CN113226725B - 填充材料切割机构和方法 - Google Patents

Abstract

一种系统包括片材材料源和转换机。转换机被配置成接收片材材料并将片材材料形成为填充材料。该转换机还包括切割机构，该切割机构被配置成切割填充材料。切割机构被配置成使得当切割填充材料以形成两片填充材料时，填充材料的未切割部分保留在两片填充材料之间。

Description

填充材料切割机构和方法

技术领域

本公开属于衬料或包装材料的技术领域。更具体地说，本公开涉及一种由选定的基材例如纸等片材生产包装填充材料的方法。

背景技术

用于从纸生产填充材料的转换机是众所周知的。这种转换机通常通过从一卷或扇状折叠的纸中拉出纸幅，以将纸转换成填充材料的方式操纵纸幅，并且然后将转换后的材料切断成期望长度的切割部段来操作。转换机可以是将片材材料形成为可用作空隙填充的填充材料的空隙填充转换机、将片材材料形成为可用作缓冲件的填充材料的缓冲件转换机或任何其他类似的转换机。虽然这种转换机被广泛使用，并且在许多应用中已取得了商业上的成功，但是需要改进这种转换机的部件中一些部件的功能并降低其成本。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在下面的具体实施例中进一步描述的选择的概念。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在第一实施例中，一种系统包括片材材料源和转换机。转换机被配置成接收片材材料并将片材材料形成填充材料。转换机还包括切割机构，该切割机构被配置成切割填充材料。切割机构被配置成使得当切割填充材料以形成两片填充材料时，填充材料的未切割部分保留在两片填充材料之间。

在第二实施例中，前述实施例被配置成使得未切割部分被布置成使得当两片填充材料中的一片从彼此拉下时，未切割部分撕裂，导致两片填充材料彼此分离。

在第三实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得由未切割部分保持连接的填充材料的宽度的百分比在大约1%与大约10%之间的范围内。

在第四实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得由未切割部分保持连接的填充材料的宽度在大约3%与大约9%之间的范围内。

在第五实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得由未切割部分保持连接的填充材料的宽度的百分比在大约5%与大约8%之间的范围内。

在第六实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得由未切割部分中的每一个保持连接的填充材料的宽度的百分比小于或等于1%、0.8%、0.6%、0.4%或0.2%中的任何一个。

在第七实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得切割机构包括第一切割表面和第二切割表面，并且第一切割表面和第二切割表面中的至少一个被配置成相对于第一切割表面和第二切割表面中的另一个移动以切割填充材料的部分。

在第八实施例中，第七实施例被配置成使得第一切割表面是包括凹口的凹口刀片。

在第九实施例中，第八实施例被配置成使得凹口的长度是第一切割表面的长度的百分比，该百分比小于或等于或是10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%中的任一个。

在第十实施例中，第七至第九实施例中的任何一个被配置成使得填充转换机被配置成使片材材料折叠或起皱以形成填充材料。

在第十一实施例中，第十实施例被配置成使得在使片材材料折叠或起皱以形成填充材料之后，多层填充材料被布置成由切割机构切割。

在第十二实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得切割机构包括单个切割表面，该切割表面包括凹口。

在第十三实施例中，第十二实施例被配置成使得当单个切割表面切割填充材料时，单个切割表面被配置成移动到狭槽中。

在第十四实施例中，前述实施例中的任一个被布置成使得切割机构包括被间隙分开的至少两个单独的切割表面，并且当切割机构切割填充材料时，填充材料的未切割部分与间隙对准。

在第十五实施例中，第十四实施例被配置成使得当至少两个单独的切割表面切割填充材料时，至少两个单独的切割表面被配置成移动到狭槽中。

在第十五实施例中，第十四或第十五实施例中的任何一个被配置成使得间隙具有在大约0.1英寸与大约0.15英寸之间的范围内的长度。

在第十七实施例中，一种方法包括通过填充转换机将片材材料转换成填充材料，并通过填充转换机的切割机构切割填充材料以形成两片填充材料。切割包括在两片填充材料之间留下填充材料的未切割部分。两片填充材料包括第一片和第二片。该方法还包括由转换机保持两片填充材料中的第二片。在保持过程中，通过将第一片从第二片上拉下以使填充材料的未切割部分撕裂，使第一片能与第二片分离。

