使纸基材起皱的系统和方法

文档序号:2469474阅读:292来源:国知局
专利名称:使纸基材起皱的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及一种使纸基材起皱的系统和方法。具体地,该系统和方法提供 用于使纸基材起皱以形成填充或衬垫材料,该材料用于产品包装中以填充空隙空间和/或 环绕产品从而允许产品的安全运输。
背景技术
通常运输和/或存储产品是已知的。将被运输和/或存储的产品一般包装在箱子 或其它容器之内。然而,在很多情况下,产品的形状与容器的形状不匹配。多数用于运输产 品的容器具有正方形或矩形箱的一般形状,当然,产品可以是任何形状或尺寸。为了将产品 配合到容器中且在不损坏产品的情况下安全运输和/或存储产品,容器内的空隙空间一般 用包装或衬垫材料填充。用于填充容器中的空隙空间的包装材料一般是重量轻的、充气的材料,可以作为 垫子或缓冲器以保护容器内的产品。在很多情况下,泡沫塑料材料被用于保护和缓冲容纳 在容器中的产品。然而,泡沫塑料材料和用于制造泡沫塑料材料的过程是昂贵的,且生产耗 费时间。另外,在很多情况下,泡沫塑料材料不是适当形式填充材料,需要特别制造形状和 /或泡沫图案以在运输和/或存储期间有效保持和缓冲容器内的产品。泡沫塑料材料也不 是“环境友好”的,因为当暴露到环境中时,这些材料不容易生物降解。小泡沫聚苯乙烯块或“花生状物体”也用于填充容器内的空隙空间,在运输和/或 存储期间保护和缓冲容器内的产品。生产这些固体小块或“花生状物体”也是昂贵的,并且 可不能充分地保护产品,除非在容器内使用大量这种固体小块或“花生状物体”以完全填充 容器内的空隙空间。另外,也很难在容器中容纳泡沫聚苯乙烯固体小块或“花生状物体”,特 别是在容器已被打开以后。这些材料一般是极小重量的,如果在风或气流中被抓持时能易 吹走。这些材料也可能导致环境恶化,因为它们不容易生物降解。其它用于填充容器中的空隙空间且用于保护和缓冲容纳在容器内的产品的典型 材料是纸和/或纸基材。一般,纸张材料可被起皱以便形成具有很多折叠或褶皱的长形状。 起皱纸的长度可被制造成容易和有效地填充保持产品的容器内的空隙空间。因为纸具有折 叠空间和/或褶皱,起皱纸在保护和缓冲容纳在容器中的产品方面很有效,并且在运输和/ 或存储期间有效地防止产品损坏。纸张可通过手起皱,因为人可以选取纸张的长度,并且使纸起皱以形成各种形状 来填充容器中的空隙空间以保护和缓冲容器中容纳的产品。然而,用手使纸起皱很花费时 间,也不能有效和/或有效率地提供生产线所需的大量起皱纸。因而需要使纸起皱的机器。典型的用于使纸起皱的机器通常选取纸张的长度,并且将纸供给到机器的起皱区域以提供起皱的纸制品。然而,典型的机器遇到大量问题。例如,长纸张基材一般设置在纸 卷上且以高速度供给到机器中。很难控制纸基材从纸卷取出的速度。在没有制动机构的情 况下,纸卷以比纸被供给到机器的速度更高的速度松开使纸从纸卷拉出。一般,这当纸被供 应到起皱机的速度慢而动量使有纸时重的纸卷继续转动时发生。因此需要具有适当的制动 机构以解决该问题的起皱机。另外,用于纸张的纸卷的典型制动机构包括利用被设置成完全贯穿纸卷的芯轴的 轴向条的系统。一般张紧垫圈或盘被设置在纸卷的任一端或两端,可对纸卷的一侧或两侧 施加压力以防止当机器没有准备好接收纸时纸卷旋转,从而防止纸从纸卷上溢出。然而该 制动机构一般非常重且体积大,因为需要必需落入臂内以将纸卷保持在适当位置的重的金 属轴线条。利用如上所述的制动机构,很难快速和有效地从纸起皱机去除和增加纸卷。因 此需要允许容易和有效去除和更换纸卷的制动机构和纸卷保持机构。而且,典型的用于使纸起皱的机器不能适当地沿横向从头到尾越过纸分配负载。 通常,纸基材的长页张可能当在纸起皱机内被供给时撕裂。一般,这是由于施加到纸张边缘 (一般为纸张中的最弱部分)的张力产生的。当张力被施加到纸张的边缘时,纸张边缘中的 小裂缝或撕裂可能变成大撕裂,或完全横穿纸张的撕裂。因此需要在纸张中不产生不需要 的撕裂或裂口的情况下允许纸张被供给到纸起皱机中的纸张弓I导件。另外,张力可被不均衡地沿长度方向分配,在纸张起皱过程中、特别是通过供给机 构时产生问题。除了纸供给速度的差别之外,起皱纸的不均勻形状或厚度,可能导致通过起 皱机的纸张溢出。因此需要基于供给通过其中的起皱纸的形状、厚度和/或速度自动调整 张力的起皱过程和/或供给机构。典型起皱机通常利用硬材料来供给和/或起皱供给到其中的纸。具体地,带有或 不带有齿的金属筒体可被用于将纸供给通过机器。供给和/或起皱机构的硬度是造成纸张 的横向撕裂或裂口的直接原因,并且可一般在纸起皱过程中产生大量噪音。另外,金属或其 它硬供给和/或起皱机构可不对被供给通过期中的纸张提供充足的牵引。因此需要由可能 解决在供给和/或起皱机构中使用金属带来的问题的相对软材料制造的供给和/或起皱机 构。而且,纸起皱机应该允许当需要时起皱的纸撕裂。一般,可利用刀切割起皱纸使得 可生产个别长度的起皱纸。典型的用于切割起皱纸长度的刀可能被损坏,特别是由于刀片 能够被暴露在起皱机的区域中,该区域一般需要人以将他的或她的手放入其中拉出纸以安 装或从机器中清除卡纸。因此需要一种安全的切割机构,其不伤害必需将他的或她的手放 到机构器中以供给纸张的人。另外,纸起皱机也应该允许成功起皱的纸有效装载到容器中用于存储或运输。起 皱的且切割的纸应该在带有很少或没有可能卡住机器的堆积的情况下排出起皱机。在纸移 动时指导或操纵纸进入容器的典型的纸起皱机能够使纸阻塞且卡住设备,例如,在驱动辊 附近产生材料的堆积。因此,需要包括排出区域的机器,能有效移动起皱的且切割的材料远 离起皱区域和切割机构并且进入适当的容器。

