CN1241787C - 改进的小型成形灌装密封机 - Google Patents

Abstract

一种小型成形灌装密封机，它能够高速生产、排齐多种具有即开特性的小分配包装盒并将它们装入装运箱，这种包装盒在下部容器结构中具有撕裂线。它可以在上部覆盖件以及撕裂线中行程多种结构。它还可生产简单的杯子和盆。该机器实际上对各种热成形塑料膜都具有较高的工作效率。

Description

改进的小型成形灌装密封机

相关专利

1989年4月11日，本申请人被授予名为“小型成形灌装密封机”的美国专利第4,819,406号(该专利援引在此供参考)，该密封机用于生产密封杯以及其它的包装结构，包括流动物质的分配包装盒，该包装盒在一应力集中突起件上延伸有一撕裂线。该应力集中突起件形成于一下部的产品容纳件的一相对较刚硬的上部塑料薄膜平覆盖件之中。该分配包装盒是均由本申请人发明的美国专利第4,493,574、4,611,715和4,724,982号的主题。

附图描述

图1是本发明的机器的一实施例的侧视图；

图2是热刻痕组件、压板接触加热组件、成形工位组件和灌装工位的侧视图；

图3a是热刻痕组件的正视图；

图3b是热刻痕组件的侧视图；

图3c是热刻痕组件一部分的放大视图；

图4是压板接触加热组件和成形工位组件的侧视图；

图5是喷嘴灌装器的立体图；

图6是机器的后视图，表示成形工位组件和灌装工位；

图7是热封模组件的立体图；

图8a是纵向切割组件的立体图，表示楔形的刀片；

图8b是具有楔形刀片的纵向切割组件的另一立体图；

图8c是倒置状态的纵向切割组件的立体图；

图8d是夹紧螺钉和刀片的侧视图；

图8e是夹紧螺钉和刀片的侧视图；

图9a是传输组件的侧视图；

图9b是传输板的侧视图；

图9c示出了传输板的一侧视图，其中传输板在被急速加速并从排齐的包装盒片下方滑出之后回复到一负载位置，此时包装盒片自由地落入装运箱内，以及：

图10表示一顶片成形系统。

具体实施方式

一种新型的分配包装盒，它相对于美国专利第4,493,573、4,611,715和4,724,982所揭示的包装盒具有显著的价格优势以及额外的优点和好处，将该包装盒援引在此供参考，该分配包装盒是由本申请人发明的。该新型包装盒在下部容纳件中具有应力集中突起，突起上横穿有撕裂线，由此省去了昂贵的、相对较刚硬的、平坦的上部塑料薄膜平覆层。这种相对较刚硬的、平坦的上部塑料薄膜由一非常薄的、容易印制的、低成本的类似薄膜的柔性膜片替代。鉴于围绕下部成形模周围的空间不仅较为拥挤，而且还涉及多种用于热成形和刻痕的精确控制温度，每一温度必须独立保持并彼此隔绝，相比用固定刀片对上部片的包装盒进行刻痕的早先方法不同，一种更先进的刻痕方法已被设计出。另外，不是每种包装盒的刻痕都必须是成一直线的、或甚至是单条线性取向(就象将薄膜拉过一固定刀片所形成的刻痕)的笔直刻痕。在这种升级和改良的机器中含有加热的刀片。这些刀片被彼此在一较窄的温度范围(通常的温度可以是365°F+/-3°)内。这些刀片可产生在增量0.0002″中的选定深度的刻痕线。这可以通过将刀片保持在待刻痕的薄膜平面下方约1/8″的一固定位置来实现。

图1示出了根据本发明的机器的一个实例。这种机器能够自动连续高速地生产成形的、被灌装的密封包装盒。该机器包括使一对平行的传输线间歇进给的驱动装置，它具有固定和拉动来自一卷间歇制动的热成形塑料片材的底片材料50。传输线使底片材料50进给通过系列工位。在一个刻痕工位110，底片50被精确地刻痕，这在下文中将作更详细的描述。在一个加热工位120，有控制加热底片50至热成形温度。在一个成形工位130使加热的底片50成形。成形工位130包括可形成一系列隔开的容器结构的成形模装置。在一个灌装工位140，每个容器结构被灌装以等量的产品。图2示出了刻痕工位110、加热工位120、成形工位130以及灌装工位140。图6示出了一个相似区域的后视图，而图5示出了具有一个12喷嘴灌装器的灌装工位140。

如图1所示，该机器还包括从动辊子装置，它间歇地进给一顶片材料而使之与所述底片50的间歇进给成同步时间关系。从动辊子装置将顶片在灌装容器结构上方与其基本平行、紧靠地输送到一密封工位160，在该工位顶片被密封于底片50上。图7示出了密封工位160，其中具有一个热封膜710以及一个冷却膜730。