在第十八实施例中，第十七实施例的方法还包括由转换机检测第一片已经从第二片拉下。

在第十九实施例中，第十八实施例的方法还包括响应于检测，由转换机自动将填充材料从填充转换机推出，并且响应于检测，由转换机的切割机构自动切割填充材料，以在填充材料的第二片与第三片之间形成切口，使得填充材料的未切割部分保留在填充材料的第二片与第三片之间。

在第二十实施例中，第十九实施例的方法还包括通过转换机保持填充材料的第三片。在保持第三片期间，通过将第二片从第三片上拉下，以使第二片与第三片之间的填充材料的未切割部分撕裂，使第二片能与第三片分离。

附图说明

当结合附图时，通过参考以下详细描述，所公开主题的前述方面和许多随附的优点将变得更容易领会，因为它们会变得更好理解，其中:

图1描绘了用于生产填充材料的转换机、片材材料源的实施例，以及使用本文描述的切割机构的实施例之一进行填充材料切割的实施例；

图2描绘了切割机构的实施例，该切割机构能够根据本文描述的切割方法切割转换后的片材材料；

图3描绘了根据本文描述的实施例，在两片切割填充材料被分离之前两片切割填充材料的实施例；和

图4描绘了根据本文描述的实施例，在两片切割填充材料已经被分离之后，图3所示的两片切割填充材料之一的实施例。

具体实施方式

参考图1，描绘了系统100，其包括用于从选定基材的片材材料120生产填充材料130的转换机110。在图1中，转换机110被描绘为由支撑支架112支撑，支撑支架112被配置为竖立在地板上。转换机110的其他配置是可能的，例如转换机110的台面型配置。在所描绘的配置中，转换机110和支撑支架可以是高度可调的，或者以其他方式是使用者可配置的。其他相关部件，例如控制单元114、片材供应箱116和支撑基座(不可见)也可以连接到支架112。控制单元114可以包括使用者界面或其他使用者可操作的开关、按钮、拨盘或其他控件，以管理转换机110的操作。例如，控制单元114可以包括紧急停止按钮或允许操作者调整操作模式或选择特定长度的填充材料进行分配的其他控件。片材供应箱116的尺寸和形状形成为适合不同的片材尺寸和密度。在一个实施例中，供应箱116的尺寸可以是可调整的，以适应不同的片材供应宽度，例如15"或30"宽的扇形折叠原料。在另一个实施例中，填充材料片材可以以原料片材材料卷的形式供应到转换机110。因此，水平杆(未示出)可以固定在支架112附近或直接固定在支架112上，以支撑这种原料片材材料卷。在一个实施例中，片材供应箱116可以位于转换机110附近，但不直接联接到转换机110。在一些实施例中，支撑基座将支架112固定到稳定平台例如支腿、脚轮、桌子或任何其他安装位置(例如，工作台或产品输送机)。根据特定包装环境的要求，支撑基座可以适当地固定到固定的或移动的平台上。

转换机110被配置成接收片材材料120并将片材120材料转换成填充材料130。填充材料130具有不同于片材材料的配置。在一些实施例中，转换机110被配置成将片材材料120从其片材取向破碎、起皱、折叠或以其他方式变形为填充材料130的非片材取向。转换机110可以包括破碎轮、齿轮、变形缸、折叠杆、折叠板、滑轮或在片材材料120路径中的其他变形部件，以使片材材料120从其片材取向(基本上二维形式)转换到空隙填充材料130的非片材取向(基本上三维形式)。这方面的例子。

大多数转换机包括切断机构，用于周期性地将转换后的填充材料切断成填充材料片。然后可以将切断的片作为空隙填充物插入容器(例如，装运箱)或作为缓冲件放置在物体周围。将转换后的填充材料切断的一个困难是确保被切断的填充材料片不会无意中从转换机中掉出。当切断的片从转换机中掉出时，包装者通常需要花费额外的时间来收集掉落的片，并且在某些情况下，这个片不再可用。为了解决这个问题，可以使用捕获装置，例如箱柜，来捕获和保持从转换机中掉出的切断的填充材料片。然而，这些捕获装置会占据比包装环境中所期望的更多的空间，并且对于包装者来说可能不符合人机工程学，例如，在包装者必须重复地向下弯腰以拾取从捕获装置中出来的切断的填充材料片时。这个问题的另一个解决方案是提供斜槽，该斜槽将下落的切断的填充材料片导向给使用者。然而，这些斜槽也占据了空间，可能需要将转换机从使用者处移开，并且不能解决预期分配切断的填充材料片的问题。

