CN101466531A - 紧凑型垫料转换机 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型垫料转换机，包括具有限制入口的聚合斜槽，具有密封变速箱的动力进料组件，多个可互换电源，和限制出口斜槽。该转换器能将原材料转换成用于在包装箱中包装一个或多个货物的垫料。该限制入口和出口使得外部货物更难以进入该转换机并中断该转换程序。该密封变速箱设置在该进料组件的驱动元件和电动机之间以便于该进料组件的维修和修理，同时也保护该变速箱。最后，该电源向该电动机提供电能并可包括电存储器设备，例如电池，或可与用于以合适的形式向电动机供电的电源连接的交流电－直流电转换器。

Description

紧凑型垫料转换机

技术领域

[0001]本发明一般涉及一种用于将原材料转换成垫料产品的垫料转换机及其各种改进。

背景技术

[0002]垫料转换机，也称为转换器，一般将片材原材料转换成一条垫料。该垫料设置在装有一个或多个需运输货物的包装箱中。

[0003]一些转换机生产垫料产品，该垫料产品主要用于提供包装中的缓冲以在运输中防止或最小化对所容纳货物的损坏。例如作为参考并入这里的美国专利No.5,674,172公开了用于将片材原材料转换成缓冲垫料产品的缓冲转换机。该缓冲转换机包括成型组件，该成型组件使得该片材原材料的侧向边缘向内旋转以成型具有三维形状具有与中间带分离的枕状部的带条。该成型组件包括在其上方拉动该片材原材料的成形元件和与该成形元件协作以将该片材原材料的边缘向内滚动以形成侧向枕状部的聚合斜槽。该成型组件的进料机构下游推动该片材原材料通过该成型组件。该进料机构也沿该薄中间带连接该片材原材料的重叠层。该进料机构具有一对类似旋转齿轮的元件，该元件接合或拉动该成形元件上的片材原材料通过该聚合斜槽，并通过冲压连接该薄中间带中的重叠层以保持该带条的三维形状。该转换机还包括切割机构，该切割机构用于将该带条切割成用作保护缓冲垫料产品的所需长度的分隔部分或垫料。

[0004]其他转换机生产垫料产品主要用于充满包装中的空间以防止或最小化运输中所容纳货物的移动。这些机器典型地以相对高速运转。在国际专利申请No.PCT/US2001/018678，2001年12月13日公开的公开号为WO01/0194107，和2003年4月22日申请的国际专利申请No.PCT/US2003/012301，2003年10月30日公开的公开号为WO03/089163中公开了示例性垫料转换机，其作为参考并入在此。

[0005]这类型示例性机器包括用于将片材原材料成形为连续带条垫料的成型组件和用于推进该片材原材料通过该成型组件的拉动组件。该成型组件包括与聚合斜槽类似的漏斗部，该片材原材料通过该漏斗部以将该片材原材料成形为垫料带，并将该成型的垫料带导向该拉动组件。该拉动组件包括至少两个对置夹持器，至少一夹持器可通过与另一夹持器相对的垫料传输区域移动。该夹持器共同形成它们之间的间隙且用于夹持其中的片材原材料并且推动它通过该传输区域。该移动夹持器包括多个叶片，该叶片辅助形成间隙并接合该片材原材料。该夹持器能帮助折叠该垫料带中的褶皱折痕以帮助它保持它的形状。但是，与上述缓冲转换机中的类似齿轮元件相反，由于该夹持器之间的间隙，该夹持器一般不能将通过其中的片材原材料层冲压或缝合在一起。

发明内容

[0006]紧凑型垫料转换机包括具有限制入口的聚合斜槽，具有密封变速箱的动力进料组件，多个可互换电源，和限制出口斜槽。该转换机能将片材原材料转换成用于在包装箱中包装一个或多个货物的垫料。该限制入口和限制出口使得外部货物更难以进入该转换机并中断该转换进程。该密封变速箱设置在该进料组件的驱动元件和电动机之间以便于该进料组件的维修和修理，同时也保护该变速箱。最后，该电源向该电动机提供电能并可包括电存储器设备，例如电池，或可与用于以合适的形式向电动机供电的电源连接的交流电-直流电转换器。

