CN104010782B - 撕裂辅助设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于沿着路径处理材料行的***和一种撕裂辅助设备。撕裂辅助设备包括：驱动部分，所述驱动部分沿着路径驱动材料行；感测单元，所述感测单元检测沿着路径沿第一方向远离驱动部分的材料行的牵引；和切割构件，所述切割构件用于切割材料行。感测单元可以与驱动部分相关联，以便在检测材料行沿着第一方向的运动时，感测单元致使驱动部分沿着路径沿第二方向驱动材料行以用于逆着切割构件拖拽材料行来切割材料行。在另一个构造中，当感测单元检测沿着第一方向的运动时，感测单元可以致使驱动部分沿着第二方向充分地驱动材料行以用于切断材料行的部分。驱动部分也可以构造成沿着路径沿第一方向驱动材料行以分配材料。

Description

撕裂辅助设备
相关申请的交叉参考
本申请要求享有2011年9月20日提交的美国专利申请No.61/537,021的优先权，其整个公开内容由此通过参考包含于此。
技术领域
本发明公开了一种用于处理材料行的设备。更具体地，本发明公开了一种用于辅助用户在沿着材料行的期望点处撕裂该材料行的设备。
背景技术
在纸质保护包装的背景中，多卷纸张片材被弄皱以产生衬料。在最常见的情况下，该类型的衬料通过将大致连续的纸条运行到衬料转化机器中而产生，所述衬料转化机器将诸如一卷纸或一叠纸的紧凑供给的库存材料转化成较低密度的衬料材料。连续的弄皱的片状材料条可以被切成期望的长度以有效地填充保持产品的容器内的孔隙空间。衬料材料可以根据需要基于包装机生产。在美国专利公布No.2008/0076653和2008/0261794中说明了缓冲垫生产机器的示例，所述缓冲垫生产机器从卷轴的最靠内位置进给纸张片材。在美国专利公布No.2009/0026306中说明了缓冲垫生产机器的另一个示例。
在沿着所处理的材料行的所选点处，用户会希望切断所述材料行，从而将所述材料行分成两个或更多个部分。现有的处理***要求用户逆着切割构件牵引所述材料行，以便从所述材料行切断部分。这种牵引要求用户针对所述材料行施加力。
因此，将期望的是采用一种具有撕裂辅助设备的行处理设备和***。尤其，将期望的是采用这样一种设备，即，所述设备减小对于用户在期望的点处切断所处理的材料行所需要的力。
发明内容
一个实施例包括用于沿着路径处理材料行的***和撕裂辅助设备。撕裂辅助设备包括：驱动部分，所述驱动部分沿着路径驱动材料行；感测单元，所述感测单元检测沿着路径沿第一方向远离驱动部分的材料行的牵引；和切割构件，所述切割构件用于切割材料行。感测单元可以与驱动部分相关联，以便在检测材料行沿着第一方向的运动时，感测单元致使驱动部分沿着路径沿第二方向驱动材料行以用于逆着切割构件拖拽材料行来切割材料行。在另一个构造中，当感测单元检测沿着第一方向的运动时，感测单元可以致使驱动部分沿着第二方向充分地驱动材料行以用于切断材料行的部分。驱动部分也可以构造成沿着路径沿第一方向驱动材料行以分配材料。
在又一些其它构造中，***还可以具有转化站，所述转化站包括驱动部分并且可沿着第一方向操作以用于将供给材料转化成较低密度的衬料和用于使衬料沿着材料路径的分配方向运动。切割构件可以当驱动构件逆着切割构件拖拽材料时切割衬料。
在衬料转化设备的另一个实施例中，转化设备可以具有转化站，所述转化站可沿着转化方向操作以用于将供给材料转化成较低密度的衬料和用于使衬料沿着材料路径的分配方向运动。转化设备也可以具有切割构件，所述切割构件将路径和路径中的衬料分成在转化站和切割构件之间的出料部分和从转化站超出切割构件的可切断部分。衬料转化设备也可以具有感测单元，所述感测单元构造成检测可切断衬料部分沿着路径逆着切割构件的牵引。转化站也可以是可沿着反方向操作的，用于逆着切割构件牵引衬料以便当可切断衬料部分相对于出料部分成一角度逆着切割构件被牵引时切割构件切割衬料。感测单元也可以可操作地与转化站相关联，用于促使转化站在检测牵引时沿着反方向操作。
在另一个实施例中，转化站可以包括鼓和加压部分，所述加压部分在路径的与所述鼓相对的侧上压靠在鼓上以接合材料，并且鼓可以沿着转化方向和反方向被驱动。加压部分也可以包括辊，所述辊被偏压在鼓上。
在权利要求5的又一个设备中，其中，转化站构造成沿着反方向充分地操作以在路径的可切断部分中切断衬料。切割构件也可以具有刀片，所述刀片侧向地紧邻所述路径延伸。在其它实施例中，切割构件可以布置在路径的单个侧边上。
在另一个实施例中，路径可以在切割构件处弯曲，使得出料部分和可切断部分失去对准。传感器也可以构造成用于检测在弯曲路径中衬料逆着切割构件的合力。在一个示例中，感测单元可以检测逆着切割构件的力以检测衬料的牵引。由感测单元检测到的逆着切割构件的力可以具有沿着侧向地远离衬料路径的方向。在其它实施例中，切割构件可以包括可运动刀片，并且传感器可以检测刀片远离路径的位移。
在又一个实施例中，由感测单元检测到的力可以由沿着使路径在切割构件处弯曲而使出料部分和可切断部分失去对准的方向牵引衬料的可切断部分而产生。
在另一个实施例中，感测单元可以通过检测由外力导致的、材料在转化站中沿着分配方向的运动而检测衬料的牵引。在其它构造中，转化站可以包括转动构件，所述转动构件沿着分配方向驱动材料，而同时转化站将材料转化成衬料，并且感测单元可以通过检测由外力导致的、转动构件的运动而检测衬料的牵引。
