CN102361809B - 给料系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种将原材料馈送至将原材料加工为包装模板的机器的系统。该系统可以使用包装原材料并且利用给料轮将原材料供给至加工机构。该给料轮可以旋转，并且具有与原材料接合的多个边缘。所使用的一个形式的原材料可以包括折叠式材料，该折叠式材料具有限定折叠式材料的相对边界的存在的折叠线或划痕线，但该折叠线或划痕线允许分开的层保持连接。给料轮旋转时，其边缘接合原材料，并且可以接合存在的折叠线或划痕线。一些边缘可以在存在的折叠线或划痕线之间的位置处接合，并且可以折痕原材料。

Description

给料系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年2月4日提交的、发明名称为“给料系统”的美国专利临时申请序列号No.61/149,985的权益和优先权。上述申请整体被明确结合在此，作为参考。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及用于通过加工机馈送和导向材料的设备、系统、装置和方法。更具体地，示例性实施方式涉及能够用于将折叠包装材料馈送至由包装材料生产包装模板的加工机内的给料系统。

背景技术

长期以来，工业化社会的目标就是工艺过程的自动化，而几乎在任何生产产品的工业中，非常可能使用某种类型的自动化工艺。时常地，自动化工艺可以利用结合于一或更多个执行用于生产产品的功能的自动化机器中的现代技术优势。由自动化机器生产的产品自身可利用原材料。这种材料自身可以使用自动化工艺被装载、提供、或者引入至自动化机器内，或者这种装载也可以是手动的。特别是在使用自动化工艺执行装载时，原材料可以放置在机器附近以便于装载。

包装行业是近年来已经从自动化技术的使用中获取很大效益的一个示例性行业。例如，箱盒及其他类型的包装可以由纸基产品(例如瓦楞纸板)形成，而且自动化机器可以被编程为使用一或更多个可用工具，以在瓦楞纸板上执行多种不同功能。当装载至包装机器内时，可以将瓦楞纸板切割、划痕、打孔、折痕、折叠、用带子装订或以其他方式操作以形成几乎任意形状和尺寸的箱盒，或者形成为可以稍后被组装为箱盒的模板。这种加工机的一个示例可以在美国专利No.7,100,811中找到，上述文献被明确地结合在此，作为参考，而该加工机可以使用各种横向隔开的路径，使得可以单个地或同时地产生包装模板的多条线。事实上，加工机以瓦楞纸板的未加工形式(例如，一或更多个分开的馈送路径中的折叠的瓦楞纸板)开始，并将未加工形式加工为随后可以被组装为箱盒或其他类型的包装的模板形式。

因此，生产包装模板的加工机可以仅在瓦楞纸板或其他包装材料被引入机器内之后生产包装模板。传统的折叠式构造使用多层包装材料的堆垛。每层具有近似相同的尺寸，并且在每个端部处具有预先存在的折叠式划痕线以分开层，并且允许折叠式材料堆叠在置顶。因此，原折叠式板可以堆叠在靠近加工机的装载位置处。

为了将折叠式引入加工机内，传统的加工机利用给料轮将折叠式抽取至加工机内。传统的给料轮与折叠式划痕线的尺寸相对应。例如，折叠式材料可以具有间隔为48英寸的划痕线。由此，传统的加工机可以使用具有隔开48英寸的角的给料轮。与折叠式材料的长度相匹配的这种给料轮特别地设计为避免折痕在划痕线之间的折叠式材料的层，因为另外的折痕已经被看作为降低生产出来的箱盒模板的美观性或可能的结构完整性。

通过将传统的给料轮的尺寸限制到直接对应于折叠式材料层的尺寸，给料轮可具有大的尺寸。利用大的给料轮，原材料的堆垛必须进一步离开加工机定位，由此产生大的机器占用空间。而利用大的机器占用空间，占据了可能否则对其他操作有价值和有用的空间，而且可能需要更高的头顶间隙。此外，由于传统的给料导向装置被设计为使用折叠式上预先存在的划痕线，从而传统的给料导向装置设计为具有大的半径，以适合折叠式以不会引起折叠式在折叠式的堆垛的边缘上的预定划痕线之间折叠或弯曲的方式从给料轮转至加工机内。给料导向装置的传统的大的半径设计导致加工机的较大的总尺寸，其本身又需要更多空间。此外，由于大的尺寸，传统的给料轮由于造成了更高的材料、处理及机加工成本而制造成本更高，由此增加了加工机整体的成本。

因为未加工折叠式的堆垛和传统给料轮的尺寸可以设定为隔开一定距离，从而也增加了粗心的操作人员在使用加工机时产生安全危险的可能性。例如，在折叠式的堆垛与加工机之间的空间可能允许粗心的操作人员在折叠式的堆垛与加工机之间行走。当给料轮旋转以馈送折叠式材料时，给料轮可能旋转并击打到粗心的操作人员。

此外，在给料轮的尺寸总体为与在折叠式材料中的划痕之间的距离相同尺寸的情况下，改变到折叠式材料的不同尺寸可能造成需要修改或改变给料轮，以对应折叠式材料的不同尺寸。例如，给料轮可以具有可扩展和/或可收缩的角部，其允许在尺寸方面的一些变化，但是折叠式材料的大的尺寸改变可能要求更换不同的给料轮，而轮的修改或替换均可导致对于加工机的相当大的停机时间。此外，传统的给料轮的尺寸总体迫使加工机以拆卸状态船运，因而在加工机抵达顾客的地点之后需要高成本而繁重的组装过程。

此外，在加工工艺过程中，加工机可以部分地收回折叠式材料以生产各种模板。由于传统的给料轮的大尺寸，存在相当大的向后运动的阻力，其可能频繁地导致传统加工机堵塞，由此增加停机时间和操作成本。因此，存在对于更有效率、成本更低并且较少倾向于停机时间和延误的替代性给料系统的需要。

发明内容

本发明的示例性实施方式涉及将折叠式材料馈送至机器内的装置、方法和设备。本发明的实施方式以允许机器的馈送部件相对于其他加工机更小的方式处理折叠式材料。此外，本发明的实施方式提供防止在机器中堵塞的装置和方法。更具体地，实施方式涉及给料轮和给料导向装置，它们被设计用于将折叠式材料有效地馈送至机器内，同时减小机器布局占用空间的尺寸和/或改进装载容易度。

