Устройство для фальцевания днища картонного пакета

 

Сущность изобретения: устройство предназначено для фальцевания концевой стороны пакета, изготовленного из картона, покрытого пластическим материалом, концевая сторона которого, когда сложена, имеет по существу четырехугольную форму на виде в плане и поперечный герметизирующий шов, который может перегибаться. Устройство содержит фальцевальный элемент и сопровождающий фальцевальный элемент, перемещаемые по траекториям, проходящим симметрично друг другу относительно вертикальной плоскости с помощью одного рычажного механизма, причем каждый фальцевальный элемент закреплен на приводном элементе, который выполнен в виде по меньшей мере одного соединительного рычага, снабженного управляемым приводом. Эти траектории представляют собой совмещенные поступательное и вращательное перемещения. Между фальцевальным элементом и противоположным фальцевальным элементом расположен транспортер, перемещающий пакеты в горизонтальном направлении, а также имеется центрирующее устройство, над которым образовано пространство для фальцевального устройства, свободное от конструкционных элементов. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Настоящее изобретение касается устройства для фальцевания или складывания концевой стороны пакета, изготовленного из картона, покрытого пластическим материалом, у которого концевая сторона в сложенном состоянии имеет на виде в плане четырехугольную форму и поперечный герметизирующий шов, который может перефальцовываться, при этом устройство имеет фальцующий элемент и сопровождающий фальцующий элемент, которые движутся по специфическим траекториям перемещения с помощью по крайней мере одного рычажного механизма и между которыми расположен транспортер, простирающийся на расстояние в сторону направления оси Y и перемещающий пакеты в X-протяженности, где ось Y является вертикальной к оси X, а нулевая точка осей находится в конечной позиции фальцевания двух фальцевальных элементов.

Как известно, пакеты, изготовленные из покрытого картона, имеют по существу главный трубчатый корпус с концевыми сторонами на концах. Обычно одна концевая сторона является крышкой, а другая концевая сторона - днищем. По крайней мере одна из концевых сторон, например днище, является по существу четырехугольной на виде в плане в сложенном состоянии известных пакетов. У других пакетов крышка снабжена так называемым щипцового типа закрытием, которое также является четырехугольным на виде в плане. Возможно также перефальцовывать щипцовое закрытие так, чтобы оно было плоским, и так, чтобы эта концевая сторона на стороне крышки была вертикальной к трубчатым стенкам. В настоящем изобретении не играет роли, является ли лицевая сторона крышкой или днищем.

Известны фальцевальные установки, аналогичные упомянутой вначале, при этом концевая сторона является крышкой. Полотно материала пакета, который должен закрываться, имеет круглую форму, а вдоль него расположены различные фальцевальные и сварочные позиции. Каждая из фальцевальных позиций имеет фальцевальный элемент и сопровождающий фальцевальный элемент, причем оба элемента движутся вокруг осей по частично круговым траекториям, при этом эти оси располагаются примерно в радиальном направлении относительно вращающегося узла. Было показано, что передние стенки, которые должны складываться, прежде всего должны пройти предварительное складывание, поскольку в противном случае фальцевание по круговым траекториям не обеспечит точного складывания лицевой стороны. Таким образом, известное фальцевальное устройство осуществляет только повторное складывание и щипцовые поверхности также вдавливаются внутрь и складываются внутрь.

Известная установка является сложной, дорогой и подвержена неисправностям вследствие конструкции вращающегося тела и из-за большого числа фальцевальных позиций.

Кроме того, в известной установке заполненные и открытые вверх пакеты движутся под некоторыми подвижными ее деталями, в частности, на фальцевальной позиции, в результате чего в открытый пакет могут падать посторонние предметы с находящихся над ним конструкционных элементов. Это порождает проблемы, связанные с очисткой и гигиеной.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание фальцевального устройства упомянутого выше типа, в котором концевая сторона, например днище пакета, может складываться за одну операцию без какого-либо разделения на операцию предварительного складывания и последующую операцию повторного складывания. Во время операции складывания ни одна из деталей не должна взаимодействовать с пакетом и предпочтительно даже конструкционные элементы над открытым пакетом, а вскоре после этого на позиции фальцевания должна быть осуществлена герметизация.

Эта проблема решается в соответствии с настоящим изобретением тем, что плоскость Y - Z, идущая в направлении Z, располагается по оси Y и пересекается вертикально осью X, что траектории перемещения f_a(x), f_b(x) обоих фальцевальных элементов проходят симметрично друг другу относительно плоскости Y - Z, при этом траектории перемещения в плоскости X - Y описываются как совмещенные поступательное и вращательное перемещения, выполняемые соответствующим фальцевальным элементом, что каждый фальцевальный элемент крепится к приводному элементу в виде по крайней мере одного соединительного рычага, управляемо приводимого в действие, и что симметрично относительно нулевой точки двух осей установлено центрирующее устройство для пакета, и что пространство для центрирующего устройства не имеет конструкционных элементов над центрирующим устройством.

