KR102346801B1 - 더니지 변환 장치 및 방법 - Google Patents

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더글라스 씨. 콜빈
마이클 에이. 스타이믈
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Abstract

더니지 변환 장치는 시트 스톡 물질을 스톡 재료보다 상대적으로 더 두껍고 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환한다. 상기 변환 장치는, 시트 스톡 재료를 관통하여 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기는 변환 조립체를 구비한다. 실질적으로 연속적인 길이의 시트 스톡 재료로부터 원하는 길이의 별개의 더니지 제품을 절단하기 전에, 절단되는 영역에서 임의의 구김이 최소화되거나 제거된다.

Description

더니지 변환 장치 및 방법
본 발명은 더니지 변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시트 스톡 재료로부터 임의로 구겨지는 더니지 제품을 생산하는 더니지 변환 장치를 위한 절단 조립체 및 방법에 관한 것이다.
더니지 변환 장치는, 스톡 재료를, 물품을 포장하는데 사용될 수 있는 비교적 덜 조밀한 더니지 제품으로 변환시켜서 선적 동안 손상을 최소화하거나 방지한다. 더니지 변환기로서도 지칭되는 더니지 변환 장치는 스톡 재료가 상류 단부에서의 입구로부터 하류 단부에서의 출구를 향해 변환 조립체를 통해 하류로 이동함에 따라 스톡 재료를 더니지 제품으로 변환시키는 변환 조립체를 구비한다.
이미 사용중인 예시적인 더니지 변환 장치는 시트 스톡 재료를 비교적 덜 조밀한 더니지 제품으로 변환하고, 이 공정에서 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구긴다. 이러한 더니지 변환 장치는 전형적으로 시트 스톡 재료의 실질적으로 연속적인 길이를 더니지 스트립으로 변환시키며, 이로부터 개별 더니지 제품이 사용을 위해 절단된다.
시트 스톡 재료의 구김의 무작위성(randomness)은 절단 작업에서 잠재적인 문제를 발생시키는 것으로 밝혀졌다. 절단 블레이드가 더니지 스트립이 연장되는 평면을 통해 이동할 때, 임의로 구겨진 시트는 평면을 가로질러 전후로 연장될 수 있어서, 절단 블레이드가 평면을 가로질러 이동할 때 생성되는 시트 재료의 느슨한 파편(shards)을 초래한다. 이러한 재료의 느슨한 파편은 축적될 수 있어, 잠재적으로 재밍에 대한 가능성을 증가시키고, 폐기물을 증가시키고, 광학 센서와 간섭하거나, 또는 단순히 바닥을 지저분하게 만들 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 더니지 변환 장치 및 방법은 변환 조립체를 통해 이동하는 시트 스톡 재료의 일부 내의 임의의 구김을 일시적으로 감소시키고, 결과적인 감소된 구김 부분에서 시트 스톡 재료를 절단함으로써 이러한 문제를 해결한다.
청구항을 환언하면, 본 발명은 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치를 제공한다. 상기 더니지 변환 장치는 시트 스톡 재료를 통해 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 선택적으로 임의로 구기도록 구성된 변환 조립체; 상기 변환 조립체의 하류에서 절단 조립체; 및 상기 변환 조립체 및 상기 절단 조립체와 연통하는 제어기를 구비한다. 상기 제어기는 상기 시트 스톡 재료의 일부 내의 임의의 구김을 일시적으로 감소시키도록 상기 변환 조립체를 제어한 다음, 감소된 구김을 갖는 상기 시트 스톡 재료의 일부 내의 상기 시트 스톡 재료의 스트립을 절단함으로써 상기 시트 스톡 재료로부터 별개의 더니지 스트립을 절단하도록 상기 절단 조립체를 동작시키도록 구성된다.
상기 변환 조립체는, 시트 스톡 재료의 적어도 제1 웨브를 제1 속도로 전진시키기 위한 공급 조립체; 및 상기 공급 조립체의 하류에서, (a) 상기 시트 스톡 재료를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 상기 시트 스톡 재료의 전진을 지연시킴으로써, 상기 제1 웨브가 상기 공급 조립체와 상기 연결 조립체 사이의 종방향 공간에서 임의로 구겨지도록 하고, (b) 구겨진 제1 웨브를 제2 웨브에 연결하여 구겨진 제1 웨브를 구겨진 상태로 유지하게 하는 연결 조립체를 더 구비할 수 있다.
상기 공급 조립체는 그 사이에서 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 적어도 한 쌍의 회전 부재를 구비할 수 있다.
상기 연결 조립체는 시트 스톡 재료의 다중 플라이를 연동하도록 통과하는 상기 시트 스톡 재료를 변형시키기 위한 인터레이스(interlace)된 치형부를 갖는 적어도 한 쌍의 회전 기어 부재를 구비할 수 있다.
상기 변환 조립체는, 상기 변환 조립체를 통해 시트 스톡 재료에 대한 경로를 형성하는 하나 이상의 터널 부재를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 비교적 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은, (a) 시트 스톡 재료를 변환 조립체를 통해 전진시키고, 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 랜덤하게 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 단계; (b) 상기 시트 스톡 재료를 임의로 구기지 않고서 상기 변환 조립체를 통해 상기 시트 스톡 재료를 일시적으로 전진시켜 상기 더니지 스트립의 구겨지지 않은 부분을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 더니지 스트립의 구겨지지 않은 부분을 절단하여 상기 더니지 스트립으로부터 별개의 더니지 제품을 절단하는 단계를 구비한다.
상기 임의로 구기는 단계는, (i) 상기 시트 스톡 재료를 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 제1 웨브가 임의로 구겨지게 함으로써 상기 변환 조립체의 상기 공급 조립체 일부의 하류에 있는 상기 시트 스톡 재료의 통과를 지체시키는 단계; 및 (ii) 구겨진 제1 웹을 시트 스톡 재료의 제2 웹의 일측부에 연결하는 것을 포함하는 시트 스톡 재료의 다수의 층을 연결하여, 구겨진 제1 웹을 구겨진 상태로 유지하는 단계를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치로서, (a) 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 수단; (b) 상기 시트 스톡 재료를 임의로 구기지 않고서 상기 시트 스톡 재료를 일시적으로 전진시켜서 상기 더니지 스트립의 구겨지지 않은 부분을 형성하는 수단; 및 (c) 상기 더니지 스트립의 구겨지지 않은 부분을 절단하여 상기 더니지 스트립으로부터 별개의 더니지 제품을 절단하기 위한 수단을 구비하는, 더니지 변환 장치를 제공한다.
상기 시트 스톡 재료를 전진시키는 수단 및 일시적으로 전진시키기 위한 수단은 공급 조립체 및 연결 조립체를 갖는 변환 조립체, 및 본원에 설명된 바와 같이 상기 공급 조립체 및 상기 연결 조립체를 제어하도록 구성된 적절한 제어기를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치로서, 상류 단부로부터 하류 단부를 향해 경로를 따라 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기도록 구성된 변환 조립체; 및 상기 변환 조립체의 하류에 있는 절단 조립체를 구비하는, 더니지 변환 장치를 제공한다. 상기 절단 조립체는 상기 시트 스톡 재료의 경로의 일측부 상의 고정 절단 블레이드와, 상기 고정 절단 블레이드에 대향하는 상기 시트 스톡 재료의 경로로부터 제거된 변환 위치로부터 상기 고정 절단 블레이드에 인접한 절단 위치까지 상기 경로를 가로질러 이동가능한 가동 절단 블레이드를 구비한다. 상기 절단 조립체는 상기 가동 절단 블레이드와 함께 이동하도록 상기 가동 절단 블레이드의 상류측에 결합된 상류 평탄화 플라우(upstream flattening plow)와, 상기 가동 절단 블레이드와 함께 이동하도록 상기 가동 절단 블레이드의 하류측에 결합된 하류 평탄화 플라우(downstream flattening plow)를 더 구비한다.
상기 변환 조립체는, 시트 스톡 재료의 적어도 제1 웨브를 제1 속도로 전진시키기 위한 공급 조립체; 및 상기 공급 조립체의 하류에서, (a) 상기 시트 스톡 재료를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 상기 시트 스톡 재료의 전진을 지연시킴으로써, 상기 제1 웨브가 상기 공급 조립체와 상기 연결 조립체 사이의 종방향 공간에서 임의로 구겨지도록 하고, (b) 구겨진 제1 웨브를 제2 웨브에 연결하여 구겨진 제1 웨브를 구겨진 상태로 유지하게 하는 연결 조립체를 구비할 수 있다.
