TW202333996A - 用於形成山形頂密封件之設備及製程 - Google Patents

Abstract

本文提供一種夾具和在一山形頂紙盒輸送機系統內使用夾具的製程。該夾具和使用夾具的製程提供了多個山形頂紙盒之間相互對齊的改良，使得山形頂紙盒的邊緣更佳地對準並且可以形成更有效的熱密封。

Description

用於形成山形頂密封件之設備及製程

本案主張2019年5月30日申請之美國臨時申請案第62/677,700號之權益，且其以參考方式併入本文中。

本發明係有關一種為山形頂紙盒（gable top carton）提供改進密封的設備和製程。在山形頂紙盒包裝機中，經常有一封閉的輸送機梯板，形成用於接收底部密封的山形頂紙盒的口袋。該設備和製程為不同尺寸紙盒提供了山形頂的正方調整的改進，使得山形邊緣更佳地對準並且可以形成有效且更美觀的密封。當使用較薄規格的紙盒原料時，該設備和製程還能夠改良山形頂密封件。在山形頂紙盒密封步驟期間，較薄的紙盒原料更容易發生錯位（misalignment）。

本發明係有關使用焊接固定尺寸封閉袋式輸送機梯板的包裝機的改良。這種梯板具有固定的尺寸，並且難以容納不同厚度和紙盒高度以便形成可接受的山形頂密封。所有厚度和高度的山形頂紙盒，由於在形成山形時各種紙盒有其不同的條件要求，故在處理時會有困難。固定式口袋雖然具有許多有用的屬性，但卻會產生通常不存在於其他類型的傳統山形頂紙盒設備中的情況。消費者經常會拒絕山形密封不均勻或邊緣不對齊的山形頂包裝產品。雖然這種密封在功能上是足夠的，但消費者將不會選擇在密封區中具差劣視覺及邊緣的密封紙盒。這些產品經常無法售出，最終成為浪費。

因此，在本技術領域內仍存在改進和修飾的空間。

本發明的至少一個實施例的一個形態是提供一種紙盒方形夾具，包括：一個水平平台；第一邊緣壁和第二邊緣壁，從該平台的相對邊緣向下延伸；中間壁位於該對相對的邊緣壁之間並從該平台的一下表面向下延伸；第一突片構件，由該第一邊緣壁的一前表面所承載；第二突片構件，由該第二邊緣壁的一前表面所承載；一垂直壁承載在該水平平台的一向上表面上，該垂直壁具有一前表面和一後表面；該垂直壁的一左邊緣與第一側壁成垂直連通，第一側壁進一步限定了一個唇緣，該唇緣延伸超過垂直壁前表面的平面；並且，該垂直壁的右邊緣壁與第二側壁成垂直連通，第二側壁靠近水平平台的中點，第二側壁的前邊緣限定一L形的凸輪表面，其一部分延伸超出垂直壁前表面平面，第一邊緣壁和第一側壁基本上是連續的，並且在它們之間限定了一弧形凹槽。

本發明的至少一個實施例的另一個形態是提供一種形成山形頂紙盒的製程，該製程包括以下步驟：將一紙盒坯料的底部成形為四側邊套筒；將該四側邊套筒放置在包裝輸送機的梯板中，輸送機的梯板與一個與紙盒套筒的一個側壁相接合的夾具相連通，該夾具另與附接到夾具底部的彈簧相接合，該彈簧提供一個接合力在夾具和紙盒套筒之間；在一填充及成型機內移動該輸送機梯板，紙盒套筒和夾具；選擇性地接合所述夾具的一凸輪部分（caming portion），藉此移動所述夾具從所述紙盒套筒的表面離開，從而有利於紙盒套筒在輸送機梯板內的的垂直運動；釋放夾具的凸輪部分，從而使夾具放置在一相對於紙盒套筒的接合位置，藉此以足夠的張力固持該紙盒套筒以防止其中的垂直運動，該固持力進一步將紙盒套筒定位在輸送機梯板內，使得紙盒套筒的各側壁角隅形成90度角，從而在製作山形頂密封件時提供改進的紙盒套筒定向。

