專利名稱：生產包裝緩沖墊的方法和機器的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及包裝材料，且更具體地涉及一種用于從選定基質(例如紙張)的片材生產包裝緩沖墊的機器和方法。
背景技術：
用于從紙張生產包裝緩沖墊的機器是本領域眾所周知的。這種機器通常通過下述方式操作將紙張的紙幅從輥拉動；操縱紙張紙幅以便將該紙張轉換為包裝緩沖墊；以及接著將緩沖墊切斷成為期望長度的切斷部。雖然這種機器被廣泛使用并且在商業上是成功的，但是在許多應用中，存在改進功能性的需求。例如，紙張輥提升并裝載到墊轉換機器上面趨于太沉并且笨重。雖然能夠由紙張輥生產的緩沖墊的體積趨于補償高體積包裝操作的重量缺陷，但是對于較低體積的包裝操作，優選更輕、更易于操作的替代方案。此外，雖然輥供給機器中的切斷機構提供用于生產期望長度墊的可作業機構，但是這種機構在其設計和操作方面都存在持續的安全問題。由此，可能期望的是能夠生產期望長度的包裝緩沖墊而不需要切斷或穿孔機構。雖然紙張的個體片材能夠被用于形成緩沖墊，但是不存在已知用于連接片材使得能夠形成具有任何期望長度的包裝緩沖墊的裝置。最后在許多包裝應用中，有必要改變包裝墊的密度以適合被包裝的物體的重量或性質。當前，這僅能夠通過添加附加紙張輥或針對不同重量的紙張更換輥來完成。在這兩種情況下，機器必須被停止并且新的輥必須被螺紋連接到該機器中。可能期望的是，改變墊密度而不必要進行這種更換。因此，本領域存在用于生產能夠執行前述性能需求的包裝緩沖墊的機器和方法的需求。

發明內容
該需求由本發明來滿足，本發明在一個方面提供一種用于生產包裝緩沖墊的方法，所述方法包括
a.將基質片材以第一速度連續供給到起皺機構；
b.在所述起皺機構中起皺所述片材，所述起皺機構使所述片材以第二速度起皺以將所述片材轉換為包裝墊單元；以及
c.控制所述第一速度和第二速度中的至少一個，以產生在連續片材之間的期望重疊程度，由此產生所述包裝墊單元的連接系列，其中，包裝墊單元的連接系列的密度與連續片材之間的重疊程度成比例。根據本發明的另一方面，提供一種用于生產包裝緩沖墊的機器，所述機器包括
a.供給機構，所述供給機構用于以第一速度連續供給基質片材；
b.起皺機構，所述起皺機構用于從所述供給機構接收所述片材并且使所述片材以第二速度起皺，從而將所述片材轉換為包裝墊單元；以及
c.控制器，所述控制器用于控制所述第一速度和第二速度的至少一個，以形成連續片材之間的期望重疊程度，由此產生所述包裝墊單元的連接系列，其中，包裝墊單元的連接系列的密度與連續片材之間的所述重疊程度成比例。通過采用包裝基質(例如，紙張)的個體片材，本發明的機器和方法避免將基質的重輥提升并裝載到該機器上面的需求。使用個體片材還避免切斷或穿孔機構的需求，而這是當基質從輥被供應的情況下需要的。與此同時，本發明的機器和方法允許由片材制成的包裝墊單元被連接，使得能夠產生具有任何期望長度的包裝墊。此外，包裝墊的密度可以根據需要改變，以適合被包裝的物體的各種重量、形狀和尺寸。顯然，這種密度變化能夠以實時/請求響應的基礎被完成并且不需要添加附加紙張輥和/或針對不同重量的紙張更換輥。本發明的這些以及其他方面和特征通過參考下述說明和附圖將會被更好地理解。


圖I是用于生產根據本發明的包裝緩沖墊的機器的示意圖2-6類似于圖1，并且示出了在包裝緩沖墊生產的各個階段中的機器；
圖7是根據本發明的替代機器的平面圖8是如圖7所示的機器沿線8-8的透視圖9A和圖9B類似于圖7，并且示出了在包裝墊生產的兩個不同階段中的機器；
圖10是在圖9B中被生產出的包裝緩沖墊單元的連接帶的平面圖11是如圖10所示的包裝墊單元的帶沿線11-11截取的截面圖；以及圖12類似于圖10，不同之處在于，包裝墊單元之一與包裝墊單元的連接帶分離。
具體實施例方式圖I示意性地示出了用于生產包裝緩沖墊的根據本發明的機器10。機器10包括供給機構12、起皺機構14以及控制器16。如圖2-6所示，供給機構12以由箭頭20 (圖2)代表的第一速度連續地供給基質片材18。起皺機構14從供給機構12接收片材18，并且以由箭頭22 (圖3)代表的第二速度使該片材起皺。片材18的起皺被實現成使得這些片材被轉換為包裝墊單元24。控制器16控制第一速度20和第二速度22的至少一個，以在連續片材18之間產生期望程度的重疊26 (圖3)。這種重疊26結合起皺機構14中的起皺形成包裝墊單元24 的連接系列28 (圖4-6)。根據本發明，包裝墊單元24的連接系列28具有這樣的密度，該密度與連續片材18之間的重疊26的程度成比例。片材18可以包括用于包裝墊所需的任何類型的材料，包括紙張(例如，牛皮紙、纖維板和熱塑膜等)、包括前述材料的回收形式以及它們的組合，例如層壓紙、涂層紙、復合紙等。這些片材可以具有任何期望形狀(例如，正方形、矩形等)、具有任何期望尺寸(例如，20 英寸長以及15英寸寬)。片材18可以被設置成根據需要以任何方便形式(例如，如所示的堆30、或套筒式(shingle)、無規則或單獨形式等)被供應到機器10。當片材18被設置成如所示的疊供應部30時，該機器10還可包括供應托盤32，該供應托盤構造并定尺寸成用于盛裝采用期望高度的堆疊布置的片材，即容納堆30中的片材18的期望最大數量。當采用這種實施方式時， 供給機構12可以被設置并構造用于將片材18從供應托盤32供給到起皺機構14。由此，供給機構12可以包括使片材18從供應部30前進的第一供給輥34，以及第二供給輥36，該第二供給輥從第一供給輥34接收片材并且將該片材供給到起皺機構14中。