CN105008258B - 具有盘绕器、自动贴胶装置和弹射装置的垫料系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种垫料转换系统包括用于将库存材料(14)转换成相对较低密度的垫料条的机械、用于将条缠绕成条卷的盘绕机构(20)、用于将条的自动固定至条卷的贴胶机构(22)、以及用于将条卷从盘绕机构自动移除的条卷弹射机构(24)。该贴胶机构包括所述机械的出口与所述盘绕机构之间的导向表面(70)，以将所述条导向至所述盘绕机构，并将胶带导向以与所述条的后端接合，以将所述条的所述后端固定至所述条卷。所述条卷弹射机构包括枢转以将完成的条卷推离盘绕机构的杆臂(126)。

Description

具有盘绕器、自动贴胶装置和弹射装置的垫料系统和方法
技术领域
本发明通常涉及用于将垫料条盘绕的垫料系统和方法，包括对条卷自动贴胶和/或将条卷从盘绕器自动弹射出。
背景技术
在将一个或多个物品从一个位置船运到另一个位置的过程中，包装工人通常将某种类型的垫料材料连同待船运的物品或多个物品一起放置在船运集装箱(例如纸板盒)中。垫料材料部分或完全填充了容器中的物品周围的空的空间或空隙容积。垫料材料防止在船运的过程中可能被损坏的物品的运动或使该运动最小化。一些常用的垫料材料包括塑料气袋和加工纸垫料材料。
为了促进连续操作，许多垫料转换机械(无论生产的气袋还是纸垫料材料)输出垫料条，该垫料条可被切割或割断以提供所期望长度的垫料节段。当在船运的过程中使用垫料材料来阻挡或支撑相对庞大的和/或重的物品时，垫料条可以被卷起成条卷配置。然后垫料条卷可以放置在船运集装箱中，待船运的大/重的物品的旁边、上方或下方。虽然缓冲产品的条卷可以手工制成，但是这种过程会消耗大量的时间和/或空间，并且手动盘绕会导致条卷中不一致的性能。因此，已经发展自动盘绕机构以解决这些问题或其他问题中的一个或多个。
国际专利申请公开No.WO 99/21702描述了一种由缓冲转换机械制造的用于盘绕缓冲条的系统。由辊子提供的片状库存材料被转换成相对较低密度的缓冲材料的条，然后该条围绕心轴缠绕成盘绕的配置。在该申请中建议了用于将缓冲条的后端固定至条卷的自动贴胶装置和自动条卷弹射装置，但这种假想装置的细节并未示出且未描述。
发明内容
本发明提供了一种与参考上述的垫料转换机械和盘绕器(例如那些在国际公布No.WO99/21702中所公开的)一起使用的示例性自动条卷贴胶装置和一种示例性自动垫料条卷弹射装置。
更具体地，本发明提供了一种用于与垫料转换机械和用于将垫料条盘绕的盘绕机构一起使用的自动贴胶机构。所述贴胶机构包括：胶带供应器；以及导向表面，所述导向表面能够置于所述垫料转换机械的出口与所述盘绕机构之间，以将垫料条导向至所述盘绕机构。所述导向表面还将胶带条导向用于与所述垫料条的后端接合，以将所述垫料条的所述后端固定至所述条卷。所述导向表面具有凹槽和在所述凹槽中的入口开口，所述凹槽用于容纳所述胶带条，所述凹槽中的所述入口开口用于容纳来自所述胶带供应器的所述胶带条，所述胶带供应器位于所述导向表面的与所述凹槽相对的相对侧上。
所述贴胶机构还可以包括用于将一段胶带与所述供应器分离的与胶带入口的下游间隔的割断机构，以附接至所述垫料条的后端。
所述贴胶机构可以设置成与盘绕机构组合，所述盘绕机构围绕轴旋转以将所述垫料条卷成条卷。所述盘绕机构的轴平行于所述导向表面。
所述贴胶机构还可以设置成与垫料转换机械组合，所述垫料转换机械将库存材料转换成待盘绕的垫料条。所述垫料转换机械从出口分配所述垫料条，所述导向表面安装在所述转换机械的出口与所述盘绕机构之间。
