包装の機械および処理

(関連出願) 本願は、出願番号61/444,902号(2011年2月21日出願、名称「Packaging Machine and Process」)に基づく優先権を主張する。該出願の開示全体は、参照することにより本明細書に援用される。

(技術分野) 本発明は、プラスチックフィルム等のウェブを把持および輸送するためのコンベヤシステムに関し、より具体的には、ウェブの一部分が第1のベルトと第2のベルトとの間で把持される前に、該部分を第1のベルトに事前挿入する、コンベヤシステムに関する。

PACKAGING MACHINE, MATERIAL AND METHODと題された、特許文献1(本明細書ではSP特許)は、商業的には高度に成功している、包装で使用するための機械を開示する。SP特許および分割出願に起因した特許は、機械およびその機械によって使用されるプラスチックウェブと、包装を作製するプロセスとを請求している。

SP特許の機械では、ウェブは、充填セクションを通して輸送するために、最初に、スリッタを通して送給され、スリッタは、2つのリップに最上部分を分割し、2つのリップは、関連する複数対のベルトの間でそれぞれ掴持されている。充填セクションを通してウェブを輸送するベルトは、1998年3月3日に発行され、PLASTIC TRANSPORT SYSTEMと題された特許文献2(本明細書では充填ベルト特許)で、さらに完全に説明される。

ウェブが充填セクションに送給されるにつれて、リップは、側面接続された袋の逐次開放を達成するために、各々を包装される製品を受け取るための長方形の開口部の中へ広げられる。次いで、リップは、並置関係に戻され、リップがシーラセクションでさらなるベルトによって掴持されるにつれて切り取られる。さらなるベルトは、好ましくは、2001年1月9日に発行され、SEALING MACHINE AND METHODと題された特許文献3(本明細書ではシーラベルト特許)で説明および主張される種類のベルトである。

