DE69937685T2

DE69937685T2 - Verfahren und system zum aufblasen von aufblasbarem verpackungsmaterial

Info

Publication number: DE69937685T2
Application number: DE69937685T
Authority: DE
Inventors: Laurence B. Brighton SPERRY; Jesse S. Maynard DRAKE
Original assignee: Sealed Air Corp
Current assignee: Sealed Air Corp
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2019-04-03
Also published as: US6253919B1; AR014849A1; DE69937685D1; US20010001921A1; US6729110B2; US6253806B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Aufblasen von aufblasbarem Verpackungsmaterial, insbesondere von Verpackungs- bzw. Dunnage-Airbags bzw. -Luftbeuteln.
Dunnage-Airbags werden typischerweise verwendet, um leere Bereiche in Containern zu füllen, die Gegenstände für einen Transport tragen. Wenn der Beutel aufgeblasen wird, wird der Gegenstand zwischen dem Beutel und die Wände des Containers oder zwischen Abschnitte des Beutels gezwängt. Somit wird verhindert, dass der Gegenstand sich in dem Container bewegt, während dieser transportiert wird. Der Beutel wird üblicherweise aus einem durchstech- bzw. durchschlagfesten Material gefertigt, um sicherzustellen, dass der Beutel während des Transports des Gegenstands aufgeblasen bleibt.
Die Druckschrift WO 98/14390 A offenbart einen Verpackungsbeutel in einer Box, der durch ein Füllventil aufgeblasen wird, das sich durch eine Öffnung in einer Wand der Box erstreckt, und ein Verfahren und ein System gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1.
In bevorzugten Ausführungsformen überwacht der erste Sensor eine Abweichung bzw. Auslenkung des oberen Bereichs der Box und das Verfahren umfasst weiterhin den Schritt des Überwachens einer Abweichung einer weiteren Oberfläche der Box mit einem zweiten Sensor, während der Verpackungsbeutel aufgeblasen wird, und beim Erfassen durch Überwachen, dass eine Abweichung von entweder der oberen Oberfläche oder einer weiteren Oberfläche einen entsprechenden vorab ausgewählten Schwellenwert erreicht, den Schritt des automatisches Beendens des Aufblasens der Box.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Aufblassystem nach Anspruch 6 bereit.
In zumindest bevorzugten Ausführungsformen ist das Aufblassystem ein automatisches Aufblassystem zum Aufblasen eines Verpackungsbeutels in einer Box, wobei der Verpackungsbeutel ein Ventil aufweist, das in der Seite der Box angebracht ist. Das System umfasst eine Aufblasdüse, durch die Gas in den Verpackungsbeutel durch das Ventil geströmt wird, und eine Steuerung, die den Aufblasprozess steuert. In bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwellungsdetektor ein vertikaler Auswölbungsdetektor, der während des Betriebs ein erstes Signal erzeugt, das eine Messung der Auswölbung des oberen Bereichs der Box bereitstellt. Vorzugsweise gibt es ebenfalls einen horizontalen Auswölbungsdetektor, der während des Betriebs ein zweites Signal erzeugt, das eine Messung einer Auswölbung einer Seite der Box bereitstellt, wobei die Steuerung Signale von dem vertikalen und dem horizontalen Auswölbungsdetektor erhält und programmiert ist, den Aufblasprozess in Reaktion darauf zu steuern.
Ebenfalls speichert in bevorzugten Ausführungsformen die Steuerung einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert und ist programmiert, um folgende Vorgänge durchzuführen: Vergleichen der Messung der Auswölbung der oberen Oberfläche mit dem ersten Schwellenwert, Vergleichen der Messung der Auswölbung der Seitenoberfläche mit dem zweiten Schwellenwert, und wenn eine der Messungen der Auswölbung zumindest so groß wie der entsprechende Schwellenwert wird, Beenden des Aufblasprozesses. Alternativ speichert die Steuerung einen ersten Schwellenwert, einen zweiten Schwellenwert und einen dritten Schwellenwert und ist programmiert, um folgende Vorgänge durchzuführen: Vergleichen der Messung der Auswölbung der oberen Oberfläche mit dem ersten Schwellenwert, Vergleichen der Messung der Auswölbung der Seitenoberfläche des zweiten Schwellenwerts, Kombinieren der Messungen der Auswölbung der oberen Oberfläche und der Seitenoberfläche, um eine kombinierte Messung einer Auswölbung zu erzeugen, und wenn irgendeine der Messungen der Auswölbung zumindest so groß wie der entsprechende Schwellenwert wird, Beenden des Aufblasprozesses.
In bevorzugten Ausführungsformen speichert die Steuerung eine Tabelle, die Boxengrößen auf einen ersten und zweiten Schwellenwert abgleicht, und wobei die Steuerung weiter programmiert ist, um folgende Vorgänge durchzuführen: anhand der Signale von zumindest dem horizontalen und dem vertikalen Auswölbungsdetektor, Bestimmen einer Boxgröße und Auswählen von Werten für den ersten und zweiten Schwellenwert von der Tabelle basierend auf der Boxgröße.
Das System umfasst eine Aufblasdüse und kann einen Förderer bzw. ein Fördermittel umfassen, der bzw. das die Box durch das System bewegt, eine Ausrichtungsführung, die an die Aufblasdüse angefügt ist und die zumindest zwei Ausrichtoberflächen hat, wobei jede für eine entsprechende verschiedene Oberfläche der Box vorgesehen ist, und einen Positionierungsmechanismus, der eine Bewegung der Ausrichtungsführung steuert und der während des Betriebs automatisch die Ausrichtungsführung in Kontakt zu der Box bewegt, so dass die zumindest zwei Ausrichtoberflächen in Kontakt mit ihren entsprechenden Oberflächen der Box sind, wobei die Aufblasdüse zu dem Ventil in der Box ausgerichtet wird.
Die Ausrichtungsführung kann ein L-förmiges Element mit einem ersten Arm sein, der eine der zumindest zwei Ausrichtoberflächen definiert, und einen zweiten Arm, der eine weitere der zumindest zwei Ausrichtoberflächen definiert.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der Ansprüche deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Darstellung eines Verpackungsbeutels, der eine feste Ventilbaugruppe umfasst, der aufgeblasen werden kann, wobei Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
2A zeigt eine Vorderansicht der festen Ventilbaugruppe des Verpackungsbeutels der 1.
2B zeigt eine seitliche Querschnittsansicht entlang der Linie 2B-2B aus 2A.
2C zeigt eine seitliche Querschnittsansicht entlang der Linie 2C-2C aus 2A.
2D zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der festen Ventilbaugruppe aus 2A, die in einer Öffnung einer Wand eines Containers angebracht ist.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verpackungsbeutels aus 1 bei Verwendung in einem Container.
4A zeigt eine Darstellung eines Verpackungssystems zum Aufblasen des Verpackungsbeutels aus 1, was zum Zwecke der Erläuterung beschrieben ist.
4B zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der festen Ventilbaugruppe des Verpackungsbeutels aus 1 während des Aufblasens des Beutels.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Aufblassystems für das Verpackungssystem der 4A.
6 zeigt eine teilweise Draufsicht des Verpackungssystems, das ein Aufblassystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst und einen Boxschwellungsdetektor zeigt.
7A zeigt eine Darstellung eines alternativen Verpackungsbeutels, der eine flexible Ventilbaugruppe umfasst.
7B zeigt eine Nahaufnahme der flexiblen Ventilbaugruppe des Verpackungsbeutels aus 6A.
7C zeigt eine Darstellung eines weiteren alternativen Verpackungsbeutels, der eine flexible Ventilbaugruppe umfasst.
8 zeigt eine Darstellung noch eines weiteren alternativen Verpackungsbeutels, der eine flexible Ventilbaugruppe umfasst.
9 zeigt eine Darstellung einer alternativen festen Ventilbaugruppe.
