具有改進的軸向強度的支撐柱的製作方法

2023-06-07 15:45:56

專利名稱：具有改進的軸向強度的支撐柱的製作方法
具有改進的軸向強度的支撐柱技術領域本專利涉及用於例如洗衣機、烘乾機和冰箱的大型器具的保護包 裝。更具體地說，本專利涉及一種改進的管型保護支撐柱，該支撐柱 具有比傳統支撐柱高的軸向抗壓強度。
背景技術：
管型支撐柱用於支撐軸向壓縮載荷並保護例如洗衣機、烘乾機、 冰箱、洗碗機和爐子的物品的角部和側面。支撐柱提供堆疊強度和側 向保護。傳統的管狀支撐柱由單張矩形紙巻繞成迴旋狀管而製成。粘 合劑通常用來粘結紙層。在粘合劑變幹之前，該管成形為希望的形狀，通常形成為具有改進的"L"形橫截面的形狀，以緊貼地配合在器具的外角部和器具容器的內角部之間。文獻中描述了各種支撐柱。例如，共同擁有的Qiu的美國專利No. 6，186，329描述了由多張紙製成的支撐柱，該多張紙首尾相連並然後繞 心軸巻繞，使得柱壁沿橫向方向具有強-弱-強的外形。換句話說，相對 較弱較廉價的紙夾在相對較強較昂貴的紙的層之間以形成柱。也是共 同擁有的Niu等人的美國公開專利申請No. 2005-0035257A1公開了一 種改進的支撐柱，該支撐柱由包含多個紙厚度的迴旋地巻繞的片材制 成。在將片材巻繞成管狀物之後，形成柱的中間層的紙比形成外層的 紙厚。因此，該柱具有比傳統的柱高的軸向抗壓強度，但具有相同的 材料量(重量)。支撐柱在軸向壓縮下的失效模式是縱彎曲，這在最好的情況下導 致不引人注意的局部起皺的外包裝，而在最壞的情況下引起損壞包裝 內部的產品。因此本發明的一個目的是提供一種具有增加的軸向抗壓
強度的巻繞的紙板支撐柱。
本發明的另一個目的是提供一種高強度支撐柱，該支撐柱由已經 切割成特定的非矩形式樣或形狀的紙板或其它材料的片材製成。
本發明的又一個目的是提供一種高強度支撐柱，該支撐柱由比傳 統支撐柱少的材料製成。
另外的和附加的目的將出現在說明部分、附圖和所附權利要求中。

發明內容
本發明是具有改進的軸向抗壓強度的支撐柱。該支撐柱由片材制 成，該片材通常為切割成特定的非矩形形狀的紙板，該片材巻繞後， 結果形成柱的中間壁厚比端部附近壁厚大的柱壁厚由該巻繞柱中 的材料的層數決定
為了製造根據本發明的柱，大的片材在離開輥子時被切割成特定 的非矩形式樣，以形成相同尺寸的多個切片。然後，每個切片巻繞到 心軸上，使得柱的中間區域(柱的端部之間的區域)比端部附近的區 域厚(具有更多層材料)。巻繞的片材可藉助專用的工具成形為希望 的橫截面形狀以形成完成的支撐柱。
與由具有相同的總表面積且由相同的紙製成的矩形片材製成的傳 統支撐柱相比，完成的支撐柱具有較高的軸向強度和較好的抗彎阻力。 該支撐柱的壁厚沿軸向方向不再是相同的，而是從柱的兩端向著柱的
中間連續地或逐步地(stepwise)增加。


圖1是根據本發明製造的支撐柱的透視圖2是不按比例繪製的片材的頂視平面圖，示出用以產生用來形成根據本發明的支撐柱的多個片材的切割式樣； 圖3是圖2的切片中的一個的頂視平面圖4是不按比例繪製的片材的頂視平面圖，示出用以產生用來形 成根據本發明的支撐柱的多個片材的切割式樣； 圖5是圖4的切片中的一個的頂視平面圖。
具體實施例方式
參考附圖，在圖1中示出了根據本發明製造的管型支撐柱2的透 視圖。支撐柱2通常從位於產品包裝底部的底墊(未示出)延伸到頂 罩或蓋(未示出)。在處理期間，支撐柱2保護並緩衝(cushion)產 品，免受橫向(水平)力。此外，例如當包裝被堆疊時，支撐柱幫助 支撐包裝抵抗軸向(豎直)壓縮力。
