CN110691693B - 用于可膨胀的狭缝原料片材的具有可变间隔的垫料转换机 - Google Patents

Abstract

用于将可膨胀的预制狭缝的原料片材(126)转换成密度相对较低的垫料产品(130)的垫料转换机(112)包括膨胀组件(170)，该膨胀组件(170)提供用于调节从中抽出原料片材的部件(190、192)的旋转轴线之间的间隔的装置。

Description

用于可膨胀的狭缝原料片材的具有可变间隔的垫料转换机

相关申请

本申请要求2017年3月24日提交的美国临时申请62/476,488的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于将预制狭缝的可膨胀原料片材转换为垫料产品的垫料转换机和方法，更具体地涉及用于将各种类型的可膨胀狭缝原料片材转换成相应的膨胀的垫料产品的垫料转换机和方法。

背景技术

在将一个或多个物品从一个位置运输到另一个位置的过程中，包装工人通常将一些类型的垫料材料与待运输的一个或多个物品一同放置在诸如硬纸板箱的运输容器中。垫料材料通常用于包裹物品，或者部分地或完全地填充容器中物品周围的空余空间或空隙容积。通过填充空隙容积，垫料防止或最小化可能在运输过程中导致损坏的物品的移动。垫料还可以执行阻挡、支撑或缓冲的功能。一些常用的垫料材料为塑料泡沫颗粒、塑料泡沫包装、气囊以及加工纸(converted paper)垫料材料。

膨胀的狭缝片状垫料产品作为包装物品的缓冲材料和作为空隙填充材料是特别有用的。可膨胀狭缝原料片材通常具有在片材中预先形成的多个狭缝。狭缝的形状、间隔和大小可以不同。当在横跨狭缝施加张力时，狭缝将打开，狭缝之间的片材将从未膨胀的片材的初始平面旋转出，并且片材将从具有最小厚度的大致平坦的二维片扩展到密度相对较低的垫料产品，该密度相对较低的垫料产品具有增加的厚度、平行于所施加张力方向的增加的长度尺寸以及横向于所施加张力方向的减小的宽度尺寸。如本文所用，术语膨胀指的是狭缝原料片材在张力作用下的三维膨胀或体积膨胀。该材料通常在长度和厚度上扩展，而在宽度上减小，以产生增加的体积和相当的密度上的减小。在美国专利第5,667,871号和第5,688,578号中描述了狭缝片状垫料材料及其制造，在此通过引用将其公开的全部内容并入本文。

发明内容

尽管许多垫料转换机生产足够的垫料产品，但是现有的垫料转换机和垫料产品可能不是对于所有应用都是理想的。此外，现有的垫料转换机对于与各种类型的原料(例如不同类型的可膨胀狭缝原料片材)一起使用可能不是理想的。本发明提供了一种垫料转换机，用于将可膨胀的预制狭缝的原料片材转换成密度相对较低的垫料产品，并且该垫料转换机易于调节以用于各种类型的可膨胀的预制狭缝的原料片材，可膨胀的预制狭缝的原料片材可以具有不同的形状、长度、取向、或狭缝之间的间隔或狭缝的行之间的间隔。由本发明提供的转换机具有改进的膨胀组件，该膨胀组件提供用于调节从中抽出原料片材的部件的旋转轴线之间的间隔的装置。可调节性使不同厚度和/或具有不同狭缝图案的预制狭缝的原料片材供给通过膨胀组件。进料时膨胀垫料产品没有压缩或压缩最少，不存在或最小化由于预制狭缝的原料片材的膨胀而导致的预制狭缝的原料片材或膨胀的垫料产品在转换机中堵塞、成团、和/或撕裂。

可膨胀的狭缝原料片材通常是预制狭缝的原料片材，具有多个横向延伸的狭缝行。这些行沿纵向彼此间隔开。每行包括横跨该行分散的多个狭缝。并且每行中的狭缝相对于相邻行中的狭缝通常以交错或偏移的关系布置。

用于使改进的狭缝原料片材膨胀的垫料转换系统包括垫料转换机，也称为转换器。垫料转换机包括：框架，其具有横向间隔的支撑构件；以及支撑件，其联接至框架，能够支撑原料片材的供应源。第一膨胀构件和第二膨胀构件可旋转地联接至框架，以围绕相应的平行的第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转。第一膨胀构件和第二膨胀构件间隔开以在其间接纳可膨胀原料片材。横向间隔的支撑构件可枢转地联接至框架以支撑第一膨胀构件的横向端部，使得支撑构件的枢转运动改变第一膨胀构件的第一旋转轴线相对于第二膨胀构件的第二旋转轴线的位置。调节构件联接至枢转支撑构件中的一个枢转支撑构件。调节构件具有多个区段，其中至少两个区段具有不同的厚度。调节构件可选择性地定位在多个位置中的任意位置处，使得厚度不同的区段可相对于第一旋转轴线被定位，以将一个枢转支撑构件的位置调节在多个位置中的任意位置处。调节调节构件的位置使第一旋转轴线相对于第二旋转轴线的位置改变。