所述贴胶机构还可以包括邻近胶带入口开口的传感器，所述传感器探测所述胶带条的端部。
本发明还提供了一种制造垫料产品的方法，包括以下步骤：(a)提供垫料条；(b)将所述垫料条卷成条卷；以及(c)将所述垫料条的后端自动贴胶到所述条卷的外表面。
所述提供步骤(a)可以包括(i)将片状库存材料供应给垫料转换机械，所述片状库存材料优选为纸；以及(ii)将所述片状库存材料转换成相对为低密度的垫料条。
除了所述贴胶机构和方法，本发明提供了一种用在具有垫料转换机械和盘绕机构的系统中的自动条卷弹射机构，所述垫料转换机械能够制造垫料条并将所述垫料条分配通过出口，在所述出口的下游的所述盘绕机构能够将垫料条围绕条卷轴卷绕以制造盘绕的垫料产品。所述条卷弹射机构包括具有杆臂，所述杆臂枢转轴，所述杆臂围绕所述枢转轴在准备位置与弹射位置之间可旋转。所述条卷弹射机构还具有推动板，所述推动板在与所述枢转轴间隔开的位置处安装到所述杆臂。所述推动板具有平行于包括所述枢转轴的枢转面的表面，其中当所述推动板在所述准备位置中时，所述枢转面垂直于所述条卷轴。
所述条卷弹射机构还可以包括支撑框架，所述杆臂在所述枢转轴处附接至所述支撑框架。
所述条卷弹射机构还可以设置成与围绕所述条卷轴旋转的盘绕机构组合，以将所述垫料条卷成条卷，和/或，与将库存材料转换成待盘绕的所述垫料条的垫料转换机械组合，所述杆臂安装至固定至所述转换机械的框架。
所述组合还可以包括用于转换成相对较低密度的垫料产品的库存材料(例如纸片和牛皮纸片中的一者或多者)的供应器。
所述条卷弹射机构还具有为大体上水平的条卷轴以及为大体上竖直的枢转轴。
所述条卷弹射机构还可以包括动力设备，所述动力设备用于驱动所述杆臂旋转以将条卷推离所述盘绕机构。一个示例性的动力装置包括一个或多个电动机和离合器。
本发明还提供了一种制造垫料产品的方法，包括以下步骤：(a)提供垫料条；(b)将所述垫料条围绕条卷轴在心轴上卷成条卷；以及(c)通过在大体上平行于所述条卷轴的方向上推动所述条卷，将所述条卷从所述心轴自动弹射出。
所述方法还可以包括具有以下步骤的所述提供步骤(a)：(i)将片状库存材料供应至垫料转换机械；以及(ii)将所述片状库存材料转换成相对较低密度的垫料条。
当结合附图考虑时，本发明的其他特征从下面的详细描述将变成明显。
附图说明
图1为根据本发明的利用提供的自动贴胶机构和条卷弹射机构的垫料转换系统的透视图；
图2为沿着图1的线2-2所看到的垫料转换系统的横截面视图；
图3为沿着图1的线3-3所看到的垫料转换系统的横截面视图，该横截面视图为与图2中所看到的相反的视图；
图4为图2的垫料转换系统的放大视图，特别是图2中示出的自动贴胶机构和条卷弹射机构的放大视图；
图5为图3的垫料转换系统的下游部分的放大视图，特别是自动贴胶机构的放大视图；
图6为与自动贴胶机构相关联的分离机构的放大视图。
具体实施方式
现在参考详细附图，本发明提供了一种垫料转换系统10，所述垫料转换系统10包括垫料转换机械12(有时被称为“转换器”)、盘绕机构20、贴胶机构22、和弹射机构24。垫料转换机械12将来自供应器16得到的片状库存材料14转换成相对密度小的垫料条(未示出)。条从转换机械12的出口26离开并通过盘绕机构20卷起或缠绕成条卷，并且，垫料条的后端通过贴胶机构22自动地固定至该条卷。完成的条卷通过条卷弹射机构24自动地从盘绕机构20弹射出。
图示的库存材料14的供应器包括移动运载车30，移动运载车30具有能够支撑片状库存材料14的一个或多个辊子36的一对或多对侧向隔开的臂32。在该情况下，仅示出了库存材料14的由横向轴38支撑在臂32上的一个辊子36，然而，第二对臂32是存在的并可以支撑相应轴38上的片状库存材料(未示出)的第二辊子。示例性的片状库存材料14为牛皮纸，且该牛皮纸可以被供应缠绕在辊子上(如图所示)或设置在扇形折叠堆叠中。