[0007]因此，用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的垫料转换机包括动力进料组件和至少两个电源。该进料组件具有用于接合并进给原材料的至少一旋转元件，和用于驱动至少一旋转元件的直流电动机。该电源可互换的连接该电动机。第一电源具有电池，且第二电源与交流电源连接并具有用于向电动机提供直流电的交流电-直流电转换器。在包装***中，该转换器可安装到支架上，该支架也可支承电源和/或片材原材料给料器。

[0008]用于将片材原材料转换成相对更低致密性垫料产品的另一垫料转换机包括用于进给片材原材料的具有至少一旋转元件的动力进料组件，用于驱动该至少一旋转元件的电动机，和设置在该至少一旋转元件和该电动机之间用于从该电动机向该至少一旋转元件传输旋转运动的变速箱。该变速箱包括容纳至少一齿轮的壳体，该壳体具有用于接收电机轴的第一开口和用于接收每个旋转元件轴的第二开口。该电动机轴可通过该壳体的一侧且该旋转元件轴可通过该壳体相对侧。该电动机可安装到该变速箱壳体上。

[0009]用于将片材原材料转换成相对更低致密性垫料产品的又一垫料转换机，包括聚合斜槽，该聚合斜槽具有大致在向下方向向彼此聚合的第一对对置侧壁和与该侧壁相互连接的第二对对置上壁和下壁。该上壁和下壁形成接近该斜槽上游端的收缩结构，其中该上壁和下壁逐渐向彼此聚合以使它们之间的最小距离不大于大约30mm。

[0010]用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的另一垫料转换机，包括用于进给原材料的动力进料组件和该进料组件的输出斜槽下游，该输出斜槽引导该原材料进入与该进料组件隔开的输出开口。该输出斜槽具有一对对置壁面，该壁面之间具有邻接该输出开口的不大于大约32mm的最小距离。该输出斜槽可具有大约150mm至大约200mm的长度。

[0011]将在下文充分描述本发明的前述和其他特征并特别地在权利要求、本发明一个或多个示例性实施例中详细描述的说明书和附图中指出。但是这些实施例是能运用本发明原理的各种方法中的一些。结合附图，本发明的其他目标、优点和特性将由于以下对本发明的详细描述而变得显而易见。

附图说明

[0012]图1是从上方且向该转换机上游端看到的与本发明一致的示例性垫料转换机的透视图，

[0013]图2是处于提升位置的用于支承该转换机和片材原材料给料器的支架的透视图，

[0014]图3是图1的转换机的侧视图，

[0015]图4是图1的转换机的上视图，

[0016]图5是图1的转换机的下视图，

[0017]图6是从该转换机的下游端向上游端看到的图1转换机的前视图，

[0018]图7是从该转换器上游端向下游端看到的图1转换机的后视图，

[0019]图8是从下部观察且向该转换机的上游端看到的图1转换机的透视图，

[0020]图9是图1所示转换机的分解图，

[0021]图10是与本发明一致的转换机供能部分的示意图，

[0022]图11是用于图1所示转换器的具有电池的电源的透视图，

[0023]图12是用于图1所示转换器的具有AC-DC转换器的电源的透视图，

[0024]图13是示例性垫料带的透视图。

具体实施方式

[0025]现在详细参考附图，并先参考图1-9，图1示出用于将片材原材料22(图3)转换成垫料带24(图13)的示例性紧凑型垫料转换机(也就是转换器)20。该转换器20是包装***26的一部分，该包装***也包括图2所示的调节支架40，该转换器20可以提升位置安装到该可调节支架上。

[0026]图2中所示支架40包括基体42和可伸缩调节的立柱44，该转换器20可固定到该立柱上。基体42包括轮子46以便该支架40可容易地运动。但是该支架40的基体42可具有不同结构，例如用于安装到工作台上的夹钳。

