CN110494278A - 垫料转换机、方法和具有多边形横截面的产品 - Google Patents

Abstract

一种用于将片状材料转换成相对密度较小的垫料产品的机器，包括成形组件和位于成形组件下游的供给组件。成形组件构造成使片状材料的侧边缘朝向彼此滚动，从而形成管状形状。在成形组件的下游端处的导向器构造成接合片状材料的侧边缘，并将侧边缘推入管状形状的内部。这使片状材料的侧边缘部分与相应的侧边缘并置。在成形组件的下游端处的成形通道面向导向器，以接收侧边缘部分并将它们成形为凸片。最后，供给组件包括旋转连接构件，旋转连接构件将片状材料的形成凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。

Description

垫料转换机、方法和具有多边形横截面的产品

技术领域

本发明涉及垫料转换机、将片状原料转换成垫料产品的方法、具有多边形横截面的垫料产品。

背景技术

垫料产品通常用于在运输容器中包装物品，从而最小化或防止运输过程中的损坏。在用于装运的包装期间，一个或多个物品可以放置在运输容器(例如纸板箱)中。运输容器往往具有标准尺寸，并且物品可能不会填充运输容器的整个容积。空隙容积是在待装运物品放入运输容器之后，运输容器中剩余的空置容积。有时，物品是易碎的，并且在运输容器中包括适当定位的缓冲垫料产品有助于防止或最小化运输过程中的损坏。甚至更耐用的物品也可以受益于在运输过程中防止或最小化物品的移位。例如，书籍在运输容器内来回跳动之后仍然是可读的，但是边缘和拐角可能被损坏并且不美观，在这种情况下，在空隙容积中具有空隙填充垫料产品可以防止或最小化对产品的这种外观损坏。

不是在中心位置生产垫料产品然后将垫料产品运送给最终用户，而是运输相对较致密的原料然后在垫料产品将被使用的位置处或附近使用垫料转换机将原料转换成垫料产品可能更有效。片状原料(例如纸)是用于转换成垫料产品的示例性原料。片状原料可以以卷或折叠式叠堆的形式提供，从该卷或叠堆可以拉出基本上连续长度的片状原料，以转换成较低密度的垫料产品。具有所需长度的垫料产品可用于缓冲、空隙填充、用于阻挡和支撑、或其他包装应用。

发明内容

本发明提供了一种垫料转换机、一种将片状原料转换成垫料产品的方法、以及一种具有多边形横截面(例如三角形横截面)的垫料产品，该垫料转换机、方法以及垫料产品提供了提高的产量。空隙填充垫料产品的产量可通过垫料产品在每单位长度或单位面积的片状原料上所占的容积来测量。与其他空隙填充垫料产品相比，本发明提供的填充空隙垫料产品还可以提供改进的缓冲性能。

以下段落对权利要求进行了解释。

更具体地说，本发明提供了一种机器，该机器在片状原料沿下游方向移动通过机器时将片状原料转变成相对密度较小的垫料产品。因此，该机器也可以称为垫料转换机、转换机、垫料转换器或简称为转换器。该机器包括成形组件，该成形组件限定片状原料沿下游方向通过转换机的路径的一部分。成形组件构造成使片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将片状原料形成为管状形状。所述成形组件还包括位于所述成形组件的下游端处的导向器，所述导向器构造成与所述片状原料的侧边缘接合并将所述侧边缘向内推入所述管状形状的内部，其中所述片状原料的邻近所述侧边缘的侧边缘部分被并置。所述成形组件还包括位于所述成形组件的下游端处的面向所述导向器的成形通道，所述成形通道用于从所述导向器接收所述侧边缘部分并将它们成形为凸片。最后，该机器包括在成形组件下游的供给组件。供给组件包括旋转连接构件，旋转连接构件将片状原料的形成凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。

所述成形组件和所述供给组件可以构造成将所述片状原料的分别邻近所述凸片的相对侧的部分推向所述凸片，以便与所述凸片一起在所述旋转连接构件之间通过，使得相邻部分连接到所述凸片上并与所述凸片一起在所述管状形状的一侧形成脊。

该机器还可以包括在所述成形组件的下游端处与所述导向器和所述成形通道间隔开的成形犁。所述成形犁延伸到所述片状原料的路径中，以在所述成形组件和所述供给组件之间成形所述管状形状的一侧。

所述成形犁可以具有中央部分和相对于所述中央部分成角度的横向侧翼，以便于将所述片状原料朝向所述供给组件引导。

所述成形组件可以包括具有沿下游方向朝向彼此会聚的内侧表面的外部成形构件，并且会聚侧表面可以使所述片状原料的侧部在所述片状原料通过所述成形组件时随机地起皱。

所述外部成形构件可以为会聚斜槽的形式，所述会聚斜槽具有形成所述会聚侧表面的会聚侧壁。

所述导向器可以安装成从所述外部成形构件的内表面向内延伸。

所述成形组件可以包括内部成形构件，所述内部成形构件延伸到所述外部成形构件中，并且当所述片状原料向下游移动通过所述成形组件时，所述片状原料的侧边缘围绕所述内部成形构件卷绕。

