叠表面的侧边缘垂直热封借助于薄膜成形导向器13成形为管状形状的薄膜1。现在，由于顶部密封机构20在结构方面类似于在通用的立式成形、充填和密封设备，所以这里省去了对顶部密封机构的描述。
在主管12的另一侧上的顶部密封机构20的相对侧，设置底部密封机构40，用于垂直热封薄膜1。底部密封机构40用来形成要变为用这个成形、充填和密封设备制造的自立袋1000的底部1000a(参见图9)的部分。在用底部密封机构40完成的热封步骤之前，要在薄膜1中沿其纵向形成重叠。因此，要在底部密封机构40上方设置一个折叠机构，以便在薄膜1中形成折叠。下面描述折叠机构30和底部密封机构40。
首先，参照附图3描述折叠机构30。如图3所示，折叠机构30由一个推板31和两个挡板32构成。每个挡板32定位在薄膜内部，并且相互分开。推板31定位在薄膜1的外部，它的侧端在两个挡板32之间突入。
由薄膜成形导向器13(参照附图1)形成管状形状的薄膜1在和要由顶部密封机构20热封的部分相对的部分由推板31塞入，塞入部分的两侧由两个挡板32夹持。因此，薄膜1折叠成一个W形的横截面，由此形成两个隆起部分1c。
下面参照附图4a、4b、5描述底部密封机构40。如图4a、4b所示，在这个成形、充填和密封设备的框架10上，垂直地并且相互分开地固定两个加热器杆支撑件43。两个加热器杆轴46牢固地固定在两个加热器杆支撑件43之间。每个加热器杆轴46都设有加热器杆44，加热器杆44可沿图4a中所示的箭头方向转动，并且有一个内设的加热装置(未示出)，如电加热器。每个加热器杆44都由一个提升装置(如弹簧)向加热器杆端部的方向提升，以使它们可以相互接近。
在加热器杆支撑件43之间固定一个加热器杆接纳装置45，它设在两个加热器杆44之间。在每个加热器杆44的上部，提供一个压力表面伸向加热器杆接纳装置45。在两个加热器杆44上的这些压力表面通过上述提升装置的提升力压在加热器杆接纳装置45的两个侧面上。
缸体41借助于缸体固定件42固定在框架10上。缸体41有一个朝向加热器杆44固定的连杆。推杆47就穿过框架10固定到缸体41的这个连杆上。如图5所示，推杆47定位在两个相应的加热器杆轴46之间的中间位置，并且借助于缸体41的连杆的伸出把推杆47压向突起44a，突起44a是在每个加热器杆44的相互相对的部分上形成的。因此，每个加热器杆44沿相互离开的方向转动以承受提升装置的提升力，借此在每个加热器杆44的压力表面和加热器杆45之间形成一个间隙。
如图3所示的由折叠机构30在薄膜1中形成的两个隆起部分1c分别在加热器杆44的压力表面和加热器杆接纳装置之间通过。当供料停止推出缸体41的连杆时，释放由推杆47产生的在加热器杆44上的突起44的压力，并且每个加热器杆44都借助于它们各自的提升装置的提升力绕加热器杆轴46转动，而且每个加热器杆44的压力表面压在加热器杆接纳装置45上。然后，通过驱动每个加热器杆44的加热装置，沿薄膜的纵向热封薄膜1的每个隆起部分1a的顶部，如图6所示。
再回到图1和2，在主管12的下边，提供两对供料辊14，用于与置于其间的薄膜1的两侧保持压力接触，薄膜1已经由顶部密封机构20和底部密封机构40进行了热封。通过转动供料辊14同时保持与置于其间的薄膜1的压力接触，可携带薄膜1向下移动。
在供料辊14的下边，提供一对挤压辊15，它们与供料辊14同步转动。挤压辊15通过向置于其间的薄膜1施加压力接触来分割充填材料5，挤压辊15在图2中箭头A的方向是可以面对面地移动的。
在挤压辊15的下边提供端部密封机构50，用于沿水平方向密封薄膜1。
下面参照附图7描述端部密封机构50。在图7中，提供两个缸体51、56，它们的每个连杆相互面对，薄膜1插在它们当中。每个缸体51、56都固定到每个滑块(未示出)上，两个滑块沿相对的水平方向滑动。
把刀具夹持板52固定到一个缸体51的连杆上，用于以可伸缩的方式夹持刀具53。还是在缸体51上，为加热器杆接纳装置54(它是一个接纳加热器杆57的部件，下边再描述)提供一个支撑轴51a，它是沿箭头D方向的转动中心。虽然加热器杆接纳装置54如上所述在一开始就要由弹簧(未示出)提升进行逆时针转动，但还要对加热器杆接纳装置54的顶部位置进行控制，以使加热器杆接纳装置54的转动不会超过近似等于加热器杆57的位置的高度，对此下面再进行描述。在刀具夹持板52的上表面和加热器杆接纳装置54上粘结硅橡胶块。
在缸体51的连杆上提供凸轮52a，在加热器杆接纳装置54上提供凸轮接纳辊54a，从而当缸体51的连杆前进时，凸轮接纳辊54a就在凸轮52a的凸轮表面上行进。按照这一构成，当缸体51的连杆前进使凸轮接纳辊54a在凸轮52a上行进时，加热器杆接纳装置54顺时针方向转动以抵抗上述弹簧的提升力。
在另一个缸体56的连杆上，固定具有内设的加热装置(未示出)如电加热器的加热器杆57。此外，在缸体56上提供一个冷却杆58，它是一个用于接纳刀具夹持板52的部件，可以以支撑轴56为中心沿箭头E的方向转动。虽然冷却杆58如以上所述由一弹簧(未示出)提升顺时针方向转动，但要对冷却杆58顶部的位置进行控制，以使冷却杆58的转动不会超过近似等于刀具夹持板52的位置的高度。在冷却杆58的顶部提供一个凹槽，当夹持在夹刀具夹持板52中的刀具53前进时刀具53可进入该凹槽中。
在缸体56的连杆上提供凸轮57a，在冷却杆58上提供凸轮接纳辊58a，从而当缸体56的连杆前进时，凸轮接纳辊58a就在凸轮57a的凸轮表面上行进。；因此，当缸体56的连杆前进并且凸轮接纳辊58a在凸轮57a上行进时，冷却杆58逆时针方向转动以抵抗上述弹簧的提升力。
应该说明，本实施例表示的端部密封机构50中的电加热器只设在加热器杆中。然而，如下面将要说明的，由于端部密封机构50要密封4层薄膜状薄膜(虽然这不是全部，但这是一个特例)，其目的是要产生大量的热并且可靠地实现这部分的热封，所以最好给加热器杆接纳装置54也装配上电加热器。
下面参照附图2和附图8a-8c描述借助于本发明的成形、充填和密封设备实现的充填和封闭移动。
首先，在图2中，在保持挤压辊15和端部密封机构50打开的同时，操作该设备，从薄膜1内部的注入管11注入充填材料5，并且同时转动供料辊14以携带薄膜1向下移动。由于在注入管11下端的上方提供顶部密封机构20和底部密封机构40，所以注入充填材料的部分已由顶部密封机构20和底部密封机构40热封。
当薄膜被携带一个固定的距离时，挤压辊15逼近以分割充填材料5，如图2所示。
当借助于供料辊14和挤压辊15携带薄膜1从上述状态进一步向下时，如图8a所示，在薄膜1中形成不存在充填材料的未充填部分1b。
当未充填部分1b携带在密封机构50之间时，停止薄膜1的供料并且驱动每个滑块以移动每个缸体51、56使之靠近。这时，加热器杆57已经前移，并且加热器杆57和加热器杆54相互面对。当每个缸体靠近时，如图8b所示的，加热器杆57和加热器杆54挨近，借此压住未充填部分1b。然后，相互靠近的加热器杆57和加热器杆接纳装置54通过激励设在加热器杆57内的加热装置热封未充填部分1b。
