Упаковочная машина и способ упаковки

 

Изобретение относится к способам и устройствам для упаковки предметов в коробку в несколько ярусов. Ярусы предметов разделены разделительной панелью с деформируемыми участками. Деформируемые участки образуют гнезда между соседними предметами, расположенными по разные стороны панели. Машина укладывает разделительную панель на один из торцов первого предмета с точным совмещением с ним деформируемого участка. Затем деформирует деформируемый участок, который при этом по крайней мере частично образует гнездо, в которое входит торец предмета, и устанавливает второй предмет в фиксированное благодаря наличию гнезда положение относительно первого предмета и разделительной панели. Изобретение позволяет точно позиционировать упаковываемые в несколько ярусов предметы. 2 с. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к машинам для упаковки некоторого количества предметов, таких как бутылки или банки, в упаковочную коробку. В частности, изобретение относится к машине для упаковки в коробки предметов в несколько рядов или ярусов.

В патенте США 5246113 (Schuster) предложена полностью закрытая упаковочная коробка, в которой расположено два яруса предметов, разделенных разделительной панелью. Для загрузки коробки Schuster предлагает вначале собирать нижний ярус предметов, накрывать их сверху разделительной панелью, а затем устанавливать на разделительную панель предметы верхнего яруса и загружать всю двухъярусную группу предметов в коробку через ее открытый торец. Schuster предлагает также выполнить в разделительной панели деформируемые участки, образующие установочные гнезда для торцев соседних предметов верхнего и нижнего ярусов. Однако при этом взаимная фиксация соседних предметов и деформируемых участков разделительной панели происходит только после их штабелирования, что требует точного предварительного совмещения осей предметов верхней и нижней группы. О том, каким образом это осуществить, в патенте на имя Schuster ничего не говорится. Кроме того и помимо всего прочего, в этой публикации нет никакой информации о многоярусной упаковке предметов в коробки типа обертки.

Настоящее изобретение решает или по крайней мере уменьшает проблемы существующего уровня техники. В соответствии с одним из предметов изобретения предлагается упаковочная машина, предназначенная для упаковки в коробку ярусов предметов, разделенных разделительной панелью, имеющей деформируемые участки, образующие гнезда для расположенных на противоположных сторонах панели соседних предметов, которая содержит устройство для позиционирования разделительной панели на одном из торцев первого предмета с точным совмещением деформируемого участка и торца предмета, устройство для деформирования деформируемого участка, в процессе которого торец предмета по крайней мере частично оказывается расположенным в образованном деформируемым участком гнезде, и устройство для последующего позиционирования второго предмета в фиксированное обусловленное наличием гнезда положение относительно первого предмета и разделительной панели.

Деформирующее устройство можно выполнить в виде устройства для копирования на деформируемом участке разделительной панели формы торца первого предмета, который входит в образующееся гнездо, которое одновременно служит гнездом и для второго предмета. Это копирующее устройство можно выполнить в виде колпачка для обжатия панели по торцу предмета. Деформирующее устройство может иметь группу таких копирующих устройств, объединенных в непрерывные ряды. При этом можно рядом друг с другом расположить два или несколько рядов таких копирующих устройств. Копирующее устройство может также иметь несущее устройство, на котором рядами крепятся копирующие колпачки, которые при вращении несущего устройства перемещаются относительно первых предметов, приближаясь и удаляясь от них.

В соответствии с другим предметом настоящего изобретения предлагается упаковочная машина для производства упаковочных коробок типа обертки, в которых в два или более ярусов расположены предметы, разделенные разделительной панелью, имеющей деформируемый участок, образующий гнездо для смежных предметов, расположенных по разные стороны разделительной панели, которая (машина) имеет устройство для позиционирования разделительной панели на одном из торцев первого предмета с точным совмещением с ним деформируемого участка панели и штабелирующее устройство, осуществляющее размещение на панели в точном соответствии с первым предметом и деформируемым участком панели второго предмета, которое имеет устройство, обеспечивающее падение второго предмета на деформируемый участок панели.