所述内部成形构件可以向内与内侧表面间隔开，以限制在其间的所述片状原料沿着片状原料路径的一部分的运动。

所述成形通道可以结合到所述内部成形构件的外表面中。

所述机器可以包括以下项目中的至少一个：(a)所述导向器和所述成形通道可以是共同延伸的；(b)所述导向器可以延伸到所述成形通道中；以及(c)所述导向器和所述成形通道可以沿下游方向延伸。

所述机器还可以包括位于所述供给组件下游的切断组件，所述切断组件包括一对辊，所述一对辊构造成在其间接合所述片状原料，并使所述辊以比所述供给组件更快的速度旋转，以在穿孔线处撕裂所述片状原料。

本发明还提供一种垫料产品，所述垫料产品由形成为管的片状原料制成，所述管具有至少三个平坦侧面，从而使所述管具有多边形横截面形状，其中，所述管的平坦侧面是起皱的，并且相邻的平坦侧面在所述多边形横截面形状的相应顶点处连接，并且所述片状原料的侧边缘部分连接在一起以形成沿着所述顶点之一设置的脊。

所述脊的刚度可以大于所述片状原料的不形成所述脊的那些部分的刚度。

本发明还提供了一种在片状原料沿下游方向移动时将片状原料转变成相对密度较小的垫料产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)将片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将片状原料形成为管状形状；(b)接合片状原料的侧边缘并推动侧边缘向内转入管状形状的内部；(c)使片状原料的侧边缘和相邻的侧边缘部分并置；(d)将侧边缘部分成形为突出到管状形状的内部的凸片；以及(e)连接片状原料的形成凸片的侧边缘部分。

所述成形步骤可以包括：将所述凸片外侧的所述片状原料的外部部分向内聚拢在所述凸片上，并连接所述外部部分和所述凸片。

滚动步骤可以包括：使用成形组件来使片状原料起皱，并使片状原料成形为管状形状。

该方法可以包括以下步骤中的至少一个：(a)接合步骤，其包括在外部成形构件内使用导向器以使片状原料朝向管状形状的内部转动；(b)成形步骤，其包括在成形组件的下游端处使用成形通道，成形通道面向导向器以接收侧边缘部分并成形凸片；以及(c)连接步骤，其包括在旋转连接构件之间拉动凸片。

最后，本发明可以包括一种机器，该机器用于在片状原料沿下游方向移动时将片状原料转换成相对密度较小的垫料产品，并且包括以下元件：(a)用于将所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状的装置；(b)用于接合所述片状原料的侧边缘，并推动所述侧边缘向内转动到所述管状形状的内部的装置；(c)用于使所述片状原料的侧边缘和相邻的侧边缘部分并置的装置；(d)用于将所述侧边缘部分成形为突出到所述管状形状的内部的凸片的装置；以及(e)用于所述片状原料的连接形成所述凸片的侧边缘部分的装置。

滚动装置可以包括成形组件，所述成形组件限定所述片状原料在下游方向上通过所述机器的路径的一部分，所述成形组件构造成使所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状。接合装置可以包括位于所述成形组件的下游端处的导向器，所述导向器构造成与所述片状原料的侧边缘接合并将所述侧边缘向内推入所述管状形状的内部，其中所述片状原料的邻近所述侧边缘的侧边缘部分被并置。成形装置可以包括位于所述成形组件的下游端处的面向所述导向器的成形通道，所述成形通道用于从所述导向器接收所述侧边缘部分并将它们成形为凸片。并且连接装置可以包括位于所述成形组件下游的供给组件，所述供给组件包括旋转连接构件，所述旋转连接构件将片状原料的形成所述凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。

本发明的前述和其它特征在下文中被充分描述并且在权利要求中被特别指出，下面的描述和附图详细地阐述了本发明的某些说明性实施例，但是这些实施例仅是指示性的并且仅仅是可以采用本发明的原理的各种方式中的一些方式。

附图说明

图1是根据本发明的片状原料转换为垫料产品的示意图。

图2是沿图1的线2-2所见的片状原料的横截面图。

图3是沿图1的线3-3所见的片状原料的横截面图。

图4是沿图1的线4-4所见的片状原料的横截面图。

图5是沿图1的线5-5所见的片状原料的横截面图。

图6是沿图1的线6-6所见的片状原料的横截面图。

图7是根据本发明提供的示例性垫料转换机的透视图。

图8是从垫料转换机的下游端沿上游方向观察到的图7的垫料转换机的端视图。

图9是图7的垫料转换机的另一透视图，其是从垫料转换机的与下游端相反的上游端观察到的。

图10是图7的垫料转换机的选定部件的透视图，这些选定部件协作以将片状原料转换成垫料产品。

图11是沿图10的线11-11所见的剖视图。

图12是沿图10的线12-12所见的剖视图。

图13是沿图10的线13-13所见的放大剖视图。

图14是沿图10的线14-14所见的剖视图。

图15是沿图10的线15-15所见的剖视图。

图16是沿图10的线16-16所见的剖视图。

图17是沿图10的线17-17所见的剖视图。

图18是根据本发明提供的垫料产品的透视图。

具体实施方式

如上所述，本发明提供了一种垫料转换机、一种将片状原料转换成垫料产品的方法、以及一种具有多边形横截面(例如三角形横截面)的垫料产品，该垫料转换机、方法以及垫料产品提供了提高的产量。垫料产品可用作填充空隙的垫料产品或用作缓冲产品。空隙填充垫料产品的产量可通过垫料产品在每单位长度或单位面积的片状原料上所占的容积来测量。与其他空隙填充垫料产品相比，本发明提供的填充空隙垫料产品还可以提供改进的缓冲性能。

