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带有转变夹具的垫料转变机、方法和产品

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CN1446147A CN 01813912 CN01813912A CN1446147A CN 1446147 A CN1446147 A CN 1446147A CN 01813912 CN01813912 CN 01813912 CN 01813912 A CN01813912 A CN 01813912A CN 1446147 A CN1446147 A CN 1446147A
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K·昆
D·施瓦茨
D·科普斯
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兰帕克公司
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Abstract

一种用于将片材转变成垫料产品的垫料转变机,其包括成型组件以及拉拔组件。拉拔组件包括至少两个夹具,该夹具可以相对的关系一起移动通过传送区并且共同协作以将垫料带夹在其间,从而使垫料带前进通过传送区,至少一个夹具包括孔,该孔用于在夹具移动通过传送区时收集和横向捕捉其中的垫料带。涉及一种切断组件,该切断组件包括可移动的刀片和通过运动传递组件与可移动的刀片相连的往复致动器,运动传递组件在致动器沿着任何一个方向移动的行程中使刀片移动通过一个全切断循环。还涉及充填空隙的垫料产品,其包括截面为圆形的三维起皱带,并且三维起皱带包括至少一层片材,片材的截面具有起皱的多个突起的波纹状主体,其突起纵向延伸并且以不规则的图案分布。

Description

带有转变夹具的垫料转变机、方法和产品

技术领域

本发明涉及一种具有平移夹具的垫料转变机、一种利用平移夹具将片材转变成垫料产品的方法以及一种垫料产品。

背景技术

迄今已经使用各种转变机将包括一层或者多层片材的片状原料转变成垫料产品。一些机器仅用于生产充填空隙垫料产品,主要用于充填在包装容器中的空隙以防止其中的内容物在运输过程中移动。在这些机器的设计中的一个目的是快速生产充填空隙垫料产品。因此,这些机器被设计成以较高的速度操作的形式。

其他机器用于生产一种具有减震特征的垫料产品,减震特征例如能够使垫料产品对容器中的物品进行减震和固定,如果容器中不使用充填空隙垫料产品,那么容器中的物品可能会受损。这样的机器通常以低于充填空隙生产转变机的速度生产垫料产品以使片材变形或者成形,例如将适合的空隙度施加在所得到的垫料产品中。这样,对于这些机器,速度通常足以实现特征在于较大减震性能的垫料产品。与充填空隙垫料产品相比,折衷选择是减震垫料产品的生产率较低。

但是,目前还没有一种能够以较高的速度生产充填空隙垫料产品同时仍然保持适合的充填空隙和/或减震性能的垫料转变机。这样,一些传统的垫料转变机不能将足够的空隙度或适合的底密度施加到被转变的片材上,使垫料产品具有不需要的扁平度,特别是二维形状,而不是更希望的三维充填空隙形状。在这种情况下,通常使用人工劳动对垫料产品进行进一步转变,例如起皱以使其具有更希望的充填空隙性能。螺纹,本发明的发明人已经发现,在一些垫料转变机中,供给装置可与片状原材料的集中部分接合和/或太突然地接合,使片材中的张力突然增大,使片材被撕裂和/或堵塞机器,或者对垫料产品的减震性能产生不良影响,或者对适当地保护被保护的物品受损或者被破坏的能力产生不良影响。

这样,需要提供一种适于生产具有适合的充填空隙能力以及减震性能(如果需要的话)(例如,重量轻、低密度、而且稳定)的充填空隙材料的更有效和实用的转变机和转变方法,使其适于充填被包装的物品周围的空间并且在储放和运输过程中至少最低限度地使物品减震以及使其免受损坏。特别是,需要提高垫料转变机的操作速度,以及提高其生产率,同时达到提供一种具有至少最低限度的减震特性的充填空隙产品。

发明内容

本发明提供一种特别适用于生产一种充填空隙垫料产品的垫料转变机。根据本发明的一个基本方面,包括孔的相对夹具移动通过一个传送区并且侧向捕捉起皱的垫料带以使垫料带前进通过转变机。根据本发明的另一个基本方面,一种切断部件(诸如刀片)通过运动传递组件与往复致动器相连,运动传递组件在致动器沿着任何一个方向移动的行程中使切断组件移动通过一个全切断循环。根据本发明的另一基本方面,一种充填空隙的垫料产品包括为圆形的三维起皱带,并且三维起皱带包括至少一层片材,片材的截面形成多个纵向延伸的以不规则的图案分布的起皱突起。

该充填空隙产品最好具有最高可能性的体积和稳定性,同时使用可能最少的原材料量。根据本发明可生产这样的圆柱形产品,通过形成相同的曲线和/或使产品的选择性间隔开的部分的横截面永久变形可使其稳定性被进一步提高。

特别是,根据本发明的一个方面,提供一种用于将片材转变成垫料产品的垫料转变机和转变方法,垫料转变机包括成型组件,该成型组件用于将片材成形为具有三维形状的垫料的连续带;以及拉拔组件,该拉拔组件定位于成型组件的下游以使片材前进通过成型组件。该拉拔组件包括至少两个夹具,该至少两个夹具可以彼此相对一起横向移动通过传送区并且共同协作以将垫料带夹在其间,从而使垫料带前进通过传送区。至少一个夹具包括孔,该孔用于在夹具移动通过传送区时操作收集和侧向捕捉其中的垫料带。

在一个实施例中,孔在宽度上从夹具的外端到内端逐渐减小。每一夹具的孔最好为V字形并且可具有倒圆的底部。相对的夹具具有用于使垫料带的相对侧变形的接触区域以将垫料带夹在相对的夹具之间。

在一个实施例中,夹具以纵向偏置且成对的关系移动通过传送区以夹持垫料带和使垫料带前进。相对的夹具在使垫料带前进的同时横向重叠。

在另一实施例中,夹具布置在设置于传送区的相对横向侧边上的横向相对的夹具组中。相对的夹具组在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动且在传送区的下游端逐渐彼此相互移离。在一个实施例中,每一夹具组围绕共同轴线在周向上间隔可并且结合在一起以围绕共同轴线转动。每一夹具组相对相应的共同轴线垂直或以不同的角度延伸。

在另一实施例中,拉拔组件还包括一组传送组件,传送组件具有与其相连的相应的夹具组。传送组件用于使相应的夹具组在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动以横向接合垫料带并且在传送区的下游端逐渐彼此相互移离以释放垫料带。每一夹具组以相对的关系沿着一个非圆形路径移动,并且当夹具以相对的关系沿着一个非圆形路径移动时,每一夹具组被顺序地操作以将垫料带在其相对侧上横向地接合在其间以使垫料带随之前进。在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具横向地接合垫料带。在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具使垫料带前进。

在一个实施例中,每一传送组件包括挠性传送元件和一对安装在相应的纵向间隔可的轮轴上的轮,挠性传送元件具有设置在这对轮上的部分,并且所述相应的相对的夹具组的夹具固定在所述相应的挠性传送元件上并且从所述相应的挠性传送元件延伸以便当相应的夹具组沿着非圆形路径移动时使每一所述相对夹具组的至少一个夹具与垫料带接合。每一夹具组的夹具从相应的挠性传送元件垂直或以不同的角度延伸。最好在这对轮转动后,每一所述相对夹具组的至少一个夹具纵向偏置以在它们会聚后在它们之间提供一定的间隙。传送组件的挠性传送元件包括铰接链条、挠性带或者其他任何能够传输转动的装置。挠性传送元件的移动是同步的。

本发明所述成型组件包括压缩元件,片材通过压缩元件被拉拔以使其起皱并且形成垫料带。压缩元件是环。该环例如是椭圆形的并且在其底端具有倒圆的边缘。压缩元件最好包括在成形组件的上游端,压缩元件压缩和引导从成型组件的下游端到在相对的夹具之间的接合区域的垫料带。压缩元件限定一个椭圆或圆形孔,垫料带通过该孔被周向压缩,孔的宽度小于片材的宽度。

在另一实施例中,夹具设置在横向相对的第一夹具组和第二夹具组,该第一夹具组和第二夹具组与设置在传送区的相对横向侧边上的相应的第一夹具载体和第二夹具载体相连。第一夹具载体操作使第一夹具组沿着第一非圆形路径纵向移动,第二夹具载体操作使第二夹具组以与第一夹具组同步的方式沿着第二非圆形路径纵向移动,第一路径和第二路径的一部分是并列的以在它们之间限定传送区,第一夹具组的至少一个夹具和第二夹具组的至少一个夹具用于横向接合垫料带在其相对侧边上以使垫料带前进通过传送区。传送区包括接合区、前进区和释放区,在接合区,第一非圆形路径和第二非圆形路径朝向彼此会聚,在前进区,第一非圆形路径和第二非圆形路径基本上相互平行,在释放区,第一非圆形路径和第二非圆形路径彼此相互分离。