本发明的一个示例性实施方式是用于将原材料馈送至加工机内的系统。折叠式材料可以构造有通过原材料分开的预先存在的折叠线。例如，在连续的预先存在的折叠线之间的原材料可以形成层、面或坯。馈送装置可以通过使用接合原材料的给料轮来操作。给料轮构造用于方便原材料的折痕。例如，给料轮可以在预先存在的折叠线处接合原材料，随后在预先存在的折叠线之间的位置处折痕原材料的面。

给料轮旋转时，其可选地将折痕的原材料馈送至给料导向装置。给料导向装置可以包括引导折痕后的原材料的路径的一组轨道。这种给料导向装置可以允许原材料不仅在最初的预先存在的折叠线处、而且还在折痕处弯曲。在某些情况下，可选的给料导向装置的曲率半径为原材料必须在折痕处而不仅仅在预先存在的折叠线处弯曲。

在另一示例性实施方式中，加工机用于将折叠式材料加工成包装模板，并且利用构造用于在各位置折痕折叠式材料的给料轮。在一个示例中，给料轮包括角度隔开的三个径向构件。给料轮可以连接至允许在折叠式材料被拉进加工机内时给料轮向前旋转的轴或其他轮轴。给料轮可以沿着馈送方向操作，并且可选地沿着横向于馈送方向的方向操作。此横向方向可以被利用以收回折叠式材料和/或在某些加工功能方面的执行。

根据一些实施方式的加工机包括可选的给料导向装置，该给料导向装置被构造用于通过围绕给料导向装置的半径部引导折叠式材料而将折叠式材料的定向从基本竖直定向改变到基本水平定向。给料导向装置的半径部构造用于利用在面的边缘之间的折叠式材料中所形成的折痕，由此允许给料导向装置的半径部与传统加工机相比具有更小的半径。给料导向装置可以将折痕的折叠式材料引导至加工机构内，该加工机构执行折痕、弯曲、折叠、打孔、切割、划痕或它们的任意组合的各种动作，以生产包装模板。

本发明的另一示例性实施方式包括用于将折叠式材料馈送至机器内的方法。在一个实施方式中，该方法包括使折叠式材料与给料轮接合，并且在给料轮旋转时利用给料轮折痕折叠式材料。折痕可以预先存在，或者可以通过给料轮初始形成。在一些情况下，预先存在的折痕大致垂直于馈送方向，并且设置在折叠式材料堆垛的中间位置处，而不是沿着也垂直于馈送方向的边界边缘。该方法可还包括使用给料导向装置将折痕的折叠式材料引导至加工机内。为了引导折叠式材料，给料导向装置可以使折叠式材料沿着在不同方向上移动的路径重新定向。例如，折叠式材料可以沿着竖直方向被引导，随后沿着水平方向重新定向。可以使用弧形导向装置执行竖直到水平的重新定向。导向装置上的曲线可选地定尺寸为使得折叠式材料在中间折痕处而不仅仅在边界边缘处折痕。

根据另一实施方式，折叠式材料的堆垛描述为不仅沿着边界边缘而且在边界边缘之间的中间位置处折叠。例如，折叠式材料的多个层可以组合成堆垛。层的尺寸可以由沿着堆垛的相对外边缘延伸的边界划痕线限定。每个层均可以为大约相同的尺寸。每个层可以还包括不在边界划痕线处而是预先形成在边界划痕线之间并且平行于边界划痕线的一或更多个划痕或折痕线。堆叠折叠式材料的方式可以允许层以折叠式方式从交替的边界边缘拉动离开。此外，每个层不需要都是相同的，一些层可以具有不同位置或数量的中间折痕或划痕。其他堆垛可以具有关于中间折痕的尺寸、数量和位置大约相同的层。

提供该发明内容以便以简化形式介绍概念的选择，其将在下文的详细描述中被进一步描述。此概述无意于标识权利要求主题的关键特征或重要特征，也无意于用作确定权利要求主题的范围的辅助。

本发明的附加特征和优点将在下文的描述中阐述，并且部分地将通过该描述而变得明显，或者可以通过对本发明的实践而理解。本发明的特征和优点可以通过在所附权利要求中特别指出的器具和组合来实现和获得。通过下文的描述和所附权利要求、或者可以通过如在下文阐述的对本发明的实践来理解，本发明的这些和其他特征将变得更充分地显而易见。

附图说明

为了进一步阐明上文的概述以及本发明的其他优点和特征，将参照在附图中图示的具体实施方式对本发明进行更具体的描述。可以理解，这些图仅显示本发明的常用实施方式，因此不认为其限定本发明的范围。此外，尽管大致图示了对于本发明的一个适当的比例，但对于所有实施方式不是均按比例绘制。因此，通过使用附图将更为具体且详细地描述和说明本发明，图中：

图1A图示了示例性加工机的透视图，该加工机具有根据本发明的一个实施方式的将包装材料馈送至加工机的给料系统；

图1B图示了图1A的加工机和给料系统的俯视图，包装材料以虚线示出以便图示各内部部件；

图1C图示了图1A的加工机和给料系统的侧视图；

图2图示了给料轮和正在由给料轮馈送的包装材料的放大图；

图3A图示了具有给料轮和给料导向装置的现有技术给料系统，该给料导向装置定尺寸为防止包装材料的折痕；

图3B图示了根据本发明的一个示例性实施方式的给料系统，其中由给料轮和/或给料导向装置产生并使用另外的折痕；

图4图示了从具有预先形成的中间折痕的原材料的折叠式堆垛抽取原材料的示例性加工机的侧视图；

图5图示了能够从三个分开的材料堆垛馈送包装材料的示例性加工机的俯视图。

具体实施方式

本文描述的实施方式延伸至用于将折叠式材料馈送至机器内的方法、装置、系统、组件和设备。更具体地，示例性实施方式涉及用于将包装原材料馈送至加工机内从而加工成箱盒模板的方法、设备和系统。

