CN110997302A - 垫料转变机及方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种垫料转变机，其将片状坯料转变成与坯料相比相对更厚且密度更低的垫料产品。转变机包括转变组件，该转变组件将片状坯料从中拉动穿过，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱。在从基本上连续长度的片状坯料上切出期望长度的分开的垫料产品之前，在要切割的区域中将随机起皱最小化或消除。

Description

垫料转变机及方法
技术领域
本发明涉及垫料转变机，并且更特别地涉及用于垫料转变机的切割组件和方法，该垫料转变机从片状坯料生产随机起皱的垫料产品。
背景技术
垫料转变机将坯料转变成密度相对较低的垫料产品，该垫料产品可以用于包装物品并因此使其在运输过程中受到的损害最小化或防止该损害。垫料转变机(也称为垫料转变器)包括转变组件，当坯料从上游端的出口朝向下游端的出口向下游移动穿过转变组件时，该转变组件将坯料转变成垫料产品。
已经使用的示例性垫料转变机将片状坯料转变成密度相对较低的垫料产品，并且在该过程中使片状坯料的至少一部分随机起皱。这种垫料转变机通常将基本上连续长度的片状坯料转变成垫料条，从该垫料条切出分离的垫料产品以供使用。
发明内容
已发现片状坯料的起皱的随机性会在切割操作期间产生潜在问题。当切割刀板移动穿过垫料条的延伸平面时，随机起皱的片材会在该平面上前后伸出，从而导致当切割刀板跨越该平面移动时产生片状材料的零散碎片。材料的这些零散碎片可能会堆积起来，从而潜在地增加堵塞的可能性、增加浪费、干扰光学传感器或者仅仅把地板弄得脏乱。
本发明提供的垫料转变机和方法通过在移动穿过转变组件的片状坯料的一部分中暂时减少随机起皱并且在所得到的起皱减少部分中切割片状坯料，解决了该问题。
以权利要求为主题，本发明提供了一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机。该垫料转变机包括：转变组件，其被构造成使片状坯料从中前进穿过，并且选择性地使片状坯料的至少一部分随机起皱；切割组件，其位于转变组件的下游；以及控制器，其与转变组件和切割组件通信。控制器被构造成控制转变组件以在片状坯料的一部分中暂时减少随机起皱，然后启动切割组件，以通过在片状坯料的具有减少起皱的一部分中切割片状坯料条而从片状坯料上切出分开的垫料条。
垫料转变机可以进一步包括转变组件，该转变组件包括：进料组件，其用于使至少第一幅片的片状坯料以第一速率从中前进穿过；以及连接组件，其位于进料组件的下游，该连接组件(a)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率从中穿过而减慢片状坯料的前进，由此在进料组件与连接组件之间的纵向空间中使第一幅片随机起皱，并且(b)将起皱的第一幅片连接至第二幅片，以将起皱的第一幅片维持在其起皱状态。
进料组件可以包括至少一对旋转构件，该至少一对旋转构件用于使片状坯料在其间前进。
连接组件可以包括至少一对旋转齿轮构件，该至少一对旋转齿轮构件具有交错的齿，以使在构件之间穿过的片状坯料变形，以将多个层的片状坯料互锁。
转变组件可以包括一个或多个隧道构件，该一个或多个隧道构件限定用于供片状坯料穿过转变组件的路径。
本发明还提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)使片状坯料前进穿过转变组件，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱，以形成垫料条；然后(b)暂时地在不使片状坯料随机起皱的情况下使片状坯料前进穿过转变组件，以形成垫料条的未起皱部分；然后(c)切割垫料条的未起皱部分，以从垫料条上切出分开的垫料产品。
随机起皱可以步骤包括：(i)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率穿过而减慢片状坯料在转变组件的进料组件部分的下游的通过，从而使第一幅片随机起皱；以及(ii)将多个片状坯料层连接起来，包括将片状坯料的起皱的第一幅片连接至第二幅片的一侧，以将起皱的第一幅片保持在其起皱状态。
本发明还提供一种用于将片状坯料转变成垫料产品的垫料转变机，该垫料转变机包括：(a)用于使片状坯料前进并使片状坯料的至少一部分随机起皱以形成垫料条的装置；(b)用于暂时地在不使片状坯料随机起皱的情况下使片状坯料前进以形成垫料条的未起皱部分的装置；以及(c)用于切割垫料条的未起皱部分以从垫料条上切出分开的垫料产品的装置。
用于使片状坯料前进的装置和用于暂时地使片状坯料前进的装置可以包括具有进料组件和连接组件的转变组件，以及被构造成控制进料组件和连接组件的合适的控制器，如本文中所述。
本发明进一步提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机，该垫料转变机包括：转变组件，其被构造成使片状坯料沿着从上游端朝向下游端的路径从中前进穿过，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱；以及切割组件，其位于转变组件的下游。该切割组件包括固定切割刀板和可动切割刀板，固定切割刀板位于片状坯料的路径的一侧，可动切割刀板与固定切割刀板相反且能从自片状坯料的路径移开的转变位置跨越路径移动到与固定切割刀板相邻的切割位置。切割组件进一步包括上游抚平犁和下游抚平犁，上游抚平犁联接至可动切割刀板的上游侧以与可动切割刀板一起移动，下游抚平犁联接至可动切割刀板的下游侧以与可动切割刀板一起移动。