在包装用于运输的容器期间，有时在将一个或多个物品放入容器中之后剩余空的空隙容积。本发明提供一种可用于填充该空隙容积的垫料产品。本发明提供一种机器、方法和由该机器和方法生产的垫料产品，与一些现有垫料产品相比，该垫料产品能够更有效地填充空隙容积，每平方英尺片状材料填充空隙容积高达约25％。特别是当垫料产品由较重的片状材料制成时，垫料产品的横截面形状也可以提供保护性缓冲性能。

图1至图6中示出了由根据本发明的垫料转换机30执行的转换过程的示意图。垫料转换机30从片状原料32的供应源34中拉出片状原料32。通常位于垫料转换机30附近的片状原料32的供应源34可以设置为卷或大致矩形的折叠式叠堆。特别是在从供应源中拉出之后，片状原料32可以交替地称为原料或片状材料，或简称为片材。

片状原料32也可以沿着横向穿孔线36横跨片状原料32的宽度尺寸40被穿孔。穿孔线36通常沿着长度尺寸42或片状原料32的纵向尺寸以等间隔隔开。穿孔线36可以与横跨片状材料的折叠式叠堆的宽度的横向折叠线重合。垫料转换机30沿下游方向44(通常平行于纵向尺寸42)从供应源34拉出片状原料32。

用于制造空隙填充垫料产品45的片状原料32通常具有单层，但是也可以使用两层或更多层，特别是当需要更大的缓冲性能时。垫料转换机30可以基本上连续地从供应源34拉出片状原料32，并且根据需要补充供应源34。来自新来源的片状原料32可以拼接到前一片状材料的后端，以向转换机提供连续供应的片状原料。供应源34可包括支架或移动推车(未示出)，以支撑片状原料32来分配给垫料转换机30。

当片状原料32从供应源34被拉出时，片状原料32通常在其宽度上是平的。当片状原料32向下游(换句话说，沿下游方向44)移动通过垫料转换机30时，如图2至图4逐渐示出的那样，片状原料32被随机地弄皱，并且片状原料32的侧边缘46被引导向内转动。与侧边缘46相邻的片状原料32的一部分可以被称为侧边缘部分47，其目的在本说明书的后面将是清楚的。当侧边缘46向内转动时，片状原料32具有面向外的外表面50和面向内的内表面52。侧边缘46继续在片状原料32的中央部分53上向内转动并朝向彼此前进，直到它们相遇并形成管状封闭的横截面形状54，在所示实施例中，横截面近似为椭圆形。

随着转换机30继续沿下游方向44推进片状原料32，如图5所示，侧边缘46和相邻的侧边缘部分47向内转动，进入管状横截面形状54内的空间。每个侧边缘部分47的先前向外的外表面50并置，以面向外的表面对面向外的表面或面对面的关系放置，以形成向内延伸的凸片56。侧边缘部分47指的是包括侧边缘46和片状原料32的形成凸片56的相邻部分。

然后，转换机30将片状原料32的邻近凸片56的外部部分58向内夹紧在凸片56上，从而使凸片56处的片状原料32的层加倍。转换机30在限定凸片56的向内延伸的侧边缘部分47之间、片状原料32的形成平行于凸片56的外层的相邻外部部分58与构成凸片56的侧边缘部分47之间的接合处压接片状原料32。然后，转换机30在凸片56处连接片状原料32的重叠层，以形成如图6所示的脊60。结果是垫料的管状条带62在一侧上具有相对较硬的脊60。

离散垫料产品45(图18)可以从管状条带62分离以用于包装，例如通过沿一条穿孔线36撕开或者一旦形成就切割管状条带62。管状条带62可以通过使用较重的纸张来加强，并且可以通过选择较重的纸张并且通过用向内聚拢和皱折的片状材料填充管状条带的内部来增加缓冲性能。

因此，本发明还提供了一种在片状原料32沿下游方向44移动时将片状原料32转换成相对密度较小的垫料产品45的方法。该方法包括以下步骤：(a)将片状原料32的侧边缘46朝向彼此滚动，以将片状原料32形成为管状形状54；(b)接合片状原料32的侧边缘46并推动侧边缘46向内转入管状形状54的内部；(c)使片状原料32的侧边缘46和相邻的侧边缘部分47并置；(d)将侧边缘部分47成形为突出到管状形状62的内部的凸片56；以及(e)连接片状原料32的形成凸片56的侧边缘部分47。

