空气缓冲件机器和方法
【专利摘要】一种用空气缓冲件机器10生产空气缓冲件的方法，所述空气缓冲件用于缓冲待在箱子80中运送的至少一个物品，所述方法包括以下步骤：确定空隙体积，所述空隙体积由箱子的体积与待在箱子92中运送的至少一个物品的体积的差来限定，以及用空气缓冲件机器生产一定量的空气缓冲件，所述一定量的空气缓冲件具有总空气缓冲件体积，所述总空气缓冲件体积等于空隙体积98。
【专利说明】
空气缓冲件机器和方法
技术领域
[0001] 本发明总地设及保护性包装，更具体地，设及空气缓冲件W及用于制作空气缓冲 件的机器。
【背景技术】
[0002] 提供保护性包装材料来包围箱子中的待在该箱子中运送的物品是已知的。保护性 包装材料置于箱子的壁和被运送的物品之间，然后通过用胶带封住关闭的翻盖来封闭箱 子。运种保护性包装可W为纸缓冲件形式的压皱的纸带、气枕或垫形式的填充空气的塑料 袋、或者泡沫"零碎"（统称为缓冲材料）。纸缓冲件和空气缓冲件典型地在具有用于该用途 的机器的现场制作，然后从机器分发到箱子中。对于泡沫零碎，它们典型地预先制造好并运 送到现场，然后从大的料斗分发到箱子中。
[0003] 还已知的是，确定箱子的体积和待在箱子中运送的物品的体积之间的差Γ空隙体 积"），然后将代表空隙体积的信号发送至纸缓冲件机器、空气缓冲件机器或泡沫零碎分发 器，W基于接收到的信号分发给定量的缓冲材料。
[0004] 用于确定空隙体积的一项技术是用诸如光学传感器或机械探针的仪器测量它。用 于确定空隙体积的另一项技术是使用仓库管理软件（"WMS" ) dWMS从数据库或查找表确定待 运送的物品的体积，选择合适尺寸的箱子，该箱子具有比物品大的体积，W容纳物品和合适 量的缓冲材料，然后从箱子体积中减去物品体积W确定空隙体积。
[0005] 根据接收的代表空隙体积的信号，纸缓冲件机器然后理论上形成适当数量的给定 长度的纸缓冲件，将它们分发到箱子中。或者，空气缓冲件机器然后理论上形成适当数量的 给定体积的空气缓冲件，将它们分发到箱子中。还或者，泡沫零碎分发器然后理论上将适当 量的泡沫零碎分发到箱子中。
[0006] 但是实践中，制作和分发的空隙填充缓冲材料的体积可能未必就恰好匹配待填充 的空隙体积，导致填充不足或填充过量。对于纸缓冲件和泡沫零碎，增加或减去短的纸缓冲 件或少量的泡沫零碎是相当简单的任务，W精确地匹配箱子中的空隙体积。但是，对于空气 缓冲件，如果空隙体积除W空气缓冲件体积不为整数，操作者必须或者减去一个空气缓冲 件，在此情况下将任由物品在运送期间在箱子中移动，或者增加一个空气缓冲件，在此情况 下，箱子的翻盖被封闭时将弯曲，使得箱子的翻盖难于用胶带封住并在运送集装箱中堆叠 箱子时造成困难。
[0007] 于是，期望在空气缓冲件机器和方法方面做出进一步改进。
【发明内容】
[000引在一个方面中，提供了一种用空气缓冲件机器生产空气缓冲件的方法，该空气缓 冲件用于缓冲待在箱子中运送的至少一个物品。该方法包括W下步骤:确定空隙体积，该空 隙体积由箱子的体积与待在箱子中运送的至少一个物品的体积的差来限定，W及用空气缓 冲件机器生产一定量的空气缓冲件，该一定量的空气缓冲件具有总空气缓冲件体积，该总 空气缓冲件体积等于空隙体积。
[0009] 空隙体积可W用仪器来测量，或者它可W基于至少一个物品的已知体积和箱子的 已知体积来计算。一定量的空气缓冲件中的每个空气缓冲件可W都具有相同的体积，或者 一定量的空气缓冲件中的除了一个W外的所有空气缓冲件可W都具有相同的体积。该方法 进一步包括W下步骤:生成代表空隙体积的信号，将该信号供给至空气缓冲件机器，W及用 该信号命令空气缓冲件机器生产一定量的空气缓冲件，该一定量的空气缓冲件具有等于空 隙体积的总空气缓冲件体积。
