原料供应组件和用于装填垫料转换机的方法与流程

本发明涉及用于将片状原料转化为垫料包装产品的机器，并且更具体地涉及一种原料供应组件和有助于装填垫料转换机所使用的新供应片状原料的方法。

背景技术：

垫料转换机(也被称为转换机)通常将片状原料转换成密度相对更低的垫料产品，该垫料产品作为包装品在运输过程中保护物品特别有用。一些转换机生产主要用来填充包装容器中的空隙以在运输过程中防止内容物移位的垫料产品，而其它转换机生产更能缓冲冲击或振动的垫料产品。

片状原料通常以卷或折叠式叠堆的形式供应，片状原料从卷或折叠式叠堆中被引出，以便由机器转换成垫料产品。当正在供应的片状原料卷或叠堆被消耗时，装填新的卷或叠堆来代替被消耗的供应物，并且将新的卷或叠堆的前端插入到转换机中。在共同拥有的美国专利no.7,186,208中公开了一种示例性转换机，该美国专利以引用的方式并入本文。

技术实现要素：

本发明提供了一种改进型的原料供应组件和用于特别是在封闭的或受阻的空间(例如，传送机上方或横跨传送机的空间)中装填垫料转换机的方法。更具体地，本发明提供一种具有连杆机构的原料供应组件，连杆机构用于在相对较低的装填位置和相对较高的操作位置之间移动原料供应搁架。连杆机构以保持原料供应搁架相对于垫料转换机的取向的构造安装到也支撑垫料转换机的框架。框架可安装到将框架与支撑部件隔开的支撑臂，并且框架可围绕竖直轴线旋转并与支撑部件间隔开。

更具体地，本发明提供了一种用于垫料转换机的原料供应组件。原料供应组件包括原料支撑件，原料支撑件具有支撑结构，支撑结构能够在相对较低的装填位置和相对于装填位置竖直移位的相对较高的操作位置之间移动。当支撑结构在装填位置和操作位置之间移动时，支撑结构保持恒定的取向。

支撑结构可以包括用于支撑折叠式片状原料叠堆的搁架，例如用于支撑折叠式片状原料叠堆的水平搁架。

示例性原料支撑件包括用于在装填位置和操作位置之间移动支撑结构的连杆机构。连杆机构可以包括在横向间隔开的位置处连接到支撑结构且协力地操作的一对连杆。连杆机构可以包括闩锁机构，闩锁机构将支撑结构接合并保持在操作位置中。闩锁机构可以包括重力闩锁。闩锁机构可以由杆连接来协力地操作的一对间隔开的重力闩锁。连杆机构还可以包括便于在装填位置和操作位置之间移动原料支撑件的把手部件。

原料支撑件可以被安装到能够围绕竖直轴线旋转的框架。

原料供应组件可以设置成与垫料转换机组合。垫料转换机也可以被安装到具有原料支撑件的框架。垫料转换机将片状原料转换成相对更厚且密度更低的垫料产品。片状原料可以是诸如牛皮纸等纸，纸是可回收的并且由可再生资源构成。

连杆机构可以包括连接到垫料转换机的一个或多个节段，以在支撑结构移动到装填位置时，向下旋转转换机的上游端，以便于将新供应的片状原料的前端装填到转换机中。

本发明还提供了一种将片状原料装填到垫料转换机中以转化成相对更低密度的垫料产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)将原料支撑结构从升高的操作位置下降到相对较低的装填位置，(b)在装填位置将供应的片状原料装填到支撑结构上，(c)将支撑结构从装填位置提升到操作位置，以及(d)将片状原料从供给部供给到垫料转换机中，并操作垫料转换机以将供应的片状原料生产成一种或多种垫料产品。

该方法可以进一步包括以下步骤：(e)围绕竖直轴线旋转包括原料支撑结构的原料供应组件，并且旋转步骤可以包括旋转垫料转换机。

本发明的前述和其它特征在下文中被充分描述并且在权利要求中被特别指出，下面的描述和附图详细地阐述了本发明的多个说明性实施例，但是这些实施例仅是指示性的并且仅仅是可以采用本发明的原理的各种方式中的一些方式。