发明内容
本发明的主题大体上涉及一种用于使纸基材起皱的系统和方法。具体地,该系统和方法提供为使纸基材起皱以形成在产品包装中使用的填充空隙空间和/或环绕产品的 垫料或填充材料,从而允许产品的安全运输。为此,在本发明的实施方式中,提供一种纸起皱设备。该纸起皱设备包括用于供给 纸张的纸供给器,其中所述纸供给器包括具有多个用于引导纸张的耙齿的引导件;和纸起 皱区域,其中所述纸起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸张起皱。在本发明的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括用于供给纸张的 纸供给器;和起皱区域,其中所述起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸张起皱,其中所 述纸供给器包括具有锥形帽的制动臂,用于设置在纸卷的开口中使得所述帽制动纸卷的旋 转。在本发明的另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括用于供给 纸张的纸供给器;起皱区域,其中所述起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸张起皱; 和张紧装置,用于对纸张供给张力,其中当纸张到起皱区域中的供给速度增加时所述张紧 装置增加纸张上的张力。另外,在另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括用于供给纸张 的纸供给器;起皱区域,其中所述起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸张起皱;纸切 割器;和驱动器,其用于交替地将纸张供给到起皱区域和用纸切割器切割纸。而且,在其它另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括用于供给 纸张的纸供给器;起皱区域,其中所述起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸张起皱; 纸切割器,用于在纸张在起皱区域中被起皱后切割纸张,其中所述纸切割器包括刀片,其中 所述纸切割器包括保护底板部,其中当所述切割器切割纸张时所述刀片从所述保护底板部 延伸。在本发明的另外替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括推动器,其中 所述推动器包括连接到由马达驱动的至少一个杆的至少一个臂,刀片,和保护底板部,其中 所述底板部防止刀片暴露,除非杆被马达结合使推动器对底板部加压从而暴露刀片且切割 纸张。在本发明的其它另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括推动 器,其中所述推动器包括连接到由马达驱动的至少一个相干的至少一个臂,保护底板部,和 穿孔的纸,其中当所述杆由马达结合时,将推动器向下牵引到底板部上,从而在推动器和底 板部之间夹紧穿孔纸。而且,本发明的其它另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括制 动臂,该制动臂具有锥形的帽,用于设置在纸卷的开口中,使得在纸张从所述纸卷取出时帽 制动纸卷的旋转;用于供给纸张的纸供给器,其中所述纸供给器包括具有多个用于引导纸 张的耙齿的引导件;纸起皱区域,其中所述纸起皱区域使通过纸供给器供给到其中的纸起 皱;张紧装置,用于对纸张供给张力,其中当纸张到起皱区域中的供给速度增加时所述张紧 装置增加纸张上的张力;纸切割器;和驱动器,其用于交替地将纸张供给到起皱区域和用 纸切割器切割纸。在本发明的另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括用于供给 纸张的纸供给器;和起皱区域,其中所述起皱区域包括门,该门可拆除地附接到一个或多个 引导辊,其中在起皱区域中纸张过载和/或机器门被操作者打开时,一个或多个引导辊可
6从纸张脱离。在另外的替代实施方式中,提供一种纸起皱设备,该设备包括切割机构,其中所述 切割机构包括刀片,所述刀片半刚性地附接到一个或多个安装块,其中所述刀片与所述纸 的接触角度可在刀片在安装狭缝内允许的运动范围内变化。


附图仅通过示例的方式而不是通过限制的方式示出一个或多个根据本发明的实 施方式。在附图中,相同的附图标记表示相同或类似的器件。图1示出本发明特别优选实施方式的纸基起皱设备的透视图。图2示出本发明实施方式中的纸卷和制动系统的侧透视图。图3A-3B示出作为本发明实施方式的起皱机的一部分的纸张供给引导件和引导 辊的图。图4A-4B示出本发明实施方式的供给/起皱机构的顶剖视图和侧剖视图。图5示出本发明实施方式的纸张切割机构的前透视图。图6示出本发明实施方式的切割机构的特写图。图7示出本发明实施方式的纸张切割机构的侧透视图。图8示出本发明实施方式的纸张切割机构的侧视图。图9示出本发明实施方式的纸张切割机构的升高透视图。图10示出本发明实施方式的纸张撕裂机构的侧视图。图11示出本发明实施方式的纸张切割机构的侧透视图。图12示出在正常操作期间本发明实施方式的切割机构的侧剖视图。图13示出在过载条件下本发明实施方式的侧剖视图。图14示出本发明实施方式的纸张切割机构的剖开透视图。图15示出用于图14中示出的机构的刀片安装系统的特写图。图16示出本发明实施方式的带有排出区域的纸起皱设备的侧视图。