10 zeigt eine Darstellung eines alternativen Verpackungsbeutels einer gesteppten Konstruktion.
11 zeigt eine Darstellung eines alternativen zusammengesetzten Verpackungsbeutels.
12A zeigt eine Darstellung eines weiteren alternativen Verpackungsbeutels mit Vorsprüngen.
12B zeigt eine Darstellung des Verpackungsbeutels aus 12A bei Verwendung in einem Container.
13 zeigt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aufblasmechanismus, der in eine Taping- bzw. Bandmaschine aufgenommen ist.
14a-e zeigen den Betrieb des Systems, das in 13 gezeigt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Verpackungsbeutel 10 einen flexiblen Beutel 12 mit einer Falte 14 und einer festen Ventilbaugruppe 16, die in der Falte angebracht ist. Zwei gegenüberliegende Seiten 17, 18 des flexiblen Beutels 12 sind entlang dreier Kanten 20, 22, 24 versiegelt und die Falte 14 ist entlang eines Paars von Kanten 26, 28 mit gegenüberliegenden Seiten 17 bzw. 18 jeweils versiegelt bzw. abgedichtet. Die Falte 14 ist ein gefaltetes Stück aus Material, das sich entfaltet, wenn der Verpackungsbeutel 10 aufgeblasen wird, um eine erhöhte Volumenausdehnung bereitzustellen. Die Seite 18 umfasst ebenfalls einen Falz (nicht dargestellt) der sich entfaltet, um eine weitere Volumenausdehnung des Beutels bereitzustellen, wenn der Beutel aufgeblasen wird.
Der flexible Beutel 12 ist typischerweise aus einem biegsamen, siegelbaren Material gefertigt, bspw. aus linearem Polyethylen geringer Dichte. Der flexible Beutel 12 kann ebenfalls aus anderen Materialien gefertigt sein, einschließlich Polyethylen mittlerer oder hoher Dichte. Der flexible Beutel 12 kann ebenfalls eine Außenschicht aus Polyester oder Nylon umfassen zur Festigkeits- und Abriebswiderstandsfähigkeit, und einen inneren Beutel mit Polyethylen geringer Dichte für eine Wärmeabdichtbarkeit.
Unter Bezugnahme auf 2A–2C umfasst die feste Ventilbaugruppe 16 ein Gehäuse 32 und ein kreisförmiges Diaphragma bzw. eine kreisförmige Membran 34, die bzw. das innerhalb des Gehäuses 32 durch einen Halterpfosten 36 gesichert ist. Das Gehäuse 32 definiert eine Bohrung 38, die sich von einer Eingangsöffnung 40 des Gehäuses 32 zu einer vergrößerten Bohrung 42 erstreckt, die an dem anderen Ende des Gehäuses angeordnet ist. Eine kreisförmige Leiste 44 erstreckt sich nach innen in die vergrößerte Bohrung 42 und definiert eine Ausgangsöffnung 46. Der Halterpfosten 36 umfasst zwei Enden 48, 50, die in Eingriff mit der Leiste 44 des Gehäuses 32 sind, so dass zwei äußere Abschnitte 52, 54 des Diaphragma 34 gegen eine Oberfläche 56 des Gehäuses 32 gehalten sind, um das Diaphragma 34 innerhalb des Gehäuses 32 zu halten. Das Diaphragma 34 umfasst zwei Seitenabschnitte 58, 60, die jeweils auf einer der Seiten des Halterpfostens 36 angeordnet sind. Abschnitte 58, 60 des Dia phragma 34 passen sich gegen die Oberfläche 56 des Gehäuses 32 an, um eine Abdichtung zu bilden, wenn der flexible Beutel 12 auf etwa 0,14 bis 0,21 bar (2 bis 3 psi) aufgeblasen wird. Das Gehäuse 32 umfasst einen sich nach außen erstreckenden Rand 62, der eine geneigte Oberfläche 68 hat, und eine sich nach außen erstreckende Schulter 70, die von dem Rand 62 beabstandet ist. Die Schulter 70 ist größer im Durchmesser als der Rand 62. Ein Basisabschnitt 76 des Gehäuses 32 umfasst eine weitere Oberfläche 78, die an den flexiblen Beutel 12 angeheftet ist.
In der Ventilbaugruppe, die in den 2A–2C dargestellt ist, hat die Bohrung 38 einen Durchmesser D₁ von etwa 7,6 mm (0,3 Zoll). Der Durchmesser D₂ der vergrößerten Bohrung 38 beträgt etwa 15,2 mm (0,6 Zoll), und die Ausgangsöffnung 46, die durch die kreisförmige Leiste 44 definiert ist, hat einen Durchmesser D₃ von etwa 14 mm (0,55 Zoll). Der Rand 62 hat einen äußeren Durchmesser D₄ von etwa 12,7 mm (0,5 Zoll) und die Schulter 70 hat einen äußeren Durchmesser D₅ von etwa 17,8 mm (0,7 Zoll).
Das Gehäuse 32 ist aus demselben Material wie der flexible Beutel 12 gefertigt, um eine Wärmeabdichtung des Gehäuses 32 für den flexiblen Beutel 12 zu erleichtern, bspw. durch Ultraschallschweißen. Das Diaphragma 34 ist aus Chlorfluor-Silizium gefertigt, mit einer Dicke t von etwa 0,25 mm (0,010 Zoll). Das Diaphragma kann ebenfalls aus anderen geeigneten Materialien gefertigt sein, die einen Speicher haben, der bewirkt, dass Abschnitte 58, 60 des Diaphragma 34 zurückspringen nach dem Aufblasen und gegen die Oberfläche 56 anschlagen bzw. anliegen, um eine Abdichtung zu bilden. Der Shore A Härtemesser des Diaphragma reicht zwischen 30 und 60, so dass das Diaphragma weich genug ist, um eine geeignete Abdichtung zwischen Diaphragma 34 und der Oberfläche 56 sicherzustellen. Ein Überzug aus Öl, bspw. Silizium, wird typischerweise auf die Oberfläche des Diaphragma 34 angebracht, die neben der Oberfläche 56 ist, um die Abdichtfähigkeiten des Diaphragma zu verbessern. Der Halterpfosten 36 wird typischerweise aus Delrin^TM oder anderen geeigneten Materialien gefertigt, einschließlich PVC und Polyethylen hoher Dichte, um eine ausreichende Steifigkeit für den Halterpfosten 36 bereitzustellen.
Bei Verwendung, wie in 2D gezeigt ist, greift der Rand 62 des Gehäuses 32 an eine Wand 64 eines Containers 66 (3) in eine Öffnung 63. Die Öffnung 63 ist größer im Durchmesser als diejenige des Rands 62. Die geneigte Oberfläche 68 des Rands 62 erleichtert ein Einsetzen der festen Ventilbaugruppe 16 in die Öffnung 63. Zusätzlich hilft die geneigte Oberfläche 68, eine Abdichtung zu bilden, mit einer Fülldüse 121 (4B) während des Aufblasens des Beutels 12. Die Schulter 70 des Gehäuses 32 stößt gegen eine innere Oberfläche 74 der Wand 64, um zu verhindern, dass das feste Gehäuse 32 durch die Wand 64 gedrückt wird, wenn das feste Gehäuse 32 in die Wand eingesetzt wird. Ein Kontakt der Schulter 70 des Gehäuses 32 mit der Oberfläche 74 der Wand 64 stellt eine taktile Rückkopplung für einen Nutzer dar, dass die feste Ventilbaugruppe 16 vollständig am Ort ist, wenn diese in die Wand des Containers geschnappt ist. Wenn die feste Ventilbaugruppe 16 in der Öffnung 63 angebracht ist, ist die Eingangsöffnung 40 bündig zu oder versenkt zu einer äußeren Oberfläche 75 der Wand 64. In anderen Worten ragt die Eingangsöffnung nicht nach außen über die äußere Oberfläche 75 hervor. Die feste Ventilbaugruppe 16 wird mit Containern verwendet, die Wandstärken in einem Bereich von etwa 1,6 mm (0,0625 Zoll) bis etwa 7,6 mm (0,3 Zoll) haben. Die Öffnung 63 hat typischerweise einen Durchmesser von etwa 9,5 mm (0,375 Zoll).