支撐柱2包括兩個支腳4、 5，該兩個支腳形成直角以配合器具的 外邊緣。支撐柱2還包括面向產品的內壁13和面向包裝或容器的外壁 15，這兩個壁大致平行地相互間隔開以形成空心的內部。支撐柱2具 有頂端6、底端8以及介於頂端6和底端8之間的中間區域或部分7。
向內延伸的巻邊或凹槽9可以在與支腳4、 5的圓形端部3、 11間 隔開的位置沿每個支腳形成在外壁15上。如圖1所示，巻邊9可延伸 外壁15的整個豎直長度並且可接觸內壁13，因此在支撐柱2內形成多 個封閉區域。
可以按照以下方式使用支撐柱。在製造大型器具後，可將大型器 具放置在並固定到尺寸大於器具寬度和深度的貨盤或基座上，使得基 座可容納支撐柱。通常由紙板或波紋板製成的保護套放置在器具上以 形成容器的四個側壁。所述套配合在基座周邊的內側。支撐柱在器具 和保護套之間放置在器具的周圍。紙板或波紋狀頂部放置在包裝上。 皮帶或帶子可扣緊在容器的周圍以更好地將支撐柱固定在器具和容器 之間。
支撐柱通常由迴旋地巻繞成管狀結構並形成為期望形狀的紙或紙 板的矩形片材形成。在紙層之間可施加粘合劑。在粘合劑變幹之前， 迴旋的管形成為希望的橫截面形狀。支撐柱應該成形為緊貼地配合在 器具的角部和器具容器的角部之間。
由於支撐柱需要經受較大的豎直壓縮力，尤其當已包裝的器具相 互堆疊時，希望提供具有增加的堆疊強度的支撐柱。本發明通過提供 具有改進的軸向抗壓強度的支撐柱來解決這種需要。該支撐柱由切割 成特定的非矩形形狀的通常為紙板的片材製成，該片材巻繞後形成柱， 該柱在兩端之間的柱中部具有較大的壁厚。壁厚由巻繞的柱中的材料 層數決定。
為了製造根據本發明的柱，大的片材IO在離開輥子時被切割成特
定的非矩形式樣，以形成相同尺寸的多個切片12，如圖2所示。然後， 每個切片12巻繞到心軸上，使得柱2的中間部分比柱的端部附近的區 域厚(具有更多層材料)。巻繞的片材可藉助專用的工具成形為希望 的橫截面形狀。
使用專門切割的片材結果形成支撐柱具有較高的軸向抗壓強度和 增加的抗彎阻力。柱的壁厚不再與傳統的柱那樣沿軸向方向相同，而 是連續地或逐步地從柱的兩端向柱的中部增加。
圖3示出準備巻繞並形成為支撐柱的切片12。片材12具有在圖中 表示為MD的加工方向(machine direction)和垂直於加工方向並表示 為CD的橫向方向。加工方向是由於造紙機網的向前運動，因而大多數 紙纖維傾向於取向的方向，因此紙在這個方向強度較大。
仍參考圖3，切片12具有五邊形形狀，並包括直(未切的)邊或 邊緣14、頂邊緣16、底邊緣18和兩個較短的成角度的邊緣22、 24。 上、下成角度的邊緣22、 24—起構成具有頂點28的V形後邊緣26。 當巻繞時，片材12的頂邊緣16和底邊緣18成為圖1所示的支撐柱2 的頂端6和底端8。直邊緣14的長度(沿加工方向的切片尺寸)將成 為支撐柱2的高度。
為製造根據本發明的一個實施例的支撐柱2，大的紙片IO從輥子 被供應到切割位置，在該切割位置，大的紙片IO被切割以產生具有圖 3所示的非矩形形狀的片材12。然後，每個切片12被供應到心軸，直 (前)邊緣14首先用於巻繞。由於不規則成形的後邊緣26，最後所得 到的支撐柱2的橫截面厚度在任何位置不再相同。相反地，當從柱2 的兩端6、 8向中間部分7走時，支撐柱橫截面連續地增加，並且在包 括前邊緣頂點28的橫截面處最大。較厚的中間部分7結果形成支撐柱 2具有增加的軸向強度和增加的抗彎強度。
片材12的頂邊緣16形成柱2的頂端6，且片材的底邊緣18形成 柱2的底端。片材12的直的前邊緣14在柱2的內表面上形成直的搭 接縫，而不直的後邊緣26在柱2的外表面上形成接縫(圖1中未示出)。