在其它实施例中，切割构件可以连接到转化站，以便使驱动部分沿着反方向的运动引起切割构件进入路径中的衬料中的、相对应的运动。
在另一个实施例中，衬料转化设备可以具有：转化站，所述转化站可以是可沿着转化方向操作的，用于将供给材料转化成较低密度的衬料和用于使衬料沿着材料路径的分配方向运动；和切割构件，所述切割构件可以布置在材料路径的单个侧边上。切割构件可以将路径和路径中的衬料分成在转化站和切割构件之间的出料部分和从转化站超出切割构件的可切断部分。转化站可以是可沿着转化方向操作的，用于逆着切割构件牵引衬料以便当可切断部分中的衬料相对于出料部分成一角度逆着切割构件被牵引时切割构件切割衬料。
在另一个实施例中，转化站可以具有鼓和加压部分，所述加压部分在路径的与所述鼓相对的侧上压靠在鼓上以接合材料。鼓可以沿着转化方向和反方向被驱动。加压部分也可以包括辊，所述辊被偏压在鼓上。转化设备也可以具有感测单元，所述感测单元构造成检测材料在路径的可切断部分中逆着切割构件的牵引。感测单元可以可操作地与转化站相关联，用于促使转化站在检测牵引时沿着反方向操作。在其它构造中，转化站可以沿着反方向充分地操作以切断路径的可切断部分中的材料。
一种用于处理材料行的方法可以包括：将供给材料转化成较低密度的衬料和使衬料沿着材料路径的分配方向运动；检测在路径的可切断部分处衬料逆着切割构件的牵引；和通过沿着反方向逆着切割构件牵引衬料而响应于所述检测，由此使得当可切断部分中的衬料相对于出料部分成一角度逆着切割构件被牵引时切割构件切割衬料。将在本说明书中部分地阐述示例的额外优点和新颖特征，所述额外优点和新颖特征对于本领域的技术人员而言在检查以下说明和附图时理解和部分地显而易见，或者可以通过示例的生产或操作而被学习。概念的优点可以借助于在所附权利要求书中尤其指明的方法、工具和组合而实现和达到。
附图说明
附图仅以示例的方式而非限制性的示例示出根据本发明的概念的一个或多个实施方案。在附图中，相同的附图标记指示相同的类似的元件。
图1是行处理***和供给站的实施例的后视图；
图2是行处理***的实施例的前视图，在所述处理***上采用有根据本公开的撕裂辅助设备；
图3A是图2的***和设备的侧视图；
图3B是材料行处理***的剖视图；
图4是行处理***的另一个实施例的前视图，在所述处理***上采用有根据本公开的撕裂辅助设备；
图5是图4的***和设备的侧视图；
图6示出包括从动切割构件的撕裂辅助设备的实施例；
图7示出操作撕裂辅助设备的流程图；和
图8示出根据本公开的撕裂辅助设备的***框图。
具体实施方式
公开了一种用于处理材料行的设备。更具体地，公开了一种用于辅助用户在沿着材料行的期望点处撕裂材料行的设备。本公开总体上可应用于处理供给材料的***和设备，所述供给材料优选地是一行材料。在示例性***中，材料行来自于源库，在所述源库处材料行被存储在卷形物中(不管是从卷形物的内侧还是外侧拖拽)，所述源库是缠绕源、扇状折叠源或任何其它形式的源。在一个示例中，材料行可以被穿孔。然后，材料行被处理，所述处理可以包括：沿着第一方向驱动材料行，所述第一方向可以是分配方向。在一个示例***中，材料行通过驱动辊从源库沿着分配方向进给，从而沿着所述方向分配材料行，以下将进一步说明所述驱动辊。供给材料也可以是其它类型的保护包装，所述其它类型的保护包装包括其它衬料和空隙填充材料和可充胀的包装枕。本文所述的设备的特殊应用是用于包装的衬料材料的处理。其它应用也可以使用，包括：片材形式的其它纸质或纤维质的材料行；缠绕的纤维材料行，例如，绳索或线；和热塑性材料行，例如，可用于形成枕式包装材料的塑性材料的幅网。
参照图1至图3，公开了一种用于处理供给材料的行处理***10。所示的***包括撕裂辅助设备，其用于辅助用户在期望的点处撕裂或切断材料。在优选的实施例中，供给材料是材料行19，如图3中所示。材料行19从转化站102的供给侧进给，所述材料行19通过转化站102转化，并且继而在转化站的出料侧上沿着分配方向分配。如以下将说明的，材料行19优选地包括自身缠绕形成卷形物的片材行，所述片材行随后被转化成衬料。多个卷形物可以链接在一起。
图1示出***10的一个实施例。在该实施例中，***10构造成从供给站牵引连续的供给材料流，所述连续的供给材料流优选地是材料行19。***10构造成从供给站将连续流牵引到转化站102中，其中转化站102将较高密度的构造转化成较低密度的构造。材料可以通过压皱、折叠、整平或其它类似方法转化以将较高密度的构造转化成较低密度构造。另外，将应理解，可以使用转化站102的各种结构，例如，在美国公布2012/0165172、美国公布No.2011/0052875和美国8,016,735中公开的那些转化站102。在一个示例中，***10尤其适用于从片材的卷形物的中心牵引片材，产生进入***10的盘绕的材料流，以下将进一步说明。
在一个构造中，***10可以包括：用于支撑所述站的支撑部分；和用于将片材导引到***10中的入口导引件12。如在图2和图3A中所示，支撑部分和入口导引件12示出为组合成单个滚压的或弯曲的长形元件，所述长形元件形成支撑杆或柱。在该特定的实施例中，长形元件是具有圆管状的横截面的管。可以提供其它横截面。在所示的实施例中，长形元件具有大约11/2英寸的外径。在其它实施例中，直径可以处于从大约3/4英寸至大约3英寸的范围或从大约1英寸至大约2英寸的范围。还可以使用处于所提供的范围之外的其它直径。长形元件可以从底板基部延伸，所述底板基部构造成向转化站提供侧向稳定性。在一个构造中，入口导引件12是管状构件，所述管状构件还起到用于***的支撑构件的功能。在设置有管的实施例中，管可以围绕该中心轴线弯曲，以便使纵向轴线弯曲了大约250°至大约300°以形成供材料行进给的圈。