SP、充填ベルト、およびシーラベルト特許は、それらの全体で参照することにより本明細書に組み込まれる。

米国特許第5,743,070号明細書

米国特許第5,722,218号明細書

米国特許第6,170,238号明細書

本願は、プラスチックフィルム等のウェブを把持および輸送することに関する。1つの例示的実施形態では、コンベヤシステムは、ウェブの一部分が第1のベルトと第2のベルトとの間で把持される前に、該部分を第1のベルトに事前挿入する。1つの例示的実施形態では、ウェブの一対のリップが、対応する第1の一対のベルトに挿入され、次いで、一対のリップを覆って第1の一対のベルトに第2の一対のベルトを挿入することによって、一対のリップは、第1の一対のベルトの中で固定される。これは、多種多様の異なる方式で達成することができる。1つの例示的実施形態では、ローラが使用される。例えば、第1のローラまたは一対のローラが、一対のリップを、対応する第1の一対のベルトの溝に押し込み得る。次いで、下流の第2のローラまたは一対のローラが、対応する複数対のベルトの間で複数対のリップを固定するように、一対のリップを覆って、第2の一対のベルトの全てまたは一部分を第1の一対のベルトの溝に押し込む。最初に一対のリップを第1の一対のベルトに挿入し、次いで、第2の一対のベルトを挿入することによって一対のリップを固定し得る、ある種類の包装機は、一連の側面接続された袋から包装を形成する包装機である。しかしながら、多くの他の種類の包装機が、最初に一対のリップを第1の一対のベルトに挿入し、後に、第2の一対のベルトを挿入することによって一対のリップを固定することから利益を獲得し得る。 本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。 (項目1) ウェブ材料を把持し、進行経路に沿って前記ウェブ材料を移動させるためのコンベヤアセンブリであって、 第1のエンドレスコンベヤベルトであって、前記第1のエンドレスコンベヤベルトは、その中に形成されたエンドレスウェブ係合陥凹を有する、第1のエンドレスコンベヤベルトと、 第2のエンドレスコンベヤベルトであって、前記陥凹と前記第2のベルトとは、嵌め合う断面構成を有する、第2のエンドレスコンベヤベルトと、 前記ウェブの一部分を前記陥凹に押し込むように位置付けられているウェブ事前挿入デバイスと、 前記事前挿入デバイスが前記ウェブの前記一部分を前記陥凹に押し込んだ後に、前記第2のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むように位置付けられているベルト挿入デバイスと を備え、 前記ベルト挿入デバイスによって前記第2のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むことは、前記第1および第2のベルトに前記ウェブを把持させ、前記第1および第2のエンドレスベルトの移動は、前記進行経路に沿って前記把持されたウェブを移動させる、コンベヤアセンブリ。 (項目2) 前記進行経路に沿って前記ウェブを輸送するために前記第1および第2のベルトを移動させる駆動部をさらに備えている、項目1に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目3) 前記ウェブ事前挿入デバイスは、ローラである、項目1に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目4) 前記第1のローラは、前記第1のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に嵌入する環状突起を含む、項目2に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目5) 前記環状突起は、前記ウェブを前記第1のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込む、項目4に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目6) 前記ベルト挿入デバイスは、ローラである、項目1に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目7) 前記ウェブ事前挿入デバイスは、第1のローラであり、前記ベルト挿入デバイスは、第2のローラである、項目1に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目8) 前記ウェブの縁は、前記第1および第2のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1のエンドレスコンベヤベルトと前記第2のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記縁は、前記第2のエンドレスコンベヤベルトが前記第1のコンベヤベルトの頂面の上、またはそれより上側にある位置で、前記第1のローラによって前記第1のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目7に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目9) 前記ウェブの縁は、前記第1および第2のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1のエンドレスコンベヤベルトと前記第2のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記縁は、前記第1および第2のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1のローラによって前記第1のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目7に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目10) 前記第1のローラおよび前記第2のローラは、前記進行経路に沿って互いの3インチ以内にある、項目7に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目11) ウェブ材料の第1および第2のリップを把持し、進行経路に沿って前記ウェブ材料を移動させるためのコンベヤアセンブリであって、 第1の一対のエンドレスコンベヤベルトであって、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトは、その中に形成されたエンドレスウェブ係合陥凹を有する、第1の一対のエンドレスコンベヤベルトと、 第2の一対のエンドレスコンベヤベルトであって、前記陥凹および前記第2のベルトは、嵌め合う断面構成を有する、第2の一対のエンドレスコンベヤベルトと、 1つのリップ部分が各陥凹に押し込まれるように、前記ウェブの第1および第2のリップ部分を前記陥凹に押し込むように位置付けられているウェブ事前挿入デバイスと、 前記事前挿入デバイスが前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分を前記陥凹に押し込んだ後に、前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むように位置付けられているベルト挿入デバイスと を備え、 前記ベルト挿入デバイスによって前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むことは、前記第1および第2の一対のベルトに、それぞれ、前記ウェブの前記第1および第2のリップを把持させ、前記第1および第2のエンドレスベルトの移動は、前記進行経路に沿って前記把持されたリップ部分を移動させる、コンベヤアセンブリ。 (項目12) 前記進行経路に沿って前記ウェブを輸送するために前記第1および第2のベルトを移動させる駆動部をさらに備えている、項目11に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目13) 前記ウェブ事前挿入デバイスは、ローラである、項目11に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目14) 前記第1のローラは、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に嵌入する一対の離間した環状突起を含む、項目12に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目15) 前記環状突起は、前記ウェブの前記第1および第2のリップを前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込む、項目14に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目16) 前記ベルト挿入デバイスは、ローラである、項目11に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目17) 前記ウェブ事前挿入デバイスは、第1のローラであり、前記ベルト挿入デバイスは、第2のローラである、項目11に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目18) 前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトと前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが前記第1の一対のコンベヤベルトの頂面の上、またはそれより上側にある位置で、前記第1のローラによって前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目17に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目19) 前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトと前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1のローラによって前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目17に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目20) 前記第1のローラおよび前記第2のローラは、前記進行経路に沿って互いの3インチ以内にある、項目17に記載のコンベヤアセンブリ。 (項目21) ウェブ材料の第1および第2のリップを把持し、進行経路に沿って前記ウェブ材料を移動させる方法であって、 1つのリップ部分が各陥凹の中に配置されるように、前記ウェブの第1および第2のリップ部分を第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの陥凹に事前挿入することと、 前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分が前記陥凹に事前挿入された後に、第2の一対のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むことであって、前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトを前記陥凹に押し込むことは、前記第1および第2の一対のベルトに、それぞれ、前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分を把持させる、ことと、 前記進行経路に沿って前記把持されたリップ部分を移動させるために前記第1および第2のエンドレスベルトを移動させることと を含む、方法。 (項目22) 前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトと前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが前記第1の一対のコンベヤベルトの頂面の上、またはそれより上側にある位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目21に記載の方法。 (項目23) 前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトと前記第2の一対のエンドレスコンベヤベルトとの間に送られ、次いで、前記ウェブの前記第1および第2のリップ部分は、前記第1および第2の一対のエンドレスコンベヤベルトが垂直方向に離間されている位置で、前記第1の一対のエンドレスコンベヤベルトの前記陥凹に押し込まれる、項目21に記載の方法。

