用于嵌套产品的包装的系统和方法转让专利

申请号 : CN201480021648.5

文献号 : CN105143050B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : F·N·蒙克里夫D·F·瓦尔纳C·福特

申请人 : 印刷包装国际公司

摘要 :

提供一种包装系统,该包装系统用来选择、分组和装载变化尺寸和/或构造的产品包到纸箱中。该包装系统包括选择区域,该选择区域具有:用来形成最初产品包构造的主选择器;和次选择器,该次选择器适合于选择并导引另外的组的产品到最初产品包上的嵌套布置中以便形成嵌套的产品包。嵌套的产品包此后可以被一对相对的装载组件的装载臂接合,该装载臂将嵌套的产品包运动到穿过包装机的一系列纸箱中。此后,纸箱的端部可以被封闭且密封以完成其中的产品包的包装。

权利要求 :

1.一种包装系统,所述包装系统包括:

产品选择和分组区域,所述产品选择和分组区域具有:主选择器,所述主选择器用来在沿行进路径运动的产品选择器传送器的条板内形成最初产品组;和次选择器,所述次选择器用来选择另外的产品或另外的系列产品并将所述另外的产品或另外的系列产品导引成与所述最初产品组接合,以便在所述条板上形成产品包;

至少一个装载组件,所述至少一个装载组件用来接合产品包且将所述产品包导引到纸箱中;和折叠区域,所述折叠区域适合于接合所述纸箱的一系列端部折板且将所述一系列端部折板折叠到关闭位置。

2.权利要求1所述的包装系统,还包括在折叠/密封区的下游的转动/分配站。

3.权利要求1所述的包装系统,其中所述至少一个装载组件包括沿所述包装系统的第一侧安装的主装载组件和沿所述包装系统的第二侧安装的次装载组件,所述主装载组件和次装载组件均包括至少一个可运动的装载臂,所述装载臂适合于运动进入和离开所述纸箱的打开端部,以便在装载臂之间接合所述产品包并且将所述产品包推入所述纸箱内的装载位置。

4.权利要求3所述的包装系统,所述主装载组件的至少一个可运动的装载臂包括推动面,所述推动面被构造用来接合且支撑由所述次选择器选择的所述另外的产品或另外的系列产品,以便将产品引导成与所述最初产品组接合,从而形成所述产品包。

5.权利要求1所述的包装系统,其中所述主选择器和次选择器均包括一系列选择器楔形件,所述一系列选择器楔形件用来将选定的产品或系列产品引导到产品选择器传送器的所述条板中,以形成嵌套的产品包。

6.权利要求5所述的包装系统,其中所述次选择器包括一系列选择器楔形件,所述次选择器的所述一系列选择器楔形件被构造用来以间隔的布置将选定的另外的产品引导成与所述最初产品组的选定的排接合。

7.权利要求1所述的包装系统,其中所述产品选择器传送器包括包缩小条板。

8.权利要求7所述的包装系统,其中所述包缩小条板包括基部以及上游壁和下游壁,其中所述上游壁或下游壁的至少一个朝着被接收在所述基部上的所述产品包能运动,以便在所述上游和下游壁之间压缩所述产品包。

9.权利要求8所述的包装系统,还包括:凸轮,所述凸轮安装到所述上游壁或下游壁的至少一个;和凸轮轨道,在所述产品包沿其行进路径运动时,所述凸轮沿所述凸轮轨道运动,其中所述凸轮沿所述凸轮轨道的运动引起所述上游壁或下游壁的至少一个朝着所述产品包运动,以便使所述产品包坍缩。

10.权利要求1所述的包装系统,其中所述至少一个装载组件包括沿所述产品包的行进路径的第一侧定位的第一装载组件,并包括沿所述行进路径的第二侧定位的第二装载组件,每一个装载组件包括一系列装载臂,每一个装载臂具有推动面,所述推动面被构造用来接合由所述主选择器和次选择器选择的产品所形成的产品包,并且其中所述第一装载组件和第二装载组件的装载臂能够从产品包的相对两侧运动成与所述产品包接合,以便接合并支撑装载臂之间的用于装载到所述纸箱中的所述产品包。

11.权利要求10所述的包装系统,其中所述装载臂的推动面被构造成具有凹入区域,以便在凹入区域之间接合大致凸出形状的产品包。

12.权利要求10所述的包装系统,其中所述装载臂的推动面构造成具有至少一个突出部分,所述至少一个突出部分适合于在其间接合大致凹入的产品包。

13.权利要求1所述的包装系统,其中所述折叠区域包括:一系列折叠/折起机构,每一个折叠/折起机构包括至少一个可延伸的突起,所述突起能运动成与所述纸箱接合;和至少一个引导杆,所述至少一个引导杆被布置用来与所述纸箱的打开端部的端部折板接合,以便使所述纸箱的侧折板和端部折板折叠到关闭位置。

14.一种包装成组产品的方法,所述方法包括:

使一系列产品沿产品横切进给部运动;

选择成组产品并且在沿行进路径运动的选择器传送器的条板内形成产品包;

用第一装载组件的第一装载臂从第一侧接合所述产品包中的每一个并且将所述产品包中的每一个推向纸箱;

用第二装载组件的第二装载臂从相对的第二侧接合所述产品包中的每一个,使得所述产品包被俘获在所述第一装载臂和第二装载臂之间;

将所述第一装载臂和第二装载臂运动横穿所述产品包的行进路径并且进入所述纸箱,以便使被俘获在装载臂之间的所述产品包进入所述纸箱内的装载位置;

从所述纸箱缩回所述第一装载臂和第二装载臂;和

接合并关闭所述纸箱的打开端部。

15.权利要求14所述的方法,还包括用次选择器选择另外的成组产品并且将所述另外的成组产品导引成与所述选择器传送器的条板内的所述产品包的选定的产品接合,以便形成交错的或嵌套的产品包。

16.权利要求15所述的方法,其中所述交错的或嵌套的产品包包括大致凸出的或大致凹入的包构造。

17.权利要求15所述的方法,其中选择所述另外的成组产品包括用多个选择器楔形件接合一系列产品,所述选择器楔形件在其间限定引导通道,所述引导通道被构造用来将所述另外的成组产品中的产品引导成与所述产品包的选定的排的产品接合,以便形成具有嵌套的或交错的所需构造的产品包。

18.权利要求14所述的方法,还包括在关闭所述纸箱的打开端部之后将所述纸箱运动通过转动站。

19.权利要求14所述的方法,还包括在用所述第一装载组件的第一装载臂和第二装载组件的第二装载臂接合每一个产品包之前使所述产品包坍缩。

20.权利要求17所述的方法,其中压缩所述产品包包括使其内形成有所述产品包的所述条板的至少一个壁抵靠所述产品包运动,以便将所述产品包抵靠在所述条板的相对的壁上进行压缩。

21.权利要求14所述的方法,还包括将一系列物品保护结构致动成与所述纸箱内的产品接合。

22.一种用来将成组产品包装在纸箱中的系统,所述系统包括:

纸箱传送器,所述纸箱传送器沿第一行进路径传送一系列纸箱;

产品横切进给部;

产品选择和分组区域,所述产品选择和分组区域邻近所述产品横切进给部定位在用以从产品横切进给部接收一系列产品的位置中,并且具有至少一个选择器,所述至少一个选择器用来在一系列选择器条板上选择且形成所需构造的产品包,所述一系列选择器条板沿邻近所述纸箱的第一行进路径的第二行进路径运动;

装载区域,所述装载区域包括沿所述系统的第一侧安装的主装载组件和沿所述系统的第二侧安装的次装载组件,所述主装载组件和次装载组件均包括至少一个可运动的装载臂,所述装载臂适合于运动进入和离开所述纸箱的打开端部,以便在装载臂之间接合每一个产品包并且将接合的产品包运动到选定的纸箱内的装载位置中;和在所述装载区域下游的折叠区域,装载有产品包的所述纸箱经过所述折叠区域,所述折叠区域包括一系列折叠机构,所述一系列折叠机构被布置用来接合所述纸箱的一系列端部折板且将所述一系列端部折板折叠到关闭位置。

23.权利要求22所述的系统,其中所述至少一个选择器包括:用来形成最初产品包的主选择器;和次选择器,该次选择器在所述主选择器下游,并且适合于选择另外的产品或另外的系列产品且将所述另外的产品或另外的系列产品导引成与每一个最初产品包接合,以便形成嵌套的产品包。

24.权利要求23所述的系统,其中所述主选择器和次选择器均包括一系列选择器楔形件,所述一系列选择器楔形件被构造用来选择所述产品或系列产品和并将所述产品或系列产品引导到产品选择器传送器的条板中,以形成所述最初产品包和嵌套的产品包。