就相应的机器而言，本发明提供了一种转换机30，其用于在片状原料32沿下游方向44移动时将片状原料32转换成相对密度较小的垫料产品45，其中转换机30包括以下元件：(a)用于将片状原料32的侧边缘46朝向彼此滚动，以将片状原料32形成为管状形状54的装置；(b)用于接合片状原料32的侧边缘46并推动侧边缘46向内转入管状形状54的内部的装置；(c)用于使片状原料32的侧边缘46和相邻的侧边缘部分47并置的装置；(d)用于将侧边缘部分47成形为突出到管状形状54的内部的凸片56的装置；以及(e)用于连接片状原料32的形成凸片56的侧边缘部分47的装置。

如下面参考图7至图17进一步描述的那样，滚动装置可包括成形组件70，该成形组件70限定片状原料32沿下游方向44通过转换机30的路径的一部分。成形组件70构造成使片状原料32的侧边缘46朝向彼此滚动，以将片状原料32形成为管状形状56。接合装置可包括位于成形组件70下游端的导向器72，该导向器72构造成接合片状原料32的侧边缘46，并将侧边缘46向内推入管状形状54的内部，其中片状原料32的邻近侧边缘46的侧边缘部分47被并置。成形装置可包括在成形组件70的下游端处的成形通道74，该成形通道74面向导向器72，以从导向器72接收侧边缘部分47并将它们成形为凸片56。连接装置可以包括在成形组件70下游的供给组件76，供给组件76包括旋转连接构件90,92，所述旋转连接构件90,92将片状原料32的形成凸片56的重叠侧边缘部分47接合并连接在一起，以形成脊60。

现在将更详细地描述用于将片状原料32(图1)转换成垫料产品45的示例性垫料转换机30。当片状原料通过垫料转换机30沿下游方向44移动时，所示垫料转换机30可以将片状原料转换成相对密度较小的垫料产品。垫料转换机30可替代地称为垫料转换机、转换机、垫料转换器或简称为转换器。

转换机30可包括封闭操作部件的壳体(未示出)，该操作部件将片状原料32(图1)转换成垫料产品45(图18)。这种操作部件可包括转换组件94。转换组件94通过转换机30(图1)的上游端处的入口将片状原料32从供应源34拉入壳体中。在所示实施例中，片状材料以蛇形方式被拉到一对引导辊96上方和下方，引导辊96延伸横跨片状材料通过转换机30的路径。当片状材料进入转换组件94时，引导辊96有助于保持片状材料对齐并且相对平坦。当转换组件94使片状原料沿下游方向44前进通过转换机30时，转换组件94将片状原料转换成垫料产品45，垫料产品45的密度低于供应源34(图1)中的片状材料的密度。转换组件94从转换机30的下游端处的出口100输出准备使用的离散垫料产品45(图18)。

转换组件94可包括上述成形组件70。成形组件70限定了片状原料沿下游方向44通过转换机30的路径的一部分，并且将片状原料成形为上述的管状形状54(图1)。成形组件70还构造成随机地压皱片状材料并使片状材料的侧边缘46朝向彼此滚动，以将大致平坦的片状原料转换成三维的、相对密度较小的、具有管状形状54的条带62。成形组件70还构造成使片状原料的侧边缘46并置，以形成延伸到管状形状54的内部中的凸片56。

转换组件94还可包括在成形组件70下游的供给组件76，该供给组件76将片状材料从供应源拉入并穿过成形组件70，并从下游端处的出口100拉出，同时还连接片状材料的包括凸片56的重叠层，以形成垫料条带62(图1)。最后，转换组件94可以包括在供给组件76下游的切断组件102，该切断组件102将沿下游方向44穿过所需长度的离散的垫料产品45与垫料条带62分离。

现在参考图10至图17，其示出了示例性转换组件94。从成形组件70开始，所示成形组件70包括：外部成形构件104，其使片状材料的侧边缘向内转动；内部成形构件106，其延伸到外部成形构件104中并且片状材料围绕其转动，从而使片状材料形成管状形状；导向器72，其安装在外部成形构件104的下游端，并延伸到片状材料侧边缘的路径中，以使侧边缘向内朝向管状形状的内部重新定向；以及位于外部成形构件104的下游端处的成形通道74，其平行于导向器72延伸并与导向器72间隔开，以接收片状材料的侧边缘并限定凸片的长度。外部成形构件104具有弯曲的内侧表面，所述弯曲的内侧表面朝向彼此会聚，从而使外部成形构件104在下游方向44上的宽度尺寸变窄。外部成形构件104可以是具有弯曲侧壁的会聚斜槽104，所述弯曲侧壁在会聚斜槽104的下游端处朝向彼此会聚。弯曲内侧壁110形成内侧表面。

当片状材料被拉动穿过会聚斜槽104时，片状材料的侧边缘将跟随会聚斜槽104的内侧壁110，并且当会聚斜槽104变窄时，如上述图1至图4所示，侧边缘将向内转动并沿会聚斜槽104的弯曲内侧壁110向上移动。当片状原料通过会聚斜槽104时，与内侧表面的摩擦导致片状原料随机地起皱和折皱。由会聚斜槽104的弯曲侧壁110形成的内侧表面可以是连续的，并且可以构造成在片状材料通过会聚斜槽104向下游行进时接合片状材料的侧边缘。