Машина также может иметь устройство, образующее первую линию подачи для подачи первых предметов, и устройство, образующее вторую линию подачи для подачи вторых предметов, а ее штабелирующее устройство имеет устройство, регулирующее перемещение первого и второго предметов по их линиям подачи. Регулирующее устройство осуществляет совмещение торцев предметов до штабелирования и может иметь направляющий желоб, по которому один из предметов перемещается до упора в разделительную панель и оказывается расположенным в штабеле над вторым предметом. В качестве регулирующего устройства можно использовать выполненный в виде звездочки барабан.

Машина может также иметь устройство для позиционирования разделительной панели на одном из торцев первого предмета, осуществляющего точное совмещение деформируемого участка панели с торцем предмета, и устройство для совместного перемещения разделительной панели и первого предмета по линии подачи.

В соответствии с еще одним предметом изобретения предлагается машина для упаковки в коробку предметов первого и второго ярусов, разделенных разделительной панелью, имеющей деформируемые участки, образующие гнезда для смежных, расположенных на противоположных сторонах разделительной панели предметов, которая (машина) имеет устройство для позиционирования разделительной панели на торцах предметов первого яруса и точного совмещения с ними деформируемых участков панели и устройство для одновременного перемещения панели и предметов первого яруса по линии подачи.

Перемещающее устройство может содержать конвейер с устройством, взаимодействующим с разделительной панелью и перемещающим ее заранее заданным образом, при этом устройство для перемещения имеет толкатель, взаимодействующий по крайней мере с одним вырезом на разделительной панели. Толкатель при этом может перемещаться по замкнутой траектории.

Машина может также иметь исполнительное устройство для взаимодействия разделительной панели с предметами первого яруса и фиксации на них разделительной панели с точным совмещением с ними. Это исполнительное устройство может иметь элемент, осуществляющий перемещение перемещаемого участка разделительной панели в рабочее положение, в котором он прижимается к предметам первого яруса. Этот элемент может быть выполнен в виде выступающего пальца, радиально закрепленного на вращающемся устройстве, который в процессе вращения входит и выходит из отверстия, выполненного в разделительной панели, при этом перемещаемый участок панели представляет собой вырубленную в этом отверстии лапку.

В любом из вышеуказанных вариантов выполнения изобретения предлагаемая машина может также иметь устройство для упаковки предметов, собранных друг с другом в первый и второй ярусы в коробку типа обертки.

В соответствии с еще одним предметом изобретения предлагается способ упаковки в коробку предметов, расположенных в несколько ярусов, разделенных разделительной панелью, имеющей деформируемые участки, образующие гнезда между смежными предметами, расположенными по разные стороны панели, включающий стадии позиционирования разделительной панели на торцах предметов в первом ярусе с размещением деформируемых участков точно на торцах предметов, деформирования деформируемых участков по крайней мере с частичным образованием этими участками гнезд под торцы предметов в первом ярусе и позиционирования предметов во втором ярусе в фиксированное, обусловленное наличием гнезд положение относительно предметов первого яруса и разделительной панели.

Стадия деформирования деформируемого участка может быть выполнена с помощью устройства, которое копирует и воспроизводит на деформируемом участке разделительной панели форму торца предмета и образует в этом месте панели гнездо. Предлагаемый способ может также предусматривать использование некоторого количества таких копирующих устройств, которые осуществляют деформирование в панели соответствующего количества деформируемых участков. Копирующие устройства можно выполнить вращающимися и объединить их по группам в непрерывные ряды.

В соответствии с еще одним предметом настоящего изобретения предлагается способ изготовления упаковочной коробки с двумя или более разделенными разделительной панелью ярусами расположенных в определенном порядке предметов, включающий стадии объединения в группу предметов первого яруса и позиционирования разделительной панели на одном из торцов этой группы, объединения в группу предметов второго яруса и штабелирования этой группы предметов второго яруса на разделительной панели с совмещением разделенных разделительной панелью торцов смежных предметов первого и второго ярусов, обертывания собранных друг с другом групп предметов первого и второго ярусов картонной заготовкой, состоящей из соединенных друг с другом шарнирно панелей, и соединения друг с другом свободных концов заготовки с образованием коробки с упакованными в нее предметами.