25.权利要求24所述的系统,其中所述次选择器的选择器楔形件至少包括在其间限定引导通道的第一选择器楔形件和第二选择器楔形件,所述引导通道被构造用来以间隔的布置将选定的另外的产品引导成与所述最初产品包的选定的间隔开的排接合。

26.权利要求25所述的系统,其中每一个装载组件的所述装载臂还包括推动面,所述推动面被构造用来接合所述嵌套的产品包,由所述次选择器选择的所述另外的产品被接收且支撑在推动面上,以便装载到所述纸箱中。

27.权利要求26所述的系统,其中所述装载臂的推动面被构造成具有凹入区域,以便在所述凹入区域之间接合大致凸出形状的嵌套的产品包。

28.权利要求27所述的系统,其中所述装载臂的推动面构造成具有至少一个突出部分,所述至少一个突出部分适合于在其间接合大致凹入的嵌套的产品包。

29.权利要求22所述的系统,其中所述选择器条板包括包缩小条板,所述包缩小条板均包括基部以及上游壁和下游壁,其中所述上游壁或下游壁的至少一个朝着被接收在其基部上的产品包能运动,以便将所述产品包压缩在所述上游壁和下游壁之间。

30.权利要求29所述的系统,还包括:凸轮,所述凸轮安装到所述上游壁或下游壁的至少一个;和凸轮轨道,在所述产品包沿其行进路径运动时,所述凸轮沿所述凸轮轨道运动,其中所述凸轮沿所述凸轮轨道的运动引起所述上游壁或下游壁的至少一个朝着所述产品包运动。

31.权利要求22所述的系统,还包括转动/分配站,所述转动/分配站在折叠/密封区下游,并且包括纸箱转动部段和具有一系列产品路道的分配部段。

32.权利要求31所述的系统,其中所述转动/分配站还包括:传送器,所述传送器接收所述纸箱且将所述纸箱运动通过所述转动部段;和沿所述传送器定位的激活机构,所述激活机构位于用以接合所述纸箱以便选择性地激活所述纸箱的物品保护结构的位置中。

33.一种将一系列产品包装在一系列纸箱中的方法,所述方法包括:

将一系列纸箱竖起并使该一系列纸箱沿纸箱传送器运动;

将一系列产品进给到主选择器中并且选择成组的产品,以在沿邻近所述纸箱传送器的行进路径运动的选择器传送器的条板内形成最初产品包;

用次选择器选择另外的成组产品并且将所述另外的成组产品导引成与所述选择器传送器的条板内的所述产品包的选定的产品接合,以便形成交错的或嵌套的产品包;

将所述产品包横穿它们的行进路径运动进入所述纸箱内的装载位置;和

接合且关闭所述纸箱的一个或更多个打开端部,以将所述产品包封闭在纸箱中。

34.权利要求33所述的方法,其中所述交错的或嵌套的产品包包括大致凸出的或大致凹入的包构造。

35.权利要求33所述的方法,其中选择所述另外的成组产品包括用多个选择器楔形件接合一系列产品,所述选择器楔形件在其间限定引导通道,所述引导通道被构造用来将所述另外的成组产品中的产品引导成与所述产品包的选定的排的产品接合,以便形成具有所需构造的嵌套的或交错的产品包。

36.权利要求33所述的方法,还包括在关闭所述纸箱的打开端部之后将所述纸箱运动通过转动站,并且将所述纸箱转动到所需的取向。

37.权利要求36所述的方法,其中转动所述纸箱包括:在所述纸箱运动通过所述转动站时,用转动臂接合所述纸箱的每一个;旋转所述转动臂以便使所述纸箱充分转动以使纸箱的纵向轴线再对准;和用冲头机构接合所述纸箱以将所述纸箱的物品保护结构激活成与所述纸箱内的产品接合。

38.权利要求37所述的方法,还包括将所述纸箱分配到多个路道中。

39.权利要求33所述的方法,其中将所述产品包运动到装载位置中包括:

用第一装载组件的第一装载臂从第一侧接合所述产品包中的每一个并且将所述产品包中的每一个推向纸箱;

用第二装载组件的第二装载臂从相对的第二侧接合所述产品包中的每一个,使得所述产品包被俘获在所述第一装载臂和第二装载臂之间;

在所述产品包被俘获在所述第一装载臂和第二装载臂之间的情况下将所述第一装载臂和第二装载臂运动通过所述纸箱,以将所述产品包装载到所述纸箱中;和从所述纸箱缩回所述第一装载臂和第二装载臂。

40.权利要求39所述的方法,还包括在用所述第一装载组件的第一装载臂和第二装载组件的第二装载臂接合每一个产品包之前使所述产品包坍缩。

41.权利要求40所述的方法,其中使所述产品包坍缩包括使其内形成有所述产品包的所述条板的至少一个壁抵靠所述产品包运动,以便将所述产品包抵靠在所述条板的相对的壁上进行压缩。

42.权利要求33所述的方法,还包括将一系列物品保护结构致动成与装载在所述纸箱内的所述产品包中的产品接合。

43.权利要求33所述的方法,其中接合并关闭所述纸箱的一个或更多个打开端部包括:将所述纸箱运动到折叠/密封区域中,以便接合布置在所述纸箱的打开端部附近的一系列折叠/折起机构;将一系列折起指状件运动成与所述纸箱的一系列角板接合并且将所述角板推到折叠位置;接合所述纸箱的顶折板和底折板并且朝着折叠位置推动所述顶折板和底折板;和施加粘合剂材料以关闭且密封所述纸箱的端部。

44.权利要求43所述的方法,还包括:将所述纸箱从所述折叠/密封区域运动到下游站中;将所述纸箱转动到所需的取向;和在需要时将所述纸箱分配到多个路道中。

说明书 :

用于嵌套产品的包装的系统和方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本专利申请是在2013年4月17日由本申请中的发明人提交的先前提交的共同待决的美国临时专利申请No.61/854,154的正式申请。该专利申请根据负责临时专利申请的法律和规则(特别地,35U.S.C.§119(a)(i)和37C.F.R.§1.78(a)(4)和(a)(5))要求该引用的临时专利申请的提交日期的权益。上面引用的临时专利申请的说明书和附图特别地通过引用并入这里,如同整体被阐述。

技术领域

[0003] 本发明总体上涉及在纸箱内的诸如瓶、罐或其它产品的各种物品的包装,并且特别地涉及选择并装载嵌套的成组产品到纸箱中,嵌套的成组产品在它们被装载到纸箱中并且纸箱的端部被折叠和密封时被控制。

背景技术

[0004] 通常,诸如瓶、罐、袋等等的产品被选择到预定义的产品分组中并且装载到纸箱中以便将这种产品包装成组或“包”以便运输或销售。例如,通常,被包含在罐或瓶内的软饮料、啤酒和其它食物或饮料产品要被包装在纸板箱中(诸如以6、12、20和/或24个包)以便销售给最终消费者。典型地,该瓶或罐将被进给到包装机中,在该包装机中,它们将被分组成希望的组或产品包,即,由6、12、20、24个等等构成的组,此后瓶或罐的每一个组将被装载到纸箱中或上。虽然也可以使用平的坯料类型的纸箱,该纸箱可以包括纸板套筒,并且选定的产品分组通常通过纸箱套筒的一个打开端部被推动或以其它方式运动到这种纸箱套筒的内部中。此后,纸箱的端部将被折叠且胶合到适当位置以产生密封的包装件。
[0005] 传统上,诸如软饮料和啤酒的产品已经以由6、12和24个瓶或罐构成的包被出售,因此为消费者提供可购买的预包装的产品的数量的有限选择。最近,由于消费者品味和偏好已经改变,消费者对可用包装尺寸的更多种类的需求已经增加。响应于消费者对更多且/或不同尺寸的产品供应的需求,制造商现在开发且提供很多种部分尺寸容器,诸如6、8或20瓶或罐和/或半升以及1升尺寸。结果,与传统的6、12和24个包的包装件相比,日益需要和需求更多种包装选择。
[0006] 虽然消费者在产品包尺寸方面寻找更多选择,然而,仍然希望这种产品包装件保持尽可能紧凑以便配合在冰箱内或架子上,并这种包装件需要或占据最小量的空间。此外,这种非传统的尺寸包装件经常需要新的不一致的尺寸/形状的纸箱构造,这可能在选择、在其中装载和包装这种不同尺寸的成组产品中产生多种问题。虽然已经试图形成具有非传统产品分组(例如,8或16瓶的分组)的包装件,但这种系统通常被迫以较慢的生产速率操作并且在可以在其中包装的纸箱的尺寸和构造方面不灵活,典型地被限制到用于特别的包装件尺寸。
[0007] 因此,可以看到,需要一种用来以多种不同的非传统的产品分组来包装产品的系统和方法,该系统和方法解决该技术领域中的前述和其它相关的和不相关的问题。

