CN101665012B - 多锥面翻领制袋成型器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多锥面翻领制袋成型器，用于制袋成型机中，包括背平面、圆柱形立管及肩曲面，其特征在于所述肩曲面由第一锥曲面及第二锥曲面连接构成并在共有的母线处相切，两个第二锥曲面在领口处构成竖起并相对的领口。本发明中对称的肩曲面由两个锥曲面构成，可构成竖起并相对的领口，制袋材料在经过翻领制袋成形器后形成内层与内层对接的纵缝，使制袋材料的选用不再受到限制，可选用内层与外层材料不同的复合材料用于制袋；肩曲面的两个锥曲面结构可降低翻领制袋成型器的总体高度而实现平张制袋材料的翻折成形；另外，也可省去过渡段，从而减小制袋成型机总体高度，降低制造成本，并提高制袋的效率。

Description

多锥面翻领制袋成型器 

技术领域

本发明涉及一种包装机械设备，尤其是涉及一种制袋成型机的多锥面翻领制袋成型器。 

背景技术

翻领制袋成形器是制袋成型机的关键部件，如图1A、1B、1C所示，翻领制袋成形器包括背平面1′、立管2′及两个对称设置在背平面1′两侧的肩曲面3′，在制袋过程中，平张的制袋材料经过翻领制袋成形器背平面1′并沿肩曲面3′翻折，再沿立管2′内壁下降并形成筒状，因而制袋材料在翻领制袋成型器表面运行时，其纵向和横向都不能有伸长或缩短的现象发生。现有翻领制袋成形器的肩曲面3′是由单个锥曲面构成的，制袋材料在经过翻领制袋成形器后形成纵缝4′，而该纵缝由制袋材料的内层与外层搭接而成(如图2A)，由于制袋过程中要将制袋材料的内层与外层热封，因而只能选用内层与外层材料相同的制袋材料，从而使制袋材料的选用受到限制，而不能使用内层与外层材料不同的复合材料来制袋；如需使制袋材料形成内层与内层对接(如图2B)的纵缝，需要另外增加过渡段，使制袋材料在经过过渡段翻折后，实现内层与内层对接，这样的结构使制袋成型机的结构更复杂，也增加了制袋成型机的总体高度，降低了制袋效率，同时也相应增加制袋成型机的制造成本。 

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种多锥面翻领制袋成型器，使制袋材料经过翻领成形器后形成内层与内层对接的纵缝，从而可以使用复合材料用于制袋；另外，还可用较低翻领制袋成型器的总体高度而实现平张制袋材料的翻折成形。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： 

一种多锥面翻领制袋成型器，包括背平面、圆柱形立管及两个对称设置在背平面左右两侧的肩曲面，所述肩曲面由第一锥曲面及第二锥曲面连接构成，第一锥曲面与第二锥曲面在共有的母线处相切，两个第二锥曲面在领口处构成 竖起并相对的领口。 

进一步的： 

所述第一锥曲面的曲面方程为： $\stackrel{\→}{\mathrm{OG}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OF}}+\stackrel{\→}{\mathrm{FG}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OF}}+u\stackrel{\→}{\mathrm{FP}}$  (u≤1) 

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点G(G_X，G_Y，G_Z)为第一锥曲面上任一点，P(P_X，P_Y，P_Z)为第一锥曲面准线上任一点，F(F_X，F_Y，F_Z)为第一锥曲面焦点； 

所述第二锥曲面的曲面方程为： 

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点Q(Q_X，Q_Y，Q_Z)为第二锥曲面上任一点，R(R_X，R_Y，R_Z)为第二锥曲面准线上任一点，E(E_X，E_Y，E_Z)为第二锥曲面焦点； 

所述第一锥曲面准线的方程为： 

第一锥曲面的焦点为： 

$\left\{\begin{array}{c}{F}_x=L_{\mathrm{FC}}\cos \mathrm{\β}\cos \mathrm{\α}+r\\ F_y=L_{\mathrm{FC}}\sin \mathrm{\β}\\ F_z=L_{\mathrm{FC}}\cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\α}\end{array}\right.$