支撑构件的至少一部分可以设置在厚度不同的可定位区段与第一旋转轴线之间。

垫料转换机还可包括另一调节构件，另一调节构件联接至枢转支撑构件的另一枢转支撑构件。

每个厚度不同的区段的厚度尺寸沿正交于第一旋转轴线设置的平面延伸。

调节构件可构造成使得调节构件可选择性地定位到其中的多个位置是预定位置。

调节构件可以选择性地定位成使得在调节构件的多个位置中的每个处保持第一旋转轴线和第二旋转轴线之间的平行关系。

厚度不同的可定位区段可以可互换地定位到作用位置，以实现第一旋转轴线的位置的运动，并且每次厚度不同的一个区段可以占据作用位置。

厚度不同的区段可以围绕调节构件沿周向间隔开。

调节构件可相对于框架围绕调节轴线旋转以实现支撑构件的枢转。

调节构件可以构造成使得调节构件的偏心旋转实现支撑构件的枢转。

可以通过调节构件的旋转轴线与调节构件的中心轴线之间的偏移间隔来实现调节构件的偏心旋转。

厚度不同的多个区段中的相邻区段可以沿着调节构件的长度通过相应的斜坡部纵向地彼此分开。

调节构件可以在调节构件的多个位置之间线性平移。

垫料转换机可以与可膨胀的预制狭缝的原料的供应源结合。

垫料转换机还可包括偏压构件，该偏压构件设置在枢转支撑构件中的至少一个与相应的调节构件之间，其中偏压构件向相应的调节构件施加力以将调节构件保持在多个位置中的每个位置处。

另一种垫料转换机包括：支撑装置，其用于支撑可膨胀原料片材的供应源；以及一对膨胀构件，其位于支撑装置的下游，用于在从支撑装置中抽出可膨胀原料片材时在该对膨胀构件之间接纳可膨胀原料片材。当原料片材在膨胀构件之间以及膨胀构件下游的拉力下张紧时，膨胀构件有助于原料片材的均匀膨胀。提供了一种调节装置，用于通过改变调节装置的厚度不同的区段相对于膨胀构件的中心纵向轴线之一的相应位置来改变一对膨胀构件的膨胀构件的中心纵向轴线之间的间隔。

垫料转换机还可包括响应于调节装置的厚度不同的区段的相应位置的变化而可枢转的支撑装置。

垫料转换机还可包括偏压装置，该偏压装置用于保持调节装置相对于一对膨胀构件中的一个膨胀构件的旋转轴线的位置。

一种将可膨胀原料片材转换成密度相对较低的垫料产品的方法，可以包括以下步骤：(a)在张力作用下抽出在一对旋转构件之间的来自供应源的具有第一狭缝图案的第一原料片材，以使第一原料片材在至少一个维度上膨胀；(b)用具有不同于第一狭缝图案的第二狭缝图案的第二原料片材替换第一原料片材；(c)调节旋转构件的相应旋转轴线之间的间隔；以及(d)在张力作用下抽出在一对旋转构件之间的第二原料片材，以使第二原料片材在至少一个维度上膨胀。调节步骤包括提供可触觉检测的位置，该位置表示旋转构件的旋转轴线之间的至少两个不同量的间隔。

调节步骤可以包括旋转偏心以实现位置之间的调节。

下面将充分地描述本发明的前述特征和其它特征，并在权利要求中具体指出，以下说明书和附图详细阐述了本发明的某些示例性实施例，然而，这些实施例仅是可以采用本发明的原理的各种实施例中的一些。

附图说明

附图用于帮助描述本发明的方面，不一定按比例绘制。

图1是根据本发明的示例性垫料转换机的示意图。

图2是与图1的示例性垫料转换机一起使用的狭缝原料片材的局部平面图。

图3是由图2的狭缝原料片材形成的膨胀的垫料产品的局部透视图。

图4是根据本发明的示例性垫料转换机的透视图。

图5是图4的示例性垫料转换机的前视图。

图6是图4的示例性垫料转换机的侧视图。

图7是图4的示例性垫料转换机的侧视图，示出了与图6所示相反的一侧。

图8是图4的示例性垫料转换机的局部剖视图，该剖视图是通过膨胀组件截取的。

图9是图4的示例性垫料转换机的局部剖视图，通过膨胀组件截取的剖视图。

图10是图4的示例性垫料转换机的侧视图，其中部分外壳被移除并且所示的膨胀组件位于初始位置。

图11是图4的示例性垫料转换机的局部剖视图，其中该剖视图是通过膨胀组件截取的并且所示的膨胀组件处于初始位置。

图12是图4的示例性垫料转换机的侧视图，其中部分外壳被移除并且所示的膨胀组件位于第二位置。

图13是图4的示例性垫料转换机的局部剖视图，其中该剖视图是通过膨胀组件截取的并且所示的膨胀组件处于第二位置。

图14是根据本发明的另一示例性垫料转换的透视图。

图15是图14的示例性垫料转换机的局部侧视图。

图16是图14的示例性垫料转换机的另一局部侧视图。

图17是图14的示例性垫料转换机的又一局部侧视图，其中部分外壳被移除。

具体实施方式

本发明总体上提供了一种改进的垫料转换机，其用于从未膨胀的狭缝原料片材的供应制造膨胀的垫料产品，并且更具体的是，其有助于从不同厚度、不同预狭缝图案或其组合的不同的未膨胀的狭缝原料片材的供应来制造膨胀的垫料产品。

垫料转换机包括用于支撑未膨胀的狭缝原料片材的供应源的支撑装置，该未膨胀的狭缝原料片材也称为可膨胀原料片材或原料片材。未膨胀的狭缝原料片材是具有在其中切开的狭缝的原料，从而当横跨狭缝施加张力时，狭缝将张开，狭缝之间的片材将从未膨胀的片材的原始平面旋转出，并且片材将在体积上膨胀。垫料转换机还包括在支撑装置下游的一对膨胀构件，用于当从支撑装置抽出可膨胀原料片材时在该对膨胀构件之间接纳可膨胀原料片材，当原料片材在膨胀构件之间并且在膨胀构件下游的拉力作用下张紧时，该膨胀构件促进原料片材的均匀膨胀。机器的下游方向(也称为纵向方向)是原料从支撑装置到机器的出口穿过机器行进的方向，其中上游方向设置为与下游方向相反。