在本发明的描述和权利要求中，术语“加工机”在本文中用为总体描述可以提取原材料并且将原材料转换为不同形式或结构的各种不同的机器。特别地，本文中使用的“加工机”包括包装机，包装机接收包装材料(例如瓦楞纸板)并且切割、打孔、折痕、划痕、折叠或者以其它方式修改包装材料以生产箱盒模板。然而，术语“加工机”也可以指其他类型的机器和产业，而不必局限于用于制造箱盒模板的机器，也不必局限于用于包装产业中的机器。

此外，在本发明的描述和权利要求中，术语“包装材料”在本文中用为总体描述可以使用加工机转换的多种不同类型的材料。特别地，“包装材料”可以用于有效地指可以从未加工形式转换为可用产品或转换为用于可用产品的模板的任意材料。例如，尽管该术语并不局限于此，但诸如卡板纸、瓦楞纸板、纸板等之类的纸基材料可以认为是“包装材料”。因此，尽管本文中的示例描述瓦楞纸板和折叠式瓦楞纸板的使用，但其仅仅是示例性的，而不必须限定本发明。

此外，术语“包装”可以用在本发明的描述和权利要求中，并且用于总体描述可以用于包装、运输和/或船运物品的不同类型的包装和包装部件。例如，箱盒可以是一种类型的包装，但“包装”不应狭义地理解为仅包括箱盒，或者不应狭义地理解为仅包括特定形状、尺寸或构造的包装。因此，“包装”可以是任意形状和尺寸的。在模板可以组装以生产“包装”的情况下，术语“模板”也可以与“包装”可互换地在本文中使用。

如在本文中使用的，多个物品、结构元件、组合元件和/或材料可能为了方便而存在于通用列表中。然而这些列表应理解为该列表中的每个元件均单个地标识为单独的而唯一的构件。因此，在没有相反指示的情况下，仅仅基于它们在通用组中的存在，此列表中没有一个单个的构件应理解为同一列表的任意一个构件的事实上的等效替代物。此外，数值数据也可以在本文中表达或存在。应当理解，这种数值数据仅用于图示示例性可操作实施方式。此外，以范围格式提供的数值数据仅出于方便和简洁而使用，因此应当灵活地理解为不仅包括作为范围的极限而明确地列举的数值数据，而且还包括包含在该范围内的所有单个的数值值或子范围，如果每个数值值或子范围被明确地列举。此外，这种数值值和范围意于是示例性实施方式的非限定性示例，除非本身在权利要求中明确地列举，不应理解为对于所有实施方式都要求。

现在将参考图中图示的示例性实施方式，其中，类似的结构将提供有类似的参考标记。本文将使用特定语言描述示例性实施方式，不过可以理解，无意于以该语言限定本发明的范围。应当理解，图是本发明各种实施方式的概略性和示意性表现形式，而不应理解为被构造用于限定本发明，除非这种形状、形式、比例、功能或其他特征在本文中明确地描述为重要的。已经拥有本公开的、相关技术领域的普通技术人员可以想到的本文图示的创造性特征的替代和进一步修改、和本文图示的本发明原理的附加应用应被认为是在本发明的范围内。

此外，除非在权利要求中明确地列出或明确认为是重要的，不应将某个特定元件认为是对于所有实施方式都必须，也不应以任意特定顺序或方式要求组装或制造任意元件。因此，不应从图中推断任意元件的必要性。在下文描述中，阐述了数值具体细节以提供对本发明的完全理解。然而，很明显对于本领域的普通技术人员而言，本发明可以不使用这些具体细节而实施。在其他情况下，总体制造技术和包装产品以及包装机的操作的各种众所周知的方面，包括至少一旦原材料馈送至包装机内则生产箱盒模板的机器，在本文中未详细描述以避免不必要的掩盖本发明的新颖性方面。

本文呈现图1A至图1C，以提供可以在其中实施本发明的实施方式和方面的示例性加工机100的简要总体描述。例如，图1A和图1B分别提供加工机100的透视图和俯视图，并且图示了加工机100可以用于加工设置在折叠式堆垛10中的原材料101的方式。在该示例性实施方式中，在图1B中以虚线示出的折叠式材料堆垛102非常靠近加工机100放置，并且向其提供包装原材料101。折叠式堆垛102可以由多个不同层的包装材料101形成。例如，根据一个示例性实施方式，可以在折叠式堆垛102内的包装材料101的每层的相对边缘处形成划痕线104，该划痕线104可以区分从一层至下一层的转变。每层均可以大致设置在堆垛102中，使得其沿着竖直方向比之前一层矮，而相对于随后的一层沿着竖直方向则较高。

划痕线104可以以任意适当的方式形成在包装原材料101中。例如，由于包装材料101形成为理想的宽度、厚度等，因而制造过程也可以包括使用刀片横过包装材料101的宽度折痕。该刀片可以以预定间隔折痕，而折痕可选地包括部分地切割至包装原材料101内，由此形成划痕线104。由于随后折叠包装材料101，从而划痕线104之间的每个区域可以形成单独的层，并且以允许每层能够相对于相邻的层分开地可识别但也连续地连接的折叠式方式折叠。因此，折叠式堆垛102可以是材料101的首尾相连的堆垛。此外，划痕线104仅仅是示例性的，在其他实施方式中，可以使用不同的机构来识别分开的层。例如在一些实施方式中，层可以通过在折叠式堆垛102的边缘处的折叠线、折痕、局部切割、打孔等形成，这样就不必划痕原材料101。在又一实施方式中，单个层可以具有一个或多个中间划痕线。

如在本文中指出的，划痕线104的特定方面是它们允许原材料101可以自身对折以形成多个层的折叠式堆垛102。因此，当从侧视图或俯视图看堆垛102时，划痕线104可以在折叠式材料堆垛102的边缘处。随着来自折叠式堆垛102的包装材料101馈送至加工机100，给料轮106可以随后接合包装材料101并且引导其离开折叠式堆垛102。加工机100也可包括一个或更多个给料导向装置108。例如，给料导向装置108可以是一组轨道，包装材料可安置在轨道之间，在包装材料与给料轮106接合后，给料导向装置108共同地导向包装材料101，并且引导包装材料进入可以将包装材料101加工为包装和/或包装模板的加工机构110内。