在转换过程期间，垫料转换机械12向内收集片状库存材料14并将片状库存材料14折皱以形成垫料条，垫料条比制成它的片状库存材料14密度相对小。在图示的垫料转换机械12中，片状库存材料14行进经过成型机构40，成型机构40包括在从斜坡入口44到相对更小的斜坡出口46的下游方向上会聚的斜坡42，该斜坡42在片状库存材料穿过斜坡42时向内收集片状库存材料并将其折皱。然后被折皱的库存材料穿过成型组件40的下游的进给/连接机构50，进给/连接机构50将库存材料进给穿过转换机械12并连接片状库存材料的重叠层，以帮助完成的垫料条维持其形状。一旦所需长度的垫料已经制成，则进给/连接机构50的下游的分离机构54将完成的垫料条与来自供应器16的片状库存材料14分离。本发明不限于图示的垫料转换机械12，然而，任何将片状库存材料转换成一段或一条相对较小密度的垫料的垫料转换机械可以用在该系统10中。
该图示的垫料转换机械12安装在具有用于移动性的轮58的架子56上，然而，由于对于将转换机械12和盘绕机构20支撑在足够高度处以制造条卷是必要的，因而可以设置用于垫料转换机械12的任何类型的支撑件。
盘绕机构20(有时被称为盘绕器)，位于垫料转换机械12的下游并由框架伸出部62支撑，框架伸出部62安装至垫料转换机械12的框架或架子56。图示的盘绕器20包括心轴，垫料条围绕该心轴缠绕。在图示的实施方式中，盘绕器20包括具有一对基本上平行的尖齿66的可旋转叉64，垫料条的前端容纳在这一对尖齿66之间。一旦垫料条的前端穿过叉64的尖齿66之间，则随着制造垫料条，叉64可以旋转成将垫料条缠绕成条卷。垫料条以恒定的速率制造，但叉64的旋转速率可以根据条卷的大小而改变，以改变条卷的密度、一致性和其他的性能。
导向表面70从垫料转换机械12的出口26朝向盘绕机构20延伸，以将垫料条从出口26导向至盘绕叉64。导向表面的邻近盘绕叉64的弹性偏置部72是弹性偏置的，且随着条卷增大并向外扩张，弹性偏置部72围绕在远离盘绕叉64的方向上与盘绕叉64间隔开的轴74旋转。还可以参考上面提到的国际公布No.WO 99/21702，参考示例性的垫料转换机械和盘绕器。可替选的盘绕器设计也可以用在该系统10中；由本发明提供的系统10不限于图示的盘绕器20。
一旦已经制造了所期望的一段垫料，则垫料转换机械12中的分离机构54将从剩余的库存材料割断垫料条。盘绕叉64将停止，然后继续旋转以将垫料条的后缘拉至条卷。在过去，胶带手动地应用至垫料条的后端，以将该后端固定至条卷，从而使得条卷将维持其形状。这需要操作员处理粘胶带，这对于操作员是不便的、导致错误、胶带的不一致的使用和浪费。
为了解决这些问题和其他的问题，由本发明提供的垫料转换系统10包括自动贴胶机构22。转换器12将基于其进给/连接机构50的状态发信号给盘绕叉64以停止和启动。具体地，在激活分离机构54之前，转换器12将停止其进给/连接机构50和盘绕叉64。在分离机构54已经将垫料条与连接至供应器的库存材料分离之后，重新启动盘绕叉64。自动贴胶机构22还包括分离机构，例如图示的冲压元件114。冲压元件114将胶带的一部分断开，而无需使用尖锐的切割边缘。作为枢转体112的一部分的冲压件94的另一侧还用来按压垫料条的后端至与胶带92的粘接表面接合。一旦所期望的一段胶带已经前进到将条的后端固定至条卷的外表面，则冲压元件114可以通过独自地刺穿胶带92将一段胶带92与胶带供应器96分离。
