CN103261065B - 折叠产品的折叠装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于折叠产品的装置，其包括被构造为保持该产品的第一部分和第二部分并在继续保持该产品的第二部分的同时放开第一部分的输送件。该输送件被构造为以输送速度传送该产品。折叠组件邻近该输送件布置。该折叠组件被构造成在大致以该输送速度运动的同时从该输送件接收该产品的第一部分、在其上保持第一部分的同时相对该输送件减速从而使该产品沿折叠轴线折叠、将该产品的第一部分布置成接触第二部分从而第一部分叠置在第二部分上。

Description

折叠产品的折叠装置和方法

背景技术

本发明的技术领域整体上涉及用于折叠产品的装置和方法，具体地说，涉及用于在相对高的生产线速度下以增强的对准控制来折叠产品的装置和方法。

一种用于在产品前进通过产品生产系统时折叠产品的已知技术是“刀式折叠”。刀式折叠包括用刀在期望的位置碰撞单个移动的产品，以在产品中形成“咬印”。该咬印被引入一组运行的传送带中以折叠产品的多个部分。这种刀式折叠装置及其使用方法的例子在授予Lane的美国专利US4,053,150、授予Johnson等人的美国专利US4,519,596以及授予Johnson等人的美国专利US4,650,173中有所描述。可以使用刀式折叠装置折叠多种不同的产品，包括一次性个人护理产品。一次性个人护理产品是众所周知的并且包括尿布、训练裤、成人失禁服、女性护垫、床罩、宠物护理垫、餐巾纸、毛巾布、椅罩等。

已知的刀式折叠技术的一个缺点在于，在产品中的折叠准确性和可重复性取决于刀撞击正移动产品的时刻以及运行中的传送带对产品咬印的牵拉作用。另外，刀式折叠要求产品在被刀撞击时是“自由的”。因此，在折叠过程中存在这样的时间段，此时产品前部未保持就位且因而未处于直接定位控制下。在需要精确折叠定位时，尤其在高速下，例如取决于被折叠产品地在400-4000个产品/分钟的速度情况下，刀式折叠的这些特性是不希望有的。

刀式折叠的另一个缺点是“击打效应”。即，撞击产品的刀的冲击力会导致产品变形、产品损坏、折叠对准性差、折叠可重复性差以及其它不期望有的结果。

因此，需要一种高速折叠产品的折叠装置和方法，其中产品可在高速下可重复对准地折叠。还需要这样的用于折叠产品的装置和方法，其不存在目前的刀式折叠装置和方法固有的所造成的变形、损坏和/或其它不期望有的影响。

发明内容

在一个方案中，一种用于折叠产品的装置整体上包括输送件，其被构造为保持该产品的第一部分和第二部分并在继续保持该产品的第二部分的同时放开第一部分。该输送件被构造成以输送速度输送该产品。邻近输送件布置有折叠组件。该折叠组件被构造为大致以所述输送速度运动的同时从输送件接收该产品的第一部分、在其上保持第一部分的同时相对该输送件减速以使该产品沿折叠轴线折叠、将该产品的第一部分布置成接触第二部分从而第一部分叠置在第二部分上。

在另一个方案中，一种用于折叠产品的装置整体上包括适于输送该产品的输送件。摆动件布置在输送件附近并被设计成在该产品被输送件输送时从输送件抓持并提升该产品的第一部分。该摆动件沿第一方向运动离开所述输送件并可沿第二方向朝该输送件运动。折叠辊布置在输送件和摆动件附近。该折叠辊被设计成从该摆动件接收该产品的第一部分并将该产品的第一部分布置成接合该产品的第二部分，从而该产品处于折叠形态。

在又一个方案中，一种产品折叠方法整体上包括沿输送件以输送速度将产品引导向折叠组件。该产品具有第一部分、第二部分和划分第一部分和第二部分的折叠轴线。在该产品的第二部分仍被输送件保持的同时，将该产品的第一部分从输送件传送至折叠组件。该产品的第一部分被折叠组件以比该输送件传送该产品的第二部分的输送速度小的速度移动。该产品的第一部分从该折叠组件被转送至输送件，从而该产品的第一部分与第二部分成叠置关系并且该产品大致沿该折叠轴线被折叠。