상기 공급 조립체는 그 사이에서 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 적어도 한 쌍의 회전 부재를 구비할 수 있다.
상기 연결 기구는 시트 스톡 재료의 다중 플라이를 연동하도록 통과하는 상기 시트 스톡 재료를 변형시키기 위한 인터레이스(interlace)된 치형부를 갖는 적어도 한 쌍의 회전 기어 부재를 구비할 수 있다.
상기 변환 조립체는, 상기 변환 조립체를 통해 상기 시트 스톡 재료에 대한 경로를 형성하는 하나 이상의 터널 부재를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하는 방법으로서, (a) 변환 조립체를 통해 시트 스톡 재료를 전진시키고 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 단계; (b) 상기 더니지 스트립의 일부 내의 구김을 감소시키도록 상기 더니지 스트립을 신장시키는 단계; 및 (c) 상기 더니지 스트립의 감소된 구김 부분을 절단하여 상기 더니지 스트립으로부터 별개의 더니지 제품을 절단하는 단계를 구비하는, 방법을 제공한다.
상기 임의로 구기는 단계는, (i) 상기 시트 스톡 재료를 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 제1 웨브가 임의로 구겨지게 함으로써 상기 변환 조립체의 상기 공급 조립체 일부의 하류에 있는 상기 시트 스톡 재료의 통과를 지체시키는 단계; 및 (ii) 구겨진 제1 웹을 시트 스톡 재료의 제2 웹의 일측부에 연결하는 것을 포함하는 시트 스톡 재료의 다수의 층을 연결하여, 구겨진 제1 웹을 구겨진 상태로 유지하는 단계를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치로서, (a) 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 수단; (b) 상기 더니지 스트립의 일부 내의 구김을 감소시키도록 상기 더니지 스트립을 신장하는 수단; 및 (c) 상기 더니지 스트립의 감소된 구김 부분을 절단하여 상기 더니지 스트립으로부터 별개의 더니지 제품을 절단하기 위한 수단을 구비하는, 더니지 변환 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치로서, 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기도록 구성된 변환 조립체; 상기 변환 조립체의 하류에 있는 절단 조립체; 및 상기 변환 조립체 및 상기 절단 조립체 중 하나 이상에 결합된 상기 시트 스톡 재료의 일부 내의 구김을 감소시키는 수단을 구비하는, 더니지 변환 장치를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징은 특허청구범위, 본 발명의 특정 예시적인 실시예를 상세하게 설명하는 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 충분히 설명되고 특히 지적되지만, 이들 실시예는 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 다양한 방식들 중 일부만을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따라 제공된 예시적인 더니지 변환 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 더니지 변환 장치에 의해 제조된 더니지 제품의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 제공된 더니지 변환 장치를 포함하는 포장 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 4는 내부 부품을 드러내도록 제거된 하우징의 좌측부 및 상부 패널을 갖는 도 3의 더니지 변환 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 방향 5-5를 바라본 도 4의 더니지 변환 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 방향 6-6을 바라본 도 3의 더니지 변환 장치의 측단면도이다.
도 7은 도 3의 더니지 변환 장치의 상류 단부의 확대 측면도이다.
도 8은 도 3의 더니지 변환 장치의 공급 조립체의 일부에 대한 개략적인 확대 사시도이다.
도 9는 9-9선을 따라 취하여 대응하는 화살표에 의해 지시된 방향을 바라본 도 8의 단면도이다.
도 10은 10-10선을 따라 취하여 대응하는 화살표에 의해 지시된 방향을 바라본 도 8의 단면도이다.
도 11은 도 3의 더니지 변환 장치의 후방 상부 부분에 대한 사시도이다.
도 12는 절단 조립체를 드러내기 위해 하우징이 제거된, 도 3의 더니지 변환 장치의 하류 부분의 정면도이다.
도 13은 13-13선을 따라 본 도 12의 절단 조립체의 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명에 의해 제공되는 절단 조립체의 또 다른 실시예의 전방 사시도이다.
도 15는 도 14의 절단 조립체의 후방 사시도이다.
도 16은 도 14의 절단 조립체의 개략적인 단면도이다.
도 17은 본 발명에 의해 제공되는 절단 조립체의 또 다른 전방 사시도이다.
도 18은 도 17의 절단 조립체의 후방 사시도이다.
도 19는 도 17의 절단 조립체의 확대 정면 사시도이다.
도 20은 도 17의 절단 조립체의 절단 블레이드 캐리지의 전방 사시도이다.
본 발명은 시트 스톡 재료를 스톡 재료보다 상대적으로 더 두껍고 덜 조밀한 더니지 제품으로 변환하는 더니지 변환 장치를 위한 절단 조립체 및 대응하는 방법을 갖는 더니지 변환 장치를 제공한다. 상기 변환 장치는, 시트 스톡 물질을 관통하여 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기는 변환 조립체를 구비한다. 시트 스톡 재료의 실질적으로 연속적인 길이로부터 원하는 길이의 별개의 더니지 제품을 절단하기 전에, 변환 조립체는 시트 스톡 재료를 일시적으로 전진시키는 한편, 감소된 구김 구역에서 시트 스톡 재료의 임의의 구김을 최소화하거나 제거하고, 그 다음 시트 스톡 재료의 스크랩 파편의 생성을 감소 또는 제거하기 위해 감소된 절단 구역에서 시트 스톡 재료를 절단한다.
시트 스톡 재료의 구김의 무작위성은 잠재적인 문제를 발생시키는 것으로 밝혀졌다. 절단 블레이드가 더니지 스트립이 연장되는 평면을 통해 이동할 때, 임의로 구겨진 시트는 평면을 가로질러 전후로 연장될 수 있어서, 절단 블레이드가 평면을 가로질러 이동할 때 생성되는 시트 재료의 느슨한 파편을 초래한다. 이러한 재료의 느슨한 파편은 축적될 수 있어, 잠재적으로 재밍에 대한 가능성을 증가시키고, 폐기물을 증가시키고, 광학 센서와 간섭하거나, 또는 다른 문제점을 야기할 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 더니지 변환 장치 및 방법은 변환 조립체를 통해 이동하는 시트 스톡 재료의 일부에서 랜덤 구김을 일시적으로 감소시키고,그 후 결과적인 감소된 구김 부분에서 시트 스톡 재료를 절단한다
본 개시내용은 랩핑 가능한 더니지 제품을 제조하는 예시적인 더니지 변환 장치의 도면 및 설명을 포함하지만, 본 발명은 도시된 더니지 변환 장치에 제한되지 않는다.
도면, 상세하게 우선 도 1을 참조하면, 시트 스톡 재료를 랩핑 더니지 제품으로 변환하는 본 발명에 따라 제공된 개략적인 더니지 변환 장치(200)를 도시한다. 더니지 변환 장치(200)는 시트 스톡 재료(202)의 공급부, 및 상기 공급부로부터 시트 스톡 재료의 다수의 플라이(Pi, P2)를 끌어당기는 공급 조립체(204)와, 공급 조립체(204)로부터 하류에서 더니지 스트립(207)을 형성하도록 다수의 중첩 플라이를 함께 연결하는 연결 조립체(206) 양자를 구비하는 변환 조립체를 구비한다. 적합한 시트 스톡 재료는, 예를 들어 롤 또는 팬-접힌 스택으로서 공급되는 종이 및/또는 플라스틱 시트를 포함한다. 변환 장치(200)에 사용하기 위한 예시적인 시트 스톡 재료는 롤 형태 또는 팬-접힌 스택에서 일련의 연결된 직사각형 페이지로서 제공되는 단일 플라이 또는 멀티-플라이 크라프트지를 포함한다. 종이는 일반적으로 재활용가능하고, 재사용 가능하며, 재생가능한 자원으로 구성되기 때문에 시트 스톡 재료에 대한 환경적으로 책임을 갖는 선택이다. 다수의 롤 또는 스택은 멀티-플라이 더니지 제품으로의 변환을 위한 스톡 재료의 다중 시트 또는 웹을 제공하는데 이용될 수 있고, 후속적인 롤 또는 스택은 선행 롤 또는 스택의 후단부에 접합시켜서 더니지 변환 장치(200)에 시트 스톡 재료의 연속 길이를 제공할 수 있다.