Полное фальцевание в устройстве настоящего изобретения может предпочтительно использоваться для складывания днища пакета и в связи с этим описание будет касаться днища, однако крышка может быть выполнена таким же способом. Днище такого типа является по существу четырехугольным на виде в плане в сложенном состоянии и может быть даже плоским. Последнее является важным, поскольку пакет имеет тогда хорошее основание.

Ряд заполненных пакетов, у которых открытые днища направлены вверх, направляются по крайней мере в фальцевальную зону устройства настоящего изобретения на незначительное расстояние на прямолинейной ленте в направлении оси X. Целесообразно, направление X является горизонтальным. Направление Z может быть представлено как идущее вертикально к последнему, которое также является горизонтальным. Ось Y может быть представлена для пространственного соотношения вертикальной к двум другим осям. В соответствии с настоящим изобретением нулевая точка определяется как место пересечения трех осей и где, как предполагается, существует плоскость Y - Z, которая пересекается вертикально осью X. Первая особенность настоящего изобретения в решении вышеупомянутой проблемы заключается в том, что траектории перемещения обоих фальцевальных элементов должны проходить симметрично друг другу относительно плоскости Y - Z. Нулевая точка там является конечной точкой, где два фальцевальных элемента касаются, когда складывание днища завершается, конца траекторий перемещений, также находящихся в этом месте.

Начало траекторий перемещений также находится выше и снаружи двух сторон на расстоянии от плоскости Y - Z, поскольку пусковое, нулевое или покоя положения расположены там для обоих элементов фальцевального и сопровождающего фальцевального элементов.

Если вертикальная плоскость представляется проходящей по центру через пакет в вертикальном направлении к его направлению перемещения по оси X, то тогда центральная плоскость открытого пакета должна располагаться в плоскости Y - Z на последней из моментов, когда самые передние кромки фальцевального элемента и сопровождающего фальцевального элемента только начинают контактировать с днищем, которое еще не складывалось.

Каждая траектория перемещения фальцевальных элементов представляет совмещение поступательного и вращательного перемещений каждого из фальцевальных элементов, т.е. фальцевальные элементы не вращаются вокруг неподвижных осей и не перемещаются просто по прямой линии. Вместо этого предусматривается, что каждый фальцевальный элемент крепится к соединительному рычагу, который управляется и приводится особым образом, так что они движутся к днищу, которое по-прежнему открыто и должно складываться, и тщательно складывается без какого-либо предварительного фальцевания.

Было показано, что даже когда фальцевальные элементы имеют очень точные траектории перемещения, днище не может быть сложено по соединительным линиям сгиба, только по этим линиям, располагающимся на конце трубы пакета и представляющим границу на участке складывания лицевой стороны. Часто наблюдались нежелательные изогнутые складки, идущие под соединительной линией сгиба в одну или более трубчатых стен.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предусматривается также, что центрирующее устройство может симметрично размещаться относительно нулевой точки, в которое устанавливается и в котором поддерживается пакет в процессе операции фальцевания.

Благодаря вышеупомянутым признакам настоящего изобретения передняя стенка правильно складывается независимо от того, является ли передняя стенка днищем или крышкой, без предварительного складывания фальцевальных элементов лицевой стороны. Кроме того, щипцовые поверхности складываются в Z- направление. Угловые точки вышеупомянутой соединительной линии сгиба не расположены на круге и, вследствие комбинации поступательного и вращательного перемещений фальцевальных элементов в соответствии с настоящим изобретением, это неизбежно заставляет днище пакета, которое не было предварительно сложено, складываться требуемым и правильным образом. Существенно улучшены проблемы, связанные с гигиеной, поскольку ни одна из конструкционных частей не расположена в пространственной области фальцевального устройства над центрирующим устройством и тем самым пакетом, который по-прежнему открыт. Несмотря на то, что только одно единственное действие требуется для операции предварительного фальцевания, чтобы получить правильно сложенную переднюю стенку, ни одна из частей устройства не входит в пакет. Поскольку предусмотрены только один фальцевальный элемент и один сопровождающий фальцевальный элемент, осуществляющие операцию складывания, после которой может использоваться электрод для ультразвуковой сварки, например для сваривания поперечного герметизирующего шва, то не только уменьшается опасность попадания посторонних предметов, но и устройство также имеет меньше деталей, а поэтому работает более надежно.

Соединительные рычаги, имеющие управляемый привод, являются компонентами рычажной системы, которая точно управляет и распределяет последовательность перемещений, выполняемых компонентами в пространственном отношении с течением времени.

В частности, предпочтительно в соответствии с настоящим изобретением, чтобы каждая траектория перемещения на начальном участке проходила под углом менее, чем 45^o, предпочтительно менее, чем 30^o относительно оси - X, и простиралась на концевой участок под углом более, чем 45^o, и предпочтительно более, чем 60^o относительно оси - X. Таким образом, начальная область располагается на максимальном расстоянии от нулевой точки и здесь фальцевальные элементы движутся более плоско, чем в конечной области, где они движутся более круто в положении в направлении конечной позиции складывания с частями днища пакетов, которые должны складываться.