在一个实施例中,拉拔组件包括第一传送元件和第二传送元件以及第一轮系和第二轮系,第一传送元件和第二传送元件设置在相应的第一轮系和第二轮系上并且包括从其中延伸的一个或者多个夹具,第一轮系和第二轮系沿着相反的方向转动并且第一传送元件和第二传送元件是相对的以在它们之间限定传送区,从而使相应的第一传送元件和第二传送元件的夹具逐渐进入相对关系接合和传输通过传送区的垫料带。当第一轮系和第二轮系转动时,相应的第一传送元件和第二传送元件的夹具在垫料传输机构的上游端朝向彼此会聚以接合垫料带的相对的侧边,传输垫料带通过传送区,以及接着在垫料传输机构的下游端相互分离以释放垫料带。

根据本发明的另一个方面,提供一种用于垫料转变机的切断组件。切断组件用于将垫料带切割成垫料的切断部分,该垫料转变机包括转变组件,该转变组件用于将片材转变成垫料的连续带,切断组件相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,切断组件包括可移动的刀片;以及往复致动器,该往复致动器通过运动传递组件与可移动的刀片相连,该往复致动器将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置,并且在往复致动器沿着任何一个方向完成一个行程后返回该准备切断位置。该切断组件还包括固定刀片,当可移动的刀片移动到切断位置时,该固定刀片与可移动的刀片共同协作。该可移动的刀片以剪断的方式与可移动的刀片共同协作。

根据本发明的又一方面,提供一种垫料转变机,该垫料转变机用于将片材,诸如具有至少一层的纸,转变成垫料的切断部分。该垫料转变机包括:转变组件,该转变组件用于将片材转变成垫料连续带,切断组件,该切断组件相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,切断组件包括可移动的刀片;以及往复致动器,该往复致动器通过运动传递组件与可移动的刀片相连,该往复致动器将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置,并且在往复致动器沿着任何一个方向完成一个行程后返回该准备切断位置。

在一个实施例中,垫料转变机还包括端板,该端板具有一个上游侧和一个下游侧,该转变组件定位于端板的上游侧,该端板具有垫料出口,垫料带通过垫料出口排出。切断组件在一段垫料带已经通过出口后操作切断垫料的连续带。如优选的,该可移动的刀片安装在端板的下游侧并且与运动传递组件相连,可移动的刀片在与由出口限定的平面平行的平面内移动,并且当可移动的刀片在准备切断位置和切断位置之间移动时穿过该开口。

在另一实施例中,运动传递组件包括至少一个与可移动的刀片枢接的联接元件。导板在出口附近安装在端板上,该可移动的刀片滑动地保持在导板内,从而当往复致动器在一个前进行程或者一个返回行程中移动时,联接元件的位置将改变为使可移动的刀片从准备切断位置枢转到切断位置并且返回准备切断位置。在又一实施例中,该可移动的刀片的一端在枢转点枢转地安装在端板上,从而当往复致动器在一个前进行程或者一个返回行程中移动时,联接元件的位置将改变为使可移动的刀片从准备切断位置枢转到切断位置并且返回准备切断位置。

在又一实施例中,该切断组件包括安装在端板的上游侧上的扩张的引导元件以将垫料的连续带引导到垫料出口中。

在又一实施例中,该转变组件包括:成型组件,该成型组件将片材成形成垫料的连续带;原料供给组件,该原料供给组件将片材供给到成型组件;以及拉拔组件,该拉拔组件拉拔来自于原料供给组件的片材并且使片材通过成型组件以形成垫料带。

根据本发明的又一方面,提供一种用于将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分的方法包括下列步骤:使用转变组件,该转变组件用于将片材,诸如具有至少一层的纸,转变成垫料连续带,以及使用切断组件,该切断组件相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,其中切断组件包括:可移动的刀片;以及往复致动器,该往复致动器通过运动传递组件与可移动的刀片相连。使用切断组件的步骤包括使该往复致动器移动一个行程,从而使运动传递组件将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回该准备切断位置。

在一个实施例中,移动往复致动器的步骤包括使往复致动器在前进行程中延伸以使可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回该准备切断位置。在另一实施例中,移动往复致动器的步骤包括使往复致动器在返回行程中缩回以使可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回该准备切断位置。

根据本发明的又一方面,提供一种充填空隙的垫料产品包括:截面为圆形的三维起皱带,并且该三维起皱带包括至少一层片材,片材的截面具有起皱的多个突起的波纹状本体,其突起纵向延伸并且以不规则的图案分布。充填空隙垫料产品最好具有最高可能性的体积和稳定性,同时使用可能最少的原材料量。如上所述,根据本发明可生产这样的圆柱形产品,通过形成相同的曲线和/或使产品的选择性间隔开的部分的横截面永久变形可使其稳定性被进一步提高。

在一个实施例中,在垫料带的相对横向侧边上具有至少一个横向褶皱,最好,该褶皱彼此相互纵向偏置。

根据本发明的另一方面,提供一种用于生产垫料产品的方法,该方法包括下列步骤:供给具有至少一层的片材;使片材的至少一层的侧向边缘向内折叠,从而形成截面为圆形的三维起皱垫料带,片材的至少一层的截面形成起皱的多个突起的波纹状本体,其突起纵向延伸并且以不规则的图案分布。

在一个实施例中,使垫料带的相对的侧边规则地横向起皱和/或绞缠。在一侧上的褶皱与在其相对一侧上的褶皱纵向偏置。在一个实施例中,该方法还包括使用拉拔组件以将垫料带拉过压缩元件,从而通过其三维褶皱使垫料带变窄并且将垫料带引导到拉拔组件。该压缩元件确保垫料带基本上无堵塞地流过拉拔组件。

下面将对本发明的上述和其他目的进行详细描述,特别在权利要求中提出,下面的说明、附图详细的描述了本发明的一些实施例,这些实施例是示意性的,但是可使用在本发明的原理中的一种或者几种不同方式来实现。

附图说明

图1是本发明的垫料转变机的透视图,其中移除了该垫料转变机的外壳以便于可看到机器的内部构件;图2是图1所示的垫料转变机的顶部平面图;图3是图1所示的垫料转变机的侧视图;图4是图1所示的垫料转变机的拉拔机构的放大透视图;图5是沿图4的线5-5所视的图4所示的拉拔机构的侧视图;图6是沿图4的线6-6所视的图4所示的拉拔机构的端视图;图7是图4所示的拉拔机构的透视图,其中移除了该拉拔机构的顶部支撑板,以便可看到该拉拔机构的齿轮组;图8是沿图6的线8-8所视的图4所示的拉拔机构的顶部平面图;图9是沿图6的线9-9所视的图4所示的拉拔机构的顶部平面图;图10是成型组件的压缩元件的放大端视图;图11A是沿图6的线11A-11A所视的图4所示的拉拔机构的顶部平面图,其中示出了本发明的垫料带通过拉拔机构的垫料传送区被传输;图11B是沿图11A的线11B-11B所视的图11A中所示垫料的带的横截面图;图11C是沿带的长度的不同部分所截取的垫料的带的横截面图;图11D是沿不同于图11B和11C所示的带的长度的不同部分所截取的垫料的带的横截面图;图12是图1所示的垫料转变机的端视图;图13是图1所述的垫料转变机的切断组件的放大端视图;图14是从其下端所视的图13所示的切断组件的透视图;图15是从其上端所视的图13所示的切断组件的透视图;

图16是本发明另一个实施例的垫料转变机的透视图,其中移除了垫料转变机的外壳以便可看到机器的内部构件,示出了该机器被安装于台上并遍布工作面,并且该台包括原料供给组件;图17是图16所示的垫料转变机的放大透视图;图18是沿图17中的线18-18所视的图17所示的垫料转变机的收缩元件安装于其上的拉拔组件的端视图;图19是沿图17中的线19-19所视的图17所示的垫料转变机的拉拔组件、切断组件和安全装置的顶部平面图;图20是沿图17中的线20-20所视的图17所示的垫料转变机的拉拔组件和安全装置的顶部平面图;图21是沿图19中的线21-21所视的图17所示的垫料转变机的拉拔组件的侧视图;图22是沿图19中的线22-22所视的图17所示的垫料转变机的拉拔组件的端视图;图23是沿图19中的线23-23所视的图17所示的垫料转变机的切断组件的端视图,其中示出了切断组件处于准备切断的位置;以及图24是沿图19中的线23-23所视的图17所示的垫料转变机的切断组件的端视图,其中示出了切断组件处于关闭位置。

具体实施方式

现在将参照附图进行详细描述,首先参照附图1到3,附图标记10表示本发明的一个垫料转变机。该垫料转变机10将片状的原材料,诸如一层或多层可回收或可重复使用的牛皮纸转变成垫料带,该垫料带例如包括较窄的三维带或基本上为圆柱形的绳。该垫料产品被用作合乎环保要求的包装材料,这种包装材料通常用作运输过程中的填充空隙或减震。