В соответствии с еще одним предметом изобретения предлагается упаковка, изготовленная на любом из вариантов машины или по любому из его способов.

Ниже приведено описание одного из примеров выполнения изобретения со ссылками на приложенные к нему чертежи, на которых изображено: на фиг. 1 - схематичное изображение в аксонометрии предлагаемой в изобретении упаковочной машины; на фиг. 2-5 - схематичные изображения в аксонометрии групп предметов и разделительной панели на разных стадиях предлагаемого в изобретении процесса упаковки; на фиг. 6 - схематичное изображение в аксонометрии предназначенного для фиксирования разделительной панели узла машины по фиг. 1; на фиг. 7 - схематичное изображение в аксонометрии узла штамповочного барабана машины по фиг. 1; на фиг. 8 - схематичное изображение в аксонометрии штабелирующего узла машины по фиг. 1; на фиг. 9 - изображение в увеличенном масштабе в аксонометрии части штабелирующего устройства по фиг. 8; на фиг. 10 - схематичное изображение в аксонометрии готовой коробки с упакованными в ней предметами, изготовленной на машине по фиг. 1-9.

Предлагаемая в изобретении упаковочная машина 10 показана на фиг. 1. В целом машина работает следующим образом. Поступающие в машину предметы, такие, как банки с напитками, делятся в ней на две линии подачи: верхнюю и нижнюю. Группа предметов нижней линии подачи накрывается сверху разделительной панелью или прокладкой и в процессе определенных операций деформируемые участки панели совмещаются с верхними торцами предметов нижнего ряда и в результате обжатия образуют фиксирующие гнезда. После этого сверху на разделительную панель опускаются предметы верхнего ряда в точном соответствии с положением предметов нижнего ряда, при этом нижний торец верхнего предмета размещается в гнезде, образованном деформируемым участком разделительной панели, утопленным в верхнюю часть нижнего предмета. Собранные вместе с разделительной панелью в одну двухъярусную группу предметы затем упаковываются в коробку, которая в данном случае представляет собой упаковочную коробку типа обертки.

Тот факт, что верхние и нижние предметы размещаются в гнездах панели, как более подробно описано при рассмотрении фиг. 2-5, означает, что расположенные один на другом предметы существенно не смещаются в коробке во время хранения или транспортировки. Соответственно они должны быть для этого достаточно плотно упакованы в коробке типа обертки. Разделительная панель 13 также препятствует трению в коробке друг о друга верхних и нижних торцев смежных предметов, что в противном случае ведет к возможной потере внешнего вида по крайней мере части предметов. При изготовлении предметов А, например, из алюминия, постоянное трение смежных торцев установленных друг на друга предметов приводит к нежелательному образованию на одном из торцев слоя покрытия, содержащего окись алюминия. Относительное движение предметов может привести просто к повреждению их торцев, в частности расположенного на торце оттягиваемого кольца, используемого для открытия банки.

Показанная на фиг. 1 машина 10 имеет конвейер 36, по которому в нее подаются два нижних ряда предметов 38. Подача находящихся в рядах 38 предметов А регулируется парой так называемых звездочек 40. Подача в машину разделительных панелей или прокладок 13 осуществляется подающим механизмом 16 из загрузочного бункера 12, который в рассматриваемом примере имеет удлиненный участок 14, на котором находится большое количество собранных в стопку прокладок 13. Подающий механизм 16 может, например, иметь вакуумные присоски, которые поштучно отделяют от стопки передние разделительные панели 13 и укладывают их на верхние торцы предметов А нижних рядов 38.

Как показано на фиг. 2, разделительная панель 13 имеет боковые вырезы 60, с помощью которых она перемещается цепными толкателями 42, расположенными рядом с верхними торцами предметов А вдоль боковых сторон рядов 38. При синхронной работе цепных толкателей 42, подающего механизма 16 и устройства, регулирующего движение рядов 38, деформируемые участки 62 разделительной панели 13 точно совмещаются с верхними торцами соответствующей группы предметов А.