在结束这个热封过程之后，如图8c所示，该设备把加热器杆57移回，同时使刀具夹持板52前进。通过这一操作，冷却杆58和加热器杆54全都顺时针方向转动，并且冷却杆58移动到刀具夹持板52前方的位置，同时加热器杆接纳装置54向下撤回。结果，未充填部分1b被冷却杆58和刀具夹持板52压住。在这一状态，热封部分冷却，并且刀具53进一步前进，切断已经热封的部分。
切断已经热封的部分以后，设备移回每个缸体51、56，丢下这个包装。然后，设备移开刀具夹持板52，把加热器杆接纳装置54带回到起始位置，然后开放挤压辊15使充填材料掉下来以备下一次充填。
如以上所述获得的包装就是可以自行站立的自立袋1000，如图9所示，使由底部密封机构40(参见图1)热封的部分成为底部。由于由底部密封机构40热封的部分起一个加强肋的作用，所以这个自立袋1000能够稳定地站立，不会弄坏底部1000a。另外，由于设备可同时完成袋的成形和充填，所以这个设备能高效地生产自立袋1000。
此外，由于本发明完成的袋的成形使要变为自立袋1000的底部1000a的部分位于侧面，所以本发明能够通过可同时携带薄膜1向下的过程实现成形和充填。结果，和常规的情况相比，其中充填材料的注入和严格的密封是在沿水平方向携带一个敞开的顶部的袋的情况下完成的，本发明的成形、充填和密封设备的设备安装区较小，并且尘埃几乎不能进入袋内。此外，通过在保持用作自立袋1000的底部1000a在水平方向的同时实现充填材料5的注入操作，和常规的情况相比，可以增加注入管11的直径。结果，可以增加单位时间注入的充填材料的数量，因此，减小了充填材料5的注入时间，因而提高了自立袋1000的生产效率。
另一方面，如以上所述，自立袋1000的两侧是通过端部密封机构50热封的。然而，本实施例的端部密封机构50是在薄膜1的供料处在停止状态时通过分开的装置实现热封和冷却以及热封部分的切割的。因此，薄膜1是在加热结束后立即冷却的，因此能够有效地进行薄膜1的加热、冷却、和切割过程，借此可实现从热封到切割过程的高速操作，并且因而提高了热封强度，并可降低密封宽度。
具体来说，在由端部密封机构50热封的部分中的薄膜1是和图3所示的隆起部分1c对应的部分的四倍。当自立袋1000作为商品陈列时，放置这四倍的热封部分以便可在两个侧面展示它们。因此，要求端部密封机构50可完成四倍薄膜的某种热封。还有，为了有效地并排陈列商品不留间隙，两侧的密封宽度最好尽可能地窄。因此，本实施例的给出大的密封强度和窄的密封宽度的端部密封机构50适于用作本发明的热封机构。
此外，由于端部密封机构50施加到由挤压辊15形成的未充填部分1b的热封，所以可防止空气进入自立袋1000。结果，在食品的包装中，可防止包装的食品氧化或腐烂。
现在，如以上所述，供料辊14地携带薄膜1。在通用的成形、充填和密封设备中，使用绕在一个薄膜供应辊(未示出)上的薄膜。因此，当薄膜供应辊间歇式地转进，存在着对于由薄膜供应辊的惯性产生的不稳定供料的某些担心。不稳定供料将引起薄膜弯曲。
在间歇式地转动薄膜供料辊14的同时连续地转动薄膜供应辊的机构是防止薄膜弯曲所必须的。因此，本实施例的成形、充填和密封设备有一个如图35所示的张紧机构60，它位于薄膜供应辊和张紧辊14(见图1)之间。
张紧机构60包括一个绕水平轴61a转动的摆动杆61。在摆动杆61的侧面，提供两个辊67a、67b。此外，在辊67a、67b的上方安排另外两个辊65a、65b。
通过张力弹簧68向下拉动摆动杆61。在摆动杆61的上方和下方安排止块64以限制摆动杆61的运动。
此外，张紧机构60还包括一对供料辅助辊66a、66b和一个张力辊69，张力辊69安排在供料辅助辊66a、66b和薄膜供料辊之间。
经过张力辊69由供料辅助辊66、66携带绕在薄膜供料辊上的薄膜1。在此之后，薄膜1依次经过辊65a、67a、65b、67b，并且经过图1所示的张力辊16提供给薄膜成形导向器13。
下面，描述这个张紧机构60的工作情况。
在成形、充填和密封设备开始工作之前，摆动杆61在张力弹簧68的力的作用下处在最下面的位置。在此状态，用一个传感器63检测摆动杆61的尾部62，并且停止供料辅助辊66a、66b。
当转动供料辊14(见图1)时，沿箭头J的方向提供薄膜1。借助于薄膜的这一供料，沿箭头K的方向提起摆动杆61，并且尾部62离开传感器63。当尾部62离开传感器63时，供料辅助辊66a、66b转动。通过供料辅助辊66、66的转动，薄膜1从薄膜供料辊拉出。
在此之后，按照间歇式地薄膜供料方式，摆动杆61在传感器63不检测尾部62的一个范围内上下移动。因此，由于通过摆动杆61的移动消除了薄膜1在供料辅助辊66、66和张紧辊16(见图1)之间的松动，所以有可能在供料辊14间歇式地转动的同时从薄膜供应辊连续地提供薄膜1。
上述的操作可防止过大的力作用在薄膜上，可防止薄膜在薄膜供应辊和供料辊之间发生弯曲。因此，通过张紧机构60实现了稳定的薄膜供料。
如果薄膜供料由于例如设备故障等原因长时间停止，摆动杆61向下移动并且通过传感器检测尾部62。在检测尾部62时，供料辅助辊66a、66b停止。结果，停止了从薄膜供应辊的薄膜供应。
进而，如以上所述，在自立袋1000的两个侧端的热封部分中，对应于图3所示的隆起部分1c的薄膜1部分是比其它部分更难热封的四层或更多层部分。具体来说，薄膜1的向内折叠的部分的顶部(在图9a中的部分F)在内部压力加到自立袋1000的底部时由于来自例如下降的冲击容易引起的应力集中，并且还由于部分F位于四层薄膜部分和两层薄膜1的部分的边界上，所关心的就是热封可能会在部分F脱开。
因此，为了防止热封部分剥离，最好使用图10所示的底部密封机构。图10所示的底部密封机构的加热器杆84的顶部，提供多个凸缘84b，用于局部热封。用于局部热封的凸缘84b设置在和底部的角落以及所产生的自立袋1000的两个侧面(参照图9)对应的一些位置。设在一个加热器杆84上的用于局部热封的凸缘84b的数目，例如当加热器杆84的垂直长度是和一个自立袋1000的袋长度相对应的长度时是2，当加热器杆84的相对长度对应于它的两个袋长度时是4。
另外，在加热器杆接纳装置85中均匀地提供接纳用于局部热封的凸缘84b的多个凸台85b。通过闭合每个加热器杆，使用于局部热封的凸缘84b的顶部分别压在凸台85b的侧面，从而局部热封了图3所示的两个隆起部分1c的一部分。
由于其它的组成部分类似于图4a、4b、5中所示的底部密封机构的各个部分，所以省去对它们的详细描述。
如图11所示，通过使用如图10所示的底部密封机构，在自立袋1000的侧边底部的4个位置形成局部密封点1002(在图11中只示出了两个点)。借助于这些局部密封点1002，就可以省去自立袋1000侧面附近的隆起部分的延长部分。因此，大的内部压力变得几乎不能在F部分产生，从而可以保持这部分的热封处在几乎不能脱开的稳定状态。