为一些转换机开发的另一种解决方案是有时称为“切割并保持”的转换机模式。当使用切割并保持选项时，转换机通常产生预定长度的填充材料，并且然后切割该材料以形成分离的填充材料片。然后，转换机保持填充材料片，以便包装者从转换机中移除。这种保持通常是通过填充材料片与转换机之间的摩擦来实现的。一旦包装者从转换机移除填充材料片，转换机就产生另一个填充材料片，切割该材料以形成新的分离的填充材料片，并保持新的填充材料片，直到包装者从转换机将其移除。然而，由保持系统引起的摩擦有卡住转换机的趋势，特别是当转换机高速操作时(例如，300英尺/分钟或更高)。转换机中卡纸导致转换机停机，并导致解除转换机卡住的人工成本。为了补偿卡住，可以减少保持系统上的张力或摩擦力的大小。然而，由于在保持时段中一些时段摩擦力和/或张力较小，所以保持的填充材料片有时会从转换机中掉出(例如，由于在包装者区域中的空气流动——例如来自风扇)。当保持的填充材料片掉出时，转换机产生另一个填充材料片，因为它感测到纸已被移除。这导致了上述相同问题中的一些问题。不仅存在同样的问题，而且由于需要在填充材料片切断后保持填充材料片的保持系统，因此转换机的成本和复杂性也增加了。

本文描述的是用于转换机的切割机构的实施例，其不完全分离两个填充材料片，但允许包装者手动分离两个填充材料片。在一些实施例中，切割机构在两个填充材料片的切割端留下许多未切割部分。在一些实施例中，未切割部分足够小，使得包装者可以手动拉动两个切割填充材料片中的一片，以使未切割部分撕裂，导致两个切割填充材料片彼此分离。在一些示例中，在材料被切割后，由所有未切割部分连接的切割填充材料的宽度百分比在大约1%到大约10%的范围、大约3%到大约9%的范围或大约5%到大约8%的范围中的至少一个范围内。在一些示例中，在材料被切割后，由未切割部分之一连接的切割填充材料的宽度百分比小于或等于1%、0.8%、0.6%、0.4%或0.2%中的任何一个。在一些实施例中，未切割部分能够维持两片连接，直到这些片中的一片从另一片拉开(例如，被包装者拉开)。保持未切割的填充材料量相对较小的一个益处是，当包装者将两片拉开时，包装者通常不需要施加太大的力来撕裂未切割部分。在一些情况下，包装者不能区分从切割并保持转换机中(例如，在现有的转换机中)拉出一个填充材料片所需的力大小的任何差异以及撕裂当使用在本文描述的实施例中的切割机构时保持的纸的未切割部分所需的力的大小。

在图2中所描绘的是转换机110中的切割机构140的实施例。在一些实施例中，切割机构140包括切割表面142和切割表面144。在一些实施例中，切割表面142和144中的至少一个被配置为相对于另一个移动以切割填充材料130的部分。切割机构140还被配置成使得当切割机构140切割空隙填充材料130时，填充材料130在填充材料130的切割端留下许多未切割部分。

在所描绘实施例中，切割机构140中的切割表面142是凹口刀片，其在切割表面142中具有凹口146。如在图2中可以看出，转换机110被配置成使片材材料120折叠或起皱以形成填充材料130，使得多层填充材料130位于两个切割表面142与144之间。凹口146位于切割表面142上，使得多层填充材料130与凹口146对准。在一些实施例中，凹口146的长度是切割表面142长度的一定百分比，该百分比小于或等于10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%中的任何一个。