发明内容

[0008] 简要地描述,本发明总体上涉及一种包装系统和这种包装系统的操作方法,该包装系统和操作方法适合于实现变化的尺寸和/或构造的嵌套的产品分组的选择和分组,并且用来将这种产品组或包装载到沿纸箱路径运动通过包装系统的一系列纸箱中,此后,该纸箱可以被封闭且密封。本系统提供其操作的灵活性以便适应选择和包装多种不同尺寸和/或构造的产品分组(包括非传统的包尺寸和“嵌套的”或交错的产品组或包)。例如,本发明的包装系统可以适合于以从常规的2x3-6包,2x6-12包,3x4-12包,4x5-20包和4x6-24包变化到更加非传统的包(诸如2x5-10包,3x5-15包,4x8-32包和更大的包)的构造包装瓶、罐或其它类似产品/物品,以及实现嵌套的产品分组或交错的产品布置的选择、分组和包装(包括8、10、14、18、22和26包和其它变化的尺寸和/或构造的包装和/或产品分组的形成)。
[0009] 在一个实施例中,该包装系统将包括在产品选择和分组区域上游的横切进给区域,在该产品选择和分组区域,例如罐或瓶的产品将形成为希望尺寸和构造的产品组或包。该产品可以通过产品传送器沿第一行进路径被进给到产品选择和分组区域中,最初或第一系列的产品由第一或主选择器分离到各线路或路道中。如果需要,任何剩余的产品可以被次选择器接合,该次选择器位于第一或主选择器下游。为了形成交错的或嵌套的包构造,第一系列的产品(即,产品的2-7排)将被选择且通过主选择器的路道被进给到产品选择器传送器,以在选择器传送器的包缩小条板内形成最初产品分组。另外系列的产品(即,一个、两个、三个、四个或更多产品)可以通过下游次选择器的路道被进给到邻接且接合最初产品分组的位置中以形成产品包。形成的产品包此后被包缩小条板带到装载区域或站中,由此该产品包从其装载侧被第一或主装载组件的装载臂接合。
[0010] 在主装载组件的装载臂将产品包推过选择器传送器的其包缩小条板时,该产品包可以被可运动的压缩板接合。该压缩板可以沿包缩小条板的上游或下游边缘布置并且朝着包缩小条板的相对的板运动,以施加压缩或推力在产品包上。由压缩板施加在嵌套的产品包上的该运动/压缩力帮助减小且收紧嵌套的产品包的产品之间的间隔,并且同时在产品包插入到对应的纸箱的打开端部中时可以帮助稳定且引导产品包。
[0011] 在形成产品包时,该纸箱通常由纸箱进给装置进给到延伸通过包装系统的纸箱传送器上。该纸箱将被放置在条板内或在纸箱传送器的凸耳之间并且还可以被悬吊凸耳式传送器接合以便将纸箱竖立成端部打开的套筒。纸箱套筒此后将与关联的或对应的选择器传送器条板时间相关地运动以便在其中接收嵌套的产品包。
[0012] 在产品包从包装系统的装载侧运动进入它们的相应的纸箱时,次或稳定侧装载臂可以运动通过纸箱的相对的打开端部而与产品包接合,使得产品包被接合且稳定地保持在主和次装载组件的装载臂之间。为了装载嵌套的产品包,装载臂的推动面可以具有基本上U或C形的构造,由此在嵌套的产品包被插入到纸箱中时,被次选择器添加到该产品包的另外的嵌套的产品将被保持在稳定的对准中。另外,也可以使用替代的推动面构造,诸如基本上十字形的、A形的、或其它推动面设计。另外,次选择器的选择器楔形件可以被改变以在需要时提供变化的选择器楔形件构造,以便在需要时选择另外的系列的一个、两个、三个、四个或更多产品进给到纸箱,从而形成希望尺寸和/或构造的嵌套的产品包或其它交错的产品布置。
[0013] 主和次装载组件的相对的装载臂通常沿倾斜的或定相的(pitched or phased)运动路径运动进入和离开该纸箱,由此装载臂最初在嵌套的产品包运动进入纸箱内的装载位置时朝着彼此运动,并且此后在嵌套的产品包接合在其间的情况下以基本上同步的运动横穿纸箱,以便稳定地且安全地传送该产品包到其关联纸箱内的装载位置中。在产品包被装载或安置在其纸箱内时,该纸箱将移向/进入包装系统的折叠/密封区或区域,其中纸箱的端部折板将被折起且/或折叠到关闭位置,并且粘合剂被施加用来密封该纸箱。
[0014] 在纸箱进入包装系统的折叠/密封区域时,沿纸箱的稳定侧的纸箱的下端部折板部分可以被第一或上游折叠/折起机构接合,该第一或上游折叠/折起机构将纸箱的下端部折板向它们的关闭位置折叠。在下端部折板被折叠时,次装载组件的装载臂可以维持与纸箱内的产品包接合接触。沿纸箱的上游侧的前下端部折板可以被邻近纸箱的行进路径安装的一系列下引导轨接合且推向它们的关闭位置。在基本上相同的时间,前下端部折板之间的角板可以被旋转折起装置接合且被运动到向内折起位置,而后角板和下端部折板可以被类似地接合且被运动到它们的折起的且折叠的位置。
[0015] 在装载的纸箱沿它们的行进路径继续时,主和次装载组件的装载臂从纸箱完全缩回,此后该纸箱可以被该纸箱两侧的下游折叠和折起机构接合。纸箱的两侧的顶、上和/或侧端部折板和纸箱的装载侧上的下端部折板因此将被折叠到它们的关闭位置中,纸箱的底端部折板还被折叠在顶端部折板上方或下方。粘合剂或胶水材料还可以被施加以将纸箱的端部折板密封在它们的关闭位置中。纸箱的上表面也可以被邻近它们的装载端部的控制带接合,在主或装载侧装载组件的装载臂脱离与其接合时,该带可以施加希望的压缩力到其上以帮助向邻近纸箱的装载端部的产品包的产品提供另外的稳定性,直到沿纸箱的装载侧的端部折板可以被折叠/关闭。
[0016] 封闭的纸箱然后可以运动通过压缩部段,在该压缩部段中,该纸箱被压缩带接合以帮助将纸箱的端部密封在它们的关闭构造中。纸箱也可以被冲头或其它致动器接合以激活还可以沿纸箱的底面板设置的各系列的物品保护结构。例如,如果一系列瓶被包装在该纸箱内,翅片、舌状件或其它突起在需要时可以形成在纸箱内以限定物品保护结构,该物品保护结构充分分离瓶或其它易碎物品以在纸箱的搬运和运输期间减小其间的直接物理接触的量并且帮助避免泄漏。此后,纸箱可以从包装系统被移除以便收集用于存储和/或运输。
[0017] 此外,对于较大的产品包装,诸如,例如20、22、24、26、28、30、32和/或34-36包或更大的包装,可能希望为这些较大的产品包装提供沿其中心线的另外产品保护特征,该产品包装可以被进给到转动/分配站中,在该转动/分配站中,产品包装可以旋转例如近似90°,且/或也被分配到多个路道中以便容易收集存储。转动/分配站可以安装在包装系统的端部以便直接接收纸箱,或者可以被设置为独立的分离系统,在该独立的分离系统中,在需要或希望时,纸箱可以被单独地进给。
[0018] 在纸箱被进给到转动/分配站中时,它们可以被悬吊转动机构接合。悬吊转动机构可以包括一系列转动臂,该一系列转动臂接合每一个纸箱的上表面。该转动臂通常可以包括向下突出部分或凸耳以分别接合在纸箱的上游或下游侧表面中,并且通常将安装到支撑板,该支撑板具有连接到其上的凸轮从动件。该凸轮从动件接合凸轮轨道并且沿凸轮轨道运动,从而引起转动臂旋转,这对应地引起纸箱旋转近似90°。一旦纸箱已经旋转,它们就可以被一系列冲头或其它致动器接合以便在需要时激活沿纸箱的中心线延伸的物品保护结构。该纸箱此后可以再被转动并且可以被分配到多个路道或线路中以便收集和存储。
[0019] 本发明的各种特征、目标、优点和方面还可以被阐述或者在结合附图仔细思考以下详细描述时对本领域技术人员来说将变得显然。