输送线接着将密封的底片和顶片组合进给到另一系列工位。在一个冲孔工位170，它在围绕容器结构的未成形的密封片区域中冲压出成形孔。冲压孔沿着直线形成，其中在容器结构的线的每个端部处有一个冲孔，并在各容器结构之间有一冲压孔。在一个纵向切割工位180，在一个介于冲压孔之间运行的刀具中纵向地剪切薄膜，从而形成沿着容器结构的纵向边缘。一个横向的切割工位190横向地切开容器结构之间的密封区域，从而形成横向边缘并且彻底分离容器结构，由此产生单独的、基本呈矩形的、具有密封缘和冲压角的成品包装盒。

图3a-3c示出了刻痕工位110的详细的视图。在薄膜50上方并直接在各刀片300上的是一竖直往复运动的砧板310。这些砧板310各从一独立的砧板调节机构320延伸出来，该调节机构进而安装在一共用的、竖直往复运动的砧板安装梁330上，该安装梁在其向下行程的底端接触一固体止挡件340。各单独的砧板310的停止点由每个砧板调节机构320以0.0002″(万分之二英寸)的增量调节至-个位置，这样砧板310在其向下行程上的移动可延伸到这样一个位置，即，在每个砧板接触薄膜后将薄膜向下压于固定的热刻痕刀片，该薄膜以精确控制的正确刻痕深度压到刀片上。

可以认识到，来自刀片300和受热的刀片保持架350的热量向上辐射和升至薄膜50，从而在机器停机时间显著超过间歇驱动的正常循环停顿时间时会产生问题。当机器为除正常的间歇分度息止循环以外的目的而停止时，该热量由刻痕吸收，并由一自动的冷却气流消散于薄膜下表面中。通常，刀片300相对于每个包装盒的中心轴线成45°角。

对深度和温度的精度要求在于，当应力集中件处于包装盒的容纳部分中时，我们是用一受热的、伸长的、因而也是薄壁的膜片来工作的。除了栓塞装置外，通常要求相匹配的阳模和阴模必须产生精确成形的应力集中件。上部栓塞安装有一经精确加工的阳模，用以与下部成形模的下部容器成形部分中的一经精确加工的阴模相啮合。整个成形模的温度必须准确地保持在一个足以让薄膜成形、又不致产生温度聚积的温度，通常的范围可以是165°-175°。这是通过使流过成形模的冷却流体控制达到该温度来实现的。

图4为薄膜预热组件120和成形工位130的视图。如这些附图所示，成形工位130具有一成形模460，一成形模腔465、一个栓塞455、一个栓塞安装的应力集中件模(阳模)450以及一个压力框架475。在加热工位120在成形和刻痕系统周围的拥挤空间中，更加需要使用上部和下部接触压板加热器410，420。在某些情况下，包装盒的线可单行增至多行，并相对于包装盒的线宽始终保持较短的总体分度(index overall)，以保持机器的紧凑性以及利用许多快而短的分度的原理，而不是如我的美国专利第4,819,406中所描述的大而慢的分度。

在‘406专利中，纵向切口是通过将成形的、灌装后并密封的包装盒的材料拉过固定刀片而实现的。这在包装盒强度(刚性)由一相对较刚硬的、平坦的、较厚上部件支承时是足够的。在新式包装盒的场合，非常薄的模状上部件不能给包装盒刚性提供强度，将包装盒材料拉过刀片会造成阻力，该阻力表现为包装盒的横向对齐呈弧线。图8a-8e示出了对包装盒进行纵向切口的一种新型装置的一个实例，一个纵向切割工位180包括竖直往复运动刀片保持架810该保持架保持有一系列纵向平行的、与薄膜平面成20°到30°角的刀片800。在间歇分度循环的息止期间，刀片保持架810下降，每个刀片800的最下端沿其分度方向进入包装盒后端处的冲孔。在两次进给之间的包装盒母体的间歇分度循环的息止期间，刀片800竖直进给从而纵向地切割包装盒。

在纵向切口之后，一竖直往复运动切割工位190在间歇分度循环的息止期间进行横向切割，从而形成单独的包装盒以便进行进一步加工。

如图9a所示，在一优选实施例中，切割工位190具有一压力衬垫905，该衬垫将包装盒压入一具有合适粘性的粘纸的供给源，以在包装盒被搬运和装入装运箱中时将包装盒轻轻地保持在适当位置，同时又便于将其从粘纸上撕下以供最终使用。粘纸由一合适的送料辊从一安装在出料台下面的卷筒925上拉出。该粘纸具有一粘性表面920和一释放表面930，成形的、被灌装的、密封并切割的包装盒粘附上粘性表面920。此时粘附于粘纸上的包装盒由一可调活压板轻微向下压于一高摩擦分度进给传送带上，该传送器将它们进给至切割工位200，在此处飞速刀片940根据信号横向切割粘纸从而供给排齐的包装盒片。

在另一优选实施例中，仍待切割的片向前离开出料台而送到一“飞速”载送件900上，该载送件在横向刀片一切断排齐包装盒片后，迅速使该排齐包装盒片前进至一个直接位于一等候着的装运箱上方的位置。在载送件900前进过程的末尾，它突然反向加速，由此包装盒片的下方滑出，包装盒片的惯性使其仍竖直落下而进入装运箱。图9b和9c示出了这个操作，其中，图9b为包装盒片处于装运箱910上方的位置中时传输板900的侧视图，而图9c示出了示出了传输板的一侧视图，其中传输板在被急速加速并从排齐的包装盒片下方滑出之后回复到一负载位置，此时包装盒片自由地落入装运箱910内。