转变组件可以包括：进料组件，其用于使至少第一幅片的片状坯料以第一速率从中前进穿过；以及连接组件，其位于进料组件的下游，该连接组件(a)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率从中穿过而减慢片状坯料的前进，由此在进料组件与连接组件之间的纵向空间中使第一幅片随机起皱，并且(b)将起皱的第一幅片连接至第二幅片，以将起皱的第一幅片维持在其起皱状态。
进料组件可以包括至少一对旋转构件，该至少一对旋转构件用于使片状坯料在其间前进。
连接组件可以包括至少一对旋转齿轮构件，该至少一对旋转齿轮构件具有交错的齿，以使在构件之间穿过的片状坯料变形，以将多个层的片状坯料互锁。
转变组件可以包括一个或多个隧道构件，一个或多个隧道构件限定用于供片状坯料穿过转变组件的路径。
本发明还提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的方法，该方法包括以下步骤：(a)使片状坯料前进穿过转变组件，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱，以形成垫料条；(b)拉伸垫料条，以减少垫料条的一部分中的起皱；(c)切割垫料条的起皱减少部分，以从垫料条上切出分开的垫料产品。
随机起皱步骤可以包括以下步骤：(i)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率穿过而减慢片状坯料在转变组件的进料组件部分的下游的通过，从而使第一幅片随机起皱；以及(ii)将多个层的片状坯料连接起来，包括将片状坯料的起皱的第一幅片连接至第二幅片的一侧，以将起皱的第一幅片保持在其起皱状态。
本发明还提供一种用于将片状坯料转变成垫料产品的垫料转变机，该垫料转变机包括：(a)用于使片状坯料前进并使片状坯料的至少一部分随机起皱以形成垫料条的装置；(b)用于拉伸垫料条以减少垫料条的一部分中的起皱的装置；以及(c)用于切割垫料条的起皱减少部分以从垫料条上切出分开的垫料产品的装置。
本发明的特征还在于提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机，该垫料转变机包括：转变组件，其被构造成使片状坯料从中前进穿过，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱；切割组件，其位于转变组件的下游；以及装置，其用于减少片状坯料的一部分中的起皱并且联接至转变组件和切割组件中的一个或多个。
在下文中将对本发明的前述和其它特征进行全面描述，并在权利要求中具体指出，以下描述和附图详细阐述了本发明的某些说明性实施例，然而，这些实施例仅指示了可以在其中采用本发明的原理的各种方式中的几个方式。
附图说明
图1是根据本发明提供的示例性垫料转变机的示意图。
图2是通过图1的垫料转变机生产的垫料产品的示意性透视图。
图3是包括根据本发明提供的垫料转变机在内的包装系统的示意性透视图。
图4是图3的垫料转变机的透视图，其中外壳的左侧和顶部面板被取下以露出内部部件。
图5是图4的垫料转变机的在图4中的方向5-5上看到的俯视图。
图6是图3的垫料转变机的在图5中的方向6-6上看到的侧剖视图。
图7是图3的垫料转变机的上游端的放大侧视图。
图8是图3的垫料转变机的进料组件的一部分的示意性放大透视图。
图9是图8的沿着线9-9截取并且在用相应箭头表示的指示方向上看到的剖视图。
图10是图8的沿着线10-10截取并且在用相应箭头指示的方向上看到的剖视图。
图11是图3的垫料转变机的后部、上部部分的透视图。
图12是图3的垫料转变机的下游部分的前侧正视图，其中外壳被取下以露出切割组件。
图13是图12的切割组件的沿着线13-13看到的放大剖视图。
图14是本发明提供的切割组件的另一实施例的前侧透视图。
图15是图14的切割组件的后侧透视图。
图16是图14的切割组件的示意性剖视图。
图17是本发明提供的切割组件的另一前侧透视图。
图18是图17的切割组件的后侧透视图。
图19是图17的切割组件的放大前侧透视图。
图20是图17的切割组件的切割刀板托架的前侧透视图。
具体实施方式
本发明提供一种具有切割组件的垫料转变机以及用于垫料转变机的相应方法，该垫料转变机将片状坯料转变成与坯料比相对更厚且密度更低的垫料产品。该转变机包括转变组件，该转变组件拉引片状坯料从中穿过，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱。在从基本上连续长度的片状坯料上切出期望长度的分离垫料产品之前，转变组件使片状坯料暂时从中穿过前进，同时在起皱减少区域中将片状坯料的随机起皱最小化或消除，然后在起皱减少区域中切割片状坯料，以减少或消除片状坯料的废料碎片的产生。
已发现片状坯料的起皱的随机性会产生潜在问题。当切割刀板移动穿过垫料条延伸的平面时，随机起皱的片材会在该平面上来回延伸，从而导致当切割刀板跨越该平面移动时产生片状材料的零散碎片。材料的这些零散碎片可能会堆积起来，从而潜在地增加堵塞的可能性、增加浪费、干扰光学传感器或者引起其它问题。
本发明提供的垫料转变机和方法暂时减少在移动穿过转变组件的片状坯料的一部分中的随机起皱，然后在所得到的起皱减少部分处切割片状坯料。
本公开包括对生产能包装的垫料产品的示例性垫料转变机的附图和描述，但本发明不限于所示的垫料转变机。
