CN1105011C - 用皱纹纸制作的减震垫板制品及其制作机器和制作方法 - Google Patents

Abstract

用纸带制作包装材料的方法，其中纸带沿纵向折叠，移动折叠的纸带使纸带起皱并通过在若干施压点上施压而使起皱的纸压接，其中折叠、移动、起皱和压接步骤是在一系列独立的位置进行的。

Description

用皱纹纸制作的减震垫板制 品及其制作机器和制作方法

技术领域

本发明涉及用多层纸状材料制作减震垫板制品的机器及方法的改进，且制作过程是将叠摞的纸状材料带送入起皱装置中。本发明还涉及这种制品的一种新型结构和制作方法。

背景技术

这类机器已经存在有很长时间了。1968年提出的美国3603216号专利申请描述了一种机器，其中，多层纸状材料首先被引导到一个截棱锥形的集料槽中，此槽的下端变窄从而使纸料的纵边垂直于槽的轴线叠摞起来，此后使该纸料通过一齿轮组件。形成的纸带的中间带被齿轮齿咬住且纸带被齿轮向下拉。纸料同时受到挤压或压实，并且多层压在一起形成压实了纸带。由此机器制成的制品的中间部为压实的纸带，而两边为枕状，适于垫运输箱。

这种类型的机器的主要特点是，相同的齿轮同时向下拉纸状材料，并且使多层纸带起皱和压实，以使内堆积边与中间带压接。

实际上，这种多功能性可以引发诸多问题，并且已有许多解决问题的方案，但是没有一个完全令人满意。因此当在纸带上施加的压力大到足以向下拉它们时，所述纸带有时会撕开。然而，如果减少压力，中间带将不能够牢固地压在一起，并且有时枕状边部会打开，这使得材料不能用于制作减震垫板制品。

为使上述两个要求相协调，EP-A-0427834号专利描述了一个解决问题的方案。它为一轮状啮合组件，它的齿轮状部件按啮合状态布置，其特征是，至少有一个齿轮状部件的齿是凸起的，以便在其上沿着(所生产的类似于减震板的)垫板的压实了的中间部分给多层纸料穿孔。

然而，中间压实部分变得更加脆弱，特别是齿的凸起部的穿孔处，撕裂实际上是从这些部位开始的。所述机器只能用于叠摞优质(同时价格也贵得多的)牛皮纸。

发明内容

本发明提供一种克服了上述缺点的另一种结构的机器，并还提供生产与上述制品类型相同但结合力高得多的减震垫板制品的各种部件组合。制品是用回收纸制作的，比上述牛皮纸便宜得多而且不会出现撕破现象。

该机器可以向下拉纸带、使其起皱和压接，以便制成高结合力制品。这种功能由各独立部件完成，每个部件都适于完成各自的功能，从而确保机器的总效率。

用于向下拉的部件是两个叠放的轮子，其中上轮为圆柱状，称为拉轮。拉轮的中部有一环状沟槽，而边缘部进行铣削加工，边缘部的圆周有些部位被削平，布置的方式是使削平的部位对着另一边缘部没有削平的部位。下轮称为支撑轮，形状基本也为圆柱状，它的中间部分对应于上轮的环状沟槽有一复曲面带，两个圆柱状边缘部与上轮的未削平区域相接触。

从下面的进一步详细描述可看出，多层纸状叠摞纸带被咬入且在下轮的圆柱状部分和上轮两边缘部未削平部分(即交替出现在左右两边缘部)之间通过。这样，纸带不是沿轴线被向下拉，而是相对于中轴线的左右两部分被交替地向下拉，结果由复曲面带和环状沟槽之间产生的中空柔性区域使纸带的横向左右对称。这种驱动模式下，纸带除受到沿轴向向下的拉应力外，不再有应力作用，因而操作中不会使纸带撕破。

使叠摞的纸带压接的部件是另一套轮子付，其中上轮是城堡形的，下轮是光滑的，上轮的齿周环绕光滑表面转动，叠摞的纸带被齿压向支撑轮。这没有撕破的危险，因为纸带在齿轮状部件咬合时没有出现变形。

执行起皱操作的部件是一个与拉轮(在后部)和压接轮(在前部)连接的减速齿轮组件，从而使拉轮的转速比压接轮快1.9倍，由于存在此速度差，使送入压接轮的纸料的速度快于压接轮的转速，从而在进行压接和起皱操作时，纸料中没有产生应力。