机器的框架包括底板18,该底板18的形状基本上为矩形,并且在所示的方位中,底板18通常在水平面内从其上游端延伸到其下游端。(这里,术语“上游”和“下游”是指片材通过该机器的流动的方向)。虽然在图中没有特别示出/标记出,但是框架最好还包括外壳或盖罩,该外壳或盖罩已被移除以便于看到机器10的内部构件。

该垫料转变机10包括:成型(或成形)组件26、用于将片材提供给成型组件26的任何期望类型的原料供给组件27、以及由马达30提供动力驱动(提供动力)的拉拔组件28,该马达30例如为旋转电动机。在拉拔组件的下游,设有用于将成型组件26所形成的连续的垫料带切割成期望长度的衬垫的切断组件34。将原料供给组件27、成型组件26、拉拔组件28和切断组件34安装于底板18上和/或安装在垫料转变机10的外壳中。可利用一种已知的控制装置(未示出)控制垫料转变机10的操作。

在机器10的操作中,原料供给组件27向成型组件26提供片材。所示的示例性成型组件26包括成型元件,诸如成型框架44、会聚的成形斜槽46以及压缩元件48。成形斜槽46包括纵向延伸、横向会聚的侧壁50,该侧壁50的横截面最好为曲线形或弧形。当片状库存材料通过成形斜槽46时,其各侧边朝向彼此向内折叠或滚动,以便当片材从成形斜槽46的出口端显露出来时向内折叠的边缘构成片材的多个基本上纵向延伸的弹性折皱部分,因此使片材预成形并成流线形。

成型元件44与成形斜槽46共同协作以确保纸(或其他合适的片材)的适当成形和形成,可操纵成型元件44沿成形斜槽46的底壁54引导片材的中央部分,用于片材的侧向边缘部分的受控的向内折叠或滚动。成型元件44突出到成形斜槽46的入口端的后面(上游),以便于将片材适当地引导到成形斜槽46中。成型元件44还延伸到成形斜槽46中,在成形斜槽46的出口端58附近,该成型元件44的最前端56(如图1中所示)较为靠近成形斜槽46的位于下方的底壁54。

如下面进一步描述的,压缩元件48还使片材成型或成形,因此也可将其称为聚集元件。或者在没有成型元件44和成形斜槽46的情况下,可将压缩元件48用作成型组件26。压缩元件48还执行将所形成的垫料带引导到拉拔组件28中的附加功能。也可使用其他类型的成型组件,诸如在共同拥有的美国专利No.5,947,886和5,891,009中所披露的,其内容结合于此作为参考。

拉拔组件28位于成型组件26的下游,并且根据本发明的拉拔组件28包括第一组平移夹具60和第二组协同操作及相对的平移夹具62,如下面将详细描述的,它们共同执行垫料转变机10的操作中的至少一种,最好两种功能。一种功能是供给功能,其中相对的平移夹具组60和62逐渐地在垫料带的横向相对侧上与之横向接合,以便拉动垫料带通过成型组件26,进而从原料供给组件27中拉出片材。应该理解的是,该逐渐接合改进了夹持垫料带的方式,并且能够提高生产垫料带的速度。

最好由拉拔组件28执行的第二个功能为连接功能,其中相对的平移夹具组60和62使其相对侧上的垫料带变形以便于形成垫料的连接带。当然,也可使用其他的机构来“连接”垫料带,也就是,以这样一种方式在垫料带上操作,即,它将以与恢复片材的原始平坦形状相反的形式保持其填充空隙和/或减震特性。例如,已知连接机构包括,使片材产生折痕以使得片材保持其三维形状的机构。

在该示例性实施例中,垫料的连续带从拉拔组件28向下游移动到切断组件34,该切断组件34例如通过切割或撕开的方式将垫料带切断所期望长度的部分。依照本发明,切断组件34包括采用推拉机构形式的往复致动装置70和可移动刀片组件74。往复致动装置70的往复元件76通过运动传递组件78可操作地与可移动刀片组件74相连。如下面参照图12-15详细描述的,往复元件76的一次向前或返回行程使切断组件34的可移动刀片组件74从准备切断或打开位置移动到切断或闭合位置,从而将垫料带切断,然后可移动刀片组件74返回到准备切断位置。由于切断后,可移动刀片组件74返回到打开位置,使得可移动刀片组件74为切断随后的垫料带而准备,这使得切断组件34以一种连续或“运行中”的方式操作。

因此,应该理解的是,本发明在垫料转变机技术中提供了某些改进,下面所提及的改进例如在要求不损害所得到的垫料产品的空隙填充和/或减震特性的完整性的情况下以提高的速度转变材料的应用中是需要的。更具体地,本发明披露了新颖的相对的平移夹具组60和62,该平移夹具组60和62能够使垫料带在其整个宽度上逐渐横向接合和逐渐前进,以避免或至少减少前述的先前已知转变机有时会遭遇的突然撕裂的可能性。此外,当垫料带从拉拔组件28中露出时,本发明的切断组件34所提供的“运行中”切断能够使垫料带迅速地连续切断。

接着参照图1-3,更具体地参照图4-11,拉拔组件28包括以并排或并列的关系布置的一对传送组件110和112,以便于在传送组件110和11 2之间限定出垫料传送区113(图8、9和11),来自于成型组件26的垫料带穿过该垫料传送区113。由马达30驱动传送组件110和112。更具体地,马达30和传送组件110包括各自的转动轮114和116,挠性驱动元件117(图2)被链接在可转动轮114和116上以便于由马达30向传送组件110传递运动。

如图中所示,挠性驱动元件117可包括铰接链条、挠性皮带或传递转动的其他装置。如图中所示,转动轮114和116可包括与铰接链条配合的链轮、与挠性皮带配合的皮带轮,或其他任何适合用于载运挠性驱动元件117的装置。旋转电动机30最好为变速马达,并且该电动机30可包括用于通过挠性驱动元件117控制和/或调节其速度的以及传送组件110的速度的减速器94(图2)。

而传送组件110又包括驱动齿轮120,该驱动齿轮120与传送组件120的从动齿轮122共同协作以便于沿与传送组件110相反的方向驱动该传送组件120。共同协作的齿轮120和122是相同尺寸的,因此,传送组件110和112所运转的速度是相同的。

传送组件110和112还包括各自的上挠性传送元件130和132以及相应的下挠性传送元件140和142,该上挠性传送元件130和132以及下挠性传送元件140和142链接在相应的上转动轮对160、161和162、163以及下可转动轮对170、171和172、173上,上转动轮对160、161和162、163以及下可转动轮对170、171和172、173分别安装于相应的纵向间隔开的轮轴180、181和182、183上。挠性传送元件130、132以及140、142分别将来自于分别与轮轴180和182的上端相连接的齿轮120和122处的转动转变为在相应的轮轴对180、181和182、183中的同步转动,因此将其转变为相应的传送组件110和120中的同步转动。传送组件110和120的并列布置和同步移动转变为挠性传送元件130与挠性传送元件132的一致且相反的关系运动,以及类似地,转变为挠性传送元件140与挠性传送元件142的一致且相反的关系运动。

与挠性驱动元件117类似,挠性传送元件130、132和140、142可包括所示的铰接链条、挠性带或者其他任何能够在相应的轮轴180、181和182、183之间传递运动的装置。轮轴180、181和182、183彼此相互平行并且横截垫料带的运行路径的方式设置。转动轮160、161、162、163和170、171、172、173可包括与所示的铰接链条一起使用的链轮、与挠性皮带一起使用的皮带轮或其他任何适合用于载运相应的挠性传送元件130、132和140、142的装置。

如图4-6中最佳示出的,每一个轮轴或者轴180、181和182、183在其相对端部可转动地安装在相应的上轴承190、191和192、193以及相应的下轴承200、201和202、203中,上轴承190、191和192、193以及下轴承200、201和202、203分别被保持在上支撑板210和下支承板220上。上支撑板210和下支承板220在其相应的角部被四个垂直支撑元件230隔开。下支承板220安装在被固定在垫料转变机10的底板18上的四个S形带支座的托架232(图1)上。带支座的托架232在下支承板220的下方提供有间隙,下轴承200、201和202、203延伸到下支承板220中。

现参见图8、9和11,所示的示例性相对的平移夹具组60和62分别包括第一组均匀间隔的夹具240、241、242、243和244以及相对的第二组均匀间隔的夹具250、251、252、253和254。当然,所使用的夹具的数量和/或类型也可不同于这几个图中所示的,这例如取决于挠性传送元件的长度、通过夹具接合的垫料带的所需频率、夹具的几何形状或者夹具所需的接合类型(例如,是否需要利用夹具来连接垫料带)。