在其他实施例中，切割机构140可以具有单个切割表面。在那些实施例中，填充材料130可以位于单个切割表面与狭槽之间，并且当单个切割表面切割填充材料130时，单个切割表面可以移动到狭槽中。在那些实施例中，单个切割表面可以包括凹口，当单个切割表面切割填充材料130时，该凹口与填充材料130的未切割部分对准。在其他实施例中，切割机构140可以具有至少两个切割表面。在那些实施例中，填充材料130可以位于至少两个切割表面与狭槽之间，并且当至少两个切割表面切割填充材料130时，至少两个切割表面可以移动到狭槽中。在那些实施例中，至少两个切割表面可以由间隙分开，并且当至少两个切割表面切割填充材料130时，该间隙与填充材料130的未切割部分对准。

在图2所描绘的实例中，填充材料130的前端152位于切割表面142和144处，在该处，其在先由切割表面142和144从现在分离的填充材料片130上切割。前端152包括凸片154。凸片154基本上与凹口146对准，以表明当切割表面142和144切割填充材料130时在移除现在分离的填充材料130的片之前，凸片154是填充材料的未切割部分。当现在分离的填充材料130的片被移除(例如，被包装者拉开)时，凸片154保持在前端152上。在本文描述的实施例中的任何实施例中，切割表面中的凹口或切割表面之间的间隙可以具有的长度在大约0.01英寸与大约0.25英寸之间的范围内、在大约0.05英寸与大约0.2英寸之间的范围内、或者在大约0.1英寸与大约0.15英寸之间的范围内。

从图2所示的位置，转换机110可以将填充材料130推进到图1所示的位置。在图1所示的位置，填充材料130的前端152远离转换机110出来。此时，转换机110内的切割机构140可以切割填充材料130。图3所描绘的是当填充材料处于图1所示的位置时，在填充材料130中进行切割之后，以及在切割的填充材料130的两片150和160被分离之前填充材料130的两片150和160的实施例。

如在图3中可以看出，切割机构140切穿折叠或起皱的填充材料130的多个层，以在填充材料130的片150中形成尾端156以及在填充材料130的片160中的前端162。切割表面142的凹口146跨填充材料130的两片150和160的切割的尾端156和前端162留下了许多未切割部分132(尽管在图3中只能看到一个)。在填充材料130的未切割部分132就位的情况下，填充材料130的两个片150和160保持彼此连接。这保持片150连接到片160，直到片150从片160上拉下。因此，当片160是转换机110内的填充材料130的一部分时，转换机继续将片150保持在片160的端部上，直到将片150从片160上拉下。

图4所描绘的是在填充材料130的两片150和160已经彼此分离之后，填充材料130的片160的一个示例。在一些实施例中，由人(例如，包装者) 拉动片150使片150从片160分离，这使两个片150和160之间的未切割部分132撕裂。在所描绘的实施例中，大部分未切割部分132在未切割部分132更靠近片150的侧部上撕裂，使得当片150从片160拉下时，未切割部分132变成片160的前端162上的凸片164。

如上所描述的，填充材料片可通过包括由转换机110推进填充材料130、由切割机构140切割填充材料130(切割机构在两片之间留有未切割部分)、以及由人将该片从填充材料130上拉下以撕裂未切割部分的过程来产生。然后，填充材料130的片被分离，并可用作填充物。在一些实施例中，转换机110可以检测到片已经被撕掉，并且然后自动推进填充材料130并切割材料130，使得未切割部分保留。当人继续从填充材料130中拉下片时，这个过程可以重复多次。

本文描述的实施例优于现有转换机的益处中一些益处包括降低的复杂性、更低的成本和更高的可靠性。对于切割并保持系统，不仅这些系统具有切断机构，还具有张力保持机构。相反，本文公开的实施例包括切割机构，其在切割后留下填充材料的未切割部分，而不是具有切断机构和张力保持机构两者。由于减少了零件数量，这不仅降低了成本，而且还降低了转换机的复杂性，因为填充材料保持切割片，而不是转换机中的张力机构保持切割片。此外，现有系统中的填充片意外掉落的问题通过本文描述的实施例来解决，因为未切割部分防止切割的填充片仅由于重力而掉落。这增加了本文公开的实施例优于现有转换机的可靠性。

出于本公开的目的，例如“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“前”、“后”等术语应该被解释为描述性的，而不是限制所要求保护的主题的范围。此外，本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型意味着涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有限制，术语“连接”、“联接”和“安装”及其变型在本文广泛使用，并且包括直接和间接连接、联接和安装。除非另有说明，术语“基本上”、“大致”等用于表示目标值的5%以内。