具体实施例方式这里描述的本发明和实施方式大体上涉及一种用于使纸基材起皱的系统和方法。 具体地,该系统和方法提供为使纸基材起皱,以形成在产品包装中使用的填充空隙空间和/ 或环绕产品的填充材料,从而允许产品的安全运输。现在将描述说明性实施方式以提供纸起皱系统和用于使纸起皱的方法的全面理 解。在附图中示出说明性实施方式的一个或多个示例。本领域技术人员应该理解纸起皱系 统和使纸起皱的方法的每个公开的实施方式或部分能够被采用和变型以提供替代实施方 式,在不背离本发明范围的情况下,对公开的纸起皱系统和使纸起皱的方法能够进行其它 附加和变型。例如,说明性实施方式的特征能够组合、分离、交换和/或重新布置以产生其 它实施方式。这种变型和改变将被包括在本发明的范围内。除非以另外的方式提供,当这里用冠词“一”或“一个”修饰名词时,这种冠词可被 理解为包括所修饰名词的一个或多于一个。现在参考附图,其中相同的附图标记表示相同部件,图1示出纸起皱设备10。纸起皱设备10通常获取一般设置在纸卷14上的纸张12,将所述纸张12经由纸起皱区域11供 给到纸起皱机10。纸起皱设备10使纸张12通常以纵向图案起皱,从而在纸张12中制成一 系列纵向折叠或褶皱。纸张12经由出口 16排出纸起皱设备10。起皱纸能够被直接加到箱 子或其它容器中用于填充箱子内的空隙空间,从而保护容纳在箱子中的产品不在运输期间 和/或产品存储期间损坏。可替代地,起皱纸可在以后的时间被收集和存储到箱子或容器 中。对于本领域技术人员而言显而易见的是,纸张12可以是任何尺寸或种类的,只要 它有足够宽以进入纸起皱设备10且具有施加到其上的折叠和/或褶皱。一般,纸张12大 概在约15英寸到约36英寸之间,尽管可以使用任何其它宽度。而且,纸张可由原纸纤维和 /或再生纸纤维制造,使得纸张具有足够强度以从纸卷14获取且以不会没有原因的撕裂或 裂口地被供给通过纸张起皱机。纸张12可进一步具有以设定间隔预压到纸中的穿孔,以允 许有意将纸撕裂。在图2中示出的本发明的优选实施方式中,纸张12的纸卷14搁置在平台20上。 纸卷14搁置在具有上表面26的至少一个臂22上。上表面26可提供对于纸卷14的接触 表面。具体地,如图2所示,上表面26可以是弯曲的,以使轮廓与纸卷14的形状相符,以优 化上表面26接触纸卷14的表面区域量。然而,本发明应该不限于此,上表面26可以是任 何形状,且可提供接触纸卷14的任何量的表面区域。而且,可使用任何数量的臂来保持纸 卷14,包括一个臂或多个臂,每个臂具有用于其上设置纸卷14的上表面。上表面26提供制动机构的第一部分,其纸卷14上的纸张12不受控制的展开或解 开,诸如当纸卷14以比纸起皱设备10供给纸张12通过该设备的速度快的速度转动时将会 发生上述不受控制的展开或解开。例如,如果纸起皱设备10以第一速度卷取纸张12,然后 突然下降到第二速度,如果没有制动机构来阻止纸卷14以更快速度转动,纸卷14的动量可 使纸卷14的旋转速度保持快速。纸卷14在臂22的上表面26上的摩擦力提供制动机构, 其中上表面26上的纸卷14的重量提供足够的摩擦力以防止纸张12不受控制的展开。上 表面26和纸卷14的摩擦力可被许多因素影响,包括上表面26使用的材料、上表面26的形 状和/或供给纸张的类型。纸卷14可进一步可拆除地接合或连接到制动臂30,该制动臂经由帽32接合到纸 张12的纸卷14的芯轴的开放端。帽32中装配纸卷14的芯轴的开放端并且接触纸卷14 的芯轴的内表面。纸卷14的芯轴一般是保持绕其缠绕的纸张的刚性材料(诸如纸板)管。为了提供纸卷14的制动能力,帽32不和纸卷14 一起旋转,而向纸卷14的芯轴的 内表面提供摩擦力以阻止纸卷14不受控制地解开。帽32是锥形的以便接合纸卷14的芯 轴的内表面,并且如果纸卷的开放端的内表面由于使用而磨损,可以继续提供摩擦力。弹簧 34接合帽且允许柱塞36将帽推压到纸卷14的开口以提供需要的摩擦力以防止纸卷14不 受控制的展开或解开。弹簧进一步有助于当纸卷14的芯轴的内表面由于使用而磨损时,帽 32保持与纸卷14的芯轴的内表面接合接触。为了使纸卷14从纸起皱设备10脱离,柱塞36可被拉出,从而使帽32从纸卷14中 的开口脱离,纸卷14可被拆除。可替代地,为了接合纸张12的纸卷14,柱塞36可被拉出, 从而允许人将纸卷放置到臂22的上表面26上,帽32可被装配到由纸卷14的芯轴形成的 纸卷14的侧面的开口内。