附图说明

图1为用于折叠产品的折叠系统的局部示意图，该折叠系统具有一个合适的实施例的两个折叠装置；

图2为从所述折叠系统取出的一个折叠装置的透视图；

图3为图2的折叠装置的端视图；

图4为所述折叠装置的摆动件的透视图；

图5为如图4所示的所述摆动件的左视图；

图6为所述摆动件的右视图；

图7为所述摆动件的俯视图；

图8为所述摆动件的仰视图；

图9为所述摆动件的竖向剖视图；

图10为所述摆动件在其外筒被除去后的透视图；

图11为如图10所示的除去其外筒后的摆动件的俯视图；

图12为图11所示的摆动件的局部放大视图；

图13类似于图12，但示出外筒叠置在内筒上，该内筒位于第一位置，该外筒的一部分被切除；

图14类似于图13，但示出内筒相对外筒被移动至第二位置；

图15为折叠装置的折叠辊的透视图；

图16为如图15所示的所述折叠辊的右视图；

图17为所述折叠辊的左视图；

图18为所述折叠辊的俯视图；

图19为所述了折叠辊的仰视图；

图20为所述折叠辊的竖向剖视图；

图21和图22为所述折叠辊在其外筒被除去后的透视图；

图23为处于折叠前的平展形态的训练裤的俯视图，其中该训练裤的多个部分被去除；

图24为图23所示的训练裤处于折叠形态时的俯视图；

图25为所述训练裤在处于部分扣合的准备使用形态时的透视图；

图26为具有前侧片和后侧片的训练裤的俯视图；

图27类似于图26，但该训练裤的所述前侧片被挤压；

图28类似于图27，但该后侧片的多个部分的位置被向内翻折；

图29为所述折叠装置的示意图，其中训练裤借由传送构件以其折叠前形态进入该折叠装置并被所述摆动件抓持；

图30为所述折叠装置的示意图，其中训练裤的一部分被摆动件抬升离开输送件；

图31为所述折叠装置的示意图，其中该训练裤被摆动件折叠并且其有一部分被摆动件保持，该摆动件和折叠辊朝相同方向旋转；

图32为所述折叠装置的示意图，其中该训练裤被摆动件折叠并且其有一部分被摆动件保持，该摆动件和折叠辊朝相反方向旋转；

图33为所述折叠装置的示意图，其中该训练裤被从摆动件转送至折叠辊；

图34为所述折叠装置的示意图，其中该训练裤处于折叠形态并被从 折叠辊转送至所述输送件；

图35和图36为示出摆动辊和折叠辊的合适的相对位置的示意图；

图37以图形表示出了图1所示折叠系统的十一个约束；

图38和图39以图形示意示出所述摆动件和折叠辊在它们将要在切点处接触时的运动；

图40以图表示出如图1所示的折叠系统的速度曲线图；

图41示出了图1的系统的六个过渡点。

在所有附图中，相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

图1是整体标注为50的用于折叠产品(如个人护理产品)的折叠系统的示意图，其包括整体标注为100的折叠装置的一个实施例。所示的折叠系统50的配置具有两个折叠装置100，但可以想到该系统可具有更少(即一个)或更多的折叠装置。折叠装置100能够在以高生产线速度折叠所述产品的同时保持对该产品的精确控制。因此，与现有技术中的折叠装置如刀式折叠装置相比，由所示的系统50生产出的产品以更高的可重复性和更小的力(并因此带来的更小的产品损坏和变形)被更精确地折叠。本文所用的术语“高生产线速度”指产品生产速度为400个产品/分钟(ppm)或更多，如400ppm-4000ppm，或600ppm-3000ppm，或900pmm-1500ppm。然而应当明白，产品的生产速度直接取决于所生产的产品。因此，术语“高生产线速度”是相对的并可能因为产品的不同而不同。

仅为示例的目的，所示的折叠系统50和所述折叠装置100在本文中被描述为一次性训练裤折叠系统和折叠装置。然而应当明白，该折叠系统50可被构造为折叠众多其它产品，在不背离本发明范围的条件下，包括但不限于其它类型的个人护理产品、箔片产品、薄膜产品、织造产品、包装产品、工业品、食品等，可以是一次性产品或非一次性产品，也可以是吸收性产品或非吸收性产品。可由系统50折叠的其它合适的个人护理产品包括但不限于尿布、成人失禁服、卫生护垫和女性卫生巾。

如图1所示，多条独立的训练裤500沿整体标注为80的输送件被输送给各折叠装置100。输送件80将每条处于折叠前形态的训练裤500传送至两个折叠机构100之一，以将训练裤从所述折叠前形态折叠至折叠形态。然后由输送件80将折叠的训练裤500从相应的折叠装置100送走。由于 图1所示的两个折叠装置100基本相同，故本文仅详述其中一个。

如图1-3所示，折叠装置100包括输送件80、整体标注为150的摆动件、整体标注为170的折叠辊和整体标注为105的夹送辊。摆动件150和折叠辊170共同限定出折叠组件。适于用作输送件80的装置为本领域所公知的，包括但不限于滚筒、辊、带式传送机、气流传送机、真空传送机、滑道等。为示例的目的，输送件80在本文中被示出为真空带式传送机。在一个合适的实施例中，输送件80包括辅助传送装置(未示出)，以帮助在前行过程中保持训练裤处于受控位置。辅助传送装置为本领域所熟知，例如包括支承带、真空装置、支承辊、辅助传送带、导板等。

现参见图4-14，摆动件150包括内筒151和可绕内筒转动的外筒152。如图4和图5所示，外筒152包括凸起的吸盘164，其适于从输送件80接收训练裤500的一部分并将该部分转送至折叠辊170。吸盘164包括一对横向侧165、一对纵向侧167和被布置成大致邻接该对横向侧和所述纵向侧之一的多个圆孔169。因此，吸盘164的一部分没有孔169。所述外筒152被一对端板161封闭(图9)。

应当明白，吸盘164可与摆动件150的外筒152的剩余部分齐平(即未凸起)。还应明白，外筒152的吸盘164中的孔169可以不同方式来布置，其可以具有比附图所示的更多或更少的孔，并且所述孔可具有与图中所示的孔不同的形状和尺寸。还应当明白，内筒和外筒可以是形成同心表面的其它形状，如部分球体、圆锥体、一组阶梯筒体或者上述形状的部分，因为所述摆动件无需转动360度。