図1は、ウェブ把持システムを有するウェブコンベヤの概略斜視図である。

図1Aは、1組以上のコンベヤベルトでウェブを把持する方法の例示的実施形態を図示する、フローチャートである。

図2は、図1の線2−2によって示される面に沿って得られた断面図である。

図3は、図1の線3−3によって示される面に沿って得られた断面図である。

図4は、図1の線4−4によって示される面に沿って得られた断面図である。

図5は、図1の線5−5によって示される面に沿って得られた断面図である。

図6は、ウェブ把持システムの例示的実施形態を利用する機械の袋詰め機セクションの上面図である。

図7は、図6に示される袋詰め機の側面図である。

図8は、図6の線8−8によって示される面から見たときの輸送ベルト間隔調整機構の拡大部分断面図である。

図9は、図6によって図示される機械に含まれ得る、ウェブ把持システムの例示的実施形態の部分斜視図である。

図10は、図9によって図示されるウェブ把持システムの側面図である。

図11は、図9によって図示されるウェブ把持システムの上面図である。

図12は、図11の線12−12によって示される面に沿って得られた断面図である。

図13は、図11の線13−13によって示される面に沿って得られた断面図である。

図14は、図11の線14−14によって示される面に沿って得られた断面図である。

図15は、図11の線15−15によって示される面に沿って得られた断面図である。

図16は、図11の線16−16によって示される面に沿って得られた断面図である。

図17は、ローラアセンブリの例示的実施形態の斜視図である。

図18は、図17に示されるローラアセンブリの上面図である。

図19は、図17に示されるローラアセンブリの正面図である。

図20は、図17に示されるローラアセンブリの側面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図21〜28は、それぞれ、ベルトによって支持されたウェブの進行経路に垂直な面から見たときの把持ベルトの代替的なベルトの実施形態の断面図である。

図29は、図7に示される袋平坦化機構の一部分の斜視図である。

図30は、袋を平坦にするための図7の機構に対する代替的な配設を示す斜視図である。

I.輸送ベルトへのウェブの事前挿入および事前挿入デバイス 図1Aのフローチャートは、ベルト40、41、48、49でウェブ15を把持する方法10の例示的実施形態を図示する。本方法では、リップ38、39等のウェブ15の一部分または複数部分が、第1のベルトまたは一対の第1のベルト40、41に事前挿入される12。次いで、ベルトまたは一対のベルト40、41への1つまたは複数のウェブ部分の事前挿入後、1つまたは複数のウェブ部分は、第1のベルトまたは一対のベルト40、41と第2のベルトまたは一対のベルト48、49との間で把持される14。これは、種々の異なる装置によって、種々の異なる方法で達成され得る。ウェブ材料の1つの層が把持され得、または2つのリップが以下の例示的実施形態で示されるように把持され得る。

図1および2は、例示的実施形態のコンベヤアセンブリ16の例示的実施形態を図示する。コンベヤアセンブリ16は、その中に形成された陥凹51、52に係合するウェブを有する、第1のエンドレスコンベヤベルト40、41と、陥凹51、52と噛合する断面構成を有する、第2のエンドレスコンベヤベルト48、49と、ウェブ事前挿入デバイス22と、ベルト挿入デバイス24とを含む。ウェブ事前挿入デバイス22は、ウェブ15の一部分38、39を陥凹に押し込むように位置付けられ、構成される。ベルト挿入デバイス24は、事前挿入デバイス22がウェブの一部分38、39を陥凹に押し込んだ後に、第2のエンドレスコンベヤベルト48、49を陥凹51、52に押し込むように位置付けられる。ベルト挿入デバイス24によって第2のエンドレスコンベヤベルト48、49を陥凹51、52に押し込むことは、ベルト40、41、48、49にウェブを把持させる。ベルト40、41、48、49の移動は、進行経路に沿って把持されたウェブ15を移動させる。

図示したコンベヤアセンブリ16は、2対のベルト40、41、48、49を含む。しかしながら、他のコンベヤ、例えば、ベルトでウェブを開かないコンベヤは、ベルト40および48等の2本だけのベルトを含み得る。図示したベルト40、41は、エンドレスコンベヤベルトである(すなわち、ベルトの端部がループを形成するように接続される)。各ベルト40、41の陥凹または溝51、52は、多種多様の異なる形態を成すことができる。図示した実施形態では、陥凹または溝51、52は、断面が円形であり、各ベルト40、41の頂面20に形成される。しかしながら、以下でより詳細に説明されるように、陥凹または溝51、52は、ベルト40、41の他の表面に形成することができ、かつ異なる形状を有することができる。図示したベルト48、49もまた、エンドレスであり、断面が円形である。しかしながら、ベルト48、49は、種々の異なる形状および構成を有することができる。

事前挿入デバイス22は、多種多様な異なる形態を成すことができる。容認可能な事前挿入デバイス22の実施例は、ローラ、陥凹51、52の中へ延在する固定部材、陥凹の中へ延在する1つまたは複数の突起を伴うタンクトレッドまたはベルト配設等の、陥凹51、52の中へ延在する部分を伴う可動部材、空気ノズル、陥凹とウェブ部分との間に印加される真空等を含むが、それらに限定されない。事前挿入デバイス22は、ベルト挿入デバイス24が第2のエンドレスコンベヤベルト48、49を陥凹51、52に押し込む前に、部分38、39を陥凹51、52の中へ移動させる、任意の配設であり得る。図1〜5によって図示される実施例では、事前挿入デバイス22は、陥凹51、52の中に嵌入する環状突起28を伴うローラ26(図3参照)を備えている。図3の鎖線30は、ローラ26が、両方の突起を含む単一のローラ、または2つの別個のローラであり得ることを概略的に示す。突起28は、種々の異なる形態を成し得る。図示した実施形態では、突起28は環状である。

