CN110740860B - 衬垫供给进口 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于将原料转换为衬垫的衬垫转换机。衬垫转换机包括转换站和位于转换站下游的驱动机构。转换站包括衬垫进口和成形构件。进口构件包括开口，当原料被拉入并通过进口时所述开口收缩原料。成形构件位于进口构件的上游。成形构件以使原料在被拉入所述进口之前开始弯曲或卷曲的方式操纵原料的路径。驱动机构接收原料并在成形构件上拉动原料。

Description

衬垫供给进口

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月11日提交的、发明名称为“衬垫供给进口(DUNNAGESUPPLY INTAKE)”(待决)且申请号为15/593,255的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明属于保护性包装系统和材料的领域，特别是用于保护性包装系统中所使用的原料的转换。

背景技术

在基于纸的保护性包装的环境中，将纸片折皱以生产衬垫。最常见地，该类型的衬垫是通过将大体连续的纸条送入衬垫转换机中而形成，所述衬垫转换机将紧凑的原料供给(例如纸卷或扇形折叠纸堆)转换为密度较低的衬垫材料。原料供给(例如在扇形折叠纸的情况下)从连续形成或形成有连接在一起的离散部段的堆叠拉入转换机。可以将折皱片状材料的连续条切成期望的长度以有效地填充容纳产品的容器内的空隙空间。衬垫材料可以根据包装机的需要来进行生产。

各种不同类型的原料用于形成衬垫材料。将原料转换成密度较小的衬垫的一种方法是通过经由漏斗或类似的收缩装置来收缩原料的路径。当路径沿着路径的收缩部分压缩原料时，一些常规的装置可能会导致原料的退化，例如撕裂。

发明内容

本文公开了一种衬垫转换站，其在纵向方向上从供给站拉出原料片材并将原料转换成低密度衬垫。衬垫转换站可以包括进口构件。衬垫转换站还包括原料成形构件，所述原料成形构件位于进口构件的上游并且位于转换站的上游部分上以使从供给站拉出的原料围绕大致横向于纵向方向延伸的横向轴线弯曲。原料成形构件可以包括支撑结构，所述支撑结构在与横向轴线大致相同的方向上延伸并且使原料围绕横向轴线弯曲。原料成形构件可以包括中心突起，所述中心突起比支撑结构更深地突出到原料的弯曲部中。当原料纵向移动跨越支撑结构和中心突起时，中心突起可以使原料围绕横向轴线和大致在纵向方向上大致居中延伸到原料中的纵向轴线这两者弯曲。

根据本文讨论的实施例，中心突起可以从支撑结构径向延伸。衬垫转换站可以包括驱动机构，所述驱动机构可操作用以将原料拉入进口构件。进口可以包括结构构件，所述结构构件限定布置在成形构件和驱动机构之间的开口。当原料在纵向方向上被拉入并通过衬垫进口构件时，所述开口可以收缩原料。成形构件能够以使原料在被拉入进口构件之前开始弯曲或卷曲的方式操纵原料的路径。支撑结构可以延伸的跨度小于原料的整个宽度。替代地，支撑结构可以延伸的跨度超过原料的整个宽度。支撑结构可以是横向延伸的圆柱形杆。杆可以包括横向自由端，其允许足够宽的原料围绕自由端包裹。中心突起可以是半圆形突起，其中半圆形突起具有与支撑结构的横向延伸轴线垂直的轴线。中心突起可以远离支撑构件延伸的距离介于支撑结构的长度的约1/10到1/2之间。中心突起可以从经过支撑结构的中心轴线的水平面向后延伸约15°到75°之间。成形构件可以通过从其延伸的连接构件连接到衬垫进口构件。当原料从供给站被拉动并通过进口时，成形构件可以定位成改变原料的方向。成形构件可以比开口宽2到8倍。

衬垫系统可以包括上述的衬垫转换站和配置成容纳原料的供给站。供给站可以配置成容纳比成形构件的宽度更宽的原料。

本文公开了一种具有衬垫转换站的衬垫转换机。衬垫转换站可以包括限定开口的外部结构，当原料被拉入并通过衬垫进口构件时所述开口收缩原料。衬垫转换站可以包括横向屏障构件，所述横向屏障构件在与被拉入并通过衬垫进口的原料的横向宽度的方向相对应的方向上从外部结构延伸，使得横向屏障构件限制原料围绕外部结构包裹的趋势，并且不会在上游方向上显著地限制原料。衬垫转换站可以包括位于转换站下游的驱动机构。驱动机构可以接收并拉动原料通过衬垫进口构件。

根据本文所述的实施例，横向屏障构件可以包括从衬垫进口横向突出并具有小于衬垫进口的高度的耳部。至少一个耳部可以形成附接至支架的附接件。转换站还可以包括位于进口上游的成形构件。成形构件可以配置成以使原料在被拉入进口之前开始弯曲或卷曲的方式沿原料的路径操纵原料。