Unter Bezugnahme auf 3 ist der Verpackungsbeutel 10 vollständig aufgeblasen in dem Container 66 gezeigt, der verschiedene Gegenstände 80 enthält.
Die feste Ventilbaugruppe 16 ist in der Öffnung 63 in der Wand 64 des Containers 66 angebracht. Die feste Ventilbaugruppe 16 ist nahe der Kante 28 (1) des flexiblen Beutels 12 angeordnet, um zu ermöglichen, dass die Falte 26 (1) vollständig entfaltet wird, um das Volumen der Ausdehnung des Beutels zu maximieren, so dass der Beutel sich um Gegenstände 80 angleicht, die in dem Container gehalten werden. Weiterhin entlastet die Falte 26 die Anspannung auf den flexiblen Beutel 12 in der Nähe des Bereichs um die feste Ventilbaugruppe 16. Der Verpackungsbeutel 10 füllte leere Bereiche innerhalb des Containers 66 und verkeilt sich zwischen Gegenständen 80 und die Wände des Containers 66, um zu verhindern, dass sich die Gegenstände innerhalb des Containers 66 während des Transports bewegen. Der Verpackungsbeutel 10 ist typischerweise 2 bis 3 Zoll größer in sowohl der Breite als auch der Länge als derjenige Container 66, um sicherzustellen, dass der Verpackungsbeutel 10 geeignet die leeren Bereiche um die Gegenstände 80 füllt.
Das folgende ist eine Beschreibung eines Systems, das automatisch den Verpackungsbeutel aufbläst und den Container abdichtet, der den Beutel und Gegenstände für einen Transport hält. Unter Bezugnahme auf 4A umfasst ein Verpackungssystem 90 ein Paar von Fördermitteln 92, 94 eines Fördersystems und eine Kegel- bzw. Ablass-/Aufblasstation 97. Das Fördermittel transportiert den Container 66 in der Richtung des Pfeils 93 zu der Station 97, nachdem ein Nutzer die feste Ventilbaugruppe 16 in eine Öffnung einer Wand des Containers 66 anbringt, wie in 2D gezeigt ist. Als nächstes faltet der Nutzer ein Paar von kleineren Klap pen 107 und dann ein Paar von größeren Klappen 108 nach innen zu einer geschlossenen Position. In der Station 97 dichtet ein Kegel 96 den Container und ein Aufblassystem 98 bläst den Verpackungsbeutel 10 auf. Das Fördermittel 94 transportiert die verpackten Container in der Richtung des Pfeils 95 weg von der Station 97. Ein Paar an Gurttreibern 100, 101 auf beiden Seiten des Containers 66 zieht den Container durch die Station 97. Jeder der Gurttreiber 100, 101 erstreckt sich vertikal von einer Basis 102 der Station 97 und diese sind entlang eines jeweiligen Paars an Schlitzen 106 geführt. Die Gurttreiber 100, 101 drücken pneumatisch gegen ein Paar von vertikalen Wänden 104 (von denen lediglich eine gezeigt ist) des Containers 66, wodurch die Wände nach innen gedrängt werden, um einen Spalt 117 bei einem oberen Bereich 118 des Containers 66 zu minimieren, der zwischen den größeren Klappen 108 gebildet ist, wenn die Klappen in einer gefalteten geschlossenen Position sind.
Der Kegel 96 wird auf einer Querstange 110 gehalten, die durch ein Paar von Säulen 111, 112 der Station 97 gehalten sind. Der Kegel 96 umfasst eine Rolle eines Bands 114 und eine Vorrichtung 116 zum Anwenden des Bands. Ein Sensor (nicht dargestellt) erfasst die Ankunft und Höhe des Containers 66, wobei die Vorrichtung 116 zum Anwenden des Bands pneumatisch durch eine pneumatische Steuerung (nicht dargestellt) gegen einen oberen Bereich 118 des Containers 66 mit einer vorbestimmten Kraft gedrückt wird. Wenn sich der Container 66 durch die Station 97 fortbewegt, wendet die Vorrichtung 116 zum Anwenden eines Bands ein Streifen eines Bands entlang dem Spalt 117 an, um den Container abzudichten.
Das Aufblassystem 98 umfasst einen pneumatisch betätigten Arm 120, der in einem Gehäuse 122 gehalten wird, das in einer Säule 111 gestützt wird. Das Gehäuse 122 ist mit einer Querstange 110 in der Säule 111 verbunden, so dass das Gehäuse 122 sich nach oben und nach unten zusammen mit der Vorrichtung 116 zum Anwenden eines Bands bewegt. Die Höhe des Gehäuses 122 und somit die Vorrichtung 116 zum Anwenden eines Bands werden pneumatisch durch die pneumatische Steuerung eingestellt. Eine Fülldüse 121 ist in dem Arm 120 gehalten und mit einem Schlauch (nicht dargestellt) verbunden, der verdichtete Luft für die Fülldüse bereitstellt. Die Fülldüse 121 umfasst ein biegsames Schaumende 126 mit geschlossenen Zellen (4B), das abdichtend an die Eingangsöffnung 40 der festen Ventilbaugruppe 16 während des Aufblasens des Verpackungsbeutels 10 angreift. Vor der Ankunft des Containers 66 in der Station 97 wird der Arm 120 nach hinten zu einem Ort 124 des Gehäuses 122 gedrängt. Die Geschwindigkeit eines Motors (nicht dargestellt) der Gurttreiber 100, 101 wird überwacht, so dass die genaue Geschwindigkeit durch die Station 97 bekannt ist. Ein Sensor (nicht dargestellt), der bei der Station 97 positioniert ist, bestimmt eine führende bzw. vordere Kante 105 des reinkommenden Containers 66. Die Motorgeschwindigkeit und die Information von den Sensoren werden verwendet, um den genauen Ort der festen Ventilbaugruppe 16 zu bestimmen, wenn die Ventilbaugruppe in der Öffnung 63 (2D) angebracht ist. In anderen Worten sind die Geschwindigkeit sind die Geschwindigkeit, bei der der Container 66 sich durch die Station 97 fortbewegt, und der Ort der vorderen Kante 105 bekannt, so dass die genaue Zeit, zu der der Arm 120 die Fülldüse 120 gegen die feste Ventilbaugruppe 16 drückt, bekannt ist. Somit drückt zu einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem die vordere Kante 105 des Containers 166 erfasst ist, der Arm 120 die Fülldüse 121 gegen die feste Ventilbaugruppe 16, um die Aufblassequenz zu beginnen. Der Arm 120 ist auf einem Mechanismus angebracht, der ermöglicht, dass der Arm 120 sich nach vorne in dem Gehäuse 122 mit der festen Ventilbaugruppe 16 bewegt, wenn der Container 66 sich in der Richtung des Pfeils 130 bewegt. Nachdem der Verpackungsbeutel 110 aufgeblasen ist, werden der Arm 120 und somit die Fülldüse 121 weg von der festen Ventilbaugruppe gezogen. Der Arm 120 wird dann pneumatisch nach hinten zu dem Ort 124 an dem Gehäuse 122 gedrängt.
Während des Aufblasens, wie in 4B gezeigt ist, greift das Ende 126 der Fülldüse 121 abdichtend an die Eingangsöffnung 40 der festen Ventilbaugruppe 16. Luft fließt in der Richtung der Pfeile 128 von der Fülldüse 121 durch die feste Ventilbaugruppe 16 in den flexiblen Beutel 12. Die Kraft der strömenden Luft faltet das Diaphragma 34 um den Halterpfosten 36, um einen Durchgang 130 durch die feste Ventilbaugruppe 16 zu erzeugen. Nach dem Aufblasen schnappt das Diaphragma 34 zurück gegen die Oberfläche 56 des Gehäuses 32 wegen des Federverhaltens des Diaphragma 34 und des internen Drucks innerhalb des flexiblen Beutels 12.