ベルト挿入デバイス24は、多種多様の異なる形態を成すことができる。容認可能なベルト挿入デバイス24の実施例は、ローラ、第2の一対のベルト48、49を陥凹51、52に押し込む固定部材、ベルト40、41、48、49のうちの1本以上の中または上の磁気材料を含む、タンクトレッドまたはベルト配設等の可動部材を含むが、それらに限定されない。ベルト挿入デバイス24は、ベルト48、49をベルト40、41の陥凹51、52の中へ移動させる、任意の配設であり得る。図1〜5によって図示される実施例では、ベルト挿入デバイス24は、ローラ32を備えている。図4の鎖線34は、ローラ32が、単一のローラまたは2つの別個のローラであり得ることを概略的に示す。

図1によって示される位置における図2〜5の断面図は、どのようにしてコンベヤアセンブリ16が、ウェブ15のリップ38、39をベルト40、41に事前挿入し、次いで、ベルト40、41およびベルト48、49との間でリップを把持するかを図示する。図1および2を参照すると、図1の線2−2によって示される位置で、リップ38、39は、ベルト40、41より上側に位置付けられる。図1および3を参照すると、図1の線3−3によって示される位置で、リップ38、39は、挿入ローラ26の突起28によって陥凹51、52に押し込まれている。図1および4を参照すると、図1の線4−4によって示される位置で、リップ38、39は、ベルトの陥凹51、52の中にあり、ベルト48、49は、ローラ32によってベルト40、41に押し込まれようとしている。図1および5を参照すると、図1の線5−5によって示される位置で、リップ38、39およびベルト48、49は、リップ38、39がベルト40、41とベルト48、49との間でしっかりと把持されるように、ベルトの陥凹51、52およびベルト48、49の中にある。

図17〜20を参照すると、1つの例示的実施形態では、ウェブ事前挿入デバイス22およびベルト挿入デバイス24は、単一のアセンブリ200の一部である。アセンブリ200は、種々の異なる形態を成すことができる。図示したアセンブリは、ウェブ事前挿入ローラ26と、ベルト挿入ローラ32と、載置アセンブリ202とを含む。載置アセンブリ202は、ローラブラケット204と、載置フランジ206とを含む。ウェブ事前挿入ローラ26およびベルト挿入ローラ32は、一対のローラブラケット204の間に載置される。事前挿入ローラ26およびベルト挿入ローラ32の軸208、210は、ローラブラケット204に接続される。軸208、210は、チャネル51、52へのウェブ15の事前挿入が、チャネルへのベルト48、49の挿入に非常に近く起こるように、互いの3インチ以内、互いの2インチ以内、または互いの1インチ以内にさえあり得る。事前挿入デバイス22およびベルト挿入デバイスが同じアセンブリの一部であるかどうかにかかわらず、このようであり得る。載置フランジ206は、コンベヤアセンブリ16へのアセンブリ200の取り付けを促進するようにローラブラケット204に接続される。図示した実施形態では、載置フランジ206は、ローラブラケット204の位置が、矢印220によって示される方向で載置フランジ206に対して調整されることを可能にする、調整機構212を含む。この調整は、どこまでウェブ15が陥凹に押し込まれるか、および/またはどこまでベルト48、49が陥凹51、52に押し込まれるかを調整するように、事前挿入ローラ26およびベルト挿入ローラ32の位置が、調整されるベルト40、41に対して調整されることを可能にする。

II.事前挿入デバイスを使用する包装機 図1〜5によって図示されるコンベヤアセンブリ16は、多種多様の異なる用途で使用することができる。例えば、図6および7は、側面接続された袋のウェブ15から包装を作製するためにコンベヤアセンブリ16を使用する、袋詰め機100の例示的実施形態を図示する。ウェブ15は、16で概略的に示される供給から袋詰め機セクション17へ送給される。袋詰め機セクション17は、19で概略的に示される随意的な袋閉鎖セクションに分離可能に接続される。袋閉鎖セクションは、多種多様の異なる形態を成すことができる。例えば、袋は、米国特許第6,170,238号によって開示される密封機および方法を使用して密封され得る。袋閉鎖セクションは、閉鎖(すなわち、ステープル、テープ、ヒートシール、再密封可能なシール等)を充填された袋に適用する、任意の装置であり得る。

図7を参照すると、図示した袋詰め機セクション17は、随意的な車輪付き支持台車20を含む。支持台車20は、袋詰め機構を支持するための支持フレームを含む。図面では、袋詰め機構は、重力充填のために、その垂直配向で示されている。本機械は、機構が水平配向で、かつ他の角度配向で位置付けられ得ることを認識して、そのような配向で説明されるであろう。