附图说明

图1是根据本发明的垫料转换机和原料供应组件的示意图。

图2是示例性垫料转换机的后视透视图并且对应于共同拥有的美国专利no.7,186,208的图8，转换机壳体以透明的方式呈现以示出内部部件。

图3是根据本发明的垫料转换机和原料供应组件的侧视图。

图4是图3的垫料转换机和原料供应组件的后视图。

图5是图4的原料供应组件的放大后视图。

图6是图3的原料供应组件的放大侧视图。

图7是处于上部操作位置的原料供应组件的一部分的放大侧视图。

图8是处于下部装填位置的图7的原料供应组件的放大侧视图。

图9是处于上部操作位置的根据本发明的垫料转换机和原料供应组件的另一个实施例的侧视图。

图10是图9的垫料转换机和原料供应组件的后视图。

图11是处于下部装填位置的图9的垫料转换机和原料供应组件的侧视图。

图12是图11的垫料转换机和原料供应组件的后视图。

具体实施方式

现在详细参考附图并且首先参考图1，示意性的垫料转换机通常由附图标记30表示。如下面进一步描述的那样，转换机30将来自片状原料供应部34的片状原料32转换成密度相对更低的垫料产品36，例如随机弄皱的纸垫料产品。

片状原料供应部34是原料供应组件34，该原料供应组件34包括原料支撑结构(例如搁架37)和用于使搁架37或其它原料支撑结构在下部装填位置(其以虚线示出)和相对较高的操作位置之间移动的装置。下面将讨论示例性原料供应组件的进一步细节。

垫料转换机30从供应部34沿着下游方向40拉动片状原料32，使得片状原料32从转换机30的上游端42穿过转换机30。转换机30将原料32转换成密度相对更低的垫料产品36，转换机30从与上游端42相反的下游端44处的出口分配垫料产品36。

原料供应部34一般设置成处于紧凑的构造，例如原料卷(未示出)或如图所示的大致矩形的折叠式原料叠堆。片状原料32包括一个或多个片状材料层。示例性片状原料由诸如牛皮纸等纸制成，例如基重为三十磅的牛皮纸。纸是可生物降解的、可回收的，并且由可再生资源构成，从而使其成为一种环保的选择。但是本发明不限于使用纸。一个或多个层可由另一种类型的片状材料制成，例如塑料片，或不同类型的纸，例如印刷纸、漂白纸、五十磅的牛皮纸或其它片状材料或它们的组合。由于纸是可重复使用的、可回收的，并且由可再生资源构成，所以将纸作为用于转换成垫料产品的原料是一种环保的选择。

示例性的垫料转换机30在图2中示出，并在下面被进一步详细描述。然而，本发明不限于所示的垫料转换机。

图3和图4示出了具有包装台202或其它包装表面(诸如传送机)的包装站200，容器可以搁置在该包装台202上以进行包装。包装容器例如可以是纸板箱。垫料转换机30和原料供应组件34在包装表面上方的位置处安装到支撑部件204。

如图3至图5所示，垫料转换机30和原料供应组件34被安装到框架216，框架216通过摆臂206连接到支撑部件204，摆臂206有利于使转换机30相对于包装表面202移动到最佳位置来向包装容器分配垫料。摆臂206包括两个节段208和210。第一节段208枢转地安装到支撑部件204以围绕第一轴线旋转，并且第二节段210相对于第一节段208可枢转地安装以围绕第二轴线在第一节段208与第二节段210的连接端处旋转。在所示实施例中，第一轴线和第二轴线都是竖直的。

框架216支撑转换机30和原料供应组件34，并且框架216又被支撑在摆臂206的远端处，特别是被支撑在摆臂206的第二节段210的远端处。更具体地，框架216通常安装到摆臂206的远端，特别是安装到第二节段210，并且转换机30和原料供应组件34安装到框架216。因此，框架216可围绕在摆臂206和支撑部件204之间的接合处、在第一节段208和第二节段210之间的接合处、在第二节段210的远端(摆臂206与框架216连接的位置)处的三个大致平行的竖直轴线旋转。