第二实施例下面参照附图12-20描述本发明的第二实施例。
现在参照附图2和3，其中表示按本发明的第二实施例的一个成形、充填和密封设备。在注入管114的上方，提供一个薄膜成形导向器114，用于折叠薄膜101的两个侧端使它们相互重合，从薄膜供应辊113经一个张紧辊(未示出)和导向辊115提供薄膜101。此外，在薄膜供料辊13和张紧辊之间安排和第一实施例相同的一个张紧机构。
薄膜成形导向器111倾斜地设置，使薄膜101可在导向器111的表面的上通过，它包括一个底边小于顶边的梯形板和两个薄膜引导臂112，臂112设置在梯形板底边附近，用于检查在梯形板表面上方传送的薄膜101的伸长。由于上述的结构，如图14所示在薄膜101中形成两个边缘101a，并且在这些边缘101a之间的一个区域变成如图9所示的自立袋1000的底部1000a。
在薄膜成形导向器111的下边设置一个折叠机构130，用于进一步折叠在薄膜191中由薄膜成形导向器111形成的两个边缘101a之间的区域的中间部分。折叠机构130的结构类似于在第一实施例中说明过的折叠机构，并且把通过折叠机构130的薄膜101折叠成如图15所示的W形式，从而形成两个隆起部分101b。
在折叠机构130下边，设置底部密封机构140，用于沿薄膜101的纵向密封由折叠机构130形成的两个隆起部分101b。此外，在底部密封机构140的对面穿过注入管14的位置设置顶部密封机构120，用于热封通过沿侧面边缘重叠薄膜101的开口端准备的匹配的表面。通过热封薄膜101的侧边缘部分，把薄膜101加工成管状形状。
顶部密封机构120类似于用在常规的立式成形、充填和密封设备中的垂直密封机构，并且底部密封机构140也类似于第一实施例中所示的底部密封机构。因在将省去有关这些顶部密封机构120和底部密封机构140的说明。
进一步参照附图12和13，众所周知的是，在底部密封机构140和顶部密封机构120的下边，提供两对供料辊116，用于压力保持由上述密封机构热封的薄膜101的两个侧面。通过转动供料辊116携带薄膜101向下，同时在供料辊116之间挤压薄膜101。
在供料辊116的下面，提供一对挤压辊117，挤压辊117相互相对设置，同时薄膜101夹在挤压辊之间，并且挤压辊117和供料辊116同步转动。挤压辊117通过从两侧挤压薄膜101用于分割注入薄膜101的充填材料(用斜线表示)，提供挤压辊117的目的是使其可通过驱动装置(未示出)的驱动沿箭头A的方向移动。挤压辊117通过从两侧挤压薄膜101和转动并且与供料辊116协同动作，携带薄膜101向下。应该说明，在挤压辊117的上方和底部密封机构140的下方设置注入管114的底部。按照这一结构，由于充填材料注入到底部密封机构140下边的空间，所以底部密封机构140可保持没有充填材料，并可实现良好的密封。
在挤压辊117的下边，提供端部密封机构150，用于沿横向(沿水平方向)热封已经包含充填材料的薄膜101。
下面，参照附图16-18描述端部密封机构150。
如图16所示，端部密封机构150由两个单元1501、1551组成。单元1501、1551相互相对设置，在它们的中间有一个薄膜101的通过路径。每个单元1501、1551都是独立驱动的，用于热封和切割薄膜101。
如图16-18所示，第一单元1501包括第一密封机构1510和第一冷却机构1520，两者都垂直可滑动地支撑在两个垂直延伸的导向轴1502上。
如图17所示，第一密封机构1510包括由导向轴1502支撑的支撑框架1511，和设在这个支撑框架1511上的第一加热器杆1514和第一加热器杆接纳装置1515，它们可以分别在水平表面上以支撑轴1512、1513为中心转动。第一加热器杆1514有一个内设的加热装置(未示出)，如电加热器。第一加热器杆1514通过偶合元件1518与设在支撑框架1511上的驱动缸体1516偶合。通过伸出驱动缸体1516的连杆，使第一加热器杆1514沿图17中所示的箭头G的方向转动。第一加热器杆接纳装置1515通过偶合元件1519与设在支撑框架1511上的驱动缸体1517偶合。通过伸出驱动缸体1517的连杆，使第一加热器杆接纳装置1515沿图17中所示的箭头H的方向转动。
因此，当两个驱动缸体1516、1517的连杆都同时伸出时，加热器杆1514和加热器杆接纳装置1515向一起接近，压住薄膜101。相反，当两个驱动缸体1516、1517的连杆都同时移开时，加热器杆1514和加热器杆接纳装置1515一起打开，释放薄膜101。
在第一密封机构1510的下边设置第一冷却机构1520。如图18所示，第一冷却机构1520包括由导向轴1502支撑的支撑框架1521，和设在这个支撑框架1521上的第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525，它们可以分别在水平表面上以支撑轴1522、1523为中心转动。第一冷却杆1524通过偶合元件1528与设在支撑框架1521上的驱动缸体1526偶合。通过伸出驱动缸体1526的连杆，使第一冷却杆1524沿图18中所示的箭头G的方向转动，和第一加热器杆1514的操作方式相同。第一冷却杆接纳装置1525通过偶合元件1529与设在支撑框架1521上的驱动缸体1527偶合。通过伸出驱动缸体1527的连杆，使第一冷加热器杆接纳装置1525沿图18中所示的箭头H的方向转动，和第一加热器杆接纳装置1515的操作方式相同。
因此，当两个驱动缸体1526、1527的连杆都同时伸出时，冷却杆1524和冷却杆接纳装置1525向一起接近，压住薄膜101。相反，当两个驱动缸体1526、1527的连杆都同时移开时，冷却杆1524和冷却杆接纳装置1525一起打开，释放薄膜101。
第一密封机构1510和第一冷却机构1520是分别借助于密封机构驱动电机1503和冷却机构驱动电机1504垂直驱动的。沿垂直方向延伸的滚珠螺栓1505与密封机构驱动电机1503的转轴相连。为了通过密封机构驱动电机1503垂直驱动第一密封机构1510，滚珠螺栓1505拧在固定到支撑框架1511上的滚珠螺母1506上，并且穿过在支撑框架1521上形成的孔1521a上。因此，通过驱动密封机构驱动电机1503转动滚珠螺栓1505，再经过滚珠螺母1506就把滚珠螺栓1505的转动运动转换成第一密封机构1510的垂直运动。
另一方面，在垂直方向延伸的滚珠螺母1507与冷却机构驱动装置1504的转轴连接。为了通过冷却机构驱动电机1504垂直驱动第一冷却机构1520，滚珠螺栓1507拧在固定到支撑框架1521上的滚珠螺母1508上，并且穿过在支撑框架1511上形成的孔1511a上。因此，通过驱动冷却机构驱动电机1504转动滚珠螺栓1507，再经过滚珠螺母1508就把滚珠螺栓1507的转动运动转换成第一冷却机构1520的垂直运动。