Группы предметов с разделительной панелью перемещаются по нижней линии подачи к предназначенному для фиксации панели барабану 18, с помощью которого выполненные в панели 13 фиксирующие язычки 64 выдавливаются из плоскости панели и расклиниваются между верхними торцами смежных предметов нижней группы. В данном случае предметы А представляют собой банки с верхним ребром R, диаметр которого меньше диаметра основной, имеющей цилиндрическую форму части банки. При этом фиксирующие язычки 64 отгибаются в зазор между ребрами смежных предметов и удерживают разделительную панель 13 на месте в процессе перемещения нижней группы предметов.

Предназначенное для фиксации панели устройство 18 в деталях показано на фиг. 6 и состоит из соединенного с приводом (не показан) цилиндрического барабана 74 с радиальными пальцами 70, которые вращаются вокруг центральной оси барабана 74. Спрофилированный определенным образом конец 72 пальца 70 при вращении барабана и опускании пальца в нижнее положение упирается в верхнюю поверхность фиксирующего язычка 64 разделительной панели 13. Целесообразно концы 72 пальцев выполнить скругленными, что облегчает проникновение и выход пальцев из отверстий, в которых расположены язычки 64 разделительной панели 13.

Показанная на фиг. 3 группа предметов перемещается затем к штамповочному барабану 20, показанному подробно на фиг. 7. Штамповочный барабан имеет цилиндрический корпус 84, который соответствующим приводом (не показан) вращается относительно своей центральной оси. На цилиндрической поверхности корпуса 84 расположены два ряда полых цилиндрических колпачков 80, наружные края 82 которых воспроизводят в панели форму торца предмета. Вращение штамповочного барабана 20 синхронизировано с движением нижних рядов предметов и разделительных панелей, при этом отдельные колпачки 80 деформируют соответствующие деформируемые участки 62 панелей 30, прижимая их к верхним торцам предметов А и образуя гнезда на верхних торцах предметов А. Как показано в качестве примера на фиг. 5, верхний торец предмета в продольном направлении выполнен углубленным по отношению к его верхнему ребру R. Благодаря этому после деформирования деформируемый участок 62 на участке между ребром R и торцем предмета приобретает чашевидную форму, показанную на фиг. 4. Таким образом с помощью язычков 64 или деформируемых участков 62 или с помощью и того и другого разделительная панель 13 фиксируется в определенном положении на предметах нижних рядов. Кроме того, точному совмещению разделительных панелей 13 с группой предметов способствует и взаимодействие цепных толкателей 42 с выполненными на панелях прорезями 60.

После этого предметы верхнего ряда, собранные в группы, готовы к размещению на верхних торцах предметов группы, как показано на фиг. 4. В рассматриваемом примере (см. фиг. 1) два верхних ряда 44 предметов перемещаются конвейером 22. При перемещении этих предметов используются не показанные на чертеже неподвижные направляющие. Движение предметов в каждом ряду 44 регулируется звездочкой 46. Как показано на фиг. 8, предметы из обоих рядов 44 попадают сверху на разделительную панель 91.

После этого совместное перемещение верхних и нижних рядов предметов регулируется устройством 48, показанным подробно на фиг. 9. В рассматриваемом примере регулирующее устройство 48, осуществляющее попарное штабелирование верхних и нижних предметов, выполнено в виде двух звездочек 90 и 92. Каждая звездочка состоит из набора зубчатых дисков 94. Диски 94 имеют впадины 98, разделенные зубьями 96, которые охватывают перемещаемый предмет на части окружности его наружной поверхности. Устройство имеет верхнюю и нижнюю группы дисков, взаимодействующие с верхними и нижними предметами. Между верхней и нижней группами дисков имеется зазор 99, через который проходит разделительная панель 91.

Как показано на фиг. 9, совмещенные друг с другом впадины верхней и нижней групп дисков 94 осуществляют взаимное центрирование верхнего и нижнего предметов, и при вращении звездочки 90 или 92 образуется эффективно действующий направляющий желоб, через который верхний предмет под действием собственного веса падает в имеющее форму чашки гнездо, образованное деформируемым участком 62 на верхнем торце нижнего предмета. При периодическом повторении этой операции собирается показанная на фиг. 5 группа из установленных друг на друга предметов. Очевидно, что такая группа может состоять из двух, трех, четырех или более попарно расположенных один над другим предметов. При этом в каждой такой группе может быть самое различное количество рядов.