第一供給輥34可以與馬達相關聯，以驅動供給輥的旋轉，該馬達在附圖中被示意性地標記為馬達“M3”。供給輥34可以相對于托盤32處于固定位置，其中托盤包括可動托盤底座38，S卩如所示的能夠樞轉地運動，該可動托盤底座38可以例如經由彈簧40而朝向供給輥34偏壓。由此，當片材18的堆疊供應部30被耗盡時，這些片材被連續地促動到供給輥34上，使得供給輥能夠繼續從該堆繼續地推進這些片材。圖2-6示出了具有相對裝滿的堆30的托盤32，使得彈簧40被完全壓縮并且托盤底座38與托盤32的底部42大致對齊。托盤底座38的樞轉點(例如，所示的鉸鏈41)可以沿托盤32的底部42放置在任何期望位置，例如，如所示的與彈簧40相對，或例如更靠近彈簧40，使得可動托盤底座38比所示的更短。 取代該可動托盤底座38或除了該可動托盤底座38以外，第一供給輥34可以朝向堆30可移動地偏壓。第一供給輥34可以伴隨有使片材18前進所必需的許多附加供給輥。例如，兩個或更多個供給輥34可以排列在片材18的寬度上，例如如圖8所示(其中，第一供給輥34被示出為這樣的一對供給輥34a、34b)。如在所示實施方式中所示的，第二供給輥36被定位成例如經由引導構件44從第一供給輥34接收片材18，并接著將片材供給到起皺機構14中。第二供給輥36可以與馬達相關聯，以驅動供給輥的旋轉，該馬達在附圖中被示意性地標記為馬達“Ml”。作為采用獨立馬達M3和Ml來分別驅動第一供給輥34和第二供給輥36的旋轉的所述實施方式的替代方案，可以采用單個馬達(未示出)例如經由合適連接機構(可包括驅動帶、驅動鏈和驅動桿軸等)來驅動第一供給輥34和第二供給輥36的旋轉。第二供給輥36可以伴隨有使片材18前進所必需的許多附加供給輥。例如，兩個或更多個供給輥36可以排列在片材18的寬度上，例如如在圖8中所示的(其中，第二供給輥36被示出為一對供給輥36a、36b)。可以包括背壓構件46，以提供第二供給輥36靠著其旋轉的支承，以由此有利于將片材18供給到起皺機構14中。背壓構件46可以是靜止構件，該靜止構件提供對輥36的旋轉的摩擦阻力，使得片材18在經過輥36和背壓構件46之間時在該輥36和背壓構件46 之間被壓縮，其中片材與構件46滑動接觸。替代地，背壓構件46可以是旋轉構件，該旋轉構件經由與被驅動的輥36的旋轉接觸而被動地旋轉。作為另一替代方案，第二供給輥36 和背壓構件46的相對位置可以切換，使得被驅動的輥36位于背壓構件46下面。當采用單個馬達來驅動第一供給輥和第二供給輥的旋轉時，這種取向可能是尤其有利的。可以理解的是，供給機構12通常限定行進路徑，片材18沿該行進路徑在片材供應部30與起皺機構14之間移動。如在上文簡要地提及的，供給機構12還可以包括引導構件 44，可以包括該引導構件以有利于例如通過將片材的運動從第一供給輥34引導到第二供給輥36而使片材沿行進路徑運動。引導構件44可以被構造并布置成在行進路徑上改變片材18的運動，例如，從片材從供應部/堆30被供給的第一方向48改變為片材被起皺的第二方向50 (圖2)。有利地， 這允許機器10具有緊湊的構造或“占地面積”，例如，其中具有片材供應部30的供應托盤32 被定位在起皺機構14下面，如所示的。在當前描述的實施方式中，起皺機構14、第二供給輥36、背壓構件46、以及馬達Ml 和M2可以被包含在殼體54 (以虛線示出)中。第一方向48可以大致平行于第二方向50 (見圖2)但與第二方向50大致相反，使得殼體54可以定位成大致在例如處于如圖所示的堆疊構造的供應托盤32正上方。引導構件44因此可以限定所示的用于片材18的弧形行進路徑，例如具有大約180度的曲率。采用該結構，還可包括第二或內引導構件45，并且該第二或內引導構件可以在由所示的引導構件44限定的弧形路徑的內側上具有互補位置。在上述實施方式中，第二供給輥36例如經由引導構件44從第一供給輥34間接地接收片材18。替代地，供給機構12可以限定用于片材18的更直的行進路徑，在該行進路徑中，片材從供應部30沿與片材在起皺機構14中起皺大致相同的方向行進。這可以例如通過將供應托盤32定位在殼體54旁邊而不是在殼體54下面來實現。在這種實施方式中，第二供給輥可以從第一供給輥34大致直接地(S卩，不存在中間引導構件44)接收片材18。更一般地，供應托盤32和殼體54可以具有任何期望相對取向。例如，托盤32和殼體54可以定位成彼此成90度，例如，殼體54具有大致水平取向而托盤32具有大致豎直取向。供給輥34、36可以包括適于傳送片材18的任何材料，例如金屬(例如，鋁和鋼等)、 橡膠、彈性體(例如，RTV硅酮)、氨酯等，并且包括前述材料的組合。作為所示的輪型輥的替代方式，供給輥34、36的一者或兩者可以包括一個或多個反轉驅動帶和驅動條等。作為供給輥34、36的又一替代方案或除了供給輥34、36以外，供給機構12可以經由任何合適片材處理裝置(包括，氣動傳送機構、靜電傳送機構和真空傳送機構等)來傳送片材18。起皺機構14可以包括一對壓縮構件52a和52b，該對壓縮構件通過壓縮在其間的片材18而將該片材轉換為包裝墊單元24。壓縮構件52a和52b可以包括一對反轉輪、帶等，或包括所示的一對反轉齒輪，該對反轉齒輪可以具有徑向延伸的齒56，這些齒56 —起嚙合以實現片材18的起皺，例如如圖3-6中所示的。齒56優選地定尺寸和成形為傳送片材18并使片材18起皺，而不會撕裂該片材。壓縮構件52a和52b和齒56可由能哆傳送并起皺片材18的任何材料構成，并且優選地具有足夠的韌度以耐受撕拉但不會引起對片材18的損壞。