[0027]现在再参考图9，该转换器20可通过一对转动导向片50安装到支架40上，该转动导向片通过穿过大致U形支架54的臂体的枢轴52枢轴转动，该转换器的基体能固定到图1和2所示的支架的“A”位置。该支架40和该转换器安装支架54协作以允许该打包机定向该转换器20以便该转换器20正确地排出该打包机所需的垫料产品。特别地，该支架40和该转换器安装支架54运行以允许该打包机绕基本竖直轴旋转该转换器30并绕基本水平轴枢转该转换器20。该所示支架40也允许该打包机提升并降低该转换器20的高度。这种可调节性具有几个优点。例如旋转该转换器20允许在分隔的包装工位的绕该支架40竖直旋转轴隔开的多个打包机使用同一转换器20。也就是该转换器20能根据需要在两个包装工位之间向后并向前摆动。绕水平轴枢转该转换器20允许该打包机改变该垫料相对支架40或包装面(未示出)离开该转换器20的角度。此外，调节该支架高度可容纳例如不同范围的箱体尺寸或不同高度的打包机。

[0028]该支架40也包括例如安装在立柱上的所示浅槽60的用于支承例如图3所示片材原材料22给料器62的支撑件。该给料器62向该转换器20提供一层或多层片材原材料，该片材原材料典型地由纸、特别是牛皮纸，特别是15英寸(大约38厘米)宽到大约30英寸(大约76厘米)宽的牛皮纸组成。一般的宽度是22.5英寸(大约57厘米)。纸垫料产品是环境保护型包装材料；纸是可回收、可再利用的并且是可再生资源。但是其他片材原材料可适当地代替纸。

[0029]该片材原材料优选地在横跨其宽度延伸并沿该片材原材料隔开的区域中进行打孔或其他弱化。该片材原材料典型地作为在折叠处打孔的连续扇形折叠片材供应。这些弱化区域使得更容易通过例如撕开而将垫料产品和垫料带分离，这样当该带条从转换机排出时，可撕开所需长度的垫料。

[0030]该转换器20包括壳体70，该壳体用于容纳用于将片材原材料转换成垫料产品的转换组件72。该转换组件72包括聚合斜槽74和该聚合斜槽74的动力给料组件76下游。该片材原材料22输送至该转换器壳体70的上游端80，且该进料组件76从该给料器(未示出)拉动该片材原材料并通过该聚合斜槽74。该聚合斜槽74向内聚合并将该片材原材料弄皱成具有大致圆形横截面形状，典型地具有一个或多个纵向延伸褶皱波瓣的褶皱带或绳24的形状(图13)。该已转换片材原材料作为完成的垫料带在该转换器20的下游端82离开该壳体70。这里所用的术语“上游”和“下游”指的是该片材原材料通过该转换器20从该转换器的上游端80向下游端82的流动。

[0031]在所示实施例中，该壳体70具有形成下壁的相对平坦底部90和具有大致U形横截面的形成侧壁和上壁的上部92。在所示实施例中该下部90具有大约17毫米厚的中空形状，其具有一个或多个安装其上以提供额外支承的并增加该转换器壳体70刚性的加强支架94。该转换器壳体70的上部92包括提供该聚合斜槽74上部的上游段96，和覆盖该进料组件76的下游段98。该下游段98也有助于形成该进料组件76的在输出开口102终止的出口斜槽100下游。具有两个容易移除的上部段96和98的所示壳体70简化了该转换器20的维护和操作。该壳体70和该转换组件72的构件大致形成该片材原材料在大致上游向下游的方向通过该转换器20的路径。

[0032]形成该片材原材料通过该转换机20的路径的该转换组件72的这些构件之一是在图4和7中最优示出的聚合斜槽74。该聚合斜槽74具有在下游方向大致向彼此聚合的第一对对置侧壁110和相互连接侧壁110的第二对对置上壁112和下壁114。该斜槽74的聚合臂110形成在下游方向逐渐变小的横截面积，由此该片材原材料自身转向并褶皱以形成垫料带。

[0033]该上壁112和下壁114也形成邻接该斜槽74上游端的收缩结构120，其中该上壁112和下壁114组件向彼此聚合以在它们之间形成不大于30毫米的最小距离。