优选地，***10还包括用于驱动材料行19的致动器。在优选的实施例中，致动器是机动车或电动马达11或其它动力装置。马达11连接到电源，例如，马达11经由电源线连接到电源插座，并且马达11可以布置和构造成用于驱动***10。马达11可以是驱动部分的一部分，并且驱动部分可以包括用于从马达11传递动力的传动部分。或者，可以使用直接驱动。马达11可以布置在外壳中，并且可以固定到中心外壳的第一侧。传动装置可以被容纳在中心外壳内，并且可以可操作地连接到马达11的驱动轴和驱动部分，由此传递马达11的动力。
在优选的实施例操作期间，马达11通过沿着如图3中的箭头“B”方向所示的分配方向驱动材料行19而分配材料行19。马达11可以是电动马达，在所述电动马达中***的用户例如通过脚踏板、开关、按钮或类似物控制操作。马达11连接到圆筒形驱动鼓17，如图2中所示，所述圆筒形驱动鼓17被致使通过马达11转动。材料行19从转化站102的供给侧61经过鼓17进给，由此当马达11处于操作中时促使材料行19沿着分配方向“B”被驱动。
在一个示例中，***10包括加压部分，所述加压部分也可以包括加压构件，所述加压构件例如是辊、多个辊或其它类似的元件。辊14可以经由定位在轴向轴上的轴承或其它基本无摩擦的装置支撑，所述轴向轴沿着辊14的轴线布置。或者，辊可以被供以动力和被驱动。辊14可以具有圆周加压表面，所述圆周加压表面布置成与鼓17的表面切向接触。即，例如，鼓17的驱动轴或转动轴线与辊14的轴向轴之间的距离可以基本等于鼓17和辊14的半径的总和。辊14可以是较宽的，例如是鼓的宽度的1/4英寸至1/2英寸，并且例如，辊14可以具有与鼓的直径类似的直径。
在某些实施例中，辊14可以具有大约2英寸的直径和大约2英寸的宽度。在某些实施例中，鼓17可以具有大约4英寸至5英寸的直径94和大约4英寸的宽度。还可以提供其它直径的辊。辊直径可以充分大以控制来到的材料流。即，例如，当高速来到的流从纵向方向偏离时，流的部分可以接触辊的暴露面，所述辊的暴露面可以将偏离部分继续牵引到鼓上并且帮助压挤和弄皱所得到的群聚材料。在优选的实施例中，马达11连接到圆筒形驱动鼓17，所述圆筒形驱动鼓17被致使通过马达11转动。该实施例也可以包括一个或多个鼓导引件16，所述一个或多个鼓导引件16在相对于进给方向的侧向位置中布置在鼓17的轴向端部上。鼓导引件16可以帮助朝向鼓17的中心导引片材。鼓导引件16可以可操作地连接到鼓17以与鼓17一起或不与鼓17一起自由地转动。照此，鼓导引件16可以经由轴承或其它隔离元件被鼓17的驱动轴支撑住，所述轴承或其它隔离元件用于允许鼓导引件16相对于鼓17转动。另外，鼓导引件16可以通过额外的空间、轴承或其它隔离元件从鼓17的轴向侧隔离，用于将从鼓17至导引件16的转动运动传递减到最小。在其它实施例中，例如，外部鼓导引件16可以经由轴承被鼓17的外部轴向侧支撑而不是被驱动轴支撑。虽然与致动器11连接的鼓17在该实施例中公开为用于沿着分配方向驱动材料行的驱动部分，但是将应理解，能够有其它进给方法，例如，自动马达。
参照图3B，加压构件14具有被偏压在鼓17上的接合位置以用于抵抗鼓17接合和压挤在所述加压构件14与所述鼓17之间经过的片材19来转化片材。加压构件14可以具有从鼓位移的释放位置以释放卡阻。转化站102可以具有磁性位置控制***，所述磁性位置控制***构造成用于将加压构件14磁性地保持在接合和释放位置中的每个中。位置控制***可以构造成用于施加用于将加压构件14保持在接合位置中的磁力和用于将加压构件14保持在释放位置中的磁力，所述用于将加压构件14保持在接合位置中的磁力大于所述用于将加压构件14保持在释放位置中的磁力。
例如，可以围绕枢转轴线布置有可以包括加压构件13的加压部分13，以便忽略重力，加压部分13沿着倾向于使辊14围绕枢转点与鼓17分离的方向基本自由枢转。为了抵抗该基本自由的转动，加压部分14可以通过位置控制***固定在适当位置中，所述位置控制***构造成维持辊14与鼓17切向接触，除非施加充分的分离力以外或直到施加充分的分离力为止，并且一旦释放所述位置控制***就将辊14保持在释放位置中。照此，当材料19经过鼓17和辊14之间时，位置控制***可以抵抗加压部分13和鼓17之间的分离，由此加压片材流和将片材转化成较低密度的衬料。当辊14由于卡阻或其它引起释放的力而释放时，位置控制***可以将辊14保持在释放位置中，允许清除卡阻和防止损坏例如机器、卡阻的材料或人类肢体。
位置控制***可以包括一个或多个偏压元件，所述一个或多个偏压元件布置和构造成维持加压部分13的位置，除非施加分离力以外或直到施加分离力为止。在示例性实施例中，一个或多个偏压元件可以包括磁性偏压元件196，如在美国公布2012/0165172中公开的。图3B中所示的磁性偏压元件196定位在磁体200后方，所述磁体200布置在中心外壳上。磁性偏压元件196抵抗施加到加压部分113的分离力。另外，位置控制***也可以包括释放保持元件198，如图3B中所示，所述释放保持元件198构造成一旦已经施加分离力和已经释放加压部分13时将加压部分13保持在释放打开状态下。在示例性实施例中，释放保持元件也可以是磁性保持元件198。应注意到，磁体的性质可以以使得保持向下的力随着加压部分13与鼓17分离而减小的方式提供保持向下的力而需要最小释放力，所述最小释放力是为克服偏压元件的磁力所施加的力。照此，当加压部分13枢转到其释放位置时，磁体的偏压力可以被基本去除。