换言之，第一密封机构1510和第一冷却机构1520可相互独立地垂直移动。
这里，参照附图19描述第一冷却机构1520的冷却杆1524和冷却杆接纳装置1525的结构。如图19所示，水平切割薄膜101的刀具1530夹持在冷却杆接纳装置1525中，通过没有表示出来的气缸可向冷却杆1524伸缩。另一方面，在冷却杆1524中形成一个槽1524a，当刀具1530前进时，刀具1530可进入槽1524a中。在冷却杆1524的对应表面的对面的冷却杆接纳装置1525的表面上，粘结硅橡胶1525a。
现在，刀具1530在一般情况下保持缩回在冷却杆接纳装置1525中。然而，在冷却杆1524和冷却杆接纳装置1525闭合并且经过一个预定的时间周期之后(下面再讨论)，刀具1530从冷却杆接纳装置1525伸出，使其顶部进入冷却杆1524的槽1524a中，切断薄膜101。
第一冷却机构1520的作用是通过第一热封机构1510并经过冷却杆1514和冷却杆接纳装置1525之间的压力接触，有效地冷却薄膜101的热封部分。第一冷却机构1520由导热良好的材料例如铝构成。此外，为了提高冷却性能，可以使用冷却介质，例如液体或气体，用于冷却冷却杆1524的内部。
以上已经描述了端部密封机构150的第一单元1501，但第二单元1551也具有和第一单元相同的构成。换言之，如图16所示，第二单元1551具有第二密封机构1560和第二冷却机构1570，两者都垂直可滑动地支撑在两个导向轴1552上(只表示出其中的一个)。第二密封机构1560具有第二加热器杆1564和第二加热器杆接纳装置1565，它们在驱动缸体的驱动下能够分别在水平表面上往复转动以施加压力。第二冷却机构1570具有第二冷却杆1574(参照附图20a)和第二冷却杆接纳装置1575，它们能够驱动缸体的驱动下分别在水平表面上相对转动以施加压力。第二加热器杆1564、第二加热器杆接纳装置1565、第二冷却杆1574、和第二冷却杆接纳装置1575的结构类似于第一加热器杆1514、第一加热器杆接纳装置1515、第一冷却杆1524、和第一冷却杆接纳装置1525的结构，所以这里省却了对于前者的描述。和第一单元采用相同的方式，通过两个对应的滚珠螺栓结构可相互独立地实现第二密封机构1560和第二冷却机构1570的垂直移动。
由于如上所述第一单元1501和第二单元1551相对地设置，所以当第一加热器杆1514和第一加热器杆接纳装置1515合拢时，可把第二密封机构1560从第一密封机构1510的上方移动到第一密封机构1510的下方；或者当第二加热器杆1564和第二加热器杆接纳装置1565处在分开的状态时从第一密封机构1560的下方移动到第一密封机构1560的上方。反之亦然当第二加热器杆1564和第二加热器杆接纳装置1565合拢时，可把第一密封机构1510从第二密封机构1560的上方移动到第二密封机构1560的下方；或者当第一加热器杆1514和第一加热器杆接纳装置1515处在分开的状态时从第二密封机构1560的下方移动到第二密封机构1560的上方。
关于第一冷却机构1520和第二冷却机构1570，其操作状态可能类似于以上所述，所以通过在第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525合拢时打开第二冷却杆1574和第二冷却杆接纳装置1575、或者通过在第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525打开时闭合第二冷却杆1574和第二冷却杆接纳装置1575，就可以任选地改进密封机构在垂直方向的位置关系。
下面，将描述本实施例的成形、充填和密封设备的充填-包装操作。
首先，在图12和13中，在保持挤压辊117分开的同时，从注入管114把充填材料注入到薄膜101，同时转动供料辊116以携带薄膜101向下。这时，通过折叠机构130已经在薄膜101中产生了两个隆起部分1c(参照附图15)，进而通过顶部密封机构120和底部密封机构140已经热封了其中已提供充填材料的薄膜101的部分。
当已携带薄膜101一个距离时，挤压辊117合拢以分隔充填材料。在这种状态，当供料辊116和挤压辊117进一步转动携带薄膜101向下时，在薄膜101中形成不包含任何充填材料的未充填部分101d。通过用端部密封机构150切断该未充填部分101d，可以制造出包含严格密封的充填材料的自立袋1000(参照附图9)。下面针对端部密封机构150制造自立袋的操作参照图20a-20k进行描述。
在图20a-20k中，为使说明清楚明白，在和第二单元1551有关的机构上加上斜网线。此外，在图20a-20k中表示的每个动作代表每个0.1秒的操作。
在图20a所示的的状态，第二密封机构1560处在最高位置，第一密封机构1510定位在第二密封机构1560的下方，二者隔开的间距等于要制造的自立袋的宽度。还有，第一冷却机构1520定位在第一密封机构1510的下方并隔开相同的间距，第二冷却机构1570定位在第一密封机构1510和第一冷却机构1520之间。这时，第一加热器杆1514和第一加热器杆接纳装置1515合拢以热封薄膜101。此外，第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525也合拢以保持薄膜1在第一密封机构1510的下边。
这里，应该说明，由第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525保持的薄膜101的部分就是在由图20a-20k表示的一系列循环之前的一个循环在前一个动作由第二密封机构1560热封的部分。
以此方式，当由第一密封机构1510热封薄膜101并且由第一冷却机构1520保持薄膜101时，端部密封机构向下供料薄膜101，并且和薄膜供料速度同步地向下移动第一密封机构1510和第一冷却机构1520，当第二密封机构1560和第一密封机构1510之间的垂直间距达到如图20a所示所示的P时停止薄膜101的供料，并且同时停止第一密封机构1510和第一冷却机构1520的向下移动。
接下去，如图20b所示，第二加热器杆1564和第二加热器杆接纳装置1565合拢，开始热封薄膜101的未充填部分101d。当第二加热器杆1564和第二加热器杆接纳装置1565合拢时，如图20c所示，第一加热器杆1514和第一加热器杆接纳装置1515打开，然后如图20d所示的，第一密封机构1510和第二冷却机构1570立即升高。在这一点还有，挤压辊117打开，把由挤压辊117夹持的充填材料降落到第二密封机构1520上方的位置。