每一夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的相对端部例如通过L形托架260(图8和9)最好以垂直的关系固定在相应的上挠性传送元件和下挠性传送元件130、132和140、142上。这样,挠性传送元件130、132和140、142用作沿着它们相应的运行路径载运夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的夹具拖架(载体),同时在相对的端部提供稳定性,即在夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的上端和下端提供稳定性。如图4、5和7中以最佳方式示出的,每一夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254在其相对端部处都包括能够使夹具相对于挠性传送元件130、132和140、142的运行路径向内和向外调节的狭槽270。

参见图8和图9,挠性传送元件130、132和140、142沿着分别由箭头T和R表示的传送航线和返回航线连续移动或者运载相应的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254。传送航线T,如它们的命名所暗示的,是相对的平移夹具组60和62将垫料带从拉拔组件28的上游端移动到拉拔组件28的下游端的路径。为此,传送航线T共同形成了上述的垫料传送区113,垫料带通过垫料传送区113逐渐横向接合、前进和释放。传送航线T基本上是非圆形路径,即,基本上是线性的,垫料传送区113由此形成。

返回航线R基本上也是非圆形路径,是相对的平移夹具组60和62从拉拔组件28的下游端返回到拉拔组件28的上游端的路径,即,返回到垫料传送区113的上游端以逐渐横向接合下一个或者随后的垫料带的路径。

应该理解的是,当挠性传送元件130、132和140、142逐渐从返回航线R移动到传送航线T时,在垫料传送区113的上游端,第一组夹具60的夹具240、241、242、243、244逐渐接近第二组夹具62的夹具250、251、252、253、254,这有利于垫料带的逐渐横向接合。当然,横向接合点将例如根据相应的夹具相对于将它们固定于其上的挠性传送元件的长度而改变。这样,例如,较长的夹具与较短的夹具相比,可较早地和/或在上游接合垫料带。在这方面,垫料传送区113的大小和/或尺寸,更具体地,形成垫料传送区113的传送航线T的大小和/或尺寸同样取决于诸如夹具长度此类的因素。

夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的几何形状也可能有利于逐渐横向接合。从示例性拉拔组件28的图4和图7中可以清楚地看出,每一夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254具有略微呈V形的开口或者带有倒圆的基部或接触区域282的接触区域280。当夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254在拉拔组件28的上游端相互会聚时,相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254在其相对侧上至少部分接触地并且在接触区域280和282内逐渐横向接合垫料带。

更具体地,相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的V形开口或者接触区域280和282共同在它们之间形成间隙B(图6),当夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254逐渐从上述的返回航线R移动到传送航线T时,该间隙B逐渐变窄。夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254之间间隙B变窄最终达到一个垫料带完全横向接合或者被相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254锁定的最小间隙尺寸(图6)。

换言之,相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的V形接触区域280和倒圆的基部或接触区域282相互“接近”以将垫料带夹紧或者锁定在它们之间。利用通过拉拔组件28的相应的挠性传送元件130、132和140、142使夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254接着继续向下游平移。当然,也可使用其他有利于上述垫料带逐渐横向接合的几何形状,并且这样的可选择的构形也落入当前请求保护的本发明的保护范围内。这样,例如,开口280可是能够达到横向接合的半圆形或者半椭圆形。

应该注意的是,在所示的示例性实施例中,一个传送组件110的夹具240、241、242、243、244相对于另一个相对的传送组件112的夹具250、251、252、253、254存在纵向偏移间隙D(图9)。夹具240、241、242、243、244相对于相应的夹具250、251、252、253、254的偏移或者交错能够使夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254在拉拔组件28的上游端沿着非干涉运行路径会聚,即,夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254不抵触,否则相互之间会干涉各自的运行路径。在这方面,夹具是否能够纵向偏置将取决于夹具的大小和尺寸以及它们的可调节性。例如,通过设计或者通过它们相应的狭槽270调节夹具,可使夹具相对于挠性传送元件的垂直延伸部分变得较短,从而使相对的夹具被充间隔开以防止在拉拔组件28的上游端处干涉运行路径。

在相对的夹具240、241、242、24 3、244以及250、251、252、253、254已经横向接合垫料带后,相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254在它们通过垫料传送区113运行期间保持对垫料带的夹持,垫料传送区113基本上是在平行且间隔开的轮轴之间的纵向距离长度;即,从轮轴181到180,或者从183到182。在示例性拉拔组件28中,在通过传送区113过程中,利用相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254使垫料带在其相对两侧上起皱和/或变形,从而使片材的重叠部分相连。由于示例性夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254保持相对偏置的关系,因此在垫料带的一侧上的褶皱和/或绞缠实际上与垫料带的另一侧或者其相对一侧上的褶皱和/或绞缠间隔一定的间隙D。

如图6中所示,在垫料传送区113中,当所示的相对夹具244和254横向接合垫料带时,夹具244与夹具254横向重叠。重叠量越大,相对夹具之间的间隙B越小,因此,在垫料带的相对侧上的褶皱和/或绞缠越大。

在拉拔组件28的下游端处,更具体地,在垫料传送区113的下游端处,平移夹具组60和62相互之间逐渐地分离以释放垫料带。在这方面,夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254从它们的传送航线T移动到返回航线R。

如上所述,拉拔组件28可用作一个供给组件和/或连接组件。所示的示例性拉拔组件28的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254使片材被拉过(即,供给片材)成型组件26,并且当垫料带通过拉拔组件28时,还逐渐使垫料带以规则的间隔起皱和/或绞缠(即,连接)。

如上所述,也可使用其他连接装置。例如,夹具可包括柄脚,利用柄脚来横向接合材料并且使材料前进通过拉拔组件,夹具还刺破垫料带并且使其片材的重叠部分互连。或者,夹具可不包括任何的连接形式而是仅将垫料带拉过成型组件并且使垫料带前进到拉拔组件的下游。例如,夹具可包括在其边缘部分上的增强摩擦元件(例如橡胶),以使夹具横向接合垫料带的外表面,从而使垫料带前进并通过拉拔组件。在这种情况下,起皱装置或者变形装置(即,连接组件)可设置在拉拔组件的下游并且拉拔组件可将来自于供给组件的垫料带供给到连接组件。接着,该连接组件例如可采用一组齿轮或者夹钳的形式,它们刺破片材以使片材的一个部分与另一个部分互连,从而防止其展开。

现参见图1、6和8-11A,其中示出了与拉拔组件28的下支撑板220相连的椭圆形或者圆形的压缩或者二次成型元件48,压缩或者二次成型元件48的宽度尺寸W最好大于其高度尺寸H(图10),并且轴向长度尺寸X远小于宽度或者高度尺寸。在所示的示例性实施例中,椭圆形压缩元件48形成了成型组件26的一部分以使垫料带进一步成型或者成形。当压缩元件48挤压通过其的片材时,通过径向和/或轴向压皱片材使片材产生三维褶皱,并且确保片材基本上以不堵塞的形式流过随后的下游拉拔组件28。压缩元件48还将来自于引导斜槽46和成型元件44的片材导入拉拔组件28的垫料传送区113中。

尽管示例性的压缩元件48的形状为椭圆形或者圆形,但是其他形状也将落入当前请求保护的本发明的保护范围内。这样,例如压缩元件48的形状可为环形,或者压缩元件48可包括两个半圆形或者半椭圆形条或者元件。本发明还可在没有上述的成型元件44和成形斜槽46的情况下使用压缩元件48,从而例如使片材从原料供给组件27直接前进到压缩元件48。

如图6中所示,椭圆形压缩元件48的中心点C处于由相应的相对的夹具组60和62的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254所形成的和在它们之间的间隙B的垂直中心平面内。压缩元件48在其底部和其顶部(图10)被支撑以使压缩元件48与成型组件26的成形斜槽侧壁50和54的自然延伸部分对准(图2和图3)。另外,从图8和图9中可以清楚地看出,压缩元件48相对拉拔组件28的上游端定位,从而相对的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254的相应的摆动路径提供一定的间隙。应该理解的是,压缩元件48有助于使垫料带从成型组件26至拉拔组件28平滑过渡和/或对准,更具体地,从成型组件26到拉拔组件28的垫料传送区113平滑过渡和/或对准。

现参见图11A,其中示出了垫料带S利用相应的传送组件110和112的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254通过垫料传送区113传送的状态。如图中所示,垫料带S被横向接合在夹具243、244和相对的夹具253、254之间并且基本上与在它们之间所提供的间隙B相符(图6)。在纵向间隔的轮轴(从轮轴181到180,或者从轮轴183到182)之间的间隔提供了在随后的相对夹具之间的一个“移动的”释放部分L,例如所示的相对夹具243和253以及后面跟随的相对夹具244和254。释放部分L能够使垫料带S在相对夹具243和253以及后面跟随的相对夹具244和254之间根据随后的夹具的移动临时弯曲、扭曲或者变形。这使得垫料带的片材自定向和/或遵循阻力最小的路径,从而减小了其中的张力,因此降低了片材被撕裂的可能性。