给料轮106的驱动力可以以任意适当的方式操作。例如，根据一个实施方式，给料轮106可以在通过马达或其他驱动机构旋转的轴114上驱动。随着轴114旋转，给料轮106可以具有相应旋转，并且可以操作为从折叠式堆垛102提升包装材料101的层并将包装材料101的层馈送至加工机构110内的驱动力。给料导向装置108可选地辅助将包装材料101引导至加工机构110内，并且可以限定在包装材料101从给料轮106移动至加工机构110时得到的总体原材料路径101。在其它实施方式中，驱动力可来自包装材料101。例如，加工机构110可以包括将包装材料101拉入加工机构110内的一或更多个辊。当这种力施加至包装材料101时，该力可以转移至通过包装材料101施加的力旋转的给料轮106。给料轮106可选地在轴114上旋转，或者可以与轴114一致旋转。

不论驱动机构是否直接应用于给料轮106，还是以导致给料轮106旋转的方式应用于包装材料101或两者的组合，在操作过程中，给料轮106可以结合折叠式包装材料101并且从折叠式堆垛102提升包装材料101。例如，从图1C中的侧视图，给料轮106可以沿着逆时针方向旋转以提升包装材料101离开折叠式堆垛102，如通过给料导向装置108引导的那样将包装材料101前进引导至加工机构110内。如在图1A中最佳地示出的，示例性给料轮106可以是具有三个从中心毂118延伸的径向构件116的三叉轮116。随着给料轮106旋转，一或更多个径向构件116的径向远端可以构造为接合包装材料101。例如，一个径向构件116可以在靠近划痕线104的位置接合包装材料101。其他径向构件116也可以接合包装材料101，但不是必须在靠近划痕线104的位置接合包装材料101。例如，径向构件116的径向远端之间的弦长可以近似为堆垛102中包装材料101的每一层的长度的一半。结果，径向构件116可以在近似于划痕线104之间的半程位置处接合材料101。因此，径向构件116可选地在包装材料中产生新的折痕或折叠112。因此，在一些实施方式中，给料轮106起到用于折痕包装材料101的装置的作用。

如图1C中示出的，给料轮106已经接合并且可选地在连续的划痕线104之间的位置产生折痕112后，包装材料101可以传递通过给料导向装置108。如之前指出的，给料导向装置108可以主要起到引导从给料轮106至加工机构110的包装材料101的路径的作用。例如，在图示的实施方式中，给料导向装置108构造为将包装材料101的定向从基本竖直位置改变为基本水平位置。在加工机构110需要折叠式材料101收回(例如为了执行加工功能、为了清理堵塞或出于其他原因)的情况下，驱动给料轮106的机构可改变给料轮106的旋转。例如，在图1B中，给料轮106可以沿着顺时针方向旋转，由此以导致包装材料水平和/或竖直移动通过导向装置108并且远离加工机构110而朝向折叠式堆垛102的方式拉动包装材料101。

如在图1B中最佳地示出的，还应当理解，加工机100是可调节的，并且可以容纳多个不同尺寸的折叠式材料101。例如，在图示的实施方式中，导向装置108和/或给料轮106可以选择性地固定至轴114，或者可以在轴114上轴向滑动。更具体地，在此实施方式中，导向装置108连接至支承件109，该支承件109又联接至轴114。支承件109可以沿着轴114轴向滑动。因此，如果移除原材料101而用具有更大或更小宽度的其他材料替代，支承件109可以沿着轴114滑动至对应于原材料的新宽度的轴向位置。因此，导向装置108也可以移动至适当的位置。此外，例如，给料轮106可以具有锁定机构，该锁定机构将给料轮106锁定至轴114使其随轴114一起旋转。可以松开该机构以允许给料轮106移动。例如，多个给料轮106可以设置在轴114上以共同地或单个地提升并馈送原材料101，或者用于原材料101的不同的各堆垛102。

现在转见图2，图示了示例性给料轮206的更具体的图示。特别地，图2图示了给料轮206的放大图。该给料轮206能够将原材料101馈送至加工机，并且可选地在连续的划痕线104之间的一或更多个位置处折痕原材料101。

更具体地，图示的给料轮206是构造用于围绕轴线旋转的三叉轮。在此实施方式中，三个径向构件216从中心毂218径向向外延伸。根据图示的实施方式，径向构件216围绕中心毂218近似等角度隔开，并且以近似120°的角间隔定中心。然而，自然也可以选择其他角度的间隔。例如在一些实施方式中，三个径向构件可以以不等的间隔隔开。在又一实施方式中，给料轮上可以形成不同数量的径向构件(例如两个、四个、五个等)，由此也造成径向构件之间不同的角间隔。此外，尽管图示单个给料轮206，但也可以使用多个给料轮以共同地移动原材料101，或者可以单个地操作以驱动不同堆垛的包装材料。

根据本发明的一方面，给料轮206可以用于几乎任意尺寸的原材料。例如，在此实施方式中，弦长c限定在接连的径向构件216的远端之间。可选地，弦长c构造为与原材料101的层的尺寸成一定关系，但并不必须如此。例如，图2中的原材料101的层具有限定在接连的划痕线104之间的长度。然而，弦长c可以大致小于划痕线104之间的距离。例如，在图示的实施方式中，弦长c近似为划痕线104之间的距离的一半，但是如在本文中更详细地讨论的，也可以使用不同的关系。

当图2中的给料轮206具有并不跨过划痕线104之间的整个长度的弦长c时，给料轮206可选地构造为在划痕线104之间的位置处折痕原材料101。例如，图2图示了与径向构件216中的一个接合的一条划痕线104。然而，相接连的径向构件不在划痕线104处接合。相反，围绕给料轮206驱动原材料101时，相接连的径向构件216代之以在折痕线212处接合。折痕线212也可以借助于径向构件216形成，但是在其他实施方式中，折痕线212在与径向构件216接合之前形成。例如，原材料101的堆垛具有预先形成在划痕线或其他堆垛边缘之间的位置处的折痕。