연결 조립체(206)는 적어도 하나의 구겨진 제1 시트를 또 다른 또는 제2 시트의 일측부에 연결하는 것을 포함하는 스톡 재료의 다수의 중첩 시트를 연결시켜서, 구겨진 더니지 스트립을 형성한다. 제2 시트는 공급 조립체(204)를 통과하는 구겨진 시트 또는 공급 조립체(204)를 바이패스하는 구겨지지 않은 시트일 수 있다.
연결 조립체(206)는 전형적으로 플라이가 공급 조립체(204)로부터 공급되는 속도보다 느린 속도로 스톡 재료의 플라이 또는 시트를 통과하여, 공급 조립체(204)와 연동하여 스톡 재료가 공급 조립체(204)와 연결 조립체(206) 사이에서 종방향으로 연장되는 한정된 공간 내에서 임의로 종방향으로 구겨지거나 또는 접히게 한다.
또한, 변환 장치(200)는 연결 조립체(206)의 하류에서 스트립(207)으로부터 랩핑 더니지 제품(209)의 개별 길이를 절단하는 절단 조립체(208)를 구비한다.
변환 장치(200)는 더니지 제품(209)의 원하는 길이의 선택을 가능하게 하는 제어기(211)를 더 구비한다. 제어기(211)는 전형적으로 프로세서(213), 메모리(215), 및 메모리에 저장된 프로그램을 구비한다. 또한, 제어기(211)는 선택된 길이를 결정하기 위한 하나 이상의 입력 장치(217)와, 변환 조립체, 즉 공급 조립체(204) 및 연결 조립체(206)의 요소를 제어하기 위한 하나 이상의 출력뿐만 아니라, 절단 조립체(208)를 구비한다. 입력 장치(217)는 키보드, 마우스, 터치 스크린 디스플레이, 스캐너 또는 센서, 더니지 제품을 수용하는 용기 상의 바코드 판독용 바코드 판독기, 무선 주파수 식별 장치(RFID) 센서, 마이크로폰, 카메라 등 중 하나 이상에 연결되거나 이를 포함할 수 있다. 제어기(211)는 선택된 길이를 나타내는 적절한 입력을 인식하거나 또는 특정 포장 용기에 필요한 하나 또는 다수의 길이를 찾기 위한 위치를 식별하도록 프로그램될 수 있다.
제어기(211)로부터의 출력은 도시된 공급 조립체(204), 연결 조립체(206), 및 절단 조립체(208)와 같은 변환 조립체의 요소를 구동하는 다양한 모터를 제어할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제어기(211)는 솔레노이드 모터를 제어할 수도 있으며, 그 목적은 이하에서 더 설명될 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제어기(211)는 시트 재료가 연결 조립체(206)를 통해 당겨지고 있는 것만큼 빨리 또는 더 빠르게 시트 스톡 재료를 공급하도록 공급 조립체(204)를 선택적으로 맞물리게 함으로써 공급 조립체(204)의 작동을 선택적으로 제어하도록 구성되어, 공급 속도 차이가 구김을 일으키거나 최소화하는데 충분한지 여부를 제어한다. 특히, 제어기(211)는 시트 재료를 계속 전진시키더라도 시트 재료의 일부 내의 구김을 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있고, 그 다음 감소된 구김 부분에서 시트 재료를 절단하도록 구성될 수 있다. 감소된 구김 부분은 시트 스톡 재료의 폭을 가로질러 연장되고 시트 스톡 재료의 실질적인 길이를 연장하여 변환 조립체로부터 시트 스톡 재료의 감소된 구김 영역의 변위의 변화를 알려 준다. 절단 조립체(208)에 의해 절단되는 시트 스톡 재료의 일부에서의 구김을 감소시키거나 제거함으로써, 시트 재료의 더 적은 느슨한 파편이 절단 작업에 의해 생성된다.
도 2에 도시된 결과적인 더니지 제품(209)은 적어도 하나, 바람직하게 복수의 횡방향으로 이격된 종방향으로 연장하는 연결 밴드(266)를 구비하며, 여기서 시트 스톡 재료는 엠보싱되거나 천공되거나 또는 펀칭되거나 혹은 달리 스톡 재료의 다중 플라이(262, 264)를 함께 유지하도록 연결된다. 스톡 재료는 일반적으로 이들 연결 밴드(266)에서 압축되고, 이에 따라 구겨진 플라이(262, 264)는 연결 밴드(266) 외부의 완충 영역에서 상대적으로 더 큰 로프트(loft)를 제공한다. 구겨진 부분이 절단되면, 구김의 임의의 특성은 스톡 재료가 절단을 통해 평면을 가로지르는 시트 스톡 재료의 느슨한 파편에 대한 형성을 초래할 수 있다. 시트 재료의 일부에서의 구김을 감소시키거나 제거함으로써, 시트 스톡 재료의 느슨한 파편을 생성할 가능성이 크게 감소된다.
예시적인 더니지 변환 장치(300)를 포함하는 포장 시스템(322)이 도 3 내지 도 13에 도시되어 있다. 포장 시스템(322)은 변환 장치(300), 용기(324)를 출구(316)에 인접한 포장 위치로 이송하기 위한 컨베이어(318), 및 변환 장치(300)의 상류 위치에서 컨베이어(318)에 인접하게 장착된 제어 센서(326)를 구비한다. 컨베이어 속도를 측정 및/또는 입력함으로써, 변환 장치(300)에 통합되거나 변환 장치(300)로부터 이격된 제어기(330)는 타이머를 트리거하기 위해 제어 센서(326)로부터의 신호를 사용할 수 있다. 컨베이어(318) 상의 컨테이너(324)가 더 이상 센서(326)에 의해 감지되지 않을 때까지 센서(326)가 트리거될 때의 시간 길이는 컨테이너(324)의 길이 및 이로써 적절한 랩핑 더니지 제품의 길이를 결정하는데 사용될 수 있다. 제어기(330)는 적절한 길이를 자동으로 결정하고 변환 장치(300)를 제어하여 랩핑 더니지 제품을 컨테이너에 직접 분배할 수 있다. 제어기(330)는 전술한 제어기(211)와 본질적으로 동일하다.
이러한 시스템(322)에 대한 적절한 적용은 랩핑 더니지 제품이 컨테이너 내의 하부층 또는 상부층으로서 사용될 때 발생할 것이다. 결과적으로, 컨테이너에 레이어링하기 위한 랩핑 더니지 제품의 제조는 자동화될 수 있고, 적절한 길이의 랩핑 제품은 자동으로 그리고 요구되는 포장 더니지 재료의 공급보다 더 콤팩트한 구성으로 제공될 수 있다.
더니지 변환 장치(300)는 일반적으로 공급 조립체(304) 및 연결 조립체(306)를 구비하는 변환 조립체와, 절단 조립체(306) 양자를 둘러싸거나 통합하는 하우징(302)을 구비한다. 하우징(302)은 컨베이어(318)에 의해 제공된 포장 표면 위로 하우징(302)의 출구(316)를 상승시키도록 스탠드(314)에 장착된다.
도시한 더니지 변환 장치(300)는 전형적으로 평행하게 이격된 축을 갖는 바아 또는 롤러로 형성되며, 공급 조립체(304)의 상류에 있는 일련의 서펜타인 가이드(354)를 구비한다. 이러한 가이드(354)는 공급부(들)로부터 공급 조립체(304)로 이동할 때 시트 스톡 재료에 대한 서펜타인 경로를 형성한다. 이들 가이드(354)는 특히 공급부가 팬-접힌 스톡 재료를 구비하는 경우, 공급부로부터 오는 스톡 재료 상에 비교적 일정한 장력을 제공하는 것을 돕는다. 또한, 가이드(354)는 트래킹을 개선하여, 스톡 재료가 더욱 일관된 측방향 위치에서 공급 조립체(304)에 진입할 수 있다.