存在許多合適的材料。示例包括聚合物材料，例如超高分子量聚乙烯纖維 (UHMWPE)、聚酰亞胺、例如聚四氟乙烯(PTFE)和六氟丙烯的氟碳樹脂、縮醛樹脂(B卩，基于聚甲醛的樹脂，包括同聚物(例如，Delrin 牌的聚甲醛)、共聚物、以及填充/浸潰級別，例如填充有PTFE的縮醛樹脂；各種金屬，例如鋁和鋼等；具有低COF涂層的金屬，例如浸潰有低 COF聚合物(例如，PTFE或其他碳氟化合物樹脂)的電鍍鋁或鎳；以及前述的混合物或組合。根據本發明，壓縮構件52a、52b通過在連續片材之間的重疊26處起皺片材18而將包裝墊單元24連接到一起。也就是說，發明人發現，使兩個重疊片材起皺到一起的動作具有在片材的重疊部處將片材結合到一起的效果。通過相對于第二速度22控制第一速度 20，重疊26能夠具有任何期望程度。優選地，重疊26僅是部分重疊，使得被轉換為包裝墊單元24的片材18鏈條可以被連接到一起，即，以形成連接系列28。
圖2-6描述了導致將片材18轉換為包裝墊單元24并且導致這些包裝墊單元24 被連接到一起以形成包裝墊單元24的連接系列28的事件序列。圖2示出了生產過程的開始，其中供給機構12的第一供給輥34接合堆30中的最上面片材18a，并且沿所示箭頭的方向旋轉以使片材沿第一方向48運動。片材18a立即面臨引導構件44，該引導構件44使得片材改變其行程到第二方向50，由此將片材18a引入到第二供給輥36和背壓構件46之間的壓縮區中。馬達Ml驅動第二供給輥36的旋轉，如與供給輥36和背壓構件46相關的旋轉箭頭所示的，使得片材18a以第一速度20朝向起皺機構14被供給。第一速度20的幅值由馬達Ml的輸出確定。馬達Ml和M3可以同步，使得片材18從供應部30前進的速度與片材被供給到起皺機構14的速度20相同。如上所述，這可通過利用僅一個馬達來代替獨立馬達Ml和M3并且將該馬達的旋轉輸出傳遞到第一供給輥34和第二供給輥36來完成。替代地，通過以不同速度操作第一供給輥34和第二供給輥 36，在片材18被傳送到起皺機構14之前，壓縮力或張力可以被施加到這些片材18上。通過包括第二引導構件而可以便利由供給機構12進行的片材18的供給，該第二引導構件可以包括上引導板58a和下引導板58b。如所示的，引導板58a、58b可以被定位在第二供給輥36和起皺機構14之間并且被設置成在其間形成通道60，以在片材18由第二供給輥36供給并且進入到起皺機構14中時引導片材18的運動。在圖3中，第二片材18b由第一供給輥34從供應堆30抽取、被傳送到第二供給輥36、并且由第二供給輥36以第一速度朝向起皺機構14供給經過通道60。此時，第一片材18a達到起皺機構14并且由此以第二速度被起皺并傳送。該第二速度22源自壓縮構件 52a、52b彼此反轉的旋轉速度，如旋轉箭頭所示的。繼而，壓縮構件52a、52b的旋轉速度由馬達M2的輸出確定。根據本發明，第一速度20和第二速度22中的至少一個被控制以產生在連續片材 18之間的期望重疊26程度，由此產生包裝墊單元24的連接系列28。如圖3所示，在片材 18a的后端62和片材18b的前端64之間產生重疊26。這種重疊可以源自第一速度20和第二速度22之間的速度差。例如，起皺機構14和第二供給輥36可以操作，使得第二速度22慢于第一速度20。 由此，當片材18a從供給機構12被釋放并且僅由起皺機構14接合時,該片材將以較慢的第二速度22運動。相反，當下一片材18b僅由供給機構12接合時，即在片材的前端64達到起皺機構14之前，它(片材18b)以相對更高的第一速度20運動。結果是，片材18b的前端 64趕上并滑動到片材18a的后端62上或位于該后端62下面，以形成所示的重疊26。重疊 26的程度將繼續增加直到片材18b的前端64達到起皺機構14和/或片材18b從供給機構 12被釋放為止。也就是說，如圖4所示，一旦片材18b的前端64由起皺機構14接合，片材18b移動經過機器10的速度將從第一速度20降至第二速度22。在該點處，在片材18a、18b以相同速度(即，速度22)移動的情況下，這兩個片材都由起皺機構14接合，將不出現片材18a、 18b的進一步相對運動，使得將不會出現重疊26的進一步增加。因此，如所示的，連續片材 18a和18b的重疊部分26在起皺機構14中起皺到一起，這具有將片材18a的后端62結合后一片材18b的前端64的效果。這繼而導致通過起皺的片材18a形成的包裝墊單元24a 連接到下一包裝墊單元24b，該包裝墊單元24b在圖4中由片材18b在片材18b在起皺機構
814中起皺時形成。在圖5中，完成包裝墊單元2 和包裝墊單元24b之間的連接過程，S卩，相應連續片材18a和18b之間的重疊沈移動通過并經過起皺機構14。片材18b的其余部分被起皺以完成其到包裝墊單元24b的轉換。得到的連接包裝墊單元的系列觀從機器10被傳送出， 這例如經由殼體M的出口 66實現。需要吋，可以采用容器(例如，存儲箱等(未示出))來容納包裝墊單元M的連接系列觀，直到這種墊単元被需要使用為止。在這種情況下，出口 66 可以被構造成將連接系列觀直接引導到該容器中。同樣在圖5中，供給機構12的第一供給輥34接合堆30中的下一片材18c，并且將該片材18c經由引導構件44朝向第二供給輥36推迸。于是，片材18c朝向前一片材18b 以第一速度20移動經過第二供給輥36和背壓構件46之間的壓縮區，由于片材18b由起皺機構14接合因而該片材18b以更慢的第二速度22移動。