附图说明

附图以仅作为示例而非限制性的方式示出了根据本公开的一个或多个实施方式。在附图中，相似的附图标记指代相同或相似的元件。

图1A是衬垫转换系统的实施例的透视图；

图1B是衬垫转换系统的图1A的实施例的后视图；

图1C是衬垫转换系统的图1A的实施例的侧视图；

图2A是衬垫转换系统的另一实施例的透视图；

图2B是衬垫转换系统的图2A的实施例的后视图；

图2C是衬垫转换系统的图2A的实施例的侧视图；

图3是图1A-2C的衬垫转换机的实施例的一部分的透视图；

图4A是图3的成形构件的实施例的右侧视图；

图4B是图3的成形构件的实施例的后视图；

图4C是图3的成形构件的实施例的左侧视图；

图4D是图3的成形构件的实施例的俯视图；

图5是图3的进口的实施例的后视图；以及

图6是具有用于菊花链式原料的弯曲支撑件的衬垫系统的后等距视图。

具体实施方式

公开了用于将原料转换成衬垫的系统和装置。本公开通常适用于加工诸如原料的供给材料的系统和装置。原料通过纵向折皱机或通过交叉折皱机进行加工，所述纵向折皱机在原料中纵向形成褶皱以形成衬垫，所述交叉折皱机在原料上横向形成褶皱。原料能够以卷(无论是从卷的内部还是外部抽出)、包、扇形折叠源、或任何其他合适的形式储存。原料可以是连续的或穿孔的。转换装置可操作用以在第一方向上驱动原料，所述第一方向可以是反跑偏方向(anti-run out direction)。转换装置在反跑偏方向上通过滚筒从储存库进给原料。原料可以是任意合适类型的保护性包装材料，包括例如其他衬垫和空隙填充材料、可充气包装垫块等。一些实施例使用片材形式的其他纸或纤维基材料的供给，而一些实施例使用诸如绳或线这样的缠绕纤维材料、以及诸如可用于形成垫块包装材料的塑料材料幅材这样的热塑性材料的供给。所用纸的示例包括横向宽度为30英寸和/或横向宽度为15英寸的扇形折叠原料片材。优选地，这些片材被扇形折叠为单层。在其他实施例中，片材的多个层可以被扇形折叠在一起，使得衬垫由被折皱在一起的重叠片材制成。

转换装置与切割机构一起使用，所述切割机构可操作用以切断衬垫材料。更特别地，所公开的转换装置包括用于以期望的长度切割或辅助切割衬垫材料的机构。在一些实施例中，切割机构在没有用户交互或者用户交互有限的情况下使用。例如，切割机构刺穿、切割或切断衬垫材料，而用户不触摸衬垫材料、或者用户仅轻微接触衬垫材料。具体地，偏置构件用于将衬垫材料偏置在切割构件上或切割构件周围以提高系统切断衬垫材料的能力。衬垫的偏置位置与其他的切割特征(例如反转衬垫材料的行进方向)结合使用或者分开使用。

参考图1A、1B、1C和图2A、图2B、图2C，公开了衬垫转换系统10。衬垫转换系统10可以包括原料19的供给源和衬垫装置50中的一个或多个。衬垫装置50可以包括供给站13和衬垫转换机100中的一个或多个。衬垫转换机100可以包括转换站60、驱动机构250和支撑件12中的一个或多个。通常，衬垫转换系统可操作用于加工原料19。根据各种实施例，转换站60包括进口70，所述进口接收来自供给站13的原料19。驱动机构250能够将原料19拉入或辅助拉入进口70。在一些实施例中，原料19在进口70之前接合成形构件200。成形构件200可以包括中心突起210，所述中心突起适合于使原料19在进入进口70之前开始弯曲。驱动机构250与切割边缘112一起辅助用户在期望的位置处切割或切断衬垫材料21。衬垫材料21由原料19转换，所述原料本身从散料供给源61输送并且被输送到转换站以转换成衬垫材料21，然后通过驱动机构250和切割边缘112。

根据各种示例，如图1A和1B中所示，原料19从示出为多个原料单元300a-e的散料供给源分配，但也可以是单个原料单元300。原料19可以储存为扇形折叠材料的叠包。然而，如上所述，可以使用任何其他合适类型的供给或原料。原料19可以容纳在供给站13中。在一个示例中，供给站13是能够(例如经由一个或多个轮36)相对于衬垫转换系统10移动的推车34。推车34包括侧壁140a、140b。例如，侧壁140a、140b可以分别从基部构件37和34延伸。侧壁140a、140b可以限定适于容纳多个原料单元300的盒130，可以从所述原料单元拉出原料19。在其他的示例中，供给站13相对于衬垫转换系统10是不可移动的。例如，供给站13可以是安装至衬垫转换系统10或者安装在衬垫转换系统10附近的单个盒、篮或其他容器。

原料19通过进口70从供给侧61进给。原料19通过进口70开始从致密的原料19转换成密度较小的衬垫材料21，然后被拉动通过驱动机构250并在进口70的出料侧62沿着反跑偏方向A进行分配。可以通过允许辊或类似的内部构件折皱、折叠、压扁或执行其他类似方法而由驱动机构250进一步转换材料，所述方法将通过进口70产生的折叠、褶皱、皱褶或其他三维结构进一步收紧成更为持久的形状，以形成衬垫材料的低密度构造。原料19可以包括连续的(例如，连续连接的原料堆、卷或片)、半连续的(例如，分离的原料堆或卷)或不连续的(例如，单个离散或短长度的原料)原料19，以允许连续、半连续或不连续地进给到衬垫转换系统10中。多个长度能够以菊花链的方式连接在一起。此外，可以理解的是，可以使用纵向折皱机上的进口70的各种结构，例如形成在美国专利公报No.2013/0092716、美国公报No.2012/0165172、美国公报No.2011/0052875、以及美国专利No.8016735中所公开的转换站的一部分的那些进口。交叉折皱机的示例包括美国专利No.8,900,111。

在一种配置中，衬垫转换系统10可以包括用于支撑站的支撑部分12。在一个示例中，支撑部分12包括用于将片状材料引导到衬垫转换系统10中的入口引导件70。示出了支撑部分12和入口引导件70，其中入口引导件70从柱延伸。在其他实施例中，入口引导件可以组合成单个卷状或弯曲的形成支撑杆或柱的一部分的细长元件。细长元件从配置成为转换站提供侧向稳定性的基底延伸。在一种配置中，入口引导件70是管状构件，其还用作用于支撑原料19、折皱原料19、以及将原料19朝向驱动机构250引导的支撑构件。也可以使用其他的入口引导件设计(例如梭芯)。

根据各种实施例，行进机构是机电驱动装置例如电动马达11或类似的动力装置。马达11经由电源线连接至电源例如插座，并且布置和配置成用于驱动衬垫转换系统10。马达11是电动马达，其中操作由系统的用户例如通过脚踏板、开关、按钮等进行控制。在各种实施例中，马达11是驱动部分的一部分，并且驱动部分包括用于从马达11传递动力的传动装置。替代地，可以使用直接驱动。马达11布置在壳体中并且固定到中心壳体的第一侧，并且传动装置容纳在中心壳体内并且可操作地连接到马达11的驱动轴和驱动部分，由此传递马达11的动力。可以使用其他合适的动力装置。