[0010] 在另一方面中，提供一种生产缓冲材料的保护性包装系统，该缓冲材料用于缓冲 待在箱子中运送的至少一个物品，该系统包括用于确定空隙体积的装置和空气缓冲件机 器，该空隙体积由箱子的体积与待在箱子中运送的至少一个物品的体积的差来限定，该空 气缓冲件机器响应于空隙体积而可控制，W生产一定量的空气缓冲件，该一定量的空气缓 冲件具有总空气缓冲件体积，该总空气缓冲件体积等于空隙体积。
[0011] 该系统可W进一步包括控制器，该控制器用于从用于确定空隙体积的装置接收代 表空隙体积的信号，且用于发送信号至空气缓冲件机器，命令该空气缓冲件机器生产具有 总空气缓冲件体积的一定量的空气缓冲件。用于确定空隙体积的装置可W为测量仪器、或 者为箱子体积和物品体积的数据库和用于从箱子体积中减去物品体积的处理器。该空气缓 冲件机器可W包括塑料薄膜的供给部、用于牵引该薄膜通过机器的牵引组件、用于在薄膜 的层之间注射空气的空气注射组件和用于密封薄膜的层的纵向密封组件。控制器发送信号 至牵引组件、空气注射组件和纵向密封组件，W命令空气缓冲件机器生产具有总空气缓冲 件体积的一定量的空气缓冲件。控制器可W改变空气注射组件的输出压力。
[0012] 空气缓冲件机器可W进一步包括分离组件，用于将在前空气缓冲件或空气缓冲件 串从在后空气缓冲件分离;该控制器发送信号至分离组件，W命令分离组件将在前空气缓 冲件或空气缓冲件串从在后空气缓冲件分离。
[0013] 塑料薄膜的供给部可W包括具有一系列横向加热密封部的伸长的连续管状片，该 横向加热密封部形成在塑料片中且沿着该片的纵向范围间隔开，且一系列横向穿孔线沿着 该片的纵向范围间隔开。
[0014] 并入此说明书中并构成此说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，连同上 文给出的
【发明内容】
一起W及下文给出的【附图说明】，用于解释本发明的原理。
【附图说明】
[0015] 图1为可在本发明的实践中使用的空气缓冲件机器的立体图。
[0016] 图2为类似于图1的视图，但去掉了薄膜的卷轴和空气缓冲件串。
[0017] 图3为使用图1和图2的空气缓冲件机器的系统的框图。
[0018] 图4为图3中的系统的操作流程图。
[0019] 图5为可由图1-4的机器和系统生产的两串空气缓冲件的侧视图。
[0020] 图6A为用于在图1和图2的机器中使用的塑料薄膜的折叠片的俯视图。
[0021] 图6B为可由图1-4的机器和系统生产的空气缓冲件串的俯视图。
[0022] 图7为可在本发明的实践中使用的另一空气缓冲件机器的立体图。
[0023] 图8为使用图7的空气缓冲件机器的系统的框图。
[0024] 图9为容纳待在箱子中运送的物品的运送箱的侧视图。
【具体实施方式】
[0025] 首先参照图1和图2,图示了一种用于生产空气填充的缓冲件的空气缓冲件机器 10,该空气填充的缓冲件用作保护性包装的缓冲材料。图1和图2中图示的机器10为从本发 明的受让人处可买到的AI民pluS'v'Excel机器。
[0026] 图示的机器10包括机器框架12、塑料薄膜14的供给部、用于牵引塑料薄膜14通过 机器10的牵引组件16、用于在塑料薄膜14的层之间注射空气的空气注射组件18、W及在薄 膜的层之间注射空气之后用于将塑料薄膜的层密封在一起的纵向加热密封组件20。
[0027] 参照图6A和图6B，塑料薄膜14的供给部为从连续的管状片形材料26的卷轴提供至 机器10的预成型的聚合物薄膜，由此提供伸长片形的两层并列的塑料薄膜。一系列的横向 加热密封部30形成在塑料薄膜的层中，沿着片26的纵向范围间隔开，且从片26的一个纵向 侧边缘28延伸至马上就到片26的另一个纵向侧边缘38处。在每个横向加热密封部30中，形 成穿孔的横向划线或线32,用于在从相邻的在后空气缓冲件34分离在前空气缓冲件34、或 者在从相邻的在后空气缓冲件34分离空气缓冲件34的在前串36。应注意的是，虽然如图示 的单个连续的加热密封部30形成了在前空气缓冲件34的在后端和在后空气缓冲件34的在 前端，但是片26也可W形成有两个完全不关联的间隔开的加热密封线，其中在前加热密封 线形成在前空气缓冲件34的在后端和在后加热密封线形成在后空气缓冲件34的在前端。于 是，本文意图涵盖所有运种薄膜的变型。