除了支撑装置和膨胀装置之外，该机器还包括调节装置，该调节装置用于通过改变调节装置的厚度不同的区段相对于膨胀构件的中心纵向轴线之一的各自位置来改变该对膨胀构件的膨胀构件的中心纵向轴线之间的间隔。枢转装置可响应于调节装置的厚度不同的区段的定位而枢转。可选地，垫料转换机可包括偏压装置，该偏压装置用于保持调节装置相对于该对膨胀构件中的一个膨胀构件的旋转轴线的位置。

现在详细地参考附图，图1示出了包括垫料转换机12以及原料片材16的供应源14的示例性垫料转换系统10。转换机12(也被称为膨胀机、垫料膨胀机或转换器)使得操作者能够从供应源14制造出更多的均匀膨胀的垫料产品。

转换器12至少包括：支撑装置18，其用于支撑供给源14；以及膨胀组件20，其用于在原料片材16被抽出通过膨胀组件20时使原料片材16膨胀。膨胀组件20设置在供应源支撑件18的下游。转换器12可选地包括分离装置22，分离装置22用于将离散的垫料产品24从由膨胀组件20输出的膨胀的垫料26的连续条带上分离。可选的分离装置22可以设置在膨胀装置20的下游。转换器12可选地构造成转换来自多个供应源的原料片材。

原料片材16的供应源14包括已被预制狭缝并且通常包括一个或多个层的原料片材。如图所示，通常以一个或多个卷绕体30的方式供应原料片材16(也称为片材16)。卷绕体中的片材16可以缠绕在中空芯体32上，中空芯体32可被接纳在支撑装置18上，支撑装置18例如是这样的轮轴：该轮轴随中空芯体32而旋转，或者随着片材从卷绕体退卷时中空芯体围绕该轮轴而旋转。在其他实施例中，片材16可以附加地或者可替代地以另一合适的布置来提供，该合适的布置诸如为折扇式堆叠，其中片材交替地折叠为大致矩形页面的堆叠。在折扇式堆叠的情况下，合适的支撑装置可以包括具有架子的支架或推车(cart)，用于支撑折扇式堆叠。

无论是卷绕体形式还是折扇式堆叠形式，片材通常是这样的平面：具有相对于在横向边缘(lateral edges)之间延伸的宽度尺寸以及横向于宽度尺寸的长度尺寸的最小厚度。从供应源中沿供给方向(大致平行于片材的长度尺寸)抽出片材。

示例性的片材16是纸，诸如是牛皮纸，并且更具体的说，是单层牛皮纸。合适的牛皮纸可以具有各种基重，例如二十磅或四十磅。在一些实施例中，片材16可以是层压的或者可以包括任何其他合适的材料，诸如另外的纸、塑料片、金属箔或者其任何组合。纸是一种对环境负责的原料，其可回收、可生物降解并由可再生资源组成。

现在参考图2和图3，以进一步描述片材16，示例性片材16包括预制狭缝片材，也称为未膨胀的片材或可膨胀的片材。示例性的预制狭缝片材包括多个狭缝40，多个狭缝40布置成狭缝40的多个纵向方向间隔开的、横向延伸的行42，横跨片材的整个宽度布置。预制狭缝原料片材16可以具有许多供选择的狭缝布置的任一种和/或不同的片厚度。狭缝的不同布置可以包括行相对于彼此的不同布置、不同大小的狭缝、狭缝之间的不同间隔、不同狭缝形状或狭缝定位(例如相对于相邻狭缝的角度定位)等中的任一种或多种。可以通过横跨片材间断地切割片材或通过削薄片材而形成狭缝。

狭缝40的行42通常彼此平行并且通常周期性地、且典型地为等间隔地沿纵向方向彼此间隔。狭缝40横跨行42而间断地分散，每一行42的狭缝40通常相对于直接相邻的行42的狭缝40交错排列。横跨狭缝40的每一行42，组合的狭缝40可以具有比设置在横向相对的狭缝端点46之间的无狭缝部分44的长度更大的长度，这提供了狭缝片材16的最佳膨胀量。

狭缝片材16构造为当片材16行进通过转换器12(图1)时在一个或多个维度上膨胀，也称为体积膨胀或体积性膨胀。当片材16在横向于狭缝方向的方向(通常为与片材16的卷绕体的宽度尺寸垂直的纵向供给方向)的拉力下被拉伸时，纸的纵向方向长度和厚度增大，而纸的横向宽度尺寸减小。随着片材16被纵向方向地拉伸而引起的增大的厚度至少部分地由以下原因引起：片材16的位于狭缝的行之间的部分相对于未膨胀的片材16的平面而旋转。厚度尺寸沿相对于片材的面的法线方向延伸。法线方向被定义为与纸的纵向方向长度大致正交，并且与片材的横向相对边缘48(即，宽度)之间的横向范围大致正交。当以这种方式拉伸时，狭缝片材16的厚度相对于其初始厚度可以增加一个或多个数量级。

与未膨胀的狭缝片材16相比，连续条带形式的膨胀的垫料26(图1)具有增大的长度和厚度以及减小的宽度。该纵向方向拉伸和厚度的增加导致了体积膨胀的垫料产品24(图1和图3)，并且该纵向方向拉伸和厚度的增加受到狭缝40之间无狭缝部分44以及在狭缝40的上游和下游侧的纸张的影响，上述纸张从片材的横跨狭缝的相邻部分分离并从未膨胀片材的平面旋转出。增大的体积允许膨胀的垫料产品24用作用于将物品包装在容器中的穿孔保护型空隙填充物或缓冲包裹。

现在参考图4至图13，将在以下段落中进一步描述用于使预制狭缝的原料片材膨胀的示例性转换器112。转换器112与可膨胀的狭缝原料片材126的供应源124配合以制造所得的膨胀的狭缝片材包装材料，即，膨胀的垫料产品130。