Das Aufblassystem 98 wird detaillierter in 5 gezeigt. Die Fülldüse 121 des Aufblassystems 98 wird mit einem Kompressor 132 verbunden, der unter Druck stehende Luft zum Aufblasen des Verpackungsbeutels 10 liefert. Die unter Druck stehende Luft von dem Kompressor 132 wird durch einen Verteiler 134 zu drei Druckregulatoren 136, 138, 140 gerichtet, die den Versorgungsdruck auf 6,9 bar (100 psi), 2,8 bar, (40 psi) bzw. 0,41 bar (6 psi) verringern. Die Regulatoren 136, 138 und 140 werden wiederum mit einem zweiten Verteiler 142 verbunden, der die Luft durch einen Durchflussmesser 144 verteilt, um die Düse 121 zu füllen. Ein Durchflussmesser 144 überwacht die Flussrate der Luft zu der Fülldüse 121. Drei Solenoide 146, 148 und 150 sind in den Leitungen angeordnet, die den Verteiler 142 und die Regulatoren 136, 138 bzw. 140 verbinden. Die Solenoide 146, 148, 150 und der Durchflussmesser 144 sind elektrisch mit einer Steuerung 142 verbunden, bspw. einer programmierbaren Logiksteuerung.
Die Steuerung 152 durch das Steuern des Betriebs und des Aufeinanderfolgens der Solenoide 146, 148 und 150 steuert die Aufblassequenz des Beutels. Ein Druckwandler 154, der den Druck innerhalb des Verpackungsbeutels 10 überwacht, ist in der Nähe der Fülldüse 121 positioniert und elektrisch mit der Steuerung 152 verbunden. Während des Aufblasens des Verpackungsbeutels 10 werden Rückkopplungssignale von dem Durchflussmesser 144 und dem Druckwandler 154 über ein Paar an Steuerleitungen 156 bzw. 158 zu der Steuerung 152 übertragen. Wenn ein erwünschter Druck erfasst wird, beendet die Steuerung 152 die Aufblassequenz. Typischerweise wird für einen 8,5 Liter-(0,3 ft³)Verpackungsbeutel Luft bei 6,9 bar (100 psi) zunächst für etwa 50 msek bei einer Flussrate von etwa 600 Litern/Minute geliefert, wenn diese bei 2,8 bar (40 psi) für etwa 500 msek bei etwa 325 Litern/Minute geliefert wird, und schließlich bei 0,41 bar (6 psi) für etwa 1 Sekunde bei einer Flussrate von etwa 100 Litern/Minute geliefert wird. Somit dauert der gesamte Aufblasprozess etwa 2 Sekunden.
In Betrieb wird der Container 66 durch das Fördermittel 92 zu der Station 97 transportiert. Vor Ankunft bei der Station 97 plaziert ein Nutzer Gegenstände 80 in den Container 66. Nachfolgend plaziert ein Nutzer den Verpackungsbeutel 10 in den Container 66 und bringt die feste Ventilbaugruppe 16 in dem Loch 63 der Wand 64 des Containers 66 an (3). Alternativ kann der Nutzer zunächst den Verpackungsbeute 110 in den Container 66 anbringen und dann die Gegenstände auf dem Beutel platzieren. Der Nutzer faltet dann kleinere Klappen 107 und größere Klappen 180 zu einer geschlossenen Position. Die nachfolgenden Verpackungsschritte sind vollständig automatisiert. Gurttreiber 100, 101 emp fangen den Container 66 und ziehen den Container durch die Station 97. Wenn der Container 66 sich durch die Station 97 fortbewegt, wird die Vorrichtung 116 zum Anwenden eines Bands durch die pneumatische Steuerung aktiviert und wendet einen Streifen eines Bands entlang dem oberen Bereich des Containers 66 an, wodurch der Abdichtspalt 117 zwischen größeren Klappen 108, die zuvor durch den Nutzer gefaltet werden, abgedichtet wird. Ein Sensor (nicht dargestellt) erfasst die vordere Kante 105 des Containers 66 und dann, nach einer vorbestimmten Zeit, betätigt die pneumatische Steuerung (nicht dargestellt) den Arm 120. Der Arm 120 drückt die Fülldüse 121 gegen die feste Ventilbaugruppe 16 und der Aufblasprozess beginnt. Die Fülldüse 121 bewegt sich mit dem Container 66, während der Verpackungsbeutel 10 aufgeblasen wird. Der gesamte Aufblasprozess dauert etwa 3 Sekunden. Nachdem der Verpackungsbeutel 10 aufgeblasen ist, wird die Fülldüse 121 pneumatisch von der festen Ventilbaugruppe 16 gezogen und der Arm 120 wird pneumatisch zu seiner anfänglichen Position zurückbewegt. Das Verpackungssystem 90 ist in der Lage, etwa 15 Container pro Minute zu verpacken.
In anderen Anordnungen des Verpackungssystems kann die Steuerung 152 eine Software sein, die auf einer CPU läuft, anstelle einer programmierbaren Logiksteuerung. Sowohl der Kegel 96 als auch das Aufblassystem 98 können als selbstständiges System vorliegen. Somit kann der Verpackungsbeutel aufgeblasen werden, bevor oder nachdem das Abdichten des Containers abgeschlossen ist. Solenoide 146, 148, 150 können jeweils für einen vorbestimmten Zeitraum aktiviert werden. Der Ort der festen Ventilbaugruppe 16, wenn diese in der Öffnung 63 montiert ist, kann durch ein Mustererkennungssystem bestimmt werden. Zusätzlich zu dem Sensor, der verwendet wird, um die vordere Kante des Containers zu erfassen, kann ein zusätzlicher Sensor vorgesehen sein, um die hintere Kante des Containers zu erfassen, so dass die Breite des Containers bestimmt werden kann. Die bekannte Breite ermöglicht dann, dass das Verpackungssystem die Zeit bestimmt, bei der der Arm 120 die Fülldüse 121 gegen die feste Ventilbaugruppe für Container von verschiedenen Breiten drückt. In anderen Ausführungsformen können der Abstand und die Amplitude des Rauschens, das durch den Fluss an Luft durch die Fülldüse erzeugt wird, verwendet werden, um die Aufblassequenz zu überwachen.
In einem Verpackungssystem, das ein Aufblassystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wie diese in 6 gezeigt ist, umfasst, hält ein Gehäuse 122 einen Schwellungsdetektor 170. Der Schwellungsdetektor 170 ist typischerweise ein linearer Wandler, der einen Körper 172 umfasst, und einen Stab 174, der sich in und aus dem Körper 172 bewegt, wie durch Doppelpfeile 176 angezeigt ist. Ein vergrößerter Kopf 178 ist an ein Ende des Stabs 174 angefügt.
Wenn der Container 66 in der Station 94 (4A) ankommt, drückt der Schwellungsdetektor 170 den vergrößerten Kopf 178 gegen die Wand des Containers 66. Bevor der Container aufgeblasen wird, sind die Wände des Containers im wesentlichen flach, wie durch die geraden Linien 180 angezeigt wird. Während der Verpackungsbeutel innerhalb des Containers aufgeblasen wird, schwellen die Wände des Containers nach außen, wie durch die gebogenen Linien 182 angezeigt wird. Die Ablenkung der Wand, an die der vergrößerte Kopf 178 anliegt, bewirkt, dass der vergrößerte Kopf 178 sich um einen Abstand d bewegt. Der Abstand korreliert mit dem Druck innerhalb des Beutels. Wenn ein erwünschter Druck erfasst wird, wird die Aufblassequenz abgeschlossen. Wenn sich der Abstand d nach der Vervollständigung der Aufblassequenz verringert, dann ist es wahrscheinlich, dass der Verpackungsbeutel ein Leck hat. In anderen Worten kann der Bediener den Abstand d nach der Aufblassequenz überwachen und bestimmen, ob ein Leck in dem Beutel vorliegt.