[00%]返回参见图1和图2并且仍参照图6A和图6B，聚合物薄膜26的管状片从供给卷轴14 展开并传输经过固定叶片47(W虚线示出）。叶片47连续地割开薄膜26的片的纵向侧边缘 38,在管状薄膜中建立开口且由相邻的一对横向加热密封部30形成每个袋。
[0029] 膨胀组件18包括定位在叶片47的下游的膨胀管46、W及环境空气鼓风机或其他空 气源或其他液体(未示出），用于在薄膜传送经过管46时使由横向加热密封部30形成的每个 袋膨胀。管46构造为在片26已由叶片47割开后定位在薄膜片26的两个层之间；由此牵引组 件16牵拉薄膜片26的两个层越过管46。
[0030] 牵引组件16包括在膨胀组件18下游的一对相对的旋转Teflon"带40、42。带40、42 夹紧薄膜26的片的边缘38并传送薄膜。带40、42中的每个由相应的驱动漉41、43驱动。
[0031] 纵向的加热密封组件20包括在带40、42中的一个或两个下面的电加热密封线或丝 48(W虚线示出）。线48通过烙化、加热焊接或W其他方式融合袋中的相应开口的两个薄膜 层而连续地形成密封部22, W封住空气，使得袋如相互连接的缓冲件34般保持膨胀，其中袋 由横向加热密封部30的相邻者形成。
[0032] 薄膜14的卷轴支撑在屯、轴50上。薄膜14的片经过导向杆52并进给到牵引组件16 中。所形成的空气缓冲件34沿着卸货滑动件54从牵引组件16和纵向加热密封组件18向下滑 动。操作者界面面板56设置为用于一般性地操作机器10,诸如开启和关闭机器10、给机器10 供给各种输入、W及用于接收来自机器10的各种输出。
[0033] 现在参照图3和图9,图示了并入机器10的系统的框图60。例如光学传感器或机械 探针等的测量仪器62可W设置为测量所选择的在其中运送物品82、84的箱子80的体积与待 在箱子80中运送的物品82、84的体积之间的差，即空隙体积。该测量仪器62然后将代表该空 隙体积的信号发送至控制器64,该控制器64发送各种信号至空气缓冲件机器10的各种组 件，例如牵引组件16、空气注射组件18和纵向加热密封组件20，用于控制运些组件。
[0034] 可替换的，在处理器上运行的仓库管理软件（"WMS")70可W用于计算空隙体积。 WMS 70从数据库或查找表中确定待运送的物品82、84的体积，选择合适尺寸的箱子80和合 适量的缓冲材料，该箱子80具有比物品82、84大的体积，W便容纳物品82、84，然后从箱子80 的体积中减去物品82、84的体积，W确定空隙体积。WMS 70然后将代表空隙体积的信号发送 至控制器64,该控制器64发送各种信号至空气缓冲件机器10的各种组件，例如牵引组件16、 空气注射组件18和纵向加热密封组件20,用于控制运些组件。在受让人的第2009/0277139 号美国专利公开文件中更具体地描述了对WMS 70的操作，特此通过引用的方式并入本文， 就像完整地记载了它的全部内容一样。
[0035] 现在参照图4,图示了并入机器10的系统的操作步骤的路程图90。操作该系统时的 第一步骤是确定空隙体积，在92处标识出。如上文所讨论的，空隙体积可W通过测量或通过 计算来确定。操作该系统时的第二步骤是基于所确定的空隙体积生成信号，在94处标识出。 操作该系统时的第Ξ步骤是将基于所确定的空隙体积将信号发送至空气缓冲件机器10,在 96处标识出。最后，操作该系统时的第四和最后的步骤是命令空气缓冲件机器10生产一定 数量的空气缓冲件34,该空气缓冲件具有等于空隙体积的总体积，在98处标识出。