서펜타인 가이드(354)로부터, 각각의 플라이(P1, P2)는 공급조립체(304)의 휠(372, 374)과 같은 회전 부재 사이에서 연장되는 분리기 플레이트(384)의 각 측부 상에서 공급 조립체(304)에 진입하고, 상부 및 하부 채널 가이드(386, 388)들 사이에서 각각의 플라이(P1, P2)를 위한 통로를 형성한다. 채널 가이드(386, 388)는 플라이를 수용하는 상류 단부에서 서로로부터 멀어지게 외측으로 벌어지고, 그 다음 공급 조립체(304) 및 연결 조립체(306)를 통해 서로 평행하게 연장되어 스톡 재료를 절단 조립체(310)로 안내한다. 또한, 채널 가이드(386, 388)는 공급 조립체(304)와 연결 조립체(306) 사이에 스톡 재료를 구속한다.
공급 조립체(304)의 상류 단부에서, 적어도 하나의 플라이는 적어도 하나의 다른 플라이로부터 분리된다. 전형적으로, 단지 2개의 플라이(P1, P2)가 사용되고, 2개의 플라이는 공급 조립체(304) 내에서 상이한 경로를 따른다. 이는 공급 조립체(304) 내로 하류 방향으로 그리고 공급 조립체(304)의 일부를 형성하는 측방향으로 이격된 회전 부재 또는 휠(372, 374) 사이에서 그로부터 연장되는 분리기(384)에 의해 달성된다. 이러한 회전 부재 쌍(372, 374)은 분리기(384)의 대향 측부 상에서 측방향으로 이격되거나 또는 분리기(384) 내의 측방향으로 이격된 개구를 통해 서로 결합한다.
분리기(384) 위아래에서, 상부 및 하부 채널 가이드 부재(386, 388) 또는 채널 가이드 플레이트는 공급 조립체(304) 및 연결 조립체(306)를 통과하는 경로를 형성하여 공급 조립체(304)와 연결 조립체(306) 사이를 통과하는 시트 스톡 재료의 이동을 구속한다. 이들 채널 가이드 부재(386, 388)는 공급 조립체(304)와 저속 연결 조립체(306) 사이의 스톡 재료의 구김을 용이하게 하기 위해 시트 스톡 재료를 내부에 한정하는 상부 및 하부 경계부를 형성한다. 또한, 분리기(384)는 일반적으로 상부 및 하부 가이드 부재(386, 388)에 평행하지만, 가이드 부재(386, 388)중 하나에 더 가까울 수 있다. 결과적으로, 스톡 재료는 이 경우에 분리기(384)의 위아래의 어느 한 측부를 통과하며, 이에 의해 양측부 상의 스톡 재료는 임의로 그리고 비대칭적으로 접히거나 구겨질 것이다. 종방향 구김은 일반적으로 장치(300)를 통한 스톡 재료의 경로에 수직인 스톡 재료의 종방향 치수를 가로질러 연장되는 폴드 라인을 생성한다. 이에 따라, 공급 조립체(304)와 저속 연결 조립체(306) 사이에 포함된 시트 스톡 재료는 임의로 구겨져서, 임의의 길이 및 배향을 갖는 폴드 라인, 및 폴드들 간의 불규칙한 피치를 생성한다.
채널 가이드 부재(386, 388)와 분리기(384)의 상이한 간격에 의해 제공되는 비대칭 폴딩 및 구김은 시트 재료의 불규칙한 구김에서 독립적인 주파수 및 진폭을 갖는 파형을 갖는 2개의 상이하게 구겨지는 시트를 산출한다. 따라서, 채널 가이드 부재(386, 388) 및 분리기(384)에 의해 형성된 상이한 크기의 플라이 인-피드 챔버 또는 통로는 플라이가 서로 다른 주파수 및 진폭으로 임의로 구겨지도록 하여 플라이가 서로 합쳐질 때 연동할 가능성이 적어서, 플라이가 연결된 후에 더 많은 로프트(loft)를 제공한다. 분리기(384)가 없는 경우, 플라이는 서로 포개져서 더 얇고, 덜 지지적인 더니지 제품을 생성한다.
공급 조립체(304)는 그 사이에서 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 측방향으로 이격된 회전 부재들의 쌍, 이 경우 휠을 형성하는 상부 및 하부 회전 부재(372, 374)를 구비한다. 상부 회전 부재(372)는 시트 재료의 상부 플라이를 결합하여 전진시키며, 하부 회전 부재(374)는 시트 재료의 하부 플라이를 결합하여 전진시킨다. 회전 부재(372, 374)는 각각의 공통 측방향 연장 샤프트(390, 391) 상에 장착되고, 상부 회전 부재(372)는 하부 회전 부재(374)에 대해 선회 가능하게 장착되어 편향된다.
회전 부재(372, 374)는 스톡 재료를 파지하기에 충분한 마찰을 제공하는 표면을 가지며, 예를 들어 스톡 재료 상에 원하는 그립을 제공하기 위해 널링(knurled)되거나 또는 고무 혹은 다른 고 마찰 표면을 가질 수 있다. 공급 조립체(304)는 한 쌍의 회전 부재, 즉 시트 스톡 재료의 일측부 상의 단일 회전 부재 및 스톡 재료의 다른 측부 상의 다수의 회전 부재, 또는 도시된 바와 같이 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 다수의 측방향으로 이격된 쌍의 회전 부재(372, 374)를 구비할 수 있다.
각 쌍의 대향하는 회전 부재(372, 374)는, 반드시 그럴 필요는 없지만, 시트 스톡 재료가 그 사이를 통과하는 동안 그립을 유지하도록 서로에 대해 편향되는 것이 바람직하다.
휠 샤프트(390)는, 그 측방향 단부에서, 측방향측 플레이트 프레임 부재(394) 외측에 장착된 한 쌍의 대향하는 하우징 블록(392), 그 하우징 블록(392) 내측의 한 쌍의 리프팅 플레이트(396), 및 리프팅 캠 샤프트(400)에 의해 지지된다. 각각의 하우징 블록(392)은 상부 및 하부 회전 부재 또는 휠(372, 374)을 서로를 향해 편향시키기 위해 압축 스프링(402)을 수용한다. 하우징 블록(392)은 리프팅 캠 샤프트(400)의 단부를 수용하여 소정 위치에 유지하는 리세스 또는 포켓(404), 및 휠 샤프트(390)가 평행 가이드 상에서 수직으로 병진하게 하는 관통-슬롯(406)을 갖는다. 휠 샤프트(390)는 그 단부 근방에 구멍(410)을 가지며, 여기서 볼트(408)는 휠 샤프트(3909)의 선형 운동을 위한 가이드뿐만 아니라 스프링 압축기로서 작용하도록 통과한다.
리프팅 캠 샤프트(400)는 도시된 실시예에서 휠 샤프트(390)와 평행하게 그리고 휠 샤프트(390) 위에 일렬로 있다. 리프팅 샤프트(400)는 공급 조립체(304)의 전체 폭에 걸쳐 있고, 그 측방향 단부는 하우징 블록(392) 내의 포켓(404) 내에 포획된다. 리프팅 캠 샤프트(400)의 각 단부의 일측부는, 리프팅 캠 샤프트(400)가 하우징 블록(392)의 포켓(404) 내의 평탄부(411) 상에 그 접촉력 아래에 놓이도록 평탄부(411) 아래로 밀링된다. 리프팅 플레이트(396)는 캠 샤프트(400)를 위한 간극 구멍 및 휠 샤프트(390)를 위한 슬롯을 구비하여 휠 샤프트의 병진 운동을 허용한다.
리프팅 캠 샤프트(400)의 중심을 향하는 구멍은 변환 장치(300)의 하우징(302) 외부로 연장될 수 있는 레버 아암(412)을 수용한다. 구멍 및 레버 아암(412)은 도시된 실시예에서 평탄부(411)에 평행하다. 작동 위치로부터 로딩 위치로 90도를 통해 레버 아암(412)을 회전시키는 것은 캠 샤프트(400)의 단부를 그의 평탄부(411)로부터 그 둥근 부분 상으로 회전시킨다. 리프팅 플레이트(396)는 이러한 회전 운동을 휠 샤프트(390) 및 그에 따라 상부 회전 부재 또는 휠(372)에 전달하여, 상부 휠(372)과 하부 휠(374) 사이에 갭을 제공하고, 그 사이에서 시트 스톡 재료는 연결 조립체(306) 내의 회전 기어(414, 416)로 완전히 방해 없이 공급될 수 있다. 일단 스톡 재료가 로딩되면, 그 작동 위치로 레버 아암(412)을 복귀시키는 것은 공급 조립체(304)의 상부 및 하부 휠(372, 374) 사이의 간극을 폐쇄한다. 작동 위치에서, 스프링(402)은 상부 휠(372)의 샤프트(390)를 하부 휠(374)을 향해 그 사이의 스톡 재료와 함께 편향시킨다.