速度20和22之間的速度差將導致片材18c的前端64趕上前一片材18b的后端62，以形成另一重疊沈(如圖6所示的)， 如上文相對圖3所述的。在圖6中，在片材18c的前端64與前一片材18b的后端62之間形成重疊26。這種重疊沈在起皺機構14中起皺到一起，這具有將片材18b的后端62結合下一片材18c的前端64的效果。這繼而導致通過起皺的片材18b形成的包裝墊單元24b連接到下一包裝墊單元Mc，當片材18c在起皺機構14中起皺時由該片材18c形成包裝墊單元Mc。同樣如圖6所示的，當托盤32中的片材18的供應部30耗盡吋，彈簧40延伸，并且由此使得托盤底座38向上樞轉，以保持供應堆中的最上面片材接觸第一供給輥34。前述過程可如所需的那樣久地繼續，例如直到托盤32中的片材18的供應部30耗盡為止，以便將如所需那樣的許多附加包裝墊單元M添加到連接系列觀。通過分別控制第二供給輥36和/或起皺機構14的旋轉速度，可以控制第一速度 20和/或第二速度22。因此，控制器16可以與馬達Ml和/或M2電氣通信。因此例如，馬達M2驅動壓縮構件52a、52b的旋轉的速度可以被固定，而控制器16可以可操作地聯接到馬達Ml以使得馬達提供可控輸出速度的范圍，該范圍繼而產生用于第二供給輥36的旋轉速度范圍。替代地，馬達Ml的速度可以被固定，而馬達M2是變速馬達，馬達M2的速度由控制器16控制。作為另ー替代方式，馬達Ml和M2都可以是變速馬達，并且兩者都例如分別經由如圖所示的控制線纜68和70可操作地聯接到控制器16，使得馬達Ml和M2的一者或兩者的速度可以被控制。控制器16可以是電子控制器，例如包含存儲預編程操作代碼的微控制器単元 (MCU)的印刷電路組件；可編程邏輯控制器(PLC)；個人計算機(PC)；或允許經由本地控制器(例如，經由操作員界面)來控制馬達Ml和/或M2的速度的其他這種控制裝置；預編程控制器等。控制器16可以控制馬達Ml和/或M2的操作，由此自動地、手動地或經由自動和手動控制的組合來控制第一速度20和第二速度22中的至少ー個。在一些實施方式中，控制器16可以構造成從操作員(即，從例如腳踏板、手開關、控制面板等，包括前述的組合)接收輸入。因此，操作員可以能選擇連續片材之間的期望重疊程度、以及在這種單元的給定系列中要被連接的包裝墊單元的數量。因此例如，控制器16可以包括操作員輸入裝置(例如，開關等(未示出))或與該操作員輸入裝置電子相關，該操作員輸入裝置允許操作員選擇連續片材之間的期望重疊程度。例如，兩位置開關可以允許操作員在“低密度”的操作模式與選擇“高密度”的操作模式之間選擇。在“低密度”模式中，控制器16可以指令機器10以按照最小重疊程度(例如，僅足以形成連接)將包裝墊單元M連接到一起，例如在連續片材之間的大約1英寸與大約3英寸之間的重疊。低密度模式的優勢在干，對于給定長度的連接包裝墊單元對，使用最少量的片材18，因此提供盡可能合適的經濟操作模式，例如用于要被包裝的更輕質的物體。作為示例，對于具有20英寸長度和17英寸寬度的片材18來說，當機器10構造為如圖7-9所示的替代機器10’并且操作在大約40英寸/秒的第一速度20以及大約沈英寸/秒的第二速度22或者第一速度20/第二速度22的比是大約1. 5時實現這種低密度/最小重疊模式。 這種大約1. 5的速度比導致大約2英寸的重疊26。在“高密度”模式中，控制器16會指令機器10以更大重疊程度(例如，在連續片材之間的大約4英寸和大約6英寸之間的重疊)將包裝墊單元M連接到一起。雖然更大數量的片材18被用于產生給定長度的連接包裝墊單元M (即，與低密度模式相比)，但是當包裝應用改變時(例如，為了正確地保護需要被包裝的較重物體)包裝墊的密度増加通常變得必要。作為示例，對于具有20英寸長度和17英寸寬度的片材18，當機器10構造成如圖7-9 所示的替代機器10’并且操作在大約觀英寸/秒的第一速度20以及大約12英寸/秒的第二速度22 (得到大約16英寸/分的速度差)時實現這種高密度/較大重疊模式。這種 16英寸/分的速度差導致大約5英寸的重疊沈。換句話說，在該示例中第一速度20 (28 英寸/秒)和第二速度22 (12英寸/秒)之間的速度比是大約2. 33。替代控制策略是使得操作員能夠在預設最小量和最大量之間選擇第一速度20和第二速度22之間的任何期望差或比。例如，可以采用調節第一速度20和第二速度22之間的速度比的電位計，其中，“0”(零)設置對應于速度20和22之間的最小容許差(連續片材之間的最小容許重疊/最小密度)，并且“10”(十)對應于這種速度之間的最大容許差(最大容許重疊/最大密度)。另ー替代方案可以是具有許多預設密度狀況，操作員通過利用多位置開關在預定比設置之間進行切換而可以選擇這些預設密度狀況。作為另ー替代方案，控制器16可以構造成例如作為唯一控制裝置允許操作員手動設置馬達Ml和/或M2的操作速度。在這種實施方式中，控制器16可以是單個裝置，其包含例如用于控制馬達Ml/第二供給輥36的速度的多位置開關或撥盤和/或用于控制馬達M2/壓縮構件52a、52b的速度的第二開關或撥盤。可以理解的是，根據需要容易地改變包裝墊單元M的連接系列28的密度(即，不必要針對不同的片材類型/重量而變化)或從不同來源添加片材以便適合不同包裝應用的變化需要的能力是本發明的顯著優勢。控制器16還可包括撥盤等或可以與撥盤等相關聯，這允許操作員通過來自操作員的進一歩指令(例如，與控制器電氣通信的腳踏板或手開關(未示出)的致動)選擇待被生產的期望數量的包裝墊單元。由操作員進行的這種致動于是將導致機器10開始操作并且連續操作，直到生產選定數量的包裝墊單元為止。