现在详细参见附图，并且首先参见图1，该图示出了根据本发明提供的将片状坯料转变成包装用垫料产品的示意性垫料转变机200。垫料转变机200包括片状坯料供应装置202和转变组件，该转变组件既包括拉动来自供应装置的多个层P1和P2的片状坯料的进料组件204，还包括位于进料组件204的下游并将多个重叠的层连接在一起以形成垫料条207的连接组件206。合适的片状坯料包括例如作为卷或扇折式堆叠体(fan-folded stack)供应的纸张和/或塑料片材。用于转变机200的示例性片状坯料包括单层或多层牛皮纸，这些牛皮纸以卷的形式提供或作为扇折式堆叠体中的一系列相连矩形纸提供。对片状坯料而言，纸张是一种环保的选择，因为它通常可回收、可重复使用并且由可再生资源组成。可以使用多个卷或堆叠体来提供多个片或幅片的坯料以转变成多层垫料产品，并且可以将后续的卷或堆叠体拼接到先前的卷或堆叠体的尾端，以向垫料转变机200提供连续长度的片状坯料。
连接组件206将坯料的多个重叠片材连接起来，包括将至少一个起皱的第一片材连接至另一或第二片材的一侧，以形成起皱的垫料条。第二片材可以是也穿过进料组件204的起皱片材，或者是绕开进料组件204的没有起皱的片材。
连接组件206通常使多个层或片的坯料以比这些层从进料组件204供给的速率低的速率从中穿过，由此与进料组件204协作，以使坯料在进料组件204与连接组件206之间纵向延伸的受限空间中随机地纵向起皱或折叠。
转变机200还包括切割组件208，该切割组件208位于连接组件206的下游且从垫料条207上切出分离长度的包装用垫料产品209。
转变器200进一步包括控制器211，该控制器211使得能够选择期望长度的垫料产品209。控制器211通常包括处理器213、存储器215以及存储在存储器中的程序。控制器211还包括用于确定选定长度的一个或多个输入设备217以及用于控制转变组件的元件(即，进料组件204和连接组件206)和切割组件208的一个或多个输出部。输入设备217可以连接至或包括以下各项中的一项或多项：键盘、鼠标、触摸屏显示器、扫描仪或传感器、用于读取接纳垫料产品的容器上的条形码的条形码读取器、射频识别设备(RFID)传感器、麦克风、照相机等等。控制器211可以被编程为辨识表示选定长度的适当输入，或者识别用来查找特定包装容器所需的一个或多个长度的位置。
来自控制器211的输出可以控制驱动转变组件的元件(诸如所示的进料组件204、连接组件206)和切割组件208的各个马达。在所示的实施例中，控制器211还可以控制螺线管马达，其目的将在下面进一步说明。
根据本发明的第一实施例，控制器211被构造成选择性地控制进料组件204的操作，诸如通过选择性地接合进料组件204，以便以与片状材料被拉动穿过连接组件206一样快或更快的速度将片状坯料从中供给穿过，并由此控制进料速率差是否足以引起起皱或使起皱最小化。具体地，控制器211可以被构造成：即使在继续使片状材料前进时，也减少或消除片状材料的一部分中的起皱，然后在起皱减少部分中切割片状材料。起皱减少部分跨越片状坯料的宽度延伸，并且延伸片状坯料的一显著长度，以考虑起皱减少区域从转变组件到切割组件208的位移变化。通过减少或消除片状坯料的将由切割组件208切割的部分中的起皱，可以由切割操作产生更少片状材料的零散碎片。
如图2所示，所得到的垫料产品209包括至少一个且优选多个横向间隔开、纵向延伸的连接带266，在该连接带266处，片状坯料被压花或刺穿或冲压或以其它方式连接，以将多个层262和264的坯料保持在一起。坯料通常在这些连接带266中被压缩，并因此起皱层262和264在连接带266之外的缓冲区域中提供相对较大的蓬松度(loft)。如果起皱部分被切割，则起皱的随机性质会导致在坯料与切割机构的作用平面交叉的位置形成片状坯料的零散碎片。通过减少或消除片状材料的一部分中的起皱，大大地降低了产生片状坯料的零散碎片的可能性。
在图3至图13中示出了包括示例性垫料转变机300的包装系统322。包装系统322包括：转变机300、用于将容器324输送到与出口316相邻的包装位置的传送带318、以及在位于转变机300上游的位置处与传送带318相邻地安装的控制传感器326。通过测量和/或输入传送带的速度，结合到转变机300中或远离转变机300的控制器300可以使用来自控制传感器326的信号来触发定时器。从传感器326被触发直到传感器326不再感测到传送带318上的容器324为止的时间长度可以用来确定容器324的长度，并由此确定适当的包装用垫料产品的长度。控制器330可以自动地确定适当的长度，并控制转变机300以将包装用垫料产品直接分配到容器。控制器330与上述控制器211基本相同。
当包装用垫料产品用作容器中的底层或顶层时，将出现这种系统322的合适的应用。因此，用于在容器中形成层的包装用垫料产品的生产可以是自动化的，并且适当长度的包装用产品可以自动地并根据需要以比预生产包装用垫料材料供应更紧凑的构造提供。
垫料转变机300通常包括外壳302，该外壳302包围或结合有转变组件(包括进料组件304和连接组件306)和切割组件306两者。外壳302安装在支架314上，以将外壳302的出口316抬高到由传送带318提供的包装表面的上方。
所示的转变机300包括一系列迂回引导件354，引导件354通常由具有平行间隔轴线的棒或辊形成并且位于进料组件304的上游。这些引导件354限定了片状坯料在从一个或多个供应装置行进到进料组件304时的迂回路径。这些引导件354有助于在源自供应装置的坯料上提供相对一致的张力，特别是当供应装置包括扇折式堆叠体材料时。引导件354还可以改善追踪，使得坯料以更一致的横向位置进入进料组件304。