В соответствии с настоящим изобретением, в частности, целесообразно, если каждая траектория перемещения имеет непрерывный переход между начальной областью и конечной областью. Фальцевание может быть выполнено правильно и точно, если две прямые траектории не располагаются рядом, делая переход друг в друга через точку изгиба, но если траектории перемещения являются установившимися и, таким образом, имеют постепенно изменяющийся наклон, при этом каждая траектория перемещения является скругленной.

Более тщательные исследования привели к такому результату настоящего изобретения, что проблема решается, в частности, хорошо и точно, если траектория перемещения f_a(x) фальцевального элемента в первом квадранте, в котором x-величины на оси - X, а также y-величины на оси - Y являются положительными, простирается в характерную область настильности, которая определяется двумя кривыми. Здесь в первом квадрате в качестве примера нижняя граничная кривая называется y₁=f₁/x/, а верхняя граничная кривая называется Y₂=f₂/x/ при f₁/x/=a₁+b₁x-c₁x²+d₁x³- e₁x⁴+g₁x⁵ и f₂/x/= a₂+b₂x-c₂x²+d₂x³- e₂x⁴+g₂x⁵ \\2 Во втором квадранте для положительных величин в Y-протяженности и отрицательных x-величин в левой отрицательной протяженности оси - X траектория перемещения f_b(x) сопровождающего фальцевального элемента должна простираться в область настильности, которая также определяется двумя кривыми, которые называются: Y₃=f₃(x), Y₄=f₄(x), при f₃/x/=a₁-b₁x-c₁x²-d₁x³- e₁x⁴-g₁x⁵ f₄/x/=+a₂-b₂x-c₂x²-d₂x³- e₂x⁴-g₂x⁵ где a₁=-135,006 a₂=+17,312 b₁=+23,452 b₂=+2,002 c₁=+1,398 c₂=+0,213 d₁=+0,041922 d₂=+1,355·10^-2
e₁=+6,183·10^-4 e₂=+4,022·10^-4
g₁=+3,571·10^-6 g₂=+4,386·10^-6
Было установлено, что складывание не может быть осуществлено полностью, если передние кромки фальцевального элемента и сопровождающего фальцевального элемента не простираются в вышеупомянутые поверхности.

С другой стороны, однако, операция фальцевания, в частности, является благоприятной, если траектория перемещения самой передней кромки соответствующего фальцевального элемента, входящего во взаимодействие с линиями складывания стенки днища, которая должна складываться, следует характерному определению кривой, т. е. характерной траектории перемещения f_a/x/ в первом квадранте и f_b/x/ во втором квадранте. Обе кривые состоят расчетно из двух частичных кривых, а именно, для первого квадранта кривая Y_a6=f_a6/x/ из области определения D₁; и вторая частичная кривая Y_a7=f_a7/x/ для области определения D₂, которая простирается в область начального перемещения. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением:
f_a6/x/=-a₃+b₃x-c₃x² + d₃x³-e₃x⁴
для D₁/x/ 0 ≅ x ≅ 6/ и
f_a7/x/=a₄+b₄x-c₄x² + d₄x³-e₄x⁴
для D₂/x/ 6 ≅ x ≅ 40/
Для второго квадранта, таким образом, для положительных y-величин и отрицательных x-величин траектории перемещения соответственно состоят из кривой Y_a8=f_a8/x/ в конечной области и Y_a9=f_a9/x/ в начальной области. Тогда:
f_a8/x/=-a₃-b₃x-c₃x²-d₃x²-e₃x⁴
для D₃/x/-6 ≅ x ≅ -0/, и
f_a9/x/=a₄-b₄x-c₄x²-d₄x³-e₄x⁴
для D₄/x/-40 ≅ x ≅ -6/,
где
a₃=8,7013 - a₄=10,216
b₃=14,224 - b₄=1,5685
c₃=3,4512 - c₄=0,046046
d₃=0,40883 - d₄=0,68195·10^-3
e₃=0,017696 - e₄=0,39415·10^-5
Для локальных величин D₁-D₄ можно предположить, что для x могут использоваться величины в миллиметрах для пакета под жидкости. Например, ширина днища на виде в плане, если смотреть в направлении оси Z, составляет 70 мм.

Поэтому считается целесообразным, если в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается, что длина каждой траектории перемещения в направлении X будет несколько больше или равна половине длины днища в X- направлении.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предусматривается, что центрирующее устройство имеет два параллельных центрирующих стержня, расположенных на расстоянии друг от друга и идущих в направлении транспортирования пакета, при этом расстояние между ними замеряется в Z-направлении. Эти два удлиненных центрирующих стержня имеют острые кромки, на которые укладываются вышеупомянутые нижние соединительные линии сгиба под частями зон щипцовых стен, которые фальцуются наружу, в результате чего соединительная линия сгиба расположена на щипцовой поверхности, изгибается с помощью соответствующего центрирующего стержня и при этом гарантируется, что верхний пик щипца смещается наружу в направлении Z.