一旦加压部分13被释放，则释放保持元件中的磁体可以起到将加压部分13保持在释放状态下的功能。在一个构造中，用于释放加压部分13的力可以大于将加压部分13放回到接合位置中所需要的力。该释放机构可以有利于例如其中用户将粘贴物不正确地定位在供给单元上并且供给单元和粘帖物导致转化站102卡阻的情况。在这种情况下，一旦由于卡阻而施加释放力，加压部分13可以释放到释放位置，允许用户容易去除卡阻和防止破坏转化站102。
在优选的实施例中，***还包括撕裂辅助设备以帮助撕裂或切断材料行19。撕裂辅助帮助使材料行沿着与牵引方向相对的方向朝向转化站102的供给侧61运动，所述与牵引方向相对的方向即是反方向。参照图3A，随着材料行19在材料路径“B”中通过***进给，鼓17沿着转化方向(示出为方向“C”)转动，并且行19穿过切割构件15。材料路径具有使材料19通过***运动的方向。
优选地，切割构件15可以向下弯曲，从而随着材料离开***，为在路径的出料部分中的材料提供导引件。优选地，切割构件15以与鼓17的弯曲类似的角度弯曲，但是可以使用其它曲率角度。应当注意到，切割构件15不限于使用尖锐刀片切割材料，而是可以包括促使破裂、撕裂、刨切、或其它切断材料行19的方法的构件。切割构件15也可以构造成完全地或部分地切断材料行19。
优选地，撕裂辅助设备包括接合材料行19的单个切割构件15。切割构件15可以布置在材料路径的单个侧边上。在优选的实施例中，切割构件15基本沿着材料路径布置在鼓17的下方。如图2中所示，优选地，切割构件15的横向宽度最大大约是鼓17的宽度。在其它实施例中，切割构件15可以具有小于鼓17的宽度或大于鼓17的宽度的宽度。在一个实施例中，切割构件15被固定；然而，将应理解，在其它实施例中，切割构件15可以是可运动的或可枢转的，如下图5中所示的和所述的。
图3A的切割构件15在其前端处包括切削刃20，所述切削刃20远离驱动部分取向。切削刃20优选地构造成当材料行19沿着反方向被拖拽时足以接合材料行19，如以下将说明。切削刃20可以包括锐边或钝边，所述锐边或钝边具有带齿的或平滑的构造，并且在其它实施例中，切削刃20可以具有：具有许多齿的锯齿形边、具有短齿的边或其它有用的构造。
切割构件15也可以包括手指防护件22，如图3A中所示，所述手指防护件22保护用户以防被夹在转化站102和切割构件15之间。手指防护件22也可以用于防止零散的行材料19落在切割构件15和转化站102之间，否则会导致转化站102卡阻。
在操作期间，用户在转化站102的供给侧60处进给期望的长度的行19，所述行19继而通过马达11的操作沿着分配方向运动和在出料侧61处分配。鼓17与机器协同操作地转动，并且行19从机器进给出来，直到已经达到期望的长度为止。此时，操作员使马达11停止，并且行19的分配运动停止。然后，用户从供给侧60沿着向下的“D”方向和沿着向外的方向继续牵引行19，从而将材料行与切割构件15接合。方向“D”定义为与鼓17相切的方向，优选地，与鼓的轴线成90°的方向，在图3A中示出为线191。
作为图3A中所示的示例性示例，材料行19遵循材料路径。如上所述，材料路径具有使材料19通过***运动的方向。材料路径可以被***成独立的分段：进给路径、出料路径和可切断路径。在图3A中所示的实施例中，出料侧61上的材料行19基本遵循切割构件15的路径，直到材料行19到达切削刃20为止。切削刃20提供切断材料行的切割位置。在图3A中所示的实施例中，材料路径可以在切削刃20上弯曲。在转化站102的出料侧上的材料行19可以在使材料路径在切削刃20上弯曲的位置处被***成两个部分：布置在鼓17和切割构件15之间的出料部分26；和超出切割构件15布置的可切断部分24。
用户在材料行19的可切断部分24处从供给侧60沿着在图3A中出为线191的向外的方向和沿着与鼓17成切向的方向“D”牵引材料行19。通过牵引材料行19，用户触发撕裂辅助设备，所述撕裂辅助设备继而使材料行19沿着反方向运动。反方向可以被定义为与分配方向或牵引方向相反的方向。在设置有切割器15的情况下，撕裂辅助设备沿着反方向牵引行19以与切割器接合而更加容易地切断材料行。在一个示例性实施例中，当材料行19被反向时，切割器15的切削刃20与材料行19接合，以便使通过用户沿着方向“D”和通过反向运动协同操作地所施加的力在切削刃20处部分地或完全地切断材料行19。如图3A中所示，用户保持材料行19的角度“E”帮助切割构件15与材料行19接合。角度“E”被定义为在切削刃20处的材料行19的分配方向和由用户保持可切断部分24的位置之间的角度。在某些实施例中，可切断部分24也可以是材料行19的端部部分。优选地，用户牵引材料19的可切断部分24的角度“E”是大约15°，更优选地，角度“E”是大约75°，并且最优选地，角度“E”至多是大约130°。