더니지 변환 장치(300)는 공급 조립체(304)와 연결 조립체(306) 사이에 측방향으로 이격된 성형 플라우(312)를 더 구비하여 스톡 재료의 폭을 감소시키고 스톡 재료가 통과할 때 자유 측방향 에지를 내측으로 접을 수 있다. 성형 플라우(312)는 각각 스톡 재료의 측방향 에지의 경로 내로 연장되도록 장착되어, 그 하류 단부를 향해 내측으로 점진적으로 돌출하는 만곡된 표면을 갖는다. 스톡 재료의 에지가 측방향 플라우(312)에 의해 내측으로 접히거나 회전됨에 따라, 하나의 층의 스톡 재료의 에지는 다른 층의 에지 둘레에 접혀 둘러쌀 수 있고, 그 다음 연결 조립체(306)는 중첩 층을 함께 기계적으로 연결한다. 이는 마우리된 더니지 제품의 측방향 에지를 더욱 균일하게 하고, 연결 라인을 형성하기 위해 연결 조립체(306)를 통과하는 추가적인 폴딩 및 결과적인 부가적인 층은 더니지 제품을 함께 더 양호하게 유지하는 것을 돕는다. 이러한 공급 조립체(304) 및 연결 조립체(306)에 의해 형성된 변환 장치(300)는 대략 40-55%의 크림프 손실(crimp loss)을 제공한다. 이는 제조된 랩 더니지 제품이 그것을 제조하는데 사용되는 스톡 재료보다 대략 40 내지 55% 더 짧다는 것을 의미한다.
연결 조립체(306)는 함께 편향되어 스톡 재료가 기어들 사이를 통과할 때 스톡 재료의 중첩된 층들을 연결하는 쌍을 이룬 회전 기어 부재 또는 기어(414, 416)를 구비한다. 도시된 연결 조립체(306)는 그 사이를 통과하는 시트 스톡 재료를 변형시키기 위한 인터레이싱된 치형부를 갖는 적어도 2개의 회전 기어 부재(414, 416)를 구비하여, 연결 라인을 따라 다수의 층 및 다수의 중첩 시트를 기계적으로 연동시켜 이들을 연결된 더니지 스트립으로서 함께 유지한다. 이러한 기계적 연결은 층들 사이의 화학적 또는 접착제 결합과 구별된다. 기어 부재(414, 416)는 그 사이를 통과할 때 스톡 재료를 평탄화, 주름, 접힘 및/또는 펀치한다. 연결 조립체(306)는 스톡 재료가 공급되는 적어도 2개의 회전 기어 부재(414, 416)를 구비하지만, 다양한 구성으로 더 많은 기어 부재가 사용될 수 있다.
상부 기어(414)는 스프링과 같은 편향 부재에 의해 하부 기어(416)에 대해 편향된다. 공급 조립체(304)의 편향된 회전 부재(372, 374) 및 연결 조립체(306)의 편향된 기어(414, 416) 각각은 각각의 피봇(240, 241)에 대한 회전을 위해 캔틸레버 방식으로 장착되어, 보다 작은 스프링이 충분한 편향력을 제공하는데 사용될 수 있다.
회전 기어 부재(414, 416)는 일반적으로 공급 조립체(304)가 시트 스톡 재료를 그에 대해 전진시켜 공급 조립체(304)와 연결 조립체(306) 사이의 한정된 공간에서 원하는 임의의 구김을 생성하는 속도보다 낮은 속도로 구동된다. 도시된 변환 장치(300)에서, 공급 조립체(304) 및 연결 조립체(306)는 공통 전기 구동 모터(242)에 의해 구동된다. 구동 모터(242)는 공급 조립체(304)의 하부 회전 부재(374)를 능동적으로 구동하고, 체인 및 적절한 스프로킷(도시되지 않음)을 통해 연결 조립체(306)의 하부 기어 부재(416)에 연결된다. 공급 조립체(304)의 회전 부재(372, 374)와 연결 조립체(306)의 기어(414, 416) 사이의 속도비는 스프로킷의 상대적인 크기를 조정하고 그 사이에 적절한 체인을 제공함으로써 용이하게 조정될 수 있다. 대안적으로, 공급 조립체(304)와 연결 조립체(306)를 개별적으로 구동하기 위해 별도의 모터가 제공될 수 있다. 또한, 체인 구동 대신에 트랜스미션이 제공되어, 공급 휠(372, 374) 및 기어(414, 416)의 상대 속도를 그들의 작동을 중단시키지 않고 변경할 수 있는 능력을 제공할 수 있다.
원하는 길이의 더니지 제품을 얻기 위해, 변환 장치(300)는 공급부로부터 인출된 시트 스톡 재료의 실질적으로 연속적인 길이로부터 원하는 길이를 갖는 개별 더니지 제품을 절단 또는 절삭하기 위해 연결 조립체(306)의 하류에 절단 조립체(310)를 구비한다. 절단 조립체(310)는, 예를 들어 시트 스톡 재료의 경로를 가로질러 이동할 수 있는 회전가능한 절단 휠과, 절단 휠이 그 사이에서 구겨진 더니지 스트립을 절단하기 위해 작용하는 고정 블레이드를 구비할 수 있다. 그러나, 절단 조립체(319)는 회전가능한 절단 휠의 사용에 제한되지 않는다.
도시된 실시예에서 도시된 바와 같이, 개별 절단 모터(244)는 더니지 스트립의 경로의 폭을 가로질러 연장하는 절단 블레이드(246)를 포함하는 길로틴-스타일(guillotine-style) 절단 조립체(208)를 구동하며, 공급 조립체(204)의 측방향으로 이격된 회전 부재(216, 218) 및 연결 조립체(206)의 기어(236, 238)와 정렬된 한 쌍의 크랭크 아암(248)을 가짐으로써 연결 라인에 가해진 가장 큰 힘으로 구겨진 스톡 재료의 층을 통해 절단 블레이드(246)를 능동적으로 구동시킨다. 크랭크 아암(248)은 공통 샤프트(250)에 연결되고 각각의 캠(252)에 의해 형성된 사이클을 통해 회전한다.
절단 조립체(310)는 트윈 4-바아 링키지(442) 및 슬라이더 조립체(444)에 의해 운동이 지향되는 길로틴-스타일 절단 블레이드(440)를 구비한다. 개별 절단 모터(445)는 기어 박스(446)를 통해 4-바아 링키지(442)를 구동한다. 기어 박스(446)에 대해 대칭인 구동 샤프트(448)는 샤프트(448)의 대향 단부 상에 구동 크랭크(450)를 갖는다. 각각의 구동 크랭크(450)는 절단 블레이드(440)를 지지하는 캐리지(453)에 차례로 부착되는 제2 크랭크(452)에 부착된다. 절단 블레이드 캐리지(453)는 한 쌍의 평행한 샤프트 또는 슬라이더 아암(454) 상에 얹혀서, 절단 블레이드(440)가 스트립 스트립의 경로를 가로질러 이동함에 따라 절단 블레이드(440)를 안내하여 스트립으로부터 래핑 더니지 제품의 불연속 길이를 절단한다. 각각의 크랭크 아암(450)은 연결 조립체(306)의 측방향으로 이격된 기어 쌍(414, 416) 중 하나와 정렬되어, 절단되는 최대 저항의 영역인 연결 라인에서 더니지 스트립을 절단하기 위해 가해지는 힘을 집중시킨다.
절단 블레이드 캐리지(453)는 블레이드 에지 뒤에 각진 표면(456)을 갖는다. 이러한 각도는 절단된 더니지 제품의 슬라이버(slivers)가 놓일 수 있는 임의의 평평한 표면을 제거한다. 절단 블레이드(440)로부터, 하우징 출구 슈트(460)는 장치(300)로부터 하향 경사를 계속한다. 이는 순차적으로 형성된 다음의 더니지 스트립이 이전 더니지 스트립으로부터 남은 부분을 쓸어버리게 한다.