从迂回引导件354起，每个层P1和P2在分离板384的相应侧上入进料组件304，分离板384在进料组件304的旋转构件(诸如轮372和374)之间延伸并且限定了在上、下通道引导件386和388之间的用于每个层P1和P2的通路。通道引导件386和388在上游端彼此远离地向外张开以接纳层，然后相互平行地延伸穿过进料组件304和连接组件306，以引导坯料从中穿过到达切割组件310。通道引导件386和388还对在进料组件304与连接组件306之间的坯料进行限制。
在进料组件304的上游端，至少一个层是与至少一个其他层分离开的。通常仅使用两个层P1和P2，并且两个层遵循不同路径进入进料组件304。这利用分隔件384来实现，该分隔件384由此沿下游方向延伸到进料组件304内并且在形成进料组件304的一部分的横向间隔开的旋转构件或轮372和374之间延伸。这些旋转构件对372和374在分隔件384的相对两侧横向上间隔开，或者经由分隔件384中的横向上间隔开的开口彼此啮合。
在分隔件384的上方和下方，上、下通道引导构件386和388或通道引导板限定了穿过进料组件304和连接组件306的路径，该路径对在进料组件304与连接组件306之间穿过的片状坯料的移动进行约束。这些通道引导构件386和388限定了将片状坯料限制在其中的上、下边界，以便于在进料组件304与较慢速度的连接组件306之间使坯料起皱。另外，分隔件384通常与上、下引导构件386和388平行，但是可以更靠近引导构件386和388中的一个。因此，坯料在分隔件384的任意侧(在该情况中为上方和下方)通过，由此在任意侧的坯料都将随机且不对称地折叠和起皱。纵向起皱产生大致横穿坯料的纵向尺寸延伸的折叠线，该折叠线大体上与坯料穿过转变机300的路径垂直。因此，容纳在进料组件304与较慢的连接组件306之间的片状坯料被随机起皱，从而产生了具有随机长度和取向的折叠线，并且在折叠之间具有不规则的节距。
由通道引导构件386和388与分隔件384的不同间距提供的非对称折叠和起皱产生两个起皱不同的片材，它们通常在片状材料的不规则起皱中具有频率和振幅独立的波形。因此，由通道引导构件386和388与分隔件384限定的不同尺寸的层进料室或通路允许这些层以不同的频率和振幅随机起皱，所以当合到一起时这些层不太可能互锁，由此提供了在这些层连接起来之后的更大的蓬松度。在没有分隔件384的情况下，这些层将相互嵌套，从而产生更薄的支撑性更小的垫料产品。
进料组件304包括上、下旋转构件372和374，它们形成成对的横向上间隔开的旋转构件(在该情况中为轮)，用于使片状坯料在其间前进。上旋转构件372接合上层片状材料并使其前进，并且下旋转构件374接合下层片状材料并使其前进。旋转构件372和374安装在相应的共用横向延伸轴390和391上，并且上旋转构件372被可枢转地安装且偏置在下旋转构件374上。
旋转构件372和374具有提供足以抓握坯料的摩擦力的表面，并且例如可以被滚花或具有橡胶或其它高摩擦表面，以提供对坯料的期望抓握。进料组件304可以包括：一对旋转构件，在片状坯料一侧的单个旋转构件和在坯料另一侧的多个旋转构件，或者如图所示，多个横向上间隔开的成对的旋转构件372和374，以使片状坯料从中前进穿过。每对之中对置的旋转构件372和374优选地但并非一定地彼此抵靠偏置，以维持对在其间穿过的片状坯料的抓握。
轮轴390的横向端部由安装在横向侧板框架构件394外侧的一对相对的壳体块392、在壳体块392内侧的一对升降板396以及升降凸轮轴400来支撑。每个壳体块392容纳有压缩弹簧402，以将上、下旋转构件或轮372和374朝向彼此偏置。壳体块392具有接纳升降凸轮轴400的端部并将该端部保持在适当位置的凹部或凹穴404，以及允许轮轴390在平行引导件上竖直平移的通槽406。轮轴390的端部附近具有孔410，螺栓408穿过该孔410以用作弹簧压缩件以及用于轮轴390的线性移动的引导件。
在所示的实施例中，升降凸轮轴400与轮轴390对齐、平行且在轮轴390的上方。升降凸轮轴400横跨进料组件304的整个宽度，并且升降凸轮轴400的横向端部被捕获在壳体块392中的凹穴404内。升降凸轮轴400的每个端部的一侧被铣削成平坦部411，使得升降凸轮轴400在低于切线的位置以平坦部411坐落在壳体块392的凹穴404中。升降板396具有用于升降凸轮轴400的间隙孔以及用于轮轴390以允许轮轴在其中做平移运动的槽。
通向升降凸轮轴400的中心的孔接纳了杆臂412，该杆臂412可以延伸到转变机300的外壳302的外部。在所示的实施例中，孔和杆臂412是与平坦部411平行的。将杆臂412从操作位置旋转90度到达装载位置，从而升降凸轮轴400的端部旋转为使得离开以该端部的平坦部411坐落的状态而进入以端部的圆形部分坐落的状态。升降板396将该旋转运动传递到轮轴390，并因此传递到上旋转构件或轮372，由此在上、下旋转构件或轮372和374之间提供间隙，片状坯料可以在该间隙之间一直无阻碍地被供给到连接组件306中的旋转齿轮414和416。一旦坯料被装载上，就将杆臂412返回到其操作位置，以闭合进料组件304的上、下轮372和374之间的间隙。在操作位置，弹簧402将上轮372的轴390朝向下轮374偏置，此时在其间具有坯料。
垫料转变机300可以进一步包括位于进料组件304与连接组件306之间的横向上间隔开的成形犁312，该成形犁312用于减小坯料的宽度并在坯料经此穿过时将自由横向边缘向内折叠。成形犁312各自具有弯曲表面，该弯曲表面被安装成延伸到坯料的横向边缘的路径内，并朝向下游端部进一步向内逐渐突出。当坯料的横向边缘被横向犁312向内折叠或折弯时，一层坯料的边缘可以围绕另一层的边缘折叠并将另一层的边缘围住，然后连接组件306将重叠的层用机械的方式连接在一起。这使得成品垫料产品的横向边缘更加均匀，并且穿过连接组件306以形成连接线的附加折叠以及所得到的附加层有助于将垫料产品更好地保持在一起。由该进料组件304和连接组件306限定的转变机300提供了大致40％至55％的卷曲损耗。这意味着所生产的包装垫料产品比用于生产它的坯料短大致40％至55％。