本發明的至少一個實施例的另一個形態是提供一種用於山形頂包裝機的紙盒梯板，其中紙盒梯板已經定位有彈簧致動的方形夾具，該彈簧致動的方形夾具適於接合以紙盒梯板保持的紙板套筒。

本發明的一個實施例的另一形態是提供一種山形頂紙盒填充機，其中該填充機具有適於接收一底部密封的紙盒套筒的輸送機梯板；及一夾具，夾具彈性的安裝在該輸送機梯板的一邊緣壁上，該夾具界定至少一紙盒套筒接合表面。

本發明的至少一個實施例的另一形態是提供一種適用於山形頂部包裝和填充機的夾具，其中夾具限定了一個適於接合定位在填充機上的凸輪構件的凸輪表面。填充機凸輪和夾具的凸輪表面提供了一種機構，該機構可以釋放與紙板套筒相接觸的夾具部分，從而允許套筒高度可定位在輸送機梯板內。

參考以下描述和所附請求項，將更佳地理解本發明的這些和其他特徵，方面和優點。

現在請詳細參考本發明的實施例的細節，下文將闡述實施例的一個或更多個範例。每個實施例的提供旨在解釋本發明，而不是在限制本發明。事實上，對於熟悉本技術領域的人而言，其等可在不脫離本發明的範圍或精神的情況下，簡易的對本發明進行各種修改和變化。例如，在一個實施例中以部分構件揭露或描述的特徵可以用在另一個實施例上，以產生再一個實施例。因此，本發明旨在包含落入申請專利範圍及其等同範圍內的所有修改和變化。本發明的其他目的，特徵和形態將在下文中詳細的描述。熟悉本技術領域的人士應理解，本文的揭露僅是示例性實施例的描述，並非意圖限制本發明的更廣泛的形態，而該等更廣泛的形態是涵蓋在示例性的構造中。

應理解，本文提及的範圍包括在規定範圍內的所有範圍。因此，本文提及的所有範圍包括包含在所述範圍中的所有子範圍。例如，100至200的範圍也包括110至150、170至190及153至162的範圍。此外，本文提及的所有限制包括包含在所述限制中的所有其他限制。例如，高達7的限制也包括高達5、高達3和高達4.5的限制。

如本文所使用者用，術語「有效量」是指狀態值或範圍，正或負10％，除非提供更具體的值或範圍。被敘述或主張的術語「包含」也可以充當術語「由…組成」。

在描述本文的各個圖式時，將持續使用相同的元件標號來描述相同的材料，設備或過程程序。為了避免冗餘，在後續附圖的描述中將不再對先前附圖已經描述過的設備重複的詳細描述，儘管這些設備或過程係以相同的元件標號加以標記。

圖1A至1D所顯示是根據本發明一個實施例的方形調整夾具。方形調整夾具（squaring clamp）10具有水平平台20，第一邊緣壁30和從平台20的相對邊緣向下延伸的第二邊緣壁40。中間壁50位於該對相對的邊緣壁30及40之間，並從水平平台20的一下方表面向下延伸。第一突片構件60由第一邊緣壁的前表面承載，而第二突片構件70由第二邊緣壁的前表面承載。一垂直壁80承載在水平平台20的向上表面上，該垂直壁具有一前表面82和一後表面84。

垂直壁的左邊緣與第一側壁86成垂直連通，該第一側壁86另界定一唇緣88，該唇緣88延伸超出垂直壁前表面的平面。該垂直壁的右邊緣與第二側壁89成垂直連通，第二側壁靠近水平平台的中點，第二側壁的前邊緣90界定一L形凸輪表面90，其一部分延伸超出前表面平面的垂直壁，而第一邊緣壁和第一側壁實質上是連續的，並且在其等之間界定了一弧形凹槽100。