在ー種操作模式中，通過經由合適輸入指令來規定第一供給輥34和第二供給輥 36的直徑以及片材18的長度，控制器16可以被編程。當控制器16可操作地聯接到如上所述的馬達Ml (即，經由控制線纜68)以及聯接到馬達M3 (控制線纜未示出；Ml和M3可以是同一馬達)吋，馬達Ml和M3的速度可以被控制器16控制。基于控制器賦予每個供給輥 34,36的操作運行時間和旋轉速度指令結合任何必要反饋來證實這種指令被實施，控制器 16通過簡單計算將“獲知”已經由第一供給輥34和第二供給輥36供給的片材18的大約數量。由此，控制器16可以保持毎次操作員指令機器運行所產生的包裝墊單元的數量的大致計數，例如使得當已經產生所請求數量的墊單元時控制器16可以自動指令該機器停止。用于計數所產生的墊單元的數量的其他裝置也是可能的，這些其他裝置通常更為精確但同樣更昂貴，并且例如是光眼和馬達編碼器等。這種裝置可以被用于向控制器16提供關于已經經過機器10的給定點的片材和/或墊單元的數量的反饋。控制器16可以包括其他操作員輸入裝置(例如，開關等)或者與其他操作員輸入裝置相關，這允許操作員選擇“排出”模式，其中機器10將形成的包裝墊單元帶排出到例如箱或其他容器中；或選擇“保持”模式，其中機器10將墊帶中所產生的最后包裝墊單元保持在出口 66中，以由操作員手動移除。例如，參考圖6，如果操作員選擇生產大約三個(3)包裝墊單元M的帶并且還選擇 “排出”模式，那么一旦控制器16確定片材18a-c已經經過第一供給輥34和第二供給輥36， 那么控制器16將指令M3并接著指令Ml以使得操作中斷。在該情況下，形成的三個(3)連接包裝墊單元的系列觀將經由起皺機構14的傳送而被從機器10排出，在第二供給輥36 停止操作之后，該控制器16將指令以繼續操作預定時間(基于速度22和片材18的預編程長度)。使用同一示例，如果操作員選擇“保持”模式，那么附加片材(例如，第四片材18d (未示出))將經由重疊沈(同樣未示出)被連接到片材18c (或連接到待被包括在該系列中的最后片材)，并且一旦該重疊從該壓縮構件52a、52b離開控制器16就將指令全部的馬達 M1-M3停止，使得形成的大約三個(3)連接包裝墊單元的系列28從出ロ 66延伸，被連接到由下一片材(例如，18d)形成的部分已形成的墊單元，該下一片材由壓縮構件52a、52b保持在該機器中。為了移除這些連接系列觀，操作員簡單地拉動墊単元Mc以將其從重疊連接 26釋放，其中部分已形成的墊單元由下一片材(例如，18d)形成。通過在片材運動期間改變起皺機構14對比供給機構12的相對位置，可以實現為了獲得期望重疊程度而用于達到片材被起皺的速度對于片材被供給的速度之間的速度差的替代裝置。這可通過在運送片材18期間實現起皺機構14和/或供給機構12的相對平移運動來完成，其中，這種平移運動的定時和幅值被控制以實現連續片材之間的期望重疊程度。例如參考圖3，可以通過起皺機構14朝向第二供給輥36的相對運動來提供重疊26， 使得片材18b的前端64趕上并重疊在前片材18a的后端62。例如，整個起皺機構14可以被放置在被引導的平移運動的導軌、軌道或其他機構上，并且經由合適致動器(例如，活塞) 朝向第二供給輥36運動，以產生重疊26。當重疊沈達到壓縮構件52a、52b并且由壓縮構件52a、52b接合吋，于是起皺機構14可以返回到其起始位置(S卩，遠離第二供給輥36平移)， 且因此處于用于隨后引起重疊的運動的位置。因此，相對于機器10上的固定點，經由起皺機構14的平移運動可以控制第二速度 (片材被起皺的速度)，以在連續片材之間實現期望重疊程度。類似地，通過實現供給機構12 相對于起皺機構14的平移運動，可以實現對第一速度的控制。
如附圖中所示的，起皺機構14從供給機構12 (即，經由引導板58a、58b)間接接收片材18，所述引導板58a、58b被夾設在供給機構12和起皺機構14之間。替代地，可以省除這種引導板58a、58b，使得起皺機構14從供給機構12直接接收片材。作為另ー替代方式，根據本發明的機器可以包括會聚裝置以取代引導板58a、58b。 如圖7-9所示，在替代機器10’中，會聚裝置72的至少一部分可以定位在供給機構12和起皺機構14之間，以減少片材18的寬度尺寸。如所示的，會聚裝置72可以呈導槽的形式，具有相對寬的入口部74和相對窄的出口部76。第二供給輥36可以呈ー對這種供給輥36a、 36b的形式，該對供給輥可以定位在會聚裝置72的入口部74處或該入口部74附近并且經由公共驅動桿軸78由馬達Ml驅動。采用該布置，通過將片材推動通過會聚裝置72并接著進入到起皺機構14中，供給機構12將片材18供給到起皺機構14中。出口部76可以布置成鄰近于起皺機構14，使得離開會聚裝置72的片材18被引導到起皺機構中。引導通道80可以從所示的會聚裝置72延伸，以當片材18在起皺機構14 中起皺時盛裝并引導該片材18。在替代機器10’中，因此起皺機構14可以被定位在引導通道80內，并且可以經由驅動桿軸82由馬達M2驅動。可能在圖8中最佳地示出，會聚裝置72可以包括相對的側壁88a、88b，這些側壁沿從入口部74通向出ロ部76的方向(即，沿第二方向50)會聚。側壁88a、88b可以根據必要被包括以通過輔助盛裝并引導片材(因為，側壁的寬度減小)而有利于將片材18會聚。同樣如圖8所示，第一供給輥34可以包括ー對輥34a、34b，它們可以經由公共驅動桿軸84由馬達M3驅動。一對彈簧40 (如圖8中示為彈簧40a、40b)可以被包括，以將托盤底座38朝向供給輥34a、34b偏壓。