Группа, состоящая из расположенных один на другом предметов, может затем перемещаться как одно целое с помощью, например, обычного конвейера, расположенного под предметами нижнего яруса, к упаковочному узлу машины.

В рассматриваемом примере группа установленных друг на друга предметов упаковывается в коробку типа обертки и получается готовая упаковка 100, показанная на фиг. 10. Как показано на фиг. 1, в машине 10 имеется бункер 24, в котором находятся уложенные в пачку 26 листы картона. Эти картонные листы 100 по одному отделяются от лицевой стороны пачки с помощью механизма подачи 28, аналогичного описанному выше механизму 16. После этого картонный лист 100 из бункера 24 попадает на цепной транспортер 30 с толкателями, которые перемещают его к консольному подвесному цепному транспортеру 34. В передней части 50 подвесного цепного транспортера 34 расположено устройство, с помощью которого осуществляется первый этап штамповки верхней панели 110, которая при этом прижимается к верхним торцам предметов верхнего яруса. После этого с помощью отгибающего ролика 32 отгибаются вниз боковые панели 114 и 124 коробки 100. Затем боковые панели коробок, перемещаясь вдоль бокового цепного толкателя 52, подходят к расширителю 54, который до прижатия боковых панелей 114 и 124 по бокам к группе установленных друг на друга предметов, раскрывает выполненные в картонной заготовке хорошо известные устройства 104, образующие в коробке гнезда для фиксации в ней углов упаковываемых предметов. Подвесной цепной транспортер 34 продолжает прижимать верхнюю панель коробки к группе предметов, а предназначенный для окончательного закрытия и скрепления коробки механизм 56 отгибает свисающие нижние участки 116 и 122 заготовки и прижимает отогнутые нижние створки 118 и 120 к нижним торцам предметов нижнего яруса. Вместо механического скрепления нижних стенок их можно приклеить друг к другу.

Следует подчеркнуть, что отдельные узлы и детали машины могут работать независимо друг от друга и могут использоваться в упаковочных машинах других типов, например в машинах для упаковки предметов через торцы коробок.

Формула изобретения

1. Упаковочная машина для изготовления упаковочных коробок, содержащих предметы, расположенные в два или более ярусов, разделенных разделительной панелью, имеющей деформируемые участки, образующие гнезда для соседних предметом, расположенных по разные стороны панели, отличающаяся тем, что она предназначена для изготовления упаковочных коробок типа обертки и включает устройство для позиционирования разделительной панели на одном из торцов первого предмета с точным совмещением деформируемого участка с торцом предмета, штабелирующее устройство для размещения второго предмета точно над первым предметом и деформируемым участком, причем штабелирующее устройство содержит устройство, с помощью которого осуществляется падение второго предмета на деформируемый участок.

2. Упаковочная машина по п.1, которая также содержит устройство для деформирования деформируемого участка при его точном совмещении с торцом предмета, который по крайней мере частично оказывается расположенным в образованном деформируемым участком гнезде.

3. Упаковочная машина по п.2, в которой деформирующее устройство содержит устройство, которое копирует на деформируемом участке разделительной панели форму торца предмета, который входит в образующееся гнездо, которое при этом служит гнездом и для второго предмета.

4. Упаковочная машина по п.3, в которой копирующее устройство содержит колпачок, обжимающий деформируемый участок панели по торцу предмета.

5. Упаковочная машина по п.3 или 4, в которой деформирующее устройство содержит группу копирующих устройств.

6. Упаковочная машина по п.5, в которой группа копирующих устройств объединена в непрерывные ряды.

7. Упаковочная машина по п.6, в которой имеется два или более расположенных рядом друг с другом рядов копирующих устройств.