内部成形构件106延伸到外部成形构件104中，并且可以从会聚斜槽或其他外部成形构件的内侧表面向内间隔开，以限制片状原料在它们之间沿着片状原料路径的一部分的运动。在会聚斜槽104和内部成形构件106之间穿过成形组件70的路径可以在下游方向44上变窄或者可以具有基本恒定的厚度。内部成形构件106还可以辅助在内部成形构件106和会聚斜槽104之间的空间中产生的随机起皱。内部成形构件106可以沿着在下游方向44上延伸的纵向轴线与会聚斜槽104共同延伸。为了进一步增加垫料产品的缓冲性能，可以提供另一层片状材料并通过穿过内部成形构件106的通道(未示出)拉出，向内聚拢并使片状原料的内层随机起皱，以在条带的管状形状内部提供额外的缓冲。

在会聚斜槽104的下游端处的导向器72从会聚斜槽104的内表面向内突出，以在侧边缘向上转动然后向内朝向彼此之后使片状材料的侧边缘重新定向。当片状材料通过会聚斜槽104向下游前进时，侧边缘围绕内部成形构件106转动并从相反方向朝向彼此前进。当侧边缘彼此接近以闭合管状条带的横截面形状时，它们与向内延伸的导向器72接合。导向器72推动侧边缘向内转动，使侧边缘在共同方向上朝向管状形状54的内部重定向并进入成形通道74。

在所示实施例中，片状材料以所示取向进入会聚斜槽104的底侧，并且当侧边缘围绕内部成形构件106卷绕时，侧边缘向上移动，并且然后在会聚斜槽104的顶侧处，朝向彼此向内返回。在所示实施例中，导向器72安装在会聚斜槽104的下游端的顶侧处。导向器72安装成大致垂直于会聚斜槽104顶侧的内表面延伸，大致与片状材料的中央部分相对，使得当侧边缘各自围绕内部成形部件106转动并朝向相对的侧边缘前进时，导向器72拦截侧边缘并改变每个侧边缘的方向，使得它们朝向会聚斜槽104的中央向内转动。导向器72的相对表面可以是弯曲的，以便于在所需方向上使侧边缘重新定向。结果，在接合导向器72之后，侧边缘沿着平行路径在相同方向上移动到管状条带62的闭合横截面形状54的内部中，并且进入面向导向器72的成形通道74中。

成形通道74由这样的元件限定：该元件在会聚斜槽104内部，在成形组件70的下游端处延伸，面向导向器72，大致平行于导向器72，并与导向器72间隔开。如图所示，成形通道74可以由内部成形部件106的外表面形成或形成为该外表面中的凹槽或狭槽，或者形成为单独的元件。在导向器72沿平行路径向内转动侧边缘之后，成形通道74接收片状材料的侧边缘。因此，成形通道74与导向器72配合以形成凸片56(图1)，凸片56突出到条带62的管状横截面的内部。凸片56(图1)由片状材料的向内转动的侧边缘部分形成，所述侧边缘部分以平行、面对面关系布置。成形通道74的深度及其与导向器72的间距和会聚斜槽104的内表面限定了凸片的最大长度。

换句话说，成形组件70沿着会聚斜槽104的弯曲内表面转动片状材料的侧边缘，直到侧边缘在导向器72处相遇并沿平行路径向内转动到成形通道74中。当片状材料沿供给组件76的下游方向44行进时，成形通道74将侧边缘引导到封闭形状横截面的内部，其中各个侧边缘部分的面向外的外表面50(图1)形成重叠的面对面关系，以形成延伸到管状形状内部中的凸片。

成形组件70还可包括成形犁(forming plough)114，成形犁114在与成形通道74和导向器72相对的会聚斜槽104的下游端处延伸到片状材料的路径中，以帮助成形垫料的条带。成形犁114具有中央部分116，中央部分116定位成延伸到片状材料的路径中并与片状材料的中央部分(其形成管状形状56的与凸片相对的底侧)接合，而侧翼部分118从中央部分116向外延伸，这有助于在片状材料经过成形犁114时保持垫料条带62居中。成形犁114的中央部分116可部分地使管状形状54中与凸片56相对的随机起皱片状材料变平，同时朝向供给组件76向上推动片状材料。成形犁114与会聚斜槽、内部成形构件和供给组件76配合，以向离开会聚斜槽104的管状条带赋予大致三角形的横截面形状，其中在与成形犁114相对的顶点处由供给组件76形成脊。成形犁114可以具有其他形状和位置，以向起皱的垫料条带赋予不同的形状。

当片状材料离开会聚斜槽104并被拉入供给组件76时，片状材料的邻近凸片但不是凸片的一部分的部分58(图5)被向内聚拢或压紧，以大致平行于限定凸片的侧边缘部分延伸并在该侧边缘部分的外侧。供给组件76从供应源拉出片状材料并使片状材料通过成形组件70，然后连接凸片的重叠层以及片状材料的向下折叠或压紧的相邻外部，以用片状材料的固定在一起的重叠层形成脊。