托盤底座38可以經由多個鉸鏈41a_c被可樞轉地附接到托盤32的底部42。圖9A大體是圖2的平面圖，其中片材18a從堆30被供給并且以第一速度被供給到起皺機構14中。但是在圖9A中，機器10’包括會聚裝置72以取代引導板58a、58b，片材 18a通過該會聚裝置72按路線被傳送到起皺機構14。可以被理解的是，片材18通常具有長度尺寸和寬度尺寸，在堆30的各個片材中， 這些尺寸中的每個可以是相同或不同的。例如關于片材18a，其寬度尺寸“W1”在圖9A中被示出；片材的長度尺寸“L”在圖2中被示出。片材18通常還具有一對相對的橫向側86a、 86b (圖 9A)。因此，當采用替代機器10’(即，具有會聚裝置72)吋，根據本發明的方法還可以包括減小片材的寬度尺寸的步驟。如圖9A所示，這種寬度減小步驟可以在起皺機構14中的起皺步驟之前發生并且可以通過將片材18引導通過會聚裝置72被實現。因此，當片材18 沿第二方向50從入口部74移動到出ロ部76吋，會聚裝置72使得橫向側86a、86b朝向彼
此石乂 ο例如，如圖9A所示，片材18a的初始寬度Wl可以稍微小于會聚裝置72的入口部 74的寬度，使得該片材可以被供給到裝置72中。當片材沿第二方向50移動時，片材的橫向側86a、86b接觸會聚側壁88a、88b。橫向側86a、86b與側壁88a、88b之間的這種會聚接觸使得片材的橫向側86a、86b朝向彼此會聚，如所示的那樣。結果是，在達到會聚裝置72的出口部76時然后行進通過引導通道80，片材的寬度從寬度Wl減小為寬度WZ0側壁88a、88b可以如圖8所示地彎曲或者可以具有任何其他形狀(例如，正方形或矩形)，這有利于橫向側86a、86b的會聚。會聚裝置72可以包括所示的底表面90，并且還可包括頂表面(未示出)，例如，類似于在圖1-6中關于機器10示出的引導板58a。如圖7_8所示的，底表面90中的切除部91可以被提供用于第二供給輥36a、36b以及背壓構件46。替代地，如圖9A-9B所示的，可以省除背壓構件46和切除部91，其中，供給輥36a、36b在會聚裝置72的底表面90上驅動片材18。圖9B主要是圖5的平面圖，不同之處在于使用會聚裝置72來取代引導板58a、 58b。因此，類似于圖5，在圖9B中，完成來自相應連續片材18a和18b的包裝墊單元Ma， 和Mb’之間的連接過程，其中片材18a、18b之間的重疊^a已經移動通過并經過起皺機構 14。片材18b的其余部分被起皺以完成該片材到包裝墊單元Mb’的轉換。下ー連續片材 18c由供給機構12以第一速度20朝向先前片材18b供給，先前片材18b由于其由起皺機構 14接合而以更慢的第二速度22運動。速度20和22之間的速度差將導致片材18c的前端 64趕上先前片材18b的后端62，以形成另一重疊沈，例如如圖6所示的。可以理解的是，由機器10’生產的包裝墊單元對’的形狀和特征不同于由機器10 生產的包裝墊單元M的形狀和特征，不同之處在于在起皺之前，機器10’的會聚裝置72減小片材18的寬度尺寸W1，使得形成的包裝墊單元M的寬度是W2。通常，會聚裝置72可以構造成在片材18中實現任何期望的寬度減小。Wl :W2的比值可以例如在10:1至1:1的范圍內，例如在大約9 1至大約2 1之間，例如在大約8 1至大約3 1之間、7 1至4 1之間寸。在本實施方式中，會聚裝置72通過使得橫向側86a、86b會聚而減小這種寬度。例如，橫向側86a、86b的會聚可以使得橫向側彼此重疊并且將片材18形成為所示的管93，例如其中僅橫向側86a可見。如所示的，片材18b被形成為管93，并且片材18b的寬度在該片材朝向會聚裝置72的出口部76行進時減小。片材18c處于被形成為管的過程中。片材 18c的速度20與片材18b的速度(即，更慢的速度22)之間的差將導致由片材18c形成的管的前端64趕上由先前片材18b形成的管93的后端62，這將形成管的另一重疊，即，如在圖 9B中的沈處的那樣。在所述的實施方式中，包裝墊單元M的最終寬度被示出為與殼體M的出ロ 66的寬度(即，W2)大致相同。然而應當理解的是，不必要都是這種情況。例如，殼體M的內部結構可以被設置成使得包裝墊單元M的最終寬度小于出ロ 66的寬度，例如，如果會聚裝置 72的出ロ部76比出ロ 66更窄，那么情況將如此。與橫向側86a、86b在裝置72中會聚的方式無關，如圖9B所示，起皺機構14使得會聚的橫向側起皺，例如當管93行進經過起皺機構吋。這具有使得形成的包裝墊單元M’ 保持大致管形(即，縱向卷起)形狀的效果。現參考圖10-11，將更詳細地描述包裝墊單元M’。圖10-11示出了從機器10’制成的包括包裝墊單元24’ a-c的包裝墊單元對’的連接系列28’。在這種墊的任何給定連接系列中可以包括更多或更少數量的包裝墊單元。每個包裝墊單元對’包括界定中心區域 94的一對端部區域92。如所示的，端部區域92對應于連續片材18之間的重疊沈。如在圖 9B至圖11總體地示出的，起皺機構14將鄰近于包裝墊單元對’的重疊端部區域92起皺到一起。這具有連接包裝墊單元對’以由此形成連接系列觀’的效果。因此，在圖10-11所述的描述中，包裝墊單元Ma，和Mb，在重疊26a處被連接，而包裝墊單元Mb，和Mc，在重疊26b處被連接。當采用機器10’吋，通過將片材18 (被形成為管93)的前端64插入到已經被形成為管93的先前片材的后端62中，可以形成重疊的端部區域沈/92。例如，如圖9B所示， 片材18c被形成為管，其中前端64由于會聚裝置72的會聚側壁88a、88b而具有錐形形狀。 當片材18c以速度20朝向先前片材18b運動時，錐形形狀的前端64將被插入到以更慢速度22運動的管形片材18b的后端62中。因此，機器10’中所采用的起皺機構14使得以下兩者都起皺