8. Упаковочная машина по п.6, в которой копирующее устройство содержит также устройство, на котором установлены рядами копирующие устройства и которое в процессе работы вращается, в результате чего копирующие устройства перемещаются относительно первых предметов, последовательно приближаясь и удаляясь от них.

9. Упаковочная машина по п.1, которая также содержит устройство, образующее линию подачи первых предметом, и устройство, образующее линию подачи вторых предметов, и в которой штабелирующее устройство содержит устройство, регулирующее движение первого и второго предметов по их линиям подачи.

10. Упаковочная машина по п.9, в которой регулирующее устройство осуществляет совмещение торцов предметов до их штабелирования.

11. Упаковочная машина по п.9 или 10, в которой регулирующее устройство содержит направляющий желоб, по которому перемещается один из предметов до упора в разделительную панель и находящийся под ней второй предмет.

12. Упаковочная машина по п.11, в которой регулирующее устройство выполнено в виде звездочки.

13. Упаковочная машина по пп.1, 9, 10 или 12, которая также содержит устройство для позиционирования разделительной панели на одном из торцов первого предмета с точным совмещением деформируемого участка с торцом предмета и устройство для транспортировки разделительной панели вместе с первым предметом по линии подачи.

14. Упаковочная машина по п.1, которая также содержит устройство для транспортировки разделительной панели вместе с предметами первого яруса по линии подачи к штабелирующему устройству.

15. Упаковочная машина по п.14, в которой устройство для транспортировки содержит конвейер, имеющий устройство, взаимодействующее с разделительной панелью и перемещающее ее заранее заданным способом, которое выполнено в виде толкателя, взаимодействующего по крайней мере с одним вырезом, выполненным на разделительной панели.

16. Упаковочная машина по п.15, в которой толкатель перемещается по бесконечной траектории.

17. Упаковочная машина по п.15 или 16, в которой предусмотрено также исполнительное устройство для взаимодействия разделительной панели с предметами первого яруса с точным расположением на них разделительной панели.

18. Упаковочная машина по п. 17, в которой исполнительное устройство содержит элемент, осуществляющий перемещение перемещаемого участка разделительной панели в рабочее положение, в котором он прижимается к предметам.

19. Упаковочная машина по п.18, в которой упомянутый элемент установлен выступающим радиально на вращающемся устройстве, при вращении которого он последовательно входит и выходит из отверстия, выполненного в разделительной панели, и в которой перемещаемый участок панели выполнен в виде язычка, вырубленного в указанном отверстии.

20. Упаковочная машина по любому из пп.1 - 4, 9, 10, 14 - 16, 18 или 19, которая также содержит устройство для упаковки расположенных друг на друге предметов первого и второго ярусов в упаковочную коробку типа обертки.

21. Способ упаковки в упаковочную коробку предметов в несколько ярусов, разделенных разделительной панелью с деформируемыми участками, размещенными на торцах предметов, образующими гнезда между соседними предметами, расположенными по разные стороны разделительной панели, отличающийся тем, что деформирование деформируемых участков с частичным образованием между ними и торцами предметов установочных гнезд производят после позиционирования разделительной панели на одном из торцов первого предмета с точным совмещением деформируемого участка с торцом предмета и позиционирование предметов второго яруса производят в фиксированное, обусловленное наличием гнезд положение относительно предметов указанного яруса и разделительной панели с образованием группы объединенных в штабель предметов.

22. Способ по п.21, в котором стадия деформирования деформируемых участков осуществляется с использованием устройства, которое копирует на деформируемом участке разделительной панели форму торца предмета, который входит в образующее гнездо.

23. Способ по п.22, включающий также стадию применения нескольких копирующих устройств, которые деформируют несколько деформируемых участков.

24. Способ по п.23, в котором используемые в нем копирующие устройства объединены в непрерывные ряды.

25. Способ по п.22, в котором копирующее устройство вращается во время работы.

26. Способ по п.21, включающий также стадии свертывания картонной заготовки, имеющей ряд шарнирно соединенных друг с другом панелей, вокруг объединенных в штабель предметов, и соединения свободных краев заготовки с образованием коробки с упакованными в нее предметами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10