连接组件306包括成对的旋转齿轮构件或齿轮414和416，它们被偏置在一起并且在坯料从齿轮之间穿过时将坯料的重叠层连接起来。所示的连接组件306包括至少两个旋转齿轮构件414和416，这些构件具有交错的齿，以使得在构件之间穿过的片状坯料变形，由此将多个层和多个重叠的片材沿着连接线用机械的方式互锁，以将它们保持在一起，作为连接起来的垫料条。该机械连接不同于层之间的化学或粘接剂结合。齿轮构件414和416在坯料从齿轮构件之间穿过时将坯料弄平、弄皱、折叠和/或冲压。尽管连接组件306包括至少两个旋转齿轮构件414和416，在至少两个旋转齿轮构件之间供给坯料，但是在各种构造中可以采用更多的齿轮构件。
上齿轮414由偏置构件(诸如弹簧)偏置在下齿轮416上。进料组件304的偏置旋转构件372和374以及连接组件306的偏置齿轮414和416均以悬臂的方式安装，以便围绕相应的枢转轴240和241旋转，使得可以使用较小的弹力来提供足够的偏置力。
旋转齿轮构件414和416通常以比进料组件304使片状坯料向旋转齿轮构件414和416前进的速率小的速率被驱动，以在进料组件304和连接组件306之间的受限空间中产生期望的随机起皱。在所示的转变机300中，进料组件304和连接组件306由共用的电驱动马达242驱动。驱动马达242积极地驱动进料组件304的下旋转构件374，并且经由链条和合适的链轮(未示出)连接至连接组件306的下齿轮构件416。进料组件304的旋转构件372和374与连接组件306的齿轮414和416之间的速度比可以通过调节链轮的相对尺寸并在链轮之间提供合适的链条而容易地调节。作为替代方案，可以提供分开的马达，以分开地驱动进料组件304和连接组件306。也可以提供传动装置来代替链条驱动，以提供改变进料轮372和374与齿轮414和416的相对速度而不会中断它们的操作的能力。
为了获得期望长度的垫料产品，转变机300包括切割组件310，该切割组件310位于连接组件306的下游，且用于在自供应装置拉引出来的基本上连续长度的片状坯料上切割或以其它方式切出具有期望长度的分开的垫料产品。切割组件310可以包括：例如，可旋转的切割轮，其可以跨越片状坯料的路径移动；以及固定的刀板，切割轮作用在该固定的刀板上，以在其间切割起皱的垫料条。然而，切割组件319不限于使用可旋转的切割轮。
如示出的实施例中所示，独立的切割马达244驱动断头台式切割组件208，该切割组件208包括穿过垫料条的路径的宽度延伸的切割刀板246，并且具有一对曲柄臂248，该一对曲柄臂248与进料组件204的横向上间隔开的旋转构件216和218以及连接组件206的齿轮236和238对齐，以便在以最大的力施加在连接线上的情况下积极地驱动切割刀板246穿过起皱坯料层。曲柄臂248连接至共用的轴250，并且旋转通过由相应的臂252限定的循环。
切割组件310包括断头台式切割刀板440，该切割刀板440的移动由双四杆连杆机构442和滑动组件444引导。独立的切割马达445经由齿轮箱446驱动四杆连杆机构442。关于齿轮箱446对称的驱动轴448在轴448的相反两端部上具有驱动曲柄450。每个驱动曲柄450被附接至第二曲柄452，该第二曲柄452进而附接至支撑切割刀板440的托架453。切割刀板托架453跨置在一对平行轴或滑动臂454上，以在切割刀板440穿过垫料条的路径移动时对切割刀板440进行引导，以便从垫料条上切出长度不连续的包装用垫料产品。每个曲柄臂450与连接组件306的横向间隔开的齿轮对414和416中的一个对齐，以将用于切割垫料条而施加的力集中在连接线上，该连接线是被切割的最大阻力区域。
切割刀板托架453在刀板边缘的后方具有带角度的表面456。该角度消除了可以用来搁置成条的切割下来的垫料产品的任何平坦表面。自切割刀板440，外壳出口斜槽460继续向下倾斜远离转变机300。这允许串联形成的下一个垫料条清除掉来自前一垫料条的残余部分。
如上所述，在随机起皱垫料产品的形成期间，当垫料产品被切割成期望长度时，可能会产生片状坯料的零散碎片。这些碎片会在垫料转变机300的美观和正常功能方面引起问题。本发明提供了将该问题最小化或消除的方法。一种解决方案是在切割垫料产品之前，例如使用连接至杆臂412的螺线管马达500将上进料轮372从下进料轮374上抬高。控制器330连接至螺线管马达500并以其它方式构造成控制螺线管马达500，以使上进料轮372从下进料轮374上脱离。这使进料组件304从坯料上脱离，由此连接组件306仅拉动片状材料穿过转变组件。作为替代方案，进料组件304可以被控制成以与连接组件306相同或更慢的进料速率供给片状坯料，以将垫料条的一部分中的纵向起皱最小化或消除。利用这些技术中的任一种，都可以在保持有效的同时在片状坯料的一部分中减少或消除起皱。该起皱减少区域与片状坯料的正常起皱部分相比更平坦并具有较低的缓冲能力。一旦连接组件306使起皱减少部分前进到切割组件310，接着可以切割该起皱减少部分。较低的起皱量大大地降低了在切割操作期间产生片状材料的零散碎片的可能性。
因此，本发明提供的垫料转变机将片状坯料转变成与片状坯料相比相对更厚且密度更低的垫料产品。转变机包括转变组件，该转变组件将片状坯料从中拉动穿过并使片状坯料的至少一部分随机起皱。在从基本上连续长度的片状坯料上切出期望长度的分开的垫料产品之前，转变组件使片状坯料暂时从中前进穿过，同时在起皱减少区域中将片状坯料的随机起皱最小化或消除，然后在起皱减少部分或区域中切割片状坯料，以减少或消除片状坯料的废料碎片的产生。可以使用螺线管来抬高上进料轮372，以减少或消除起皱。