在本發明的第二實施例中，大的片材30被切割成不同的非矩形式 樣以形成相同尺寸的多個切片32，如圖4所示。然後，每個切片32巻 繞到心軸上，使得柱的中部將比端部厚(具有更多層材料)。如前， 巻繞的片材可藉助專用的工具成形為希望的橫截面形狀。
參考圖5，切片32具有八邊形形狀，並包括直(前)邊緣34、頂 邊緣36、底邊緣38和階梯形(後)部分40，該階梯形部分40的高度 (沿加工方向的尺寸)小於片材32的其餘部分的高度。階梯形部分40 設置在頂邊緣36和底邊緣38的中間並優選地在它們之間居中，使得 在巻繞後得到的支撐柱的中間部分比端部厚。然而，代替如前述實施 例中那樣具有連續地增加的橫截面厚度，當從柱的兩端向中部走時， 橫截面厚度逐步增加。換句話說，由圖5的片材34製造的支撐柱將具
有靠近兩端的一個橫截面厚度和在包括階梯形部分40的中間部分7處 的較大的第二橫截面厚度。如前，較厚的中間部分結果形成支撐柱具 有增加的軸向強度和增加的抗彎阻力。
雖然上述實施例都是具有大體L形橫截面外形的支撐柱，但應理
解，所述柱可以呈現其它形狀，例如具有I形橫截面外形的側柱或具有
三角形、圓形或角形橫截面外形的柱。與L形角柱一樣，所述側柱由 在心軸上巻繞成管狀物並形成為具有希望橫截面形狀的柱的非矩形片 材製成。
此外，用於所述柱的材料不需要是紙(廣義詞)或紙板(狹義詞)， 而是可以是適合於支撐柱構造的任何材料。並且，雖然已經根據管狀 柱描述了本發明，但所述柱也可以形成為使得所述柱具有很少或沒有 空心內部空間。
可以構想不偏離由前面的公開和所附權利要求限定的本發明範圍 的本發明的另外的修改和替代實施例。權利要求意欲涵蓋落在其範圍 內的所有這種修改。
權利要求
1.一種用於保護並緩衝產品的改進的柱(2)，該柱(2)由迴旋地卷繞成長條結構的材料片(12，32)製成，該長條結構具有頂端(6)、底端(8)以及介於該頂端和底端(6，8)之間的中間部分(7)，該改進包括該片材(12，32)具有非矩形形狀。
2. 如權利要求l所述的柱(2)，其中迴旋地巻繞所述片材(12， 32)造成柱(2)在所述中間部分(7)具有比所述端部(6， 8)處大 的橫截面厚度。
3. 如權利要求2所述的柱(2)，其中所述橫截面厚度從所述端 部(6， 8)處開始向所述中間部分(7)沿著所述柱(2)的長度連續 地增加。
4. 如權利要求2所述的柱(2)，其中所述橫截面厚度從所述端 部(6， 8)處開始向所述中間部分(7)沿著所述柱(2)的長度逐步 地增加。
5. 如權利要求1所述的柱(2),其中所述片材具有形成所述 柱(2)的所述頂端(6)的直的頂邊緣(16， 36);形成所述柱(2) 的所述底端(8)的直的底邊緣(18， 38);在所述柱(2)的內表面 上形成直的搭接縫的直的前側邊緣(14， 34);和在所述柱(2)的外 表面上形成接縫的不直的後邊緣。
6. 如權利要求5所述的柱(2)，其中所述直的前邊緣(14， 34) 平行於所述片材的加工方向。
7. —種製造高強度柱(2)的方法，包括以下步驟 a. 將片材(12， 32)切割成非矩形形狀；b. 將切片(12， 32)繞心軸迴旋地巻繞；和c. 使該巻繞的片材成形為具有所希望的橫截面形狀的柱。
全文摘要
提供一種用來緩衝和支撐大型產品的改進的支撐柱。該柱由繞心軸迴旋地纏繞並成形為希望的橫截面形狀的非矩形片材製成。該柱具有比傳統的柱高的軸向抗壓強度。
文檔編號B32B1/08GK101151146SQ200680003355
公開日2008年3月26日 申請日期2006年5月18日 優先權日2005年6月23日
發明者約翰內斯·萬得坎普 申請人:索諾科開發公司