Andere Anordnungen eines Verpackungsbeutels unterscheiden sich leicht von der vorstehend beschriebenen Anordnung. Bspw. umfasst eine weitere Anordnung, die in 7A als ein Verpackungsbeutel 210 gezeigt ist, eine flexible Ventilbaugruppe 216, die teilweise in einen flexiblen Beutel 212 in der Nähe eines Mittenabschnitts 213 des flexiblen Beutels 212 eingesetzt ist. Die flexible Ventilbaugruppe 216 umfasst einen festen Ring 232 zum Anbringen in einer Öffnung in einer Wand eines Containers, der ähnlich zu der Vorrichtung ist, die unter Bezugnahme auf 2D erörtert wird. Der feste Ring 232 definiert eine Öffnung 240 in das flexible Ventil zum Aufblasen des flexiblen Beutels 212. Die flexible Ventilbaugruppe 232 ermöglicht, dass der flexible Beutel 212 sich den leeren Bereichen in dem Container 66 anpasst, der Gegenstände 80 zum Transport trägt, ohne dass der Bereich nahe des Mittelabschnitts 213 belastet wird, wenn der flexible Beutel 212 aufgeblasen wird. Der flexible Beutel 212 kann eine Falte ähnlich zu derjenigen enthalten, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wird.
Die flexible Ventilbaugruppe 216 ist detaillierter in 7B gezeigt. Die flexible Ventilbaugruppe 216 umfasst zwei gegenüberliegende Blätter 218 und 220, die entlang dreier Kanten 222, 224 und 226 abgedichtet ist. Alternativ kann die flexible Ventilbaugruppe 216 aus einem einzelnen Blatt gefertigt und entlang einer Kante, bspw. Kante 222 gefaltet, und dann entlang der anderen beiden Kanten 224 und 226 abgedichtet bzw. versiegelt sein. Die flexible Ventilbaugruppe 216 hat ein offenes Ende 228, so dass ein Durchgang von der Öffnung 240 des festen Rings 232 zu der Innenseite des flexiblen Beutels 212 definiert ist. Das flexible Ven til 216 ist an den flexiblen Beutel 212 in der Nähe des Mittenabschnitts 213 des Beutels gebunden, so dass ein innerer Abschnitt 242 des flexiblen Beutels 212 in dem Beutel ist. Wenn der Verpackungsbeutel 210 aufgeblasen wird, werden Seiten 218 und 220 von Abschnitten 242 durch den inneren Druck des Verpackungsbeutels zusammengedrückt, wodurch eine Abdichtung erzeugt wird und verhindert, dass Luft entweicht.
Noch eine weitere Anordnung, die in 7C als ein Verpackungsbeutel 310 gezeigt ist, umfasst eine flexible Ventilbaugruppe 316, die teilweise in einen flexiblen Beutel 312 bei einem Halterungsbereich 313 eingesetzt ist. Die flexible Ventilbaugruppe 316 umfasst ebenfalls einen festen Ring 232, der eine Öffnung in die flexible Ventilbaugruppe bereitstellt. Der Aufbau und der Betrieb der flexiblen Ventilbaugruppe 316 ist ähnlich zu der flexiblen Ventilbaugruppe 216, die unter Bezugnahme auf die 7A und 7B beschrieben wird, außer für den Ort des Halterungsbereichs der Ventilbaugruppe an den flexiblen Beutel. Der Haltungsbereich 313 ist an einer Kante 314 des flexiblen Beutels 312 angeordnet. Da der Halterungsbereich 313 typischerweise in der Nähe des Orts ist, bei dem der feste Ring 332 in eine Öffnung einer Wand eines Containers angebracht ist, wird der Betrag an Material, das erforderlich ist, um die feste Ventilbaugruppe 316 zu bilden, minimiert.
In noch einer weiteren Anordnung, die in 8 gezeigt ist, umfasst ein Verpackungsbeutel 360 eine flexible Ventilbaugruppe 362, die teilweise in einen flexiblen Beutel 364 eingesetzt ist. Die flexible Ventilbaugruppe 362 hat keinen festen Ring, aber die Abdichtung der flexiblen Ventilbaugruppe 362 ist ähnlich zu derjenigen der Ventilbaugruppe, die unter Bezugnahme auf 7A bis 7B beschrieben wird. Ein äußerer Abschnitt 365 der flexiblen Ventilbaugruppe 362 umfasst zwei Klappen 366, 368. Jede Klappen 366, 368 hat einen Klebstoff 370, der an eine jeweilige äußere Oberfläche 372, 374 angebracht ist. Wenn die Klappen 366, 368 sich auseinander bewegen, definieren die Klappen eine Öffnung 376.
Um die flexible Ventilbaugruppe 362 in einer Wand eines Containers anzubringen, setzt der Bediener zunächst die Ventilbaugruppe von der Innenseite des Containers durch einen Schlitz in der Wand. Als nächstes spreizt der Bediener die Klappen 366, 368 auseinander und drückt die Klappen gegen die Wand, um zu bewirken, dass der Klebstoff die Klappen an die Wand anfügt. Während der Aufblassequenz liefert das Aufblassystem unter Druck stehende Luft zu der Öffnung 376, um den Verpackungsbeutel 360 aufzublasen.
Eine weitere Anordnung, die in 9 als eine feste Ventilbaugruppe 380 gezeigt ist, umfasst ein Gehäuse 382, ein kreisförmiges Diaphragma 384 und einen Halterpfosten 386, der das Diaphragma 384 innerhalb des Gehäuses 382 hält. Der Betrieb der festen Ventilbaugruppe 380 ist ähnlich demjenigen der Ventilbaugruppe 16, die unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben wird. Das Gehäuse 382 definiert eine Bohrung 386 mit einer Eingangsöffnung 388. Das Gehäuse 382 umfasst einen sich nach außen erstreckenden Rand 393 und eine sich nach außen erstreckende Schulter 394, die von dem Rand 393 beabstandet ist. Ein sich nach innen erstreckender Rand 395 des Gehäuses 382 umfasst eine schräge bzw. geneigte Oberfläche 396.
Wenn die feste Ventilbaugruppe 380 in einer Wand 390 angebracht ist, ragt die Eintrittsöffnung 388 über eine äußere Oberfläche 392 der Wand 390. Zusätzlich liegt die Schulter 394 an einer inneren Oberfläche 397 der Wand 390 an und der Rand 393 liegt an einer äußeren Oberfläche 392 an, um die feste Ventilbaugruppe 380 in der Öffnung der Wand 390 zu halten.
Noch eine weitere Anordnung, die in 10 als ein Verpackungsbeutel 410 gezeigt ist, umfasst eine feste Ventilbaugruppe 416, die mit einem flexiblen Beutel 412 verbunden ist, der zwei gegenüberliegende Seiten 418 und 420 aufweist. Die Seiten 418 und 420 sind aneinander an verschiedenen Punkten 421 geheftet, so dass der flexible Beutel 412 einen gesteppten Aufbau hat. Somit bleiben die gegenüberliegenden Seiten 418 und 420 im wesentlichen parallel zueinander, wenn der flexible Beutel 412 aufgeblasen wird. Die feste Ventilbaugruppe 416 ist ähnlich zu der Ventilbaugruppe, die unter Bezugnahme auf die 2A bis D erörtert wird. Der Verpackungsbeutel 410 kann jedoch irgendeine der Ventilbaugruppen enthalten, die unter Bezugnahme auf 7A bis 9 beschrieben werden. Wenn der Verpackungsbeutel 410 auf dem Boden eines Containers plaziert und aufgeblasen wird, agiert der Verpackungsbeutel 410 als Pegel gestepptes Feld, auf dem ein Gegenstand bleiben kann, ohne zu einer Wand des Containers zu rollen. Ein weiterer Verpackungsbeutel, bspw. der Verpackungsbeutel 10 (1), kann dann auf dem Gegenstand plaziert werden, ohne dass ein Bediener den Gegenstand des Verpackungsbeutels 10 in der Mitte des Verpackungsbeutels 410 halten muss.