马达11直接地或经由传动装置机械地连接到图3中所示的滚筒17，这使滚筒17随马达11旋转。在操作期间，马达11在反跑偏方向或反方向(即，与反跑偏方向相反的方向)上驱动滚筒17，这通过在图1C和图2A-2C中如箭头“A”所示的反跑偏方向上驱动衬垫材料或者在A的相反方向上将衬垫材料21收回到转换机中而使滚筒17分配衬垫材料21。原料19从进口70的供给侧61进给并经过滚筒17，形成衬垫材料21，当马达11运行时，衬垫材料在反跑偏方向“A”上被驱动。尽管在本文中被描述为滚筒，但是驱动机构的该元件也可以是轮、传送器、带或者可操作用以使原料或衬垫材料行进通过系统的任何其他合适的装置。

根据各种实施例，衬垫转换系统10包括夹紧部分，所述夹紧部分可操作用以在材料经过驱动机构250时压在材料上。作为示例，夹紧部分包括诸如轮、辊、滑板、带、多个元件或其他类似构件的夹紧构件。在一个示例中，夹紧部分包括夹轮14。夹轮14经由位于沿着夹轮14的轴线布置的轴上的轴承或其他低摩擦装置支撑。在一些实施例中，夹轮可以被提供动力和被驱动。夹轮14邻近滚筒定位，使得材料在夹轮14和滚筒17之间通过。在各种示例中，夹轮14具有周向按压表面，所述周向按压表面布置成与滚筒17的表面相邻或切向接触。夹轮14可以具有任意合适的尺寸、形状或配置。夹轮的尺寸、形状和配置的示例可以包括在美国专利公报No.2013/0092716中针对压轮描述的那些。在所示的示例中，夹轮14接合在偏压抵靠滚筒17的位置以用于接合和压碎在夹轮14和滚筒17之间通过的原料19以将原料19转换为衬垫材料21。滚筒17或夹轮14经由传动装置(例如，带驱动器等)连接至马达11。马达11使滚筒或夹轮旋转。

根据各种实施例，驱动机构250可以包括引导件，所述引导件可操作用以在材料通过夹紧部分时引导材料。在一个示例中，引导件可以是安装到滚筒17的凸缘33。凸缘33的直径可以大于滚筒17的直径，使得材料在通过夹紧部分时被保持在滚筒17上。

驱动机构250以任意合适的方式控制进入的衬垫材料19以将其从转换装置推进到切割构件。例如，夹轮14配置成控制进入的原料。当高速进入的原料从纵向方向发散时，部分原料接触夹轮的暴露表面，以将发散部分下拉到滚筒上，并且帮助压碎和弄皱所得到的聚束材料。衬垫可以根据任意合适的技术形成，包括本文中提及的技术或已知的技术，例如美国专利公报No.2013/0092716中所公开的那些。

根据各种实施例，转换装置10可操作用以在原料19在转换装置10内移动时改变原料的方向。例如，通过马达11和滚筒17的组合在正方向(即，从入口侧到反跑偏侧)或反方向(即，从反跑偏侧到供给侧61或与反跑偏方向相反的方向)上移动原料19。这种改变方向的能力允许驱动机构250通过直接抵靠切割边缘112拉动衬垫材料19来更容易地切割衬垫材料。当原料19进给通过系统和衬垫材料21时，其越过切割边缘112或靠近切割边缘而没有被切割。

优选地，切割边缘112是弯曲的或向下定向的，从而当材料在切割边缘112附近并且可能在切割边缘112周围离开系统时提供在路径的出料段中偏转材料的引导。切割构件110能够以类似于滚筒17的弯曲的角弯曲，但是可以使用其他的曲率角。应当注意，切割构件110不限于使用锋利的刀片切割材料，而是它可以包括促成断裂、撕裂、切片或切断衬垫材料21的其他方法的构件。切割构件110还可以配置成完全或部分地切断衬垫材料21。

在各种实施例中，切割边缘112的横向宽度优选地至多大约为滚筒17的宽度。在其他实施例中，切割边缘112的宽度可以小于滚筒17的宽度或大于滚筒17的宽度。在一个实施例中，切割边缘112是固定的；然而，应当理解，在其他实施例中，切割边缘112可以是可移动的或可枢转的。切割边缘112定向成远离驱动部分。切割边缘112优选地配置成当反向抽拉衬垫材料21时足以接合衬垫材料21。切割边缘112可以包括具有带齿或光滑构造的尖锐或钝化边缘，并且在其他实施例中，切割边缘112可以具有带有许多齿的锯齿状边缘、带有浅齿的边缘或其他有效的构造。多个齿由位于齿间的槽分隔开的点限定。

通常，衬垫材料21遵循如图1C中所示的材料路径A。如上所述，材料路径A具有材料19移动通过系统所遵循的方向。材料路径A具有各种部段，例如来自供给侧61的进给部段和可切断部段24。出料侧62上的衬垫材料21基本上遵循路径A，直到其到达切割边缘112。切割边缘112提供切断衬垫材料21的切割位置。材料路径可以在切割边缘112上弯曲。

如上所述，可以使用任意合适的原料。例如，原料的基重可以为约至少20lbs、至多约100lbs。原料19包括以具有第一纵向端部和第二纵向端部的高密度构造储存的纸原料，其随后被转换成低密度构造。原料19是片状材料带，其以扇形折叠结构储存(如图1A中所示)或者以无芯卷储存。原料形成或储存为单层或多层材料。在使用多层材料的情况下，一层可以包括多个子层。还应理解，可以使用其他类型的材料，例如具有合适的厚度、重量和尺寸的纸浆基原始纸和再生纸、新闻纸、纤维素和淀粉组合物、以及聚酯或合成材料。

在各种实施例中，原料单元可以包括附接机构，所述附接机构可以连接多个原料单元(例如，用以从多个离散原料单元产生连续的原料进给)。优选地，粘合部分便于将卷以菊花链的方式连接在一起以形成可以进给到转换站60中的连续的片状材料流。