Это означает, что в сторонах, идущих поперек продольной протяженности центрирующих стержней, т.е. в боковых стенках, параллельных оси Y-Z, натяжение увеличивается, в результате чего, когда складывание происходит по конечной линии сгиба, то образуется более чистое внутреннее складывание закрытия днища. Центрирующий стержень гарантирует, что во время операции фальцевания вместе щипцовые стенки действительно складываются наружу в Z-направлении. Без этих центрирующих стержней может случиться падение или заворачивание внутрь. Поэтому центрирующее устройство целесообразно предусматривается для прочного и правильного фальцевания, даже если отпечатки выполнены в районе торцовой поверхности, например отпечаток, выполненный в районе днища, является более слабым, чем идеальный. Более слабый отпечаток означает, что стоимость может быть снижена.

Таким образом, было показано, что целесообразно, в частности, если в соответствии с настоящим изобретением соотношение расстояния между центрирующими стержнями и шириной пакета в направлении Z, поперек направления его транспортировки, составляет 0,95.

Это образует чистое складывание и лучшее увеличение натяжения трубчатых стенок, которые не поддерживаются упорными элементами.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается также тем, что соединительный рычаг сопровождающего фальцевального элемента соединен в первой точке вращения с одним концом выходного фальцевального направляющего стержня, который на противоположном конце установлен в неподвижной точке вращения и соединен с приводным кулачком во второй точке вращения, при этом приводной кулачок прикреплен к зубчатому ведущему колесу, входящему в зацепление с зубчатым ведущим колесом другого соединительного рычага так, что плоскость Y-Z является вертикальной к соединительной линии точек вращения зубчатого колеса. Таким образом, можно перемещать оба фальцевальных элемента и сопровождающий фальцевальный элемент друг к другу по требуемым траекториям и удерживать рычаг вне области над траекторией перемещения открытых пакетов, предпочтительно установленных в смещенном наружу направлении +Z или -Z.

Также целесообразно в соответствии с настоящим изобретением, если фальцевальный элемент простирается вперед так, что он убывает на конус в поперечном сечении в форму панели, и если сопровождающий фальцевальный элемент выполнен в виде наковальни, с которой может взаимодействовать электрод по траектории, которая предпочтительно отлична по времени и/или месту от траектории перемещения фальцевального элемента. Со ссылками на траектории перемещения и функции уже отмечалось, что активно фальцующие кромки сопровождающего фальцевального элемента, с одной стороны, и фальцевального элемента, с другой стороны, должны перемещаться в областях определения, а поэтому целесообразно, если фальцевальный элемент выполнен таким образом, что он идет на конус спереди в панель, которая имеет прямую кромку - хорошее давление - и фальцевальную кромку. Фальцевальный элемент такого типа может быть назван также как фальцующий металлический лист, и он полностью удовлетворяет своим функциям и обеспечивает пространство для ввода электрода, который также опирается на сопутствующий фальцевальный элемент и может использоваться для сварки, поскольку сопровождающий фальцевальный элемент выполнен в виде наковальни. Наковальня является чисто конструкционным узлом, совершенно гладким снаружи, вследствие чего открытый сверху пакет может даже перемещаться под ней без возникновения вышеупомянутой проблемы, связанной с паданием посторонних предметов. Таким образом, наковальня и т.п. размещаются снаружи траектории перемещения открытых пакетов.

Другие преимущества, признаки и возможные применения настоящего изобретения станут понятны из приводимого ниже описания предпочтительного варианта, которое сопровождается ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг. 1 - частичное изображение с вырезом, показывающее фальцевальное устройство с фальцевальным металлическим листом "b" в качестве фальцевального элемента; наковальней "а" в качестве сопровождающего фальцевального элемента; приводной зубчатой системой; электродом и тремя пакетами, транспортируемыми под ними слева направо в направлении X.

Фиг. 2- вид, аналогичный предыдущему, но показывающий другое рабочее состояние, в котором передние взаимодействующие кромки фальцующего металлического листа и наковальни уже наполовину сложили лицевую сторону пакета, подвергающегося фальцеванию.

Фиг. 3 - другой аналогичный вид сбоку, на котором достигнуто позже рабочее состояние, где электрод подведен вплотную перед наковальней.

Фиг. 4 - вид сбоку центрирующего устройства над транспортируемым пакетом с выступающими наружу районами стенки днища, которые должны складываться, если смотреть в направлении Z.

Фиг. 5 - вид устройства с фиг.4 справа налево в направлении стрелки V, т.е. в направлении X.

Фиг. 6 - вид в плане устройства с фиг.4 без транспортируемого пакета и со скругленной формой в области углов днища, которое должно складываться.

Фиг. 7 - показаны оси X-Y с нулевой точкой /O/, области настильности для кривых и оптимальные траектории перемещения, помеченные f_a/x/ и f_b/x/, где ось Y представлена как проходящая через центр пакета и отпечатанные линии днища пакета, которое должно складываться, простираются в направлении X, при этом линии показаны на фиг. 1 - 4.