[0036] 目前的空气缓冲件机器使机器上生产的所有空气缓冲件都膨胀相同的膨胀值，例 如每个单个的空气缓冲件的可用体积的75%。用本发明的系统，空气缓冲件机器10可W使 一串空气缓冲件中的各个空气缓冲件都膨胀到75%、大于75%或者小于75 %，使得一串空 气缓冲件中的总空气缓冲件体积等于空隙体积。参照图5，W示意性地图示了待填充有空气 缓冲件的空隙体积。作为一个示例，W可W由机器10生产一串十个空气缓冲件34、每个膨胀 到容积的50%来实现。作为另一示例，VV可W由机器10生产一串六个空气缓冲件34b、每个 膨胀到容积的80%且一个空气缓冲件34c膨胀到容积的20%来实现。作为还一示例，W可W 由机器10生产一串空气缓冲件、每个膨胀到不同的容积来实现，只要该串空气缓冲件中的 空气缓冲件总体积等于VV即可。本发明的系统具有所有运些能力，所有能力都由本发明的 范围所涵盖。
[0037] 空气缓冲件很可能具有最小可允许膨胀值使得它作为缓冲材料高效地发挥作用、 W及最大可允许膨胀值使得它作为缓冲材料高效地发挥作用且不会有使缓冲件胀破的风 险。用运两个值作为输入，控制器/处理器可给定的可接受的膨胀值来确定适当数量的 空气缓冲件，W形成W，然后通过改变空气鼓风机的输出压力控制膨胀组件、控制牵拉组件 且控制密封组件，W便W恰当的膨胀生产恰当数量的空气缓冲件。可替换地，控制器/处理 器可W控制膨胀组件形成恒定的空气鼓风机输出压力、通过改变薄膜的速度控制牵拉组 件、由此控制正形成的空气缓冲件暴露至膨胀组件的时间量W借此改变膨胀值、且控制密 封组件，W便W恰当的膨胀生产恰当数量的空气缓冲件。所有运些变型都由本发明的范围 所包涵。
[0038] 现在参见图7,用相似的数字来表示相似的元件，图示了用于生产填充空气的缓冲 件的另一机器100,填充空气的缓冲件用于作为保护性包装的缓冲材料。机器100包括机器 框架12、塑料薄膜(未示出）的供给部、用于牵引塑料薄膜通过机器100的牵引组件16、用于 在塑料薄膜的层之间注射空气的空气注射组件18、在薄膜的层之间注射空气之后用于将塑 料薄膜的层密封在一起的纵向加热密封组件20、W及用于将在前空气缓冲件或空气缓冲件 串从在后空气缓冲件分离的分离组件120。分离组件120包括W比牵引组件16的带40、42高 的速度操作的一对相对的旋转带122、124,该相对的旋转带122、124选择性地与薄膜片26的 边缘38(在机器10中的此处，其已经密封起来，割开之后，如在22处)可接合，刺出"穿孔 线32。参照受让人的第7,571，589号美国专利可W 了解分离组件的进一步的细节，特此通过 引用的方式并入本文，就像完整地记载了它的全部内容一样。
[0039] 现在参照图8,再次用相似的数字来表示相似的元件，图示了并入器100的系统的 框图130。框图130类似于图3的框图60,区别在于控制器64还发送信号至分离组件120,用于 控制此组件。
[0040] 应注意的是，在本发明的实践中可W使用其他形式的薄膜。例如，一种类型的薄膜 为沿着纵向中屯、线纵向地折叠成一半的伸长片。横向加热密封部和穿孔线则形成在折叠片 中。然后，将该片卷至供给卷轴。由此，该类型的薄膜供给不必要求在空气注射之前割开;纵 向密封组件密封折叠片的自由边缘。
[0041] 发明的所示出和描述的各种实施例只不过仅用于说明目的，因为附图和说明书并 非意图W任何方式约束或限制权利要求的范围。本领域的技术人员可W 了解，在不背离本 发明的精神和范围的情况下，可W对本发明做出各种改变、变型和改进。因此，本发明在其 更宽泛的方面不受具体细节W及所示出和描述的代表性的设备和方法的限制。因此，在不 背离本发明的精神和范围的情况下，可W从运些细节做出变更。本发明在于本文所描述的 每个单个的特征，单独的、W及W运些特征的任何和全部的所有组合。于是，本发明的范围 应当仅由所附的权利要求及其等同方式来限制。
【主权项】