制动臂30具有允许臂枢转的枢转点38。当帽32被接合到纸张12的纸卷14的开 口时,制动臂30具有将纸卷14保持定位在臂22的上表面26中、还允许纸张12的纸卷14 的重量使纸卷14保持与臂22的上表面26接触的双功能。在纸张12的纸卷14松开时,纸 卷14的半径减少,纸卷14必需落下以保持与臂22的上表面26接触。枢转点38允许制动 臂30且因此纸卷14落下且保持与臂22的上表面26接触。通过纸卷14与臂22的上表面26的接触和纸张12的纸卷14的开口与帽32的接 触提供用来防止纸张12的纸卷14不受控制地展开或解开的制动机构。制动臂30还将纸 卷14保持在臂22上的适当位置。另外,第二制动臂(未示出)可被设置在纸卷14的相对 侧以提供与制动臂30相同的功能,该第二制动臂可包括与纸卷14的相对侧的开口接合的 帽(未示出)。第二制动臂通常可以与制动臂30—致,从而允许帽(未示出)与纸卷14的 第二开口(未示出)接合。相对侧的第二制动臂可进一步具有用于在纸起皱设备10使用 期间当纸卷14解开时允许第二制动臂枢转的枢转点(未示出)。存储空间40可被设置在臂22上用于存储第二纸卷42 (未示出)。当纸卷14必 需被更换时,诸如当所有或多数纸张12被从纸卷14取出且供给到纸起皱机10中时,纸卷 42可移动到臂22的上表面26的位置且纸卷42的芯轴的开口可接合帽32和相对侧上的帽 (未示出)。然后纸张的第三纸卷可被放置到存储空间40中直到纸卷42被消耗。图3A示出耙子50,该耙子50作为从可被设置在耙子50下方的纸卷14引导纸张 12的引导件。纸张12从纸卷14上升且其下侧接触耙子50,并且耙子50将纸张12向设置 成靠近耙子50的顶部56的辊52、54引导,如下所述,通过其中形成波状起伏所述纸张的总 宽度减少,纸张12通过所述辊52、54。耙子50可具有用于将纸张12向辊52、54引导的多个耙齿58a、58b、58c、58d和 58e。在多个耙齿58a-58e之间可以是多个空间60a、60b、60c和60d。多个空间60a_60d 提供用于纸张12被推动或落入的空间,从而在纸张12被向辊52、54供给时在纸张12中形 成槽。图3B示出具有供给到其上的纸张12的耙子50的正视图。如图3B所示,纸张12落 入空间60a-60d,从而在纸张12中引入槽。槽允许纸张12宽度减少以通过辊52、54进入。 最后,在从纸起皱机10排出之前,槽进一步产生将被形成在纸张12中的纵向折叠和/或褶 皱。耙齿58a-58e被以诸如有效引导纸张12通过辊52、54的方式形成。而且,耙齿 58a-58e进一步被形成为允许纸张12中形成槽。图3A-3B中示出本发明的优选实施方式, 耙齿58a-58e纵向地(即图3A-3B中的纸行进方向)弯曲,设置为横向越过耙齿58a-58e的 表面也是弯曲的。另外,对于本领域技术人员而言利用任何数量的耙齿是显而易见的。已 经发现耙齿的数量、耙齿的尺寸和耙齿之间的空间受纸张12的宽度影响。具有更大宽度的 纸张与具有小宽度纸张相比需要更多和更长的进一步分离的耙齿。一般原则是耙子下端57 的宽度应该是纸张12的宽度的约三分之二。角状物64也帮助引导纸张12通过辊52、54。角状物臂66、68帮助防止纸张相对 于供给纸张通过辊52、54的方向横向移动。另外,角状物臂66、68帮助纸张12的边缘折叠 到纸张之下,从而从纸张12的边缘去除张力或负载。纸张12中的撕裂或裂口通常由于作 用在纸张的边缘的张力产生,纸张12中的小裂缝可发展成纸张12中的更大和更具破坏性 的撕裂或裂口。通过将纸张12的边缘折叠到纸张之下,纸张12的外边缘成为设置在纸张相对侧上的第一折叠线。图3B示出在角状物64和角状物臂66、68的辅助下设置在纸张12 中的第一折叠线70、72。辊52、54可允许纸张12穿过其间,并且为纸张移动到纸起皱过程的下一阶段提供 引导。而且,辊52、54可在纸张通过耙子50后进一步减少纸张12的宽度。辊可由任何材 料构成,诸如热塑性聚合材料、金属或对本领域技术人员显而易见的任何其它材料。在优选 实施方式中,辊52、54可由软热塑性材料构成,例如聚亚安酯。软热塑性材料当辊52、54接 触纸张12时提供增加的摩擦力,从而减少纸张12通过辊52、54时的滑动。更软的热塑性 材料也趋向于减少纸张12通过时损坏的可能。在该实施方式中,辊52、54—起在耙子50的端部形成颈。纸张材料在它传送通过 该颈部区域时宽度可被减少。如上所述,颈部是优选的但不必需由一个或多个辊形成。尽 管图3A示出两个辊(52,54),可利用任何数量的辊来实现将纸张12引导到下一阶段的功 能。而且,辊52、54可由具有相当硬和/或光滑表面的固定钉或其它装置代替,辊52、54作 为纸张12的引导件,且不限于这里的描述。图3B示出耙子50的侧视图,示出优选实施方式,示出耙齿纵向和横向的弯曲,其 最大化纸张12在其上供给的效率。纸起皱过程的下一过程包括将纸基材供给到纸起皱区域100,如图4中的纸起皱 区域100的剖开透视图所示。通常,在纸张12传送通过耙子50之上时,通过增加纸张中由 耙齿58a-58e和耙齿58a-58e之间空间60a-60d产生的波状起伏或槽,它的宽度减少,并且 在通过起皱区域100后持久地变形或起皱。纸张12被挤压且在设置于其中的波状起伏形 成纸张12中的折叠和/或褶皱。这些折叠和/或褶皱形成也可用作包装的垫料或空隙填 充的起皱纸制品。纸张12在传送通过耙子50之上以后,被在第一引导辊102下引导且邻近鼓104。 纸张12在鼓104的表面上且在鼓104和第二引导辊106之间穿过。在通过第二引导辊106 和鼓104之间的空间后,起皱的纸制品穿过开口 108。当纸张通过鼓104和第二引导辊106 时形成在纸张12中的折叠和/或褶皱已主要形成。鼓与驱动机构互相连接,该驱动机构使鼓沿一方向旋转以便将纸张12供给通过 纸起皱区域100。在图4A中,鼓104逆时针旋转。图4B示出纸起皱区域100的切开侧视 图,示出纸张12如何被供给通过该纸起皱区域,以及纸张12的传送方向。可以看出,第二 引导辊106被设置成很靠近鼓104,从而纸张12和设置在其中的波状起伏被碾压以形成折