当第二冷却机构1570的位置变得和由第一密封机构1510热封的薄膜101的侧边的热封部分105同样高度时，如图20e所示，第二冷却机构1570的第二冷却杆1574和第二冷却杆接纳装置1575合拢，从而开始对由第一密封机构1510热封的侧边密封部分105进行冷却。另一方面，在第二冷却机构1570的下方，第一冷却机构1520的刀具530(参照附图19)伸出，切断由一个循环之前的这个动作热封的部分。
如以上参照附图20a-20e所述，当第一密封机构1510和第二冷却机构1570的位置发生改变以冷却已经热封的部分时，停止薄膜101的供料。因此，对于要由第二冷却机构1570压住的薄膜101的部分的位置进行控制是很容易的，并且因此第二冷却机构1570能够压住已被第一密封机构1510压住的部分，从而可以准确地完成对这一部分的某种冷却操作。
当薄膜101由第一冷却机构1520切断时，如图20f所示，第一冷却机构1520的第一冷却杆1524和第一冷却杆接纳装置1525打开，降落获得的自立袋1000。这时，挤压辊117合拢以切割充填材料，同时促使第一密封机构1510上升。
接下来，如图20g-20k所示的，由闭合的挤压辊117携带薄膜101向下，并且使第二密封机构1560和第二冷却机构1570同步地以薄膜携带速度下降。在此期间，连续地完成第二密封机构1560的密封操作和第二冷却机构1570的冷却操作。此外，与以上所述一起完成的还有，升高第一密封机构1510和第一冷却机构1520。当变为如图20h所示的状态时，即，其中的第一密封机构1510和第二密封机构1560的位置，以及第一冷却机构1520和第二冷却机构1570的位置和图20a相比都对调的状态，停止薄膜101的供料。
在此之后，通过用第二密封机构1560的动作代替第一密封机构1510的动作，用第二冷却机构1570的动作代替第一冷却机构1520的动作，并且重复以上的过程，就可一个接一个地生产出自立袋1000。如以上所述，图20a-20k表示的每个过程代表0.1秒的一个阶段。因此，在本实施例中，以每1秒作为一个循环来生产每个自立袋1000。
另一方面，在自立袋两侧的热封操作如以上所述是通过使用端部密封机构150完成的，端部密封机构150有两个密封机构1510、1560和两个冷却机构1520、1570，这就是说，当携带薄膜101向下时，热封操作是通过交替地使用密封机构1510和1560、然后通过交替地使用冷却机构1520、1570完成的。然而，当携带薄膜101时，薄膜101的热封和由上述动作完成的热封部分的冷却是同时进行的，并且此外还要携带不工作的热封机构和不冷却的冷却机构向上以供下一个操作使用。
借助于上述的过程，有可能在当前热封操作结束之后立即开始下一个热封操作，或者在当前热封操作结束之前就开始下一个热封操作，并且与此一起，可在当前的热封操作结束之后立即开始该热封部分的冷却。因此，使用这一系统，有可能高速地生产并充填自立袋1000，同时又可保证用于薄膜101的某种热封和冷却所必须的时间，但又不会降低生产效率。此外，由于在热封结束后立即冷却薄膜101，所以可以有效地实现热封、冷却、和切割薄膜101的每个过程，并且可以提高从热封到切割的所有的过程的操作速度本身，同时可增大热封强度。
如以上所述，由于热封是借助于热封机构1510、1560完成的，同时和薄膜101一起向下移动了热封机构1510、1560，所以一般都使用这个移动时间作为热封时间。这里，在本实施例中，当为了对已经热封的部分进行某种冷却而冷却已经热封的部分时，要停止薄膜的供料。然后分别替换密封机构1510、1560和冷却机构1520、1570，然而，在替换密封机构1510、1560和冷却机构1520、1570之前要用另一个密封机构开始热封。因此，除了携带薄膜101的时间外，可以使用薄膜供料停止时间作为热封时间。
此外，冷却操作的情况是类似的。本实施例的端部密封机构150包括两组冷却机构1520、1570。并且可以使用薄膜101的供料时间以及薄膜101的供料停止时间作为由冷却机构1520、1570完成的冷却时间。
例如，在如在本实施例中每秒制造一个自立袋1000的情况下，在实践中可以使用略微长于一个循环时间(1秒)的一个时间。具体来说，可以使用约为1.2秒作为热封的时间。
结果，由于给密封机构1510、1560的热封时间和冷却机构1520、1570的冷却时间都分配了足够长的时间，所以可以实现更加可靠的热封。具体来说，在如在本实施例中制造自立袋1000，由于需要热封薄膜1的重叠部分，最多为4层薄膜1，所以可以认为，上述的端部密封机构150是适于用在可制造自立袋1000的成形、充填和密封设备中的端部密封机构。
如图20b-20e所示，为了冷却热封部分，例如当用第二冷却机构1570替换第一密封机构1510时，分别借助于第二密封机构1560和第一冷却机构1520将薄膜1支撑在由第一密封机构1510密封的侧边密封部分105的上边或下边。因此，第二冷却机构1570能够准确地压住由第一密封部分1510热封的侧边密封部分105而不会从这个部分偏离。
在由本实施例的成形、充填和密封设备制造的自立袋1000中，如图20a-20k所示，在挤压辊117的下边还存在两袋量或三袋量的充填材料。还有，如图21所示的，薄膜101在切割之前，要由底部密封机构140(参照附图12)热封的底部密封部分104的侧边和要由顶部密封机构120(参照附图12)密封的顶部密封部分103相比，膨胀了一些，在自然状态下显示出弯形。
因此，侧边密封部分105不是相互平行的，因此如果由第一密封机构1510热封的部分的上部和下部不固定，当第一密封机构1510离开薄膜101时侧边密封部分105就有可能发生一点移动。换言之，受到薄膜101本身的位置偏离的影响，有时就要发生差错，即第二冷却机构1570不能准确地压住侧边密封部分105。在这样一种情况下，第二密封机构1570可切断在这一状态下的侧边密封部分105。如果第二密封机构1570切断处在偏离位置的薄膜，在最坏的情况下，可能会切断除侧边密封部分105外的部分，充填材料将要泄漏。
因此，如在本实施例中那样，当密封机构1510、1560、冷却机构1520、1570都相应地反向时，最好保持它们的上部和下部不动，以防止切断位置偏离。
此外，在本实施例中，完成的操作使挤压辊117打开，同时保持热封机构1510、1560处在合拢状态；充填材料落入热封机构1510、1560上方的空间；携带在此状态下的薄膜101向下；挤压辊117合拢，以便在薄膜101中形成未充填部分101d；然后，借助于热封机构1560、1510中的另一个热封该未充填部分。按照这个过程，在从分割充填材料到热封薄膜101的未充填部分101d的时间内，薄膜101总是只接纳一个袋重量的充填材料。结果，由于没有额外的重量要加在薄膜101中，所以可以获得张力状态良好的自立袋1000。
顺便提一下，生产出的自立袋1000以几打或几十个袋为一个单元包装在一个箱内以便进行运输。然而，如图9所示，由于自立袋1000在底部1000a有一凸起，借此可自已站立，在一个袋内平行地安排这些袋是不容易的。