另外,我们认为,相对夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254通过垫料传送区113,挠性传送元件130、132和140、142至少部分地弯离垫料带,相应的相对夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254也是如此,这是由于例如形成垫料带的弹性片材的弹性恢复其初始形状的自然趋势,即其横向接合前的形状。我们认为,这也能够减小了其中的张力,因此降低了片材被撕裂的可能性。

还应该理解的是,夹具和随后的或者后面跟随的夹具连续地并且顺序地执行不同的功能。例如,在所示的示例性拉拔组件28中,下游相对夹具243和253横向接合垫料带S,基本上同时后面跟随的上游相对夹具244和254类似地横向接合垫料带S,并且当夹具240和250沿着返回航线R移动以向着在拉拔组件28的上游端的垫料带S会聚。接着,夹具240和250将横向接合垫料带S(未示出),已经横向接合垫料带的夹具244和254将处于垫料传送区113的中游,通过其中的垫料带前进,并且夹具243和253将释放垫料带。

接着,应该理解的是,下游夹具有助于上游夹具拉拔来自于原料供给组件27的垫料带S并且使其通过成型组件26。另外,在片材中传递的张力由于片材受到拉拔组件28的拉拔而在与预垫料带S横向接合的上游夹具和下游夹具处和其之间在片材的长度上散开。片材中的张力散开降低了出现张力峰值的可能性,否则如果仅在一个点处横向接合可能会出现张力峰值,因此更集中的载荷会传递到垫料带上。根据本发明,顺序和逐渐地拉拔垫料带和使垫料带前进以及所导致的上述在多个接合区域处减小张力能够以较高的速度将片材转变为垫料带同时保持垫料带中达到所需的充填空隙特征的目的;即,垫料带是宽松的且具有稳定性。

再参见图11A,当从成型组件26拉拔垫料带并且使垫料带通过拉拔组件28时,均匀隔开的夹具240、241、242、243、244以及250、251、252、253、254进一步使垫料带成型或者成形。如上所述,成型组件26使片材的侧边缘部分向内转以形成一个具有基本上纵向延伸的弹性褶皱部分292的三维带。成型组件26的椭圆形压缩元件48通过挤压或者压缩使垫料带S缩窄成基本上为圆柱形,最好减小其外部尺寸或者周边,从而使片材的横截面形成起皱的带有多个突起的波纹状基本上为环形的本体。因此,褶皱部分292形成多个纵向延伸并且随机取向的突起294;例如在图11B中示出的当垫料带S从拉拔组件28中露出时垫料带S的横截面。图11C和11D示出了本发明的垫料带的其他横截面,这些横截面证明了突起294的随机取向。

拉拔组件28又使垫料带S前进并且通过相同的横截面起皱进一步减小其外径以形成较窄的带或者基本上为圆柱形的绳(图11B、11C和11D)。所示的示例性拉拔组件28以规则的间隔在垫料带S的相对侧上形成褶皱和/或绞缠296和298(图11A),在垫料带S的一侧上的褶皱296最好与另一侧上的褶皱298是偏置的。如上所述,褶皱和/或绞缠296和298有助于使垫料带S保持其三维形状。

现参见图12-15,其中示出了本发明的切断组件34。从垫料转变机10的一个端视图的图12中可以清楚地看出,拉拔组件28的相对夹具组60和62以及成型组件26的椭圆形压缩元件48与切断组件34的矩形垫料出口302对准。从拉拔组件28露出的垫料连续带通过开口302。如上所述,当垫料连续带从拉拔组件28向下游运行时,切断组件34通过切割或者撕裂将垫料带切割成多个具有所需长度的部分或者衬垫。在图13-15中,以与垫料转变机10的其他部分隔离的形式示出了切断组件34的部件。

如图1中所示,切断组件34包括安装在拉拔组件28的下游端的端板310。端板310包括矩形垫料出口302,利用拉拔组件28前进的垫料连续带通过矩形垫料出口302。切断组件34包括固定刀片316和上述可移动的剪切或者滑动刀片组件74,刀片316和可移动的刀片组件74位于矩形垫料出口302的关键位置处。

对于矩形垫料出口302,它是由近边320(即,下边)、远边322(即,上边)和两个横边324和326限定的。这里所用的术语“近”和“远”指的是矩形垫料出口相对于框架底板18的位置。固定刀片316以与矩形垫料出口302的近边320对准的方式固定地安装在端板310上。

可移动的刀片组件74最好包括切断臂330和与切断臂330的下端相连的刀片331。当然,如果需要的话,切断臂330和刀片331可形成一个整体部分。刀片316、331是切断组件34的实际“切断”元件并且共同协作将垫料连续带切割成切断部分。为此,切断实际上可以利用共同协作的刀片316、331剪断垫料带的方式来实现。另一种方式是沿着垫料带中的纵向间隔的横向穿孔撕裂垫料带,例如在垫料带是带有预定间隔的横向穿孔的扇状褶皱片材的情况下。

切断臂33的一端通过枢销334以枢转的方式与端板310相连。切断臂33的另一端以可相对于端板310滑动的方式保持在导轨336内。枢销334最好位于矩形垫料出口302的近边320和远边322之间的中间位置处并且与矩形垫料出口302横向偏移与开口302的宽度相同的距离。

从图14中可以清楚地看出,导轨336包括间隔开的上游支撑元件和下游支撑元件338和340,例如为支撑板,切断臂330在一个切断循环期间可在该上游支撑元件和下游支撑元件之间从准备切断位置(即,打开位置)滑动到切断位置(即,闭合位置)以及返回到准备切断位置,图中示出的是准备切断位置。导轨3 36通过所示的一对并列的角托架342和343安装在端板310上并且与矩形垫料出口302的右侧向边326平行。

切断臂330的中间部分通过运动传递组件78与上述的往复致动器70相连。特别是,切断臂330的中间部分通过下联接枢销354与运动传递组件78的下联接件350相连。下联接件350的相对端部在共同或者接合枢销358处以枢转的方式与上述的往复元件76相连。上联接件360也在接合枢销358处与往复元件76相连,上联接件360通过上联接枢销364以枢转的方式安装到端板310上。

这样,下联接件350、上联接件360和往复元件76在接合枢销358处形成了一个肘节,从而当往复致动器70使往复元件76延伸一个前进行程(或者使往复元件76缩回一个返回行程)时,往复元件76在接合枢销358处施加一个作用力,将向外的反作用力传递到下联接件350和上联接件360的端部,并且向下迫使下联接枢销354离开上联接枢销364。这使切断臂330以及与其相连的刀片331在导轨336内来回滑动。这样,往复元件的一个完整行程移动可移动的刀片组件74通过一个使垫料连续带移动到切断或者闭合位置的切断行程和到图中所示的准备切断或者打开位置的返回行程的循环。

所示的示例性往复致动器70包括一个致动器,例如气动活塞-缸体组件,并且往复元件76包括一个可利用往复致动器70线性移动的致动器杆。往复致动器70安装在一个支撑件370上,支撑件370安装在所示的端板310的一个边缘上。当往复致动器70使往复元件76延伸和缩回时,往复致动器70略微相对位于往复致动器70的后部处的枢销372枢转。

应该注意的是,可使用往复致动器的其他可选择的实施形式或者推拉式机构70以达到在接合枢销358处的所需的推拉式动作,并且这样的可选择的实施形式落入当前请求保护的本发明保护范围内。例如,一个盘可与马达的轴相连以随着一起转动,接着其一个切向部分与联接元件相连,从而当盘转动时,联接元件遵循一个前进行程动作和一个退后行程动作,这可用于驱动本发明的接合枢销358。共同拥有的美国专利No.5,123,889、5,569,146和5,658,229中披露了使用可用于实现前进行程动作和退后行程动作的传动元件的切断组件,这些专利的内容结合于此用作参考。

缓冲器行程限止器380安装在端板310的上部以在完成其返回行程时抑制可移动的刀片组件74中的振动和/或动量。缓冲器行程限止器380最好以一定的角度相对垫料出口302定位以便当可移动的刀片组件74处于其准备切断位置时与其对准。

参见图15,切断组件34还包括安装在端板310的上游侧的四个侧边扩张的引导元件388。扩张的引导元件390包括四个与限定矩形垫料出口302的四个边320、322、324和326对应的扩张壁390、392、394和396。当垫料带从拉拔组件28前进到切断组件34时,扩张的引导元件388引导垫料连续带进入到垫料出口302中。四个扩张壁390、392、394和396有助于确保垫料连续带的边缘不被垫料出口302的内边缘“抓住”或者撕裂。

现在将参照图16和17,用附图标记400表示本发明的垫料转变机的另一个实施例。与上述垫料转变机10类似,垫料转变机400将片材,诸如一层或多层可回收或可重复使用的牛皮纸转变成垫料带,该垫料带例如包括较窄的三维带或基本上为圆柱形的绳。