叠和/或褶皱。靠近开口 108是推动器110和底板部136,该底板部具有第一部分138和第二部 分140,该第二部分带有设置于其中的刀片112,如图7所示。刀片允许纸张12在希望位置 被切割以形成任何希望长度的起皱纸制品。下面参考图5-9描述允许刀片暴露和切断纸张 12的机构。刀片112通常具有多个齿,该齿可刺破和切开供给通过其中的纸张12。由于纸 张12在该处设置有多个折叠和褶皱,纸张必需以充足的力与刀片112接合以完全切断纸张 12。仍参考图4A-4B,第一引导辊102和第二引导辊106可由有利于引导纸张12且牵 引纸张12通过纸起皱区域100的任何材料制成。优选地,第一引导辊102和第二引导辊 106由软热塑性材料制成,诸如聚亚安酯或其它类似的软材料,从而提供不撕裂纸张12的纸张上的抓握机构。具体地,第一引导辊和第二引导辊由软材料制成,诸如聚亚安酯或其它 材料,提供使纸张12供给通过其中的牵引力,滚动非常平滑且没有过量噪音。第一引导辊102和第二引导辊106是自张紧的,且当纸张被供给以增加或降低的 速度通过其中时响应。例如,如果鼓104回转较快,鼓104和第二引导辊106的相互作用以 较快的速度拉出通过其中的纸张12。当纸张12上的张力被增加时,使第一引导辊通过纸张 材12得到向上推动。作为响应,通过枢转点118与第二张力臂116相互连接的第一张力臂 114使第二张力臂116向下推压,从而推动第二引导辊106更靠近鼓104。这具有在第二引 导辊106和鼓104的会合点增加施加到纸张12上的压力的效果,增加设置于其中的折叠和 /或褶皱的质量,并且提供第二辊106在纸张12上的增加的牵引力。当速度降低时,允许 第一引导辊102向下落,从而减少第二引导辊106上的张力且允许第二引导辊通过枢转点 118抬起离开鼓104。图5示出纸起皱区域100的侧透视图,示出驱动机构和切割机构。具体地,第一筒 体120被连接到用于使所述第一筒体120沿两个方向的任一个方向旋转的马达(未示出)。 绕筒体120缠绕的带122通过多个引导筒体123a、123b且最终接合直接附接到如图4A-4B 所示的鼓104的第二筒体124。第二筒体124可通过离合轴承(未示出)连接到鼓104,使 得鼓104仅沿一个方向(图5中的逆时针方向)旋转。当第一筒体120逆时针旋转时,带 接合第二筒体124且使第二筒体124逆时针旋转,从而使鼓104旋转,将纸张供给通过纸张 起皱区域100。然而,当马达反转时,第一筒体120沿顺时针方向旋转,第二筒体124也沿顺 时针方向旋转,但是离合轴承不允许鼓104旋转。因此,鼓104可仅当第二筒体124通过马 达(未示出)沿两个方向中的一个方向旋转时旋转。可替代地,第一筒体120和第二筒体 124以及因此纸供给机构和切割机构,可被两个独立的马达(未示出)驱动。曲柄126可被连接到第一筒体120,并且可进一步连接有第二离合轴承(未示 出),使得曲柄126可仅当第一筒体沿两个方向中的一个方向旋转时旋转。在本实施方式 中,曲柄126仅当第一筒体120沿图5示出的图中的顺时针方向旋转时旋转。曲柄126被 连接到臂128,臂128连接到头部110。当曲柄126旋转时,臂128可线性或大概线性运动, 从而沿向下方向牵拉头部110。头部110可经由延伸臂132连接到枢转点118或其它枢转 点,允许头部110按需要向上或向下移动。第一筒体120、第二筒体124、曲柄126、臂128和离合轴承(未示出)允许一个马 达或两个分离马达驱动本发明的纸起皱设备10的纸供给机构和切割机构。如果利用一个 马达,纸供给机构和切割机构可仅通过反转驱动来操作。如图6-7所示,当经由曲柄126由臂128的牵拉引起的头部110沿向下方向移动时 连接到头部110的第一推动器142和第二推动器144可进一步沿向下方向移动。当第一推 动器124和第二推动器144向下牵拉靠到底板136的第一部分138和第二部分140暴露刀 片112时,刀片112可切割被设置为通过开口 108的纸张12。头部110可进一步具有接收 材料130,接收材料130可位于第一推动器142和第二推动器144之间,如图8所示。当刀 片112暴露以切割纸张12时,接收材料130接收刀片112。这使得人操纵纸起皱设备110, 诸如更替零件或修理卡纸等,减少被刀片112伤害的机会。接收材料通过在纸的切割点上 施加额外压力也辅助刀片112切割纸张12。而且,接收材料130进一步在机器使用时保护 刀片112,增加刀片112的使用寿命。