III.ウェブの実施例 ウェブ事前挿入配設を伴う機械100は、別個の袋、ならびに一連の接続された袋を含み得る、多くの種類の包装袋を使用し得、または使用するように適合され得る。一実施形態では、本機械は、一連の側面接続された袋または側面接続された袋のウェブとともに使用するために適合される。例示的実施形態では、ウェブ15は、細長い扁平プラスチック管である。管は、マンドレル24に沿って送給するための最上セクション23を含む(図1および7参照)。最上セクション23は、穿孔27の形態の正面と裏の脆弱線によって、一連の側面接続された袋25の最上部に接続され得る。壊れ易い接続30が、隣接する袋の側縁を接続する(図7参照)。各袋25は、襞またはシールのうちの選択された1つによって底部33で相互接続される、正面31および裏32を含む。相互接続30に隣接する側面シールが、袋25の側面を線引きする。袋の正面および裏31、32は、ウェブがそれ自体で平坦化されたときの最上セクション23が、本質的に管であるように、それぞれ、脆弱線27、28によって最上セクション23に接続され得る。事前形成された袋の容認可能なウェブの追加の詳細は、その全てが、それらの全体で参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第3,254,828号、第4,344,557号、第5,957,824号、および第6,367,975号で見出され得る。

ウェブ15は、多種多様の異なる材料でできていてもよい。ウェブが、ポリエチレンの比較的薄い層等の比較的可撓性の材料でできているとき、ウェブ事前挿入デバイス22が省略され得る。ウェブ事前挿入デバイス22は、ウェブが厚い材料、硬い材料、または高い摩擦係数を伴う材料でできているときに、特に有用である。本願では、厚いウェブ材料は、厚さ3.0ミル以上である任意の材料であり得る。材料の硬さは、厚さによって達成される。加えて、いくつかの材料は、他の材料よりも硬い。本願では、ポリプロピレン(PP)、積層構造、高密度ポリエチレン(HDPE)を含有するフィルム、ナイロン(PA)および/またはエチレンビニルアルコール(EVOH)等のバリア樹脂を含有する同時押出材料、およびこれらの材料と同一または同様である硬さ特性を有する材料が、硬い材料と見なされる。ベルト40、41の中に配置されるベルト48、49については、ウェブ材料は、ある程度ベルトの間で摺動しなければならない。材料が高い摩擦係数を有する(すなわち、材料が十分に「易滑性」ではない)場合、材料は、ベルト48、49がベルト40、41に挿入されたときに、2本のベルトの間で摺動することが困難であり得る。本願では、0.15より大きい摩擦係数が、高い摩擦係数と見なされる。

事前挿入デバイス22は、材料を陥凹51、52の中へ押し進めることによって、材料をベルト48、49がベルト48、49に挿入されることを可能にする形状にすることによって、および/またはベルト48、49がベルト40、41に挿入されることを可能にするように材料が伸張または摺動しなければならない量を削減することによって、これらの材料がベルト40、41および48、49によって把持されることを可能にする。事前挿入デバイスは、ベルト40、41およびベルト48、49が、厚いウェブ、硬いウェブ、および/または高い摩擦係数を伴うウェブを把持することを可能にする。事前挿入デバイス22が、ベルト40、41およびベルト48、49が把持することを可能にする、材料の実施例は、Automated Packaging Systems, Inc.によって販売されているOF3郵便袋材料である。事前挿入デバイス22は、ベルト40、41およびベルト48、49が、非鎖状低密度ポリエチレン(非LLDPE)材料でできているウェブ、3.0ミルよりも大きい厚さを有するLLDPEウェブ、および/または0.15よりも大きい摩擦係数を有するウェブを把持することを可能にする。

IV.袋詰め機セクション17 A.袋送給および準備部分35 ウェブ15は、供給16から袋詰め機セクション17の袋送給および準備部分35の中へ送給される。送給は、マンドレル24を越え、スリッタ36を通り過ぎる(図6)。スリッタ36は、最上セクション23を、対向する正面と裏のリップ38、39に分離する。袋送給および準備部分35を通した送給は、反対方向に回転する滑車セット42、43によって支持される、一対のエンドレスで反対方向に回転する主要輸送ベルト40、41によって引き起こされる。主要ベルト40、41は、セット42、43の滑車42T、43Tを通して、ステッピングモータによって駆動される(図6)。他の滑車42S、43Sは、ベルトを引っ張るように、バネSによって付勢される(図6)。