1)會聚的橫向側86a、86b，這具有使得形成的包裝墊單元24’保持大致管形(即，縱向卷起)形狀的效果；以及
2)鄰近的包裝墊單元Μ’的重疊端部區域沈/92，這具有將包裝墊單元24’連接成為系列觀’的效果。與采用機器10還是10’無關，包裝墊單元Μ/24’的連接系列觀/28’將通常具有與連續片材18之間的重疊沈程度成比例的密度。因此，重疊沈的程度越高，包裝墊單元的連接系列觀/28’的平均密度將越大。在更高的重疊程度的情況下，在每單位體積的連接系列觀/28’下存在與更少重疊程度時相比更多的片材18。重疊沈程度與第一速度20和第二速度22之間的速度差成比例。因此，重疊26 的程度和因此包裝墊單元對/24’的連接系列觀/28’的密度可以通過控制這種速度差被控制。通常，任何兩個連續片材18之間的重疊程度可以從大于0%至小于100%變化，例如在大約1%與大約75%的重疊之間，在大約至大約50%的重疊之間、或在大約3%與大約40%的重疊之間等。例如，具有17英寸寬度“ W1”和20英寸長度“ L”的片材18在機器 10’上被形成為包裝墊單元對’的連接系列雙’，其中具有大約25%的重疊，即通過采用具有大約觀英寸/秒的第一速度20和大約12英寸/秒的第二速度22從而導致大約16英寸/分的速度差或換句話說2. 33:1的速度比(第一速度第二速度)來實現在連續片材18 之間的大約5英寸的重疊。對于大約5:1的Wl :W2比值，片材18的初始寬度Wl (17英寸) 被減小為形成的3-3. 5英寸的包裝墊單元的最終寬度W2。形成的包裝墊單元對’的系列 28，的密度是大約1.4 lbs/ft3。當連接包裝墊單元對’的類似系列28’被形成為具有2英寸的重疊沈(BP,比如在先前示例中的5英寸更少的重疊程度)吋，形成的連接系列觀’的密度同樣更低，即大約是1.2 lbs/ft3。在該示例中，第一速度20是大約40英寸/秒，第二速度22是大約沈英
寸/秒。現參考圖12，將描述本發明的又一有利特征。即，根據本發明的一些實施方式，包裝墊單元可以被連接，使得每個包裝墊單元對/24’與相鄰包裝墊單元M/24’滑動地分離。 如圖12所示，包裝墊單元Mc’與連接系列28’滑動地分離。更具體地，包裝墊單元Mc’ 沿箭頭96的方向與相鄰包裝墊單元Mb’滑動地分離。這可通過連接墊單元Mb’和Mc’ 來完成，使得供連接兩個墊單元的重疊端部區域92 (S卩，在圖10-11中的重疊^b)是可釋放的。這種可釋放連接例如可以經由摩擦配合來實現，該摩擦配合通過連續片材之間的重疊26處片材18的起皺而產生。經由使用如上所述的起皺機構14 (即，包括反轉壓縮構件52a、52b，反轉壓縮構件52a、52b中的每個具有互嚙到一起的協作齒56)可以實現相鄰包裝墊單元之間的摩擦配合。互嚙齒56可以定形狀并設置成起皺片材18，以便在包裝墊單元24’中形成交替系列的凸形壓印部98以及凹形壓印部100，例如“波峰”98和“波谷” 100，如圖11可能最佳地示出的。壓縮構件52a、52b的寬度可以大致等于包裝墊單元Μ’的最終寬度W2，使得波峰98 和波谷100在単元Μ’的大致整個寬度W2上橫向延伸。替代地，如圖9Α/9Β所示，壓縮構件52a、52b的寬度可以小于寬度W2，使得波峰98和波谷100在包裝墊單元M’的寬度W2 的僅部分上(例如，在中心區域102上(圖12))橫向延伸，而縱向延伸的外部區域104大致不存在壓印部98、100。在重疊區域沈中，相鄰包裝墊單元24’的起皺端部區域92的波峰98和波谷100 用于利用摩擦配合將單元24’連接到一起，該摩擦配合還允許単元24’彼此滑動地分離，例如如圖12所示的。除了重疊沈程度以外，片材18的摩擦系數等、波峰98和波谷100的深度都將確定相鄰包裝墊單元對/24’之間的連接強度。波峰98和波谷100的深度至少部分地基于反轉壓縮構件52a、52b的齒56的互嚙程度。因此，除了重疊沈程度和片材18的類型的選擇以外，波峰98和波谷100的深度可以被建立以提供相鄰包裝墊單元之間的期望量的連接強度，使得通過應用期望量的張カ(例如手動力，例如沿圖12中的箭頭96的方向所施加的)，任何兩個單元可以彼此斷開。有利地，根據本發明，任何期望尺寸的包裝墊(例如，包括期望數量的連接包裝墊単元M/24’ )可以通過將包裝墊單元中的兩個彼此分離而被形成，以藉此從包裝墊單元的連接系列觀/28’移除包裝墊。例如參考圖12，包裝墊106可包括連接的包裝墊單元Ma’ 和Mb’。如可以被理解的，包裝墊106的密度沿其長度尺寸(平行于箭頭96)而改變，其中在重疊區域(墊單元被連接的位置)比墊106的其余部分具有更高的密度。這在包裝應用中是有利的，在包裝應用中，待被包裝的物體具有相對重或突出的部分；包裝墊的較大密度部分26可以被放置成接觸這種重或突出的部分，以向這種重或突出的部分提供額外的支承。為了描述和說明的目的已經示出了本發明的優選實施方式的前述說明。本發明不旨在是詳盡的或將本發明限制在所公開的精確形式中，并且鑒于上述教導可以做出修改和變形，或修改和變形可以從本發明的實踐被獲得。
權利要求