该机器的框架安装在一个基本上采用垂直取向的支撑台410上(图16)。支撑台包括底部412和用于安装该机器的直立框架。机器400具有上游端414和下游端416,在上游端414,片状原料被供给到机器400,在下游端416,机器400排出衬垫。支撑台410具有L形构形,从而当底部412位于工作表面420下方时,如图16中所示,工作表面420例如为一个输送机、工作台,机器400的下游端416延伸到工作表面420上。底部412的底角包括轮422以使支撑台410和机器400可容易移动。虽然在图中没有特别示出/标记出,但是框架最好还包括外壳或盖罩,该外壳或盖罩已被移除以便于看到机器400的内部元件。

原料供给组件427将片状原料供给到机器400的上游端414。与原料供给组件427构成垫料转变机10的一部分的上述垫料转变机10不同的是,原料供给组件427与机器400是分离的并且形成底部412的一部分。原料供给组件427可采用任何用于将片材供给到垫料转变机400的所需类型。

垫料转变机400包括:成型组件426以及由马达430驱动(提供动力)的拉拔组件428,该马达430例如为旋转电动机。在拉拔组件428的下游,设有用于将成型组件426所形成的连续垫料带切割成期望的长度的衬垫的切断组件434以及用于防止物体进入机器400的下游端的安全装置4 36。将成型组件426、拉拔组件428、切断组件434和安全装置436安装于框架上和/或垫料转变机400的外壳中。可利用一种已知的控制装置(未示出)控制垫料转变机400的操作。

垫料转变机400以与上述垫料转变机10类似的方式操作。原料供给组件427向成型组件426提供片材。所示的示例性成型组件426包括会聚的成形斜槽446、曲线形恒定进入棒或者元件447以及压缩元件448(图18中清楚地示出)。(应该注意的是,不同于成型组件26,成型组件426不包括成型元件44)。成形斜槽446具有上游接收部分441和较窄的下游通道部分443。当片状原料通过曲线形恒定进入棒447,并且通过成形斜槽446的接收部分441和较窄的通道部分443时,片材的侧边缘部分彼此相向向内折叠或滚动以使向内折叠的边缘构成片材的多个基本上纵向延伸的弹性折皱部分,因此使片材预成形并成流线形。通道部分443将片材引导到压缩元件48中(图18),如同使用上述压缩元件48,压缩元件448还使片材成型或成形并且还执行将所形成的垫料带引导到拉拔组件428中的附加功能。

拉拔组件428位于成型组件426的下游(图17)并且在图18-22中详细示出。本发明的拉拔组件428包括第一组夹具460和第二组协同操作及相对的夹具462。夹具460和462的功能与图4-9和图11A中所示的拉拔组件28的夹具60和62类似,不同之处在于,夹具460和462沿着一个圆形路径平移。根据本发明,与上述拉拔组件28类似,拉拔组件428执行垫料转变机400的操作中的至少一种,最好两种功能;即,供给功能,其中相对的夹具组460和462逐渐地横向接合其相对侧边上的垫料带,以便从原料供给组件427(图16和图17)拉拔片材并且通过成型组件426,以及连接功能,其中相对的夹具组460和462使其相对侧边上的垫料带变形以便于形成垫料的连接带。下面将参照图18-22对拉拔组件428进行详细描述。

再次参见图16和17,在示例性实施例中,垫料的连续带从拉拔组件428向下游移动到切断组件434。图19、23和24示出了切断组件434。该切断组件434例如通过切割或撕开的方式将垫料带切断为期望长度的部分。切断组件434可采用用于切断垫料带的任何所需类型。图示的切断组件434包括通过运动传递组件478由旋转马达476提供动力的剪断机刀片组件474。运动传递组件478的曲柄480的完整转动使剪断机刀片组件474从一个准备切断或者打开位置(图23)移动到切断或者闭合位置(图24),从而切断垫料带,接着返回准备切断位置(图23)。

安全装置436位于切断组件434的下游。图19和图20中示出了安全装置436。安全装置436包括一个矩形出口斜槽482和安装在斜槽482上和/或安装在斜槽482中的输送机484。输送机484从斜槽482的上游端(在切断组件434附近)到斜槽482的下游端是倾斜的。斜槽482和倾斜的输送机484形成了在斜槽482的下游端的较窄的开口486以防止物体进入出口斜槽482中。应该理解的是,可使用其他安全装置以防止外部物体进入到机器400的出口斜槽。

倾斜的输送机484例如通过定时带485由拉拔组件428的马达430提供动力。在操作中,输送机484摩擦地接合垫料带并且有助于输送垫料带通过出口斜槽482。

接着,应该理解的是,本发明的垫料转变机400在垫料转变机技术中提供了某些改进,其中许多方面与上述垫料转变机10所提供的类似。在这方面,本发明披露了新颖的相对的夹具组460和462,与夹具60和62类似,该夹具组460和462能够使垫料带在整个宽度上逐渐横向接合和逐渐前进,以避免或至少减少前述的先前已知转变机有时会遭遇的突然撕裂的可能性。

参见图18-图22,其中详细地示出了本发明的拉拔组件428。拉拔组件428包括一对传送组件510和512,以便于在传送组件510和512之间限定出垫料传送区513(图19和20),来自于成型组件426的垫料带穿过该垫料传送区513。由马达430驱动传送组件510和512。更具体地,马达430通过减速器515(图23和图24)与传送组件512相连,减速器515是可操作的以控制和/或调节从马达430传输到传送组件512的速度。传送组件512包括安装在轮轴582上的驱动齿轮522,并且传送组件510包括安装在轮轴580上的从动齿轮520,轮轴580与轮轴582平行并且在侧向上保持间隔开(见图18-20和22)。传送组件512的驱动齿轮522与传送组件510的从动齿轮520共同协作以便于沿与传送组件512相反的方向驱动该传送组件510。协作的齿轮520和522是相同尺寸的,因此,传送组件510和512所运转的速度是相同的。轮轴580与轮轴582的相对端部被支撑在轴承中(未示出)。

在所示的示例性实施例中,相对的夹具组460和462分别包括第一组均匀周向间隔开的夹具640-647以及相对的第二组均匀周向间隔开的夹具650-657(图20)。所示的夹具640-647和夹具650-657被固定在由相应的轮毂662和664所限定的相应的狭槽660中,轮毂662和664分别被安装在相应的轮轴580和582上以随着转动。相对的夹具组460和462共同形成了上述垫料传送区513(图19和图20),垫料带通过垫料传送区513逐渐横向接合、前进和释放。应该注意的是,与上述拉拔组件28的垫料传送区113不同,拉拔组件28的垫料传送区113大约从第一组侧向间隔开的轮轴181和183纵向延伸到第二组侧向间隔开的轮轴180和182,目前的拉拔组件428的垫料传送区513从侧向间隔开的轮轴580和582的上游的一个区域666延伸到相同的侧向间隔开的轮轴580和582的下游的一个区域668。换言之,垫料带在上述拉拔组件28中的两对轮轴之间被传送或者前进,而在拉拔组件428中仅利用一对轮轴传送或者前进垫料带。

拉拔组件428的夹具640-647和650-657的几何形状与上述拉拔组件428的夹具类似。这样,每一夹具640-647和650-657略微V形或者向外的开孔675。接触部分(即,形成V形开口的臂)在向外的开孔675的相对侧上,该接触部分包括由基部682(即,中心接触部分)桥接的臂部680(即,侧接触部分)。相对的夹具640-647和650-657的孔675一起在它们之间形成了间隙X(图22),当夹具640-647和650-657相互之间逐渐相向移动时,间隙X逐渐变窄。夹具640-647和650-657之间间隙X变窄最终达到一个垫料带完全横向接合或者被相对的夹具640-647和650-657锁定的最小间隙尺寸。换言之,相对的夹具640-647和650-657的臂部680彼此相向侧向移动(即,靠近)并且相对的夹具640-647和650-657的基部682彼此相向侧向移动(即,靠近)以共同将垫料带夹紧或者锁定在它们之间。

在相对的夹具640-647和650-657已经横向接合垫料带后,相对的夹具640-647和650-657在它们通过垫料传送区513运行期间保持对垫料带的夹持。在通过传送区513过程中,以与前面参照转变机10描述的类似方式使垫料带在相对两侧上起皱和/或变形(见图11B、图11C和图11D,以及相关的说明)。在拉拔组件428的下游端处,更具体地,在垫料传送区513的下游端处,相对的夹具组460和462相互之间逐渐地分离以释放垫料带。

应该理解的是,与上述拉拔组件28类似,所使用的夹具640-647和650-657的数量和/或类型也可不同于这几个图中所示的,这例如取决于夹具之间的所需周向间隔、垫料带被夹具接合的所需位置(例如,较长的夹具与较短的夹具相比,可较早地和/或在上游接合垫料带)、夹具的几何形状(例如,向外的开孔675可为半圆形或者半椭圆形以实现横向和侧向捕获)、或者夹具所需的接合类型(例如,是否需要利用夹具连接垫料带)。还应该理解的是,与上述拉拔组件28类似,一个传送组件510的夹具640-647可相对于另一个相对的传送组件512的夹具650-657纵向偏移一定间隙。另外,应该理解的是,拉拔组件428与上述拉拔组件28类似可用作供给组件和/或连接组件。所示的示例性拉拔组件428将片材拉过成型组件426(供给片材)和当垫料带通过拉拔组件428时以规则的间隔逐渐起皱和/或绞缠(即连接)垫料带。如上所述,也可使用其他连接装置。