转换器112通常包括壳体，该壳体包括框架132。所示的框架132包括相对的、横向间隔开的侧板131，侧板131联接至一个或多个基板133，以搁置在诸如桌子的工作表面上。一种或多种用于支撑片材的装置(例如一个或多个供应源支撑件134)联接至框架132，例如联接至侧板131。在所示的转换器112中，一对相对的横向间隔的供应源支撑件134分别联接至该对侧板131。供应源支撑件134沿横向方向140间隔开。横向方向140横向于纵向方向150延伸，纵向方向150从框架132的后部149延伸到框架132的前部151，该前部151具有用于分配膨胀的垫料的出口。纵向方向150平行于原料片材通过转换器112的供给方向。

一对轮轴154和156由供应源支撑件134支撑，例如在所示的供应源支撑件134的凹口152中。最后轮轴154被定位为支撑可膨胀原料片材126的供应源124，并且可在可膨胀供应源124中接纳并支撑片材的卷绕体的芯体160。最前轮轴156被定位为支撑分离器材料164的供应源162，该分离器材料164可以包括插页纸。分离器材料164可以是棉纸(tissuepaper)、薄牛皮纸(例如比可膨胀原料片材薄)、塑料、及其组合等。类似于可膨胀原料片材126的供应源124，分离器供应源162也可以设置为卷绕体，该卷绕体例如缠绕在可被接纳在轮轴156上的中空芯体上。附加地或替代地，分离器供应源162可以设置为折扇式堆叠，并且相关的供应源支撑件可以包括用于支撑堆叠的架子。

特别参考图6和图7，转换器112还设置了在从供应源124中抽出可膨胀原料片材126时用于抓持可膨胀原料片材126的装置，该装置包括膨胀组件170。膨胀组件170在一个或多个供应源支撑件134的下游间隔开。下游方向相当于供给方向，并且下游方向沿着可膨胀原料片材126从供应源124到垫料转换机112的出口171的路径。

所示的膨胀组件170包括一对张紧构件172和173，张紧构件172和173张紧并抓持从供给源124抽出的未膨胀的原料片材126。可膨胀原料片材126在一对张紧构件172和173之间延伸。张紧构件172和张紧构件173位于最后轮轴154的下游，并且可旋转地联接至框架132的侧板131，以围绕各自的旋转轴线176旋转。如图所示，张紧构件172和173中的每一个的相对的横向端177被接纳在侧板131中，但是其他支撑方式也可以是合适的。

张紧构件172和173中的至少一个可以由合适的马达178驱动。马达178驱动力传递轮轴180的旋转，第一从动张紧构件172通过合适的力传递构件182(图7)联接至力传递轮轴180，力传递构件182例如为带或链，在一些实施例中可以是带齿的。在一些实施例中，第二张紧构件173可以被驱动，或者两个张紧构件172和173都可以例如沿相同或相反的方向被驱动。

在供应源支撑件134以及一对张紧构件172和173的下游为一对膨胀构件190和192。该对膨胀构件190和192与该对张紧构件172和173沿纵向方向间隔开。该对膨胀构件190和192彼此间隔开，以能够在其间接纳原料片材126。特别地，所示的一对膨胀构件190和192被定位成抓持膨胀形式的原料片材126，即，膨胀的垫料的连续条带。在一对张紧构件172和173与一对膨胀构件190和192之间提供张力，该张力使可膨胀原料片材126从未膨胀形式膨胀成垫料的连续条带的膨胀形式。

关于膨胀构件190和192的细节，第一膨胀构件190和第二膨胀构件192可旋转地联接至框架132的侧板131。膨胀构件190和192被联接以分别围绕平行的第一旋转轴线194和第二旋转轴线196旋转。如图所示，每个膨胀构件190和192的相对的横向端198被接纳在侧板131中，但是其他支撑方式也可以是合适的。

第二膨胀构件192是位于第一膨胀构件190上方的上膨胀构件。第二膨胀构件192的相对的横向端198包括联接至其上的各自的旋转构件200和202，以允许驱动第一膨胀构件190和第二膨胀构件192中的每一个。旋转构件200是用于接纳传递构件204(图6)(例如带或链，可以带齿)的带轮，例如带齿的带轮。传递构件204在合适的旋转构件206之间延伸，传递构件例如为联接至第一从动张紧构件172的横向端177的带轮。传递构件204能够使第一从动张紧构件172和第二膨胀构件192通过马达178例如沿相同方向共同旋转。

在转换器112的相对侧上，诸如齿轮的旋转构件202接纳传递构件210(图7)(例如，另一带或链，其可以带齿)。传递构件210被接纳在旋转构件202和旋转构件212(例如，齿轮)的每一个处。旋转构件212联接至第一膨胀构件190的相应横向端198，以允许第一膨胀构件190与第二膨胀构件192的共同旋转。辅助支撑旋转构件218(例如，另一个齿轮)进一步旋转地联接至邻近齿轮202和212的相应侧板131，以为传递构件210提供支撑。如图所示，膨胀构件190和192沿相反方向旋转。

传递构件182、204和210一起提供相应的第一从动张紧构件172与膨胀构件190和192的旋转的相互耦合。因此，马达178构造成驱动第一张紧构件172以及第一膨胀构件190和第二膨胀构件192中的每一个。

在其他实施例中，替代构造能够实现以下的任一个：(i)第二膨胀构件192相对于第一张紧构件172沿相反的旋转方向的旋转，(ii)第一膨胀构件190和第二膨胀构件192沿相同方向的旋转，或(iii)马达178对第一膨胀构件190的替代或附加驱动。甚至在其他实施例中，第一膨胀构件190和第二膨胀构件192可以均不被驱动，并且转换器112的出口171处的张力可例如由用户手动地提供。在其他实施例中，可以同时省略张紧构件172和173，并且可以在供应源124和一对膨胀构件190和192中的一个之间提供使原料片材126膨胀的张力，该张力为外部施加的力或手动施加的力。