在优选的实施例中，材料行19的反向运动和材料行19的从供给侧60沿着向外方向的牵引协同操作地将接合行19与切削刃20接合，以便使材料行部分地或完全地切断。在其它实施例中，切削刃20例如通过齿或其它元件致使充分地抓住材料行19，以便使反向运动的力和由切削刃20产生的阻力使得材料行19部分地或完全地切断。例如，在某些构造中，在切削刃20处的齿通过在齿的尖头处部分地刺穿材料19而抓住或接合材料行19。在其它构造中，例如，当切削刃20没有齿时，随着行19沿着反方向被牵引，切割构件抓住和接合材料行19，例如，使得材料行19撕裂。在某些实施例中，充分大的力需要由用户施加到可切断部分24，以便使切削刃20抓住材料行19。在某些构造中，材料行19的反向运动可以足以部分地撕裂行19或完全地撕裂行19。在一个示例中，反向运动牵引了略小的距离，以便使行19产生薄弱区域或部分撕裂部。在其它实施例中，反向运动充分地牵引材料行19以足以促使行19撕裂。
在切割构件15的其它实施例中，切割构件可以是充分地接合材料行19的杆，以便使用户沿着一个方向牵引材料行19的力和撕裂辅助设备沿着反方向牵引材料行19的力协同操作地部分地或完全地撕裂材料行19。然而，应当理解，不需要设置切割构件，例如，在材料行被穿孔的情况下，撕裂辅助可以起到在穿孔处辅助用户切断材料行的功能。
在撕裂辅助设备的一个实施例中，材料行可以通过致动器或优选地通过马达11反向运动。在该实施例中，鼓17可以沿着反方向(示出为方向“A”)转动以促使材料行19朝向转化站102的供给侧沿着反方向运动。在一个示例中，随着鼓17沿着反方向转动，转化的材料行19的一部分可以在加压构件下被逆转回来。
优选地，鼓17连接到马达11，所述马达11是使材料行19沿着分配方向运动的同一个马达11。在另一个构造中，具有多个致动器，所述多个致动器中的一个致动器使材料行19沿着分配方向运动并且另外的单独的致动器使材料行沿着反方向运动。或者，可以使用一个或多个其它鼓，所述一个或多个其它鼓可以连接到一个或多个其它的致动器以产生反向运动。在一个示例中，由弹簧或其它机械构件产生反向运动。
传感器构造成检测这样的参数，即，所述参数反映了用户从装置逆着刀片牵引出衬料的可切断部分。在该实施例中，传感器构造成检测通过马达11沿着向前方向牵引衬料而在马达11中诱导的电流。在检测反映了从机器牵引出衬料的最小速度和/或距离的最小电流时，即为用户用手开始牵引。由此，沿着反方向启动马达。优选地，用户将逆着刀片以大约至少1/2磅的力成一角度牵引可切断部分，更优选地，该力是大约至少1磅，并且最优选地，力是大约至少2磅。优选地，该力是大约至多10磅，并且更优选地，触发力是大约至多4磅。
在实施例中，感测单元构造成检测这样的参数，即，所述参数反映了不由装置的其它部分或者转化站102的残余运动引起而仅由用户引起的牵引。因而，在转化站102处于操作中时，驱动部分的运动、材料行19的分配或其它运动将不致使感测单元触发撕裂辅助设备。
在感测单元的一个示例中，当适当的触发器力施加到材料行19时，感测单元发送信号给驱动部分以开始沿着与分配方向相反的方向开始较短的转动运动，由此促使材料行19沿着反方向被牵引。如上所述，该反向运动和由用户所施加的牵引协同操作地将材料行19与切割器15接合，促使材料行19部分地或完全地撕裂或切断。撕裂辅助设备由此辅助用户撕裂行。在一个示例中，该较短的反向脉冲致使材料行19更加直接地接合切割构件15的切削刃20，并且照此辅助用户撕裂或切断材料行19。切削刃20充分地抓住材料行19，以便由驱动部分引起的反向牵引提供撕裂辅助力并且减小用户所需要的力，以便切断行19。
在某些实施例中，由马达11开始的反向转动脉冲可以具有小于一毫秒的持续时间，或小于10毫秒的持续时间，或小于100秒的持续时间。在某些实施例中，在切割操作期间，行19可以沿着材料路径沿着与分配方向相反的方向朝向转化站的供给侧被牵引了至少大约0.25英寸、0.5英寸、1英寸、2英寸或5英寸或更大。在优选的实施例中，材料行19沿着相反的方向朝向供给侧被牵引了足够的距离，优选地，大约1/2英寸至1英寸，以便使转化的材料行19不会被朝向供给侧牵引得太远而使得所述转化的材料行19与转化站102脱开并且因而需要将材料19再装载到转化站102上。
在另一个实施例中，感测单元通过在不操作期间感测马达11中的电流或电压而检测牵引运动。例如，随着用户牵引材料行19，促使鼓17转动，所述鼓17继而促使马达转动。马达11的该转动其中诱导电流，所述电流可以由感测单元检测。此时，感测单元促使马达如上所述沿着与分配方向相反的方向操作。在可替代的实施例中，牵引运动通过感测单元使用机械构件检测，所述机械构件例如是开关或按钮或类似构件，所述开关或按钮或类似构件当行19被牵引时被接合和促使运动，这样的运动可通过感测单元检测到。
如上所述，在优选的实施例中，供给材料是材料行19，优选地，例如是一行片材。片材优选地具有大约至少20磅到大约至多100磅的基重。优选地，材料行19包括造纸原料，所述造纸原料存储在较高密度的构造中，所述较高密度的构造具有第一纵向端部和第二纵向端部，所述造纸原料随后被转化成较低密度的构造。在优选的实施例中，材料行19是片材的带状物，所述片材的带状物被储存为无芯的卷形物，如图1中所示，其中第一纵向端部是卷形物的内部端部12，并且第二纵向端部是从内部端部12延伸的卷形物的外部端部114，所述内部端部12与外部端部114相对。卷形物通过将片材的带状物自身卷绕而形成以产生多个层并且优选地留有中空的中心。卷形物的轴向高度优选地是大约至少5英寸。卷形物的轴向高度38是优选地大约达到80英寸。卷形物的外径优选地是大约至少5英寸。卷形物的直径39优选地是大约达到24英寸。卷形物4的中心的内径典型地是大约至少2英寸或至少3英寸。卷形物的中心的直径典型地是大约达到8英寸，更优选地，达到大约6英寸或4英寸。可以使用其它适当尺寸的供给卷形物。在卷形物的一个示例实施例中，卷形物的外径39是介于大约11英寸与121/4英寸之间，并且内径41是大约3英寸至6英寸。
