DE69626315T2

DE69626315T2 - Vorrichtung zur herstellung von polsterelementen und deren verwendung

Info

Publication number: DE69626315T2
Application number: DE69626315T
Authority: DE
Inventors: J. Barnhouse; J. Harding; J. Lencoski; O. Ratzel; A. Simmons
Original assignee: Ranpak Corp
Current assignee: Ranpak Corp
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2016-06-27
Also published as: DE69626315D1; US20050020427A1; EP0886573A2; AU6395396A; US6783489B1; US20060040817A1; US20070281847A1; WO1997001434A2; US6974407B2; WO1997001434A3; US7258657B2; US6019715A; EP0886573A4; US20060247116A9; EP0886573B1; US7361132B2; CA2225720A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die hierin beschriebene Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Polsterumformungsmaschine und die Verwendung solch einer Maschine.

Hintergrund der Erfindung

Beim Versand eines Gegenstandes von einem Ort zum anderen wird typischerweise schützendes Verpackungsmaterial in dem Transportbehälter oder der Transportkiste platziert, um jegliche Leerräume zu füllen und/oder den Gegenstand während des Versandes zu polstern. Einige konventionelle schützende Verpackungsmaterialien sind Kunststoffschaumkörper und Kunststoffluftpolsterverpackungsmaterialien. Während diese konventionellen Kunststoffmaterialien ausreichend zu sein scheinen, um die Gegenstände zu polstern, sind sie nicht ohne Nachteile. Vielleicht der gravierendste Nachteil von Kunststoffluftpolsterverpackungsmaterialien und/oder Kunststoffschaumteilchen sind ihre Auswirkungen auf unsere Umwelt. Diese Kunststoffverpackungsmaterialien sind nicht biologisch abbaubar und können daher nicht verhindern, dass die schwierigen Abfallbeseitigungsprobleme auf unserem Planeten noch verstärkt werden. Die biologische Nichtabbaubarkeit dieser Verpackungsmaterialien wurde immer wichtiger im Hinblick darauf, dass viele Industrien fortschrittlichere Herangehensweisen in Bezug auf ihre Verantwortung für die Umwelt angenommen haben.
Die vorstehenden und anderen Nachteile von konventionellen Plastikverpackungsmaterialien haben schützende Verpackungsmaterialien aus Papier zu einer sehr populären Alternative werden lassen. Papier ist biologisch abbaubar, recyclingfähig und besteht aus einer erneuerbaren Ressource, so dass es zu einer umwelttechnisch vernünftigen Wahl für gewissenhafte Industrien wurde.
Während Papier in Blattform möglicherweise als schützendes Verpackungsmaterial verwendet werden könnte, wird es üblicherweise bevorzugt, die Papierlagen in ein kissenartiges Polsterprodukt mit geringer Dichte umzuformen. Polsterumformungsmaschinen, welche derzeit Verwendung finden, umfassen eine Formeinrichtung und eine Zuführeinrichtung die zusammenarbeiten, um eine kontinuierliche Bahn aus blattförmigen Ausgangsmaterial (entweder einlagig oder mehrlagig) in ein dreidimensionales Polsterprodukt oder Polsterkissen umzuformen. Die Formanordnung wird dazu verwendet die seitlichen Kanten des blattförmigen Ausgangsmaterials nach innen auf sich selbst zu falten oder zu rollen, um einen Streifen zu bilden, der eine Breite aufweist, welche im wesentlichen geringer ist, als die Breite des Ausgangsmaterials. Die Zuführanordnung bewegt das Ausgangsmaterial durch die Formanordnung und kann ebenfalls als eine Zerknitterungsanordnung funktionieren und als eine Verbinde- (oder Montage-) Anordnung. Die Polsterumformungsmaschine kann ebenfalls eine Lagentrennanordnung zum Trennen der Lagen der Bahn, bevor diese sich durch den Former bewegt und üblicherweise eine Trennanordnung aufweisen; z. B. eine Schneideanordnung die den Streifen in Abschnitte einer gewünschten Länge schneidet.
Das europäische Patent mit der Nr. 944400272.4 offenbart eine Polsterumformungsmaschine, wobei die Zuführanordnung Paare von Eingabe- und Ausgaberädern oder Rollen aufweist, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit betrieben werden, um zusammen mit dem Zuführen von zwei Lagen von Papier, ein Zerknittern und Verbinden der Papierlagen zu erreichen, um einen verbundenen Streifen von Polstermaterial zu bilden. Die Lehre der Polsterumformung würde von Verbesserungen einer Maschine dieser Anmeldung profitieren und solche Verbesserungen könnten genauso auch für andere Polsterumformungsmaschinen Verwendung finden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung stellt eine Polsterumformungsmaschine bereit, wie sie im Anspruch 1 dargelegt ist.
Optionale Merkmale der Erfindung sind in den von Patentanspruch 1 abhängigen Patentansprüchen definiert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine verbesserte Polsterumformungsmaschine und eine darauf bezogene Methodik bereit, die durch eine oder mehrere Merkmale gekennzeichnet ist, unter anderem eine Zuführ/Verbindeanordnung die es dem Bediener ermöglicht, eine Eigenschaft, z. B. die Dichte des Polsterproduktes einfach zu variieren.