在所示的实施例中，内筒151不转动并限定出内腔153(图9)。参见图10-12，内筒151包括具有狭槽段162的壁部161，狭槽段162具有多个狭槽163。每个狭槽163沿其长度从第一宽度W1变成较窄的第二宽度W2(图12)。在所示的实施例中，如第一宽度W1大约为第二宽度W2的两倍。然而应当明白，第一宽度和第二宽度之间的相对差可以是其它不同数值。

一对端板154布置在内筒151的两个端部附近并封闭内腔153(图9)。导管155伸入该内腔并与其流体连通，以允许合适的真空源(未示出)向其施加真空。在一个合适的实施例中，导管155延伸通过内腔153并具有一对在该内腔中敞开的椭圆形开口156(图9)。应当明白，导管155可以仅部分伸入内腔153，并且在所述导管中的所述开口156可具有不同的形状、尺寸和数量。

驱动组件157操作连接至外筒152，用以相对内筒151转动该外筒。驱动组件157包括毂158、联接至该毂的轴159和能够转动轴和毂的合适的驱动机构(未示出)。在所示的实施例中，驱动组件157是可变的，其能够以可变的速度朝顺时针方向和逆时针方向转动该外筒152。

现参见图9、13和14，设置有致动器168用于使内筒151相对外筒152沿轴向从第一位置平移至第二位置。在图13所示的第一位置中，摆动件150的吸盘164中的孔169沿其整个长度对准内筒151的狭槽段162中的狭槽163。就是说，吸盘164中的孔169对准内筒151中的狭槽163的较窄部段和较宽部段。但在第二位置上，摆动件150的吸盘164中的孔169仅对准狭槽163的较宽部段(图14)。因此，当内筒处于第二位置时，摆动件150的吸盘164的孔169未与狭槽163的较窄部段对准。

因此，摆动件150在内筒151处于第一位置时具有第一真空分布且在内筒处于第二位置时具有第二真空分布。就是说，在内筒位于第一位置时，与内筒位于第二位置相比，通过摆动件150在不同位置接通和断开真空。

在所示的实施例中，致动器168包括音圈马达(图9)。音圈马达能根据对其所施加的电流极性在两方向之一上产生力。因此，音圈马达能制止、减小和保持力。在一个合适的实施例中，音圈马达能够以高达40-50Hz的频率移位大于15mm。例如在所述实施例中，输入电流被预设成该音圈马达将内筒151相对外筒152移位大约5毫米(mm)。具体说，内筒151如图9和图13所示处于第一位置，该位置对应于音圈马达的常态位置。当所述预设的输入电流被施加至所述音圈马达，音圈马达作用于内筒151以相对于外筒152平移该内筒大约5毫米。换句话说，音圈马达将内筒151移动至第二位置(图14)。可以想到，内筒151可以相对外筒152移动多于或少于5毫米。应当明白，除音圈马达外，还可以使用其它类型的合适的致动器以相对该外筒152移动内筒151。

如图15-22所示，折叠辊170包括内筒171和可绕内筒转动的外筒172。如图15-19所示，外筒172包括凸起的吸盘186，其适于从摆动件150接收训练裤500的所述部分并将该部分转送回输送件80。凸起的吸盘186包括大致呈矩形排布的多个圆孔188(图16)。然而应当明白，凸起的吸盘186可以与外筒172的剩余部分齐平(即未凸起)。还应当明白，外筒172的吸盘186中的所述孔188可以不同的方式排布，其可以具有比附图中所示的更多或更少的孔，该孔可具有与图中所示的孔不同的形状和尺寸。外筒172 由一对端板181来封闭(图20)。

在所示的实施例中，内筒171固定不动并限定出内腔173(图20-22)。如图21和22所示，内筒171包括具有矩形主开口180和位于主开口两侧的一对矩形副开口182的壁部179。应当明白，内筒171中的开口180、182可具有除矩形外的其它形状和构造，并且所述副开口中的一个或两个可以被省略。

一对端板174布置于内筒171两端附近并封闭内腔173(图20)。导管175伸入内腔173并与其流体连通，以允许合适的真空源(未示出)对其施加真空。在所示实施例中，导管175延伸穿过内腔173并具有一对在内腔中敞开的椭圆开口176(图21和22)。应当明白，导管175可以仅部分伸入该内腔内并且所述导管内的开口可具有不同的形状、尺寸和数量。

驱动组件176操作连接至外筒172，用于相对内筒171转动该外筒。驱动组件176包括毂177、联接至该毂的轴178、能转动轴和毂的合适的驱动机构(未示出)。在所示的实施例中，驱动组件176能以可变的速度朝逆时针方向相对内筒171转动该外筒172。然而应当明白，驱动组件176可被构造为沿顺时针方向转动该外筒172，或者既沿顺时针方向也沿逆时针方向转动该外筒172。

在本文中，摆动件150和折叠辊170均被描述为使用真空将训练裤500保持至其各自外筒152、172。因此，所示的摆动件150和折叠辊170广义上均可被称为真空辊。但可以想到，也可以使用能够抓持、控制和放开训练裤500的其它合适的结构(如胶、摩擦件、纳米技术制造的丝线)作为替代。