张紧构件172和173和/或膨胀构件190和192可包括如下特征：有助于保持向膨胀或未膨胀的原料片材施加张力以及供给原料片材的能力。如图8所示，为了保持对在张紧构件172和173与膨胀构件190和192之间膨胀的膨胀形式的原料片材的抓持，所示的膨胀构件190和192包括多个抓持构件220。抓持构件220构造成保持在膨胀形式的原料片材(也称为膨胀的垫料的连续条带(未示出))上的张力，从而防止或最小化膨胀的垫料的条带的撕裂、压碎和/或堵塞。各膨胀构件190和192中的每一个的抓持构件220(诸如，齿)沿横向彼此间隔开。所示的抓持构件220围绕膨胀构件190和192在周向上充分扩张(expend)，并且沿横向彼此相等地间隔开。所示的第一膨胀构件190的抓持构件220与第二膨胀构件192的抓持构件220在相对的横向端198之间的相同的各自横向位置处横向对齐。在其他实施例中，抓持构件的交替间隔、布置、形状和/或尺寸也可以是合适的。

现在参考图9至图11，经由膨胀组件170的支撑构件230或通过调节装置(诸如膨胀组件170的一个或多个调节构件240)，控制膨胀构件190和192的旋转轴线194和196之间的间隔，以防止或最小化这种撕裂、压碎和/或堵塞。可以调节间隔以容纳具有不同体积尺寸的膨胀的垫料的条带，例如，其中不同的未膨胀的片材具有不同的厚度和/或不同的狭缝布置。

一组相对的、横向间隔的支撑构件230可枢转地联接至框架132的相应侧板131。支撑构件230支撑第一膨胀构件190的横向端部198，使得支撑构件230的枢转运动改变第一膨胀构件190的第一旋转轴线194相对于第二膨胀构件192的第二旋转轴线196的位置。例如，通过支撑构件230接纳第一膨胀构件190的横向端部198。紧固件242将每个支撑构件230的一个纵向端244联接至相应的侧板131。支撑构件230围绕紧固件242枢转并且围绕延伸穿过紧固件242的枢转轴线246枢转。

可选择性地定位调节装置以引起支撑构件230的运动，从而改变第一旋转轴线194相对于第二旋转轴线196的位置。而且，调节装置是可调节的，使得在调节装置的多个位置中的每个位置处保持第一旋转轴线194和第二旋转轴线196之间的平行关系。

在替代实施例中，支撑构件230可以彼此成一体，诸如经由在支撑构件230之间横向延伸的支撑件而连接。附加地或替代地，单个调节构件240可提供对支撑构件的枢转调节，其中单个调节构件240可在支撑构件之间横向延伸。

如图所示，至少一个支撑构件230的相对的纵向端250由可调节的调节装置支撑。如图所示，每个支撑构件230的相对的纵向端250由相应的调节构件240支撑。调节构件240被接纳在相应支撑构件230的调节孔口252中。所示的第一膨胀构件190的横向端部198纵向地设置在紧固件242和调节构件240之间。在一些实施例中，调节构件240可纵向地设置在第一膨胀构件190的横向端部198与紧固件242之间。

现在参考调节构件240中的一个，但是同样适用于调节构件240的每个，调节构件240例如可旋转地联接至框架132，例如连接至相应的侧板131。调节构件240可在实现支撑构件230的枢转的多个位置中的任一个之间选择性地调节，例如手动调节。考虑到调节构件240具有厚度不同的多个区段，每个位置是预定的并且可触觉地检测。

调节构件240联接至相应的枢转支撑构件230，从而在调节构件240的多个位置中的任意位置的选择性定位使得厚度不同的区段相对于第一旋转轴线194可被互换地定位。可互换的定位调节相应的枢转支撑构件230在相应的枢转支撑构件230的多个位置中的任意位置中的位置。厚度不同的区段的互换由此引起第一旋转轴线194相对于第二旋转轴线196的位置的改变。

特别地，厚度不同的区段围绕调节构件240的圆周周向地间隔开，例如等距间隔开。调节构件240可相对于框架132围绕调节轴线262旋转，以改变厚度不同的区段相对于框架132的定位。这是通过使调节构件240围绕其旋转的调节轴线262从调节构件240的中心线产生偏心的偏移来实现的。

如图所示，一对厚度不同的相对区段259和260(其中一个区段较另一个区段厚)由调节轴线262与厚度不同的区段259和260中的每个的径向外点264之间的间隔限定。考虑到调节构件240是偏心的，其中调节轴线262从调节构件240的中心纵向轴线偏移，因此区段259和260各具有不同的厚度。厚度不同的区段259和260的每个的厚度尺寸沿平面266(图11)延伸，平面266正交于第一旋转轴线194设置。在其他实施例中，调节构件240可以包括任何合适数量的厚度不同的区段259和260，和/或厚度不同的区段259和260可以围绕调节构件240而彼此间隔开。

调节构件240围绕调节轴线262的偏心旋转使得厚度不同的可定位区段259和260可在具有面向上方的较厚区段259(图11)的定向与具有面向上方的较薄区段260(图13)的定向之间互换。厚度不同的区段259、260每次只有一个可以占据面向上方的作用位置。支撑构件230的至少一部分设置在面向上方的部分与第一旋转轴线194之间，以提升或降低支撑构件230的枢转运动。为了允许可互换的定位，调节孔口252构造成例如具有椭圆形或长方形形状，以适应调节构件240围绕偏移的调节旋转轴线262的偏心旋转。