图6-7进一步示出头部110,该头部具有从其延伸的第一推动器142和第二推动 器144。当头部110向下移动时,第一推动器142的第二推动器144与底板136的第一部分 138和第二部分140接触。底板136的第一部分138和第二部分140可由弹性材料制成或 通过使用弹簧支撑。弹性材料可以是类似海绵的材料或一些本领域已知的其它材料,当被 挤压时其充分压缩以暴露容纳在第一部分138和第二部分140之间的刀片112。同样地, 如果第一部分138和第二部分140装载弹簧,弹簧(未示出)应该提供如此的张紧量,使得 当第一推动器138和第二推动器140与第一部分138和第二部分140接触且对其施加压力 时,弹簧将压缩且暴露位于第一部分138和第二部分140之间的刀片112。刀片112应该足 够强以当纸张12起皱时充分切割纸张12。刀片112可进一步具有多个尖锐的齿,使得容易 切割设置在下方的纸张。图8-9示出纸起皱机10的切割机构的侧视图。如图所示,底板136的第一部分 138和第二部分140相对于彼此处于不同高度。第一推动器142和第二推动器144长度不 同以容纳底板136的高度不同的第一部分138和第二部分140。当第一推动器142和第二 推动器144沿向下方向移动时,纸张12在第一推动器142和底板136的第一部分138之间 被挤压,并且进一步在第二推动器144和底板136的第二部分140之间被挤压。底板136 的第一部分138和第二部分140的不同高度使纸张12卷曲,从而压缩被切割或撕裂的纸张 12的端部,使纸张12紧密地结合防止纸张12在被切割或撕裂后解开或展开。底板136的 第一部分138和第二部分140的不同高度也有利于切割或撕裂的纸张12的部分在切割或 撕裂后从切割机构落下。在图10中示出的另一实施方式中,头部(未示出)向下移动,使第一推动器146 和第二推动器148在第一推动器146、第二推动器148和底板136的第一部分150和第二部 分152之间夹紧纸张12,如图10所示。纸张12具有位于或靠近第一推动器146外边缘的 穿孔154。当纸张12被夹紧时,张力可通过附加机构或使用者施加到纸张12,使纸张12沿 穿孔154撕裂。在该实施方式中,没有刀片112,从而允许安全更安全的操作和使用容易。在图11中示出的另外的实施方式中,刀片212附接到头部210,当头部210由于臂 228的牵拉沿向下方向运动时刀片可沿向下方向传送。刀片212可切割纸张。在刀片212 下方可包含狭缝234以当刀片212充分延伸时接收刀片212。这使刀片212充分刺穿且切 割位于刀片212下方的纸张12。刀片212应该足够强且足够锐利以当纸张12起皱时充分 切割纸张12。刀片212可进一步具有多个尖锐的齿,使得容易切割设置在下方的纸张。头部210可进一步具有安全衬套230,当头部210和刀片212向下移动时该安全衬 套被堵塞不移动。安全衬套230通常当刀片212处于向上的位置时覆盖刀片212,但是当刀 片212向下移动时允许刀片212暴露。这允许人操纵纸起皱设备10,诸如更换零件或维修 卡纸等,被刀片212伤害的机会小。而且,安全衬套230进一步保护刀片212,增加了刀片 212的使用寿命。在另外的实施方式中,在图12-13中示出带有磁接合/门机构的起皱设备。在图 12中,纸起皱设备包括起皱区域240,该起皱区域240具有帮助引导纸张252通过起皱区域 240的引导辊242、驱动辊244和夹持辊246。和以前的实施方式相同,可使用任何数量的 辊,延伸越过传送通过机器的纸张152的宽度的一些部分或全部。夹持辊246被安装到支架248上。支架248连接到枢轴250,枢轴250也连接到门254。支架248和门254与枢轴250的连接允许在一定条件下门254和支架248绕枢轴 250的轴线相对于彼此枢转。在本实施方式的起皱设备正常操作期间,支架248通过磁体 256或类似连接装置保持到门254的下侧。也可使用多个磁体,磁体的尺寸、强度和数量可 根据支架248和门254之间所需的吸引力的强度改变。另外,虽然本实施描述了一个或多 个磁体,其它类似装置也可以用于将门254保持到支架248,诸如夹子、钩、钩和圈机构(通 常被称为注册商标为维可牢尼龙搭扣的机构)、粘合剂或其它类似手段。门254可具有把手258,并且如上所述,可绕枢转250旋转。当想进入的使用者、 技术员或其它人想进入起皱区域240时,手柄258可被抬起,使门254向上旋转且远离起皱 区域240,从而允许人能够接近超皱区域240。向上拉把手258,通过破坏磁体256对门254 的磁吸引力,使门254从支架248脱离。当门254由磁体256保持到支架248时,防止门254相对于支架248枢转。在该构 造中,引导辊242和夹持辊246可以认为是刚性地彼此连接,因为二者都附接到由磁体256 保持到一起的门254和支架248的组合。该构造允许夹持辊246和引导辊242 —齐作用以 提供牵引以在纸张252穿过起皱设备时对其进行引导,从而其中的纸张252被碾压以形成 折叠和/或褶皱。夹持辊246和引导辊242以与前述实施方式所述的辊同样地操作。磁体256和门254之间的吸引也在材料张力增加时使夹持辊242拉紧纸张252。 这例如当纸张252被从新纸卷供应时、当纸张252以加速度穿过设备时或当特殊纸原料的 材料特性所需时发生。如前述实施方式相同,引导辊242和夹持辊246经由枢轴250相互连接。在引导辊 242上的张力增加时,诸如当纸张以加速度穿过设备时,引导辊242上增加的张力可使它向 上枢转,从而使夹持辊246靠着纸张252相应地向下枢转,从而增加夹持辊246和纸张252 的牵引力。在替代实施方式中,可不使用磁体或其它类似连接机构,枢轴可被张紧,从而靠 着纸张252提供夹持辊246所需的向下力。图13示出处于过载条件的纸起皱设备240,其中夹持辊206被抬起远离驱动辊 244且与纸张(未示出)脱离。当纸张卡在驱动辊244和夹持辊246之间的区域时发生脱 离。如果堆积的材料在夹持辊246上施加超过磁体256的力的向上抬起力,则夹持辊246 可被抬起,使磁体256与门254脱离,依次使支架248相对于门254枢转。