[0034]在所示实施例中，该上壁112包括上组件弯曲以形成半柱形的伸出部122，该伸出部122横穿上游到下游方向的片材原材料路径延伸。其他弯曲形状也是合适的。该下壁114也包括大致与上伸出部122对齐的相应柱形下伸出部124以形成收缩结构120。该伸出部122和124之一或两者的纵轴可以是直的或弯曲的。该下伸出部124也形成该转换器20的下部上游边缘，并且也形成组件弯曲表面以引导该片材原材料进入该聚合斜槽74。在所示实施例中在上游方向在中间弯曲的下伸出部124大致提供用于该片材原材料进入该聚合斜槽74的相对不变的入口点。

[0035]在该聚合斜槽74的上游端的收缩结构120限制外部货物进入该干扰转换程序的聚合斜槽74的能力。该收缩结构120一般具有与用于转换器20的片材原材料宽度相同的宽度。在示例性转换器20中，侧壁110在收缩结构120典型地分隔大约80厘米。

[0036]该动力进料组件76与作为参考并入在此的2004年7月8日申请的美国专利申请No10/887,220，并在2005年8月18日公开的公开号为2005-0181924中公开的动力进料组件相似。该进料组件76具有至少一旋转元件130，且在所示实施例中它包括一对旋转元件130，该一对旋转元件用于接合并从给料器在下游方向通过聚合斜槽74输送片材原材料。旋转元件130还褶皱该片材原材料并帮助将该褶皱片材原材料固定在它的褶皱状态。

[0037]每个该对置旋转元件具有均匀周向间隔布置的多个叶片132。每个叶片132在其侧面具有稍微V形或向外开口凹腔或凹槽，这样该旋转元件130的转动引起该叶片132通过大致沙漏形的容积吹扫。该对置叶片132组共同形成通过间隙或通道136该通过间隙或通道136由于该叶片132随着该旋转130元件的旋转向彼此逐渐运动而逐渐变窄。当交替叶片132通过该重叠区域运动时，该对置旋转元件130的沙漏形容积可以相互重叠。换句话说，随着该旋转元件旋转该对置叶片132连续横向朝向或“靠近”彼此运动从而在其中间夹持该片材原材料。

[0038]一旦该对置叶片132接合垫料带条，在它们沿通过进料组件76的片材原材料路径输送过程中，它们保持对该带条的夹持。在进料组件76的下游端，该对置组叶片132逐渐彼此偏离以释放该垫料带条。

[0039]该转换器20也包括一个或多个导向元件140，该导向元件引导从该聚合斜槽74聚合的垫料带并通过进料组件76，当垫料带通过该进料组件时不明显影响该进料组件76的运行或该垫料带的褶皱。该导向元件140通过对置旋转元件130之间的间隙136从该进料组件76的位置上游延伸到该进料组件76的位置下游以引导该片材原材料通过该旋转元件130。该导向元件140典型地固定在上游端，例如固定在形成该聚合斜槽74的壳体70的部分，并且在下游端是自由的。每个导向元件140一般具有足够的柔韧性以从该垫料带通过的、完全在导向元件140之间的通道中移出。该导向元件140可由尼龙形成，例如尼龙扎带，也可以是扎带。

[0040]该进料组件76向下游输送该片材原材料并通过该输出斜槽100，该输出斜槽引导该片材原材料至与该进料组件76间隔的输出开口102，且这样排出该转换器20。该输出斜槽100提供从该进料组件76到该输出开口102的连续路径。该输出斜槽100具有一对对置壁面144，该对置壁面之间具有邻接该输出开口102的不大于大约32毫米的最小距离。该输出斜槽100一般提供用于该片材原材料的矩形通道，虽然它可具有其他形状，包括例如具有大约25毫米的输出开口102顶部附近的宽度和大约32毫米的输出开口102底部附近的宽度和大约87毫米的高度的梯形。该输出斜槽100具有从该进料组件76到该输出开口102的大约150毫米至大约200毫米的长度。该输出斜槽100的狭窄部宽度约束或限制或妨碍干扰该转换进程的外部货物进入该输出斜槽100，并引导该片材材料并将它形成垫料带。

[0041]该进料组件76由电动机150驱动。在示例性实施例中，该进料组件76的旋转元件130由旋转电机150驱动，并且通过传动系中的至少一齿轮，和典型地至少两个齿轮将旋转运动从电动机150传输给该旋转元件130。该旋转元件130通过键或其他方式固定到与其旋转的各自轴152上。该旋转元件130的轴大致在与电动机150的轴154的轴平行的方向上延伸。在所示实施例中，该传动系包括固定到电动机150的轴上的小齿轮156和固定到旋转元件130的每个轴152上的正齿轮156和158。这样齿轮156和158将该旋转运动从电动机150的轴传输到该旋转元件130的轴152。