例如，首先参见图10和图11，调节构件240设置在默认位置。在图11的剖视图中最佳地示出的较厚区段259定位在面向上方的作用位置处。可以使调节构件240旋转，使得相对不厚的(较薄)区段260可以可互换地旋转到面向上方的作用位置，如图12和图13所示，而较厚区段259旋转到与面向上方的作用位置相反的下部非作用位置或面向下方的非作用位置。特别地，每个相对的调节构件240被相同地调节，以保持对横跨在第一膨胀构件190和第二膨胀构件192之间延伸的膨胀的原料片材上的均匀抓持。在调节构件240的该第二位置处，相应的支撑构件230朝着基板230向下枢转。相比于图9至图11所示的调节构件240的默认位置所提供的间隔，图12和图13所示的调节构件240的第二位置在第一膨胀构件190和第二膨胀构件192的第一旋转轴线194和第二旋转轴线196之间提供了增大的间隔。

再次暂时转向图11所示，通过偏压装置将调节构件240保持在默认位置和第二位置中的每个位置。偏压装置(例如相对的弹簧柱塞280)防止调节构件240的旋转。弹簧柱塞280通常设置在枢转支撑构件230和相应的调节构件240之间。

更具体地，弹簧柱塞280联接至每个支撑构件230，以与相应的调节构件240接合。每个弹簧柱塞280包括柱塞282，该柱塞282被接纳到相应的支撑构件230中并且被接纳到在相应的调节构件240的一对厚度不同的区段260之间延伸的柱塞孔口284中。偏压构件286(例如螺旋弹簧)将柱塞282保持接合在柱塞孔口284中。柱塞孔口284可以构造成例如具有锥形部分，使得柱塞282从柱塞孔口284的位于厚度不同的区段260之一处的一侧自动脱离并接合到柱塞孔口284的位于该对厚度不同的区段中的另一个处的相对侧中。在一些实施例中，柱塞孔口284可以不完全延伸穿过调节构件240，因此可以提供相对的柱塞孔口以提供类似的功能。在仅包括单个调节构件240的一些实施例中，可以使用一个或两个弹簧柱塞280。

现在参考图14至图17，在312处示出了示例性垫料转换机的另一实施例。示例性的垫料转换机312与上面提到的垫料转换机112基本相同，因此，相同的附图标记但是加上200(indexed by 200)来表示与垫料转换机312中的相似结构相对应的结构。另外，除了以下所述之外，对垫料转换机112的前述描述同样适用于垫料转换机312，尤其是关于垫料转换机312的调节装置。此外，在阅读和理解说明书后将理解，在适用的情况下，垫料转换机112和312的各方面可以彼此替代或彼此结合使用。

首先参考图14至图16，垫料转换机312(也称为转换器312)设置用于使可膨胀供应源324的可膨胀原料片材326手动地膨胀。转换器312通常包括壳体，该壳体包括框架332。所示的框架332包括联接在横向延伸的支撑部333之间的相对的、横向间隔开的侧板331。侧板331是供应源支撑件并且提供用于支撑片材的装置。如图所示，横向方向340横向于纵向方向350延伸，纵向方向150从框架332的后部延伸到框架332的前部，该前部具有用于分配膨胀的垫料的出口。纵向方向350平行于原料片材通过转换器312的供给方向。

一对轮轴354和356由侧板/供应源支撑件331支撑，例如在所示的凹口352中。最后轮轴354被定位为支撑可膨胀原料片材326的供应源324，例如接纳可膨胀供应源324的片材的卷绕体的芯体360。最前轮轴356被定位为支撑分离器材料364的供应源362。

在从供应源324中抽出可膨胀原料片材326时用于抓持可膨胀原料片材326的装置包括膨胀组件370。膨胀组件370在最后轮轴354的下游间隔开。下游方向平行于纵向方向350，并且下游方向沿着可膨胀原料片材326从供应源324到垫料转换机312的出口371的路径。膨胀组件370的横向相对端部可以至少部分地容纳在联接至框架332的组件壳体372内。

所示的膨胀组件370包括在最后轮轴354的下游的一对膨胀构件390和392。该对膨胀构件390和392彼此相邻地间隔开(例如彼此接合)，以使得能够抓持其间未膨胀的原料片材326。特别地，所示的一对膨胀构件390和392被定位成抓持膨胀形式的原料片材326，即，膨胀的垫料的连续条带。在一对膨胀构件390和392之间提供张力以使可膨胀原料片材326从未膨胀形式膨胀成在出口371处垫料的连续条带的膨胀形式，并且在出口371附近提供外部施加力，例如手动施加力。

关于膨胀构件390和392的细节，第一膨胀构件390和第二膨胀构件392可旋转地联接至框架332的侧板331，以围绕平行的相应第一旋转轴线394和第二旋转轴线396旋转。如图所示，每个膨胀构件390和392的相对的横向端398被接纳在侧板331中，但是其他支撑方式也可以是合适的。第二膨胀构件392是位于第一膨胀构件390下方的下膨胀构件。

膨胀构件390和392可以包括如下特征：有助于保持向膨胀的或未膨胀的原料片材施加张力和供给原料片材的能力。例如，所示的膨胀构件390和392各包括多个抓持构件420。相应膨胀构件390和392中的每个的抓持构件420(例如，齿)沿横向彼此间隔开。所示的抓持构件420围绕膨胀构件390和392在周向上充分扩张(expend)，并且沿横向彼此相等地间隔开。所示的第一膨胀构件390的抓持构件420与第二膨胀构件392的抓持构件420在相对的横向端398之间的相同的各自横向位置处横向对齐。在其他实施例中，抓持构件的交替间隔、布置、形状和/或尺寸也可以是合适的。

现在参考图17，控制膨胀构件390和392的旋转轴线394和396之间的间隔以优化在横跨在膨胀构件390和392之间抽出的原料片材326的横向长度上施加的均匀抓持张力。可以调节间隔以容纳具有不同厚度和/或不同狭缝布置的片材。由膨胀组件370的可枢转地安装的支撑构件430和调节装置共同控制间隔的调节。例如，膨胀组件370包括一个或多个调节构件440。