例如以图示的实施方式中的方式，胶带供应器96安装在转换机械12的下面，且胶带92从供应器96被拉入狭槽102中，并在导向表面70的端部上或通过导向表面70中的开口104进给。为了使从垫料转换机械12离开的垫料条与胶带92的粘接表面之间的摩擦最小化，其中导向表面形成了贴胶机构22的一部分，导向表面70的胶带导向部分具有升高到高于中心部分的侧部100，这形成了凹槽或狭槽102。胶带92的前端存在于该狭槽102中，粘接侧朝上。垫料条的后端的到达(由转换机械12发信号)使得冲压件94的在枢转体112上的另一侧前进并将条的后端按压到与粘接表面接合。然后，盘绕叉64将重新将垫料条缠绕成条卷，并将胶带92从贴胶机构96拉出。胶带92围绕所制造的条卷缠绕并将垫料条维持在盘绕状态中。
冲压件94包括连接至枢转体112的螺线管110或其他的动力设备，冲压元件114从枢转体112并在与枢转轴116间隔开的点处延伸。随着螺线管110延伸并驱动冲压元件114向下，冲压元件114的前端和枢转体将分离胶带92。
一段胶带将在垫料条的后端之后拉出。在胶带92已经成功地围绕该盘绕的条缠绕之后，冲压件94前进并冲压胶带92，且冲压元件114容纳在导向表面70中的开口120中。冲压元件114在胶带92中冲孔，从而削弱胶带92，使得随着胶带92沿着垫料条的后端拉动，它将自动撕裂。胶带供应器96的轴上的张力可以调整以便于撕裂，而不会引起胶带过早地撕裂。
随着垫料条的后端缠绕到条卷上，导向表面70的弹性偏置部将按压胶带92到条卷的邻近表面上，以将垫料条的后端固定至条卷，使得条卷将保持其形状。从而完成了贴胶的条卷且可供使用。
然后条卷弹射机构24将完成的条卷推离叉64。弹射机构24包括邻近盘绕叉64的弹射器板122，弹射器板122呈现出对于条卷而相对大的表面区域以接合盘绕叉64并将条卷推离盘绕叉64。弹射器板122的面向盘绕叉64的表面成形为随着它将条卷推离叉64，允许它使盘绕尖齿66穿过。该推动表面124附接至杆臂126，杆臂126具有通常横向于条卷轴130的枢转轴128，盘绕叉64围绕条卷轴130旋转。枢转轴128与盘绕叉64间隔开，大约邻近转换机械12的出口26，另一个螺线管或其他的动力设备129在枢转轴128的一侧上作用在杆臂126上，以在枢转轴128的另一侧上使推动表面124朝向盘绕叉尖齿66的远端枢转，以使盘绕的垫料条滑离叉64的尖齿66。杆臂126和弹射器板122在准备位置与弹射位置之间可枢转地移动，所述准备位置允许盘绕器20制造盘绕的垫料条，所述弹射位置将条卷在通常平行于条卷轴130的方向上推离叉64的尖齿66的端部。然后操作员可以将盘绕的垫料条放置在盒子或用于包装目的的其他容器中。
因此，由本发明提供的系统通过提供自动贴胶机构对将垫料条缠绕成条卷的现有系统进行了改进，自动贴胶机构用于将胶带应用至垫料条的后端以将条的后端粘接至条卷，由此将垫料条保持在盘绕的配置中。本发明还通过提供自动条卷弹射机构对现有系统进行了改进，自动条卷弹射机构用于将盘绕的垫料条从盘绕机构移除，其利用可枢转安装的推动板以利用盘绕的垫料离开盘绕机构。该系统允许包装工人或其他的操作员专注于将物品包装在容器中，而非专注于应用胶带和移除垫料条卷。这提高了使用了盘绕机构的包装操作的效率，并减少了浪费。
总之，本发明提供了一种垫料转换系统10，其包括机械12、盘绕机构20、贴胶机构22和条卷弹射机构24，机械12用于将库存材料14转换成相对较低密度的垫料条，盘绕机构20用于将条缠绕成条卷，贴胶机构22用于将条的后端自动固定至条卷，条卷弹射机构24用于将条卷从盘绕机构20自动移除。贴胶机构22包括在机械12的出口26与盘绕机构20之间的导向表面70，以将条导向至盘绕机构20并将胶带92导向以与条的后端接合，并将条的后端固定至条卷。条卷弹射机构24包括杆臂126，杆臂126枢转以将完成的条卷推离盘绕机构20。