由于原料供应组件34和转换机30都被安装到框架216上，所以原料供应组件34可以与转换机30对准，并且框架216将有助于确保在片状原料32被供应到转换机30中时保持片状原料32的正确对准。旋转框架216使转换机30和原料供应组件34都旋转，而不改变转换机30相对于原料供应组件34的对准。

原料供应组件34包括支撑结构，在这种情况下，支撑结构是原料供应搁架或托盘37，或者是用于支撑折叠式片状原料叠堆的其它装置。作为选择，支撑结构可以包括用于对轴进行接纳和支撑的一对间隔开的支撑件，该轴支撑片状原料卷，并在原料32被引出到转换机30时围绕轴线旋转。

在空间有限的情况下，操作者可能难以到达供应托盘37以装填新供应的原料，例如折叠式纸堆。原料供应组件34及其可移动的供应托盘37使得更容易在有限的空间(例如当操作者必须跨过传送机并位于传送机之上时)中装填新的纸堆。然而，供应托盘37在其操作位置的定位必须足够高，以便不与在传送机或其它包装表面上且在其下方正被运输的盒子发生干涉。这可以为支撑部件204上的摆臂206限定期望的安装高度要求。然而，在该安装高度处的供应托盘37的高度对于许多操作者来说通常太高而不易于重新装填。

如上所述，原料供应托盘37经由框架216附接到摆臂206，以在所有操作位置中保持供应托盘37相对于转换机30的上游端处的入口的恒定对准。更具体地，原料供应组件34包括连杆220，连杆220提供用于相对于框架216或其它支撑件平移原料供应托盘37而不改变原料供应托盘37的取向和对准的装置。所示连杆220包括联接在框架216的直立部分和原料供应托盘37之间的平行节段223和224。连杆220在水平地和竖直地平移支撑结构37而不旋转原料供应托盘37的同时保持托盘37或其它支撑结构相对于转换机30的对准。因此，连杆220在保持支撑托盘37处于基本水平的取向的同时允许原料供应托盘37在升高的操作位置(图7)和降低的装填位置(图8)之间移动。

现在参考图3至图8，原料供应组件34还包括连接到连杆220来提升和降低原料供应托盘37的升降杆222。在所示实施例中，升降杆222与连接至原料供应托盘37的相应侧的间隔开的平行连杆节段224的远端连接。连杆节段223和224被设计成在托盘37在上部操作位置(图7)和相对较低的装填位置(图8)之间的整个移动过程中将托盘37保持在水平取向。例如，托盘37可以上下移动大约十八英寸(大约四十六厘米)，然而，通过修改连杆节段223和224的长度和附接点可以实现不同的高度调节。当托盘37到达其最高操作位置时，可以使用闩锁系统将托盘锁定在位。

由连杆220提供的所示闩锁系统(其在图7和图8中最佳可见)包括在托盘37的每一侧与连杆节段223和224成一体的一对重力闩锁226，以将托盘37保持在期望的位置，特别是保持在升起的操作位置。闩锁226通过连接杆228结合在一起，使得当托盘37完全升高到操作位置时，两个闩锁226同时协力地接合到锁定位置。所示重力闩锁226包括枢转地安装到上部连杆节段223的连杆节段或闩锁部件230和横向于闩锁部件230延伸且从下部连杆节段224的外侧突出的销232。闩锁部件230具有纵向延伸的狭槽，狭槽具有在远端横向于狭槽延伸的锁卡凹口。销232始终被接纳在狭槽中并且优选地保持在狭槽中。当托盘37升高到操作位置(图7)时，销232沿着狭槽移动，并被接纳在闩锁部件230中的锁卡凹口中，从而将托盘37保持在其操作位置。凹口通常具有比销232的直径大的长度。结果，意外的碰撞或振动或其它事件不会使销232从凹口移出或以其它方式使闩锁系统从其锁定位置脱离。抬起托盘37并向上移动闩锁部件230直到销232离开凹口可以使闩锁系统脱离接合，并允许托盘下降到装填位置(图8)。闩锁部件230的远端上的与连杆节段223上的枢转点相反的球形把手234有助于提升闩部件230。