1. 一种用空气缓冲件机器生产空气缓冲件的方法，所述空气缓冲件用于缓冲待在箱子 中运送的至少一个物品，所述方法包括以下步骤： 确定空隙体积，所述空隙体积由所述箱子的体积与待在所述箱子中运送的所述至少一 个物品的体积的差来限定，以及 用所述空气缓冲件机器生产一定量的空气缓冲件，所述一定量的空气缓冲件具有总空 气缓冲件体积，所述总空气缓冲件体积等于所述空隙体积。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙体积用仪器来测量。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述空隙体积基于所述至少一个物品的已知体积 和所述箱子的已知体积来计算。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述一定量的空气缓冲件中的每个空 气缓冲件都具有相同的体积。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述一定量的空气缓冲件中的除了一 个空气缓冲件以外的所有空气缓冲件都具有相同的体积。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤： 生成代表所述空隙体积的信号， 将所述信号供给至所述空气缓冲件机器，以及 用所述信号促使所述空气缓冲件机器生产所述一定量的空气缓冲件，所述一定量的空 气缓冲件具有等于所述空隙体积的所述总空气缓冲件体积。7. -种生产缓冲材料的保护性包装系统，所述缓冲材料用于缓冲待在箱子中运送的至 少一个物品，所述保护性包装系统包括： 用于确定空隙体积的装置，所述空隙体积由所述箱子的体积与待在所述箱子中运送的 所述至少一个物品的体积的差来限定，以及 空气缓冲件机器，其响应于所述空隙体积而可控制，以生产一定量的空气缓冲件，所述 一定量的空气缓冲件具有总空气缓冲件体积，所述总空气缓冲件体积等于所述空隙体积。8. 根据权利要求7所述的保护性包装系统，其中所述用于确定所述空隙体积的装置为 测量仪器。9. 根据权利要求7所述的保护性包装系统，其中所述用于确定所述空隙体积的装置为 箱子体积和物品体积的数据库和用于从箱子体积中减去物品体积的处理器。10. 根据权利要求7至9中任一项所述的保护性包装系统，进一步包括控制器，所述控制 器用于从所述用于确定空隙体积的装置接收代表所述空隙体积的信号，且用于发送信号至 所述空气缓冲件机器，命令所述空气缓冲件机器生产具有总空气缓冲件体积的所述一定量 的空气缓冲件。11. 根据权利要求10所述的保护性包装系统，其中所述空气缓冲件机器包括： 塑料薄膜的供给部， 牵引组件，用于牵引所述塑料薄膜通过所述机器， 空气注射组件，用于在所述塑料薄膜的层之间注射空气，以及 纵向密封组件，用于密封所述塑料薄膜的所述层，且 其中所述控制器发送信号至所述牵引组件、所述空气注射组件和所述纵向密封组件， 以命令所述空气缓冲件机器生产具有总空气缓冲件体积的所述一定量的空气缓冲件。12. 根据权利要求11所述的保护性包装系统，所述塑料薄膜的供给部包括具有一系列 横向加热密封部的伸长的连续管状片，所述横向加热密封部形成在塑料片中且沿着所述片 的纵向范围间隔开，且一系列横向穿孔线沿着所述片的所述纵向范围间隔开。13. 根据权利要求11或12所述的保护性包装系统，其中所述控制器改变所述空气注射 组件的输出压力。14. 根据权利要求10至13中任一项所述的保护性包装系统，所述空气缓冲件机器进一 步包括分离组件，用于将在前空气缓冲件或空气缓冲件串从在后空气缓冲件分离，且其中 所述控制器发送信号至所述分离组件，以命令所述分离组件将所述在前空气缓冲件或空气 缓冲件串从所述在后空气缓冲件分离。
【文档编号】B31D5/00GK105936142SQ201610124264
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】托马斯·G·埃克尔
【申请人】施托奥派克有限公司