附图说明

[0020] 图1是根据本发明的原理的用来包装嵌套的产品包和其它变化的产品包构造的包装系统的实施例的透视图。
[0021] 图2A-2B是图1的包装系统的透视图。
[0022] 图3A-3B是示出图1-2B的包装系统的各种操作组件的分解透视图。
[0023] 图4是透视图,该透视图示出可以与根据本发明的原理的包装系统一起使用的纸箱的示例性实施例。
[0024] 图5A-5E示出纸箱坯料和/或适合于被接收在其中的嵌套的产品包构造的各种示例性实施例,该嵌套的产品包构造可以由本发明的包装系统包装。
[0025] 图6A-6B是图1-3B的产品包装系统的新的产品选择和分组区域的透视图。
[0026] 图7A是透视图,该透视图示意性地示出根据本发明的一个示例性实施例的用来进给到纸箱中的嵌套的产品组的形成。
[0027] 图7B是平面图,该平面图示出使用根据本发明的原理的包装系统的用来进给到纸箱中的替代的嵌套产品组的形成。
[0028] 图8A-8B是根据一个示例性实施例的本发明的选择器传送器的包缩小条板的一个实施例的顶侧和底侧的透视图。
[0029] 图9A-9C是图1-3B的包装系统的装载和折叠/密封区域的透视图。
[0030] 图10是平面图,该平面图示出图1-3B的包装系统的产品选择和分组和装载区域。
[0031] 图11A-11G是示意图,该示意图示出各种示例性构造的嵌套产品包的选择和分组以及它们到纸箱中的后续装载。
[0032] 图12A-12E是示意图,该示意图示出通过上游折叠和折起机构(folding and tucking mechanism)的纸箱将稳定侧的下端部折板逐渐地折起和折叠。
[0033] 图13A-13D是包装系统的折叠/密封区域的折叠和折起机构的示例性实施例的示意图。
[0034] 图14是用于与根据本发明的原理的包装系统一起使用的转动/分配站的一个示例性实施例的透视图。
[0035] 图15是图14的转动/分配站的底视图。
[0036] 图16是部分被移除的侧视正视图,该侧视正视图示出纸箱的转动和纸箱被旋转冲头组件接合以便激活纸箱内的一系列物品保护结构。
[0037] 图17是在图14的转动/分配站内的用来接合和激活物品保护结构的纸箱转动的示意图。
[0038] 将理解,被包括用来提供本公开的进一步理解的伴随本公开的图并入且构成本说明书的一部分,示出本公开和发明的各种方面、特征、优点和益处,并且与以下详细描述一起用于解释本发明的原理。此外,本领域技术人员将理解,根据实际,这里讨论的图的各种特征不一定按比例绘制,并且该图中示出或说明的且/或在以下详细描述中讨论的各种特征和元件的尺寸可以被扩大、减小或移动到分解的位置以便更清楚地示出如本公开中阐述的本发明的原理和实施例。