将参考图14至图20来描述本发明提供的另一切割组件600。类似于前述实施例，该实施例提供的垫料转变机包括：(a)用于使片状坯料前进并将片状坯料的至少一部分随机起皱以形成垫料条的装置，(b)用于减少垫料条的一部分中的起皱的装置，以及(c)用于切割垫料条的起皱减少部分以从垫料条上切出分开的垫料产品的装置。上述转变组件或另一转变组件将适合于生产随机起皱片状坯料和所得到的垫料条。然而，与前述实施例相比，在转变组件的下游，在切割组件60处或附近，诸如通过拉伸随机起皱的垫料条来减少起皱的量或程度。
更具体地，如在前述实例中那样，本发明提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度垫料产品的垫料转变机，该垫料转变机包括：转变组件，其被构造成使片状坯料沿着从上游端朝向下游端的路径从中前进穿过，并且使片状坯料的至少一部分随机起皱；以及切割组件，其位于转变组件的下游。
如在前述实例中那样，转变组件可以包括：进料组件，其用于使至少第一幅片的片状坯料以第一速率从中前进穿过；以及连接组件，其位于进料组件的下游，并且(a)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率从中穿过而减慢片状坯料的前进，由此使第一幅片在进料组件与连接组件之间的纵向空间中随机起皱，以及(b)将起皱的第一幅片连接至第二幅片，以将起皱的第一幅片维持在其起皱状态。进料组件可以包括至少一对旋转构件，该至少一对旋转构件用于使片状坯料在它们之间前进，并且连接组件可以包括至少一对旋转齿轮构件，该至少一对旋转齿轮构件具有交错的齿以用于使在构件之间穿过的片状坯料变形，以将多层片状坯料互锁。转变组件还可以包括一个或多个隧道构件，该一个或多个隧道构件限定了用于供片状坯料穿过转变组件的路径。
切割组件600类似于上述切割组件310(图4)，并且包括：固定切割刀板602，其在垫料条中的片状坯料的路径的一侧；以及可动切割刀板604，其与固定切割刀板602相反且可以从自片状坯料的路径移开的转变位置跨越该路径移动到与固定切割刀板602相邻的切割位置。然而，与前述切割组件相比，在该实施例中，切割组件600可以进一步包括：在固定切割刀板602上游的上游抚平犁606，以及在可动切割刀板604下游的下游抚平犁608。上游、下游抚平犁606和608在固定切割刀板602上方将随机起皱片状坯料接合在上游、下游抚平犁606和608二者之间并在这二者之间拉伸随机起皱片状坯料，由此减少在上游、下游抚平犁606和608之间的垫料条的一部分中的起皱量。结果，使可动切割刀板604穿过垫料条的起皱减少部分，并因此穿过较少的片状材料层并产生较少碎片。
如在先前的实施例中那样，所示切割组件600包括联接至齿轮箱614的切割马达612以及成组的横向上间隔开的曲柄臂616，以驱动可动切割刀板604跨越片状坯料的路径，然后经过安装在砧表面620的下游侧的固定切割刀板602。可动切割刀板604被承载在切割刀板托架622中，该切割刀板托架622跨置在一对平行引导轴或滑动臂624上，该一对平行引导轴或滑动臂624引导可动切割刀板604跨越垫料条的路径和固定切割刀板602，以从垫料条上切出长度不连续的垫料产品。
切割刀板托架622相对于在大体垂直于固定切割刀板602的方向上延伸的平行引导轴624成角度地支撑可动切割刀板604，使得可动切割刀板604在垫料条的路径的横向一侧接合固定切割刀板602，并且随着切割刀板托架622移动经过固定切割刀板602，可动切割刀板604与固定切割刀板602之间的接触点跨越路径的宽度移动。
在所示的实施例中，上游、下游抚平犁606和608安装在切割刀板托架622上，以便与可动切割刀板一起移动。在所示的实施例中，上游抚平犁606(也称为进料犁)包括位于切割刀板托架622上游侧的一对横向上间隔开的支架630。支架630连接至相应的支撑块632，支撑块632通过承载在切割刀板托架622上的相应的弹簧组件636弹簧偏置在切割刀板托架622的上表面634上。在支架630的远离支撑块632的相反端部处，支架630通过在相反端部之间延伸的夹紧条棒638连接起来。进料犁606被构造成使得随着切割刀板托架622朝向固定切割刀板602移动，夹紧条棒638将片状材料接合并夹紧或夹持在位于固定切割刀板602上游并与固定切割刀板602相邻的砧表面620上。随着切割刀板托架622继续朝向固定切割刀板602移动，在弹簧偏置力的作用下，由位于固定切割刀板602上游的进料犁606施加的力增大，从而拉动可动切割刀板604跨越垫料条的路径并经过固定切割刀板602。
在固定切割刀板602的下游继续，随着切割刀板托架622使可动切割刀板604朝向固定切割刀板602移动，下游抚平犁608在可动切割刀板604的下方延伸并引导可动切割刀板604。下游抚平犁608(也称为出料犁)可以安装在切割刀板托架622上，并且被构造成在固定切割刀板602的下游接合垫料条。随着切割刀板托架622朝向固定切割刀板602移动，出料犁608将垫料条推动经过固定切割刀板602并推向下游支撑表面640，该下游支撑表面640与位于固定切割刀板602上游的砧表面620平行，但从该砧表面620偏移或移位。