因此可将驱动轮、减速齿轮组件和压接轮之间的部件和从后至前的作用结果综合起来，以使所制作的最终制品，即垫板状制品，具有较高的结合力，而不会有任何撕破的危险。

这种机器新的设计普通设计不同，它可以使用比牛皮纸便宜的质量较差的纸，例如低质量回收纸，这类纸不可能用前述的普通机器进行加工。

本发明还涉及上述系统的若干改进。

以前公知的机器安装有用于拉纸料的两个齿轮部件且所述齿轮部件与弹簧组件共同作用，通过使纸料彼此相靠近使它们压接，因此本发明涉及这些系统的重大改进。

由于驱动力只来自后轮，而压接轮不施加大压力，这就有可能将下轮的轴安装在摆动杆上，摆动杆使弹簧定位，从而使所述弹簧向后的作用力(具有驱动功能)大于向前的作用力(具有压接功能)。事实上，整个机械系统安装在一个具有上固定轴的吊架上，并且一固定的减速齿轮组件与其连接，而下轴沿摆动杆放置从而可前后转动，并与由两弹簧组成的一弹簧组件共同作用，从而对位于前后端部之间且在摆动杆上距后端的距离约为前后端长度的1/3处的作用点施加压力。

本发明还涉及用于将纸喂入机器的简化了的系统，该系统可确保优化整个机械系统的纸料喂入量，在下面还将对此进行描述。

本发明还涉及将多层纸状材料制成减震垫板制品的方法，利用此方法通过向下拉所述纸料而使纸料在中间部分沿边沿横向折叠后，使之横向起皱，并沿连续区域向其施压而保持褶皱。所述方法的主要特点是按相互独立的各顺序步骤的次序分别完成上述步骤。最好是在向下驱动纸料时制动后形成褶皱，而不需用任何直接作用在纸料上的附加装置。

最后，本发明涉及一种用上述方法制成的新型减震垫板制品，由于该制品有褶皱，而具有足够的衬垫能力，并由于是压接的和压缩的，具有极好的结合性，且没有脆弱区域，特别是它可用回收纸来制造。

本发明的这些特点将在下文，特别是权利要求中予以指出，下面将结合附图对一最佳实施例进行详细描述。

附图说明

附图中：

图1是包括带状纸料在内的本发明的机器的顶视图；

图2是沿着图1中II-II线剖开的纵向剖面图；

图3是沿着图2中III-III线剖开的以驱动轮轴线为基准的剖面图；

图4是沿着图2中IV-IV线剖开的以压接轮轴线为基准的剖面图。

图5是从底部观看的安装有机械系统并将上轮卸下后的吊架局部透视图。

具体实施方式

在附图中，传统减震垫板机器常用部件包括：由框架1支撑的叠摞带状纸料用的至少一个辊子2，水平放置的形状如截棱锥形的向前伸展的集料槽3，驱动部件，安装在吊架4并由电机5驱动的起皱和施压部件，剪切装置6和抽出制品的通道形部件7。

本发明基本上涉及包括吊架4在内的机械系统的设计和制造，其各种部件和结构已清楚地示于图3至图5中。

机械系统包括由两叠置的轮子组成的第一轮子付(图3)，其中上轮或驱动轮8绕着安装在吊架4的横向凸缘10，10′的轴9转动，下支撑轮11绕着由摆动杆13支撑的轴12转动。安装此杆的方式是这样的，它可以相对于图5所示的吊架4灵活地摆动，对此本文还将做进一步描述。

此机械系统还进一步包括两个叠置的轮子组成的第二轮子付(图4)，其中上轮或施压轮14绕着安装在横向凸缘10，10′的轴15转动并由电机5驱动，绕轴18转动的下支撑轮17也是由可相对于吊架4灵活地摆动的摆动杆13支撑的。

在所示实施例中，轴9和轴15由电机5驱动，即直接驱动轴15，并通过齿轮状部件16a、16b和16c组成的减速齿轮组件驱动轴9(见图3和图4)。

这两套轮子的结构和功能如下：

参见图3，驱动轮或拉轮8大致为圆柱状，它的中间部分19有一半圆截面的环形沟槽，两个边缘部20，20′的圆柱面被有规律的削平部分或区域21割开。区域21具有以下的特征：边缘部20的削平部分21对着边缘部20′的圆柱面区域22′，而边缘部20′的削平部分21′对着边缘部20的圆柱面区域22。

与驱动轮8一起运动的支撑轮11也是圆柱形的，但其中间部分是一复曲面带23，其截面形状与轮8的环形槽的空心形状相对应。

来自集料槽3的多层纸料M呈折回状并从轮8和轮11之间通过，驱动轮8将其向下拉。正如图3所示，当纸料M与边缘部20和20′的圆柱面22和22′接触时被咬住，可变化的咬入力作用在支撑轮11上(下面将予以解释)，但是当削平部分21和21′旋转到前面时，纸料M不再被咬住。由于两个边缘部20和20′的削平部分是交错布置的，所以带状纸料M交替受到沿纵向轴的两个边缘部驱动。由此纸料的加工过程不易于使纸带中间部位撕破，只受到轴向拉力。