Фиг. 8 - частичный вид первого и второго квадрантов обозначенных кривых f_a/x/ и f_b/x/, каждая из которых состоит из двух частичных кривых с приведенными для них областями определения от D₁ до D₄.

Фиг. 9 - вид в плане фальцевального устройства, на котором показаны только те детали, которые важны для его понимания.

Три пакета 1 или 1' располагаются над транспортерной лентой /не показана/, которая движется в положительном направлении X, при этом пакет 1' уже готов и сложен и снабжен сварным поперечным герметизирующим швом. В варианте, показанном здесь, крышка пакета находится на днище и пакет заполняется, а стенки лицевой стороны являются, таким образом, стенками днища, которые отделены от трубчатых боковых стенок соединительной линией сгиба 2. Последняя простирается в направлении X, хотя на фиг. 5 соединительная линия сгиба 2' простирается в направлении Z. На фиг. 1 - 4 и 7, 8 направление Z является вертикальным к плоскости чертежа.

Поверхности треугольных щипцов обозначены цифрой 3, а сверху снаружи они имеют пик 4, располагающийся против соединительной линии сгиба 2 и который предполагается фальцевать в направлении Z или -Z /фиг.5/. Пакет 1' находится в состоянии, когда фальцевальная операция завершена, так что пик 4 щипца можно видеть непосредственно под поперечным герметизирующим швом 5. Продольный герметизирующий шов пакета обозначен цифрой 6 на фиг. 5.

Таким образом, лицевая сторона 2-4 пакета 1 может складываться, фальцевальный металлический лист "b" и наковальня "a" перемещаются с помощью рычажного механизма 6 таким образом, что фальцевальные кромки 7 фальцевального металлического листа "b" и 7' наковальни "a" движутся по заданным криволинейным траекториям. На фиг. 7 фальцевальный металлический лист "b" и наковальня "a" находятся в отведенном положении, в котором фальцевальные кромки 7, 7' могут входить в начальную область операции фальцевания, которая расположена на фиг.7 и 8 на расстоянии от нулевой точки O на наружном конце кривых, описанных там.

Для синхронного перемещения рычажного механизма предусмотрено зубчатое ведущее колесо 8, входящее в зацепление с зубчатым выходным колесом 9. Ведущий кулачок 10, неподвижно соединенный с зубчатым ведущим колесом 8, вращается вокруг стационарной точки вращения I таким образом, что наружный конец ведущего кулачка 10 с точкой вращения II может двигаться по кругу, с которой шарнирно соединен соединительный рычаг 11 на стороне наковальни. Этот соединительный рычаг шарнирно соединен также с подвижной точкой вращения III фальцевального направляющего стержня 12 со стороны наковальни, который вращается вокруг неподвижной точки вращения IV. Таким образом, это способствует перемещению как опорных средств 13, неподвижно установленных на соединительном рычаге 11, так и наковальни "а", которая удерживается опорными средствами.

Со стороны фальцевального металлического листа расположены аналогичные компоненты, которые вращаются вокруг неподвижной оси вращения I', подвижной оси вращения II', подвижной оси вращения III', неподвижной точки вращения IV'и неподвижной точки вращения V'.

Хотя оси вращения /точки вращения/ компонентов лучше показаны на фиг.1, однако компоненты на стороне фальцевального металлического листа будут описаны с помощью фиг.2.

Выходной кулачок 14 неподвижно соединен с зубчатым выходным колесом 9 и приводит в действие соединительный рычаг 15 на стороне фальцевального металлического листа так же как на стороне наковальни, при этом к нижнему концу соединительного рычага прикреплен фальцевальный металлический лист "b". Здесь также фальцевальный направляющий стержень 18 шарнирно закреплен в подвижной точке вращения III' и может поворачиваться вокруг неподвижной точки вращения IV'.

Независимо от перемещения выходного кулачка 14 направляющий рычаг 17 может вращаться вокруг точки вращения I', к которой шарнирно соединен электродный узел S. Корпус 19 преобразователя электродного узла шарнирно закреплен параллельно направляющему рычагу 17 электродного узла к приводному рычагу 20, который также показан на фиг.1 с его неподвижной точкой вращения V.

Направляющий рычаг 17 для электродного узла S и приводной рычаг 20, установленный параллельно первому, могут, таким образом, перемещаться раздельно с помощью выходного кулачка 14, движущегося по параллелограммной траектории, при этом рычаги 20 и 17 имеют одинаковую длину. Таким образом, будет видно, что электродный узел S вместе с электродом 21 могут перемещаться и приводятся в действие раздельно с помощью фальцевального металлического листа "b".

На фиг.2 показан пакет 1" в промежуточном положении складывания, где передние кромки 7 и 7' фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a" уже выполнили больше половины операции складывания. По этой причине пик или вершина 4 щипца уже сместилась вниз на продольную осевую линию 22' пакета по сравнению с центральной линией 22 пакета 1. Очевидно, что продольная осевая линия 22 пакета движется вместе с пакетом. Центральная линия 22' располагается в плоскости Y - Z, проходящей через нулевую точку, как показано на фиг. 7. Эта центральная линия 22' также расположена в плоскости Y - Z, проходящей через нулевую точку, которая вертикально пересекается соединительной линией 23 между точками вращения I,I' зубчатого колеса.