片材可以由单个叠层或多个叠层的材料制成。在使用多个叠层的材料的情况下，一层材料可以包括多个叠层。还应当理解，可以使用其它类型的材料，例如，具有适当的厚度、重量和尺寸的原生纸浆和再生纸、新闻用纸、纤维素和淀粉成分以及聚合或合成材料。
在一个示例中，如图1中所示，卷形物包括：粘帖物6，所述粘帖物6具有彼此纵向相邻的连接构件16和基部构件18；以及释放层20。优选地，粘帖物帮助将卷形物链接在一起以形成连续的片材流，所述连续的片材流可以进给到转化站102中。例如，如图1中所示，下卷形物的内部端部粘附到直接堆叠在下卷形物上的上卷形物的外部端部。上卷形物的内部端部进给到转化站102中。随着上卷形物被耗尽，粘帖物6将下卷形物的内部端部12牵引到转化站102中，由此产生连续流。然而，应当理解，供给材料可以布置在各种构造中。例如，多于两个的卷形物可以链接在一起，或者仅一个卷形物可以被一次装载到***10中，或者供给材料可以布置在扇状折叠堆栈中，等等。在其它构造中，链接的卷形物可以保持在稳定器52内，如图1中所示。所示的示例性稳定器52包括：在前部处的开口，允许用户例如识别出卷形物；以及详细的加载和操作指令，其被例如写在粘帖物6上。在供给处理单元的一个示例中，多个稳定器52可以被堆叠，并且在已堆叠的稳定器52内的卷形物被链接在一起。在稳定器52的一个示例中，例如通过将压缩压力轻轻地施加到卷形物的外表面，稳定器52维持卷形物的形状，并且当在每个卷形物中仅留下几层时阻止卷形物塌陷。
优选地，材料19作为螺旋状流被进给到转化站102中。然而，将应理解，材料可以不取向为螺旋，但是在可替代的实施例中，材料可以在没有任何螺旋、折痕或褶皱的情况下被折叠、弄皱、整平，或可以具有其它类似的构造。通过转化站102进给的材料的优选的宽度30是大约至少1英寸，更优选地是大约至少2英寸，并且最优选地是大约至少4英寸。通过转化站102进给的材料的优选宽度30大约达到30英寸，并且更优选地大约达到10英寸。通过转化站102进给的材料的优选的尺寸是大约至少1/2英寸的厚度。通过转化站102进给的材料的优选的尺寸是大约达到3英寸的厚度，并且更优选地是大约达到2英寸的厚度。
图4示出包括撕裂辅助设备的***10的另一个实施例。在该实施例中，感测单元包括弹簧28、止动件34、触发按钮40、传感器38和感测杆36。切割构件15定位在枢转轴30上，当用户牵引材料行19时，所述枢转轴30允许切割构件15远离供给侧60沿着向外方向运动。切割构件15可以通过使切割构件15的位置位移、通过枢转切割构件或通过切割构件15的其它类似运动而运动。枢转轴30延长了切割构件15的横向宽度，并且被可枢转地安装在支撑支架32上。弹簧28围绕枢转轴30盘绕，并且在弹簧轴端部44处固定到枢转轴30。弹簧28也在与弹簧轴端部44相对的弹簧支撑端部42处固定到支撑支架32。杆36如图4中所示与枢转轴30的轴线固定垂直并且定位在止动件34和传感器38之间。休止位置被定义为这样的位置，即，在所述休止位置中撕裂辅助设备不在使用中且转化站102处于休止或沿着分配方向分配材料19，在所述休止位置中，切割构件15定位成朝向鼓17偏压，并且杆40被充分地压靠在传感器38的触发按钮40上。在触发按钮40处于其加压位置中时，不启动撕裂辅助设备。一旦杆40从触发按钮40提升，即，杆40不再搁置在触发按钮40上，则传感器38被启动，并且由此启动撕裂辅助设备，所述撕裂辅助设备沿着反方向牵引材料行19。在该实施例中，传感器38可以是诸如微动开关的开关，但是也可以使用其它类型的传感器。
如图5中所示，在该实施例的操作期间，转化站102沿着分配方向“B”转化和分配材料行19。用户50(附图中仅示出其手)停止转化站102的操作并且保持材料行19。如上所述，用户50优选地保持材料行19的可切断部分24。用户50优选地相对于分配方向沿着向外和基本向下的方向牵引材料19。优选地，用户50相对于出料部分26围绕切削刃20以角度54牵引材料19。优选地，用户50以角度54牵引材料19，所述角度54是大约至少15°，更优选地是大约至少30°，并且最优选地是大约至少45°。优选地，用户50以角度54牵引材料19，所述角度54是大约至多110°，并且更优选地是大约至多90°。用户50对材料行19的牵引在切割构件15上产生向下的力52，使得切割构件15围绕枢转轴30枢转。这在图5中以虚线示出。
在该实施例中，传感器38可以构造成检测这样的参数，即，所述参数反映了用户逆着切割构件从装置牵引出衬料的可切断部分24。在该实施例中，传感器构造成检测位移，例如，切割构件围绕其枢转部的转动，所述转动改变了诸如开关的传感器的状态。例如，随着切割构件15向下枢转，杆36从触发按钮40释放或提升。在检测切割构件的最小位移时，所述切割构件的最小位移反映了用户通过手牵引，并且启动了马达，促使材料行19反向运动。优选地，使切割构件位移所需要的力是大约至少1/2磅，更优选地，该力是大约至少1磅，并且最优选地，该力是大约至少2磅。优选地，该力是大约至多10磅，并且更优选地，触发力是大约至多4磅。如上所述，该反向运动和由用户50施加的力52协同操作地致使材料行19接合切削刃20并且完全地或部分地撕裂或切断材料行19。优选地，在止动件34和传感器38之间具有预定的距离。该预定的距离防止切割构件15远离供给侧被向外牵引太远。