当这种情况发生 时,引导辊242和夹持辊246不再一起作用以对纸张252施加张力。尽管驱动辊244可能 继续旋转,由引导辊242和夹持辊246提供的牵引的脱离可防止纸张继续被供给通过设备。在足够的纸被捕获到夹持辊246的区域中的情况下,本实施方式提供使夹持辊 246自动与纸张脱离的机构,防止进一步阻塞。这可能节约纸张原料。另外,如果把手258 被抬起(在图13中示出)以打开门254,这能使磁体256与门254脱离,依次夹持辊246与 纸张脱离。当门254打开时停止纸张穿过设备的运动,并且暴露内部组件,以允许操作者更 安全地检查机器。因此,如果需要,设备的操作者可仅通过抬起手柄258自动将夹持辊246 与纸张252脱离。图14示出安装在纸起皱设备的机壳268中的纸切割刀片。刀片270被台板272 部分地围绕。台板272包含狭缝274,在纸张通过起皱设备前进时,允许刀片270的齿暴露 到纸张(未示出)。如该实施方式所示,狭缝274能够比刀片270的宽度宽。如下面进一步 所述,刀片270可被安装使得它不被严格地完全保持在狭缝274内。该构造允许刀片270在狭缝274的宽度内前后移动或摇摆。这在有些情况下有利,因为允许刀片270在狭缝274 内摇摆,使刀片270的齿和/或尖锐边缘以略微不同的接触角接触纸张。改变接触角可根 据特殊纸张的物理特性、该构造和刀片270的磨损以及其它因素增强刀片270切割纸张的 效率。因而允许刀片270在狭缝274内摇摆,有助于刀片270自然地在由狭缝274的宽度 和刀片270附接到安装块276的刚性所共同允许的运动范围内发现与纸张的最佳接触角。如图14所示,刀片270可被附接到安装块276。在示出的实施方式中,两个安装块 276帮助在任一端固定刀片270。每个安装块276包括其中装配刀片270的狭缝和槽。刀 片270任一侧的每个安装块276不需要是一件,而可以在刀片270的任一端和侧面包括多 个块。安装块276能够通过螺钉等紧固装置保持在一起或甚至更永久地附着到起皱设备的 相邻组件,诸如机壳268。可替代地,在需要增加支撑的情况下,一个或多个安装块能够沿 刀片270的整个长度传送,而不仅在端部。另外,安装块276中狭缝或槽的宽度和/或狭缝 274的宽度可被调整成容纳不同宽度的刀片和/或调整刀片270的希望的摇摆。在示出的实施方式中,刀片270通过上螺钉278和下螺钉280固定在安装块276 内。根据选择的理想刀片270以及优选的安装构造,可使用任何数量的螺钉或类似紧固装 置。可选地,安装块76可包含任何数量的附加孔282,这将允许机器操作者使用不同长度的 切割刀片和/或包含不同间隔的安装孔的刀片。附加孔免去改变设备内的其它组件以容纳 不同刀片的需要。图15示出安装在根据图14示出的实施方式中的刀片270的近视图。下螺钉280 作为刀片270的下支撑件。然而,可由不同于螺钉的装置、诸如安装块276内的狭缝或其它 组件提供支撑件。因而,分离的上螺钉和下螺钉不是必需的。另外,能够在安装块276中制 造多个额外孔(未示出),这将允许机器操作者按需要调整下支撑件的高度以便调整刀片 的高度和/或容纳不同高度的刀片。如图所示,上螺钉278延伸通过安装块276和刀片270到刀片270的背侧和安装 块276的另一端。为了容纳上螺钉278在刀片270中制造的孔可被制造得大于容纳上螺钉 278的严格需要。在刀片270中产生较大的孔进一步有利于刀片270在图14的狭缝274内 摇摆或移动的能力,因为上螺钉278不完全刚性地附接到刀片270。穿过刀片270产生比需要更大的孔以容纳螺钉278可具有允许刀片270在图15 中略微向上摇摆的效果。磁体284可被放置在安装块276中,从而保持固定地附着到下支 撑件(诸如下螺钉280)的刀片270的底部。磁体284可通过狭缝285安装或去除。如此图15示出的布置如此保持附着到下支撑件的刀片270,防止刀片270向上移 动,但是也允许刀片270有益地在图14的狭缝274中从一侧到一侧地摇摆。为了固定刀片 270,磁体284的尺寸和强度可根据需要改变,可采用多个磁体。可替代地,可以一起使用不 同紧固机构以保持附着到下支撑件的刀片270,诸如注册商标为维可牢尼龙搭扣的钩和圈 紧固件、粘合剂或类似装置。图16示出本发明实施方式中带有排出区域298的纸起皱设备的侧视图。根据该实 施方式的设备可包括具有帮助引导纸张252通过起皱区域240的驱动辊244和夹持辊246 的起皱区域240。和以前的实施方式相同,可以采用任何数量的辊,越过设备的宽度的部分 或全部。驱动辊244可被马达直接驱动或通过齿轮箱(未示出)驱动。排出区域298包括第一排出辊302,该第一排出辊可通过带300连接到驱动辊244。带300也能够是适用于驱动第一排出辊302旋转的链或类似机构。可替代地,第一排 出辊302可具有其自己的独立驱动机构。第一排出辊302可具有离合器304,允许第一排 出辊302与带300提供的旋转力脱离且允许第一排出辊302自己自由地旋转。离合器304 能够是“单向”的,允许第一排出辊302仅沿一个方向自由地旋转。允许第一排出辊302与 带300提供的旋转脱离,允许更容易和安全地清除起皱设备中堵塞或卡住的纸。当没有旋 转力被提供给第一排出辊302时,离合器304仍允许第一排出辊302的旋转,从而操作者可 去除残留在排出区域298中的所有纸。另外,排出区域298理想地包括第二排出辊306以帮助引导起皱和切割的纸进入 容器(未示出)。