邊緣壁30和40以及中間壁50各自界定了一延伸穿過壁部分的孔，且該等孔係實質上相互成軸向對齊。如圖2所清楚顯示者，一彈簧構件110可以放置並固定在壁30，40及50之間的空間內，使得一張緊力抵向夾具10。圖2所示的夾具10，其定向類似於圖1B的定向，且係設置在一山形頂包裝機的一紙盒梯板120內。

當夾具10和彈簧110可操作地與輸送機梯板相接合時，彈簧即致動以保持一接合力，抵靠夾具10的後部。藉此方式，夾具10將與一承載在梯板內、底部經密封的紙盒套筒（carton sleeve）相接合，並有助於保持紙盒套筒，使得套筒的四個角隅的每一個均形成大致90度角。藉由將紙盒套筒保持在呈90度角的形態，可將紙盒保持成正方形且真實的定向，而這有利於在紙盒坯料的上方山形部分之間形成較精確和對齊的密封。

如果缺乏由夾具10所提供的接合力，紙盒坯料傾向於在梯板內移位，這可能會在填充和輸送紙盒坯料時產生問題。此外，在缺乏牢固的夾緊力的情況下，紙盒坯料套筒的上方部分將不會形成90度角，因此會呈現「菱形」類型的定向。該定向將使得欲圖在紙盒的山形部分內形成所需要的密封會變得較困難。

根據本發明，已經發現使用夾具有助於提供一種製程，該製程有助於可使用不同厚度的紙板材料，同時仍維持可形成所需密封的能力。

例如，在習知的填充和輸送設備中，為山形頂紙盒坯料使用較薄規格的紙板材料通常會伴隨有不良的上方方形調整特性。因此，使用較薄的或較低等級的紙板會導致山形密封件傾向於錯位，這對於消費者來說是不能接受的，因為錯位的邊緣會損及山形頂紙盒。

夾具的另一個優點是，包裝機的填充和成形步驟現在可以用足夠的力選擇性地接合和釋放紙盒套筒，以防止或有助於在梯板內的垂直運動，如圖3所清晰顯示者。例如，在紙盒套筒需在紙盒梯板120內垂直移動的各種包裝階段中，輸送設備可以使用一凸輪構件130，例如一金屬桿的具有角度的邊緣壁，來接合夾具的凸輪部分，使得夾具遠離紙盒套筒移動，並且使得紙盒套筒在梯板內的垂直放置和移動可更容易的操縱。同樣的，在需要紙盒套筒的接合力的情況下，可以將凸輪構件130從軌道移除或脫離，而夾具10將為紙盒套筒提供一固定力，該固定力為套筒提供所需要的呈90度的壁結構，同時可防止套筒在梯板內不良的垂直移動。當梯板移動通過包裝過程，而凸輪構件130實際接合及脫離夾具時，夾緊過程不需要任何額外的延遲或計時。換句話說，該夾緊設備的使用不需要較長的輸送路徑，也不需要在輸送機的特定站和填充設備內增長任何停留時間。因此，夾具和使用夾具的過程對包裝機械提供了有效的操作，同時實現了填充過程和山形密封件形成的改進。

如圖1A至1D所清晰顯示者，夾具的一部分適於接合紙盒套筒的表面。例如，第一突片構件60提供了一結構，有助於將紙盒牢靠的接合，及將其抵靠固定的輸送機口袋的相對壁固持在一最靠近的角隅處。