再次参见图1-3，夹送辊105被用于辅助训练裤500的所述部分从输送件80至摆动件150的转送，如下文进一步详述。如图所示，夹送辊105可相对输送件80转动并包括凸起的接合面107，其在所述夹送辊转动时间歇接合输送件80。应当明白，夹送辊105可具有其它形状和尺寸，接合面107可相对该夹送辊的其它部分齐平(即未凸起)。也可想到，在其它实施例中，该夹送辊可以是固定不动的。还应明白，在所述折叠装置100的一些实施例中，可以省略该夹送辊105。

如上所述，示意示出了图1所示的折叠系统50可用于折叠训练裤500，这为本领域技术人员所公知的。图23-28示出适于由折叠系统50折叠的已知训练裤500的一个实施例。训练裤500如图23所示为处于其折叠前的 平展形态。应当明白，“折叠前形态”不限于没有折叠的训练裤，而是指要进入所述折叠装置100的训练裤(即该训练裤还没有特别地用所述折叠装置进行折叠)。因此，该训练裤500在进入折叠装置100之前可以包括也可以不包括其它的折痕或折叠部分。

图24示出处于其折叠形态的训练裤500，即，训练裤已被折叠装置100折叠。“折叠形态”指的是训练裤500已专门用折叠装置100被折叠。图25示出了处于部分扣合的准备使用形态的训练裤500。

如图23所示，训练裤500具有纵向1、垂直该纵向的横向2、前边缘527和后边缘529。训练裤500限定出前区522、后区524和所述前区和后区之间纵向延伸并将两者相互连接的裆部区526。训练裤500还包括被适于在使用时朝穿用着布置的内表面523(即体侧表面)和与所述内表面相反的外表面525(即衣服侧表面)。

所示的训练裤500还包括外覆层540、连接至外覆层的内衬542和布置在外覆层和内衬之间的吸收芯544。一对防渗漏片546固定于内衬542和/或吸收芯544以阻止身体分泌物大致侧流。外覆层540、内衬542和吸收芯544可以由本领域技术人员所知的多种不同材料制成。所示的训练裤500还包括一对横向相对的前侧片534、一对横向相对的后侧片535。所述侧片534、535可以与所述外覆层540或内衬542一体形成，或可包括独立的元件。

如图25所示，训练裤500的前侧片和后侧片534、535可由扣合系统580可选择地连接，以限定出具有一个腰部开口550和一对腿部开口552的立体形态。扣合系统580包括侧向相对的第一扣合件582，其适于可反复扣合地接合至相应的第二扣合件584。在一个实施例中，每个第一扣合件582包括多个接合元件，接合元件适于可反复接合和脱开所述第二扣合件584的相应的接合元件，以可放开地将训练裤500固定于其立体形态。

扣合件582、584可包括适用于吸收性物品的任何可反复扣合的扣合元件，如胶粘扣、贴合扣、机械扣等。在一个具体的实施例中，扣合件582、584包括互补的机械扣合元件。合适的机械扣合元件可通过具有几何形状互锁的材料，比如钩、圈、球形体、蘑菇形体、箭头、球头杆、凹凸配合件、搭扣、按扣等来提供。

在所示的实施例中，第一扣合件582包括圈形扣合元件，第二扣合件584包括互补的钩形扣合元件。或者，所述第一扣合件582可包括钩形扣 合元件，第二扣合件584包括互补的圈形扣合元件。在另一个实施例中，所述扣合件582、584可包括互锁的类似的表面扣合元件，或例如胶粘扣和胶接纳区等的胶粘扣合元件和贴合扣合元件等。虽然图25所示的训练裤500示出了在后侧片535连接到前侧片534时按常规地搭接到前侧片534上，但该训练裤也可以配置成使前侧片在连接时搭接到后侧片上。

所示的训练裤500还包括前腰弹性件554、后腰弹性件556和腿部弹性件558，如本领域技术人员所已知的。前腰弹性件和后腰弹性件554、556可分别在前边缘527和后边缘529附近被连接至外覆层540和/或内衬542，并可沿所述边缘的全长或部分长度延伸。腿部弹性件558可沿横向相对的腿部开口侧边缘536连接至外覆层540和/或内衬542并位于训练裤500的裆部区526中。

弹性件554、556、558可由任何合适的弹性材料制成。如本领域技术人员所公知的，合适的弹性材料包括天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性聚合物的片材、带材或筋条。该弹性材料可被拉伸并粘固至基材、粘固至打摺的基材或者粘固至基材然后比如通过加热进行弹性化或紧缩处理，从而赋予该基体弹性回缩力。合适的弹性材料的一个非限制性例子包括以商品名LYCRA销售的干纺凝结的复丝斯潘德克丝弹力丝，其可从在美国堪萨斯州威奇托具有营业场所的英威达获得。

图24示出处于折叠形态的训练裤500，其中该训练裤绕横向折叠轴线A-A被折叠，从而训练裤的第一部分571与训练裤的第二部分572叠置。训练裤的第一部分和第二部分571、572如图23所示。在所示实施例中，第一部分571的内表面523面向第二部分572的内表面。此外，横向折叠轴线A-A如图所示为大致处于折叠前的训练裤500的纵向中央，折叠的训练裤的前边缘527和后边缘529纵向对准。应当明白，横向折叠轴线A-A可根据需要定位在前边缘527和后边缘529之间的任何合适的位置，这将导致所述前边缘和后边缘在纵向上偏置(尤其涉及其它产品时)。此外，所述横向折叠轴线A-A无需垂直于纵向1，而是可以在需要时相对横向2倾斜一定角度。从所示的实施例中还可看出，第一扣合件582和第二扣合件584相互准确地对准。