如将根据本文的公开内容理解的，与折叠式材料101的面尺寸不同的给料轮206可用于多种不同尺寸的折叠式材料101。例如，具有类似于图2的给料轮206的构造的三角形构造的给料轮可以具有近似为16英寸的弦距离，但是基于具体应用也可以使用更大和更小的弦距离。在16英寸弦距离的情况下，如果折叠式材料101具有32英寸的面长，这种给料轮可以形成近似为每个划痕线之间的半程的一个折痕。然而在其他情况下，16英寸给料轮可以与具有48英寸面长的折叠式材料101一起使用。如在本文中描述的那样，给料轮将折叠式材料101馈送至加工机时，第一径向构件216可以接合预先存在的划痕线104。随后，给料轮可转动一圈，同一径向构件216可以随后接合下一个预先存在的划痕线104。在该转动一圈过程中，第二和第三径向构件216可以在不与划痕线对应的位置处接合，并且可以在连续的划痕线104之间产生两个折痕112。

然而，显然，同一给料轮可以与又一其他尺寸和长度的折叠式材料101一起使用。在其他实施方式中，例如，原材料101的面的长度可以大于弦长的三倍(例如四倍至八倍)。此外，尽管弦长c可以与原材料101的单个面层的长度有直接关系，但并不必须如此。例如，在一些实施方式中，弦长c可以定尺寸为对应于原材料101的两个面的长度。例如，弦长c可以近似为20英寸，同时原材料可以具有30英寸的长度。因此，如果给料轮具有三个径向构件，则第一个可以接合于第一划痕线处，随后在同一径向构件接合第三划痕线之前完成转动一圈。第二和第三径向构件可在第一和第二划痕线之间均产生离第二划痕线大约10英寸的折痕。

在又一其他实施方式中，弦长c与原材料101的任意数量的面的长度之间可能没有直接关系。事实上，径向构件216不必接合划痕线104，而且可以在原材料101上的任意位置处接合。例如，图2图示了一示例，其中，径向构件具有附连在其径向远端的接合构件220。接合构件220可以构造为接合划痕线和/或产生折痕。然而，在其他实施方式中，接合构件220可以构造为接合原材料101的任意位置。因此，不论弦长c与划痕线104之间的距离之间是否存在关系，接合构件220均可以起到抓取机构的作用。例如，接合构件220可以由防滑材料形成或在其上具有防滑涂层，这样其可以以两者之间很小以致没有的滑动接合原材料101。在一个示例中，接合构件220可以是诸如橡胶的聚合材料，可以具有粗砂质涂层，可以具有抽吸机构，或者以其他方式具有与之附连的不滑动表面或机构。

尽管并非对于所有实施方式均必要，但接合构件220也可以是可调节的。例如，接合构件220可以使用一或更多个螺钉、夹具或其他紧固件连接至径向构件216。如果松开这种紧固件，接合构件220可以相对于中心毂218径向向内或向外移动，由此允许弦长c改变。在一个实施方式中，接合构件220中的每一个均可以移动以致改变弦长c高达6英寸，但本领域的普通技术人员可以理解，其仅仅是示例性的，而在其他情况下，给料轮206是可调节的，并且可以使其弦长c调节甚至超过6英寸。

因此，给料轮206的形状、尺寸和构造可以改变。此外，在给料轮206的制造中使用的材料对特定的机械、折叠式材料、位置、应用等可以适当地或根据需要类似地变化。例如，给料轮206可以主要由金属材料(例如铝、钢、钛、不锈钢)制成。附加地或替代地，给料轮206的其他部分可以由其他材料形成，包括塑料、合金、其他金属、木材或其他有机材料、复合材料和/或它们的组合。

除了在给料轮206材料方面的变化，接合构件220还可以由各种材料制成。例如，接合构件220可以是与给料轮206分开形成的插入件，并且由此可以由与给料轮206相比相同或不同的材料制成。示例性接合构件220材料包括但不局限于金属、合金、塑料、复合材料、木材、有机材料和/或它们的组合。

通过观察图3A和图3B可以更完全地理解使用本文描述的给料系统的效果。例如，图3A图示了传统加工机和给料系统，并且是美国专利No.7,100,811中描述的系统的示例。如图3A中示出的，给料系统300包括给料轮306，该给料轮306构造用于接合包装原材料310并且引导它们离开折叠式堆垛302并进入加工机310。作为系统的一部分，给料轮306具有专门设计用于防止在任意层的原材料101内另外折叠的尺寸。

作为避免原材料101中另外的折叠或折皱的特定需求的结果，加工机101具有大于绝对必要的高度。因此，为了降低高度要求，折叠式堆垛302甚至可以设置在凹处。此外，如在图3A中示出的，避免折痕折叠式包装材料301的需求导致使用细长的导向装置308，该细长的导向装置308将包装材料301从给料轮306引导至加工机310。更具体地，总体S形的导向装置308被拉长为具有长的曲率半径，从而防止在原材料101中折痕。

相反，给料系统400可以使用相同的加工机310，但是相对于使用给料系统300的加工机或相对于缺少本文描述的特征的另一加工机具有较小的装置占用空间。例如，与具有特定构造为折叠式材料301的尺寸以致不会在折叠式材料301中引起另外的折痕的给料轮306的给料系统300不同，给料轮406构造为使折叠式材料301可以在预先存在的划痕线之间的位置处折痕。因此，给料轮406相对于给料轮306或设计为仅在预先存在的划痕线处使折叠式材料301弯曲的其他给料轮可以小很多。

较小的给料轮406还可以导致相对于传统的加工机更低的总的加工机高度和长度尺寸，由此允许将加工机和给料系统以更少的竖直间隙和/或更小的适当占用空间定位在建筑中。例如，给料系统400可需要约100英寸的竖直间隙，而给料系统300可需要约150英寸或更多的竖直间隙。

可以通过可能对给料导向装置进行的改变来实现进一步空间节省。例如，由于该较小的给料轮406和折叠式包装原材料301中的另外的折皱，给料导向装置406可以设计有相对于传统给料导向装置小得多的给料导向装置半径。更具体的，相同长度的折叠式材料301中的另外折痕允许折叠式材料301在相对于图3A的给料导向装置308短得多的水平距离内使其定向从基本竖直位置变为基本水平位置。由于另外的折痕使折叠式材料301能够围绕较小的半径弯曲，从而其是被允许的。此外，由于组件的总体尺寸较小，更小的给料轮406和/或更小的给料导向装置408还可以使给料系统400能够在已经组装的情况下船运。