1.一種用于生產包裝緩沖墊的方法，所述方法包括a.將基質片材以第一速度連續供給到起皺機構；b.在所述起皺機構中起皺所述片材，所述起皺機構使所述片材以第二速度起皺以將所述片材轉換為包裝墊單元；以及c.控制所述第一速度和第二速度中的至少一個，以產生在連續片材之間的期望重疊程度，由此產生所述包裝墊單元的連接系列，其中，包裝墊單元的所述連接系列的密度與連續片材之間的所述重疊程度成比例。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述第一速度大于所述第二速度；以及任何兩個連續片材之間的所述重疊程度在大于0%至小于100%的范圍內。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，所述包裝墊單元被連接，使得每個包裝墊單元與相鄰包裝墊單元能夠滑動地分離。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，所述包裝墊單元經由摩擦配合被連接到一起，通過在所述的連續片材之間的所述重疊處起皺所述片材來產生所述摩擦配合。
5.根據權利要求I所述的方法，其中每個包裝墊單元包括界定中心區域的一對端部區域；所述端部區域對應于連續片材之間的所述重疊；以及所述起皺機構使相鄰墊單元的端部區域起皺到一起，由此將所述包裝墊單元連接到一起。
6.根據權利要求3所述的方法，還包括步驟將所述包裝墊單元中的兩個彼此分離，以藉此從包裝墊單元的所述連接系列移除包裝墊，其中，所述包裝墊包括期望數量的連接包裝墊單元。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述包裝墊包括兩個或更多個包裝墊單元；以及所述包裝墊的密度沿其長度尺寸而變化。
8.根據權利要求I所述的方法，其中所述片材具有長度尺寸和寬度尺寸；以及所述方法還包括減小所述片材的寬度尺寸的步驟。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述寬度減小步驟發生在所述起皺步驟之前。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述寬度減小通過將所述片材引導通過會聚裝置來實現；以及將片材連續輸供給到所述起皺機構中的所述步驟包括將所述片材推動通過所述會聚裝置并且進入到所述起皺機構中。
11.根據權利要求I所述的方法，其中所述片材沿第一方向從片材供應部供給并且沿第二方向起皺；以及所述第一方向不同于所述第二方向。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述片材供應部被定位在所述起皺機構下面。
13.一種用于生產包裝緩沖墊的機器，所述機器包括a.供給機構，所述供給機構用于以第一速度連續供給基質片材；b.起皺機構，所述起皺機構用于從所述供給機構接收所述片材并且使所述片材以第二速度起皺，從而將所述片材轉換為包裝墊單元；以及c.控制器，所述控制器用于控制所述第一速度和第二速度的至少一個，以形成連續片材之間的期望重疊程度，由此產生所述包裝墊單元的連接系列，其中，包裝墊單元的所述連接系列的密度與連續片材之間的所述重疊程度成比例。
14.根據權利要求13所述的機器，其中，所述供給機構包括a.第一供給輥，以從片材供應部推進片材；以及b.第二供給輥，以從所述第一供給輥接收片材并且將該片材供給到所述起皺機構中。
15.根據權利要求13所述的機器，其中，所述起皺機構包括一對壓縮構件，該對壓縮構件通過在其間壓縮片材而將所述片材轉換為包裝墊單元中。
16.根據權利要求13所述的機器，其中，所述起皺機構包括一對壓縮構件，該對壓縮構件通過在連續片材之間的所述重疊處使所述片材起皺而將所述包轉墊單元連接到一起。
17.根據權利要求13所述的機器，其中所述片材具有長度尺寸和寬度尺寸；以及所述機器還包括會聚裝置，所述會聚裝置的至少一部分被定位在所述供給機構和所述起皺機構之間，以減小所述片材的寬度尺寸。
18.根據權利要求17所述的機器，其中所述片材具有一對相對的橫向側；所述會聚裝置使得所述橫向側朝向彼此會聚；以及所述起皺機構使所述會聚的橫向側起皺。
19.根據權利要求18所述的機器，其中每個包裝墊單元包括界定中心區域的一對端部區域；所述端部區域對應于連續片材之間的所述重疊；所述會聚裝置使得所述橫向側在所述端部區域內朝向彼此會聚；以及所述起皺機構使得相鄰墊單元的端部區域起皺到一起，由此將所述包裝墊單元連接到一起。
20.根據權利要求13所述的機器，還包括供應托盤，所述供應托盤構造并定尺寸用于保持布置成堆的片材，其中所述供給機構被設置并構造用于將片材從所述供應托盤供給到所述起皺機構；以及所述供應托盤被定位在所述起皺機構下面。
21.根據權利要求13所述的機器，其中所述供應機構限定行進路徑，片材沿所述行進路徑在片材供應部與所述起皺機構之間運動；以及所述供給機構還包括引導構件，以將片材在所述行進路徑上的運動從第一方向改變為第二方向，在所述第一方向中，所述片材從所述供應部被供給，并且在所述第二方向中，所述片材被起皺。
全文摘要
一種用于生產包裝緩沖墊的方法包括將基質片材以第一速度連續供給到起皺機構；將所述片材以第二速度起皺以將所述片材轉換為包裝墊單元；以及控制所述第一速度和第二速度中的至少一個，以產生在連續片材之間的期望重疊程度，由此產生所述包裝墊單元的連接系列。
文檔編號B31D5/00GK102596554SQ201080048182
公開日2012年7月18日 申請日期2010年7月27日 優先權日2009年8月25日
發明者A.阿羅拉, D.塞鮑爾, G.文森特, J.威斯馬勒, K.J.米爾澤杰夫斯基, K.克里斯曼, M.W.老史密斯 申請人:密封空氣公司