图6示出具有撕裂辅助设备的***10的可替代的实施例。在该实施例中，可替代地构造的切割构件20在其切削刃附近向上弯成一角度，如图所示。切割构件20在其连接端部21处连接到鼓17的中心轴线。连接点21包括单向离合器，所述单向离合器允许切割构件在分配操作(方向“B”)期间保持在所示的位置中。然而，当开始沿着反方向牵引材料行19时，单向离合器在连接点21处接合以致使切割构件20随着鼓17直接沿着如由箭头“A”指示的反方向转动而向上转动。这样，随着行19被拉回到切割构件20中，切割构件15被向上驱动到行19中，由此增大由撕裂辅助所提供的切割力，并且减小用户为切断材料行19而牵引材料行所需要的力。
在图7中示出用于操作撕裂辅助应用的方法的示例性流程图。在步骤150中，材料行19被装载到***10中。材料行19可以布置在卷形物、一堆片材或上述布置中的任一种中。材料19通过供给侧61进给到转化站102中。在步骤152中，用户操作转化站102以将材料行19转化成衬料条。转化站102在转化站102的出料侧处沿着分配方向或路径分配材料行19。在步骤154中，用户使转化站102停止。此时，材料行19的可切断部分24从转化站逆着刀片沿着从供给侧向外的方向且优选地沿着如图3A中所示的方向“D”被牵引，如上所述。在步骤158中，感测单元检测材料行19的牵引。如上所述，在某些实施例中，当施加到切割构件的向下的力达到例如2磅的阈值时，感测单元触发撕裂辅助设备。在其它实施例中，控制器1000(图8中所示)可以构造成控制撕裂辅助设备，其中从感测单元31至控制器1000的输入触发撕裂辅助设备。从感测单元31至控制器的输入可以是电流，或切割构件的位移，或其它类似形式的输入。在步骤160中，控制站102沿着反方向操作以协同操作地逆着切割构件15牵引已转化的条来切断已转化的条的一部分。如上所述，已转化的条或材料行19朝向转化站102的供给侧沿着反方向被牵引，而同时还逆着切割构件15沿着从转化站102的供给侧向外的方向被牵引以协同操作地部分地或完全地撕裂材料行19。
关于以上实施例中的任一个实施例，如图8中所示，可以包括构造成控制撕裂辅助设备的控制器1000。控制器1000的输入可以来自于感测单元31、致动器11、用户控制32、切割构件15的运动，或任何其它部件，所述输入示意性地表示为一个或多个输入1001、1002，等等。控制器1000可以包括但不限于这样的计算机/处理器，即，所述计算机/处理器可以包括例如一个或多个微处理器并且使用存储在计算机访问介质(例如，RAM、ROM、硬盘驱动器或其它存储装置)上的指令。
控制器1000还可以包括计算机访问介质(例如，如本文以上所述)，可以设置(例如，与处理装置通信的)存储装置，例如，硬盘、软盘、记忆卡、CD-ROM、RAM、ROM等或它们的集合。计算机访问介质可以包含有可执行指令。另外地或可替代地，存储装置可以与计算机访问介质分离地设置，所述计算机访问介质可以为处理装置提供指令，从而将处理装置构造成执行某些示例性程序、处理和方法，例如，如文本以上所述的。
在本申请的说明书中所具体地识别出的任何和所有参考内容被明确地通过参考包含在其整个内容中。如本文所使用的术语“大约”应当通常理解为涉及相对应的数值和数值范围两者。此外，本文的所有数值范围应当理解为包括在该范围内的每个整数。
虽然本文公开了本发明的示例性实施例，但是将应理解，本领域的技术人员可以设计多个修改方案和其它实施例。例如，在其它实施例中可以使用用于各种实施例的特征。因此，将应理解，所附权利要求书意在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有这样的修改方案和实施例。

Claims (24)

1.一种用于沿着路径处理材料行的***，所述***包括撕裂辅助设备，所述撕裂辅助设备包括：
驱动部分，所述驱动部分构造成沿着所述路径驱动所述材料行；
感测单元，所述感测单元构造成检测沿着所述路径沿第一方向远离所述驱动部分的所述材料行的牵引；和
切割构件，所述切割构件构造成用于切割所述材料行；
其中，所述感测单元与所述驱动部分相关联，以便当所述感测单元检测到所述材料行沿着所述第一方向的牵引时，所述感测单元能操作以使所述切割构件切割所述材料行，其中，所述感测单元使所述驱动部分沿着所述路径沿第二方向驱动所述材料行，以逆着所述切割构件拖拽所述材料行来切割所述材料行。
2.根据权利要求1所述的***，其中，在所述感测单元检测到沿着所述第一方向的牵引时，所述感测单元使所述驱动部分沿着所述第二方向充分地驱动所述材料行以用于切断所述材料行的一部分。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述驱动部分构造成沿着所述路径沿第一方向驱动所述材料行以分配所述材料。
4.根据权利要求1所述的***，还包括转化站，所述转化站包括所述驱动部分并且所述转化站能沿着所述第一方向操作以用于将供给材料转化成低密度的衬料和用于使所述衬料沿着材料路径沿分配方向运动，当所述驱动构件逆着所述切割构件拖拽所述材料时所述切割构件切割所述衬料。