供给组件76可包括一对连接构件90和92，该对连接构件90和92可旋转并构造成在其间接合和拉动片状材料，同时还连接片状材料的形成凸片的重叠层和片状材料的在凸片外部但邻近凸片的外部部分，以形成脊。凸片基本上被夹在向外邻近构成凸片的向内转动的侧边缘部分的片状材料的层之间。因此，脊通常包括四层片状材料，两层片状材料(侧边缘部分)形成凸片，另外两层来自管状形状的相邻外部，这些相邻外部在凸片的外部，但是已经通过连接构件并置并连接到凸片。

每个连接构件90,92可具有多个齿轮状区段，这些齿轮状区段沿旋转轴线堆叠，并构造成与相对的连接构件90,92的相应相对区段相互接合。连接构件90,92可以切割片状材料中的平行狭缝，并且将狭缝之间的片状材料移出到狭缝外侧的片状材料的平坦的外部。狭缝之间的片状材料带(其从邻近狭缝但在狭缝外侧的片状材料的相邻部分移位)将形成脊的片状材料层保持在一起。这种连接多层片状原料的方法可以称为缝合。

脊的刚度可以大于片状原料的不形成脊的那些部分的刚度；脊中的额外片状材料层和层的连接性质使脊比管状形状的其它部分相对更硬。

旋转连接构件90,92由供给电动机122经由齿轮箱124和合适的控制器(未示出)驱动，该控制器构造成以公知的方式控制供给电动机122。控制器通常包括处理器、存储器、输入、输出和存储在存储器中的适当程序指令。通常，只有一个连接构件90(被驱动连接构件90)由供给电机122驱动，而另一个连接构件(从动连接构件92)通过与被驱动连接构件90接合的齿轮状区段而被驱动。在所示实施例中，例如通过弹簧将从动连接构件92朝向从动连接构件90偏压。旋转连接构件90,92围绕平行轴线旋转，该平行轴线横向于片状材料的路径并横向于会聚斜槽104的会聚尺寸。会聚尺寸是会聚斜槽104的横向于下游方向44的尺寸，其沿下游方向44减小，并且通常平行于片状材料的宽度尺寸。

为了帮助确保片状原料传递到供给组件76，转换机30还可以包括在成形组件70和供给组件76之间的引导件(未示出)，该引导件构造成将分别邻近凸片的相对侧的片状原料的外部部分朝向凸片推动，以便与凸片一起通过供给组件76，使得外部部分连接到凸片，并且与凸片形成脊。引导件可以具有横向于旋转连接构件90,92的旋转轴线延伸的中央部分，用于防止凸片在旋转轴线方向上远离旋转连接构件90,92向外移动。

引导件可以延伸到片状原料的路径中，以推动凸片以及与凸片相邻的片状材料进入供给组件76。引导件可以具有横向侧翼，该横向侧翼与片状原料的相邻外部部分接合，用于将它们推向凸片的相反两侧的相应一侧，以便与凸片一起在旋转连接构件90,92之间通过。

上引导块130可以与旋转连接构件90,92相对设置，从而将旋转连接构件90,92置于上引导块130和成形犁114之间，以控制将形成脊60(图1)的片状材料层可延伸超过旋转连接构件90,92的距离。

转换组件94还可包括在供给组件76下游的切断组件102，以将所需长度的垫料产品45(图18)与垫料条带62分开。切断组件102可包括切割刀片，切割刀片横跨片状材料的路径移动，以将垫料产品切割成所需长度。然而，如果使用预穿孔的片状材料，则操作员可以在穿孔处手动地将垫料产品与条带分离，并且可以省略切断组件102，或者切断组件可包括仅切割脊60的切割刀片，并且操作员撕开片状材料的其余部分，以从条带分离垫料产品。

在所示实施例中，提供另一类型的切断组件102，以沿着从供应源34(图1)拉出的片状原料32中提供的穿孔线36自动地将离散的垫料产品45(图18)与垫料条带62分离。切断组件102包括一对分离辊134，分离辊134平行于旋转连接构件90,92并位于其下游，定位成在其间接收脊60(图1)并使脊60通过。可以驱动分离辊134以与旋转连接构件90,92供给脊60的速度相同的速度或稍微更快地供给脊60，以保持片状材料中的张力，从而最小化或防止旋转连接构件90,92中的阻塞。还可以驱动分离辊134以比连接构件90,92使脊60前进的速度快的速度使脊60前进，以便从条带分离离散的垫料产品45。以更快的速度推进脊60在供给组件76的连接构件134和切断组件102的分离辊134之间的片状材料中产生张力，并且该张力可用于使片状材料在穿孔线36(图1)处分离或继续部分地切割穿过脊60，从而从垫料条带分离出所需长度的离散垫料产品。分离辊134的作用增加了分离的垫料产品的速度，并且可用于将垫料产品推进到容器中以供使用。分离辊134可以通过与供给电动机122的适当齿轮连接来驱动。