В положении, показанном на фиг.3, операция складывания подошла к завершению и опорные средства 13 наковальни "a" помещаются на неподвижный упор 24, в результате чего усилие сварки может правильно и точно восприниматься без какой-либо нагрузки со стороны соединительного рычага 11 и его креплений, причем усилие сварки прикладывается электродом 21, который может перемещаться в сторону через плоский фальцевальный металлический лист "b" и может зажимать и сваривать поперечный герметизирующий шов 5.

Две центрирующие штанги 25 расположены в районе плоскости Y - Z, проходящей через нулевую точку, однако они не показаны на фиг. 1 - 3 в целях большей простоты. Они описаны с помощью фиг.4 - 6. Удлиненные центрирующие штанги 25, которые видны сбоку и сверху на фиг. 4 и 6 соответственно, простираются в направлении X, в котором представлен вид на фиг.5, и из первого во второй квадранты, таким образом, в X - направлении.

Верхняя кромка двух центрирующих штанг 25 расположена между 1 и 5 мм, предпочтительно между 1,5 и 3 мм ниже соединительной линии сгиба 2 между трубой пакета, показанной в обрыве в нижней части, и между областью верхней лицевой стороны 2, 4, 6. Кроме того, две центрирующие штанги 25 на фиг.6 расположены на расстоянии A друг от друга, равном, например, 67 мм в одном варианте, где ширина B пакета составляет 170 мм. Таким образом, соотношение Y расстояния A к ширине B пакета составляет 0,95. Это означает, что, когда пакет 1 вводится между двумя центрирующими штангами 25 в направлении +X, то он слегка сжимается, так что фактическая ширина B пакета между центрирующими штангами становится тогда только лишь 67 мм. Образующееся полезное увеличение натяжения в области соединительной линии сгиба 2' /фиг.5/ уже упоминалось.

После завершения операции складывания пакет 1' покидает центрирующие штанги 25.

На фиг.7 представлена диаграмма осей X - Y с различными кривыми, которые получаются для траекторий перемещения. Область третьего и четвертого квадрантов для величины или значений Y O не представляет интереса, а поэтому может быть опущена в описании и не показана на фиг.8.

Фиг. 7 показывает нулевую точку О в точке пересечения осей X и Y между величинами -40 и +40 на шкале X. В качестве примера можно предположить числовые значения в миллиметрах. Плоскость листа определяется осями X и Y, а ось Z является вертикальной к плоскости листа. Их начало также является нулевой точкой O. Нулевая точка представляет конечную позицию складывания, где передние кромки 7 и 7' фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a" достигли положения, показанного на фиг.3, таким образом, поперечный герметизирующий шов 5 готов и сложен. Поэтому это является конечной областью. Оптимальные траектории перемещения показаны на фиг.7 кривыми f_a/x/ и f_b/x/. Если эти кривые следуют из нулевой точки в направлении наружу, то их промежуточные положения проходятся свободно, как показано на фиг.2, например, для фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a". Еще дальше наружу, т.е. на расстояние от Y- и X-оси, пунктирная линия достигает исходной области фальцевальной операции, которая с вычерчиванием фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a" на фиг.1 уже пройдена, поскольку передние кромки 7 и 7' расположены там в положении покоя, в котором они даже не взаимодействуют с пакетом. Поэтому пакет даже не сместился в правильное положение, которого достигает пакет на фиг.2 и 3.

Идеальные траектории перемещения f_a/x/ и f_b/x/, т.е. траектории передней кромки 7 фальцевального металлического листа "b" /f_a/x// и во втором квадранте передней кромки 7' наковальни "a" /траектория f_b/x// отмечены пунктирными линиями с помощью кривых, которые направляются на фиг.1 в область настильности. Область настильности для фальцевального металлического листа "b" и, таким образом, траектория перемещения f_a/x/ определяются кривыми Y₁ = f₂/x/ на днище и Y₂ =f₂/x/ наверху, все в первом квадранте.

Траектория перемещения f_b/x/ для наковальни простирается во второй квадрант в область настильности, которая определяется кривыми Y₃ = f₃/x/ и Y₄ = f₄/x/.

Выраженные в конкретных числовых величинах, определяющие кривые являются следующими:
Y₁ = f₁(x)= -135,066 +23,452x -1,398x² + 0,041922x³ - 6,183·10^-4x⁴ + 3,571·10^-6 x⁵
Y₂ =f₂(x)= 17,312 -2,002x- 0,213x²+1,355·10^-2x³-4,022·10^-4x⁴ +4,386·10^-6x⁵
Y₃ =f₃(x) =-135,066-23,452x-1,398x²-0,041922x³-6,183·10^-4x⁴-3,571·10^-6x⁵
Y₄ =f₄(x) = 17,312-2,002x-0,213x²- 1,355·10^-2x³-4,022·10^-4x⁴-4,386·10^-6x⁵
На фиг.8 показаны две области определения Д₁ и Д₂ для первого квадранта для x-величин; и для второго квадранта еще две области определения Д₃ и Д₄ для x-величин.