一组相对的、横向间隔的支撑构件430可枢转地联接至框架332的相应的侧板331。可枢转支撑构件430支撑第一膨胀构件390的横向端部398，使得可枢转支撑构件430的枢转运动改变第一膨胀构件390的第一旋转轴线394相对于第二膨胀构件392的第二旋转轴线396的位置。例如，通过可枢转支撑构件430中的支撑件开口接纳第一膨胀构件390的横向端部398。紧固件442将每个支撑构件430的一个纵向端444联接至相应的侧板331。可枢转支撑构件430构造成围绕紧固件442和围绕延伸穿过紧固件442的枢转轴线446枢转。

可选择性地定位调节装置以引起支撑构件430围绕枢转轴线446的运动，从而改变第一旋转轴线394相对于第二旋转轴线396的位置。而且，调节装置是可调节的，使得在调节装置的多个位置中的每个位置处保持第一旋转轴线394和第二旋转轴线396之间的平行关系。

在替代实施例中，可枢转支撑构件430可以彼此成一体，诸如经由在支撑构件430之间横向延伸的支撑件而连接。附加地或替代地，单个调节构件440可提供对可枢转支撑构件的枢转调节，其中单个调节构件440可在可枢转支撑构件之间横向延伸。为了简化描述，将仅描述调节构件440中的一个，同时应理解，在膨胀构件390和392的相对端上设置等效的调节构件440。

如图所示，至少一个可枢转支撑部件430的纵向端450通过可调节的调节装置而移动。如图所示，每个可枢转支撑构件430的纵向端450与相应的可枢转支撑构件430的相应的支撑端444相对设置。每个可枢转支撑构件430的纵向端450通过相应的调节构件440而移动。相应的调节构件440通常抵靠相应的可枢转支撑构件430设置。

调节构件440例如以线性平移的方式联接至框架332，例如连接至相应的侧板331。特别地，调节构件440包括调节孔口452。紧固件454(例如，螺栓)被接纳穿过调节孔口452，并将调节构件440保持至相应的可枢转支撑构件430。

支撑销455(拧入块中的螺栓)也被接纳穿过调节孔口452，并且联接至相应的侧板331。诸如螺旋弹簧的偏压构件456设置在支撑销455的头部457和调节构件440之间。平垫圈458也可以设置在偏压构件456和调节构件440之间，以将偏压构件456的力均匀地施加至调节构件440。

可枢转支撑构件430还可以包括延伸穿过其中的支撑孔口459，用于接纳支撑销455。支撑孔口459可具有长方形或椭圆形形状，以允许可枢转支撑构件430相对于支撑销455的枢转。支撑构件430在支撑销455上的联接使得能够在枢转期间引导可枢转支撑构件430。然而，在其他实施例中，可枢转支撑构件430不捕获支撑销455也可以是合适的。

调节构件440相对于框架332以及相对于第一旋转轴线394可选择性地在多个位置中的任意位置之间进行调节，实现可枢转支撑构件430的枢转。通过调节构件440与可枢转支撑构件430的持续接合，并协同施加到调节构件440上的偏压构件456的偏压力，将调节构件440的运动转换成可枢转支撑构件430的枢转运动。

为了进行调节，调节构件440包括一对相对的厚度不同的区段459和460，其中一个区段比另一个区段厚。区段459和460由调节构件440的调节表面462与可枢转支撑构件430之间的间隔限定。每个厚度不同的区段459和460的厚度尺寸沿平面466延伸，平面466正交于第一旋转轴线394设置。如图所示，区段459具有比区段460更大的厚度尺寸。在其他实施例中，调节构件440可以包括任何合适数量的厚度不同的区段。

厚度不同的区段459和460沿着调节构件440的调节表面462线性地间隔开并且纵向地彼此分开。斜坡部464提供在一对区段459和460之间的高度变化。在其他实施例中，厚度不同的区段可以沿着调节表面462彼此线性地间隔开，其间具有任何合适的间隔。

调节构件440可相对于框架332线性平移，以改变厚度不同的区段459和460相对于框架332的定位。调节构件440沿着支撑构件430的线性平移使得区段459和460各自可定位在作用位置470和相邻的非作用位置471之间。厚度不同的区段459或460每次只有一个可以占据作用位置470。

通过使用者拉动或推动调节构件440的手柄部480来实现平移，手柄部480延伸穿过组件壳体372中的开口482。当平垫圈458与调节表面462接合时，斜坡部464允许调节构件440的有效线性平移。在平移之后，调节构件440通过偏压构件456的偏压力被保持在合适的位置。

考虑到调节构件440具有厚度不同的多个区段459和460，每个调节构件440的多个调节位置是预定的并且可触觉地检测。调节构件440与相应的可枢转支撑构件430接合，从而在调节构件440的多个位置中的任意位置的选择性定位使得区段459和460相对于第一旋转轴线394可被定位。如图所示，可枢转支撑构件430的至少一部分设置在作用位置470和第一旋转轴线394之间，以提升或降低支撑构件430的枢转运动。

调节构件440的运动将相应的可枢转支撑构件430调节在相应的多个位置中的任意位置处。由此，厚度不同的区段459和460的运动使第一旋转轴线394相对于第二旋转轴线396的位置改变，以改变第一旋转轴线394相对于第二旋转轴线396之间的间隔。

总之，用于将可膨胀的预制狭缝的原料片材转换成密度相对较低的垫料产品的，根据图1和图4至图17的任一个的垫料转换机12、112、312均包括改进的膨胀组件20、170、370，该膨胀组件设置用于调节部件190、192、390、392的旋转轴线194、196、394、396之间的间隔的装置，原料片材26、126、326被从部件190、192、390、392中抽出。可调节性使不同厚度和/或具有不同狭缝图案的预制狭缝的原料片材供给通过膨胀组件20、170、370，而膨胀的垫料产品的没有压缩或压缩最少，不存在或最小化由于预制狭缝的原料片材26、126、326的膨胀而导致的预制狭缝的原料片材或膨胀的垫料产品24、130在转换机中堵塞、成团、和/或撕裂。