通常，原料19可以被设置为任意合适数量的离散原料单元。在一些实施例中，可以将两个或更多个原料单元连接在一起以向衬垫转换机器提供顺序地或同时地(即，串联或并联地)进给通过连接单元的连续材料进给。而且，如上所述，原料单元可以具有任何数量的合适的尺寸和构造，并且可以包括任何数量的合适的片状材料。通常，术语“片状材料(片材)”是指大体上为片状且是二维的材料(例如，其中所述材料的两个维度明显大于第三维度，使得第三维度与其他两个维度相比可忽略不计或者极小)。而且，片状材料大体上是柔性的和可折叠的，例如本文所述的示例性材料。

在一些实施例中，原料单元可以具有扇形折叠构造。例如，可折叠材料(例如纸)可以反复折叠以形成堆叠或三维体。与“二维”材料相比，术语“三维体”具有三个维度，所有这些维度都是不可忽略的。在一实施例中，连续片材(例如，纸、塑料或箔的片材)可以在多个折叠线处折叠，所述折叠线横向于连续片材的纵向方向或横向于片材的进给方向延伸。例如，折叠沿着横向折叠线(例如，相对于纵向方向垂直定向的折叠线)具有大致均匀宽度的连续片材可以形成或限定具有大致相同宽度的片材部段。在实施例中，连续片材可以在相反或交替的方向上顺序地折叠以产生手风琴状的连续片材。例如，折叠可以沿着连续的片材形成或限定多个部段，它们可以为大致矩形。

例如，顺序地折叠连续片材可以产生具有彼此近似相同的尺寸和/或形状的片材部段的手风琴状的连续片材。在一些实施例中，由折叠线限定的多个相邻部段可以为大致矩形，并且可以具有相同的第一维度(例如，对应于连续片材的宽度)和大致沿着连续片材的纵向方向的相同的第二维度。例如，当相邻部段彼此接触时，连续片材可以构造为三维体或堆叠(例如，由折叠形成的手风琴形状可以被压缩，使得连续片材形成三维体或堆叠)。

应当理解，折叠线可以相对于彼此以及相对于连续片材的纵向和横向方向具有任意合适的取向。而且，原料单元可以具有彼此平行的横向折叠(例如，将由折叠线形成的部段压缩在一起可以形成矩形棱柱形的三维体)并且还可以具有相对于横向折叠不平行的一个或多个折叠。

在横向折叠线处折叠连续片材以形成或限定大致矩形的片材部段。矩形片材部段可以堆叠在一起(例如，通过在交替方向上折叠连续片材)以形成具有纵向、横向和竖直维度的三维体。如上所述，来自原料单元的原料可以通过进口70(图1A、图1B、图2A、图2B和图3)进给。在一些实施例中，连续片材的横向方向(例如，对应于横向维度302的方向(参见，例如图6))大于进口70的一个或多个维度。例如，连续片材的横向维度可以大于大致圆形进口的直径。例如，减小连续片材在其起始处的宽度可以促进其进入进口。在一些实施例中，连续片材的前导部分的减小宽度可以促进菊花链状连续片材的更平滑的进入和/或过渡或进入、和/或可以减少或消除连续片材的卡住或撕裂。此外，减小连续片材在其起始处的宽度可以促进将两个或更多个原料单元连接在一起或以菊花链方式连接。例如，与用于连接全宽度的可比较片材相比，连接或以菊花链方式连接具有锥形部段的材料可能需要更小的连接器或拼接元件。而且，与全宽度片材部段相比，锥形部段可能更容易手动地对准和/或连接在一起。

如上所述，衬垫装置50可以包括供给站13和衬垫转换机100中的一个或多个(如图1A-1C和2A-2C所示)。根据各种实施例，供给站13是适合于支撑原料19并允许将材料引入进口70中的任何结构。衬垫转换机100可以包括转换站60和支撑件12中的一个或多个。

根据各种实施例，转换站60从供给站13拉出原料衬垫并且开始将原料衬垫变形为更致密的构造。通过进入转换站而被折皱的材料被驱动机构250拉动并拉入驱动机构250，在所述驱动机构处滚筒17进一步压缩折皱材料。这允许通过沿着折皱区域形成褶皱来设定折皱材料以使材料保持其折皱形式。根据各种实施例，转换站60包括衬垫进口70。衬垫进口70沿着路径A(参见图1A-1C和图2A-2C)接收衬垫。

如图3和图5中所示，衬垫进口构件70包括入口71，当原料被拉入并通过衬垫进口构件时所述入口收缩原料。入口71由外部支撑构件72限定，所述外部支撑构件形成适于将原料19向内接合并压缩成更致密构造的外部屏障。优选地，外部支撑构件72包括可以向内接合和压缩原料19的横向部分。在这样的示例中，外部支撑构件72至少位于通过转化站60的原料的路径的横向侧上。在各种示例中，外部支撑构件72形成限定入口71的开口的外周边。在一些实施例中，外部支撑构件72未完全闭合(即，形成U形或类似设计)。在一些实施例中，外部支撑构件72形成整个周边，但是不被连接(即，形成螺旋形或类似设计)。在一些实施例中，外部支撑构件72形成完全闭合和连接的外周边。在一个示例中，外部支撑构件72是连续的环。尽管示出为圆形，但其他形状和设计也适于将原料收缩为衬垫材料。

根据各种实施例，衬垫进口构件70还可以包括一个或多个支撑构件(例如74、75)，其在衬垫进口构件70的一侧或多侧上形成屏障。支撑构件(例如74、75)基于原料被接收到进口构件70中的方向安置在进口构件的侧部上。例如，当原料被接收到进口构件70中时，支撑构件(例如74、75)与原料的横向方向相一致地定位在进口构件70的外部。以该方式，当材料19被吸引到入口71中时，横向支撑构件(例如74、75)限制原料围绕进口构件70包裹支撑件72的趋势。在一个示例中，进口构件70包括在支撑构件72a、72b的横向侧上从支撑件72向外延伸的支撑构件74、75。在一个示例中，支撑构件74、75形成从支撑件72的侧面延伸的耳部。以该方式，耳部限制原料19围绕支撑件72的外部包裹的能力，并且因此耳部限制当原料19被拉过入口71时原料撕裂的可能性。耳部也从支撑件72横向突出，几乎没有在支撑件72的上游延伸的结构。这允许在横向方向上进行支撑(即，防包裹)且不会在支撑件72的上游方向上显著地横向限制原料。