In noch einer weiteren Anordnung, die in 11 gezeigt ist, umfasst ein zusammengesetzter Verpackungsbeutel 450 eine feste Ventilbaugruppe 451 und hat die Merkmale von sowohl dem Verpackungsbeutel 410 (10) als auch dem Verpackungsbeutel 10 (1). Der Verpackungsbeutel 450 umfasst einen Abschnitt 452, der durch einen mittleren Abschnitt 454 mit einem weiteren Abschnitt 456 verbunden ist. Der Abschnitt 452 hat eine im wesentlichen glatte äußere Oberfläche und der Abschnitt 456 hat einen gesteppten Auf bau, der ähnlich demjenigen des Verpackungsbeutels ist, der unter Bezugnahme auf 10 beschrieben wird. Bei Verwendung plaziert der Nutzer den Verpackungsbeutel 450 in den Container, so dass der Abschnitt 456 auf dem Boden des Containers bleibt. Als nächstes plaziert der Nutzer einen Gegenstand 458 auf den Abschnitt 456 und dann faltet er den Abschnitt 452 über den Gegenstand. Die verbleibende Verpackungssequenz ist identisch zu derjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf 4A bis 5 beschrieben wird.
In noch einer weiteren Anordnung, die in 12A gezeigt ist, umfasst der Verpackungsbeutel 510 einen flexiblen Beutel 512, der mehrfache Vorsprünge 526 aufweist, die sich nach außen von einer Oberfläche 528 des flexiblen Beutels 512 erstrecken. Der Verpackungsbeutel 510 umfasst ebenfalls eine feste Ventilbaugruppe 516, die ähnlich zu der festen Ventilbaugruppe 16 ist, die zuvor unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben wird. Der Verpackungsbeutel 510 sowie der Verpackungsbeutel 450 (11) können mit einer der Ventilbaugruppen verwendet werden, die unter Bezugnahme auf die 7A bis 9 beschrieben wird.
Der Verpackungsbeutel 510 bei Verwendung ist in 12B gezeigt, wobei die feste Ventilbaugruppe 516 des Verpackungsbeutels 510 in einer Öffnung 563 des Containers 566 angebracht ist, der Gegenstände 580 trägt. Wenn der flexible Beutel 512 aufgeblasen wird, greifen Vorsprünge 526 wirksam den Gegenstand 580, indem diese sich in den Raum um den Artikel 580 ausdehnen. Die Vorsprünge 526 verhindern, dass der Gegenstand 580 sich verschiebt, wenn Seitenlasten an den Container 566 in der Richtung der Pfeile 590 angelegt werden.
In anderen Anordnungen kann jeder der flexiblen Beutel, die vorstehend beschrieben sind, an die Innenseite des Contai ners angefügt werden, bspw. mit einem Klebstoff. Somit würde die Kombination des flexiblen Beutels und des Containers einen einzelnen integrierten Verpackungsbeutel bilden.
Eine weitere Ausführungsform des Aufblasmechanismus ist in 13 gezeigt, die eine Ansicht repräsentiert, die auf den Boden des Mechanismus schaut. Es kann als Teil des Kegels umfasst sein, wie vorstehend beschrieben wird, oder es kann an ein getrenntes System angebracht sein, das selbstständig ist oder im Verhältnis zu dem Kegelsystem angebracht ist, entweder davor oder dahinter. Die dargestellte Ausführungsform ist als Teil eines Kegelsystems gezeigt und auf dem System angeordnet, so dass Bandumwickeln und Aufblasen gleichzeitig stattfindet.
Der Aufblas- bzw. Pumpmechanismus ist auf einer Basisplatte 600 angebracht, die an der Kegelkopfbaugruppe 602 befestigt ist. Wie vorstehend beschrieben wird, bewegt sich der Kegel- bzw. Taperkopf nach oben und unten auf zwei Säulen 604, von denen eine im oberen Bereich der 13 gezeigt ist. Wenn der Taperkopf sich nach oben und unten bewegt, bewegt sich der Aufblasmechanismus nach oben und unten zusammen mit diesem. Der Aufblasmechanismus umfasst eine Ausrichtführung 606, auf der ein Aufblaskopf 608 angebracht ist. Die Ausrichtführung 606, die eine L-förmige Klammer ist, mit einem langen Arm 610 und einem kurzen Arm 612, ist auf einem luftbetriebenen Positioniermechanismus 614 angebracht, der wiederum an der Basisplatte 600 angebracht ist. Die Aufblasdüse 616 ist in dem langen Arm 610 bei einem Abstand von dem kurzen Arm 612 positioniert, der gleich dem Abstand ist, bei dem das feste Ventil von der Kante der Box oder dem Karton angebracht ist, in dem der aufblasbare Beutel eingesetzt ist. Ebenfalls ist der vertikale Abstand, um den die Ausrichtführung 606 nach unten von dem Taper angeordnet ist, gleich dem Abstand, um den das feste Ventil nach unten von dem oberen Bereich der Box angeordnet ist. Somit wird während des Betriebs, wenn der lange Arm 610 dazu kommt, gegen die Seite der Box oder des Kartons zu liegen, und der kurze Arm 612 dazu kommt, gegen die Vorderseite der Box zu liegen, automatisch die Aufblasdüse 616 zu dem festen Ventil in der Box ausgerichtet.
Der Positioniermechanismus 640 bewegt die Ausrichtführung 606 in zwei ortogonale Richtungen, nämlich von Seite zu Seite, wie durch Pfeile 620 angezeigt ist, und nach vorne und hinten, wie durch Pfeile 622 angezeigt ist. Der Positioniermechanismus 614 umfasst eine Betätigungsplatte 624, die an einem Ende durch zwei Tragewellen 626 und 628 gestützt ist, die der Betätigungsplatte 624 gestatten, sich von Seite zu Seite zu bewegen. Ein mit Luft betriebener Solenoid, in diesem Fall ein kolbenstangenloser Zylinder 630 mit Luftversorgungsverbindungen 632 an einem Ende, ist auf der Basisplatte 600 zwischen den beiden Tragewellen 626 und 628 angebracht und dient dazu, die Betätigungsplatte 624 zu bewegen und somit die Ausrichtführung 606 zurück und nach vorne auf den Tragewellen 626 und 628. Die Betätigungsplatte 624 stützt einen zweiten kolbenstangenlosen Zylinder 632, auf dem ein Shuttleblock 634 angebracht ist. Die Ausrichtführung 606 und der Aufblaskopf 608 sind auf dem Shuttleblock 634 angebracht. Dieser zweite kolbenstangenlose Zylinder 632, der ebenfalls Luftversorgungsverbindungen 636 an einem Ende aufweist, dient dazu, den Shuttleblock 634 und die Ausrichtführung 606 nach vorne und hinten zu bewegen.
Photoaugen 640 und 642 sind auf der Basisplatte 600 angebracht und stellen Signale für eine Steuerung 650 bereit, die die kolbenstangenlosen Zylinder 630 und 632, den Luftaufblasprozess und das Transportmittel betätigt, das die Box durch die Bandmaschine bewegt. Das Photoauge 640 er fasst, wenn die Box in die Bandmaschine gelangt ist und bewirkt, dass die Steuerung 650 damit beginnt, die Ausrichtführung 606 in eine Position zu bewegen, um den Aufblasprozess zu beginnen. Das Photoauge 642 erfasst, wenn der Luftaufblaser, der gegen die Box gedrückt wird, zu dem Ende seiner Fahrt gekommen ist und die Steuerung 650 reagiert auf dieses Signal, indem diese bewirkt, dass das Transportmittel temporär anhält, bis der Luftfüllprozess abgeschlossen ist, wenn dieser noch nicht bereits beendet ist. Wenn der Aufblasprozess abgeschlossen ist, bevor die Box das Photoauge 642 erreicht, stoppt die Steuerung das Transportmittel nicht, sondern erlaubt der Box, aus dem System getragen zu werden.