进料犁606被构造成：在出料犁608将垫料条推动经过砧表面620和固定切割刀板602之前，进料犁606接合垫料条以及位于固定切割刀板602上游的砧表面620。因此，进料犁606在固定切割刀板602的上游抓住垫料条，然后出料犁608随后将垫料条推动经过固定切割刀板602并拉伸垫料条中的随机起皱片状坯料，从而在进料犁606与出料犁608之间形成垫料条的起皱得到减少的一部分或区域，使得随后的可动切割刀板604对在固定切割刀板602上方被拉伸的起皱减少部分进行切割。
虽然在所示的实施例中进料犁606和出料犁608安装在切割刀板托架622上，但是进料犁606和出料犁608可以被独立地支撑和致动，以接合并拉伸垫料条，以减少垫料条的与固定切割刀板602相邻的一部分中的起皱。此外，在一些情况下，进料犁606和出料犁608中的一者或两者可以被省略或与其它元件组合，同时继续提供用于减少与固定切割刀板602相邻的起皱的装置。
现在特别地参见图17至图20，例如，切割刀板托架622本身可以通过充当下游抚平犁608或除了下游抚平犁608之外，另外地或替代地促进在固定切割刀板602上拉伸垫料条。这通过将切割刀板托架622构造成包括延伸超过可动切割刀板604的前导表面650来实现的，使得前导表面650先于可动切割刀板604将垫料条推动经过固定切割刀板602。在切割行程结束时，其中切割刀板托架622处于其经过固定切割刀板602之后的最远点，前导表面650可以接合下游支撑表面640，但是是通过在固定切割刀板602的下游先于可动切割刀板604推动垫料条的一部分来进行的，垫料条可以在切割刀板托架622的前导表面650与上游抚平犁606之间被拉伸，如果采用了诸如上述连接组件306(图4)等转变组件的话，或者如果作为该转变组件的替代方案的话。在后一种情况下，切割组件600与连接组件之间的距离可以被最小化。
如上所述，在随机起皱垫料产品的形成期间，当随着可动切割刀板跨越置于可动切割刀板与固定切割刀板之间的成层的片状材料移动而将垫料产品切割成期望长度时，会产生片状坯料的零散碎片。通过拉伸起皱的片状坯料，使延伸穿过切割组件的片状坯料的一部分中的起皱得到减少或最小化。该起皱减少部分或区域与通过转变组件产生的片状坯料的随机起皱部分相比更平坦并具有更低的缓冲能力。但是更低的起皱量大大地降低了将在切割操作期间产生片状材料的零散碎片的可能性，由此将由这种碎片产生的问题最小化或消除。
本发明还提供一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的相应方法，该方法包括以下步骤：(a)使片状坯料穿过转变组件并使片状坯料的至少一部分随机起皱，以形成垫料条，(b)拉伸垫料条，以减少垫料条的一部分中的起皱，以及(c)切割垫料条的起皱减少部分，以从垫料条上切出分开的垫料产品。
随机起皱步骤可以包括以下步骤：(i)通过使片状坯料以小于第一速率的第二速率穿过，来减慢片状坯料在转变组件的进料组件部分下游的通过，从而使第一幅片随机起皱，以及(ii)将多层片状坯料连接起来，包括将片状坯料的起皱的第一幅片连接到第二幅片的一侧，以将起皱的第一幅片保持在其起皱状态。
总之，本发明提供一种将片状坯料转变成与坯料相比相对更厚且密度更低的垫料产品的垫料转变机。该转变机包括转变组件，转变组件将片状坯料从中拉动穿过并使片状坯料的至少一部分随机起皱。在从基本上连续长度的片状坯料上切出期望长度的分开的垫料产品之前，在要切割的区域中将随机起皱最小化或消除，以减少或消除在切割操作期间产生的片状坯料的零散碎片。如前述实例中所述，这可以通过减小片状材料的要切割的一部分中的起皱量或程度来实现，或者通过拉伸随机起皱的片状材料以减少片状材料的要切割的一部分中的起皱来实现。
尽管已经参照一个或多个所示实施例示出和描述了本发明，但是本领域的其它技术人员在阅读和理解说明书和附图之后将想到等效的变更和修改。特别是关于由上述整体(部件、组件、设备、组合物等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这样的整体的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于即使在结构上不等同于执行本文中所示本发明一个或多个实施例中的功能的所公开的结构也执行指定功能(即，功能上等效)的任何整体。

Claims (17)

1.一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机，包括：
转变组件，其被构造成使片状坯料从中前进穿过，并且使所述片状坯料的至少一部分随机起皱；
切割组件，其位于所述转变组件的下游；以及
控制器，其与所述转变组件和所述切割组件通信，其中，所述控制器被构造成控制所述转变组件以在所述片状坯料的一部分中暂时减少所述随机起皱，然后启动所述切割组件，以通过在所述片状坯料的起皱得到减少的所述一部分中切割片状坯料条而从所述片状坯料上切出分开的垫料条。
2.根据权利要求1或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述转变组件包括：
进料组件，其用于使至少第一幅片的片状坯料以第一速率从中前进穿过；以及
连接组件，其位于所述进料组件的下游，所述连接组件(a)通过使所述片状坯料以小于所述第一速率的第二速率从中穿过而减慢所述片状坯料的前进，由此在所述进料组件与所述连接组件之间的纵向空间中使所述第一幅片随机起皱，并且(b)将起皱的所述第一幅片连接至第二幅片，以将起皱的所述第一幅片维持在其起皱状态。
3.根据权利要求2或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述进料组件包括至少一对旋转构件，所述至少一对旋转构件用于使片状坯料在所述至少一对旋转构件之间前进。