Для первого квадранта это означает, что идеальная траектория перемещения f_a/x/ не может быть представлена одной единственной функцией, а подразделяется на две секции, а именно секцию, расположенную ближе к нулевой точке, с областью определения Д₁ в виде кривой f_a6/x/ и секцию, расположенную несколько дальше для области определения Д₂ с кривой f_a7/x/.

Это применимо ко второму квадранту. Здесь тоже идеальная кривая f_b/x/ для передней кромки 7' наковальни "a" подразделяется на две частичные кривые, а именно, которая ближе к нулевой точке в области определения Д₃ для x-величин, и та, что несколько дальше от оси Y в области определения Д₄ для функции f_a9/x/.

Выраженное конкретно в числах для первого квадранта:
f_a6 =-8,7013+14,224x-3,4512x²+0,40883x³-0,017696x⁴
Наружная ветвь кривой, достигающей начала области складывания, может быть определена следующей кривой:
f_a7/x/=10,216+1,5685x-0,046046x²+ +0,68195·10^-3x³-0,39415·10⁵x⁴
Это же справедливо для второго квадранта:
f_a8/x/= -8,7013-14,224x-3,4512x²-0,40883x³-0,017696x⁴ и для наружной ветви кривой:
f_a9/x/=10,216-1,5685x-0,046046x₂-0,68195·10^-3x^-3-0,39415·10^-5x⁴
Во время работы пакет 1 транспортируется в направлении оси X в положение, показанное на фиг.1 /центральный пакет/, где фальцующий металлический лист "b" и наковальня "a" по-прежнему находятся в своих положениях покоя.

Хотя пакет 1 проталкивается дальше в X-направление, в результате чего его вертикальная продольная центральная линия 22' располагается в плоскости Y -Z , однако передние кромки 7 и 7' фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a" перемещаются в сторону верхней кромки сгиба области фальцевания днища пакета 1, которая проходит через вершину 4 треугольника, параллельного соединительной линии сгиба 2. В этот момент операция складывания начинается путем сдавливания вместе фальцевальными элементами "b" и "b", которые должны перемещаться вместе. Точка 4 вершины щипца щипцовой области 3 движется вниз по оси Y-Z, тогда как соединительная линия сгиба 2 удерживается с помощью центрирующих штанг 25, как показано на фиг.4 - 6. Эта операция складывания продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто положение, показанное на фиг. 2. Однако это является только промежуточным положением. Точка 4 движется дальше вниз в плоскости Y - Z, пока не будет достигнута конечная позиция складывания, показанная на фиг.3.

Тем временем, электрод 21 движется по другой траектории перемещения благодаря параллелограммной системе передач 17, 20 в положение, показанное на фиг. 3, и спустя некоторое время двойная картонная полоса пакета наверху зажимается между передней кромкой 21 электрода и сопутствующей поверхностью наковальни "a" и сваривается. В результате этого образуется поперечный герметизирующий шов 5. После этого передние кромки 7 и 7' фальцевального металлического листа "b" и наковальни "a" перемещаются по кривым f_a/x/ и f_b/x/ и пакет 1' достигает положения, показанного справа на фиг.1, откуда он транспортируется дальше.

Можно также перемещать два ряда пакетов одновременно в направлении оси X в положение складывания, если два фальцевальных металлических листа "b" и две наковальни "a" установлены позади друг друга в направлении Z, как показано на виде в плане устройства на фиг.9. На этом рисунке можно увидеть вышеописанные компоненты и оси соответственно. Таким образом, будет очевидно, что наковальни "a" установлены на валах 26, 27 и 28. Различные положения перемещения фальцевального направляющего стержня 12, направляющего рычага 17, фальцевального направляющего стержня 18, соединительных рычагов 11 и 16 и т.п. показаны на фиг.1 - 3.

Формула изобретения

1. Устройство для фальцевания концевой стороны пакета, изготовленного из картона, покрытого пластическим материалом, концевая сторона которого, когда сложена, имеет по существу четырехугольную форму на виде в плане и поперечный герметизирующий шов, который может перегибаться, содержащее фальцевальный элемент и сопровождающий фальцевальный элемент, которые установлены с возможностью перемещения по характерным траекториям f_a(x), f_b(x) с помощью одного рычажного механизма, при этом между фальцевальным элементом и противоположным фальцевальным элементом на расстоянии в направлении оси Y расположен транспортер, перемещающий пакеты в Х-направлении, при этом ось Y является вертикальной к оси Х, а нулевая точка 0 осей X, Y расположена на конечной позиции складывания двух фальцевальных элементов, отличающееся тем, что траектории перемещения f_a(x), f_b(x) обоих фальцевальных элементов проходят симметрично одна другой относительно расположенной по оси Y плоскости Y Z, идущей в направлении Z и вертикально пересекающейся с осью Х, причем эти траектории в плоскости X Y представляют собой совмещенные поступательное и вращательное перемещения соответствующих фальцевальных элементов, при этом приводной элемент выполнен в виде по меньшей мере одного соединительного рычага, снабженного управляемым приводом, причем симметрично относительно нулевой точки 0 двух осей X, Y установлено центрирующее устройство, над которым образовано пространство для фальцевального устройства свободное от конструкционных элементов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая траектория f_a(x), f_b(x) на начальном участке простирается под углом менее 45^o, предпочтительно менее 30^o относительно оси Х и проходит в конечном участке под углом более 45^o, предпочтительно более 60^o относительно оси Х.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждая траектория перемещения f_a(x), f_b(x) имеет непрерывный переход между начальным и конечным участками.