排出辊对的使用帮助引导纸的前缘通过设备的出口。然而,代替排出辊 306,可使用框架、板或其它结构与第一排出辊302合作,引导纸排出起皱设备。由于起皱区域中有辊,第一排出辊302和第二排出辊306可包括任何数量的辊,越 过整个纸起皱设备的部分或所有宽度。此外,第一排出辊302和第二排出辊304可被构造 成有与本发明发以前的实施方式中所讨论的驱动辊构造同样的可选特征。在图16中,示出的实施方式包括以可旋转方式附接到驱动辊244的轴线的保护板 308。在纸张前进通过起皱设备时,保护板308允许刀片270暴露到纸张。尽管保护板308 可被附接到起皱设备的任何部分,保护板308附接到驱动辊244的轴线提供有利的方式以 允许保护板308移动且从而将刀片270暴露到纸张。该设计与诸如图14示出的这里公开 的切割机构的其它描述组合。如这里描述的纸起皱设备,允许起皱纸张的一段长度从纸起皱设备排出,用于其 中包含产品的包装箱或其它容器中或用于对于本领域技术人员而言其它显而易见的用途。上面已参考示例实施方式对本发明进行了描述。然而,阅读本发明的本领域技术 人员将认识到在不背离本发明的精神的情况下可对示例实施方式进行变化和变型。
权利要求
一种用于使一定长度的片状材料起皱以制成衬垫产品的设备,包括供给器,所述供给器用于供给片状材料;第一辊,所述第一辊连接到驱动机构;第二辊,所述第二辊设置为邻近所述第一辊,其中所述片状材料在所述第一辊和所述第二辊之间传送,并且所述第二辊将所述片状材料推动靠到所述第一辊以使所述片状材料与所述第一辊接合;和第三辊,所述第三辊连接到驱动机构,用于将所述片状材料引导出所述设备。
2.如权利要求1所述的设备,进一步包括用于将所述第三辊连接到所述驱动机构的市ο
3.如权利要求1所述的设备,其中所述第三辊进一步包括离合器。
4.如权利要求3所述的设备,其中所述离合器允许所述第三辊仅沿一个方向自由旋转。
5.如权利要求1所述的设备,进一步包括第四辊,所述第四辊设置为邻近所述第三辊, 其中所述片状材料在所述第三辊和所述第四辊之间传送。
6 如权利要求1所述的设备,进一步包括板,所述板设置为邻近所述第三辊,其中所述 片状材料在所述第三辊和所述板之间传送。
7.如权利要求1所述的设备,进一步包括切割机构,用于在所述片状材料已起皱之后 切割所述片状材料。
8.如权利要求7所述的设备,进一步包括保护板以遮蔽所述切割机构的至少一部分。
9.如权利要求8所述的设备,其中所述保护板以可旋转方式附接到所述第一辊的旋转 轴线。
10.如权利要求1所述的设备,进一步包括用于切割所述片状材料的刀片,所述刀片设 置在所述第一辊和所述第三辊之间,用于当所述片状材料上的一位置处于所述第一辊和所 述第二辊之间时,在所述片状材料上的所述位置上切割所述片状材料。
11.一种用于使一定长度的片状材料起皱以制成衬垫产品的设备,包括排出区域,所述排出区域用于从所述设备移动起皱的片状材料,其中所述排出区域包 括连接到驱动机构的第一排出辊和设置为邻近所述第一排出辊的排出框架,其中所述片状 材料在所述第一排出辊和所述排出框架之间传送。
12.如权利要求11所述的设备,其中所述排出框架包括第二排出辊。
13.如权利要求10所述的设备,其中所述第二排出辊进一步包括离合器。
14.如权利要求11所述的设备,其中所述离合器允许所述第二排出辊仅沿一个方向自 由地旋转。
15.如权利要求11所述的设备,其中所述驱动机构进一步包括齿轮箱。
16.如权利要求11所述的设备,其中所述驱动机构进一步包括驱动带。
17.如权利要求11所述的设备,进一步包括切割机构,所述切割机构用于在所述片状 材料已起皱后切割所述片状材料。
18.如权利要求11所述的设备,其中在接合所述第一排出辊之前所述切割机构切割所 述片状材料。
19.如权利要求15所述的设备,进一步包括保护板以遮蔽所述切割机构的至少一部分。
20.如权利要求17所述的设备,其中所述保护板以可旋转方式附接到所述第一辊的旋 转轴线。
21.如权利要求15所述的设备,其中所述切割机构包括刀片,当所述片状材料传送通过所述设备时,所述刀片设置在所述片状材料下方;和 推动器,所述推动器用于将所述片状材料推压靠到用于切割所述片状材料的所述刀片。
22.如权利要求19所述的设备,其中所述刀片被设置在衬套之内,并且用所述推动器 推动所述片状材料也会推动所述衬套,从而暴露所述刀片用于切割所述片状材料。
全文摘要
本发明大体上涉及一种用于使纸基材起皱的设备。具体地,该系统提供为使纸基材起皱以形成产品包装中使用的填充材料来填充空隙空间和/或环绕产品,从而允许产品的安全运输。该设备包括用于供给片状材料的供给器,连接到驱动机构的第一辊,设置成邻近所述第一辊的第二辊,其中所述片状材料在第一辊和第二辊之间传送,并且第二辊将所述片状材料推动靠到所述第一辊以使片状材料与第一辊接合,以及连接到驱动机构的第三辊,该第三辊用于将所述片状材料引导出所述设备。
文档编号B31F1/07GK101939159SQ200980104674
公开日2011年1月5日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月9日
发明者托马斯·D·韦奇, 罗伯特·特格尔 申请人:普里吉斯创新包装公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1