通过一个边部或另一个边部的连续咬入运动使纸的中间部分出现了多余的纸料，所说的多余部分是由插入到沟槽19中的复曲面带23产生的，它增加了使纸带起皱的可能性。

本发明的驱动或拉拽模式是新型的，它为本发明的一部分。

参照图4，施压轮14大致为圆柱体，它的两个脊状边缘部24和24′连接在光滑的中间部分25上。支撑轮17是光滑的圆柱形轮子，脊状翼肋24和24′沿其周边转动。来自第一套轮子付8和11的纸料M通过所述的脊状翼肋和光滑表面在可变化的压力下被拉紧(下文将叙述)。然而，这种施压是有限度的，这可以避免纸料被破坏，因为纸料在以前的系统中的齿轮状部件的齿之间是不变形的。与纸料一起运动的脊状翼肋24和24′通过施压确保所述材料的各层的连接，并通过将纸的褶皱压平来确保制品的结合力。

第二套轮子付的基本作用仅仅是进行压接，它没有驱动功能(相反，第二套轮子付对运动有制动作用)。

参照图5，支撑轮子11和17的轴12和18的摆动杆13和13′与向作用点27和27′施压的弹簧26和26′共同作用，作用点27和27′的位置更靠近所述摆动杆的后端，即距轴12的距离比距前端(轴18)更近一些。因此所施加的力的分配状况是，轮子11施加的压力大于轮子17施加的力。产生这种差别的原因是轮子11与驱动轮8共同运动，因此轮子11必须咬住多层带状纸料M，且咬入力成比例地大于轮子17的力，而轮子17仅仅是支撑脊状翼肋24和24′。

两个力的比值可以是1/3～2/3，如果需要还可以通过调整作用点27和27′的位置选择其它不同的比值。

和驱动功能一样，压接功能和该功能的调节方式也是新型的，它是本发明的一部分。

最后，根据本发明的另一个特点，起皱功能并不是象从前的装置那样由齿轮状部件完成，而是由不影响纸料坚实度的机械系统完成的。

如图中用16a、16b和16c所表示的齿轮(用于形成图3至图4的减速齿轮组件)所示，驱动轮14的电机5也沿同样的方向驱动轮8，但转速更快，结果，当起皱的带状纸料M离开轮子付8，11时，它被转速慢得多的轮子付14，17咬住。此后两对轮子付之间的纸料被挤压，由此产生了永久性横向褶皱(在图2中用P表示)。使纸料M起皱的功能是由两对不同转速的轮子付执行的，其中驱动轮子付的转速快于压接轮子付。通过试验，最佳速度比选为1.9。例如，这种速度比可通过将齿轮16a和16b选定20个齿，而齿轮16c选定38个齿来实现，齿轮16b只限定齿轮16c的转动方向，这样轮子14的转动方向与齿轮16a相同。

当然，速度比也可为适应于其它情况，例如根据所要求的起皱程度而进行调整。该速度比是对具有相同直径的轮子8，14计算得出的，但是对于不同直径的轮子它是可改变的。

它的主要优点是，与以前的装置不同，纸料的起皱可认为是“自发产生”的，这意味着避免了会破坏所述纸料的部件操作，而EP-A-2427834文献中所提到的齿轮状部件，此类部件可引起纸料撕裂，此装置仅限于加工优质纸料。与之相反，本发明的机器可加工普通质量的纸料，例如低质量回收纸。

正如在图2中特别示出的，制品是用来自辊2的纸制成的，经引导系统的导入，借助一简单而高效率的系统而使纸的中间带横边折叠。

该系统首先包括一对例如用橡胶制作的带有凸缘的滑轮30，它以可调节和可转动方式安装在轴31上，并可绕两个臂摆动，这两臂可根据箭头F的方向绕轴32转动(见图2)。这可以使集料槽3的入口开放，便于来自辊2的纸料的装入。在此位置，滑轮30可进行轴向调节直至达到所要求的间距，例如可以选择间距30′，这样滑轮可以适合于各种质量的纸，这些纸必须根据集料槽3的不同曲率半径折叠。

当纸处于所述集料槽3之内时，系统30，31通过沿与箭头F相反的方向绕32摆动使其再次上升，直至达到垂直方向(见图2)。在这个位置，凸缘便于折叠多层纸带的纵向边部，从而使所述的边部堆积到放置在集料槽3内的板33上。在集料槽3的出口侧下方外面，一旦多层纸料堆积在上述板33上时，它就会被吊架4中的两个轮子8和11组成的驱动轮付咬住。