전술한 바와 같이, 임의로 구겨지는 더니지 제품의 형성 동안, 더니지 제품이 원하는 길이로 절단될 때 시트 스톡 재료의 느슨한 파편이 발생될 수 있다. 이러한 파편은 더니지 변환 장치(300)의 미적 그리고 적절한 기능에 문제를 일으킬 수 있다. 본 발명은 이러한 문제를 최소화하거나 제거하는 방법을 제공한다. 하나의 해결책은, 예를 들어 레버 아암(412)에 연결된 솔레노이드 모터(500)를 이용하여 더니지 제품이 절단되기 전에 하부 공급 휠(374)로부터 상부 공급 휠(372)을 리프팅하는 것이다. 제어기(330)는 하부 공급 휠(374)로부터 상부 공급 휠(372)을 분리하도록 솔레노이드 모터(500)에 연결되고, 달리 솔레노이드 모터(500)를 제어하도록 구성된다. 이는 공급 조립체(304)가 스톡 재료로부터 분리되게 하며, 이에 의해 연결 조립체(306)만이 변환 조립체를 통해 시트 재료를 인출한다. 대안적으로, 공급 조립체(304)는 더니지 스트립의 일부에서 종방향 구김을 최소화하거나 제거하기 위해 연결 조립체(306)와 동일하거나 더 느린 공급 속도로 시트 스톡 재료를 공급하도록 제어될 수 있다. 이들 기술 중 어느 하나를 이용하여, 사실상 시트 스톡 재료의 일부에서 구겨짐이 감소 또는 제거된다. 이와 같이 감소된 구김 영역은 평평하고, 시트 스톡 재료의 규칙적으로 구겨지는 부분보다도 더 적은 완충 능력을 갖는다. 이러한 감소된 구김 부분은 연결 조립체(306)가 감소된 구김 부분을 절단 조립체(310)로 전진시키면 절단될 수 있다. 더 적은 양의 구김은 절단 작업 동안 시트 재료의 느슨한 파편이 발생될 가능성을 크게 감소시킨다.
따라서, 본 발명에 의해 제공되는 더니지 변환 장치는 시트 스톡 재료를 시트 스톡 재료보다 상대적으로 더 두껍고 덜 조밀한 더니지 제품으로 변환시킨다. 변환 장치는 시트 스톡 물질을 관통하여 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기는 변환 조립체를 구비한다. 시트 스톡 재료의 실질적으로 연속적인 길이로부터 원하는 길이의 불연속 더니지 제품을 절단하기 전에, 변환 조립체는 시트 스톡 재료를 감소된 구김 구역에서 최소화 또는 제거하면서 시트 스톡 재료를 일시적으로 전진시키고, 그 다음 시트 스톡 재료의 스크랩 파편의 생성을 감소 또는 제거하기 위해 감소된 구김 부분 또는 구역에서 시트 스톡 재료를 절단한다. 구김을 감소시키거나 제거하기 위해 상부 공급 휠(372)을 들어올리는데 솔레노이드가 사용될 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 또 다른 절단 조립체(600)는 도 14 내지 도 20을 참조하여 설명될 것이다. 전술한 실시예와 유사하게, 본 실시예에 의해 제공되는 더니지 변환 장치는, (a)시트 스톡 재료를 전진시키고 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 수단, (b) 더니지 스트립의 일부에서 구김을 감소시키기 위한 수단, 및 (c) 더니지 스트립으로부터 분리된 더니지 제품을 절단하기 위해 더니지 스트립의 감소된 구김 부분을 절단하기 위한 수단을 구비한다. 전술한 변환 조립체, 또는 또 다른 변환 조립체는 임의로 구겨지는 시트 스톡 재료 및 결과적인 더니지 스트립을 제조하는데 적합할 것이다. 그러나, 전술한 실시예와 대조적으로, 구겨짐의 양 또는 정도는, 예를 들어 임의로 구겨진 더니지 스트립을 신장시킴으로써 변환 조립체의 하류, 즉 절단 조립체(600) 또는 그 인접한 위치에서 감소된다.
보다 구체적으로, 전술한 예에서와 같이, 본 발명은 시트 스톡 재료를 상류 단부로부터 하류 단부를 향해 경로를 따라 전진시키고 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨지도록 구성된 변환 조립체, 및 변환 조립체의 하류에 절단 조립체를 구비하는, 비교적 저밀도 더니지 제품으로 시트 스톡 재료를 변환하기 위한 더니지 변환 장치를 제공한다.
전술한 실시예에서와 같이, 변환 조립체는 제1 속도로 시트 스톡 재료의 적어도 제1 웨브를 전진시키기 위한 공급 조립체, 및 (a) 공급 조립체의 하류에서, 시트 스톡 재료를 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 시트 스톡 재료의 전진을 지연시켜서, 제1 웨브가 공급 조립체와 연결 조립체 사이의 종방향 공간에서 임의로 구겨지게 하고, (b) 구겨진 제1 웨브를 제2 웨브에 연결하여 구겨진 제1 웨브를 구겨진 상태로 유지하게 하는 연결 조립체를 구비한다. 공급 조립체는 그 사이에 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 적어도 한 쌍의 회전 부재를 구비할 수 있고, 연결 기구는 시트 스톡 재료의 다중 플라이를 연동하기 위해 그 사이를 통과하는 시트 스톡 재료를 변형시키기 위한 인터레이스된 치형부를 갖는 적어도 한 쌍의 회전 기어 부재를 구비할 수 있다. 또한, 변환 조립체는, 변환 조립체를 통해 시트 스톡 재료에 대한 경로를 형성하는 하나 이상의 터널 부재를 구비할 수 있다.
절단 조립체(600)는 전술한 절단 조립체(310)(도 4)와 유사하며, 더니지 스트립 내의 시트 스톡 재료의 경로의 일측부 상의 고정 절단 블레이드(602)와, 고정 절단 블레이드(602)에 인접한 절단 위치까지 경로를 가로질러 고정 절단 블레이드(602)에 대향하는 시트 스톡 재료의 경로로부터 제거된 변환 위치로부터 이동가능한 가동 절단 블레이드(604)를 구비한다. 그러나, 전술한 절단 조립체와는 달리, 이러한 실시예에서, 절단 조립체(600)는 고정식 절단 블레이드(602)의 상류에 있는 상류 평탄화 플라우(606) 및 가동 절단 블레이드(604)의 하류에 있는 하류 평탄화 플라우(608)를 더 구비할 수 있다. 상류 및 하류 평탄화 플라우(606, 608)는 고정 절단 블레이드(602)를 통해 그 사이에서 랜덤하게 구겨지는 시트 스톡 재료와 맞물려서 신장하며, 이에 의해 상류 및 하류 평탄화 플라우(606, 608) 사이의 더니지 스트립의 일부에서 구겨지는 양을 감소시킨다. 결과적으로, 가동 절단 블레이드(604)는 더니지 스트립의 감소된 구김 부분을 통과하여, 시트 재료의 보다 적은 층을 통해 더 적은 파편을 생성한다.
전술한 실시예에서와 같이, 도시된 절단 조립체(600)는 기어 박스(614)에 결합된 절단 모터(612)와, 시트 스톡 재료의 경로를 가로질러 그런 다음 앤빌 표면(620)의 하류측에 장착된 고정 절단 블레이드(602)를 지나 가동 절단 블레이드(604)를 구동하는 측방향으로 이격된 크랭크 아암(616)의 세트를 구비한다. 가동 절단 블레이드(604)는 한 쌍의 평행한 가이드 샤프트 또는 슬라이더 아암(624) 상에서 주행하는 절단 블레이드 캐리지(622)에서 이송되며, 이러한 가이드 샤프트 또는 슬라이더 아암(624)은 더니지 스트립의 경로를 가로지르는 가동 절단 블레이드(604)와, 스트립으로부터 더니지 제품의 불연속 길이를 절단하는 고정 절단 블레이드(602)를 안내한다.
절단 블레이드 캐리지(622)는 고정 절단 블레이드(602)에 대해 대체로 수직인 방향으로 연장되는 평행 가이드 샤프트(624)에 대해 소정 각도로 가동 절단 블레이드(604)를 지지하여, 가동 절단 블레이드(604)는 더니지 스트립의 경로의 일측부에서 고정 절단 블레이드(602)와 맞물리고, 가동 절단 블레이드(604)와 고정 절단 블레이드(602) 사이의 접촉점은 절단 블레이드 캐리지(622)가 고정 절단 블레이드(602)를 지나 이동함에 따라 경로의 폭을 가로질러 이동한다.