在重力闩锁226接合在操作位置中之后，可以使用安全销236来将连杆节段223和224锁定在位。只有当托盘37被完全提升到操作位置并被适当地锁卡时，才能插入安全销234。安全销236可以永久地连接到系索上，当托盘已经被降低以进行装填时，系索允许安全销236悬挂在托盘37下方，或者安全销236可以被设置为永久地固定到闩锁部件230的弹簧加载销。无论哪种方式，当托盘37处于操作位置时，安全销236都插入穿过闩锁部件230和连杆220(特别是所示实施例中的连杆节段223)中的对准的开口，或者穿过托盘37的一侧。

为了降低托盘37，必须移除安全销236，并且在操作者可以使用升降杆222降低支撑托盘37以接近托盘37和转换机30之前，闩锁系统必须脱离接合。

在图9至图12中示出了与转换机30和原料供应组件34组合在一起的替代连杆机构300。连杆机构300包括上述连杆220，从而将包括托盘37的原料支撑结构连接到框架216。然而，在该实施例中，连杆300还包括将垫料转换机30连接到托盘37或其它原料支撑结构的连杆节段302和304，以在托盘37移动到装填位置时向下旋转转换机30的上游端306，以便于将新供应的片状原料的前端装填到转换机30中。这降低了转换机30的上游端306处的入口(纸进入垫料转换机30的位置)的高度，使得不仅容易将新供应的原料提升到下降的支撑托盘37上，而且还自动旋转垫料转换机30，以便更容易地将新供应的片状原料的前端供给到转换机30。

在操作位置(图9和图10)，转换机30被取向成将在转换机30的下游端310处的出口排出的垫料产品向下引导至包装站。结果，与下游端310相反的上游端306处的入口升高，并难以够到来重新装填转换机30。在前述实施例中，操作者必须在单独的步骤中手动地旋转转换机30以便够到上游端部306处的入口。当托盘37或其它原料支撑件从其操作位置(图9和图10)移动到其相对较低的装填位置(图11和图12)时，连杆300自动地使转换机30从图9和图10的下游端310朝下的取向旋转到图11和图12的上游端306朝下的取向。

与前述实施例一样，垫料转换机30和原料供应组件34安装在框架216上并对准，以便于将原料从托盘37供给到转换机30中。连杆机构300包括安装在垫料转换机30上的枢轴支架312和将枢轴支架312连接至连杆节段232和托盘37的连杆节段302和304。所示连杆300还可以起平衡作用，使得不再需要使用安全销。

在图2中示出了示例性垫料转换机，图2对应于共同拥有的美国专利no.7,186,208的图8。转换机30包括转换组件51，转换组件51用于将从原料供应组件46(图1)供应的原料转换成垫料条带。所示转换组件51通常包括在原料供应组件46下游的成型组件52和在成型组件52下游的供给组件54。供给组件54拉动来自原料供应组件的原料并使之穿过成型组件。成型组件52向内收集原料32并随机地将原料32折成大致圆形条带的形状。供给组件54的操作由控制器60控制，控制器60可以位于远程，或者如图所示安装在壳体中。

在所示实施例中，安装在壳体的上游端处的恒定进入部件或引导件110限定了用于当供给组件54将原料拉动穿过转换组件时进入成型组件52的原料32的基本恒定的进入点。原料32从恒定进入部件110流动穿过构成成型组件52的一部分的收集滑道116。收集滑道(其在所示实施例中具有漏斗形状)在原料被拉动穿过收集滑道时向内收集和折叠原料32。收集滑道的汇聚引导表面限定了逐渐变小的横截面积，由此原料自身被翻转并且被弄皱以形成具有通常纵向延伸的折叠皱折的垫料条带。