如在參考文獻中進一步所揭露的，第二突片構件70是設計成可接合紙盒套筒的表面，並協助逐漸地將紙盒推向前抵靠該固定的輸送機口袋的相對壁。

延伸超出垂直壁前表面的平面的唇緣88接合紙盒套筒，並且可使用於逐漸推動紙盒向前，特別是較短尺寸的紙盒坯料，並與第二突片構件70連通。

凸輪表面90的垂直直立部分是設計成可接受例如是導軌或其它接合構件的凸輪構件的衝擊，該凸輪構件將使夾具沿與紙板套筒相脫離的方向移動。只要是導軌與凸輪表面90相接合，就不會有來自夾具的壓力施加到套筒上，並且如果有需要的話，可以使套筒在梯板中垂直定位。同樣的，當凸輪表面90脫開時，彈簧將產生一接合力，使得夾具的相應部分接合紙盒套筒的一表面，藉此將套筒固持在輸送機梯板內的一固定位置，並進一步提供「方形調整力」，使得每個套筒角隅各形成90度角，藉此方便山形密封面積的部分的相互對齊。

雖然本發明的較佳實施例是使用特定術語、設備和方法來加以敘述，但是該等敘述的目的僅在於說明用途。使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語。應當理解，本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下進行改變和修飾。另外，應該理解的是，各種實施例的各種形態可以整體的或部分的互換。因此，本發明的精神和範圍不應局限於本文所述的較佳實例的描述。

10:夾具 20:平台 30:第一邊緣壁 40:第二邊緣壁 50:中間壁 60:第一突片構件 70:第二突片構件 80:垂直壁 82:前表面 84:後表面 86:第一側壁 88:唇緣 89:第二側壁 90:凸輪表面 100:弧形凹槽 110:彈簧構件 120:紙盒梯板 130:凸輪構件

[圖1A至1D]是根據本發明的一個實施例的夾具的透視圖。 [圖2]顯示被一彈簧沿著夾具的基部接合的夾具的透視圖，並且示出該夾具被固定在山形頂紙盒的包裝填充和成型機的梯板中。 [圖3]是複數紙盒輸送機梯板的透視圖，其中方形調整夾具是相對於輸送機梯板定位。

10:夾具

30:第一邊緣壁

40:第二邊緣壁

50:中間壁

60:第一突片構件

70:第二突片構件

82:前表面

100:弧形凹槽

Claims (2)

1. 一種紙盒方形調整夾具，其包含： 一水平的平台； 一第一邊緣壁和一第二邊緣壁，其從該平台的相對邊緣向下延伸； 一中間壁，其位於該對相對的邊緣壁之間，且從該平台的一下表面向下延伸； 一第一突片構件，其由該第一邊緣壁的一前表面所承載；其中該第一突片構件經組態以在某一預定位置處接合且牢靠地固持紙盒套筒； 一第二突片構件，其由該第二邊緣壁的一前表面所承載；其中該第二突片構件經組態以接合紙盒套筒之一表面並且抵靠一固定的輸送機口袋來推動紙盒； 一垂直壁，其由該水平的平台之一向上表面所承載，該垂直壁具有一前表面和一後表面； 該垂直壁的一左邊緣與一第一側壁成垂直連通，該第一側壁進一步界定一唇緣，該唇緣延伸超過該垂直壁之前表面的平面； 該垂直壁的一右邊緣壁與一第二側壁成垂直連通，該第二側壁鄰近該水平的平台之一中點，該第二側壁的一前邊緣界定一L形凸輪表面，該L形凸輪表面的一部分延伸超出該垂直壁之前表面的平面，該第一邊緣壁及該第一側壁實質上是連續的，且在其等之間界定一弧形凹槽； 其中該第一邊緣壁、該第二邊緣壁及該中間壁各自界定延伸穿過其之一孔，該等孔係實質上相互成軸向對齊，且該第一邊緣壁、該第二邊緣壁及該中間壁經組態以使得一彈簧構件可以放置並固定在其等之間的空間內。
2. 一種用於山形頂包裝機的紙盒梯板，其包含如請求項1所述之紙盒方形調整夾具，其中該紙盒方形調整夾具經彈簧致動且經調適以接合以該紙盒梯板保持的紙板套筒。