为方便将包装材料310引导至加工机构310内，导向装置408图示为具有总体S形折叠式馈送路径。图3B的S形折叠式馈送路径相对于由图3A中的导向装置308限定的馈送路径在竖直和水平方向均大致压缩。例如，图3B中的馈送路径可以近似为80英寸高乘以50英寸宽，图3A中的馈送路径而是可以为近似120英寸高和75英寸宽。

因此，图3B中的实施方式的方面涉及给料系统400的压缩占用空间。附加的方面包括给料系统400增加的安全性。例如，在图示实施方式中，给料轮406总体设置在包括给料导向装置408的S形折叠式馈送路径的顶部附近。在一个方面，S形折叠式馈送路径从给料轮406向加工机310横向延伸。然而，在其他实施方式中，S形折叠式馈送路径可以至少部分地向折叠式堆垛302延伸。例如，在图1C中，导向装置108向折叠式堆垛102横向延伸，由此覆盖给料轮106的底部。其可以进一步方便原材料101在被引导至加工机构时的对折。在一个方面，折叠式以此方式的折叠不仅进一步减小了占用空间，而且还起到障碍物的作用，以减小粗心的操作人员能够接触给料轮106的风险。

因此，实际折叠式馈送路径从一个实施方式到下一个实施方式可以改变。因此，尽管图示并描述了S形折叠式馈送路径，但也可以随本发明的各种实施方式实施其他各种形状的折叠式馈送路径。例如，可以将折叠式材料301的货盘或堆垛放置在与给料轮406相同的水平高度上，由此产生更像是L形或J形折叠式馈送路径。在其他实施方式中并且如本文描述的，折叠式馈送路径可以对折，从而也作为附加的安全预防措施覆盖给料轮的低侧的至少一部分。

在给料轮406和/或给料导向装置408尺寸方面的相对减少还可以允许将折叠式材料堆垛302放置为相对于与图3A所示的给料系统300相关的折叠式材料堆垛301和加工机构310更靠近加工机构310。例如，如在图1A至图1C中示出的，折叠式材料堆垛的放置可以大致直接靠近加工机构，由此减小当加工机在操作中时的装置布局的占用空间，而且在进一步基本减小粗心的操作人员或其他人会在折叠式材料堆垛与加工机之间行走的可能性的同时，改进装载容易度。

如之前指出的，可以包括允许或导致给料轮406沿着向后方向旋转的可选机构。给料系统400可以进一步减少在给料轮406沿着向后方向旋转时折叠式包装材料301堵塞在给料系统400内的风险。例如，可以通过给料轮406的前进移动充能弹簧机构。需要向后馈送时，充能可以全部或部分地释放，从而由此使折叠式材料301从加工机构310收回。在另一示例性实施方式中，当折叠式材料301从加工机构301收回时，可以由利用重力来沿着向后方向旋转给料轮406的重力机构导致或便于向后运动。在其他示例实施方式中，给料轮可以联接至可沿着向前和/或后退方向操作的马达或传动系统。

不论以何种具体方式允许折叠式材料301的收回，以及这种运动是总体流畅的还是以突然的方式进行，均由于通过给料轮406产生另外的折痕而可以减少堵塞的风险。通过给料轮406产生的另外的折痕允许折叠式材料在给料系统400内更自由地移动，由此相对于不产生并且特别地避免另外折痕的其他加工机减小了堵塞的风险。

给料导向装置408的材料也可以改变，并且根据至少一个实施方式，可以由减摩材料制成，或者以其它方式涂覆有减摩擦材料。例如，给料导向装置408可以由可能包在低摩擦涂层内的金属材料形成。这种低摩擦涂层允许折叠式材料301以更小的阻力经由给料导向装置408馈送，此外，还允许在加工机构操作期间，经由给料导向装置408更容易地收回折叠式材料301。该低摩擦涂层提供了防止在加工机构操作期间堵塞的风险。

在其他示例性实施方式中，给料导向装置材料可以仅仅是未涂覆的金属、合金、塑料、复合材料或能够形成为所需形状的任何其他材料。此外，如果可能，导向装置408的材料或涂覆其上的涂层或其他材料从一个实施方式到下一个实施方式可以改变。例如，在一个实施方式中，导向装置408可以是抛光的金属材料。在另一个实施方式中，导向装置408上可以具有粉末涂层或其他类型的涂料。在另一示例中，涂层可以包括设计用于减少摩擦并保护给料导向装置408的各种物质(例如，物理气相沉积(PVD)、Teflon(聚四氟乙烯)、Starcote、Xylan(木聚糖)、碳基干式/固体润滑剂、近无摩擦碳(NFC)、二硫化钼基涂层、富勒烯等)中的一种或更多种。

现在转见图4，图4中图示了加工机500的又一示例性实施方式。如考虑到本文的公开内容本领域的普通技术人员可以理解的，加工机500可以总体上类似于本文描述的加工机。因此，类似的部件不再详细描述，以避免不必要地掩盖加工机500的部件。关于图1C中的加工机100，可以指出，加工机500还包括包装材料502的折叠式堆垛502。然而与图1C中的折叠式堆垛不同，折叠式堆垛502可以在堆垛502的中间位置处具有可选的另外折痕或划痕线。

例如，在一个示例实施方式中，折叠式堆垛502包括多个不同层的折叠式材料501。每层均可以通过相对的划痕线504a、504b限定。具体地，划痕线504a可以限定包装材料501堆叠在堆垛502中时其层的图示右侧，同时划痕线504b可以限定这种层的图示左侧。在每个右划痕线504a和左划痕线504b之间可以存在一或更多个附加的特征。例如，图示的实施方式包括形成在划痕线504a、504b中的每一个之间的折皱512，但是折痕512可以是折叠、打孔、划痕线或在保持堆垛502为连续系列的连接的面和层的同时方便原材料501弯曲的其他特征。

如考虑到本文的公开内容可以理解的，原材料501可以以类似于之前描述的方式使用给料轮506和给料导向装置508馈送至加工机构510。因此，给料轮506可以具有允许给料轮506在除了仅在划痕线504a、504b处的其他位置处接合原材料501的弦长或其他尺寸。例如，在一个实施方式中，折痕512设置在包装原材料501的层内，使得划痕线504a、504b与折痕512之间的距离大致对应于给料轮506的弦长。换言之，折痕512可以预先形成在包装材料501中，使得给料轮506可以接合原材料501中的折痕以及划痕线，但不是必须要求在原材料围绕给料轮506馈送时给料轮506产生折痕512。