5.一种衬料转化设备，所述衬料转化设备包括：
转化站，所述转化站能沿着转化方向操作以用于将供给材料转化成低密度的衬料和用于使所述衬料沿着材料路径沿分配方向运动；
切割构件，所述切割构件将所述路径和所述路径中的衬料分成：
在所述转化站和所述切割构件之间的出料部分，和
从所述转化站超出所述切割构件的能切断部分；
感测单元，所述感测单元构造成检测所述路径的能切断部分的衬料逆着所述切割构件的牵引；
其中，所述转化站能沿着反方向操作，用于逆着所述切割构件牵引所述衬料，以便当所述衬料的能切断部分相对于所述出料部分成一角度逆着所述切割构件被牵引时所述切割构件切割所述衬料，所述感测单元可操作地与所述转化站相关联，用于在检测到所述牵引时使所述转化站沿着所述反方向操作。
6.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述转化站包括鼓和加压部分，所述加压部分在所述路径的与所述鼓相对的侧上压靠在所述鼓上以接合所述材料，所述鼓沿着所述转化方向和反方向被驱动。
7.根据权利要求6所述的衬料转化设备，其中，所述加压部分包括辊，所述辊被偏压在所述鼓上。
8.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述转化站构造成沿着所述反方向充分地操作以在所述路径的能切断部分中切断所述衬料。
9.根据权利要求6所述的衬料转化设备，其中，所述切割构件包括刀片，所述刀片侧向地紧邻所述路径延伸。
10.根据权利要求9所述的衬料转化设备，其中，所述切割构件布置在所述路径的单个侧边上。
11.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述路径在所述切割构件处弯曲，使得所述出料部分和所述能切断部分失去对准，所述感测单元也构造成用于检测在所述弯曲路径中所述衬料逆着所述切割构件的合力。
12.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述感测单元检测逆着所述切割构件的力以检测所述衬料的牵引。
13.根据权利要求12所述的衬料转化设备，其中，由所述感测单元检测到的所述逆着切割构件的力沿着侧向地远离所述衬料的路径的方向。
14.根据权利要求13所述的衬料转化设备，其中，所述切割构件包括能运动的刀片，并且所述感测单元检测所述刀片远离所述路径的位移。
15.根据权利要求13所述的衬料转化设备，其中，由所述感测单元检测到的力由沿着使所述路径在所述切割构件处弯曲而使所述出料部分和能切断部分失去对准的方向牵引所述衬料的能切断部分而产生。
16.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述感测单元通过检测由外力导致的、所述材料在所述转化站中沿着所述分配方向的运动而检测所述衬料的牵引。
17.根据权利要求16所述的衬料转化设备，其中：
所述转化站包括转动构件，所述转动构件沿着所述分配方向驱动所述材料，同时所述转化站将所述材料转化成衬料；并且
所述感测单元通过检测由外力导致的、所述转动构件的运动而检测所述衬料的牵引。
18.根据权利要求5所述的衬料转化设备，其中，所述切割构件连接到所述转化站，以便使所述材料沿着反方向的运动引起所述切割构件进入所述路径中的衬料中的相应运动。
19.一种衬料转化设备，所述衬料转化设备包括：
转化站，所述转化站能沿着转化方向操作，用于将供给材料转化成低密度的衬料和用于使所述衬料沿着材料路径沿分配方向运动；
切割构件，所述切割构件布置在所述材料路径的单个侧边上，所述切割构件将所述路径和所述路径中的衬料分成：
在所述转化站和所述切割构件之间的出料部分，和
从所述转化站超出所述切割构件的能切断部分，
其中，所述转化站能沿着反方向操作，用于逆着所述切割构件牵引所述衬料，以便当所述能切断部分中的所述衬料相对于所述出料部分成一角度逆着所述切割构件被牵引时所述切割构件切割所述衬料。
20.根据权利要求19所述的衬料转化设备，其中，所述转化站包括鼓和加压部分，所述加压部分在所述路径的与所述鼓相对的侧上压靠在所述鼓上以接合所述材料，所述鼓沿着所述转化方向和反方向被驱动。
21.根据权利要求20所述的衬料转化设备，所述加压部分包括辊，所述辊被偏压在所述鼓上。
22.根据权利要求19所述的衬料转化设备，还包括感测单元，所述感测单元构造成检测所述衬料在所述路径的所述能切断部分中逆着所述切割构件的牵引，所述感测单元可操作地与所述转化站相关联，用于在检测到所述牵引时使所述转化站沿着所述反方向操作。
23.根据权利要求19所述的衬料转化设备，所述转化站构造成沿着所述反方向充分地操作以在所述路径的所述能切断部分中切断所述衬料。
24.一种用于处理材料行的方法，所述方法包括：
将供给材料转化成低密度的衬料和使所述衬料沿着材料路径沿分配方向运动；
检测在所述路径的能切断部分处所述衬料逆着切割构件的牵引；和
通过沿着反方向逆着所述切割构件牵引所述衬料而响应于所述检测，由此使得当所述能切断部分中的所述衬料相对于出料部分成一角度逆着所述切割构件被牵引时所述切割构件切割所述衬料。
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