为了容易安排自立袋1000，最好在每个冷却机构1520和1570中使用刀具1521，如图22所示。
在图22中所示的刀具1531在一侧具有多个2-3毫米宽的凹面1532，在凹面1532的侧面(包括它的内部在内)形成刀刃1531a。为了使用这一结构切割薄膜，刀具1531要伸出一个距离C1，在凹面1532中的刀刃1531a仍然与薄膜隔开这个距离C1，切割的薄膜仅仅是除凹面1532外的部分，并且当刀具进一步伸出一个距离C2时，这使凹面1532的刀刃1531a可以切割，从而可以完全切断薄膜。
如果为第一冷却机构1520和第二冷却机构1570中的每一个都提供这种类型的刀具1531，在一般情况下通过伸出距离C1来切割薄膜，并且每隔5次这样的切割，安排伸出距离为C2的薄膜切割。然后，如图23所示，获得5个袋的系列包装1200，其中包括5个自立袋1100，它们通过接合部1100并排连接。通过以此方式连接自立袋1100使之成为一个5个袋的系列包装，就可以节省在箱内逐个安排自立袋1100的时间，借此减化了包装操作。
另一方面，当在商店内陈列这种类型的自立袋1100时，可在每个接合部分1110处切断每个自立袋1100以便陈列。接合部1110的宽度对应于刀具1531的凹面1532的宽度，并且如以上所述，由于凹面1532的宽度是2-3毫米，所以接合部1110的切割是很容易的。这里，虽然已经说明了例如5个袋的系列包装1200，其中每个自立袋1100是由两个接合部1110连接的，但是接合部1110的数目，和自立袋1100的数目都可按照所用的薄膜的材料、自立袋1100的尺寸、和包装箱的尺寸任选地确定。
第三实施例上述第一和第二实施例已经表示出成形、充填和密封设备，用于根据立式成形、充填和密封设备的操作原理有效地制造自立袋，不会引入任何外界物质。
从上述的实施例显然可以看出，自立袋有一个厚的底，袋的膨胀程度随部位而有所不同。因此，当热封薄膜时，和制造枕形的包装相比，在薄膜中趋向于产生皱折。当产生这种皱折时，它不仅损坏了包装的外观，而且也损坏了良好的密封性，并且和情况有关，充填材料有可能从这个部分泄漏。
因此，为使薄膜不出现皱折，本实施例提供一个充填包装设备，该充填包装设备能够较好地实现热封，同时还能利用立式充填包装设备的优点。
按照本发明的成形、充填和密封设备制造如图34所示的自立袋2000，该自立袋2000具有顶部密封部分2001、侧边密封部分2002、和底部密封部分2003。首先，参照附图24、25描述本发明的成形、充填和密封设备的大致结构。
在注入管211的顶部附近，提供一个薄膜成形折叠机构220，用于折叠借助于导向辊212从薄膜供应辊(未示出)供给的薄膜101，使得两个侧端重合并且在内部折叠用作自立袋2000的底部的部分。
在薄膜成形-折叠机构220的下边，提供底部密封机构230和顶部密封机构240，用于沿着薄膜的纵向热封薄膜101，通过薄膜成形折叠机构220把薄膜101折叠成固定的形状。底部密封机构230和顶部密封机构240在相对的位置设置，注入管211在它们的中间。底部密封机构230形成自立袋2000的底部密封部分2003(参照附图34)，顶部密封机构240形成自立袋2000的顶部密封部分2001(参照附图34)。
在底部密封机构230的下方，提供加强密封机构250，用于加强由底部密封机构230热封的部分中的一个部分；并且，再往下，提供两对供料辊213，用于携带薄膜101向下。在供料辊213的下边，提供一对挤压辊214，它们与供料辊213的转动同步地转动。供料辊213和挤压辊214都和第一实施例及第一实施例相似。
应该说明，注入管211的底部位于挤压辊214的上方和加强密封机构250的下方。因此，由于在加强密封机构250的下方的位置提供通过注入管211输入的充填材料，所以可保持加强密封机构250没有充填材料，因此，加强密封机构250能够满意地完成热封操作。
在挤压辊214的下方，设置端部密封机构260，用于沿横向(沿水平方向)热封提供有充填材料的薄膜201，形成自立袋2000的侧边密封部分2002(参照附图34)。
下面，详细描述以上描述过的薄膜成形折叠机构220、底部密封机构230、顶部密封机构240、和加强密封机构50。应该说明，端部密封机构260具有和第一实施例所示的端部密封机构50(参照附图7)相同的机构，这里省去了对它的详细描述。
下面参照附图26描述薄膜成形折叠机构220。
如图26所示，在导向辊212的下方相对于垂直方向倾斜地安排一个梯形板221，梯形板221的顶边大于底边但小于薄膜101的宽度，并且它的两个斜边有相同的角度。在梯形板221的底边附近，沿垂直方向设置一个长方形的宽度调节板223，宽度调节板223的宽度等于梯形板221的底侧的长度。在宽度调节板223的两侧，提供两个导向臂222，它们沿水平方向并且沿垂直于宽度调节板223的宽度方向的方向延伸。
通过驱动供料辊213(参照附图24和25)，而供料辊213与梯形板221的顶部表面以及宽度调节板223的外表面紧密接触，可以携带通过导向辊212的薄膜101向下移动，并且通过每个导向臂222从薄膜101的外部限制薄膜101的端部的延伸。通过这一过程，在薄膜101中形成两个边缘101a，如图14所示，从而使薄膜101成形为斜槽形。在这些边缘101a之间的区域就变成了自立袋的底部表面。
在宽度调节板223的下方，设置一个推板225和两个挡板224，用于进一步向内折叠在薄膜101中形成的两个边缘101a之间的区域。推板225是一个倒三角形的部件，并且倾斜地设置推板225，以便可把它从薄膜101的外部推入如图14所示的在薄膜101的两个边缘101a之间的区域。提供每个挡板224的目的是从薄膜101的内部夹持两个边缘101a，以便进行控制，使得在通过挡板225推入薄膜101时不能推动每个边缘101a。在薄膜101的内部相对地设置每个挡板224，并使它们相互间隔开。借助于这个结构，在和开通端相对的那一侧折叠穿过推板225和每个挡板224的薄膜101(如图15所示)使之成为字母W的形状，并且最终形成两个隆起部分101b和在两个隆起部分101b之间的一个凹入部分。
在挡板224的顶部的两个挡板之间有一个空间，其大小等于调节板223的宽度，并且分别倾斜向下放置，它们的相互之间的空间逐渐减小，和推板225的斜边的倾斜相对应。携带穿过推板225和每个挡板224的薄膜101向下移动，其两侧由压辊226夹持。
如以上所述，通过梯形板221表面的薄膜101由梯形板221的两个斜边和底边弯曲，并且带向下方。这时，由于两个斜边相对于梯形板221的中心线成相等的角度，所以薄膜101的位置是自动调节的，从而使加在每个斜边上的负荷变为相等，从而可防止薄膜101在宽度方向的位置误差。此外，当形成已变为底部密封部分2003(参照附图34)的隆起部分时，由于边缘101a(它是隆起部分101b的顶部)是借助于梯形板221和宽度调节板223形成的，所以每个隆起部分101b的位置决不会偏离。换言之，两个隆起部分的位置相互重合，并且每个隆起部分101b和薄膜101的端部之间沿宽度方向的距离也相互一致。