根据一个实施例，进口70包括形成为环状件(doughnut)的支撑件72。支撑件的内部是具有限定入口71的圆形边缘73的孔。圆形边缘73允许原料19通过入口71的平滑过渡，从而限制撕裂。横向支撑件74和75可以作为耳部从支撑件72的横向侧72a和72b延伸。如本文中所用，耳部是从支撑件72突出的横向支撑件74和75，其高度EH小于支撑件72的高度。高度EH表示支撑件74和75在支撑件72的侧面处的高度。在各种实施例中，高度EH大于入口71的宽度IW但小于支撑件72的总高度SW。根据各种实施例，横向支撑件74和75可以具有从支撑件72的外侧延伸的宽度EW。宽度EW表示由于横向支撑件74和75而在进口的横向端上形成的屏障的尺寸的增加。例如，进口的横向侧提供比进口的顶部或底部更大的屏障。在替代的示例中，如果原料的取向变化以使得原料在原料的横向宽度相对于进口上下波动的情况下进入进口，则支撑件74和75将位于支撑件72的顶部或底部。宽度EW可以是支撑件72的宽度的1/2至11/2倍。以该方式，由支撑件74或75形成的屏障比仅由支撑件72形成的屏障大11/2至21/2倍。

根据各种实施例，衬垫进口70可以由支架12支撑。进口70可以直接安装到支架12、驱动机构250或中间构件。在一个示例中，支撑件75包括安装到支架12的附接托架76。通过将进口70直接或经由支撑件75安装到支架，进口70被更牢固地定位，因此能够更好地应对由入口71处的原料的折皱引起的力。

根据各种实施例，转换站60包括衬垫成形构件200。成形构件200沿着路径A(参见图1A-1C和图2A-2C)接收衬垫材料，并且以在原料被拉入进口之前使原料开始弯曲或卷曲的方式操纵原料的路径。原料在纵向方向上向上并围绕成形构件200的一个或多个部分流动。成形构件200位于进口70的上游。例如，成形构件200可以位于进口70和供给站13之间，使得当原料19从供给站向下游纵向流动时，原料围绕成形构件200滑动，允许成形构件200在原料进入进口70的入口71之前操纵原料19的形状。当原料从供给站13拉出时，成形构件200使原料19在一个或多个方向上弯曲。例如，成形构件200可以使原料围绕横向轴线213和纵向轴线214中的一者或两者弯曲。

如图3和4A-4D中所示，成形构件200包括支撑结构202和中心突起210。根据各种实施例，支撑结构202延伸穿越原料19的路径A的至少一部分。(图1A-1C和2A-2C示出了路径A，其中材料遵循该路径，图3和4A-4D示出了路径A而没有另外地示出材料。)例如，支撑结构可以横向延伸穿越该路径或者大致平行于轴线213(该轴线大体垂直于纵向路径A)。由于路径A可以弯曲，因此轴线213也可以垂直于沿着路径A介于供给站13和进口70之间的每个点。支撑结构202是可以支撑由从供给站13拉入进口70中的原料19产生的力的任意合适的结构。具体地，支撑结构202可以在其穿过支撑结构202时改变原料19的方向。

根据一些实施例，支撑结构202可以是如图3和4A-4D中所示的杆。如图所示，杆可以为大致圆柱形，形成棒，但是在替代实施例中，杆可以是适合于沿其路径支撑和成形原料的其他形状。支撑结构202可以在横向端部211和212之间延伸。在一些示例中，杆可以是弯曲的，但是在优选的示例中，杆是大致直的。在各种实施例中，端部211、212可以是自由端(即，不连接到任何其他结构)。自由端211、212可以允许足够宽度的原料围绕自由端卷曲。这样的构造还允许原料在进入/被拉动通过进口70之前卷曲。在各种示例中，自由端211、212是圆形的，使得它们可操作用以允许原料移动经过支撑结构202并且不会在其上钩住或撕裂。

在一些实施例中，原料19可以在成形构件200上滑行而不会从自由端211、212悬垂(即，成形构件200比原料19的横向宽度更宽，并且支撑结构202至少延伸跨越原料的整个宽度)。在其他实施例中，原料19可以在从自由端211、212悬垂的同时在成形构件200上滑行(即，成形构件200比原料19的横向宽度窄，并且支撑结构202延伸的跨度小于原料19的整个宽度)。根据这些示例，成形构件200比入口71宽。因此成形构件200起始于大幅卷曲，当原料通过其中时所述卷曲由入口71进一步收缩。根据各种示例，成形构件200比入口71宽约2至8倍。优选地，成形构件200比入口71宽约4倍。

如图3和4A-4D中所示，成形构件200还可以包括远离支撑结构202延伸的中心突起210。中心突起210以当原料19移动跨越成形构件时使原料19围绕纵向轴线(例如，轴线214)弯曲的方式位于支撑结构202上。围绕纵向轴线的该弯曲被称为纵向弯曲。纵向轴线(例如，轴线214)是在也沿着中心突起210的中心定位或者定位在中心附近的任何特定点处平行于材料路径A延伸的轴线。当原料19围绕横向轴线213弯曲时，应当注意路径A不一定是线性的。然而，路径A可以由遵循路径A的一系列纵向轴线(即，与路径平行并相切)限定。当路径A弯曲时，纵向轴线(例如轴线214)的方向可能改变，同时在沿着路径的每个后续点处仍保持平行。纵向轴线也可以保持大致垂直于横向轴线213。在本文中使用的术语“垂直”在纵向轴线和横向轴线相交的情况下以及它们相对于彼此倾斜的情况下都适用。因而，中心突起210可以使原料19围绕纵向轴线弯曲，而支撑构件202可以使原料围绕横向轴线弯曲。横向弯曲可以在进口70处引导原料，而纵向弯曲可以在材料进入进口70之前使材料开始卷曲。该预卷曲动作可以限制在原料19通过穿过进口70而折皱减小尺寸时进口70撕裂原料19的可能性。