在本实施中，如图1所示，独立的训练裤500(经过折叠系统50的多条训练裤中的一条)由输送件80以恒定的传送速度输送至多个摆动件150中的一个。训练裤500被输送至摆动件150时，其前侧片534被挤压并且 其每个第二扣合件584向内翻折(即翻转大约180°)。图26和27分别示出其前侧片534处于挤压前的形态和挤压后的形态的训练裤500。如图27所示，每个前侧片534均被被挤压，从而第一扣合件582与挤压前形态相比相互靠得更近。可以想到，训练裤500的前区522的其它部分(即除所述前侧片外的部分)也可被挤压，以使第一扣合件582相互靠得更近。

训练裤500如图28所示，在此，其位于相应的后侧片535上的第二扣合件584向内翻折，而其前侧片534被挤压。如图所示，所述第一和第二扣合件582、584现在均朝向相同的方向。此外，各第一扣合件582沿纵向对准相应的一个第二扣合件584。如上所述，训练裤500被输送至折叠装置100，具体地说，被输送至所述摆动件150，其中其前侧片534被挤压并且每个第二扣合件584均向内翻折。

在所示的实施例中，训练裤500的一半被输送至各摆动件150。由于两个折叠装置100是相同的，故本文仅描述其中一个的运转。训练裤500由输送件80输送至摆动件150，此时其外覆层540朝下(即向着输送件)而其第一和第二扣合件582、584朝上(即远离该输送件)。摆动件150对准输送件80，从而所述摆动件的内筒151中的狭槽163的较窄部段(狭槽的具有较窄宽度W2的部分)大致始于与所述输送件的切点。

当训练裤500的第一部分571的前边缘527抵达摆动件150，训练裤的内衬542对准该摆动件的外筒152的吸盘164并被其吸持(图29)。具体地说，摆动件150的吸盘164在由摆动件的吸盘和输送件80限定的第一辊隙处接触训练裤500的第一部分571内的内衬542。此时，由于孔对准内筒151中的狭槽的窄部段，训练裤500通过吸盘164内的孔169受摆动件150抽真空。具体说，训练裤500的第一扣合件582和前腰弹性件554中的每一个因为通过吸盘中的孔169所施加的真空而被该吸盘164吸持。

如图29所示，当摆动件的吸盘164正处于在第一辊隙处从所述输送件抓持训练裤500的第一部分571的过程中，夹送辊105的接合表面107接触输送件80的下表面并禁止输送件80移动远离摆动件150(即，从图29所看向下)。可以想到，夹送辊105的接合表面107可用于朝摆动件150(即，从图29所看向上)移动输送件80。

在所示的实施例中，夹送辊105的接合表面107和摆动件150的吸盘164具有基本相同的尺寸。因此，在将训练裤500的第一部分571从输送件转送至摆动件150的吸盘164的整个过程中，夹送辊105接触输送件80。 然而应当明白，夹送辊105的接合表面107可比摆动件150的吸盘164更大或更小。

随着夹送辊105继续转动，接合表面107移动离开与输送件80的下表面的接触(图30)。在所示实施例中，夹送辊105沿顺时针方向以恒定速度转动。然而可以想到，夹送辊105可以按可变的速度沿逆时针方向转动(例如在折叠装置100的一个实施例中，其中摆动件105在吸持训练裤500的第一部分571时沿顺时针方向转动)。

仍然参见图30，随着摆动件150转动离开输送件80，训练裤500的前边缘527提离该输送件并被转送至摆动件150的吸盘164。当训练裤500的第一部分571的剩余部分被输送件80传送至该摆动件150时，其以与前边缘527基本相同的方式对准该摆动件并被该摆动件吸持。第二部分572仍留在输送件80上。

在所述外筒(进而所述吸盘)被所述摆动件的驱动组件157驱动而相对输送件80转动时，训练裤500的第一部分571被转送至摆动件150的外筒152的吸盘164。如图29-31所示，摆动件150的外筒152沿逆时针方向(广义的第一方向)运动。此外，当训练裤500被从输送件转送至摆动件150时，摆动件150的外筒152以与训练裤500沿输送件80作直线运动时基本相同的表面速度转动。

一旦训练裤500的第一部分571从输送件80被转送至摆动件150(或之后不久)，摆动件的外筒152开始减速。就是说，摆动件150的可变的驱动组件157减小该摆动件的外筒152相对输送件80转动的表面速度。一旦摆动件150的外筒152朝逆时针方向达到预定的转动量，该外筒停止并朝相反的方向转动(即顺时针方向，广义上讲“第二方向”)。在所示实施例中，摆动件150的外筒152以大致钟摆的方式转过大约270度。换句话说，摆动件150的外筒152朝逆时针方向转过大约四分之三圈、停止、然后朝顺时针方向转回至其原始位置。