原料32的皱缩条带从收集滑道116流动穿过入口引导滑道120，入口引导滑道120可以形成收集滑道116的窄端的延续部分。入口引导滑道将原料32引导到供给组件54。在所示实施例中，引导滑道120大致为管状，并且在上游端处具有直径(其大致等于收集滑道116的相邻下游端的直径)。引导滑道120的这部分沿周向限制通过其中的原料。在入口引导滑道120的下游端处，滑道具有一个或多个凸缘或指状物122，凸缘或指状物122对应于供给组件54的上游端的形状。因此，入口引导滑道120限定了用于片状原料32从收集滑道116到供给组件54的流动的连续路径。

所示供给组件54具有包括夹持器136的一对相对的供给部件134。夹持器136在大致相对的两侧与垫料34的条带接合，以将原料32从原料供应组件34(图1)拉动穿过成型组件52。在所示实施例中，供给部件134具有类似于一对桨轮的构造。这些桨轮134由马达140(例如，旋转式电动马达140)和齿轮系中的对应齿轮141、142驱动。控制器60控制马达140的操作，马达140继而控制供给组件54的操作，以沿正向方向和反向方向移动原料。

下游或出口引导滑道160将来自供给组件54的垫料36(图1)的条带引导到转换机30的外部。片状原料在纵向间隔开的位置(例如，在折叠式片状原料的折叠线处)可以具有在片状材料的整个宽度上延伸的穿孔或其它弱化区域。这些弱化区域便于从条带分离出一段垫料。

本发明还提供了一种将片状原料装填到垫料转换机中以转化成相对更低密度的垫料产品的方法。该方法包括以下步骤：(a)将原料支撑结构从升高的操作位置下降到相对较低的装填位置，(b)在装填位置将供应的片状原料装填到支撑结构上，(c)将支撑结构从装填位置提升到操作位置，以及(d)将片状原料从供给部供给到垫料转换机中，并操作垫料转换机以将供应的片状原料生产成一种或多种垫料产品。

该方法可以进一步包括以下步骤：(e)围绕竖直轴线旋转包括原料支撑结构的原料供应组件(即旋转框架)，并且旋转步骤可以包括旋转垫料转换机。旋转步骤可以在操作垫料转换机之前执行。

使原料支撑结构下降的步骤(a)可包括围绕水平轴线旋转垫料转换机以降低转换机的上游端，装填供应的片状原料的步骤(b)可包括将片状原料的前端装填到垫料转换机中，并且提升支撑结构的步骤(c)可包括围绕水平轴线旋转转换机以降低转换机的与上游端相反的下游端，以将垫料产品引导到包装站。

下降步骤可包括在降低支撑结构之前移除安全销，并且提升步骤可包括在提升支撑结构之后插入安全销。装填供应的片状原料可以包括将折叠式片状原料叠堆放置在诸如搁架或托盘等支撑结构上，并且供给步骤可以包括将片状原料的前端供给到垫料转换机。

总之，本发明提供一种用于垫料转换机30的原料供应组件34，原料供应组件34包括原料支撑件，原料支撑件具有诸如用于折叠式片状原料32叠堆的搁架37等支撑结构。搁架37能够在相对较低的装填位置和相对于装填位置竖直移位的相对较高的操作位置之间移动。在该过程中，当支撑结构在装填位置和操作位置之间移动时，支撑结构保持恒定的取向。

尽管已经关于某些实施例示出和描述了本发明，但是在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域技术人员将会想到等同的改变和修改。特别是关于由上述整体(部件、组件、装置、组合物等)执行的各种功能，除非另有说明，否则即使在结构上不等同于执行本文所示的本发明的示例性实施例中的功能的公开结构，用于描述此类整体的术语(包括对“装置”的引用)也旨在对应于执行所述整体的指定功能(即，在功能上等效)的任何整体。另外，虽然本发明的特定特征可能已经关于几个所示实施例中的仅一个所示实施例进行了描述，但是此类特征可以与其它实施例的一个或多个其它特征组合，这对于任何给定或特定的应用是期望的和有利的。