図6および7を参照すると、プラウ45が、事前挿入デバイス22およびベルト挿入デバイス24のローラカム46から上流の短い距離に位置付けられる。リップが主要輸送ベルト40、41に沿って引かれるにつれて、リップ38、39は、それぞれ、ベルト40、41の頂面20に折り重ねられる。図7および9から分かるように、ベルト48、49は、事前挿入デバイス22の上流にある領域中でベルト40、41より上側にあり、リップ38、39は、ベルト40、41とベルト48、49との間の空間の中で送られる。いったんウェブ15が事前挿入デバイス22に到達すると、ウェブのリップ38、39は、エンドレスコンベヤベルト48、49が依然として垂直方向でコンベヤベルト40、41より上側にある位置で、ローラ26によって、エンドレスコンベヤベルト40、41の陥凹51、52に押し込まれる。つまり、ベルト48、49は、ローラ26においてコンベヤベルト40、41の頂面20の上、またはそれより上側にある。

いったんリップ38、39がベルト40、41の陥凹51、52に事前挿入されると、ベルト挿入デバイス24は、それぞれ、ベルト48、49をベルト41、42の中の相補的溝51、52に押し込む。図8および12〜16によって図示される実施形態では、ベルト48、49は、断面が円形である一方で、溝51、52は、大きさが180度よりもわずかに大きい、円の弧である。溝51、52の中へのベルト48、49のカム作用は、ベルト48、49と溝51、52との間にリップ38、39を閉じ込める。製品が充填ステーション60において袋の中へ押し進められるにつれて、リップが、ベルトとのそれらの共同作用により、実質的な詰める力に抵抗することができるように、リップ38、39は、共同作用ベルトペア40、41および48、49の間に固定される。溝51、52の中にないベルト48、49の部分は、一組の滑車50の周囲に向けられる。

図7を参照すると、随意的な袋側面セパレータ機構53が、袋接続断絶ステーションで提供され得る。セパレータ機構53は、モータ57によって駆動されるエンドレスベルト54を含む。ベルトが駆動されるにつれて、ベルト54から突出する断絶ピン58が、壊れ易い相互接続30を断絶するように、袋の隣接する側面の間を通過する。したがって、袋は、袋送給および準備部分35を離れると、互いから分離されるが、リップ38、39に接続されたままである。

B.充填ステーション60 図6および8を参照すると、充填ステーション60は、一対の並列ベルトスプレッダ61、62を含む。ベルトスプレッダは、互いの左右対称像である。図6で最も良く見られるように、ベルトスプレッダは、それぞれ、チャネル63、64を含む。チャネル63、64は、それぞれ、充填ステーション60の両側で、主要輸送ベルト40、41を誘導する。輸送ベルト40、41がチャネル63、64の中にあるとき(図8)、袋25は、長方形の上が開いた構成でベルトの間に伸張される(図6)。

供給漏斗66の概略図が、図7に含まれる。手動および/または自動であり得る、多種多様の異なる方法で、製品を袋の中に配置できることが明白となるはずである。図7によって図示される実施形態では、袋が、充填ステーションにおいて、供給漏斗に位置が合わせられるたびに、包装される製品が、袋の長方形の袋開口部を通して堆積させられ得る。

図6および8を参照すると、空間調整機構が、袋の開口部の幅を調整するために提供され得る。この機構は、離間した一対の調整ネジ68、69を含む(図6参照)。調整ネジ68、69は、それぞれ、軸受70、71によって中心にジャーナル(journal)される。ネジは、ベルトスプレッダ61、62に螺合可能に係合する反対方向のネジ山が付いたセクションを、それらの軸受70、71の両側に有する。クランク72の回転が、調整ネジ69の回転を引き起こす。ネジ69は、クランク72が操作されたとき、調整された空間的であるが依然として平行な関係にスプレッダを同等に駆動するよう、ネジ68、69が同等に移動させられるように、回転力を伝達するように機能する、ベルトまたは鎖73を介して、ネジ68に接続される。

スプレッダが互いに向かって、および互いから離れて、移動可能に調整されるにつれて、バネ付勢された滑車42S、43Sは、スプレッダチャネル63、64を通過するベルトの範囲の相対移動を可能にしながら、ベルト40、41への張力を維持する。主要輸送滑車セット42、43は、充填ステーション60から下流に2つの遊び滑車75、76を含む。遊び滑車75、76は、充填ステーション60からの退出後に、ベルト40、41を実質的に並置の関係に戻すように、比較的密接に離間される。

主要およびリップ輸送ベルトは、袋を把持するように引き合わせられるにつれて垂直面で相対的に屈曲され、充填ステーションを通過するにつれて水平面で相対的に屈曲されるため、ベルトが互いに直交する2つの方向で可撓性であることが分かるであろう。

C.袋伸張配設の実施例 充填された袋が充填ステーションから退出するにつれて、袋の正面および裏の上部分を並置に戻すことが望ましくあり得る。本発明の機械は、袋の正面および裏の上部分が並置に戻ることを可能にされるように、袋を伸張するために多くの異なる機構を採用し得る。例えば、より小さい袋とともに使用される1つの例示的実施形態は、惑星状ストレッチャ90を含む(図29)。