根据各种实施例，支撑结构202和中心突起210之间的关系可以使得中心突起210更深地突出到原料19中，由此形成围绕中心突起210的纵向弯曲。根据各种实施例，中心突起从支撑结构径向延伸。该径向延伸可以在单个方向上，如图3和4A-4D中所示，或者在多个方向上，或者它可以始终围绕(即360°围绕)支撑结构202而远离支撑结构延伸。

根据径向延伸部在单个方向上或在有限的方向范围上延伸的实施例，中心突起可以是向外延伸的单个柱、向外延伸的壁、或者在多个方向上向外延伸的结构。作为示例，如图4A-4D中所示，中心突起210是从支撑结构202延伸的横向壁。如图所示，横向壁是半圆形突起。在各种示例中，半圆形突起的轴线215相对于横向轴线213倾斜但垂直。当纵向弯曲围绕该轴线时，该轴线还可以限定纵向轴线214或纵向轴线的一些部分。如上所述，在一个示例中，径向延伸部可以是与支撑结构202的宽度相比具有可忽略的宽度的单个柱。然而，在这样的示例中，该宽度足以防止原料被柱撕裂或切割。在其他示例中，从支撑结构202延伸的横向壁的宽度可以介于支撑结构202的长度的约1/4至1/2之间。优选地，从支撑结构202延伸的横向壁的宽度可以介于支撑结构202的长度约1/3至1/2之间。在该范围内，壁可以允许原料19中的平滑的纵向弯曲，其允许将原料更平滑地接收到进口70中。

通常，成形构件200以使原料在被拉入进口构件之前开始弯曲或卷曲的方式操纵原料的路径。尽管支撑结构202可以形成横向弯曲并且中心突起210可以形成纵向弯曲，但是这两者的组合可以开始使原料弯曲或卷曲并将其朝向进口70引导以开始将原料19转换成衬垫材料21。

如上所述，可以使用各种原料产品。然而，中心突起210可以构造成形成纵向弯曲，所述纵向弯曲适于使得进入进口70时的撕裂最小化。取决于原料19的宽度或刚度，中心突起210可以具有不同的长度。在一个示例中，中心突起210远离成形构件延伸的距离PH介于支撑结构的长度的约1/10至1/2之间。加工较窄的原料(例如15英寸宽)的转换系统可以更接近于支撑结构的长度的1/10至1/4之间，而加工较宽的原料(例如30英寸宽)的转换系统可以更接近于支撑结构202的长度的1/8至1/2之间。一些转换系统可以加工较宽的原料和较窄的原料。在这些系统中，PH可以在支撑结构202的长度的1/10至1/4之间，或者更优选地为支撑结构202的长度的约1/8。

中心突起210可以大体居中地位于原料19或支撑构件202的路径中的至少一个上。优选地，当原料从供给站13纵向向下游流动到进口17时，支撑构件202也居中地位于原料19的路径上。根据各种实施例，中心突起210还大致远离驱动机构250和原料源(例如，供给站13)延伸。例如，中心突起210从支撑构件202向后以角θ延伸。在一个实施例中，θ相对于穿过支撑结构202的中心轴线的水平面约为15°至75°。优选地，θ相对于穿过支撑结构202的中心轴线的水平面约为35°至55°。更优选地，θ相对于穿过支撑结构202的中心轴线约为45°。以该角度，原料从供给侧以及从进口侧对称地接合中心突起。这允许在成形构件和原料之间形成均匀的力，其中形成纵向和横向弯曲，并且原料在两个方向上(即，上游和下游)从成形构件延伸。

根据各种实施例，成形构件200位于进口70的上游。原料通常可以不受阻碍地在两个装置之间流动。在一些实施例中，两个装置之间可以包括空间以将用户的手和手指保持在系统之外。这两个装置可以直接彼此连接，它们可以均连接至支架12，或一者或两者可以从驱动机构250悬臂伸出。在一个示例中，进口70可以如上所述地连接到支架12，并且成形构件200可以经由连接构件205从进口70悬臂伸出。连接构件205可以直接连接进口70和成形构件200。在一个示例中，进口包括联接托架77，该联接托架77联接至连接构件205。连接构件205可以设定两个装置之间的距离。该距离优选是允许从成形构件200到进口70的连续卷曲的距离，以允许原料19通过进口70的平滑过渡(即有限的撕裂或没有撕裂)。

例如，供给站13可以是任意合适的表面，用于以单捆、多个菊花链捆、平坦构造或弯曲构造保持原料19。在各种示例中，如图1A-1C中所示，供给站13是推车34，其可相对于衬垫转换机100独立地移动。在各种示例中，如图2A-2C中所示，供给站13在篮筐或类似支撑件中安装至衬垫转换机100。例如，供给站13可以经由支撑部分(如支架12)安装至衬垫转换机100。在这样的实施例中，衬垫转换机100和供给站13不相对于彼此移动。在其他实施例中，供给站13和衬垫转换机100可以相对于彼此固定但不安装至彼此，或者供给站13和衬垫转换机100可以在被安装在一起时相对于彼此移动。无论如何，供给站可以在一个或多个单元中支撑原料19。图1A-1C示出了供给站13，其支撑多个原料单元例如原料单元300a、300b、300c、300d、300e和/或300f。图2A-2C示出了支撑单个原料单元300的供给站13。然而，应当注意，支撑构件220可以支撑多个单元和/或推车34可以支撑单个单元。原料单元300a、300b、300c、300d、300e和/或300f中的每一个可以单独地安置到供给站13中，并且随后可以在安置之后连接在一起。因此，例如，原料单元300a、300b、300c、300d、300e和/或300f中的每一个可以将尺寸适当地设置成方便操作者对其进行提升和安置。而且，可以将任何数量的原料单元连接或以菊花链的方式连接在一起。例如，将多个原料单元连接在一起或以菊花链方式连接可以产生连续的材料供给。