现参见图19-21,其中示出了一对引导指状件690,引导指状件690沿着下游到上游的方向在垫料带的运行路径的相对侧上突伸。指状件690的近端692与拉拔组件428的下游壁694相连。指状件690的远端696指向位于拉拔组件428的同一侧的相应的轮轴580或者582的中心线。指状件690具有与夹具640-647和650-657的向外开孔675的形状互补的形状。

在操作中,当夹具640-647和650-657脱离传送区513以释放垫料带时,当夹具被相应的引导指状件690扫过,夹具将在相应的向外开孔675中接收引导指状件690,使夹具和指状件690“匹配”。其后,引导指状件690将垫料带引导到下游的切断组件434并且防止垫料带横向偏离垫料传送区513。当夹具持续脱离垫料传送区513时,下一个或者后续的夹具自身与指状件690对准,接着,引导指状件690再次将垫料带引导到切断组件434并且防止垫料带横向偏离垫料传送区513。引导指状件690引导垫料带离开垫料传送区513并且到切断组件434。

在拉拔组件28和428的所示实施例中,所示的相对夹具每一个都具有一个孔。当前请求保护的本发明还包括仅其中一个夹具具有一个孔的相对夹具。根据本发明,包括孔的夹具作为用于收集和横向捕捉其中的垫料带的夹具与相对的没有孔的夹具一起通过传送区。本发明还包括具有不同形状(例如,半圆形或者半椭圆形)和/或尺寸的孔的相对夹具。

如上所述,转变机10和400可被一个控制器操作。例如,当操作者踩下踏板时,控制器可使驱动马达被驱动。只要踏板被踩下,该机器即可产生衬垫。当踏板被释放时,控制器可停止驱动马达的工作并且使切断马达工作以切断垫料带。其他的控制装置可被提供,诸如在美国专利No.5,897,478和5,864,484中所披露的。

尽管已经参照一些优选实施例对本发明进行了描述,但是本领域普通技术人员可以根据对说明书和附图的理解对这些实施例进行等同替换和变型。特别是对于利用上述整体(部件、组件、装置、构成等)实现的各种功能,用于描述这样的整体的术语(包括对“装置”的参考)是对应的,除非指的是任何执行该整体(即,功能上相同)的特殊功能的整体,即使在结构上与所披露的执行本发明在这里所述的实施例的功能的结构不等同。另外,尽管已经仅参照其中一个实施例对本发明的特定特征进行了描述,但是这样的特征也可与其他实施例的一个或者多个其他特征结合,如对于任何给定的或者特定应用所需的和具有优势的。

Claims (64)