具体实施方式

[0039] 现在更详细地参考附图,其中相似的附图标记贯穿数个视图指示相似的部分。图1A-2B示意性地示出用来选择和分组一系列产品或物品P的根据本发明的原理的包装系统
10和操作方法的示例性实施例,该一系列产品或物品布置在变化的尺寸和/或构造的产品包11中以便装载到用来包装的纸箱C中。虽然本发明一般被示出用于瓶或罐的包装,但本领域技术人员将理解,通过本发明的包装系统和操作方法,也可以包装其它变化的形状的产品或物品。本包装系统还是灵活的以便能够适应很多种不同尺寸和构造的产品包的选择、分组和包装。例如,该包装系统可以适合于以各种传统的和非传统的包尺寸或构造(从4、6、
8、9、10、12、15、16、20、21、22和24的分组或包变动到30、32、34、36、38、40或更多的较大包尺寸)接收、选择、分组和包装瓶、罐或其它产品P,该瓶、罐或其它产品分别布置成多个由2、3、
4、5、6、7或更多个产品构成的排,即,2x3、2x4、2x5、2x6、3x3、3x4、3x5、3x6、3x7、4x4、4x5、
4x6、4x7、4x8、5x8等等产品的布置,如图5A-5E中所示。也可以使用其它变化的产品包尺寸和构造。
[0040] 此外,本发明特别适合于实现选择、分组、和包装嵌套的或交错的产品包构造以及更常规的产品包布置。例如,使用本发明的包装系统10可以包装替代尺寸的嵌套的或交错的产品包构造,诸如10个包、14个包(图5A)、18个包、22个包、26个包(图5B-5D)、40个包(图5E)、或其它较大或较小尺寸的嵌套的或交错的包。这些嵌套的或交错的包可以形成为基本上矩形或正方形的布置(图5E)或者具有大致凸出的(图5A-5C)或凹入的(图5D)构造。本领域技术人员还将理解,前述的包的描述仅作为例子被提供,并且不被看作将本发明的包装系统仅仅限制到包装这种示例性构造,而是使用根据本发明的原理的包装系统及其操作方法可以包装包括较大或较小包尺寸和/或构造的很多种不同的包尺寸和/或构造。
[0041] 图4和5A-5C示出了使用根据本发明的原理的包装系统及其操作方法的、用于包装变化的尺寸和/或构造的嵌套的产品包11(图5A-5E)的各种尺寸和/或构造的示例性纸箱C和用来形成这种纸箱的纸箱坯料B。图5A-5C中示出的纸箱坯料B的每一个通常将包括侧面板14和15、基部面板16,并且还可以包括顶面板17A/17B,该顶面板可以被折叠且胶合在一起以限定每一个纸箱C的顶表面或上表面18,如图4中所示。替代地,该纸箱可以形成有基本上实心的或整体的顶面板或者在需要或希望时具有其它构造。也如图5C-5D中示出的,该纸箱还可以包括一系列物品保护结构19,诸如形成到基部或底面板16中的翅片、突出部或其它突起。例如,如图5C中示出的,第一系列的保护特征19'可以以第一取向布置在邻近侧面板14/15的部位中,而第二系列的物品保护结构19"可以形成在沿纸箱的纵向轴线或中心线20布置的第二取向中,该第二系列的物品保护结构可以在产品包11装载到其中之后被激活以向纸箱内的产品包的瓶或其它易碎物品提供希望的分离和保护。
[0042] 纸箱C(图2A-3B和4)的每一个通常还将分别包括第一和第二或者装载和稳定侧端部21和22,该第一和第二或者装载和稳定侧端部限定开口23(图2B和7A-7B),在将纸箱折叠或竖立成端部打开的纸箱套筒之后,通过该开口可以接收产品包。纸箱的第一和第二侧21和22的敞开端部23通常将由一系列端部折板25(图5A-5C)限定,该一系列端部折板通常包括顶折板、底折板和侧折板。在一个实施例中,该纸箱可以设置有基本上匹配被接收在其中的产品包的构造的构造。例如,图5A-5C示出具有延伸的或大致凸出轮廓或构造的产品包,在该产品包周围可以形成它们的纸箱。在这种实施例中,纸箱的端部折板可以包括:下端部折板26,该下端部折板形成在每一个纸箱的基部面板16的每一个端部处,并且通过折叠线26A与基部面板分隔;底折板27,该底折板通过折叠线27A与基部面板16分隔;顶端部折板或上端部折板28,该顶端部折板或上端部折板通过折叠线28A与它们的相应顶面板17A/17B分隔;侧折板29(图5A-5B)和29'(图5C),该侧折板基本上沿折叠线29A与侧面板14/15分隔。下角板31也可以沿下端部折板26/在下端部折板26之间形成,如在图5A-5C中在虚线31处指示的,而另外的上角板32还可以形成在上侧和/或上端部折板29和顶面板17A/17B之间。
[0043] 另外,从图5A-5C将理解,端部折板;侧面板、顶面板和基部面板;以及角板的其它变化的布置也可以在需要时被设置以适应包括如示出的嵌套产品包那样的产品包的尺寸和/或构造的变化,以及适应形成这种产品包的不同类型的产品的包装。例如,如图5C中指示的,在瓶用作产品包11的产品P的情况下,纸箱的侧面板和侧折板29/29'可以设置有在线33处指示的延伸跨越它们的宽度的另外的折叠线、以及上侧面板和侧或上端部折板之间的另外的折叠线34A-B,限定出在图5C中在36处示出的成角度的或基本上菱形的肩构造,适合于在需要或希望时帮助侧面板符合产品包的瓶的颈部形状。也如图5C中示出的,侧或上端部折板29也可以如29A/29B处指示的基本上沿折叠线33分开或分隔以进一步促进在嵌套的产品包11的端部处在瓶周围的上端部折板的构造/折叠,以帮助紧密的紧配合包装。
[0044] 另外,该纸箱可以形成有基本上正方形的或矩形的构造,而不需要适合于更紧密地接近其中接收的产品包的构造的角板、另外的侧和/或端部折板、或其它特征,这可以导致用于形成纸箱的纸板或其它材料的量的减小。例如,如图5D-5E中所示,对于具有凹进的或凹入的构造或具有交错的或偏移的排的基本上矩形或类似布置的嵌套产品包11,可以使用基本上矩形或正方形形状的纸箱。诸如在图5D-5E中在37处指示的产品的排的端部之间的敞开空间或凹进区域可以在纸箱的端部提供另外的空间,以便把手或手柄形成在纸箱中,且/或在需要或希望的情况下为插入件或其它特征提供空间。
[0045] 如图1A-3B中所示,包装系统10通常可以以类似于包装机(诸如,如由Graphic Packaging International,Inc制造的 2100类型包装机)的方式被构造且/或包括包装机的特征。该包装系统10因此可以适合于以常规方式或形式进行操作以便包装传统类型/构造的产品包装件,同时还提供适应较多种包装尺寸和/或构造的另外的灵活性和能力,包括对嵌套的产品包构造或其它非传统包尺寸或构造进行包装而不需要另外的设备或其大量的重构。
[0046] 如图中指示的,包装系统10通常将包括框架39,该框架限定包装系统的第一装载侧40A和第二稳定侧40B,并且该包装系统可以包括外壳或防护装置(未示出)并且该框架支撑包装系统10的各种操作系统和组件。该包装系统通常还将包括:横切进给区域41,在该横切进给区域处,纸箱C和产品P(图1)分别被引入包装系统;下游选择和分组区域或区42,在该下游选择和分组区域或区中,该产品被选择且形成为产品包,此后它们进入用来装载的装载区域或区43以便装载到它们的关联的或对应的纸箱中;折叠/密封区域或区44;和压缩区域46,该压缩区域在包装系统的下游端部,用来完成产品包在它们的关联纸箱内的包装。
[0047] 包装系统10的横切进给区域或部段41通常将包括横切进给传送器50以便传送一系列纸箱C,该一系列纸箱在它们沿横切进给传送器50被传送时典型地布置成堆叠的一系列,如图1中所示。该纸箱以堆叠的一系列沿横切进给传送器50被进给到纸箱装载器51,该纸箱装载器将各个纸箱C进给到纸箱传送器52上(图2A、3A-3B、6A-6B)。这种纸箱装载器和纸箱横切进给传送器50的例子大致在美国专利No.8246290中被示出,该美国专利的公开内容在这里通过引用被并入,如同整体被阐述。该纸箱传送器52通常将包括凸耳式或条板式传送器(lugged or flighted conveyor),该凸耳式或条板式传送器具有由带或链54承载的一系列推动凸耳53(图2B、3B和6B),在该推动凸耳之间,纸箱的每一个将从纸箱装载器51接收并且沿如箭头56指示的行进路径被传送。如图2A-3B中另外指示的,例如在美国专利No.5809746(其公开内容通过引用被并入,如同在这里被完整阐述)中示出的用来竖立纸箱C的悬吊条板或凸耳式传送器系统/组件57将沿纸箱的行进路径56被设置,以便接合纸箱且将纸箱竖立成端部打开的套筒构造,以便将产品装载在其中,诸如在图7A-7B中所示。
[0048] 如图2A、3A-3B和6A中另外示出的,包装系统10的横切进给部段或区域41还包括产品横切进给传送器60,该产品横切进给传送器将沿箭头61指示的最初行进路径进给一系列产品(诸如瓶或罐)到包装系统10中。该产品横切进给传送器60通常将包括基本上平的带,该基本上平的带具有扩展宽度的尺寸以适应其上的希望数量的产品。产品横切进给传送器将进给产品到选择和分组站或区域42,在该选择和分组站或区域,产品可以通过主选择器63的一系列引导件62被选择/分离成离散的。引导件62可以根据需要跨越产品横切进给传送器的宽度进入希望的位置以适应产品或将产品分离成希望数量的路道64的产品线路。例如,在图2A和6B中,六个引导件62被示出为用于主选择器63,虽然将理解,也可以设置限定较多或较少产品路道64的较大或较小数量的引导件62。主选择器63的产品路道64将把进入的产品分离成离散线路的产品,该离散线路的产品将被一系列选择器楔形件65接合,该一系列选择器楔形件在其间选择且/或俘获希望数量的产品,以便将最初或第一系列的产品引导到产品选择器传送器67的条板66中,所述产品选择器传送器沿基本上平行于沿纸箱传送器运动的纸箱行进路径56的行进路径运动。