由于摆动件150的外筒152相对以恒定表面速度运动的输送件80减速、停止并改变转动方向，训练裤500开始折叠(图31)。

随着摆动件150的外筒152被停止(图31)或开始朝顺时针方向转动(图32)，摆动件150的致动器168通过施加预设的输入电流至该致动器而被启动，从而导致所述内筒相对所述外筒152平移，如图13和14所示。由于这发生在摆动件150的吸盘164中的孔169对准所述狭槽段162中的狭槽 163的较宽部段(即狭槽163的具有较宽宽度W1的部分)之时，训练裤500的所述第一部分571此时仍被牢固地真空保持在吸盘164上。如图13所示，吸盘164中的孔169保持与被所述真空源通过狭槽163的较宽部段施加至内腔153的抽真空流体连通。

当摆动件150的外筒152沿顺时针方向转动时(图32)，吸盘169中的孔169不再与狭槽163的较宽部段对准并运动至邻近所述较窄部段(图14)。由于吸盘164中的孔169不与狭槽163的较窄部段对准，故被真空源施加至内腔153的真空被该内筒阻断，从而禁止借由吸盘164中的孔169到达训练裤500的第一部分571。换句话说，训练裤500的第一部分571摆脱摆动件150的真空。

如上所述，摆动件150的外筒152朝逆时针方向转动经过大约四分之三圈、停止、然后朝顺时针方向转回至其原始位置。所示实施例中的致动器168被构造成当外筒152沿逆时针方向转动时处于其常态位置，而当该外筒沿顺时针方向转动时处于其启用位置。因此，当外筒152沿逆时针方向转动时内筒151处于第一位置，而当该外筒沿顺时针方向转动时内筒151处于第二位置。应当明白，当外筒152处于停止位置或转动时，内筒151的位置可以发生改变(即致动器168被启动或停用)。

借由摆动件150的外筒152朝顺时针方向转动，训练裤500的第一部分571在由摆动件和折叠辊限定的第二辊隙处与该折叠辊170的外筒172的吸盘186接触(图32)。折叠辊170的外筒172以与摆动件150的外筒152大致相同的表面速度但朝相反的方向(即逆时针方向)转动。在所述折叠过程的这个时刻，摆动件150和折叠辊170的外筒152、172的转动表面速度小于输送件80的表面速度。因此，训练裤500的所述第二部分572比第一部分571运动得更快。

由于被摆动件150施加至训练裤500的第一扣合件582和前腰弹性件554的真空被内筒151阻断，故训练裤的第一部分571从摆动件的吸盘164转送至折叠辊170的外筒172的吸盘186(图33)。折叠辊170的内筒171中的主开口和副开口180、182基本对准折叠辊的外筒172的吸盘186中的孔188，从而使训练裤500的第一部分受到被施加至该内筒的内腔173的真空。因此，训练裤500的第一部分571在由所述折叠辊的外筒的吸盘和所述摆动件150的外筒152的吸盘164限定的第二辊隙处转送至折叠辊170的外筒172的吸盘186(图33)。

一旦训练裤500的第一部分571从摆动件150转送至折叠辊170，折叠辊170的外筒172的转动表面速度就被其驱动组件176提高至大致匹配于输送件80的转动表面速度。

使训练裤500的第一部分571在折叠辊170和输送件之间限定的第三辊隙处与输送件80的接合，从而训练裤的第一部分571与第二部分572成叠置关系(图34)。此外，每个第一扣合件582接合相应的一个所述第二扣合件584。

折叠辊170的内筒171内的主开口和副开口180、182终止于第三辊隙附近。因此，将训练裤500的第一部分571保持于折叠辊170的吸盘186的真空被阻断与其接触。结果，训练裤500的第一部分571被转送回输送件80，并且该训练裤被布置成处于其折叠形态。此外，折叠辊170和输送件80之间的相对运动同时施加压缩力和剪切力至第一和第二扣合件582、584，从而牢固地将所述第一和第二扣合件接合在一起。

处于其折叠形态且其第一和第二扣合件582、584被接合的训练裤500然后被输送件80传送离开折叠装置100的其它部件。

在一个合适的实施例中，训练裤500可以按照高生产线速度进行折叠(即400个产品/分钟(ppm)或更高速度，如400-4000ppm，或者600-3000ppm，或者900-1500ppm)。例如在图1所示实施例中，训练裤500可以大约1000ppm的速度进行折叠。每个折叠装置100能够以大约500ppm速度折叠训练裤。因此，在其它的仅具有一个折叠装置的其它合适的实施例中，可以按照高生产线速度(即500ppm)生产训练裤500。应当明白，所示的生产系统50的生产线速度可借由增加额外的折叠装置100而增加至超过1000ppm(比如，三个折叠装置可具有高达1500ppm的生产线速度，四个折叠装置可具有高达2000ppm的生产线速度)。

以下表1示出适用于折叠装置100的摆动件150和折叠辊170的可能的尺寸和速度的多个实例。具体地说，表1示出用于折叠装置100的摆动件150和折叠辊170的三个合适的半径和速度。此外，表1还示出用于摆动件150的吸盘164的合适的长度。