其中： $L_{\mathrm{FC}}=\mathrm{\λ}\sqrt{a^2+b^2}$ (λ≥1)；k₁为简化方程引入的系数，k₁＝(F_x)²+(F_y)²+(F_z)²+r²-(L_FC)²；L_FC为第一锥曲面焦点F到点C的距离；点C为顶点；r为圆柱形立管的半径；a为背平面的长度；α为背平面的倾角；h为成型器的高度；w为袋子的封口宽度；b为袋子的总宽度； 为参变量，是准线上任一点在XOY平面上的投影点和坐标原点的连线与坐标轴OX之间的夹角；β为展开图上两个焦点FE连线与边界线的夹角；η、λ、u为比例系数； 

所述第二锥曲面准线的方程为： 

其中：第二锥曲面焦点E(E_x，E_y，E_z)为平面y＝δr(δ≤1)与第一锥曲面及第二 锥曲面共有母线的延长线的交点；δ为比例系数；L_AE为第二锥曲面焦点E到点A的距离；点A为背平面的角点。 

本发明的技术效果在于： 

本发明公开的一种多锥面翻领制袋成型器，其对称的肩曲面由两个锥曲面构成，可在翻领制袋成型器的领口处构成竖起并相对的领口，制袋材料在经过翻领制袋成形器后形成内层与内层对接的纵缝，使制袋材料的选用不再受到限制，可选用内层与外层材料不同的复合材料用于制袋；肩曲面的两个锥曲面结构可降低翻领制袋成型器的总体高度而实现平张制袋材料的翻折成形；另外，也可省去过渡段，从而减小制袋成型机总体高度，降低制造成本，并提高制袋的效率。 

附图说明

图1A为现有技术中单锥面翻领成形器的主视图。 

图1B为图1A的左视图。 

图1C为图1A的俯视图。 

图2A为制袋后纵缝的搭接结构示意图。 

图2B为制袋后纵缝的对接结构示意图。 

图3为本发明的三维结构示意图。 

图4为本发明的主视图。 

图5为图4的左视图。 

图6为图4的俯视图。 

图7为多锥面翻领制袋成型器的展开图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 

如图3、4、5、6所示，本发明包括背平面1、圆柱形立管2及两个对称设置在背平面两侧的肩曲面(如图3中以XOZ平面对称)，肩曲面由第一锥曲面3及第二锥曲面4连接构成，第一锥曲面3与第二锥曲面4在共有的母线5处相切，第一锥曲面3、第二锥曲面4及背平面1之间平滑过渡，并且背平面1、第一锥曲面3、第二锥曲面4、圆柱形立管2的内壁共同组成可展开曲面(展开图如图7)，两个对称设置的第二锥曲面4可在翻领制袋成型器的领口处构成竖起并相对的领口401，制袋材料在经过翻领制袋成形器后，在领口401处形 成内层与内层对接的纵缝4′(如图2B)。 

如图3、4、5、6、7所示，第一锥曲面3的曲面方程为： 

$\stackrel{\→}{\mathrm{OG}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OF}}+\stackrel{\→}{\mathrm{FG}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OF}}+u\stackrel{\→}{\mathrm{FP}}$ (u≤1) 

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点G(G_X，G_Y，G_Z)为第一锥曲面3上任一点，P(P_X，P_Y，P_Z)为第一锥曲面3准线CJ上任一点，F(F_X，F_Y，F_Z)为第一锥曲面3的焦点。 

第二锥曲面4的曲面方程为： 

$\stackrel{\→}{\mathrm{OQ}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OE}}+\stackrel{\→}{\mathrm{EQ}}=\stackrel{\→}{\mathrm{OE}}+\mathrm{\η}\stackrel{\→}{\mathrm{ER}},(\mathrm{\η}\≥1)$

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点Q(Q_X，Q_Y，Q_Z)为第二锥曲面4上任一点，R(R_X，R_Y，R_Z)为第二锥曲面4准线JB上任一点，E(E_X，E_Y，E_Z)为第二锥曲面4的焦点。 