1.一种用于将片材转变成垫料产品的垫料转变机,其包括:成型组件,用于将片材成成形为包括三维形状的垫料的连续带;以及拉拔组件,其定位于成型组件的下游用于使片材前进通过所述成型组件;所述拉拔组件包括至少两个夹具,所述至少两个夹具可以相互相对的形式一起移动通过传送区并且共同协作以将垫料带夹置在其间,用于使垫料带前进通过传送区,至少一个夹具包括孔,所述孔用于在夹具移动通过传送区时收集和侧向上捕捉其中的垫料带。
2.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述孔在宽度上从夹具的外端到内端逐渐减小。
3.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述孔为V字形。
4.如权利要求3所述的垫料转变机,其特征在于,所述V形孔具有倒圆的底部。
5.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述相对的夹具具有用于使垫料带的相对侧变形的接触区域以将垫料带夹在相对的夹具之间。
6.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,夹具以纵向偏置且成对的关系移动通过传送区以夹持垫料带和使垫料带前进。
7.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述相对的夹具在使垫料带前进的同时横向重叠。
8.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述夹具布置在于设置在传送区的相对横向侧边上的横向相对的夹具组中。
9.如权利要求8所述的垫料转变机,其特征在于,相对的夹具组在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动,且在传送区的下游端彼此相互逐渐离开。
10.如权利要求9所述的垫料转变机,其特征在于,每一夹具组围绕共同轴线在周向上间隔开并且结合在一起以围绕共同轴线转动。
11.如权利要求10所述的垫料转变机,其特征在于,每一夹具组从相对的共同轴线垂直延伸。
12.如权利要求9所述的垫料转变机,其特征在于,拉拔组件还包括一组传送组件,所述传送组件具有与其相连的相应的夹具组,传送组件用于使相应的夹具组在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动以横向接合垫料带并且在传送区的下游端彼此逐渐离开以释放垫料带。
13.如权利要求12所述的垫料转变机,其特征在于,每一夹具组以彼此相对的关系沿着一个非圆形路径移动,并且当夹具以相对的关系沿着一个非圆形路径移动时,每一夹具组被顺序地操作以在垫料带的相对侧上将垫料带横向地接合在其间以使垫料带随之前进。
14.如权利要求13所述的垫料转变机,其特征在于,在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具横向地接合垫料带。
15.如权利要求13所述的垫料转变机,其特征在于,在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具使垫料带前进。
16.如权利要求13所述的垫料转变机,其特征在于,每一传送组件包括挠性传送元件和一对安装在相应的纵向间隔开的轮轴上的轮,挠性传送元件具有设置在该对轮上的部分,并且所述相对夹具组的夹具固定在所述相应的挠性传送元件上并且从相应的挠性传送元件延伸以便当相应的夹具组沿着非圆形路径移动时使每一所述相对夹具组的至少一个夹具与垫料带接合。
17.如权利要求16所述的垫料转变机,其特征在于,每一夹具组的夹具从相应的挠性传送元件垂直延伸。
18.如权利要求16所述的垫料转变机,其特征在于,在该对轮转动后,每一所述相对夹具组的至少一个夹具纵向偏置以在它们会聚后在其间提供一定的间隙。
19.如权利要求16所述的垫料转变机,其特征在于,所述传送组件的挠性传送元件包括铰接链条。
20.如权利要求16所述的垫料转变机,其特征在于,所述传送组件的挠性传送元件包括挠性带。
21.如权利要求16所述的垫料转变机,其特征在于,挠性传送元件的移动是同步的。
22.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述成型组件包括压缩元件,所述片材通过所述压缩元件被拉拔以使其起皱并且形成垫料带。
23.如权利要求22所述的垫料转变机,其特征在于,所述压缩元件是环。
24.如权利要求22所述的垫料转变机,其特征在于,所述环是椭圆形的并且在其底端具有倒圆的边缘。
25.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述成型组件包括在其上游端的压缩元件,所述压缩元件压缩和引导从成型组件的下游端到在相对夹具之间的接合区域的垫料带。
26.如权利要求25所述的垫料转变机,其特征在于,所述压缩元件限定一个椭圆形孔,垫料带通过该椭圆形孔周向上被压缩,孔的宽度小于片材的宽度。
27.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,夹具设置在横向相对的第一夹具组和第二夹具组,第一夹具组和第二夹具组与设置在传送区的相对横向侧边边上的相应的第一夹具载体和第二夹具载体相连;第一夹具载体操作使第一夹具组沿着第一非圆形路径纵向移动,第二夹具载体操作使第二夹具组以与第一夹具组同步的方式沿着第二非圆形路径纵向移动,第一路径和第二路径的各部分是并列的以在它们之间限定传送区,第一夹具组的至少一个夹具和第二夹具组的至少一个夹具操作在其相对侧边接合垫料带以使垫料带前进通过传送区。
28.如权利要求27所述的垫料转变机,其特征在于,所述传送区包括接合区、前进区和释放区,在接合区,第一非圆形路径和第二非圆形路径朝向彼此会聚,在前进区,第一非圆形路径和第二非圆形路径基本上相互平行,在释放区,第一非圆形路径和第二非圆形路径相互分离。
29.如权利要求1所述的垫料转变机,其特征在于,所述拉拔组件包括第一传送元件和第二传送元件以及第一轮系和第二轮系,其中,第一传送元件和第二传送元件设置在相应的第一轮系和第二轮系上并且包括从其延伸的一个或者多个夹具,第一轮系和第二轮系沿着相反的方向转动并且第一传送元件和第二传送元件是相对的以在它们之间限定传送区,从而使相应的第一传送元件和第二传送元件的夹具逐渐进入相对的关系和传送通过传送区的垫料带。
30.如权利要求29所述的垫料转变机,其特征在于,当第一轮系和第二轮系转动时,相应的第一传送元件和第二传送元件的夹具在垫料传输机构的上游端朝向彼此会聚以接合垫料带的相对侧边,传输垫料带通过传送区,以及接着在垫料传输机构的下游端相互分离以释放垫料带。
31.一种用于将片材转变成垫料产品的方法,其包括下列步骤:使用成型组件,用于将片材成成形为包括三维形状的垫料的连续带;以及使用拉拔组件,其定位于成型组件的下游以使片材前进通过成型组件;其中,使片材前进的步骤包括使夹具以彼此相对的形式一起移动通过传送区以共同协作以将垫料带夹在其中,从而使垫料带前进通过传送区,而至少一个夹具中的孔在夹具移动通过传送区时收集和侧向上捕捉其中的垫料带。
32.如权利要求31所述的方法,其特征在于,在相对夹具之间捕捉垫料带的步骤包括使垫料带的相对侧边变形。
33.如权利要求31所述的方法,其特征在于,使夹具一起移动的步骤包括使夹具以纵向偏置且成对的关系移动通过传送区以夹持垫料带和使垫料带前进。
34.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述相对的夹具在使垫料带前进的同时横向重叠。
35.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述夹具布置在与设置在传送区的相对横向侧边上的横向相对的夹具组中,并且移动夹具的步骤包括使夹具在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动并且在传送区的下游端逐渐彼此移离。
36.如权利要求31所述的方法,其特征在于,拉拔组件还包括一组传送组件,其具有与其相连的相应的夹具组,并且移动夹具的步骤包括利用传送组件使夹具在传送区的上游端逐渐朝向彼此移动以横向接合垫料带并且在传送区的下游端逐渐彼此移离以释放垫料带。
37.如权利要求36所述的方法,其特征在于,移动夹具的步骤包括使夹具以相对的关系沿着一个非圆形路径移动,并且当夹具以相对的关系沿着一个非圆形路径移动时,夹具顺序地在其相对侧横向地在其间接合垫料带以使垫料带随之前进。
38.如权利要求37所述的方法,其特征在于,在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具横向地接合垫料带。
39.如权利要求37所述的方法,其特征在于,在相对的夹具沿着非圆形路径移动时或者之后,沿着非圆形路径的下游移动的相对夹具顺序地释放垫料带,沿着非圆形路径的上游移动的相对夹具使垫料带前进。
40.如权利要求36所述的方法,其特征在于,挠性传送组件的移动是同步的。
41.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述使用成型组件的步骤包括引导垫料带通过在其上游端的压缩元件,从而压缩和引导从成型组件的下游端到在相对夹具组之间的接合区域的垫料带。
42.如权利要求31所述的方法,其特征在于,夹具设置在横向相对的第一夹具组和第二夹具组,第一夹具组和第二夹具组与设置在传送区的相对横向侧边上的相应的第一夹具载体和第二夹具载体相连;以及所述使片材前进的步骤包括使第一夹具组沿着第一非圆形路径纵向移动,以及使第二夹具组以与第一夹具组同步的方式沿着第二非圆形路径纵向移动;以及第一路径和第二路径的各部分是并列的以在它们之间限定传送区,用于使片材先前的步骤包括在第一夹具组的至少一个夹具和第二夹具组的至少一个夹具之间横向在其相对侧边上接合垫料带,用于使垫料带前进通过传送区。
43.如权利要求42所述的方法,其特征在于,所述传送区包括接合区、前进区和释放区,在接合区,第一非圆形路径和第二非圆形路径朝向彼此会聚,在前进区,第一非圆形路径和第二非圆形路径基本上相互平行,在释放区,第一非圆形路径和第二非圆形路径相互分离。
44.一种用于垫料转变机的切断组件,所述切断组件用于将片材,诸如具有至少一层的纸,转变成垫料的切断部分,所述垫料转变机包括转变组件,用于将片材转变成垫料的连续带,切断组件相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,切断组件包括:可移动的刀片;以及往复致动器,其通过运动传递组件与可移动的刀片相连,所述往复致动器将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置,并且在往复致动器沿着任何一个方向完成一个行程后返回所述准备切断位置。
45.如权利要求44所述的切断组件,其特征在于,所述切断组件还包括固定刀片,当可移动的刀片移动到切断位置时,所述固定刀片与可移动的刀片共同协作。
46.如权利要求44所述的切断组件,其特征在于,所述可移动的刀片以剪断的方式与固定刀片共同协作。
47.一种垫料转变机,所述垫料转变机用于将片材,诸如具有至少一层的纸,转变成垫料的切断部分,所述垫料转变机包括:转变组件,用于将片材转变成垫料连续带;切断组件,其相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,切断组件包括:可移动的刀片;以及往复致动器,其通过运动传递组件与可移动的刀片相连,所述往复致动器将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置,并且在往复致动器沿着任何一个方向完成一个行程后返回所述准备切断位置。
48.如权利要求47所述的垫料转变机,其特征在于,其还包括端板,所述端板具有一个上游侧和一个下游侧,所述转变组件定位于端板的上游侧,所述端板具有垫料出口,垫料带通过垫料出口排出,切断组件在一段垫料带已经通过出口后操作切断垫料的连续带。
49.如权利要求48所述的垫料转变机,其特征在于,所述可移动的刀片安装在端板的下游侧并且与运动传递组件相连,可移动的刀片在由出口限定的平面平行的平面内移动,并且当可移动的刀片在准备切断位置和切断位置之间移动时穿过所述开口。
50.如权利要求48所述的垫料转变机,其特征在于,所述运动传递组件包括至少一个与可移动的刀片枢接的联接元件。
51.如权利要求50所述的垫料转变机,其特征在于,导板在出口附近被安装在端板上,所述可移动的刀片可滑动地保持在导板内,从而当往复致动器在一个前进行程或者一个返回行程中移动时,联接元件的位置将改变为使可移动的刀片从准备切断位置枢转到切断位置并且返回准备切断位置。
52.如权利要求50所述的垫料转变机,其特征在于,所述可移动的刀片的一端在枢转点枢转地安装在端板上,从而当往复致动器在一个前进行程或者一个返回行程中移动时,联接元件的位置将改变为以使可移动的刀片从准备切断位置枢转到切断位置并且返回准备切断位置。
53.如权利要求48所述的垫料转变机,其特征在于,所述切断组件包括安装在端板的上游侧上的扩张的引导元件以将垫料的连续带引导到垫料出口中。
54.如权利要求47所述的垫料转变机,其特征在于,所述转变组件包括:成型组件,其将片材成形为垫料的连续带;原料供给组件,其将片材供给到成型组件;以及拉拔组件,其拉拔来自于原料供给组件的片材并且使片材通过成型组件以形成垫料带。
55.一种用于将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分的方法,其包括下列步骤:使用转变组件,用于将片材,诸如具有至少一层的纸,转变成垫料连续带;以及使用切断组件,其相对于转变组件定位成将垫料的连续带切割成所需长度的切断部分,其中切断组件包括:可移动的刀片;以及往复致动器,所述往复致动器通过运动传递组件与可移动的刀片相连,其中,使用切断组件的步骤包括使所述往复致动器移动一个行程,从而使运动传递组件将可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回所述准备切断位置。
56.如权利要求55所述的方法,其特征在于,移动往复致动器的步骤包括使往复致动器在前进行程中延伸以使可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回所述准备切断位置。
57.如权利要求55所述的方法,其特征在于,移动往复致动器的步骤包括使往复致动器在返回行程中缩回以使可移动的刀片从一个准备切断位置移动到一个切断位置并且返回所述准备切断位置。
58.一种充填空隙的垫料产品,其包括:截面为圆形的三维起皱带,并且所述三维起皱带包括至少一层片材,片材的截面具有起皱的多个突起的波纹状主体,其突起纵向延伸并且以不规则的图案分布。
59.如权利要求58所述的垫料产品,其特征在于,其还包括在垫料带的相对横向侧边上的至少一个横向褶皱,所述褶皱相互之间纵向偏置。
60.如权利要求58所述的垫料产品,其特征在于,所述垫料带的间隔开的部分的一个或者多个截面被变形。
61.一种用于生产垫料产品的方法,所述方法包括下列步骤:供给具有至少一层的片材;使片材的至少一层的侧向的边缘向内折叠,从而形成截面为圆形的三维起皱垫料带,片材的至少一层的截面形成起皱的多个突起的波纹状主体,其突起纵向延伸并且以不规则的图案分布。
62.如权利要求61所述的方法,其特征在于,其还包括使垫料带在相对侧边规则地横向起皱的步骤,在一侧上的褶皱与在其相对一侧上的褶皱纵向偏置。
63.如权利要求61所述的方法,其特征在于,向内折叠的步骤包括使用拉拔组件以将垫料带拉过压缩元件,从而通过其三维褶皱使垫料带变窄并且将垫料带引导到拉拔组件。
64.如权利要求61所述的方法,其特征在于,其还包括使述垫料带的间隔开的部分的一个或者多个截面变形的步骤。
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