Die Basisplatte 600 weist ebenfalls zwei digitale Kodierer 660 und 664 auf, die daran befestigt sind. Der Kodierer 660, der auch als ein vertikaler Kodierer 660 bezeichnet wird, ist an der Kante der Basisplatte 600 in der Nähe der vertikalen Stützsäule 604 befestigt und umfasst ein Rad 662, das gegenüber der Spalte abrollt. Dieses erzeugt ein Signal, das anzeigt, wie hoch die Box ist, und das ebenfalls ein Maß für die Änderung in der Höhe ist, d. h. für den Grad der oberen Auswölbung, während des Aufblasvorgangs. Der Kodierer 664, der ebenfalls als ein horizontaler Kodierer 664 bezeichnet wird, ist an einem Ende der Betätigungsplatte 624 befestigt und umfasst ein Rad 666, das an der Oberfläche der Basisplatte 600 abrollt. Dieses erzeugt ein Signal, das anzeigt, wie breit die Box ist und das ebenfalls ein Maß für die Änderung in der Boxbreite ist, d. h. für den Grad der Seitenauswölbung während des Aufblasvorgangs.
Die Steuerung 650, die ein allgemeiner Computer (bspw. ein PC) sein kann, bringt spezielle Software zur Ausführung oder einen geeigneten programmierten Prozessor, steuert den Vorgang des Kegels bzw. Bandgebens und den Aufblasmechanismus. Die Steuerung 650 kann zwei oder mehr Prozessoren umfassen, die in Kooperation arbeiten, wie es der Fall bei einem im Handel erhältlichen Kegel bzw. Taper sein kann, der mit dem automatischen Aufblasmechanismus nachgerüstet wurde, oder sie kann ein einzelner Prozessor sein, wie in dem Fall einer Einrichtung, die spezielle gestaltet ist, um die mehrfache Funktionalität, die hierin beschrieben wird, zu integrieren.
Die Steuerung 650 implementiert einen automatischen Füllalgorithmus, der ermöglicht, dass der Nutzer die Schwellenwerte einrichtet, bei denen die Aufblasoperation bestimmt ist, abgeschlossen zu sein. Jeder Schwellenwert ist ein Wert für den Betrag einer Auswölbung in einer entsprechenden Seite der Box (oder eine Kombination von Seiten), der anzeigt, dass ein Aufblasen abgeschlossen ist. In der beschriebenen Ausführungsform gab es drei Schwellenwerte, nämlich einen Schwellenwert für die vertikale Auswölbung V_th, einen Schwellenwert für die horizontale Auswölbung H_th und einen kombinierten Auswölbungsschwellenwert C_th. In diesem Fall entspricht der kombinierte Schwellenwert der Summe der gemessenen Auswölbungen in sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Richtung und es ist wahrscheinlich, dass dieser von der Summe von V_th und H_th verschieden ist. Aus praktischen Gründen kann der Algorithmus gesetzt sein, um irgendeinen oder mehrere dieser Schwellenwerte zu verwenden, um die Vervollständigung des Aufblasprozesses zu erfassen.
Der Nutzer kann einen Trainingsmodus in dem Algorithmus auswählen, währenddessen der Nutzer die Auswölbung überwacht, die auftritt, wenn das Aufblasen stattfindet, und wählt den gewünschten Grad einer Auswölbung aus, bei der der Nutzer annimmt, dass diese ein genauer Anzeiger eines vollständigen Aufblasens ist. Wenn der Nutzer erfasst, dass das Aufblasen abgeschlossen ist, wie durch die Auswölbung einer spezifischen Seite der Boxenseite angezeigt wird, und dies der Steuerung anzeigt, speichert die Steuerung den gemessenen Auswölbungswert, wie dieser von dem entsprechenden Kodierer als ein Schwellenwert abgeleitet wird. Indem dies für sowohl die obere Seite der Box als auch die Seite der Box durchgeführt wird, ist der Nutzer in der Lage, die Werte für sowohl V_th als auch H_th festzusetzen. Diese Werte werden in einer Tabelle gespeichert, die diese der Boxengröße zuordnet, wie diese ebenfalls durch die Kodierer gemessen wird. Wenn verschiedene Boxen durch das System bearbeitet werden, kann der Nutzer auf diese Weise eine Tabelle von Schwellenwerten als eine Funktion der Boxengröße erstellen und diese Werte können dann später während der tatsächlichen Aufblasvorgänge genutzt werden. Insbesondere erfasst, wenn der Nutzer eine Box durch die Bandmaschine sendet, die Maschine die Größe der Box und wählt von der gespeicherten Tabelle an Schwellenwerten aus und wendet den Schwellenwert an, der der Boxengröße zugeordnet ist.
Als eine alternative Weise, um die Schwellenwerte auszubilden, die verwendet werden, kann das System anfängliche Werte verwenden und dann dem Nutzer ermöglichen, die anfänglichen Werte zu inkrementieren, entweder nach oben oder unten, bis der Nutzer den besten Wert zum Anzeigen eines vollständigen Aufblasens erhält.
Die Sequenz an Schritten, die durchgeführt werden, sind in 14a bis e dargestellt. Zunächst erfasst ein Detektor auf der Bandmaschine die Boxen 900, wenn das Fördermittel diese in das Bandsystem bewegt. In Reaktion auf das Erfassen des Vorliegens der Box bewirkt die Steuerung, dass sich der Taperkopf nach unten auf den oberen Bereich der Box bewegt. Wenn dieser den oberen Bereich der Box er reicht, stoppt der Taper und die Steuerung ist in der Lage, anhand der Signale, die durch den vertikalen Kodierer erzeugt wurden, zu bestimmen, was die Höhe der Box ist, wodurch automatisch der erste Schwellenwert für den Aufblaserfassungsalgrorithmus gesetzt wird. Wenn das Transportmittel die Box nach vorne bewegt, erfasst das erste Photoauge auf der Basisplatte die vordere Kante der Box, wenn diese vorbeigelangt. In Reaktion auf dieses Signal betätigt die Steuerung das erste Betätigungselement (d. h. den kolbenstangenlosen Zylinder 630 in 13), was bewirkt, dass dieser die Ausrichtführung 606 nach oben gegen die Seite der Box 700 drückt (14b). Das Signal von dem horizontalen Kodierer ermöglicht, dass die Steuerung die Breite der Box bestimmt, was einen zweiten Schwellenwert für den Aufblasprozess einrichtet.
Ein kurzer Zeitraum nachdem die Ausrichtführung die Seite der Box kontaktiert hat (bspw. 100 ms), bewegt das zweite Betätigungselement die Ausrichtführung nach hinten, bis der kurze Arm der Ausrichtführung die vordere Seite der Box berührt (14c). Die Verzögerung ist lange genug gesetzt, um zu ermöglichen, dass sich die Box nach vorne ausreichend weit bewegt, so dass die Ausrichtführung, wenn diese nach hinten gezogen wird, die Vorderseite der Box berühren wird. An dem Ende des Schritts, der in 14c dargestellt ist, ist die Aufblasdüse ausgerichtet zu dem festen Ventil 16 und gegen dieses gedrückt. Die Steuerung beginnt dann den Aufblasprozess durch Strömen von Luft durch die Aufblasdüse in den Aufblasbeutel. Während der Beutel aufgeblasen wird, fährt die Box damit fort, sich nach vorne zu bewegen und ebenfalls die Ausrichtführung nach vorne zu ziehen, wodurch die Aufblasdüse ausgerichtet zu dem festen Ventil bleibt. Während des Aufblasprozesses misst die Steuerung durch Überwachen der Ausgaben des vertikalen und horizontalen Kodierers die Auswölbung der Box, wenn der Verpackungsbeutel aufgeblasen wird. Die Steuerung überprüft wiederholt die gemessene Auswölbung gegenüber den Schwellenwerten, die auf die Boxengröße anzuwenden sind. Wenn irgendeiner der Schwellenwerte erreicht wird, beendet die Steuerung den Aufblasprozess, zieht die Ausrichtführung weg von der Box (14d) und kehrt die Ausrichtführung zurück zu ihrer Ausgangsposition (14e). Während das Aufblasen stattfindet, überprüft die Steuerung ebenfalls, ob die Box das zweite Photoauge erreicht hat. Wenn die Box das zweite Photoauge erreicht, bevor das Aufblasen abgeschlossen ist, stoppt die Steuerung das Transportmittel, so dass die Box bei einer festen Position bleiben kann, bis die Steuerung erfasst, dass das Füllen abgeschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Ausrichtführung zu ihrer Ausgangsposition zurückgezogen wird, wie vorstehend beschrieben ist, und das Transportmittel erneut gestartet wird, um die Box aus der Einrichtung zu bewegen.