도시된 실시예에서, 상류 및 하류 평탄화 플라우(606, 608)는 가동 절단 블레이드(604)와의 이동을 위해 절단 블레이드 캐리지(622)에 장착된다. 도시된 실시예에서, 공급 플라우로도 지칭되는 상류 평탄화 플라우(606)는 절단 블레이드 캐리지(622)의 상류측 상에 한 쌍의 측방향으로 이격된 브래킷(630)을 구비한다. 브래킷(630)은 절단 블레이드 캐리지(622) 상에 지지된 각각의 스프링 조립체(636)에 의해 절단 블레이드 캐리지(622)의 상부 표면(634)에 대해 스프링 편향된 각각의 베어링 블록(632)에 연결된다. 베어링 블록(632)으로부터 이격된 브래킷(636)의 대향 단부에서, 브래킷(630)은 그 사이에서 연장되는 클램핑 바아(638)에 의해 연결된다. 인피드 플라우(606)는 절단 블레이드 캐리지(622)가 고정 절단 블레이드(602)를 향해 이동함에 따라 클램핑 바아(638)가 고정 절단 블레이드(602)의 상류 및 인접한 앤빌 표면(620)에 대해 시트 재료를 결합 및 클램프 또는 핀치할 수 있도록 구성된다. 고정 절단 블레이드(602)의 상류에서 인피드 플라우(606)에 의해 인가된 힘은 절단 블레이드 캐리지(622)가 고정 절단 블레이드(602)를 향해 계속 이동함에 따라 스프링-편향력 하에서 증가하고, 더니지 스트립의 경로를 가로질러 그리고 고정 절단 블레이드(602)를 지나 가동 절단 블레이드(604)를 인출한다.
고정 절단 블레이드(602)의 하류에서 계속하여, 하류 평탄화 플라우(608)는 절단 블레이드 캐리지(622)가 가동 절단 블레이드(604)를 고정 절단 블레이드(602)를 향해 이동시킴에 따라 가동 절단 블레이드(604)의 아래로 연장되어 안내한다. 또한, 아웃피드 플라우로도 지칭되는 하류 평탄화 플라우(608)는 절단 블레이드 캐리지(622)에 장착될 수 있고, 고정 절단 블레이드(602)의 하류의 더니지 스트립을 결합하도록 구성된다. 절단 블레이드 캐리지(622)가 고정 절단 블레이드(602)를 향해 이동함에 따라, 아웃피드 플라우(608)는 고정 절단 블레이드(602)를 지나 그리고 고정 절단 블레이드(602)의 상류에서 앤빌 표면(620)에 평행하지만 그로부터 오프셋 또는 변위되는 하류 베어링 표면(640)을 향해 더니지 스트립을 푸시한다.
인피드 플라우(606)는, 아웃피드 플라우(608)가 앤빌 표면(620) 및 고정 절단 블레이드(602)를 지나 더니지 스트립을 밀기 전에, 고정 절단 블레이드(602)의 상류에서 더니지 스트립 및 앤빌 표면(620)을 결합하도록 구성된다. 이에 따라, 인피드 플라우(606)는 고정 절단 블레이드(602)의 상류에서 더니지 스트립을 파지하고, 그 다음 아웃피드 플라우(608)는 더니지 스트립을 고정 절단 블레이드(602)를 지나 밀어 더니지 스트립 내의 임의로 구겨진 시트 스톡 재료를 신장시켜서, 후단의 가동 절단 블레이드(604)가 고정 커팅 블레이드(602) 위로 신장된 감소된 구김 부분을 절단할 수 있도록 인피드 플라우(606)와 아웃피드 플라우(608) 사이의 구김이 감소된 더니지 스트립의 일부 또는 구역을 형성한다.
인피드 플라우(606) 및 아웃피드 플라우(608)가 도시된 실시예에서 절단 블레이드 캐리지(622)에 장착되는 동안, 인피드 플라우(606) 및 아웃피드 플라우(608)는 독립적으로 지지 및 작동되어, 고정 절단 블레이드(602)에 인접한 스트립의 일부에서 구겨짐을 감소시키기 위해 더니지 스트립을 결합 및 신장하도록 작동될 수 있다. 또한, 일부 상황에서는, 인피드 플라우(606) 및 아웃피드 플라우(608) 중 하나 또는 양자가 생략되거나 다른 요소와 조합될 수 있는 한편, 고정 절단 블레이드(602)에 인접한 구김을 감소시키기 위한 수단을 계속 제공할 수 있다.
특히, 도 17 내지 도 20을 참조하면, 예를 들어, 절단 블레이드 캐리지(622)자체는 하류 평탄화 플라우(608)로서 또는 그에 부가하여 작용함으로써 고정 절단 블레이드(602) 위로 더니지 스트립을 신장시키는 것을 추가적으로 또는 대안적으로 용이하게 할 수 있다. 이는 절단 블레이드 캐리지(622)를 가동 절단 블레이드(604)의 전방으로 연장하는 선단 표면(650)을 구비하도록 구성함으로써 달성되어, 선단 표면(650)이 가동 절단 블레이드(604)에 앞서 고정 절단 블레이드(602)를 지나 더니지 스트립을 푸시한다. 절단 스트로크의 말기에, 절단 블레이드 캐리지(622)가 고정 절단 블레이드(602)를 지나 가장 먼 지점에 있는 경우, 선단 표면(650)은 하류 베어링 표면(640)을 결합하지만, 가동 절단 블레이드(604) 앞의 고정 절단 블레이드(602)의 하류의 스트립의 일부를 가압함으로써, 더니지 스트립은, 사용되는 경우, 절단 블레이드 캐리지(622)의 선단 표면(650)과 상류 평탄화 플라우(606) 사이에서, 또는 대안적으로 전술한 연결 조립체(306)(도 4)와 같은 변환 조립체로부터 신장될 수 있다. 후자의 경우, 절단 조립체(600)와 연결 조립체 사이의 거리는 최소화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 임의로 구겨지는 더니지 제품의 형성 동안, 가동 절단 블레이드가 가동 절단 블레이드와 고정 절단 블레이드 사이에 개재된 시트 재료의 층을 가로질러 이동함에 따라 더니지 제품이 원하는 길이로 절단될 때 시트 스톡 재료의 느슨한 파편이 생성될 수 있다. 구겨진 시트 스톡 재료를 신장시킴으로써, 절단 조립체를 통해 연장되는 시트 스톡 재료의 일부 내의 구김이 감소 또는 최소화된다. 이러한 감소된 구김 부분 또는 구역은 평평하고, 변환 조립체에 의해 생성된 시트 스톡 재료의 임의로 구겨지는 부분보다 더 적은 완충 능력을 갖는다. 그러나, 더 적은 양의 구김은 절단 작업 동안 시트 재료의 느슨한 파편이 발생될 가능성을 크게 감소시켜, 이러한 파편에 의해 생성된 문제를 최소화하거나 제거한다.
또한, 본 발명은 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하는 대응하는 방법으로서, (a) 변환 조립체를 통해 시트 스톡 재료를 전진시키고 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구겨서 더니지 스트립을 형성하는 단계; (b) 상기 더니지 스트립의 일부 내의 구김을 감소시키도록 상기 더니지 스트립을 신장시키는 단계; 및 (c) 상기 더니지 스트립의 감소된 구김 부분을 절단하여 상기 더니지 스트립으로부터 별개의 더니지 제품을 절단하는 단계를 구비하는, 방법을 제공한다.
상기 임의로 구기는 단계는, (i) 상기 시트 스톡 재료를 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 제1 웨브가 임의로 구겨지게 함으로써 상기 변환 조립체의 상기 공급 조립체 일부의 하류에 있는 상기 시트 스톡 재료의 통과를 지체시키는 단계; 및 (ii) 구겨진 제1 웹을 시트 스톡 재료의 제2 웹의 일측부에 연결하는 것을 포함하는 시트 스톡 재료의 다수의 층을 연결하여, 구겨진 제1 웹을 구겨진 상태로 유지하는 단계를 구비할 수 있다.