[0042]该变速箱160设置在该旋转元件130和电动机150之间。该变速箱160包括壳体162，该壳体包括大致矩形横截面的大致管状部164和封闭并密封该管状部164的开口端，并由此将至少一齿轮封闭在该变速箱160中的一对端盖166。该变速箱壳体162具有供用于接收电动机150的轴的壳体162的一侧通过其中的第一开口170，和在相对侧用于接收该旋转元件130的轴152的壳体162的另一侧中的一对第二开口172。该旋转元件130的轴152以对准该变速箱160对置侧面中开口的方式安装在具有衬套176的变速箱壳体162中，并且通过该转换器壳体70延伸到封闭在该转换器壳体70的底部90的相对侧上的旋转元件130。

[0043]该变速器壳体160安装到该转换器壳体70上，并且该电动机150通过该电动机150的轴154从该变速箱壳体162的相对侧从开口172进入该变速箱壳体162的方式安装到该变速器160的相对侧，该旋转元件130的轴152通过该开口172延伸。

[0044]该电动机150是典型的直流(DC)电动机。该示例性DC电动机是24伏DC电动机，例如该电动机能以大约每分钟2300转旋转它的轴，并且提供大约100至150瓦特的能量。该电动机的电源线包括用于与电源快速断开的连接。

[0045]转向参考附图10-12，该垫料转换器20也包括可互换连接到电动机150上并由此连接到该动力进料组件76上以向其输送电能的至少两个电源200和202。控制器203可与电源200和202分离设置，或者控制器可并入在每个电源200和202中以提供必要的控制功能。在示例性转换器20中，每个电源200和202具有壳体204，该壳体具有与其他电源相同的尺寸。因此，用于每个电源的壳体204典型地是基本相同的，这样该电源200和202容易彼此互换。每个电源200和202可包括提供用于表示该电源200或202在运行的视觉输出的指示灯206，能在紧急情形断开电源200或202的紧急停止按钮208，和可从壳体204外部进入的一个或多个保险丝210。第一电源200具有电池212且第二电源202可与交流电源(AC)电源连接并具有用于向电动机150供应直流电的AC-DC转换器214。

[0046]示例性电源提供以不超过6.5安培电流的24伏DC输出并向电动机150提供大约100至150瓦的能量。该AC电源202能提供110伏或220伏交流电用于转换电压为供应给电动机150的直流电。该AC电源202包括用于连接到出口或其他交流电源的电源线215，且该电池电源200包括用于电池充电器216的联接器217。提供联接器219将电源与电动机连接，且该联接器也可用于对电池再充电的连接。

[0047]在所示实施例中，图2中所示支架48也包括用于将电源200或202安装到立柱44上的支架220。该电源安装支架220具有一对键槽222，该键槽用于接收从电源壳体204后侧伸出的相应一对螺钉(未示出)。可以使用用于安装电源200或202并将电源200或202连接到电动机150上的其他机构。

[0048]例如一个或多个脚踏板230的输入设备可与电源200和202连接以控制从电源200或202向电动机150的能量供应。例如，为了生产垫料，打包机可按压在该脚踏板上直到产生所需长度的垫料，且然后释放该脚踏板230以停止该转换器。该打包机沿进料组件76的打孔线或下游撕开垫料。可替换地，该打包机能第一次按下脚踏板230以开启电动机150，且这样第二次按下脚踏板以停止电动机。也可使用向转换器20和进料组件76发送信号以启动和停止的其他装置。

[0049]每个电源200和202也可包括用于多个脚踏板或其他类型开关的多个联接器，这样能由绕垫料转换器20的各种工位的多个打包机使用该转换器。例如，该转换器20可由在彼此大约90度分离工位的两个不同打包机共用，并且该转换器20可绕支架40的轴转动以指向各自打包机的输出开口102，由此该打包机能使用最接近脚踏板230以控制能量供应且这样将该片材原材料转换成垫料产品。