由于稳定地携带薄膜101而不会出现弯曲，并且两个隆起部分101b在固定的位置可靠地形成，所以有可能稳定顶部密封机构240和底部密封机构230的热封位置。况且，由于防止了在薄膜101的宽度方向的位置偏差的发生，所以即使由挤压辊214进行了挤压，也不会在薄膜101中产生皱折。于是，有可能实现由端部密封机构260实现的良好热封。
还有，由于在薄膜101中形成两个边缘101a后借助于宽度调节板223向内折叠每个边缘101a的中间部分，所以可以缩短为了折叠薄膜101使之成为如图15所示的部分所需供料的薄膜101的长度，并且可把成形、充填和密封设备的高度控制在这个长度的大小。
现在参照附图27和28描述底部密封机构230。
如图27所示，底部密封机构230固定到成形、充填和密封设备的框架210a上，并且包括两个缸体233，缸体233固定到框架210a上，具有相互相对设置的连杆233a；两个底部密封杆231，每个底部密封杆231都由固定到每个缸体233的连杆233a上的支撑件232支撑，底部密封杆231的压力表面相互相对地设置；和，由框架210a支撑的接纳板234，它的顶部插在每个底部密封杆231之间。对于每个底部密封杆231和接纳板234之间的距离进行安排，以便通过前伸缸体233的连杆233a使接纳板234可以压住底部密封杆231。
在接纳板234插在两个隆起部分101b之间的状态携带通过上述薄膜成形折叠机构220折叠的薄膜101。每个底部密封杆231有一个内设的加热器(未示出)，如电加热器。通过用这个加热器加热每个底部密封杆231，并同时驱动每个缸体233使每个底部密封杆231前进，就在同时密封了夹持在接纳板234和底部密封杆231之间的薄膜101的部分，即两个隆起部分101b。
这里，每个底部密封杆231的压力表面都有一个如图28所示的在阴影部分形成的凸起231a，它比周围高一些，并且当底部密封杆231的压力表面压在薄膜101上时，这个凸起实际上就压在薄膜101上。根据这个凸起231a的结构，可确定自立袋2000的用于制造底部密封部分2003的加强肋的形状，即自立袋2000的站立的稳定性。在本实施例的底部密封部分2003中，在热封的区域和接纳充填材料的区域之间的边界形成一个隆起部分的弯道，并且在要热封的上述区域和要由端部密封机构260密封的区域之间的边界是由一个弯道连接的。此外，使得凸起231a沿垂直方向的长度大于薄膜101的供料间距P，并且在凸起231a的上端和下端使凸起231a沿水平方向有最大的长度，因而底部密封部分2003可以重叠在自立袋2000的侧边密封部分2002(参照附图34)的两个端部上。
进而，在凸起231a中，在热封薄膜101时没有压住薄膜的凹入231b是由凸起231a包围形成的，并且和凹入231b一道提供凸起231a，它们的位置是在凸起没有压住皱折的内部的顶部区101c的位置，所述皱折是在薄膜101中的隆起部分101b的外部形成的。
按照上述的结构，当通过底部密封机构230热封薄膜101时，在对应于底部密封杆231的凹入231b的区域，以及在隆起部分101b的顶部的区域(参照附图15)，不对薄膜101进行热封。因此，这些区域变成了在热封活动中产生的空气气泡的出口(储气罐)，因此在热封区域中不存在任何气泡，可产生外观好看的适当的热封。
下面参照附图29和30描述顶部密封机构240。
如图29所示，顶部密封机构240包括两个固定到框架210b上的缸体243，它们具有两个相互相对放置的连杆243a，并且包括两个顶部密封杆241，每个密封杆241都由固定到每个缸体243上的连杆243a上的支撑件242支撑，顶部密封杆241的压力表面相互相对设置，以便能够施加压力；并且，顶部密封机构240的结构将使由薄膜成形折叠机构220折叠的薄膜101的开放端(参照附图26)能够在每个顶部密封杆241之间通过。
每个顶部密封杆241还包括加热装置(未示出)，如电加热器。当通过这个加热器加热顶部密封杆241时，并且通过同时驱动每个缸体243使每个顶部密封杆241前进，就沿纵向热封薄膜101的开口端，借此把薄膜101成形为管状形状。
这里，如图30所示，每个顶部密封杆241的压力表面都有在阴影区中形成的高于周围的凸起241a，并且当顶部密封杆241a的压力表面压在薄膜101上时，这个凸起241a实际上压在薄膜101上。根据这个凸起241a结构形状来确定自立袋2000的顶部密封部分2001的形状(参照附图34)。在本实施例中，要热封的上部区和要由端部密封机构260热封的部分之间的边界由一个弯道连接。
此外，以和上述的底部密封机构230的底部密封杆231的凸起231a的情况相同的方式，使顶部密封机构241的凸起241a沿垂直方向的长度大于薄膜101的供料间距P，并且在凸起241a上端和下端凸起241a沿水平方向有最大的长度，因此顶部密封部分2001可在自立袋2000的侧边密封部分2002的两端(参照附图34)重叠。
由底部密封机构230和顶部密封机构240热封的薄膜101还要由下面再进行描述的端部密封机构260沿水平方向进一步热封，并且逐个袋地切断。这时，在由端部密封机构260热封的侧边密封部分中，通过薄膜成形折叠机构220折叠的薄膜101的部分已经变为4层的。虽然在本实施例中使用的端部密封机构260如下面将要描述的能够强度地热封，如果加上过大的剥离力，在热封部分还有可能发生脱开现象。
因此，在本实施例中，为了维持薄膜101的4层部分有足够大的热封强度，提供加强密封机构250来热封薄膜101的4层部分，然后再应用端部密封机构260进行热封。
现在，参照附图31和32描述这个加强密封机构250。
如图31所示，加强密封机构250包括两个固定到框架210c上的缸体253，它们具有两个相互相对放置的连杆253a，并且包括两个加强密封杆251，每个密封杆251都由固定到每个缸体253上的连杆253a上的支撑件252支撑，加强密封杆251的压力表面相互相对设置，以便能够施加压力。每个加强密封杆251还包括加热装置(未示出)，如电加热器。此外，如图32所示的，这些加强密封杆251不在整个区域上沿宽度方向压住折叠的薄膜101，而是使加强密封杆251的大小能够压住通过上述薄膜成形折叠机构220折叠薄膜101得到的4层部分。当通过加热器加热顶部密封杆251时，并且通过同时驱动每个缸体253使每个加强密封杆251前进，到达变为自立袋的侧边密封部分的部分，热封施加到薄膜101是4层的部分(在图32中，带有网格标记的部分)。