另外，任何前述转换器12、112或312可包括可选的分离装置，例如分离器。关于转换器12，但也可适用于转换器112或312，可选的分离装置22(图1)可包括从垫料26的连续条带分离或分开的不同的垫料产品24。分离装置22的可选的分离器可以包括一个或多个切割构件，切割构件可以手动或自动地致动。在俄亥俄州康科德镇的兰帕克公司的美国专利No.4,699,609中描述了一种示例性的切断组件。在某些情况下，例如当离散长度的片材被供给到转换器12时，可以完全省略分离装置22。另一种选择是采用在横跨其宽度上穿孔的原料片材，从而可以从垫料条带26上撕下一段垫料产品。可以在将原料供给转换器12之前在原料中形成穿孔，或者将穿孔作为转换过程的一部分而形成。附加地或可替代地，转换器12可以构造为将期望长度的垫料产品与由穿孔的原料制成的垫料条带自动分离。这可以通过在膨胀组件20的最下游组旋转构件的上游或下游提供另外一组旋转构件，以及停止上游的任何一组，同时继续通过另一组旋转构件供给片材来实现。

本发明还提供了一种将可膨胀原料片材26、126、326转换成密度相对较低的垫料产品24、130的方法。该方法包括步骤(a)在张力作用下抽出在一对旋转构件190、192、390、392之间的来自供应源124、324的具有第一狭缝图案的第一原料片材，以使第一原料片材在至少一个维度上膨胀。该方法还包括：步骤(b)用具有第二狭缝图案的第二原料片材替换第一原料片材；(c)调节旋转构件190、192、390、392的旋转轴线194、196、394、396之间的间隔；以及(d)在张力作用下抽出在一对旋转构件190、192、390、392之间的第二原料片材，以使第二原料片材在至少一个维度上膨胀。调节步骤可以包括提供可触觉检测的位置，该位置表示旋转构件190、192、390、392的旋转轴线194、196、394、396之间的至少两个不同量的间隔。调节步骤可以包括偏心旋转以实现位置之间的调节。

尽管已经关于一些示出的实施例或多个实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员在阅读并理解说明书和附图之后，将能够想到等同的替代方案和变型方案。特别地，针对于由上述整体(部件、组件、装置、构成等)执行的各种功能，除非另外说明，用于描述这样的整体的术语(包括称谓“装置”)旨在对应于执行指定功能(即在功能上等同)的任何整体，即使其在结构上不等同于本文中所示出的本发明的一个或多个实施例中执行该功能的所公开的结构。

术语“联接”可指一个整体与另一整体的直接联接或整体的间接联接，例如其间具有一个或多个整体。诸如在“a和/或b”中使用的术语“和/或”定义为包括(i)a和b以及(ii)a或b中的一者或两者。

Claims (12)

1.一种垫料转换机，包括：

框架，其具有横向间隔的支撑构件；

支撑件，其联接至所述框架，能够支撑原料片材的供应源；

第一膨胀构件和第二膨胀构件，其可旋转地联接至所述框架，以围绕相应的平行的第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转，所述第一膨胀构件和所述第二膨胀构件间隔开以在其间接纳可膨胀原料片材；以及

横向间隔的支撑构件，其可枢转地联接至所述框架以支撑所述第一膨胀构件的横向端部，使得所述支撑构件的枢转运动改变所述第一膨胀构件的第一旋转轴线相对于所述第二膨胀构件的第二旋转轴线的位置；

调节构件，其联接至所述横向间隔的支撑构件中的一个枢转支撑构件，所述调节构件具有多个区段，所述区段中的至少两个具有不同的厚度，其中，所述调节构件能够选择性地定位在多个位置中的任意位置处，使得厚度不同的区段能够相对于所述第一旋转轴线被定位，以调节所述一个枢转支撑构件在多个位置中任意位置的位置，并且其中调节所述调节构件的位置改变了所述第一旋转轴线相对于所述第二旋转轴线的位置；以及

偏压构件，其设置在所述横向间隔的支撑构件中的至少一个与相应的调节构件之间，其中所述偏压构件向所述相应的调节构件施加力以将所述调节构件保持在所述多个位置中的每个位置处。

2.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述垫料转换机还包括另一调节构件，所述另一调节构件联接至所述横向间隔的支撑构件的另一枢转支撑构件。

3.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，每个厚度不同的区段的厚度尺寸沿正交于所述第一旋转轴线设置的平面延伸。

4.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述调节构件构造成使得所述调节构件能够选择性地定位到其中的所述多个位置是预定位置。

5.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，厚度不同的可定位区段能够互换地定位到作用位置，以实现所述第一旋转轴线的位置的运动，并且其中每次厚度不同的一个区段占据所述作用位置。

6.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述厚度不同的区段围绕所述调节构件周向地间隔开。

7.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述调节构件能够相对于所述框架围绕调节轴线旋转以实现所述支撑构件的枢转。

8.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述调节构件构造成使得所述调节构件的偏心旋转实现所述支撑构件的枢转。

9.根据权利要求8所述的垫料转换机，其中，通过所述调节构件的旋转轴线与所述调节构件的中心轴线之间的偏移间隔来实现所述调节构件的偏心旋转。

10.根据权利要求1所述的垫料转换机，其中，所述厚度不同的多个区段中的相邻区段沿着所述调节构件的长度通过相应的斜坡部纵向地彼此分开。

11.根据权利要求10所述的垫料转换机，其中，所述调节构件能够在所述调节构件的所述多个位置之间线性平移。

12.根据权利要求1所述的垫料转换机，其与可膨胀的预制狭缝的原料的供应源相结合。

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