飞速载送件900的光滑释放层涂覆表面可需要真空装置来将包装盒片保持在排齐包装盒片所搁置于其上的载送板上的适当位置。当载送板恰在初始前进而将包装盒片运送到一直接位于装运箱上方的位置之前首次接纳包装盒片时，该载送板可以倾斜成在装料时其后缘高于其前缘。在其循环的第一行程上，真空将它吸持于载送件的光滑释放层涂覆表面上，倾斜角有助于将包装盒组件向前“推”。在突然加速返回行程上，真空释放掉，并且载送板因为其倾斜的结构而立即放开包装盒片。

还可以看出，也可形成顶片。图10示出了顶片成形工位150的一个实例。如该附图所示，顶片成形工位150可以包括成形模1007、1020、一筒式加热器1010、一加热刀片1030以及一砧板1040。

Claims (11)

1.一种能够自动高速地热成形和生产柔性的成形灌装密封包装盒的机器，所述机器包括：

使一对平行的传输线间歇性进给的驱动装置，它具有固定和拉动来自一卷热成形塑料的材料片的底片材料(50)而使所述热成形塑料的材料片前进的装置，

所述传输线使底片材料进给通过一系列工位，所述系列工位包括：

一加热工位(120)，在该工位将所述底片材料可控制地加热至热成形温度；

一成形工位(130)，在该工位所述加热的材料片成形，所述成形工位包括成形模装置，该成形模装置可以形成一系列隔开的产品容纳容器结构，这些容器结构由一个平的未成形边缘部分包围；

一灌装工位(140)，所述灌装工位包括用于将供给到供给到所述灌注工位的一定量的产品灌注到各个所述容器结构的装置；以及

从动辊子装置，它以与所述底片材料的进给成同步的关系来进给一顶片材料；

所述从动辊子装置在所述底片灌装容器结构上方与其基本平行、紧靠地将所述顶片输送到一密封工位(160)，在密封工位顶片密封于所述容器结构之间形成密封区域的底片；

所述传输线接着将所述密封的底片和顶片组合进给到至少一个工位(180，190)，该工位对所述容器结构之间的密封区域进行切割以完全分离密封的包装盒，

其特征在于，带有密封边缘的所述密封的包装盒如此排齐：

一略带粘性的排齐纸(925)，该排齐纸围绕一个粘附密封包装盒的辊子行进；

用于将所述排齐纸切割成离散的切割片的装置(940)；

一飞速载送板件(900)，所述飞速载送板件带有真空装置以将所述排齐纸保持在所述载送板件上，其中，当粘附着包装盒的各个切割片进给到所述载送板件上完成时，所述载送板件传输所述包装盒片进入装运箱上方的一个位置，当所述载送板件到达所述位置时，所述载送板件立即急剧地加速反向并同时真空释放，并从包装盒片的下方移出，这时，包装盒片掉落到装运箱内。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器还包括：

一热刻痕工位(110)，该工位包括一竖直往复运动的装置，在此工位所述底片材料被精确地刻痕。

3.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器还包括：

一热刻痕工位(110)，在该工位包括一竖直往复运动的装置，在此工位所述材料片被精确地刻以一系列独立的斜刻痕，其深度在0.0002英寸的精度范围内

4.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述载送板件(900)倾斜成其前边缘低于其后边缘。

5.如权利要求2所述的机器，其特征在于，所述刻痕工位(110)包括竖直往复运动的计调节的砧板(310)以及加热的刻痕刀片(300)，在间歇循环的息止期间，所述砧板将所述材料片压靠于所述加热的刻痕刀片至一受控制的精确深度。

6.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述加热工位(120)包括上、下竖直往复运动接触压板(410，420)，这两块压板将所述材料片压于所述压板之间，以可控制地将所述材料片加热至所需的热成形温度。

7.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述密封工位(160)包括竖直往复运动的、可受控制加热的上部和下部热封模(710)以及快速冷却和设定密封件的冷却模(730)。

8.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器还包括一冲压工位(170)，所述冲压工位包括一系列阳和阴冲压模组，它们冲压密封的上、下材料片而形成角部。

9.如权利要求8所述的机器，其特征在于，切割密封区域的所述至少一个工位包括一纵向切割工位(180)，所述纵向切割工位(180)包括一竖直往复运动的纵向切割件，该切割件包括一系列倾斜的刀片(800)，在成形、灌装、连接的包装盒的间歇分度进给的息止期间，这些刀片在竖直向下运动时进入该行冲压孔并以一延伸于冲压孔之间的切口来纵向剪切薄膜。

10.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器还具有一成形工位(150)，该工位安装成可加热并成形顶片。

11.如权利要求10所述的机器，其特征在于，所述成形工位(15)包括：

一系列安装在刀片保持架中的加热刻痕刀片(1030)，所述刀片被压靠于可用测微计调节的砧板(1040)上而对在材料片静止时对材料片进行刻痕。

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