[0049] 如图6A-7B中指示的,来自产品路道的每一个的希望数量的产品被选择器楔形件65接合且推动到选择器传送器67的关联的条板66中,以便形成最初的产品包或分组11A,该最初的产品包或分组基本上平行于该纸箱运动以便装载在其中。如图7A-8A中另外示出的,条板式产品选择传送器67的条板66的每一个通常可以构造为包缩小条板,该包缩小条板在一个实施例中可以包括:基本上平的基板68,在该基本上平的基板上装载该包;上游壁69,该上游壁可以固定在适当位置中;和可运动的下游壁71。下游壁71可以诸如通过轴承或枢轴销73(图8B)安装在旋转构件72(图8A-8B)上,并且因此在旋转构件72旋转(如在图8B中由箭头77和77'指示的)时,可以跨越其关联的基板68的上表面74运动(如由箭头76和76'指示的)。凸轮滚子78或类似的引导销可以安装到旋转构件72的至少一个的下表面,并且可以接合沿选择器传送器延伸的凸轮轨道或引导件79(图6A-6B),以便在凸轮滚子沿着其关联的凸轮轨道或引导件行进时引起旋转构件的旋转。
[0050] 结果,在选择器传送器沿其行进路径运动时,每一个条板的壁71通常朝着以及离开正形成在其关联的条板内的产品包推动,因此在产品包上施加压缩力。这个压缩力通常在产品包接合在条板的上游壁和下游壁之间时导致正形成的产品包内的产品之间的间隔的紧缩或坍缩,并且在产品包装载到纸箱中时还可以有助于引导和稳定产品包的产品的上游和下游的排,如图7A中所示。凸轮轨道79的形状和/或位置还可以在需要时变化和/或改变以控制向产品包提供的坍缩和/或压缩的量。在不需要这种压缩的情况下,诸如为了处理更加常规的或标准的产品包和纸箱,凸轮轨道可以运动离开与凸轮滚子的接合且/或被移除,或者可以在需要时以其它方式重新构造。
[0051] 如图11G中另外指示的,在一个实施例中,一系列漏斗状件或引导件81还可以被设置用来帮助将嵌套的产品包或组11引导到它们的纸箱中。漏斗状件81可以包括上游和下游板82A-82B,该上游和下游板以间隔的系列安装在传送器83上。该漏斗状件可以随着产品包11及时运动,并且它们的上游和下游板之间的位置或间隔可以根据产品包的尺寸和/或构造在需要时被调节或改变以促进产品包11的运动。
[0052] 如图6A-7B中另外示出的,次选择器85通常定位成邻近包装系统10的选择和分组区域42的下游端部,在用于以接收先前没有被主选择器63选择且装载到选择器传送器的条板中的任何另外剩余产品的位置中。因此,为了处理更加常规尺寸的包,不一定必须使用次选择器85。然而,为了包括如图7A-7B中示出的嵌套的产品包11的更多非传统包尺寸的形成,次选择器可以接收且选择且引导另外系列或数量的产品11B到与通过主选择器形成在每一个条板上的最初产品包11A接合或嵌套的关系中。
[0053] 如图6A-6B和9A-9C中示出的,次选择器通常将包括一个或更多个引导件或轨86,该一个或更多个引导件或轨在其间限定至少一个路道或通道87,并且沿该一个或更多个引导件或轨,另外的产品11B(图9A-9C)被接收且引导成与形成在选择器传送器的条板内的最初产品包11A希望的嵌套接合。如图7A-7B和9A-9C中另外指示的,一系列选择器楔形件88可以接合由次选择器85进给的另外系列的产品,以选择且引导或导引另外的产品到与条板内的最初产品分组的其嵌套关系中,如图11A-11C中所示。选择器楔形件88(图7A)可以以希望的间隔安装在环形运动带或传送器链上以便在其间限定引导通路或通道89,并且通常将与沿次选择器85的至少一个路道87运动的进入的产品时间相关地运动,用以选择和计量沿其运动的产品。产品将被接收在被限定在选择楔形件之间的通路89内,该通路将把这些产品引导成与它们的关联的最初产品分组11A嵌套接合,以形成嵌套的产品包11。
[0054] 所得到的产品包11可以形成有各种数量和布置的排和产品,这些排和产品以各种嵌套的且/或交错的或其它构造来布置。例如,该产品包可以具有:基本上正方形的或矩形的布置,在其端部具有或没有间隙,诸如在图5E中所示;大致凸出的布置,该大致凸出的布置在产品的一个或更多个中心或内排的端部具有另外的产品,如图5A-5C和7A中所示;大致凹入的布置,该大致凹入的布置具有另外的产品,该另外的产品布置在产品的最外、前和后、或其它排,诸如图5D和7B中所示;或其它变化的包装构造。
[0055] 如图6A、7和9A-11F中另外指示的,在每一个产品包11已经形成在选择器传送器67的条板66内之后,它将运动到包装系统10的装载区域或区43中以便装载到对应的纸箱C中。在产品包11运动进入装载区域时,它们最初可以被沿包装系统的装载侧40A安装的第一主装载组件92的装载臂91接合。主装载组件92(图9A-10)通常可以包括两个或更多个驱动链、带或其它传送器,该驱动链、带或其它传送器沿箭头94的方向绕椭圆形行进路径运动并且该驱动链、带或其它传送器将沿其承载一系列装载臂91。装载臂91的数量可以根据选择器传送器的条板的尺寸和/或间隔而变化,每一个臂典型地与选择器传送器条板中的关联的条板时间相关地运动。
[0056] 每一个装载臂91通常可以包括细长的本体或基部96,该细长的本体或基部也可以形成为一对间隔的臂或杆97,该细长的本体或基部附接到滑架98,该滑架以可滑动的方式安装在诸如条材、杆等等的一系列支撑件99上,而该一系列支撑件附接到主装载组件的驱动链或带93。凸轮从动件101(图9C)可以安装到每一个装载臂91的滑架98并且可以接合引导轨道102且沿引导轨道骑行,其位置可以由致动器103调节,该致动器诸如液压或气动致动器或伺服马达,或其它类似致动器。这引起该滑架跨越主装载组件的宽度朝着正被选择器传送器传送的对应的产品包被横向地推动。轨道102的位置因此可以在需要时改变以控制装载臂91沿箭头104/104'的方向进入和离开与产品包的接合的横向运动以便将产品包装载到纸箱中,如图7A和11A-11F中所示。
[0057] 第二或稳定装载组件106也可以安装在包装系统10的纸箱传送器的与主装载组件92相对的稳定侧40B上。次装载组件可以具有与主装载组件的构造类似的构造,典型地包括传送器机构107(图9A-9B),该传送器机构可以包括一个或更多个带、链等等,并且该传送器机构承载一系列滑架108,装载臂109安装到该一系列滑架。可运动的引导轨道111可以跨越滑架和装载臂的行进路径112侧向地运动,以便控制稳定侧装载臂109朝着和离开沿纸箱传送器运动的它们的关联纸箱的横向运动。
[0058] 可以用于包装系统10的主和/或次装载组件92和106的装载系统的例子可以包括诸如美国专利公开No.2010/0162668A1中示出且描述的组合间距式(split-pitch)桶装载器,该美国专利的公开内容通过引用被并入如同在这里被完整阐述。
[0059] 如图7A和11A-11F中另外示出的,在一个实施例中,装载臂91和109各典型地将分别包括以115和116指示的前推动面或板。在一个实施例中,装载臂91/109的每一个的每一个推动面115/116可以形成为基本上整体的板,诸如图7A和11A-11F中所示,或者替代地,在另一示例性实施例中,可以由一对并排的板形成,每一个板附接到形成它们的装载臂的分离的臂或杆。每一个推动面还典型地可以被构造用来接合包括嵌套的产品包的产品包11的各种尺寸或构造。例如,在一个实施例中,诸如为了形成如图7A和11A-11F中示出的大致凹入的产品包构造或布置11,该推动板或面115和116可以具有基本上U或C形的构造,均具有凹入区域117,该凹入区域被限定在一对向前延伸的突起或指状件118之间。随着嵌套的产品包11被装载在纸箱中,由次选择器85选择的另外的产品11B在它们被推入最初组的产品11A上的它们的嵌套位置时可以被接收在用来支撑该另外的产品11B的该凹入区域117内。
[0060] 也如图7A中指示的,主装载组件的装载臂91的推动面115通常可以具有下部部分或基部119,该下部部分或基部向下突出并且适合于在装载臂91横向跨越选择器传送器运动时紧密接近选择器传送器的条板66的基板68的上表面74或在该上表面之上运动,以便在产品包被插入到它们的对应的纸箱中时接合且基本上稳定产品包的产品(例如,如图中示出的瓶)的下部或底部部分。相反地,次装载组件106的装载臂109的推动面116可以不需要向下延伸的基部或下部部分,该向下延伸的基部或下部部分替代地通常接合该部分的上部或中间部分,如图7A中指示的。另外,装载臂的推动面可以被设置作为更换部件以在需要时实现快速且容易地换出这些推动面或板,以便适应不同尺寸或构造的产品包(诸如,如图7B中示出的)且/或用来处理不包括一系列另外的、交错的或嵌套的产品作为这种产品包的一部分的更加常规产品包布置。