如上所述，衬垫转换机可以包括供给站(例如，供给站13(图1A-1C))。例如，每个原料单元300可以单独地安置到供给站中，并且随后可以在安置之后连接在一起。因此，例如，原料单元300a-300e的每一个可以适当地尺寸设置成便于操作者对其进行提升和安置。而且，可以将任何数量的原料单元连接或以菊花链的方式连接在一起。例如，将多个原料单元连接在一起或以菊花链方式连接可以产生连续的材料供给。连续片材可以沿着横向折叠线在相反的方向上重复地折叠以沿着连续片材的纵向方向形成部段或面，使得相邻部段可以折叠在一起(例如，手风琴状)以形成每个原料单元300的三维体。

原料单元可以包括一个或多个条带，所述条带可以固定折叠的连续片材(例如，以防止其展开或膨胀和/或保持其三维形状)。例如，条带组件500可以围绕原料单元的三维体包裹，由此将多个层或部段固定在一起(例如，由手风琴状折叠形成)。条带组件500可以便于原料单元的储存和/或运输(例如，通过将连续片材保持在折叠和/或压缩构造)。

例如，当储存和/或运输原料单元300时，包裹原料单元300的三维体和/或将限定三维体的连续片材的层或部段压缩在一起可以减小其尺寸。而且，将连续片材的各部段压缩在一起可以增加三维体的刚度和/或硬度，和/或可以减少或消除在储存和/或运输原料单元300期间损坏连续片材。

通常，条带组件500可以沿着任何原料单元300的横向尺寸定位在任意数量的合适位置处。在所示的实施例中，条带组件500位于单元的相对侧。在一些实施例中，如图6所示，在每个原料单元的顶部可以安置另一原料单元，其中原料单元300a示出在原料单元300b的顶部上，以使得原料单元300a的连续片材的底部部段和/或部分接触原料单元300b的暴露部分。通常，原料单元可以彼此相似或相同。而且，可以将包括有原料单元300a的接合构件的连接器附接到原料单元300b。例如，附接到原料单元300b的连接器的连接器粘合层可以面向外或面向上。

而且，如上所述，原料单元300b可以与原料单元300a相同。例如，原料单元300b可以包括连接器，所述连接器可以定向成使其粘合剂面向上或面向外。因此，可以将附加的原料单元安置在原料单元300b的顶部上，从而将原料单元300b的连续片材与另一原料单元(例如原料单元300a)的连续片材连接在一起。以这种方式，可以将任意合适数量的原料单元连接在一起和/或以菊花链的方式连接以将原料的连续进料提供到衬垫转换机中。

在一些实施例中，如上详细所述，原料单元300可以弯曲或具有弓形形状。例如，原料单元300e可以弯曲而原料单元300a是平坦的。在一些示例中，所有单元都弯曲，或者在其他示例中，没有单元弯曲。在图6所示的实施例中，原料单元300a-d包括接合构件400a-d。原料单元300a-d能够以使接合构件400a的连接器相对于原料单元300a-d的其他部分向外突出的方式弯曲。接合构件400a构造成以菊花链方式将原料单元300a连接至原料单元300b。接合构件400b构造成以菊花链方式将原料单元300b连接至原料单元300c。接合构件400c构造成以菊花链方式将原料单元300c连接至原料单元300c。接合构件400d构造成以菊花链方式将原料单元300d连接至原料单元300e。在一些示例中，原料单元可以在安置到供给站13中之后弯曲(例如，供给站可以包括如上所述的防跑偏机构160)。将另一个附加的原料单元堆叠或安置在弯曲原料单元的顶部上可以便于使连接器的粘合层与附加原料单元的连续片材接触。在将附加原料安置在下部原料单元的顶部上之后，附加原料单元可以符合下部原料单元的形状。符合可以是完整的(即上部单元可以完全适配下部单元的形状)或者符合可以是部分的(即上部单元略微适配下部单元，但比下部单元保持更平坦)。

条带组件500可以沿着原料单元的三维体的横向方向彼此间隔开。例如，条带组件可以彼此间隔开以使得三维体的重心位于两个条带组件500之间。可选地，条带组件500可以与重心等距间隔。

如上所述，原料单元300a-e(或在一些实施例中使用一个原料单元300)可以安置到形成衬垫系统50的衬垫转换机100中。附加地或替代地，多个原料单元(例如，与原料单元300类似或相同)可以在衬垫转换机中彼此堆叠。原料单元可以包括一个或多个条带组件500。例如，条带组件500可以在安置之后保持围绕原料单元的三维体包裹，并且可以在之后移除(例如，条带组件500可以在一个或多个合适的位置处被切割并拉出)。

此外，应当理解，通常，本文所述的任何堆叠材料单元的三维主可以在没有任何包裹(或捆扎)或具有比本文讨论的条带组件更多或不同的条带或包裹物的情况下被储存、运输、在衬垫转换机中使用、或其组合。例如，麻线、纸、收缩包裹物和其他合适的包裹或捆扎材料可以将一个或多个片材固定在一起，所述片材限定本文所述的任何原料单元的三维体。类似地，上述支撑原料单元的三维体的方法和结构可以便于用任意数量的合适的包裹或捆扎材料和/或装置来包裹三维体。条带组件500和菊花链接合元件400的进一步细节在与本申请同时提交的、申请号为15/593,007且发明名称为“用于衬垫转换机的原料单元(Stock Material Units For A Dunnage Conversion Machine)”的申请中公开，上述申请通过引用整体并入。

通过利用条带组件500或类似的带状包裹物，原料单元300不被强制成为横向刚性构造。因此条带组件500允许原料单元300是横向柔性的或没有横向刚性支撑，由此允许原料单元300弓弯/下垂或以其他方式挠曲成横向非平面构造。