4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что траектория перемещения f_a(x) фальцевального элемента (b) в первом квадранте плоскости X Y (X > 0; Y > 0) проходит в области плоскости, которая дополнительно определяется кривыми
Y₁ f₁ (x),
Y₂ f₂ (x)
при f₁(x) a₁ + b₁x c₁x² + d₁x³ e₁x⁴ + g₁x⁵
и f₂(x) a₂ + b₂x c₂x² + d₂x³ e₂x⁴ + g₂x⁵,
а траектория перемещения f_b(x) сопровождающего фальцевального элемента (а) во втором квадранте плоскости X Y (X < 0, Y > 0) проходит в области плоскости, которая определяется дополнительными кривыми
Y₃ f₃(x),
Y₄ f₄(x),
при f₃(x) a₁ b₁x c₁x² - d₁x³ e₁x⁴ g₁x⁵
и f₄(x) +a₂ b₂x c₂x² - d₂x³ e₂x⁴ g₂x⁵,
где а₁ -135,006;
b₁ +23,452;
с₁ +1,398;
d₁ +0,041922;
е₁ +6,183 · 10^-4;
g₁ +3,571 · 10^-6;
а₂ +17,312;
b₂ +2,002;
с₂ +0,213;
d₂ +1,355 · 10^-2;
е₂ +4,022 · 10^-4;
g₂ +4,386 · 10^-6.

5. Устройство по любому из пп. 1 4, отличающееся тем, что траектория перемещения f_a(x) фальцевального элемента описывается кривыми

при -a₃ + b₃x c₃x² + d₃x³ e₃x⁴,
для области определения D₁ X (0 ≅ X ≅ 6)
и
при a₄ + b₄x c₄x² + d₄x³ e₄x⁴,
для области определения D₂:
Х (6 ≅ Х ≅ 40)
и траектория перемещения f_b(x) сопровождающего фальцевального элемента описывается кривыми

при = -a₃ b₃x c₃x² - d₃x³ e³x⁴,
для области определения D₃:
Х (-6 ≅ X ≅ 0)
и

при = a₄ b₄x c₄x² d₄x³ e₄x⁴,
для области определения D₄:
Х (-40 ≅ Х ≅ -6),
где а₃ 8,7013;
b₃ 14,224;
с₃ 3,4512;
d₃ 0,40883;
е₃ 0,017693;
a₄ 10,216;
b₄ 1,5685;
с₄ 0,046046;
d₄ 0,68195 · 10^-3;
е₄ 0,39415 · 10^-5.

6. Устройство по любому из пп. 1 5, отличающееся тем, что длина каждой траектории перемещения f_a(x), f_b(x) в Х-направлении несколько больше, чем половина длины днища пакета в Х-направлении или равна ей.

7. Устройство по любому из пп. 1 6, отличающееся тем, что центрирующее средство имеет две параллельные центрирующие штанги, расположенные на расстоянии одна от другой в направлении оси Z и простирающиеся в направлении транспортирования пакета (в Х направлении).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что соотношение расстояния между центрирующими штангами и шириной пакета в направлении, поперечном направлению его перемещения (Z-направление), составляет 0,95.

9. Устройство по любому из пп. 1 8, отличающееся тем, что рычажный механизм дополнительно содержит выходной фальцевальный направляющий стержень, одним концом установленный в неподвижной точке вращения, а другим концом соединенный с первой точкой вращения соединительного рычага сопровождающего фальцевального элемента, который соединен во второй точке вращения с ведущим кулачком, прикрепленным к зубчатому ведущему колесу, входящему в зацепление с зубчатым выходным колесом, относящимся к другому соединительному рычагу, так, что плоскость Y Z является вертикальной относительно соединительной линии точек вращения зубчатых колес.

10. Устройство по любому из пп. 1 9, отличающееся тем, что фальцевальный элемент выполнен в передней части так, что он убывает в своем поперечном сечении, образуя панельную форму, а сопровождающий фальцевальный элемент выполнен в форме наковальни, при этом устройство содержит электрод, который может прижиматься к наковальне по траектории, которая предпочтительно является отличной по времени и/или месту от траектории перемещения f_а(x) фальцевального элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9