表1

V_p-摆动件150的速度

V_f-折叠辊170的速度

L_吸盘-吸盘164的长度

R_2-摆动件150的半径

R_3-折叠辊170的半径

用于计算所述摆动辊150和折叠辊170的合适的相对位置的方程给出于下文并示出于图35和36中。如图35中可见，折叠辊170的行进弧度对应于内角β。在一个合适的实施例中，所述摆动件150和折叠辊170的半径被选择成使内角β小于大约70度。已发现，使该内角β保持小于70度可形成合适的速度分布曲线。

给定R₂和R₃，中心角可用以下方程来计算。见图35和36。

$=\frac{p}{2}+A\sin \left(\frac{R_3-R_2}{R_3+R_2}\right)---\left(1\right)$

$=\frac{p}{2}-A\sin \left(\frac{R_3-R_2}{R_3+R_2}\right)---\left(2\right)$

辊之间的水平中心距离Ct(图36)：

$\mathrm{Ct}=\sqrt{{(R_2+R_3)}^2-{(R_3-R_2)}^2}---\left(3\right)$

约束方程

如图37中可见，在所示实施例中具有十一个未知数(b1-b11)。该实施例的十一个约束方程如下。

折叠辊的周长(每N个产品，该折叠辊旋转一周，h＝V_p/V_f)：

$(h-1)b_3+(1-h)b_6=\frac{4{\mathrm{pR}}_3}{V_f}~2\mathrm{hN}---\left(4\right)$

该产品的前端与该产品的后端同时在6点钟位置接触折叠辊：

该摆动件的吸盘在零速度处不停留：

b₄＝b₅                        (6) 

从折叠开始至折叠完成，输送件扫过产品长度和中心距离：

$-b_1+b_7=\frac{(L_p+\mathrm{Ct})}{V_p}---\left(7\right)$

吸盘扫描量CW等于吸盘扫描量CCW：

～b₁+b₂+b₄+b₅+b₆～.b8～b₉～b₁₁＝0       (8) 

吸盘以Vp所走过的吸盘长度

吸盘越过切点一超程角

吸盘斜率b5-b6无不连续点 

(1-h)b₅-b₆+h b₁₀＝0              (11) 

最终吸盘斜率等于初始吸盘斜率

b₁+b₈-b₉-b₁₁＝0               (12) 

吸盘开始运动：任意选择b11

b₁₁＝Y             (13) 

吸盘达到传送速度：任意选择b1

b₁＝z             (14) 

吸盘向前扫描量：吸盘扫过的包络角度加上等于吸盘长度的弧度：

吸盘匹配于输送件：吸盘在传送辊上接触长度为等于吸盘长度的弧长：

吸盘开始加速：任意选择b10：

b₁₀＝Y             (20) 

在一个合适的实施例中，所述摆动件150的吸盘164和折叠辊170的表面在所述切点相遇时以相同的速度运动。没有足够的自由度允许使吸盘在等于γ_over的扫描角下达到速率V_f。然而，可以自由选择直至在从b₅至b₁₀的速度曲线下的面积差等于吸盘半径乘以γ_over。见图38和39。该系统的速度分布曲线示于图40。

折叠辊和吸盘扫描量测试：

$|\frac{V_p(b_{10}-b_5)}{2}-R_2{g}_{\mathrm{over}}|\≤1\mathrm{mm}---\left(21\right)$

将所述约束方程写成矩阵，可得到：

$A=\left[\begin{array}{ccccccccccc}0& 0& h-1& 0& 0& 1-h& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& h-1& -2h& 0& 0& h+1& 0\\ 0& 0& 0& 1& -1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 0& 0& 0& -1& 0& 0& 1-h& 0\\ 1& -1& 0& -1& -1& -1& 0& 1& 1& 0& 1\\ 1& -1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 2& -1& 0& -1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 1-h& -1& 0& 0& 0& h& 0\\ 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& -1& 0& -1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1\\ 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{c}{b}_1\\ b_2\\ b_3\\ b_4\\ b_5\\ b_6\\ b_7\\ b_8\\ b_9\\ b_{10}\\ b_{11}\end{array}\right]$

在上述方程组中，对于b_i′s的解可使用高斯消元法或矩阵求逆运算求得。使用矩阵求逆运算时，该解具有如下形式：

B＝A^-1·C

对于具有以下参数的折叠装置：

Q＝           1000prod/min 

V_p＝          546.1mm/rep(行程)

V_f＝          290.5405mm/rep 

L吸盘＝       116.2162mm

R₂＝          58.10811mm

R₃＝          151.0811mm

N＝           2个折叠

z＝           0.3726rep 

y＝           0rep

超程(over)＝  0.25617rad.(弧度)

上述参数可得到如下中心角：

..      116.39°

..      63.61°

摆动件和折叠辊吸盘的角度：

吸盘＝114.59°

吸盘＝44.07°

上述系统的各时刻的解为：

b₁＝   0.3726

b₂＝   0.585411

b₃＝   0.146265

b₄＝   1.072221

b₅＝   1.072221

b₆＝   1.264827

b₇＝   1.715748

b₈＝   1.62474

b₉＝   1.99734

b₁₀＝  1.174693

b₁₁＝  0

图41示出了系统50的六个过渡点。各个过渡点分别示出于图29-34中。表2示出了以大约1000个产品每分钟的速度运行该系统50时作用在所述摆动件150(或吸盘164)和折叠辊170上的预估扭矩。所述预估扭矩适用于具有示出于表1中的各半径的摆动件150和折叠辊170。