切断组件102下游的片状材料路径可以由输出斜槽140限定，如图所示，输出斜槽140具有期望的横截面形状，例如在所示实施例中的三角形横截面，这进一步便于在分离之前使垫料条带成形，以及使离散的垫料产品与垫料条带分离。三角形形状稳定并在所有方向上提供刚性。垫料产品可具有除三角形以外的其它封闭的横截面形状，并且可提供具有期望的非三角形横截面的输出斜槽，以帮助在使用之前使垫料产品成形。作为选择，输出斜槽140可以省略，或者可以具有对垫料产品的形状没有预期影响的形状。垫料产品45(图18)在输出斜槽140的下游端处的出口110处离开转换机30。

本发明还提供了一种垫料产品45，如图18所示，其可由上述转换机30生产。垫料产品45由片状原料制成，该片状原料形成为具有至少三个相对平坦侧面152,154,156的管，从而使管具有多边形横截面形状。管的平坦侧面152,154,156不是光滑的，而是随机起皱的，并且相邻的平坦侧面在多边形横截面形状的相应顶点处连接。片状原料的侧边缘部分47向内转动到管的内部中以形成凸片56，并且连接在一起并连接到片状原料的邻近凸片56并在凸片56外侧的外部部分58，以形成沿顶点之一设置的脊60。脊60的刚度可以大于管的平坦侧面的刚度。管的平坦侧面152,154,156可以具有基本相等的长度，从而形成等边三角形横截面。

本发明还提供了一种在片状原料沿下游方向移动时将片状原料转变成相对密度较小的垫料产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)使用成形组件使片状原料的横向侧部朝向彼此滚动以将片状原料成形为管状形状，其中片状原料的侧边缘部分被并置，(b)在成形组件的出口端处使用成形通道，以接收侧边缘部分并将它们成形为突出到管状形状的内部的凸片，(c)使用与片状原料接合并将侧边缘部分推入成形通道中以形成凸片的导向器；以及(d)使用位于成形组件下游的供给组件，该供给组件包括旋转连接构件，该旋转连接构件将片状原料的形成凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。

所述成形步骤可以包括：将所述凸片外侧的所述片状原料的外部部分向内聚拢在所述凸片上，并连接所述外部部分和所述凸片。滚动步骤可以包括：使用成形组件来使片状原料起皱，并使片状原料成形为管状形状。该方法还可以包括以下步骤中的至少一个：(a)接合步骤，其包括在外部成形构件内使用导向器以使片状原料朝向管状形状的内部转动；(b)成形步骤，其包括在成形组件的下游端处使用成形通道，成形通道面向导向器以接收侧边缘部分并成形凸片；以及(c)连接步骤，其包括在旋转连接构件之间拉动凸片。

总之，本发明提供了一种用于将片状材料32转换成相对密度较小的垫料产品45的机器30，该机器30包括成形组件70和位于成形组件70下游的供给组件76。成形组件70构造成使片状材料32的侧边缘46朝向彼此滚动，从而形成管状形状54。在成形组件70的下游端处的导向器72构造成接合片状材料32的侧边缘46，并将侧边缘46推入管状形状54的内部。这使片状材料32的侧边缘部分47与相应的侧边缘46并置。在成形组件70的下游端处的成形通道74面向导向器72，用于接收侧边缘部分47并将它们成形为凸片56。最后，供给组件76包括旋转连接构件90,92，旋转连接构件90,92将片状材料32的形成凸片56的重叠侧边缘部分47接合并连接在一起。

尽管已经相对于某些图示实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员在阅读和理解说明书和附图时将想到等同的改变和修改。特别是关于由上述整体(部件、组件、装置、组合物等)执行的各种功能，除非另有说明，否则即使在结构上不等同于执行本文图示的本发明的一个实施例或多个实施例中的功能的公开结构，用于描述此类整体的术语(包括对“装置”的引用)也旨在对应于执行指定功能(即，在功能上等效)的任何整体。

Claims (20)

1.一种用于在片状原料沿下游方向移动通过时将所述片状原料转换成相对密度较小的垫料产品的机器，所述机器包括：

成形组件，其限定所述片状原料在下游方向上通过所述机器的路径的一部分，所述成形组件构造成使所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状；

所述成形组件包括位于所述成形组件的下游端处的导向器，所述导向器构造成与所述片状原料的侧边缘接合并将所述侧边缘向内推入所述管状形状的内部，其中所述片状原料的邻近所述侧边缘的侧边缘部分被并置；

所述成形组件包括位于所述成形组件的下游端处的面向所述导向器的成形通道，所述成形通道用于从所述导向器接收所述侧边缘部分并将它们成形为凸片；以及

位于所述成形组件下游的供给组件，所述供给组件包括旋转连接构件，所述旋转连接构件将所述片状原料的形成所述凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。

2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述成形组件和所述供给组件构造成将所述片状原料的分别邻近所述凸片的相对侧的部分推向所述凸片，以便与所述凸片一起在所述旋转连接构件之间通过，使得相邻部分连接到所述凸片上并与所述凸片一起在所述管状形状的一侧形成脊。