惑星状ストレッチャは、6本の袋係合指部106を含む、袋後縁係合要素を含み得る。図29で最も良く見られるように、これらの指部96のうちの1本が、袋25のうちの先頭の1つの中で示される一方で、次の指部は、次の袋が充填ステーション60を離れるにつれて、一列になって次の袋の中へ移動させられている。前縁係合要素は、指部106の速度の1.5倍で軌道に乗る4本の指部96を有する。前縁係合要素の回転は、充填ステーションから退出するにつれて、指部96のうちの1本を次の袋に進入させ、後縁指部106が後縁98に係合している間に、袋の前縁108に係合させ、それにより、袋の正面および裏の最上部分が並置させられるまで袋を伸張する。

図30に図示され、例えば、より大きい袋とともに使用される、袋伸張デバイスの別の実施形態では、充填ステーションから退出する際の充填された袋の伸張は、ノズル112からの空気の噴射を用いて達成され得る。ノズル110、112は、それぞれ、袋の正面および裏縁に空気を吹き付け、したがって、輸送ベルトが並置に戻されるにつれて、それらの長方形の配向から正面・裏並置関係へ袋を伸張する。

V.閉鎖セクション/閉鎖配設の実施例 図1〜5によって図示されるコンベヤアセンブリ16は、例えば、ステープリング、締め付け、および熱融着を含む、種々の異なる種類の閉鎖および密封配設19とともに使用することができる。加えて、密封のために袋の上部分を一緒に保持するように、多くの異なる機構が採用され得る。容認可能な閉鎖配設の実施例の詳細は、上記で参照されるSPおよびシーラベルト特許で見出すことができる。

VI.支持コンベヤ 1つの例示的実施形態では、袋が袋詰め機セクション17を通過する際に袋25の底部を支持するように、支持コンベヤ160が提供され得る(図7参照)。支持コンベヤは、適切な位置にコンベヤ160を位置付けて、包装に処理されている充填された袋の重量を支持するように、高さ調整および係止機構164を含み得る。

V.代替的なベルトの実施形態 ベルト40、41およびベルト48、49は、多種多様の異なる形態を成すことができる。いくつかの実施形態では、ベルト48、49の一部分のみが、陥凹51、52によって受け入れられ得る。他の実施形態では、陥凹51、52は、1本よりも多くのベルト48、49を受け入れるように構成され得る。他の陥凹では、陥凹51、52は、ベルト40、41の頂面20の中に提供され得る。図21〜28は、ベルト40、41および/またはベルト48、49に取って代わり得る、ベルト配設の種々の異なる非限定的実施例を図示する。

ここで図21を参照すると、左右対称の主要輸送ベルト100、102が提供される。2つが互いの左右対称像であるため、対応する左右対称共同作用がベルト102で提供されると認識して、輸送ベルト100およびそれと共同作用する要素が説明されるであろう。この実施形態では、3本のリップ締め付けベルト104〜106が提供される。ウェブ108のセクションが、主要輸送ベルト100の輸送経路側110と係合して上向きに通過する。次いで、セクション108は、輸送ベルト100の最上セクション112を横断して陥凹114の中へ通過する。リップ締め付けベルト104〜106は、3本のベルトに適応するように、断面が矢じりの形状である陥凹114の中に配置される。ウェブ108は、締め付けベルト106の内面上に、したがって、輸送ベルト104、105の下に通される。下向きの力がフィルム108に印加された場合、フィルムは、締め付けベルト106を陥凹114の隅115に押し込む傾向がある。ベルト104、105は、力がフィルム108に印加されるにつれて、配設の把持力を増加させるように、ベルト105がベルト106に対してフィルムを締め付けている状態で、引き合わせられる。

図22を参照すると、主要輸送ベルト118、120が開示される。再度、ベルトが左右対称像であるという点で、左側のベルトのみが詳細に説明されるであろう。ベルト118は、略三角形の上陥凹122を含む。フィルムセクション108は、ベルト108の側面124に沿って上向きに、そこから頂面125を覆って陥凹122の中へ延在する。フィルムは、比較的小さい直径の締め付けベルト126の上に乗り、そこから比較的大きい締め付けベルト128のほぼ完全に周囲に通される。この実施形態では、輸送ベルト118は、陥凹122の中で締め付けベルト126、128およびフィルムを保持する、レール130の下に重なり合う。フィルム108への下向きの力は、レールおよび小さい締め付けベルト126に対して大きい締め付けベルト128を引き、締め付けベルト126を陥凹122の隅に押し付け、締め付けベルトの間および締め付けベルト128とレール130との間の両方で、プラスチックを堅く把持する。

図23の実施形態は、陥凹が略長方形であり、締め付けベルトが同等のサイズであることを除いて、図8に類似する。したがって、ダッシュ記号が追加された類似参照数字が、その実施形態で使用される。