进而，在加强密封杆251的上方提供薄膜位置调节板254，调节板254的固定位置使该薄膜位置调节板254能够进入由底部密封机构230热封的薄膜101的两个隆起部分101b之间。由于这一结构，稳定了薄膜101的位置，防止了由加强密封杆250完成的热封的密封位置的偏差，并且还防止由热封后马上出现的高温引起的底部密封之间(折叠成凹入的薄膜表面)的熔融粘结。
本实施例的成形、充填和密封设备的充填包装动作类似于第一实施例，因此省去了详细描述，但下面还要针对本实施例的特定效果进行描述。
如以上所述，为了进行安排以使由底部密封机构230热封的部分和由顶部密封机构240热封的部分借助于一个弯道连接到由端部密封机构260热封的部分上，由底部密封机构230密封的和由顶部密封机构240密封的沿水平方向的密封区在额外还要由端部密封机构260热封的部分处要变得最大。换言之，在要由端部密封机构260热封的部分中，增加了要预先热封的区域(其中的薄膜已经相互热粘结的区域)。正因为如此，当由端部密封机构260热封的薄膜101夹持在加热器杆267和加热器杆接纳装置264之间时，在薄膜101中几乎不会产生皱折。因而可防止由薄膜101中的皱折产生的有缺陷的密封。
现在，按照由本实施例的成形、充填和密封设备生产的自立袋2000的制造步骤，在由底部密封机构230热封的部分的附近的厚度大于其它部分的厚度，因为在这一部分形成的薄膜101是4层。因此，如果在这一状态由挤压辊114压住薄膜101，就要在薄膜内产生皱折，有时会产生质量不合格的热封，这会影响端部密封机构260的性能。
因此为了防止在由挤压辊214压住薄膜时在薄膜中产生皱折，可提供临时约束机构270。
临时约束机构270直接设在挤压辊214的上方，和插入其中薄膜101相对设置，包括两个临时挡板271，临时挡板271轴颈结合，从而可沿图中所示的箭头的方向(即平行于挤压辊214的轴向方向)绕支撑轴271a转动；和，缸体272，用于沿所示的箭头的方向相对地移动每个挡板271。临时挡板271的作用是通过从外部压迫薄膜来控制包含充填材料在内的薄膜的厚度。在挤压辊214合拢之前，临时挡板271先闭合到完全不会压坏薄膜101的程度。通过上述过程，包含充填材料在内的薄膜101的厚度变得很薄，并且沿薄膜101的宽度方向(水平方向)几乎是完全均匀的，因而即使薄膜101由挤压辊214压住，在薄膜101中也几乎不会产生皱折。因此，借助于临时挡板271控制薄膜101的厚度，并且通过转动挤压辊214在薄膜101中形成一个未充填部分，就可防止在携带薄膜101时产生皱折。
虽然使用特定的术语已经描述了本发明的优选实施例，但这样一种描述只是为了说明的目的，应该理解，在不偏离下面的权利要求书的构思和范围的情况下还可以作出改变和变化。
权利要求
1.一种成形、充填和密封设备，包括顶部密封机构，用于热封折叠成两个侧端相互重叠的片状薄膜，所述项部密封机构沿所述薄膜的纵向热封所述两个侧端使之成为管状形状；折叠机构，用于通过沿所述薄膜的纵向折叠所述薄膜的宽度方向的中心部分而在所述薄膜内成形两个隆起部分；底部密封机构，用于沿所述薄膜的纵向至少热封两个隆起部分的顶部，所述两个隆起部分是通过所述折叠机构在所述薄膜中形成的；一对挤压辊，相互相对地设置并可与由介于其间的所述顶部密封机构和底部密封机构热封的薄膜一起往复运动，所述挤压辊从两侧压力夹持薄膜并且因此转动，携带薄膜向下；一个注入管，用于在所述挤压辊上方的一个位置把充填材料注入所述薄膜中；在所述注入管下方设置的端部密封装置，它具有两个密封机构和在所述密封机构下方设置的两个冷却机构，两者都能沿垂直方向独立地移动，用于水平地热封所述片状薄膜并冷却热封部分；其中当所述端部密封装置的其中一个密封机构与所述薄膜一起向下移动并且热封所述薄膜时，携带另一个密封机构向上移动，供下一个热封操作使用，所述另一个密封机构在前一个操作中已经和薄膜一起向下移动同时热封了所述薄膜；和当所述端部密封装置的其中一个冷却机构与所述薄膜一起向下移动并且冷却在上一次操作中由另一个热封机构热封的部分时，另一个所述冷却机构向上移动，用以下一次冷却由另一个密封机构热封的部分。
2.如权利要求1的成形、充填和密封设备，其特征在于从其中一个所述密封机构完成的热封操作的结束到另一个冷却机构完成的用于冷却由所述密封机构热封的部分的冷却操作的开始，停止所述薄膜的供料。
3.如权利要求1的成形、充填和密封设备，其特征在于所述折叠机构包括从外部推入所述薄膜的一个推板和设在所述推板两侧上的两个挡板，用于从所述薄膜的内部控制所述片状薄膜的位置。
4.如权利要求1的成形、充填和密封设备，其特征在于在所述折叠机构的上方，倾斜地设置一个梯形板，以使所述薄膜可在梯形板的上表面通过，所述梯形板的底侧的长度短于顶侧，并且设置有两个导向臂，用于控制通过所述梯形板的薄膜的伸长。
5.如权利要求1的成形、充填和密封设备，其特征在于所述端部密封机构包括两个单元，一个单元设置在所述薄膜的通过路径的每一侧；一个单元具有其中一个所述密封机构和其中一个所述冷却机构，两者都可沿垂直方向移动；并且另一个单元具有另一个密封机构和另一个冷却机构，它们都可沿垂直方向移动。
6.如权利要求5的成形、充填和密封设备，其特征在于所述端部密封装置的两个热封机构具有一加热器杆和一用于接纳所述加热器杆的加热器杆接纳装置，所述加热器杆和加热器杆接纳装置能够压住所述薄膜；并且，所述端部密封装置的两个冷却机构具有一冷却杆和一接纳所述冷却杆的冷却杆接纳装置，所述冷却杆和冷却杆接纳装置能够压住所述薄膜。
7.如权利要求6的成形、充填和密封设备，其特征在于至少在其中一个密封机构完成热封操作并且释放由所述加热器杆和加热器杆接纳装置加在薄膜上的压力，并且另一个所述冷却机构的所述冷却杆和冷却杆接纳装置压住由其中一个密封机构热封的部分的期间，在所述一个密封机构的上方由所述另一个密封机构的加热器杆和加热器杆接纳装置压住薄膜，并且在所述一个密封机构的下方，由其中一个所述冷却机构的冷却杆和冷却杆接纳装置压住薄膜。
8.如权利要求6的成形、充填和密封设备，其特征在于所述冷却杆接纳装置设有一个刀具，用于水平地切割所述薄膜，所述刀具可从所述冷却杆的加压表面伸出并缩入所述冷却杆的加压表面。
9.如权利要求8的成形、充填和密封设备，其特征在于所述刀具有多个在一部分刀刃中形成的凹入，刀具进给以切割薄膜的程度是可变的。
全文摘要
一种成形、充填和密封设备，包括用于热封一薄膜的三个密封机构、沿薄膜的纵向向内折叠薄膜的宽度方向的中间部分的一个折叠机构、和用于注入充填材料的一个注入管。第一密封机构热封一个长的薄膜，以携带薄膜向下，薄膜的两个侧端相互重叠，热封是沿薄膜的纵向施加到重叠的两个侧端上，第二密封机构至少热封沿薄膜的纵向在薄膜内由折叠机构形成的两个隆起部分的顶部。第三密封机构设在注入管的下方，用于沿水平方向热封薄膜和切割热封部分。
文档编号B65B9/067GK1519102SQ200310124530
公开日2004年8月11日 申请日期1999年11月22日 优先权日1999年11月22日
发明者鹤田织宽 申请人:织宽工程株式会社