Eher als dass die Ausrichtführung weg von der Box gezogen wird, unmittelbar bei Erreichen eines vollständigen Aufblasens, kann diese ebenfalls dort für einen kurzen Zeitraum gelassen werden (bspw. 100 bis 200 ms), um den Sensoren zu ermöglichen, jegliche Ablenkung zu erfassen, die auf ein Leck hinweisen würde. Wenn ein solches Leck erfasst wird, warnt die Steuerung den Nutzer von einem möglicherweise beschädigten Beutel, so dass der Nutzer einen korrigierenden Vorgang vornehmen kann.
Es sei bemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bloß zur Erläuterung gemeint sind. Es sollte verstanden werden, dass alternative Komponenten existieren, die diejenigen ersetzen können, die hierin beschrieben sind, um im wesentlichen ähnliche Funktionen durchzuführen. Obwohl bspw. digitale Kodierer verwendet wurden, kann irgendeine Vorrichtung oder irgendein Wandler, der eine Län ge, Position und/oder einen Betrag einer Bewegung messen kann, für die Kodierer eingesetzt werden. Auf ähnliche Weise kann, obwohl wir die Verwendung von Photoaugen beschrieben haben, um den Ort von Objekten in dem System zu erfassen, irgendein Detektor, eine Optik oder anderes verwendet werden, was diese Funktion durchführen kann.
Andere Ausführungsformen sind in dem Bereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Aufblasen eines Verpackungsbeutels (10) in einer Box bzw. einem Kasten (66), wobei das Verfahren den Schritt des Aufblasens des Verpackungsbeutels (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ebenfalls die Schritte umfasst: Überwachen mit einem Sensor (170, 660, 664) einer Auslenkung bzw. einer Abweichung einer Oberfläche des Kastens (66), während der Verpackungsbeutel (10) aufgeblasen wird, beim Erfassen durch Überwachen mit dem Sensor (170, 660, 664), dass die Auslenkung der Oberfläche einen vorab ausgewählten Schwellenwert erreicht, automatisches Beenden des Aufblasens des Kastens (66).
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin gekennzeichnet ist durch den Schritt des Messens einer Höhe oder einer Breite des Kastens (66) und den Schritt des Auswählens eines Schwellenwerts auf der Basis der Höhen- oder Breitenmessung, wobei der ausgewählte Schwellenwert der vorab ausgewählte Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, das weiterhin gekennzeichnet ist durch den Schritt des Speicherns einer Tabelle, die eine Mehrzahl von Höhen oder Breiten einer entsprechenden Mehrzahl von Schwellenwerten zuordnet und wobei der Schritt des Auswählens des Schwellenwerts den Schritt des Verweisens bzw. Bezugnehmens auf die Tabelle umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Schritt des Verwendens eines Sensors (170, 660, 664) den Schritt des Verwendens eines linearen Wandlers umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiterhin durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Überwachen mit dem ersten Sensor (660) einer Auslenkung des oberen Bereichs bzw. Deckels des Kastens (66), Überwachen mit einem zweiten Sensor (664) einer Auslenkung einer weiteren Oberfläche des Kastens (66), während der Verpackungsbeutel (10) aufgeblasen wird, und beim Erfassen durch Überwachen, dass eine Auslenkung von entweder der oberen Oberfläche oder der weiteren Oberfläche einen entsprechenden Schwellenwert erreicht, automatisches Beenden des Aufblasens des Kastens (66).
System zum Aufblasen mit einer Fülldüse (121), die an ein Eingangsende einer Ventilanordnung bzw. -baugruppe (16) eines Verpackungsbeutels (10) angreift, um unter Druck befindliches Gas zu dem Beutel (10) zu liefern, um den Beutel aufzublasen, dadurch gekennzeichnet, dass das System aufweist: einen Ausdehnungs- bzw. Schwellungsdetektor (170, 660, 664), der eine Auslenkung einer Wand eines Behälters (66) während eines Aufblasens eines Beutels (10) innerhalb des Behälters erfasst, und eine Steuerung (650), die den Aufblasvorgang in Reaktion auf ein Signal von dem Schwellungsdetektor (170, 660, 664) steuert.
System zum Aufblasen nach Anspruch 6, bei dem der Schwellungsdetektor (170, 660, 664) ein linearer Wandler ist.
System zum Aufblasen nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Schwellungsdetektor ein vertikaler Ausbauchungsdetektor (660) ist, der während des Betriebs ein erstes Signal erzeugt, das eine Messung einer Ausbauchung des Deckels des Behälters (66) liefert, wobei das System gekennzeichnet ist durch: einen horizontalen Ausbauchungsdetektor (664), der während des Betriebs ein zweites Signal erzeugt, das eine Messung einer Ausbauchung einer Seite des Behälters (66) bereitstellt, wobei die Steuerung (650) Signale von dem vertikalen und horizontalen Ausbauchungsdetektor (660, 664) empfängt und programmiert ist, um den Aufblasvorgang in Reaktion darauf zu steuern.
System nach Anspruch 8, bei dem die Steuerung (650) einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert speichert und programmiert ist, um folgende Tätigkeiten durchzuführen: Vergleichen der Messung der Ausbauchung der oberen Oberfläche mit dem ersten Schwellenwert, Vergleichen der Messung der Ausbauchung der Seitenoberfläche mit dem zweiten Schwellenwert, und wenn eine der Messungen einer Ausbauchung zumindest so groß wie der entsprechende Schwellenwert wird, Beenden des Aufblasvorgangs.
System nach Anspruch 8, bei dem die Steuerung (650) einen ersten Schwellenwert, einen zweiten Schwellenwert und einen dritten Schwellenwert speichert und programmiert ist, um folgende Tätigkeiten durchzuführen: Vergleichen der Messung der Ausbauchung der oberen Oberfläche mit dem ersten Schwellenwert, Vergleichen der Messung der Ausbauchung der Seitenoberfläche mit dem zweiten Schwellenwert, Kombinieren der Messungen einer Ausbauchung der oberen Oberfläche und der Seitenoberfläche, um eine kombinierte Messung einer Ausbauchung zu erzeugen, und wenn irgendeine der Messungen einer Ausbauchung zumindest so groß wie der entsprechende Schwellenwert wird, Beenden des Aufblasvorgangs.
System nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Steuerung (650) eine Tabelle speichert, die Behältergrößen auf einen ersten und zweiten Schwellenwert abbildet, und bei dem die Steuerung (650) weiterhin programmiert ist, um folgende Tätigkeiten durchzuführen: Bestimmen anhand der Signale von zumindest einem von dem horizontalen und vertikalen Ausbauchungsdetektor (660, 664) einer Behältergröße, und Auswählen von Werten für den ersten und zweiten Schwellenwert von der Tabelle basierend auf der Behältergröße.