[0050]虽然参考特定示例性实施例示出且描述本发明，但是显然本领域技术人员可以根据对说明书和附图的阅读和理解而进行可替代的改变和修改。特别地，参考上述构件执行的各种功能，除非另外说明，用于描述这些构件的术语(包括“装置”)与执行所描述构件的特定功能的任何构件(也就是所功能相同)相对应，即使与执行这里所示的本发明示例性实施例功能的所公开结构不同。此外，虽然仅根据几个实施例之一公开本发明的特定特征，但是当对于任何给定或特定应用需要并有利时，这种特征可以与其他实施例的一个或其他特征相结合。

Claims (19)

1.一种用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的垫料转换机，包括具有用于接合并进给原材料的至少一旋转元件的动力进料组件，和用于驱动至少一旋转元件的直流电动机；和可互换连接到该电动机上的至少两个电源，第一电源具有电池，且第二电源可连接到交流电源上并具有用于向该电机供应直流电的交流电-直流电转换器。

2.一种包装***，包括如权利要求1的垫料转换机，和用于在提升位置支承该垫料转换机的支架，其中该电源可移除安装到该支架上。

3.如权利要求2所述***，其中该支架包括用于供应原材料的支承。

4.如权利要求1所述转换机，其中该电源相对该垫料转换机远距离设置。

5.如权利要求1所述转换机，其中每个电源向电动机提供大约24伏直流电，且电流不大于6.5安培。

6.如权利要求1所述转换机，其中该电源包括用于输入设备的联接器以控制对该电动机的能量供应。

7.一种用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的垫料转换机，包括用于进给原材料的动力进料组件，该动力进料组件具有至少一旋转元件，用于驱动该至少一旋转元件的电动机，和设置在该至少一旋转元件和电动机之间用于从电动机向该至少一旋转元件传输旋转运动的变速箱，该变速箱包括封闭至少一齿轮的壳体，该壳体具有用于接收电动机轴的第一开口和用于接收每个旋转元件轴的第二开口。

8.如权利要求7所述转换机，其中该电动机轴可驱动地连接到小齿轮上，该小齿轮与可驱动地连接到旋转元件轴上的至少一正齿轮接合。

9.如权利要求7所述转换机，其中该电动机轴通过该壳体的一侧面且该旋转元件的轴通过该壳体的相对侧面。

10.如权利要求7所述转换机，其中该电动机安装到该壳体上。

11.如权利要求7所述转换机，其中该转换机具有壳体，该壳体形成该原材料通过该旋转元件之间的路径，该齿轮壳体安装在邻接该旋转元件的转换机壳体上。

12.一种用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的垫料转换机，包括聚合斜槽，该聚合斜槽具有在下游方向大致向彼此聚合的第一对对置侧壁，和与该侧壁相互连接的第二对对置上部和下部壁面，该上部和下部壁面形成邻接该斜槽上游端的收缩结构，其中该上部和下部壁面逐渐向彼此聚合以形成不大于30mm的它们之间的最小距离。

13.如权利要求12所述转换机，其中该转换机具有壳体，该壳体具有形成底部壁面的相对平坦的底部元件，和具有大致U形横截面的形成侧壁和上壁的上部元件。

14.如权利要求12所述转换机，其中该上部和下部壁面具有在该聚合斜槽的上游端逐渐向彼此弯曲的伸出部以形成收缩结构。

15.如权利要求14所述转换机，其中在该收缩结构该侧壁间隔大约80mm。

16.一种用于将原材料转换成相对更低致密性垫料产品的垫料转换机，包括用于进给原材料的动力进料组件以及位于进料组件的下游端的输出斜槽，引导原材料进入与该进料组件隔开的输出开口，该输出斜槽具有一对对置壁面，该对置壁面具有邻接该输出开口的不大于大约32mm的最小距离。

17.如权利要求16所述转换机，其中该输出斜槽具有大约150mm至大约200mm的长度。

18.如权利要求16所述转换机，其中该输出开口一般具有大约87mm的高度和大约25mm至大约30mm的宽度。

19.如权利要求16所述转换机，其中该输出斜槽是从该进料元件到该输出开口基本连续的。

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