[0061] 如图11A-11F中示意性地示出的,在产品包11被主装载组件的装载臂91推向且进入它们的对应纸箱C(沿箭头104的方向)时,次装载组件106的对应或关联的装载臂109通常将运动进入且穿过该纸箱的打开的内腔或通道,如在图11A-11C中由箭头121指示的。结果,在每一个产品包被插入其对应的纸箱时,它将从其相对侧被接合以在产品包被安置在它们的纸箱内时帮助稳定且防止产品的倾翻或不对准。在产品包被两个装载臂91/109接合的情况下,装载臂109的运动此后可以相逆,以便在装载臂91沿箭头104的方向继续它们的向前运动时沿如箭头121’指示的相反方向运动,以便将产品包装载到它们的纸箱中,其中产品包在装载期间被维持在稳定的布置中,如图11D-11E中指示的。此后,如图11F中指示的,一旦每一个产品包已经完全安置在其纸箱内,在纸箱运动进入包装系统的下游折叠/密封区域或区44时(图1、2B、9A-10和13A-13B),主和次装载组件的装载臂就可以缩回(如箭头104'和121’指示的)。
[0062] 在图7B和11G中示出的另外的替代实施例中,次选择器85还可以在需要时被重构以在需要时提供产品11B的另外的不同布置的选择和进给,以便形成其它变化的产品包构造。例如,如图7B和11G中指示的,次选择器可以被构造用来将间隔的或交错的布置的另外的产品组11B进给成与最初产品包11A的选定的间隔开的排对准,诸如被进给成与产品的最外或上游和下游排接合。在如图7B和11G中示出的这种实施例中,主和次装载组件的装载臂91和109的推动面115'和116'可以改变且/或构造成具有基本上A、E或大致T形的构造;例如,具有中心突出部分122,该中心突出部分朝着产品包延伸并且被上游和下游侧向部分
123A和123B邻接。推动面115'和116'可以被设置作为更换零件以便替换装载臂91和109的推动面115和116,或者替代地,装载臂它们自身可以在需要时被替换。
[0063] 因此,虽然第二选择器85在示出的实施例中被示出为通常将两个另外产品进给成与例如最初产品包的中心排(如图7A中所示)接合,或与产品的前和后或最前和最后排(如图7B中所示)接合,但本领域技术人员将理解,较大或较小数量的产品也可以被进给成与最初产品包的各种选定的排接合或对准,以便形成基本上矩形、基本上正方形、或大致凹入和/或大致凸出的产品布置。例如,如图5E中所示,三个另外的产品(诸如三个另外的罐)可以被进给成与产品的第一排或前排、产品的第三排或中心排、和产品的第五排或最后排接合,以形成希望尺寸和/或形状的产品包,该希望尺寸和/或形状的产品包可以使用基本上矩形的纸箱被包装,该基本上矩形的纸箱不需要角板和另外的折板来使该纸箱围绕产品包的形状进行大致顺应,诸如图5A-5C中示出的。
[0064] 此外,如图11G中另外示出的,次选择器85的选择器楔形件可以用另外的各种构造的选择器楔形件(诸如以88A和88B指示的)被替换。选择器楔形件可以设置有成角度的引导表面90A-90C,该成角度的引导表面限定成角度的或重定向的上游引导通道89A,该选择器楔形件还可以包括基本上平的引导表面90D,该基本上平的引导表面限定下游引导通道89B。本领域技术人员也将理解,因此限定不同且/或另外构造的引导通路89A和89B(在需要时包括另外引导通路)的选择器楔形件88A和88B的其它变化的构造也可以使用。选择器楔形件88A和88B因此将接合正被进给通过次选择器的另外的产品,并且将把另外的产品引导到诸如图5B、5E、7B和11G中示出的希望的嵌套的或交错的、凸出的或者有间隙的产品构造中。
[0065] 如上所述,主装载组件的装载臂91(图7B和11G)将接合另外的产品并且沿引导通路89A和89B将另外的产品推动成与选定的排(即,上游和下游排)接合/对准,而在基本上相同的时间,每一个包缩小条板66的下游壁71可以朝着其上游壁79运动以便坍缩或减小包尺寸,并且其中产品包11的坍缩和/或压缩的量通常由沿凸轮轨道或引导件79的凸轮滚子78的运动(图6A-6B)控制。此外,也如图7B和11G中示出的,漏斗状传送器83可以被设置在产品选择器传送器67的条板66和纸箱传送器之间,用来与横跨条板并且朝着它们的对应的或关联的纸箱的产品包11的运动时间相关地使一系列漏斗状或引导件81运动。该漏斗状还可以在需要或希望时促进压缩和引导产品包11的每一个到它们的关联的纸箱中。
[0066] 在产品包被主装载组件的装载臂91朝着它们的纸箱运动时,产品包还可以在相对的端部或侧上被第二或稳定装载组件106的装载臂109接合,该装载臂的推动面116通常将具有类似的构造以便从相对侧配合地接合产品包,从而在产品包被进给到它们的纸箱的开口中时帮助将产品包保持在它们的希望的嵌套的或交错的布置或构造中。如上所述,在产品包进入它们的关联的纸箱时,第二或稳定装载组件106的装载臂109可以在主装载组件92的装载臂91继续它们的向前运动时缩回,因此将产品包引导到它们的纸箱中,如上所述。此后,纸箱(它们的产品包被装载在其中)将沿它们的行进路径继续进入包装机的折叠和密封区域。
[0067] 诸如在图5D、5E、7B和11G中示出的具有大致凹入的且/或交错的或有间隙的布置或构造的嵌套的产品包的选择和包装,实现了产品包中的多种不同尺寸或数量的产品的包装,即,18、20、28、32、40个或其它不同尺寸包构造,该包还可以使用更多通常矩形的或基本上正方形的纸箱被包装。这种纸箱可能不必需要另外的特征(诸如在其端部和/或侧部处的角板和/或另外的折叠折板)来将该纸箱更紧密地构造在诸如图7A和11A-11F中示出的凹入的、长方形的或其它类似的延伸形状产品包周围。结果,这种基本上矩形的或正方形的包装的使用可以提供形成纸箱所需的板材料的量的潜在的成本节省,并且潜在地可以实现增加的生产/包装速率。
[0068] 此外,如所述的,根据本发明的原理的包装系统10(图1-3B)及其操作方法还具有该灵活性,以实现包装更多标准或常规尺寸产品包和/或纸箱,例如2x6、3x4构造的12包,4x6构造的24包,等等。为了处理这种标准的或更常规的产品包和纸箱,可以脱离且/或绕过次选择器使得在产品横切进给传送器上被进给的产品仅被进给到主选择器的路道,并且主和稳定装载组件的推动面和/或装载臂可以用基本上平的前推动面被更换或替换以便接合该产品包且将该产品包推入它们的关联的纸箱中。此外,在处理这种通常标准的或更常规尺寸的产品包装或纸箱中,如果不需要或希望压缩或减小产品包的尺寸,则引导选择器传送器的包缩小条板66的凸轮滚子的凸轮轨道可以被移除或者移动或移位到不接合凸轮滚子的位置或部位以避免产品包的压缩或尺寸减小。作为另外的替代,次选择器可以维持操作,并且可以用于结合主选择器选择性地进给另外的产品。例如,如果主选择器进给4到6排(诸如用来形成12或24包),则次选择器可以在需要时结合主选择器操作以进给另外的一排或多排,以便形成另外的较大尺寸的产品包装。
[0069] 如图11E-11F中示出的,在产品包安置在它们的纸箱中的情况下,装载组件的每一个的装载臂此后可以从纸箱缩回或移除并且脱离与其中的产品包的接合,此后或与此结合,纸箱的打开端部在纸箱沿它们的行进路径继续进入保持/分类区域44时可以被关闭且密封。如图13A中指示的,在纸箱进入折叠/密封区域44时,它们典型地将被第一上游折叠/折起机构125接合。上游折叠/折起机构125通常可以定位成邻近次装载组件106的下游端部,以便沿包装系统的第二或稳定侧40B接合纸箱C的下端部折板26和下角板31以启动沿其稳定侧的纸箱的关闭,而次装载组件106的装载臂109通常可以维持接触或稳定接合于装载在其上的产品包11的最端部产品P,如图12A、13A和13B中所示。因此,在产品包被维持在主和次装载组件的装载臂之间的它们的稳定接合中时,用来将其产品包密封在其中的每一个纸箱的关闭可以被启动。
[0070] 如上所述,次装载臂109的推动板116通常可以形成或构造成以便接合产品包的中间和/或上部部分,从而在纸箱的下端部折板沿它们的次或稳定侧的折叠和关闭期间使次装载臂109能够维持稳定接触该产品,此后次装载臂109可以从纸箱完全缩回而不干涉纸箱的下端部折板的关闭。一旦关闭,纸箱的下端部折板此后在沿纸箱的两侧的剩余的端部折板被关闭且密封时可以为被包含在它们的纸箱内的产品包提供希望的或必要的稳定性。
[0071] 图12A-12E示意性地示出上游折叠/折起机构125的操作,该上游折叠/折起机构用来沿它们的次或稳定侧折叠和折起纸箱的下端部折板和下角板。如图12A-13B中指示的,最初折叠/折起机构125通常将包括折起轮126,该折起轮安装在驱动轴127上并且包括沿其周边定位的径向突起或折起指状件128。折起轮126通常将旋转,诸如在驱动马达的控制下或通过连接到用于纸箱传送器的驱动系统或包装系统的其它操作传送元件,以便旋转成与每一个纸箱的前下角板31’接合,如图12A和12B中指示的。折起轮的旋转引起前下角板向内弯曲或折叠(如图12B-12E中所示),而同时每一个纸箱的前下端部折板26'将被一个或更多个引导杆129接合(如图12A-13B中所示),从而引起这种纸箱的前下端部折板运动到其折叠的或关闭的位置(如图12D和12E中所示)。
[0072] 在近似相同的时间,上游折起和折叠构件131可以相似地接合纸箱的后下端部折板26"和角板31",如图12C-12E中所示。折起和折叠构件131通常安装在驱动轴132上,该驱动轴将折起和折叠构件旋转到接合每一个纸箱的下游或后下角板和端部和/或侧折板,并且折起和折叠构件可以包括:细长的折起指状件或突起133,该细长的折起指状件或突起帮助向内推动后下角板;和钩状的上接合端部134,该钩状的上接合端部接合后下端部和/或侧折板且将后下端部和/或侧折板推向图12D中示出的它们的折叠构造。在上游或最初折叠/折起机构125的折起轮126和折起和折叠构件131旋转脱开与纸箱的角板和端部折板的接合时,纸箱的端部折板此后将沿引导杆129继续,将把纸箱的下端部折板维持在如图12E中指示的它们的折叠的/关闭的位置中。这种接合还帮助为纸箱内的产品包的那个端部提供稳定性。