ここで図24を参照すると、主要輸送ベルト132、134が提供される。締め付けベルト49が、表面40S、41Sの場合のように、頂面よりもむしろ、面取りした外向き配向表面136に形成される陥凹135の中に存在することを除いて、これらのベルトは、特に図5および6に示されるような好ましいベルトに非常に類似する。

ここで図25を参照すると、主要輸送ベルト138、140が提供される。輸送ベルト138は、上下の締め付けベルト144、145が配置される、外向き配向陥凹142を有する。フィルムセクション108は、その最上部を覆ってベルト138の内向き側に沿って上向きに、そこから陥凹142の中へ下向きに向けられる。張力がフィルム108に印加されたとき、ベルト145が締め付けベルト144、145の間で締め付け力を増加させるよう上向きに引かれるように、フィルムは、下ベルト145の実質的に完全に周囲に通される。

図26では、静止レール148、150が提供される。レール148は、内向きに配向した長方形の陥凹152を有する。一対の同等にサイズ決定された円形の締め付けベルト154、155が、陥凹152内に配置される。フィルム108への下向きの力が、上ベルト154の周囲の大部分で摩擦を増加させ、締め付けベルト144、145の間でフィルムを緊密に締め付けるように、フィルムセクション108は、締め付けベルト145のうちの上ベルトの実質的に完全に周囲に、および下締め付けベルト145上に通される。別の固定されたレール156が、陥凹152の中でベルト154、155を維持するように、それらと共同作用する。

図27は、輸送ベルトの外面が円形であり、したがって、ベルトが、それらの参照数字40′、41′によって識別されるという点で、図2〜5の実施形態のみと異なる。

図28は、下締め付けベルト155が省略されており、静止レールが参照数字148′、150′によって識別される、図26の実施形態の変形例である。これらの実施例は、事前挿入デバイス22およびベルト挿入デバイス24が異なるベルト構成と協働するように適合されている状態で、ベルト40、41およびベルト48、49が多種多様の異なる形態を成すことができることを図示する。

VI.機械の動作 袋25のウェブ15が、ゆっくり動くことによって袋詰め機を通して送給される。主要コンベヤベルト40、41の横間隔は、充填ステーション60が所望の横寸法を有するまでクランク72を回転させることによって調整される。所望の送給速度および連続または断続的動作のうちの選択された動作を提供するように、図示されていない制御機器が設定される。

いったん機械が動作中になると、ウェブ15の最上セクション23は、マンドレル24に沿って送給され、スリッタ36によって切り開かれる。これは、プラウ45の作用によって主要輸送ベルト40、41に折り重ねられるリップ38、39を形成する。ベルト48、49は、図7および9に示されるように、上昇およびバネ付勢された滑車50Sから降下する。事前挿入デバイス22は、リップ38、39を陥凹に押し込み、次いで、ベルト挿入デバイス22は、袋がさらに処理されるにつれて、非常に実際的かつ堅固な支持を袋に提供するようにベルト48、49を陥凹51、52の中へ押し進める。袋の連続側面接続30が、袋側面セパレータ53に位置が合わせられるにつれて、ベルト54を駆動し、ブレーカピン58に側面接続30を破断させるように、モータ55が運転される。

隣接する一連のベルト40、41が袋送給および準備部分35から下流に進行するにつれて、ベルトがベルトスプレッダ61、62の作用の下で広げられる。ベルトが広げられるにつれて、リップ38、39は、袋が充填ステーション60を縦方向に通過するにつれて前縁がベルトの間の袋の範囲内の中間点になることを可能にするように、それらの間の穿孔の十分な長さを引き裂くことによって、各袋の前縁に隣接する正面および裏面31、32をリップ38、39から分離させる。同様に、後縁に隣接する穿孔は、図6に示されるように、袋が完全な長方形の開口部を達成するまで、袋の後部が広げられるにつれて引き裂かれる。

次に、図6で概略的に示されるように、製品が長方形の袋に挿入される。概略図は個別の締結具であるが、この機械およびシステムは、液体、ならびにパンティーストッキングおよび家庭用スポンジ等の長方形の品目等の袋に詰め込まれなければならないかさばる製品の包装によく適していると認識されたい。

製品が挿入された後、隣接する一連の主要輸送ベルトが一緒に戻され、充填された袋の最上部が、惑星状ストレッチャ90(図29)によって、またはノズルからの対向気流(図30)によってのいずれかで、進行経路の縦方向に広げられる。

図7で最もよく見られるように、リップベルト滑車セットのうちの出口滑車50Eは、主要輸送ベルトから離間され、角度軸の周囲で回転可能である。より正確に表すと、機械が垂直充填配向にあるとき、滑車50Eは、ベルト48、49が溝51、52から引かれるように、主要輸送ベルトより上側にある。

本発明は、ある程度の特異性を伴って、その好ましい形態で説明されているが、好ましい形態の本開示は、一例として行われているにすぎず、以降で主張される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、構造、動作、ならびに部品の組み合わせおよび配設の詳細の多数の変更が用いられ得ることが理解される。