4.根据权利要求2或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述连接组件包括至少一对旋转齿轮构件，所述至少一对旋转齿轮构件具有交错的齿，以使在所述至少一对旋转齿轮构件之间穿过的所述片状坯料变形，以将多个层的片状坯料互锁。
5.根据权利要求1或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述转变组件包括一个或多个隧道构件，所述一个或多个隧道构件限定用于供所述片状坯料穿过所述转变组件的路径。
6.一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的方法，包括以下步骤：
使片状坯料前进穿过转变组件，并且使所述片状坯料的至少一部分随机起皱，以形成垫料条；然后
暂时地在不使所述片状坯料随机起皱的情况下使所述片状坯料前进穿过所述转变组件，以形成所述垫料条的未起皱部分；然后
切割所述垫料条的所述未起皱部分，以从所述垫料条上切出分开的垫料产品。
7.根据权利要求6或任何其它权利要求所述的方法，其中，所述随机起皱步骤包括：
通过使所述片状坯料以小于第一速率的第二速率穿过而减慢所述片状坯料在所述转变组件的进料组件部分的下游的通过，从而使第一幅片随机起皱；以及
将多个层的片状坯料连接起来，包括将片状坯料的起皱的所述第一幅片连接至第二幅片的一侧，以将起皱的所述第一幅片保持在其起皱状态。
8.一种用于将片状坯料转变成垫料产品的垫料转变机，包括：
用于使片状坯料前进并使所述片状坯料的至少一部分随机起皱以形成垫料条的装置；
用于暂时地在不使所述片状坯料随机起皱的情况下使所述片状坯料前进以形成所述垫料条的未起皱部分的装置；以及
用于切割所述垫料条的所述未起皱部分以从所述垫料条上切出分开的垫料产品的装置。
9.一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机，包括：
转变组件，其被构造成使片状坯料沿着从上游端朝向下游端的路径从中前进穿过，并且使所述片状坯料的至少一部分随机起皱；以及
切割组件，其位于所述转变组件的下游，所述切割组件包括固定切割刀板和可动切割刀板，所述固定切割刀板位于所述片状坯料的所述路径的一侧，所述可动切割刀板与所述固定切割刀板相反且能从自所述片状坯料的所述路径移开的转变位置跨越所述路径移动到与所述固定切割刀板相邻的切割位置；
其中，所述切割组件进一步包括上游抚平犁和下游抚平犁，所述上游抚平犁联接至所述可动切割刀板的上游侧以与所述可动切割刀板一起移动，所述下游抚平犁联接至所述可动切割刀板的下游侧以与所述可动切割刀板一起移动。
10.根据权利要求9或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述转变组件包括：
进料组件，其用于使至少第一幅片的片状坯料以第一速率从中前进穿过；以及
连接组件，其位于所述进料组件的下游，所述连接组件(a)通过使所述片状坯料以小于所述第一速率的第二速率从中穿过而减慢所述片状坯料的前进，由此在所述进料组件与所述连接组件之间的纵向空间中使所述第一幅片随机起皱，并且(b)将起皱的所述第一幅片连接至第二幅片，以将起皱的所述第一幅片维持在其起皱状态。
11.根据权利要求10或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述进料组件包括至少一对旋转构件，所述至少一对旋转构件用于使片状坯料在所述至少一对旋转构件之间前进。
12.根据权利要求10或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述连接组件包括至少一对旋转齿轮构件，所述至少一对旋转齿轮构件具有交错的齿，以使在所述至少一对旋转齿轮构件之间穿过的所述片状坯料变形，以将多个层的片状坯料互锁。
13.根据权利要求9或任何其它权利要求所述的垫料转变机，其中，所述转变组件包括一个或多个隧道构件，所述一个或多个隧道构件限定用于供所述片状坯料穿过所述转变组件的路径。
14.一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的方法，包括以下步骤：
使片状坯料前进穿过转变组件，并且使所述片状坯料的至少一部分随机起皱，以形成垫料条；
拉伸所述垫料条，以减少所述垫料条的一部分中的起皱；然后
切割所述垫料条的起皱减少部分，以从所述垫料条上切出分开的垫料产品。
15.根据权利要求14或任何其它权利要求所述的方法，其中，
通过使所述片状坯料以小于第一速率的第二速率穿过而减慢所述片状坯料在所述转变组件的进料组件部分的下游的通过，从而使第一幅片随机起皱；以及
将多个层的片状坯料连接起来，包括将片状坯料的起皱的所述第一幅片连接至第二幅片的一侧，以将起皱的所述第一幅片保持在其起皱状态。
16.一种用于将片状坯料转变成垫料产品的垫料转变机，包括：
用于使片状坯料前进并使所述片状坯料的至少一部分随机起皱以形成垫料条的装置；
用于拉伸所述垫料条以减少所述垫料条的一部分中的起皱的装置；以及
用于切割所述垫料条的起皱减少部分以从所述垫料条上切出分开的垫料产品的装置。
17.一种用于将片状坯料转变成相对更低密度的垫料产品的垫料转变机，包括：
转变组件，其被构造成使片状坯料从中前进穿过，并且使所述片状坯料的至少一部分随机起皱；
切割组件，其位于所述转变组件的下游；以及
用于减少所述片状坯料的一部分中的起皱并且联接到所述转变组件和所述切割组件中的一者或多者上的装置。
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