预先形成的折痕512的一个方面是它们可以改进加工机500的效率。例如，预先形成的折痕512可以要求较小的弯曲力。结果，给料轮506可以施加减小的力，其也可以减小马达或其他驱动机构中所需要的动力的量。此外，其可允许在给料轮506的制造中使用重量更轻、弹性更好或其他的材料。

可以指出，尽管图4图示了带有给料轮506的示例性加工机500，该给料轮对应于在折痕512与单个划痕线504a或504b之间的预定长度，但这仅仅是示例性的。在其他实施方式中，在单个层中可以形成多个折痕，使得该长度对应于折痕512之间的距离。在又一其他实施方式中，折痕512可以形成为仅方便原材料501的移动和流动，而在给料轮506的弦长与折痕512和/或划痕线504a、504b之间可能不存在任何直接的整数关系。

现在转向图5，图示了另一示例性加工机600。加工机600可以大致以类似于上文描述的加工机和给料系统中的每一个的方式操作。因此，本领域的普通技术人员可以理解，本文描述的加工机、加工机构和给料系统的其他方面等同地适用于加工机600。

加工机600的一个方面是其具有从原材料601a至601c的多个不同储备中抽取以执行加工操作的能力。例如，在图示的实施方式中，加工机600可以从三个折叠式堆垛602a至602c中的任意一个中抽取以执行加工操作，而不对加工机600进行手动或其他调节以使其适应不同尺寸的原材料601。例如，尽管图1B图示了与单个尺寸的原材料101一起操作的加工机100，但如果必要，其也可以调整为接收另一尺寸的原材料，加工机600可以不进行任何调节而操作选择已经构造为流动至加工机600内的三个不同尺寸中的一个。

加工机可以适合从任意数量的不同尺寸的原材料601a至601c中选择，而无需如图5中图示的那样必须仅具有可以单次接收的三个尺寸。例如，在某些情况下，单个加工机可以具有将加工机构610同时联接至仅两个不同尺寸的原材料、或联接至四个或更多个尺寸的原材料(例如单次直至12个堆垛或尺寸)的给料系统。

加工机610也可以被编程或以其它方式构造为选择不同折叠式堆垛602a至602c中哪个是对于具体操作理想的堆垛。在操作中，一旦确定理想折叠式堆垛602a至602c，则驱动机构(未示出)可以导致对应于理想堆垛的驱动轴614a至614c旋转。随后，给料轮606a至606c可以通过特定的驱动轴614a至614c旋转，并且可以以类似于本文描述的那些方式馈送原材料601a至601c。在一些情况下，多个给料轮606a至606c可以接合单个堆垛的原材料。例如，其可在原材料具有大的宽度并且两个或更多个给料轮可用于更有效地提升材料并将材料馈送至加工机构610的情况下发生。

如考虑到本文的公开内容可以理解的，每个驱动轴614a至614c和给料轮606a至606c可以由此独立于其他驱动轴和给料轮而被驱动，但是并不必须是这种情况。在一个实施方式中，驱动轴614a至614c可以一体地形成，或者以其它方式联接在一起以共同地旋转。例如，其可以允许加工机600单次同时生产多个包装模板。例如，加工机600可以具有不同尺寸的折叠式堆垛602a至602c，从而可以使用同时加工操作形成不同构造的包装模板，但是在其他情况下，相同的包装模板可以由不同尺寸的堆垛602a至602c形成，或者堆垛602a至602c可以是同尺寸的，而不同或相同的包装模板可以由其同时形成。

如在本文中讨论的，可以设想加工机、加工机构和给料系统的各种实施方式并且它们在本发明的范围内。未标识以及专门针对每个实施方式的每个潜在特征无论如何不应理解为将本发明限定于图示的实施方式和所描述的那些实施方式，而应该囊括本领域的普通间技术人员基于查阅本文公开内容可以理解的所有方面。事实上，本文描述的各种给料系统可以可互换地连同各种不同的加工机构使用，而给料系统的每个不同特征可以与其他给料系统的特征互换。

此外，本文描述的或基于查阅本文公开内容所得到的每个加工机和给料系统可以构造为处理多种不同的折叠式材料。在一个示例性实施方式中，折叠式材料是通常在箱盒及包装的生产中使用的瓦楞纸板。在其他示例性实施方式中，加工机和加工机给料系统部件可以处理诸如金属、织物、纸张、塑料、复合材料等之类的各种其他类型的材料。

由于馈送至加工机的材料的类型改变，因而在接合加工机的馈送部件之前，设置材料的方式也可以改变。例如，本文描述的原材料大致堆叠在竖直堆垛中。然而在其他实施方式中，原材料可以以其他方式排列或安放。例如，原材料可以从折叠式材料的水平堆垛供给。在又一其他的实施方式中，原材料可以在辊上馈送。在任何构造中，本文描述的给料系统和加工机可以使用已经预先形成在原材料中的划痕线、折痕、折叠、打孔等和/或在材料馈送至加工机构时产生新的折皱或折叠。

此外，加工机构的结构和操作的详细描述不被认为对本文描述的给料系统的理解是关键的，并且应当由本领域的普通技术人员理解。作为示例，适当的加工机构可以包括每个均能够在加工机构的可操作宽度内单个控制的多个切割、划痕、打孔、折痕和/或其他工具。工具可以支承在导向装置上，并且由可编程控制单元控制以便单个地横向定位在导向装置上。随后，工具位移可以通过无端旋转带来实现，工具与该无端旋转带单个地连接或断开。这种工具也可以被单个地控制，以接合包装原材料以便进行切割和折痕操作。这种操作可以通过加工机构沿着馈送方向主要执行。然而，其他工具可以沿着横向于馈送方向的方向操作。然而，这一实施方式仅是示例性的，也可以利用以许多种不同方式操作的其他加工机构。