尽管已经关于某一优选的实施方式或某些优选的实施方式示出并描述了本发明，但显而易见的是，对于本领域技术人员在阅读并理解本说明书和附图时，会进行等效的替选实施方式和修改实施方式。特别是关于以上描述的元件(部件、组件、装置、组合等等)所执行的各种功能，用来描述这种元件的术语(包括提到的“装置”)除非另有说明，旨在对应于执行所述描述的元件的具体功能的任何元件(即功能等效)，即使结构不等同于在本文中执行本发明的图示的示例性实施方式或多个实施方式的功能的公开的结构。另外，虽然本发明的特定特征可以在上面已经关于数个图示的实施方式中的仅一个或多个进行了描述，但是这些特征可以与其他实施方式的一个或多个其他的特征结合，作为对于任何给定的应用或特定的应用是可以期望且有利的。

Claims (8)

1.一种用于与垫料转换机械和用于将垫料条盘绕的盘绕机构一起使用的自动贴胶机构，所述垫料转换机械用于将库存材料转换成垫料条，所述盘绕机构用于将所述垫料条缠绕成条卷，所述贴胶机构包括：
胶带供应器；以及
导向表面，所述导向表面在所述垫料转换机械的出口与所述盘绕机构之间延伸，以将垫料条导向至所述盘绕机构，并将胶带条导向用于与所述垫料条的后端接合，以将所述垫料条的所述后端固定至所述条卷，所述导向表面具有凹槽和在所述凹槽中的入口开口，所述凹槽用于容纳所述胶带条，所述凹槽中的所述入口开口用于容纳来自所述胶带供应器的所述胶带条，所述胶带供应器位于所述导向表面的与所述凹槽相对的相对侧上。
2.根据权利要求1所述的贴胶机构，包括用于将一段胶带与所述供应器分离的与胶带入口的下游间隔的割断机构，以附接至所述垫料条的所述后端。
3.一种根据权利要求1所述的贴胶机构与盘绕机构的组合，所述盘绕机构围绕轴旋转以将所述垫料条卷成条卷，其中所述盘绕机构的所述轴平行于所述导向表面。
4.一种根据权利要求1所述的贴胶机构与垫料转换机械的组合，所述垫料转换机械将库存材料转换成待盘绕的垫料条，所述垫料转换机械从出口分配所述垫料条，所述导向表面安装在所述转换机械的出口与所述盘绕机构之间。
5.根据权利要求4所述的组合，还包括用于转换成相对较低密度的垫料产品的库存材料的供应器。
6.根据权利要求5所述的组合，其中，所述库存材料包括纸片。
7.一种制造垫料产品的方法，包括以下步骤：
从垫料转换机械的出口提供垫料条；
提供胶带条；
提供用于将所述垫料条缠绕成条卷的盘绕机构；
提供在所述垫料转换机械的出口与所述盘绕机构之间延伸的导向表面，以将所述垫料条导向至所述盘绕机构，并将所述胶带条导向用于与所述垫料条的后端接合，以将所述垫料条的所述后端固定至所述条卷，所述导向表面具有凹槽和在所述凹槽中的入口开口，所述凹槽用于容纳所述胶带条，所述凹槽中的所述入口开口用于容纳来自所述胶带供应器的所述胶带条，所述胶带供应器位于所述导向表面的与所述凹槽相对的相对侧上；
在所述导向表面中的凹槽中容纳所述胶带条；
将所述垫料条沿着所述导向表面导向并将所述垫料条卷成所述条卷；以及
将所述垫料条的所述后端自动贴胶到所述条卷的外表面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述提供步骤包括：
将片状库存材料供应给垫料转换机械；以及
将所述片状库存材料转换成相对较低密度的垫料条。
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