供给站13构造成接收扇形折叠原料19并且操纵扇形折叠原料19以非平面构造从供给站13缩回。供给站13与衬垫转换机100关联，使得衬垫转换机100可操作地从扇形原料单元300的顶部吸引扇形折叠原料19。原料19的非平面构造限制当暴露于显著的气流时材料吹散/跑偏的趋势。根据各种实施例，本文中公开的转换站60的各种实施例可以与供给站和支撑件的防跑偏构造组合。根据一个实施例，如图6所示，支撑结构包括表面165，该表面165具有限定原料单元300中的横向弯曲部(即弓形部)的至少一部分的曲率。支撑件的更多细节在与本申请同时提交的、申请号为15/593,078且发明名称为“防卷风扇折叠供给支撑件(Wind-Resistant Fanfold Supply Support)”的申请中公开，上述申请通过引用整体并入。例如，除了支撑件的防跑偏构造之外，侧壁140a、140b支撑和/或形成推车34的其他特征。例如，如图6所示，前垂直支撑件/壁142a、142b可以从侧壁140a、140b延伸。在一些实施例中，推车13还可以包括导杆134，该导杆134被定位成当原料19从原料单元(例如300a)中拉出并进入衬垫转换机100的驱动机构250时改变原料19的方向。图6还示出了根据一个实施例用以生成原料单元300b的、部分折叠的连续片材的折叠部170。

本领域普通技术人员应当理解，根据本发明的示例性实施例，可能需要或期望积累或排出多种类型和尺寸的衬垫。如本文中所使用的，术语“顶部”、“底部”和/或指示方向的其他术语在本文中是为了方便起见并且用于表示实施例的各部分之间的关系位置和/或方向。应当理解，某些实施例或其某些部分也可以在其他位置定向。另外，术语“约”通常应被理解为是指相应的数值和数值的范围。另外，本文的所有数值范围应理解为包括该范围内的每个整数。

尽管本文公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出许多变型和其他的实施例。例如，各种实施例的特征可以在其他实施例中使用。例如，具有滚筒的转换器可以用其他类型的转换器代替。因此，应当理解，所附权利要求书旨在涵盖落入本发明的精神和范围内的所有这样的变型和实施例。

Claims (20)

1.一种衬垫系统，所述衬垫系统包括：

衬垫转换站，其在纵向方向上从供给站拉出原料片材并将原料转换成低密度衬垫，所述衬垫转换站包括：

进口构件，所述进口构件具有限定开口的外部结构，当原料被拉入并通过所述进口构件时，所述开口收缩原料；以及

原料成形构件，所述原料成形构件位于所述进口构件的上游并且位于所述转换站的上游部分上以使从所述供给站拉出的原料围绕大致横向于纵向方向延伸的横向轴线弯曲，所述原料成形构件包括：

支撑结构，所述支撑结构在与横向轴线大致相同的方向上延伸并且使原料围绕横向轴线弯曲，以及

中心突起，所述中心突起从所述支撑结构的表面延伸并且比所述支撑结构更深地突出到原料的弯曲部中，当原料纵向移动跨越所述支撑结构和所述中心突起时，所述中心突起使原料围绕横向轴线和大致在纵向方向上大致居中延伸到原料中的纵向轴线这两者弯曲。

2.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述中心突起从所述支撑结构的表面径向地延伸。

3.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述衬垫转换站包括驱动机构，所述驱动机构可操作用以将原料拉入所述进口构件。

4.根据权利要求3所述的衬垫系统，其中所述进口构件包括结构构件，所述结构构件限定布置在所述成形构件和所述驱动机构之间的开口，当所述原料在纵向方向上被拉入并通过所述进口构件时，所述开口收缩原料。

5.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述成形构件以使原料在被拉入所述进口构件之前开始弯曲或卷曲的方式操纵原料的路径。

6.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述中心突起是半圆形突起，并且所述半圆形突起具有与所述支撑结构的横向延伸轴线垂直的轴线。

7.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述中心突起远离所述支撑结构的表面延伸的距离介于所述支撑结构的长度的1/10到1/2之间。

8.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述中心突起从经过所述支撑结构的中心轴线的水平面沿着相对于所述进口构件的上游方向延伸15°到75°之间。

9.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述成形构件通过从其延伸的连接构件连接到所述进口构件。

10.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中当原料从供给站被拉动并通过所述进口构件时，所述成形构件定位成改变原料的方向。

11.根据权利要求4所述的衬垫系统，其中所述成形构件比所述开口宽2到8倍。

12.根据权利要求1所述的衬垫系统，其还包括配置成容纳原料的供给站，所述原料具有原料宽度。

13.根据权利要求12所述的衬垫系统，其中所述供给站配置成容纳比所述成形构件的宽度更宽的原料。

14.根据权利要求12所述的衬垫系统，其中所述支撑结构延伸的跨度小于原料的整个宽度。

15.根据权利要求12所述的衬垫系统，其中所述支撑结构延伸的跨度超过原料的整个宽度。

16.根据权利要求14所述的衬垫系统，其中所述支撑结构包括横向自由端，所述横向自由端允许原料围绕横向自由端包裹。

17.根据权利要求1所述的衬垫系统，其中所述衬垫转换站包括：

横向屏障构件，所述横向屏障构件在与被拉入并通过衬垫进口的原料的横向宽度的方向相对应的方向上从所述外部结构延伸，使得所述横向屏障构件限制原料围绕所述外部结构包裹的趋势，并且不会在上游方向上显著地限制原料；以及

位于所述转换站下游的驱动机构，所述驱动机构接收并拉动原料通过所述衬垫进口。

18.根据权利要求17所述的衬垫系统，其中所述横向屏障构件包括从所述衬垫进口横向突出并具有小于所述衬垫进口的高度的耳部。

19.根据权利要求18所述的衬垫系统，其中至少一个耳部形成附接至支架的附接件。

20.根据权利要求17所述的衬垫系统，其中所述转换站还包括位于所述衬垫进口上游的成形构件，所述成形构件配置成以使原料在被拉入所述衬垫进口之前开始弯曲或卷曲的方式沿原料的路径操纵原料。

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