요약하면, 본 발명은 시트 스톡 재료를 스톡 재료보다 상대적으로 더 두껍고 덜 조밀한 더니지 제품으로 변환시키는 더니지 변환 장치를 제공한다. 변환 장치는 시트 스톡 물질을 관통하여 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기는 변환 조립체를 구비한다. 실질적으로 연속적인 길이의 시트 스톡 재료로부터 원하는 길이의 별개의 더니지 제품을 절단하기 전에, 절단 작업 동안 시트 스톡 재료의 스크랩 파편의 생성을 감소시키거나 제거하기 위해 절단되는 영역에서 임의의 구김이 최소화되거나 제거된다. 이는 전술한 실시예에서 설명된 바와 같이, 절단될 시트 재료의 일부 내의 구김의 양 또는 정도를 감소시킴으로써, 또는 절단되는 시트 재료의 일부 내의 구김을 감소시키기 위해 임의로 구겨지는 시트 재료를 신장시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명이 특정한 도시된 실시예 또는 실시예들과 관련하여 도시되고 설명되었지만, 본 명세서와 첨부된 도면을 읽고 이해할 때 당해 업계의 당업자에게 동등한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 특히 전술한 정수(구성요소, 조립체, 장치, 조성물 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 이러한 정수를 설명하는데 사용되는 용어("수단"에 대한 참조를 포함함)는 달리 지시되지 않는 한, 본 발명의 예시된 실시예 또는 실시예들에서 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동일하지는 않지만, 특정 기능을 수행하는 임의의 정수(즉, 기능적으로 등가)에 대응하도록 의도된다.

Claims (17)

  1. 시트 스톡 재료를 상대적으로 더 낮은 밀도의 더니지 제품으로 변환하기 위한 더니지 변환 장치에 있어서,
    상류 단부로부터 하류 단부를 향해 경로를 따라 시트 스톡 재료를 전진시키고 상기 시트 스톡 재료의 적어도 일부를 임의로 구기도록 구성된 변환 조립체; 및
    상기 시트 스톡 재료의 경로의 일측부 상의 고정 절단 블레이드와, 상기 고정 절단 블레이드에 대향하는 상기 시트 스톡 재료의 경로로부터 제거된 변환 위치로부터 상기 고정 절단 블레이드에 인접한 절단 위치까지 상기 경로를 가로질러 이동가능한 가동 절단 블레이드를 구비하는, 상기 변환 조립체의 하류에 있는 절단 조립체
    를 포함하고,
    상기 절단 조립체는 상기 가동 절단 블레이드와 함께 이동하도록 상기 가동 절단 블레이드의 상류측에 결합된 상류 평탄화 플라우(upstream flattening plow)와, 상기 가동 절단 블레이드와 함께 이동하도록 상기 가동 절단 블레이드의 하류측에 결합된 하류 평탄화 플라우(downstream flattening plow)를 더 구비하고,
    상기 하류 평탄화 플라우는 상기 절단 블레이드 캐리지가 상기 가동 절단 블레이드를 상기 고정 절단 블레이드를 향해 이동시킴에 따라 상기 가동 절단 블레이드의 아래로 연장되어 안내하고,
    상기 하류 평탄화 플라우는 상기 절단 블레이드 캐리지에 장착되고, 상기 절단 블레이드 캐리지가 상기 고정 절단 블레이드를 향해 이동함에 따라 상기 하류 평탄화 플라우가 상기 고정 절단 블레이드를 지나 그리고 상기 고정 절단 블레이드의 상류의 앤빌 표면에 평행하지만 그로부터 오프셋 또는 변위되는 하류 베어링 표면을 향해 상기 더니지 스트립을 푸시하고,
    상기 상류 평탄화 플라우는, 상기 하류 평탄화 플라우가 상기 앤빌 표면 및 상기 고정 절단 블레이드를 지나 상기 더니지 스트립을 푸시하기 전에 상기 고정 절단 블레이드의 상류의 상기 앤빌 표면 및 상기 더니지 스트립을 결합하도록 구성되는,
    더니지 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환 조립체는:
    시트 스톡 재료의 적어도 제1 웨브를 제1 속도로 전진시키기 위한 공급 조립체; 및
    상기 공급 조립체의 하류에 있는 연결 조립체로서, (a) 상기 시트 스톡 재료를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 통과시켜 상기 시트 스톡 재료의 전진을 지연시킴으로써, 상기 제1 웨브가 상기 공급 조립체와 상기 연결 조립체 사이의 종방향 공간에서 임의로 구겨지도록 하고, (b) 구겨진 제1 웨브를 제2 웨브에 연결하여 구겨진 제1 웨브를 구겨진 상태로 유지하게 하는, 상기 연결 조립체
    를 구비하는,
    더니지 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급 조립체는 그 사이에서 시트 스톡 재료를 전진시키기 위한 적어도 한 쌍의 회전 부재를 구비하는,
    더니지 변환 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결 조립체는 시트 스톡 재료의 다중 플라이를 연동하도록 통과하는 상기 시트 스톡 재료를 변형시키기 위한 인터레이스(interlace)된 치형부를 갖는 적어도 한 쌍의 회전 기어 부재를 구비하는,
    더니지 변환 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변환 조립체는, 상기 변환 조립체를 통해 상기 시트 스톡 재료에 대한 경로를 형성하는 하나 이상의 가이드 부재를 구비하는,
    더니지 변환 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 조립체는 기어 박스에 결합된 절단 모터와, 상기 시트 스톡 재료의 경로를 가로질러 그리고 앤빌 표면의 하류측에 장착된 상기 고정 절단 블레이드를 지나 상기 가동 절단 블레이드를 구동하는 적어도 2개 세트의 측방향으로 이격된 크랭크 아암을 더 구비하는,
    더니지 변환 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동 절단 블레이드는 한 쌍의 평행한 가이드 샤프트 상에서 주행하는 절단 블레이드 캐리지에서 이송되며, 상기 한 쌍의 평행한 가이드 샤프트는 더니지 스트립의 경로를 따라 상기 가동 절단 블레이드와, 상기 스트립으로부터 더니지 제품의 별개의 길이를 절단하는 상기 고정 절단 블레이드를 안내하는,
    더니지 변환 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절단 블레이드 캐리지는 상기 고정 절단 블레이드에 대해 수직인 방향으로 연장되는 상기 평행 가이드 샤프트에 대해 소정 각도로 상기 가동 절단 블레이드를 지지하여, 상기 가동 절단 블레이드는 상기 더니지 스트립의 경로의 일측부에서 상기 고정 절단 블레이드와 맞물리고, 상기 가동 절단 블레이드와 상기 고정 절단 블레이드 사이의 접촉점은 상기 절단 블레이드 캐리지가 상기 고정 절단 블레이드를 지나 이동함에 따라 상기 경로의 폭을 가로질러 이동하는,
    더니지 변환 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상류 및 하류 평탄화 플라우는 상기 가동 절단 블레이드와의 이동을 위해 상기 절단 블레이드 캐리지에 장착되는,
    더니지 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상류 평탄화 플라우는 상기 절단 블레이드 캐리지의 상류측 상에 한 쌍의 측방향으로 이격된 브래킷을 구비하며, 상기 브래킷은 상기 절단 블레이드 캐리지 상에 지지된 각각의 스프링 조립체에 의해 상기 절단 블레이드 캐리지의 상부 표면에 대해 스프링 편향된 각각의 베어링 블록에 연결되고, 상기 베어링 블록으로부터 이격된 상기 브래킷의 대향 단부에서, 상기 브래킷은 그 사이에서 연장되는 클램핑 바아에 의해 연결되고; 상기 상류 평탄화 플라우는 상기 절단 블레이드 캐리지가 상기 고정 절단 블레이드를 향해 이동함에 따라 상기 클램핑 바아가 상기 고정 절단 블레이드의 상류 및 인접한 앤빌 표면에 대해 상기 시트 재료를 결합 및 클램프 또는 핀치하도록 구성되고, 상기 절단 블레이드 캐리지가 상기 고정 절단 블레이드를 향해 계속 이동함에 따라 상기 더니지 스트립의 경로를 가로질러 그리고 상기 고정 절단 블레이드를 지나 상기 가동 절단 블레이드를 인출하는,
    더니지 변환 장치.
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