第一锥曲面准线CJ的方程为： 

第一锥曲面3的焦点F为： 

$\left\{\begin{array}{c}{F}_x=L_{\mathrm{FC}}\cos \mathrm{\β}\cos \mathrm{\α}+r\\ F_y=L_{\mathrm{FC}}\sin \mathrm{\β}\\ F_z=L_{\mathrm{FC}}\cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\α}\end{array}\right.$

其中： $L_{\mathrm{FC}}=\mathrm{\λ}\sqrt{a^2+b^2}$ (λ≥1)；k₁为简化方程引入的系数：k₁＝(F_x)²+(F_y)²+(F_z)²+r²-(L_FC)²；L_FC为第一锥曲面3焦点F到点C的距离；点C为顶点，在多锥面翻领制袋成型器的对称面XOZ上，也是第一锥曲面准线CJ的起始点；r为圆柱形立管2的半径；a为背平面1的长度；α为背平面1的倾角；h为成型器的高度；w为袋子的封口宽度；b为袋子的总宽度； 为参变量，是第一锥曲面3或第二锥曲面4准线上任一点在XOY平面上的投影点和坐标原点的连线与坐标轴OX之间的夹角；β为展开图上两个焦点FE连线与边界线的夹角(如图7)；η、λ、u为比例系数，η、λ为大于等于1的任一数值，u为小于等于1的任一数值。 

第二锥曲面准线JB的方程为： 

其中：第二锥曲面焦点E(E_x，E_y，E_z)为平面y＝δr(δ≤1)与第一锥曲面3及第二锥曲面4共有母线5的延长线的交点；δ为比例系数，为小于等于1的任一数值；L_AE为第二锥曲面焦点E到点A的距离；点A为背平面的角点。 

在具体设计中，在确定圆柱形立管2的半径r、背平面1的长度a、背平面1的倾角α、袋子的封口宽度w及袋子的总宽度b等参数后，可以通过改变比例系数λ、δ、η及u来改变翻领成型器的形状及使用性能。 

本发明的多锥面翻领制袋成型器可经三维软件建模后，再经过加工中心加工而成；也可将三维曲线展成二维图，经激光切割或线切割对薄钢板进行落料，再经弯制焊接而成。 

Claims (2)

1.一种多锥面翻领制袋成型器，包括背平面、圆柱形立管及两个对称设置在背平面左右两侧的肩曲面，其特征在于：所述肩曲面由第一锥曲面及第二锥曲面连接构成，第一锥曲面与第二锥曲面在共有的母线处相切，两个第二锥曲面在领口处构成竖起并相对的领口。

2.按照权利要求1所述的多锥面翻领制袋成型器，其特征在于：

所述第一锥曲面的曲面方程为：

(u≤1)

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点G(G_X，G_Y，G_Z)为第一锥曲面上任一点，P(P_X，P_Y，P_Z)为第一锥曲面准线上任一点，F(F_X，F_Y，F_Z)为第一锥曲面焦点；

所述第二锥曲面的曲面方程为：

其中：点O(0，0，0)为坐标原点，点Q(Q_X，Q_Y，Q_Z)为第二锥曲面上任一点，R(R_X，R_Y，R_Z)为第二锥曲面准线上任一点，E(E_X，E_Y，E_Z)为第二锥曲面焦点；

所述第一锥曲面准线的方程为：

第一锥曲面的焦点为：

其中：

(λ≥1)；k₁为简化方程引入的系数，k₁＝(F_x)²+(F_y)²+(F_z)²+r²-(L_FC)²；L_FC为第一锥曲面焦点F到点C的距离；点C为顶点；r为圆柱形立管的半径；a为背平面的长度；α为背平面的倾角；h为成型器的高度；w为袋子的封口宽度；b为袋子的总宽度； 为参变量，是准线上任一点在XOY平面上的投影点和坐标原点的连线与坐标轴OX之间的夹角；β为展开图上两个焦点FE连线与边界线的夹角；η、λ、u为比例系数； 

所述第二锥曲面准线的方程为：

其中：第二锥曲面焦点E(E_x，E_y，E_z)为平面y＝δr(δ≤1)与第一锥曲面及第二锥曲面共有母线的延长线的交点；δ为比例系数；L_AE为第二锥曲面焦点E到点A的距离；点A为背平面的角点。 

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