[0073] 虽然引导杆129沿包装系统的稳定或第二侧40B为产品包的端部提供稳定性和支撑,但该纸箱也可以沿其装载侧40A被控制带136接合,如图13A、13C和13D中所示,从而在第一或主装载臂从其完全缩回时帮助为纸箱内的产品包提供另外的稳定性。控制带136可以是泡沫材料带或由不粘的或不损伤的材料形成的类似缓冲带以便在纸箱沿其运动时避免损坏纸箱。该控制带可以沿它们的行进路径以与纸箱的运动相称的速度被驱动或运动,并且可以在纸箱的上表面上施加向下的压缩力。这个向下的压缩力可以帮助产生纸箱的顶表面和其中包含的产品包的产品之间的摩擦接合,以帮助为邻近纸箱的加载端部的产品包提供另外的稳定性直到纸箱的加载端部可以被关闭且密封。
[0074] 在纸箱前进通过折叠/密封区域44时,如图13A-13C中指示的,沿纸箱的端部的侧折板和沿纸箱的加载侧的下端部折板通常可以被安装在纸箱的行进路径的每一侧上的诸如折叠轮137的折叠机构以及被一系列引导轨138接合,以将纸箱的折叠的侧和上端部折板维持在它们的折叠的且关闭的位置中。此后,纸箱典型地将在其每一侧上被一对下游折叠/折起机构141A和141B接合(图13C和13D)。下游折叠/折起机构141A和141B的每一个可以包括旋转折叠轮142,该旋转折叠轮安装到驱动轴143并且因此通过致动器随着纸箱的运动而旋转,该致动器诸如伺服马达、步进马达或其它类似驱动装置144。一系列折起指状件146沿每一个折叠轮142的后侧表面以可延伸的方式安装在支架147内。折起指状件的每一个通常将被弹簧或类似偏压机构148向缩回位置偏压,折起指状件146的下或内端部149通常旋转过沿驱动轴143安装的凸轮表面151或绕该凸轮表面运动,以便引起折起指状件在延伸的和缩回的位置之间运动。
[0075] 在它们的延伸位置中,在另外的组的折叠轮152接合上端部折板和侧折板且将上端部折板和侧折板推向折叠的关闭位置并且顶端部折板被折叠轮接合且被推到它们的折叠的关闭位置时,折起指状件将接合纸箱的上角板以便将上角板推向向内折叠的位置。另外,纸箱的每一个的下或底端部折板同样可以被下折叠/折起机构141’接合且推向折叠的且关闭的位置。每一个下折叠/折起机构可以具有类似于上折叠/折起机构141A/141B的构造,但将布置在纸箱的行进路径下方用以接合且折叠底端部面板的位置中。
[0076] 此后,如图1、2B和3A-3B中指示的,它们的端部折板折叠到关闭位置的纸箱可以运动通过一系列胶水或粘合剂敷料器155,该一系列胶水或粘合剂敷料器将施加粘合剂材料到纸箱上,以便密封纸箱的端部。根据纸箱的构造和另外担忧(诸如是否设置有把手或带),在需要或希望时,该纸箱可以被密封成它们的底端部折板覆盖它们的顶端部折板,或者替代地,它们的顶端部折板重叠其底端部折板。纸箱然后被接收在包装系统10的压缩部段46内,在压缩带156之间经过,该压缩带通常将接合且施加压缩力在纸箱的端部上以完成纸箱的封闭和密封。
[0077] 此外,如果纸箱设置有整体地形成在其中的一系列物品保护结构19,如图5C中所示,在纸箱沿包装系统的压缩部段在压缩带156之间被进给时,该纸箱可以与用来激活这种物品保护结构的一个或更多个致动器接合。这种致动器可以包括旋转的冲头或类似的系统或装置(诸如美国专利申请No.13/655527中公开的),该美国专利申请的公开内容通过引用被并入如同在这里被完整阐述。
[0078] 在产品包11(包括嵌套的产品包)已经形成、装载且密封在它们的纸箱内之后,在一个实施例中,完工的纸箱可以被卸载以便存储和/或运输。在另一实施例中,如图14-17中所示,纸箱C替代地可以被进给到下游转动/分配站200中。例如,对于一些纸箱构造,可能不实用的是,在包装系统的压缩部段内接合和形成设置在其中的物品保护结构19”的任何或全部,即,对于如图5C中示出的较大的包装,可能希望包括沿其中心线或纵向轴线20形成的一排物品保护结构。这种纸箱因此可以被进给到转动/分配站200(图14)中,其中该纸箱可以被旋转以便实现沿它们的纵向轴线/中心线取向的这种物品保护结构的激活。
[0079] 如图14-17中另外指示的,转动/分配站200可以安装到包装系统10作为其下游部段或站,或者替代地,可以形成为分离的独立的站。如图14指示,转动/分配站200可以布置成与包装系统10的压缩部段46的压缩带156成一排,以便直接从其接收装载的/封闭的纸箱C。转动/分配系统通常将包括框架或外壳201,该框架或外壳具有沿其限定的转动部段202和分配部段203。转动部段202通常可以包括传送器206,该传送器可以包括一对间隔的传送带207(图15)或具有不粘的表面的其它类似的传送机构,以促进如图16和17中指示的其上的纸箱的旋转或转动。
[0080] 悬吊转动机构208可以被安装到转动/分配站200的框架201,被支撑在传送器206上方。悬吊转动机构208可以包括沿一系列引导杆210安装的一系列板209,该一系列板由传送器带或链211绕椭圆行进路径驱动进入与纸箱的接合并且如箭头212所示使纸箱运动通过转动部段202。转动臂213通常将安装到板209并且将因此被带入与纸箱C的顶或上表面18的接合,如图16和17中所示。转动臂的每一个也通常可以包括向下突起部分或凸耳214,该向下突起部分或凸耳可以是可调节地间隔的以便适合于配合变化尺寸的纸箱,并且该向下突起部分或凸耳将分别接合纸箱的上游和下游侧壁15/14。
[0081] 转动臂213还可以通过旋转的轴或销216连接到连杆217,该连杆具有安装到其远端部的凸轮滚子或从动件218。在板209沿它们的行进路径旋转时,每一个连杆217的凸轮从动件218通常将接合形成在悬吊转动机构周围的凸轮轨道219。在转动臂的凸轮从动件沿凸轮轨道运动时,连杆217的响应运动引起转动臂213旋转,该旋转运动对应地被传递到纸箱,引起纸箱旋转到希望的取向,如图16和17中所示。在一个实施例中,该纸箱可以旋转近似90°以便再对准其纵向轴线20,从而按需要布置或定位该纸箱以便其物品保护结构被如上所述的旋转冲头机构212或类似致动器接合,以激活沿纸箱的纵向轴线/中心线延伸的物品保护结构。在需要或希望时,也可以提供其它较大或较小旋转。
[0082] 如图17中另外指示的,在纸箱进入转动/分配站200时,纸箱可以在其任一侧上被一系列凸耳225接合,该一系列凸耳225由最初传送机构226的带或链承载。凸耳225帮助将纸箱C沿它们的行进路径推动或运动到转动部段传送器206的带207上并且沿着转动部段传送器206的带207推动或运动纸箱C。在夹具臂开始旋转或再定向纸箱时,凸耳225可以离开与其的接合。在纸箱已经旋转希望的量之后,纸箱还可以被一系列下游的凸耳或推杆227接合,该一系列下游的凸耳或推杆安装在次传送器228的长带、链或其它传送机构上。在冲头机构221接合纸箱时,次传送器228的下游凸耳227将接合纸箱并且沿转动部段传送器206的带207推动纸箱。
[0083] 虽然图16和17将冲头机构221示出为总体上包括旋转轮231,该旋转轮具有以间隔的系列围绕在轮231的周边安装的一系列指状件、冲头或其它突起232,但将理解,用来接合纸箱且激活其中的物品保护结构的其它变化的机构也可以使用。一旦纸箱的物品保护结构的中心线的排已经被激活或形成在其中,该纸箱就可以被再定向或旋转回到它们的最初取向,或者可以在需要或希望时旋转到另一取向中,如图16和17中所示。
[0084] 此后,在悬吊转动机构的转动臂旋转离开与纸箱的接合时,纸箱将传到转动/分配站200的分配部段203。如图15和17所示,分配部段203通常将包括传送机构235,该传送机构可以包括沿轨237以可滑动的方式安装的一系列板条或承载板236,其端部安装到带、链或其它相似传送元件,如在238处指示的。如图15中示出的,分配部段203可以是分离的或布置成具有沿其形成的两个或更多个路道239。在纸箱被向前传送过分配部段时,纸箱可以根据需要或希望被分配且引入多个路道。为了将纸箱分配到路道中,支撑纸箱的每一个的板条的组可以被控制,以便沿它们的支撑轨237侧向地运动,从而导致纸箱被分离且分配到沿分配部段布置的两个或更多个路道239中。如本领域技术人员将理解的,纸箱此后可以被收集以便存储和/或运输。
[0085] 本领域技术人员将理解,本发明不限于这里描述的特别的方法,装置,设备,材料,应用等等,这是由于这些可以变化。也将理解,这里使用的术语仅用于描述特别实施例的目的,并且不意图限制本发明的范围。必须注意,如这里和所附权利要求中使用的,单数形式“一”,“一个”和“该”包括复数引用物,除非上下文另外清楚地指示。
[0086] 除非另外限定,这里使用的所有技术和科学术语指向本发明,并且将理解,类似于或等同于这里描述的那些的任何方法和材料可以用于实施或构造本发明。
[0087] 前述描述一般地示出且描述本发明的各种实施例。然而,本领域技术人员将理解,可以对上述构造作出各种改变而不偏离如这里公开的本发明的精神和范围,并且还预期上述描述中包含的或附图中示出的所有内容应当被解释为说明性的,并且没有限制意义。此外,本公开的范围应当被解释成涵盖上述实施例的各种修改,组合,变化等等,该各种修改,组合,变化等等应当被认为在本发明的范围内。因此,如这里讨论的本发明的各种特征和特性可以被选择性的互换并且应用于本发明的其它示出的和未示出的实施例。