表2

适用于保持、控制、转送、折叠、卷绕和/或以其它方式处理柔性材料和物品(包括训练裤)的其它装置被描述于名称为“用于折叠产品的折叠装 置和方法”(代理机构案号：27839-3533，K-C64535936US01)的美国专利申请；名称为“包括具有可变表面速度的辊的折叠装置以及折叠产品的方法”(律师案号：27839-3535，K-C64535590US01)的美国专利申请；名称为“真空辊及其使用方法”的美国专利申请(律师案号：27839-3537，K-C64536049US01)。每个所述申请均以引用全文并入此文。

在介绍本发明或其一个或多个优选实施例的零部件时，术语“一”、“一个”、“该”和“所述”意指具有一个或多个所述部件。术语“包括”、“包含”和“有”将开放性的，指除所列举的零部件外还可具有其它零部件。

由于在上文中可以在不背离本发明范围的条件下做出多种变化，故包含于上面的描述中和示出于所述附图中的所有内容均应当被解释为示例性而非限制性的。

Claims (22)

1.一种用于折叠产品的装置，该产品具有第一部分、第二部分和折叠轴线，该装置包括：

输送件，其被构造成可保持该产品的所述第一部分和第二部分并在继续保持该产品的所述第二部分的同时松开所述第一部分，该输送件被构造成以传送速度传送该产品；

折叠组件，其邻近所述输送件布置，该折叠组件被构造成可在大致以所述传送速度朝第一转动方向运动的同时从所述输送件接收该产品的所述第一部分的至少一部分、在其上保持所述第一部分的同时相对所述输送件减速从而使所述产品沿所述折叠轴线进行折叠、在朝第二转动方向运动的同时将该产品的第一部分布置成与第二部分接触从而第一部分叠置在第二部分上。

2.如权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括能够朝所述第一转动方向和所述第二转动方向运动的摆动件。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述摆动件能够以可变的速度朝第一转动方向和第二转动方向运动。

4.如权利要求2所述的装置，其中，该装置还包括邻近所述摆动件和输送件布置的折叠辊，该折叠辊被构造成可从该摆动件接收该产品的第一部分并将该产品的第一部分转送至该输送件。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述折叠辊按可变的速度运动。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述折叠辊可朝单一方向旋转。

7.如权利要求1所述的装置，还包括被构造成接触所述输送件的夹送辊。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述夹送辊可转动并且具有用于在该夹送辊旋转之时间歇接触该输送件的凸起的接合表面。

9.如权利要求1所述的装置，其中，该输送件和该折叠组件相互配合地构造成用于折叠个人护理产品。

10.如权利要求9所述的装置，其中，该输送件和该折叠组件相互配合地构造成用于折叠训练裤、尿布、成人失禁服、卫生护垫和女性卫生巾中的一个。

11.一种产品折叠方法，包括：

沿输送件以输送速度引导产品至折叠组件，该产品具有第一部分、第二部分和划分第一部分和第二部分的折叠轴线；

在该产品的第二部分继续被该输送件保持的同时，将该产品的第一部分的至少一部分由该输送件转送至折叠组件；

按照比该输送件输送产品第二部分的输送速度慢的速度使该产品与该折叠组件一起朝第一转动方向移动；

通过颠倒折叠组件的转动方向使该产品的第一部分与该折叠组件一起朝相反的第二转动方向移动；

将该产品的第一部分从该折叠组件转送至该输送件，从而该产品的第一部分与第二部分成叠置关系并且该产品大致沿所述折叠轴线折叠。

12.如权利要求11所述的方法，其中，将该产品的第一部分从该输送件转送至折叠组件的步骤包括将该产品的第一部分从该输送件转送至能沿第一转动方向和相反的第二转动方向运动的摆动件。

13.如权利要求12所述的方法，其中，在该摆动件朝所述第一转动方向按照与所述输送速度基本相同的速度运动的同时，该产品的第一部分被转送至所述摆动件。

14.如权利要求13所述的方法，还包括在该产品的第一部分被从所述输送件转送至所述摆动件之后使所述摆动件减速的步骤。

15.如权利要求12所述的方法，还包括将该产品的第一部分从所述摆动件转送至折叠辊的步骤。

16.如权利要求15所述的方法，其中，将该产品的第一部分从所述折叠组件转送至所述输送件的所述步骤包括将该产品的第一部分从所述折叠辊转送至所述输送件。

17.如权利要求16所述的方法，还包括在该产品的第一部分从该折叠辊被转送至输送件时，使该折叠辊加速，从而该折叠辊的表面速度与该输送速度大致相同。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将折叠辊的表面速度增加至基本匹配输送速度。

19.如权利要求11所述的方法，其中，所述输送速度基本恒定。

20.如权利要求11所述的方法，还包括在该产品的第一部分从输送件被转送至折叠组件的同时，使输送件接触夹送辊。

21.如权利要求11所述的方法，还包括在折叠组件将该产品的第一部分布置成与产品的第二部分为叠置关系时，使该产品的至少一个第一紧固件牢固接合该产品的至少一个第二紧固件。

22.如权利要求15所述的方法，其中，将产品的第一部分从摆动件转送至折叠辊的步骤包括使摆动件朝相反的第二转动方向运动。