在前面的描述中已经描述了本公开的原理、代表性实施例和操作模式。然而，本公开旨在保护的方面不应被解释为限于所公开的特定实施例。此外，本文描述的实施例应被视为说明性的而非限制性的。应当理解，在不脱离本公开的精神的情况下，其他人可以进行变化和改变，以及采用等同物。因此，所有这些变化、改变和等同物都落在要求保护的本公开的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种用于生产填充材料的系统，包括：

片材材料源；和

转换机，其被配置为接收所述片材材料并将所述片材材料形成填充材料，其中所述转换机进一步包括：

切割机构，其被配置成切割所述填充材料，所述切割机构具有线性切割刀片，该线性切割刀片具有仅仅一个凹口或间隙，其中所述切割机构被配置成使得当切割所述填充材料以形成两片填充材料时，其中所述线性切割刀片布置成使得所述凹口或间隙在所述两片填充材料之间留下所述填充材料中的多个未切割部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述未切割部分被布置成使得当所述两片填充材料中的一片从彼此拉下时，所述未切割部分撕裂，导致所述两片填充材料彼此分离。

3.根据权利要求1所述的系统，其中由所述未切割部分保持连接的所述填充材料的宽度的百分比在1％与10％之间的范围内。

4.根据权利要求1所述的系统，其中由所述未切割部分保持连接的所述填充材料的宽度的百分比在3％与9％之间的范围内。

5.根据权利要求1所述的系统，其中由所述未切割部分保持连接的所述填充材料的宽度的百分比在5％与8％之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的系统，其中由所述未切割部分中的每一个保持连接的所述填充材料的宽度的百分比小于或等于1％、0.8％、0.6％、0.4％或0.2％中的任何一个。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述切割机构包括第一切割表面和第二切割表面，并且其中第一切割表面和第二切割表面中的至少一个被配置为相对于第一切割表面和第二切割表面中的另一个移动，以切割所述填充材料的部分。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一切割表面是包括凹口的凹口刀片。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述凹口的长度是所述第一切割表面的长度的百分比，所述百分比小于或等于或者是10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％中的任一个。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述填充转换机被配置成使所述片材材料折叠或起皱以形成所述填充材料。

11.根据权利要求8所述的系统，其中在使所述片材材料被折叠或起皱以形成所述填充材料之后，多层所述填充材料被布置成由所述切割机构切割。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述切割机构包括单个切割表面，所述单个切割表面包括凹口。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述单个切割表面被配置成当所述单个切割表面切割所述填充材料时移动到狭槽中。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述切割机构包括至少两个单独的切割表面，所述两个单独的切割表面被间隙分开，并且其中当所述切割机构切割所述填充材料时，所述填充材料的未切割部分与所述间隙对准。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述至少两个单独的切割表面被配置成当所述至少两个单独的切割表面切割所述填充材料时移动到狭槽中。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述间隙具有的长度在0.1英寸与0.15英寸之间的范围内。

17.一种用于生产填充材料的方法，包括：

通过填充转换机将片材材料转换成填充材料；

通过所述填充转换机的切割机构切割所述填充材料以形成两片填充材料，其中所述切割机构具有线性切割刀片，该线性切割刀片具有仅仅一个凹口或间隙，其中所述切割包括借助于所述凹口或间隙在所述两片填充材料之间留下所述填充材料中的多个未切割部分，其中所述两片填充材料包括第一片和第二片；和

由所述转换机保持所述两片填充材料中的第二片；

其中在所述保持期间，通过将所述第一片从所述第二片上拉下以使所述填充材料的未切割部分撕裂，使所述第一片能与所述第二片分离。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

由所述转换机检测所述第一片已经从所述第二片拉下。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

响应于所述检测，由所述转换机自动地将所述填充材料从所述填充转换机推出；

响应于所述检测，通过所述转换机的所述切割机构自动切割所述填充材料，以在所述填充材料的第二片与第三片之间形成切口，使得所述填充材料的未切割部分保留在所述填充材料的第二片与第三片之间。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

由所述转换机保持所述填充材料的第三片；

其中，在保持所述第三片期间，通过从所述第三片拉下所述第二片以使所述第二片与第三片之间的所述填充材料的未切割部分撕裂，使所述第二片能与所述第三片分离。