本发明容许各种改型和替代装置。已经在图中通过示例示出并且在本文中详细描述了具体示例。然而应当理解，本发明并不局限于公开的特定装置或方法。相反，本发明应覆盖落入权利要求的精神和范围内的所有改型、等同物和替代。

Claims (15)

1.一种用于将原材料馈送至加工机的进料系统，所述进料系统包括：

折叠式材料的堆垛，所述堆垛包括：多个折叠式材料的层，每个折叠式材料的层均具有在预先形成的边界折叠线之间延伸的长度，所述边界折叠线沿着所述堆垛的相对外边缘延伸，所述层的长度彼此大约相等；

给料轮，所述给料轮构造成用于旋转，所述给料轮的旋转构造成用于从所述堆垛抽取所述折叠式材料，所述给料轮构造成用于在所述折叠式材料由所述给料轮抽取时接合所述层，所述给料轮包括多个径向构件，相邻的径向构件之间的弦长基本小于折叠式材料的每个所述层的所述长度，所述多个径向构件构造成在所述预先形成的边界折叠线之间的中间位置处接合所述层，使得所述径向构件在所述中间位置处产生新的折痕或折叠并且使得所述给料轮起到用于折痕或折叠所述折叠式材料的装置的作用；和

给料导向装置，所述给料导向装置构造成用于在所述折叠式材料与所述给料轮接合后接收来自所述给料轮的所述折叠式材料，所述给料导向装置构造成用于将所述折叠式材料引导至加工机内。

2.如权利要求1所述的进料系统，其中，所述给料导向装置具有曲率半径，所述曲率半径要求所述折叠式材料在所述预先形成的边界折叠线之间的所述中间位置处弯曲。

3.如权利要求1所述的进料系统，其中，多个所述层中的每层包括在所述预先形成的边界折叠线之间的至少一个预先形成的折痕，所述至少一个预先形成的折痕平行于所述边界折叠线。

4.如权利要求1所述的进料系统，其中，所述加工机构造成用于使用切割、折痕、打孔、折叠或划痕中的一或更多个的组合生产加工后的包装模板。

5.如权利要求1所述的进料系统，其中，限定所述层的所述预先形成的边界折叠线选自由折痕、打孔和划痕中的一或更多个组成的组。

6.如权利要求1所述的进料系统，其中，所述给料轮的所述多个径向构件形成大致三角形形状。

7.如权利要求6所述的进料系统，其中，所述弦长为折叠式材料的每个所述层的所述长度的大约一半。

8.如权利要求1所述的进料系统，其中，所述给料导向装置限定一路径，所述路径使所述折叠式材料在与所述给料轮接合后自身对折，并且在所述折叠式材料被引导向所述加工机时基本覆盖所述给料轮的下侧。

9.如权利要求1所述的进料系统，其中，所述给料轮被供给动力以沿着向前和后退两个方向旋转。

10.一种加工系统，所述加工系统用于使折叠式材料加工为用于组装成箱盒或其他包装的包装模板，所述加工系统包括：

折叠式材料的堆垛，所述堆垛包括：多个折叠式材料的层，每个折叠式材料的层均具有在预先形成的边界折叠线之间延伸的长度，所述边界折叠线沿着所述堆垛的相对外边缘延伸，所述层的长度彼此大约相等；

给料轮，所述给料轮定尺寸并且构造成用于在所述给料轮旋转时接合(i)所述折叠式材料中的所述预先形成的边界折叠线，和(ii)布置在所述预先形成的边界折叠线之间的一个或多个中间位置，并且在所述一个或多个中间位置处折痕或折叠所述折叠式材料，所述给料轮包括：

至少三个径向构件，所述至少三个径向构件大致相等地间隔开，并且弦长限定为在两个相邻的径向构件的径向远边缘之间的线性距离，所述弦长基本小于折叠式材料的每个所述层的所述长度，使得所述径向构件接合所述一个或多个中间位置并在所述中间位置处产生新的折痕或折叠并且使得所述给料轮起到用于折痕或折叠所述折叠式材料的装置的作用；

驱动机构，所述驱动机构构造成用于通过所述给料轮沿着至少向前的方向的相应旋转从所述折叠式材料的堆垛中抽取所述折叠式材料；

给料导向装置，所述给料导向装置构造成用于接收来自所述给料轮的折痕或折叠的折叠式材料，并且围绕所述给料导向装置的半径部将所述折痕或折叠的折叠式材料的定向从基本竖直位置改变到基本水平位 置，所述给料导向装置的所述半径部构造成用于在所述折叠式材料的堆垛中的所述预先形成的边界折叠线之间的所述一个或多个中间位置处弯曲所述折痕或折叠的折叠式材料；以及

加工机构，所述加工机构构造成用于接收来自所述给料导向装置的所述折痕或折叠的折叠式材料，并在所述折痕或折叠的折叠式材料上执行一个或更多个加工功能以产生所述包装模板，所述一个或更多个加工功能包括折痕、弯曲、折叠、打孔、切割、划痕或它们的任意组合。

11.如权利要求10所述的加工系统，其中，所述驱动机构：

使所述给料轮沿着所述向前的方向旋转，其中，所述给料轮沿着所述向前方向的所述旋转使所述折叠式材料朝向所述加工机构运动；或者

使所述折叠式材料抽取至所述加工机构内，其中，所述折叠式材料抽取至所述加工机构内使得所述给料轮沿着所述向前的方向旋转，并且使得所述折叠式材料从所述折叠式材料的堆垛提升。

12.如权利要求10所述的加工系统，其中，所述驱动机构构造成用于使所述折叠式材料从所述加工机构中抽离以执行所述一个或更多个加工功能。

13.如权利要求10所述的加工系统，其中，所述给料轮接合所述折叠式材料，并且提升所述折叠式材料离开所述折叠式材料的堆垛，所述折叠式材料的堆垛靠近所述给料导向装置定位，使得基本上防止操作人员在所述折叠式材料的堆垛与所述给料导向装置之间行走。

14.如权利要求10所述的加工系统，其中，所述给料导向装置由低摩擦材料制成，或涂覆有低摩擦材料。

15.如权利要求10所述的加工系统，包括多个给料轮和多个给料导向装置，其中，所述多个给料轮和所述多个给料导向装置构造成用于从多个不同的堆垛中独立地馈送原材料。