3.根据权利要求2所述的机器，还包括在所述成形组件的下游端处与所述导向器和所述成形通道间隔开的成形犁，所述成形犁延伸到所述片状原料的路径中，以在所述成形组件和所述供给组件之间成形所述管状形状的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的机器，其中，所述成形犁具有中央部分和相对于所述中央部分成角度的横向侧翼，以便于将所述片状原料朝向所述供给组件引导。

5.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述成形组件包括具有沿下游方向朝向彼此会聚的内侧表面的外部成形构件，会聚侧表面使所述片状原料的侧部在所述片状原料通过所述成形组件时随机地起皱。

6.根据权利要求5所述的机器，其中，所述外部成形构件为会聚斜槽的形式，所述会聚斜槽具有形成所述会聚侧表面的会聚侧壁。

7.根据权利要求5或6所述的机器，其中，所述导向器安装成从所述外部成形构件的内表面向内延伸。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的机器，其中，所述成形组件包括内部成形构件，所述内部成形构件延伸到所述外部成形构件中，并且当所述片状原料向下游移动通过所述成形组件时，所述片状原料的侧边缘围绕所述内部成形构件卷绕。

9.根据权利要求8所述的机器，其中，所述内部成形构件向内与内侧表面间隔开，以限制在其间的所述片状原料沿着片状原料路径的一部分的运动。

10.根据权利要求8或9所述的机器，其中，所述成形通道结合到所述内部成形构件的外表面中。

11.根据权利要求1所述的机器，其中，包括以下项目中的至少一个：(a)所述导向器和所述成形通道是共同延伸的；(b)所述导向器延伸到所述成形通道中；以及(c)所述导向器和所述成形通道沿下游方向延伸。

12.根据权利要求1所述的机器，还包括位于所述供给组件下游的切断组件，所述切断组件包括一对辊，所述一对辊构造成在其间接合所述片状原料，并使所述辊以比所述供给组件更快的速度旋转，以在穿孔线处撕裂所述片状原料。

13.一种垫料产品，所述垫料产品由形成为管的片状原料制成，所述管具有至少三个平坦侧面，从而使所述管具有多边形横截面形状，其中，所述管的平坦侧面是起皱的，并且相邻的平坦侧面在所述多边形横截面形状的相应顶点处连接，并且所述片状原料的侧边缘部分连接在一起以形成沿着所述顶点之一设置的脊。

14.根据权利要求13所述的垫料产品，其中，所述脊的刚度大于所述片状原料的不形成所述脊的那些部分的刚度。

15.一种在片状原料沿下游方向移动时将所述片状原料转换成相对密度较小的垫料产品的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状；

接合所述片状原料的侧边缘，并推动所述侧边缘向内转动到所述管状形状的内部；

使所述片状原料的侧边缘和相邻的侧边缘部分并置；

将所述侧边缘部分成形为突出到所述管状形状的内部的凸片；以及

连接所述片状原料的形成所述凸片的侧边缘部分。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述成形步骤包括：将所述凸片外侧的所述片状原料的外部部分向内聚拢在所述凸片上，并连接所述外部部分和所述凸片。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述滚动步骤包括使用所述成形组件来使所述片状原料起皱，并使所述片状原料形成为所述管状形状。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，包括以下项目中的至少一个：(a)接合步骤，其包括在外部成形构件内使用导向器以使所述片状原料朝向所述管状形状的内部转动；(b)成形步骤，其包括在所述成形组件的下游端处使用成形通道，所述成形通道面向所述导向器以接收所述侧边缘部分并成形所述凸片；以及(c)连接步骤，其包括在旋转连接构件之间拉动所述凸片。

19.一种用于在片状原料沿下游方向移动时将所述片状原料转换成相对密度较小的垫料产品的机器，所述机器包括：

用于将所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状的装置；

用于接合所述片状原料的侧边缘，并推动所述侧边缘向内转动到所述管状形状的内部的装置；

用于使所述片状原料的侧边缘和相邻的侧边缘部分并置的装置；

用于将所述侧边缘部分成形为突出到所述管状形状的内部的凸片的装置；以及

用于连接所述片状原料的形成所述凸片的侧边缘部分的装置。

20.根据权利要求19所述的机器，其中，滚动装置包括成形组件，所述成形组件限定所述片状原料在下游方向上通过所述机器的路径的一部分，所述成形组件构造成使所述片状原料的侧边缘朝向彼此滚动，以将所述片状原料形成为管状形状；接合装置包括位于所述成形组件的下游端处的导向器，所述导向器构造成与所述片状原料的侧边缘接合并将所述侧边缘向内推入所述管状形状的内部，其中所述片状原料的邻近所述侧边缘的侧边缘部分被并置；成形装置包括位于所述成形组件的下游端处的面向所述导向器的成形通道，所述成形通道用于从所述导向器接收所述侧边缘部分并将它们成形为凸片；并且连接装置包括位于所述成形组件下游的供给组件，所述供给组件包括旋转连接构件，所述旋转连接构件将所述片状原料的形成所述凸片的重叠侧边缘部分接合并连接在一起。