集料槽3的底板是由两块斜切的金属板40和40′制成的，以便在折叠操作时引导纸料的横边。

所述集料槽3的上下板延伸至位于轮子付8，11和14，17各侧的41和42处，从而使多层纸料被完全地引导，直至它到达剪切装置处。

板33包括一圆形后部35用于将带状纸料放到其上表面处。所述板33的前部包括三角形垂直边缘部36，以使当纸料M在集料槽3内折叠以制成减震垫板制品时，使边缘部体积增加。

弹簧40固定在集料槽3的上壁后部，以便当机器工作时，保持凸缘30紧靠在圆形部分35上。这一方案可取代以前机器设备中的所有复杂的装置，它是本发明的一个部分。

本发明涉及到一种新的制造方法的每一步骤，在说明书中以独立权利要求形式给出。但是若想用本发明的机器获得最好的结果，需对两个或两个以上的步骤进行组合。本发明的权利要求中列出了所有的可能采取的步骤的组合。

上述的优选实施例不应看成是限制性的。本发明还包含本领域的熟练技术人员可实现的其它实施例，它们都落在本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1、用多层纸状材料制作减震垫板制品的方法，包括所述纸料的横边向后折叠，再驱动折叠状纸料，使其起皱，最终通过逐次施压使其压接，其特征是，纸料的折叠、起皱和压接操作是彼此独立、依次进行的。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是，起皱操作是通过驱动速度和压接速度的不同而自发形成的。

3、根据权利要求1和2之一所述的方法，其特征是，驱动操作是在纸料折叠后沿着纸料的中间轴线两边的两个平行区域上执行的，作用点交替出现在两个边部，纸料的中轴线保持柔性。

4、一种使用权利要求1至3任何一项所述方法制作减震垫板制品的机器，其特征是，执行折叠、驱动、起皱和压接功能以最终使制品具有结合力的各部件是独立工作的分开的部件，每个部件都适于完成其本身的功能，以避免损坏或撕裂制品。

5、根据权利要求4所述的机器，其特征是，完成驱动功能的部件是由两个叠置的轮子组成的轮子付，其中上轮大致为圆柱状，轮的中部有一环状沟槽，而两个边缘部的周边经铣削加工，且一个边缘部的被削平的部位和另一边缘部的未削平的部位相对，下轮形状大致也为圆柱状，其中间部分对应上轮的环状沟槽有一复曲面带，下轮两个圆柱状边缘部与上轮的未削平区域相接触。

6、根据权利要求4所述的机器，其特征是，使叠摞的多层纸带压接的部件是一套叠放的轮子付，其中上轮是城堡形轮，下轮是光滑的园柱形轮，城堡形上轮齿的圆周沿下轮光滑表面转动，叠摞的纸带被所述的齿压向支撑轮。

7、根据权利要求4至6中任何一项所述的机器，其特征是，完成起皱功能的部件是一个与驱动轮和压接轮连接的减速齿轮组件，以便使驱动轮的转速比压接轮快，由于存在此速度差，送入压接轮的纸料的速度快于压接轮的转速，从而自发地进行压实和起皱，没有应力产生。

8、根据权利要求7所述的机器，其特征是，驱动轮和压接轮直径大致相等，驱动轮的转速比压接轮快1.9倍。

9、根据权利要求8所述的机器，其特征是，下轮的轴可随摆动杆转动，弹簧作用在摆动杆上，弹簧的布置使向前的作用力即作用在驱动轮上的力大于向后的作用力即作用在压接轮上的力。

10、根据权利要求9所述的机器，其特征是，与摆动杆共同作用的弹簧，沿摆动杆长度方向的位于从摆动杆的后端算起整个长度的约1/3处。

11、根据权利要求4所述的机器，其特征是，引导来自加料辊的纸料的系统包括带有凸缘的由两个滑轮组成的滑轮付，其中滑轮沿着由摆动臂支撑的一个轴滑动并可绕其转动，摆动臂在打开集料槽通路的后部位置和第二提升位置之间转动，在第二提升位置，所述滑轮向内折叠纸带边部并引导纸料进入所述的集料槽；还包括一个放置在所述集料槽之内的并向前后延伸至其外的大致水平的板，当纸料在集料槽内移动时，纸料堆积在板上。

12、用多层纸状材料制作的减震垫板制品，该制品经过折叠，起皱，然后经顺序施压点使其压接，其特征是，它是用权利要求1至3所述的方法和/或权利要求4至11所述的机器制作的。

13、根据权利要求12所述的减震垫板制品，其特征是，所用的纸是回收纸。

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