Ebenfalls wird hierin offenbart, bildet aber nicht einen Teil der Erfindung wie sie beansprucht ist: eine Zuführ/Verbindeanordnung, wobei die Eingangs- und/oder die Ausgangsräder oder Rollen zumindest teilweise aus einem elastomerischen oder einem anderen, die Reibung erhöhenden Material, hergestellt sind, was die Kosten und die Komplexität der Eingangs- und Ausgangsrollen verringert; einen manuellen Umkehrmechanismus, welcher geeignet ist, um z. B. Papierverstopfungen zu beseitigen; eine modulare Anordnung der Formanordnung und der Zuführ/Verbindeanordnung in separaten Einheiten, die entfernt voneinander angeordnet werden können, wie dies für eine effizientere Nutzung der Bodenfläche gewünscht sein könnte; eine Schichtvorrichtung, welche zur Verdoppelung der Lagen des Blattmaterials in dem umgeformten Polsterprodukt bereitgestellt wird; eine Abstimmungsstange die eine alternative Anordnung der Ausgangsmaterialrolle ermöglicht; und eine Volumenvergrößerungsanordnung, die mit der Zuführ/Verbindeanordnung zusammenarbeitet, um die Dichte des Polsterproduktes zu verringern und die Produktausbeute zu vergrößern.
Von der Erfindung wird ebenfalls angenommen, dass sie bei der Verwendung einer Polsterumformungsmaschine wie sie in Anspruch 11 beansprucht ist, verbleiben kann.
Die Merkmale der Erfindung können individuell oder zusammen in Polsterumformungsmaschinen verschiedenen Typs verwendet werden. Diese und andere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend zusammengefasst und vollständiger unten beschrieben.
Eine Polsterumformungsmaschine zur Herstellung eines Polsterproduktes durch Umformen einer im wesentlichen zweidimensionalen Bahn aus blattartigem Ausgangsmaterial von zumindest einer Lage in ein dreidimensionales Polsterprodukt umfasst im wesentlichen ein Gehäuse, durch das das Ausgangsmaterial entlang eines Pfades hindurchläuft; und eine Zuführ/Verbindeanordnung, die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang des Pfades vorbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu erzeugen. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Komponenten, die entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch das Gehäuse angeordnet sind, wobei zumindest die stromaufwärtige Komponente angetrieben ist, um das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtigen Komponente mit einer Rate vorzubewegen, die schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchlaufen kann, um das Ausgangsmaterial dazwischen zu zerknittern, um einen Polsterstreifen zu bilden. Zusätzlich umfasst zumindest eine der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten gegenüberliegende Glieder, zwischen denen das Ausgangsmaterial durchläuft und durch die es mit einem Klemmdruck geklemmt wird; und ein Spannungssteuerungsmechanismus wird bereitgestellt, um die Stärke des Klemmdrucks einzustellen, der durch die gegenüberliegenden Glieder auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird. In einer Ausführungsform dieser Erfindung umfasst der Spannungssteuerungsmechanismus ein zugängliches Steuerungsglied außerhalb des Gehäuses, um es dem Bediener leicht zu ermöglichen, den Klemmdruck einzustellen, wobei eine Eigenschaft des Polsterstreifens nach Bedarf vaniert werden kann. In einer weiteren Ausführungsform umfasst jede der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten gegenüberliegende Glieder zwischen denen das Ausgangsmaterial durchgeführt und durch gegenüberliegende Glieder mit einem Klemmdruck geklemmt wird; und es wird ein Spannungssteuerungsmechanismus bereitgestellt, um die Stärke der Klemmkraft einzustellen, die durch die gegenüberliegenden Glieder der stromabwärtigen Komponente auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird, unabhängig von dem Klemmdruck, der durch die gegenüberliegenden Glieder der stromaufwärtigen Komponente auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird, wobei eine Eigenschaft des Polsterstreifens vaniert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Polsterumformungsmaschine wiederum im Allgemeinen aus einem Gehäuse, durch das das Ausgangsmaterial entlang eines Pfades hindurchläuft; und einer Zuführ/Verbindeanordnung, die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang des Pfades vorschiebt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu erzeugen. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Zuführkomponenten, die entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch das Gehäuse angeordnet sind, wobei die stromaufwärtige Zuführkomponente angetrieben ist, um das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtigen Komponente vorzubewegen, mit einer Rate, die schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchlaufen kann, um ein Zerknittem des Ausgangsmaterials dazwischen hervorzurufen, um den Polsterstreifen zu bilden. Ein verstellbarer Geschwindigkeitssteuermechanismus wird bereitgestellt, um das Verhältnis der Zuführgeschwindigkeit der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Zuführkomponenten zu variieren, wobei eine Eigenschaft des Polsterstreifens variiert werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der verstellbare Geschwindigkeitssteuermechanismus zum Beispiel eine Antriebseinrichtung mit variabler Geschwindigkeit (wie zum Beispiel ein Rollensystem mit variabler Übersetzung) für eines der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten umfassen, einen Schnellwechselgetriebesatz oder eine variable Geschwindigkeitssteuerung für zumindest einen der entsprechenden Antriebsmotoren der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten. Bevorzugt wird ein Steuerglied außerhalb des Gehäuses bereitgestellt, um es dem Bediener leicht zu ermöglichen, das Geschwindigkeitsverhältnis einzustellen, wobei eine Eigenschaft des Polsterstreifens nach Bedarf variiert werden kann.
Eine weitere Polsterumformungsmaschine gemäß der Erfindung kann ebenfalls im Allgemeinen ein Gehäuse umfassen, durch das sich das Ausgangsmaterial entlang eines Pfades hindurchbewegt; und eine Zuführ/Verbindeanordnung die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang des Pfades vorbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu bilden. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Komponenten, die entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch das Gehäuse angeordnet sind, wobei zumindest die stromaufwärtige Komponente angetrieben ist, um das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtige Komponente mit einer Rate vorzubewegen, die schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchlaufen kann, um dazwischen ein Zerknittem des Ausgangsmaterials hervorzurufen, um einen Polsterstreifen zu bilden. Weiterhin wird eine Streckkomponente stromabwärtig von der stromabwärtigen Komponente bereitgestellt, die dazu dient, den Polsterstreifen mit einer Rate vorzubewegen, die schneller ist, als die Rate mit der das Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchläuft, um eine Längsstreckung des Polsterstreifen hervorzurufen.
Eine weitere Polsterungsumformungsmaschine die die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann wiederum im Allgemeinen ein Gehäuse umfassen, durch dass das Ausgangsmaterial entlang eines Pfades durchläuft; und eine Zuführ/Verbindeanordnung die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang des Pfades vorbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu bilden. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Komponenten, welche entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch das Gehäuse angeordnet sind, wobei zumindest die stromaufwärtige Komponente angetrieben wird, um das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtigen Komponente mit einer Rate vorzubewegen, die schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchlaufen kann, um ein Zerknittem des Ausgangsmaterials dazwischen hervorzurufen, um einen Polsterstreifen zu bilden. Zumindest eine der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten umfasst gegenüberliegende Glieder, zwischen denen das Ausgangsmaterial hindurch geführt wird und durch die gegenüberliegenden Glieder mit einem Klemmdruck geklemmt wird; und zumindest eines der gegenüberliegenden Glieder ist zumindest teilweise an seiner Oberfläche aus einem elastomerischen Material hergestellt, das mit dem Ausgangsmaterial im Eingriff stehen kann.
Eine weitere Polsterumformungsmaschine, die die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann im Allgemeinen ein Gehäuse umfassen, durch das das Ausgangsmaterial entlang eines Pfades hindurchläuft; und eine Zuführ/Verbindeanordnung die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang des Pfades vorbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu bilden. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst zumindest ein drehbares Glied, das in einer ersten Richtung drehbar ist, um das Ausgangsmaterial zu ergreifen und es entlang des Pfades vorzubewegen, ein Zuführmotor, um eines der drehbaren Glieder in der ersten Richtung anzutreiben und eine Kurbel, die mit dem rotierbaren Glied gekoppelt ist, um eine Rotation des einen rotierbaren Gliedes in einer zweiten Richtung zu ermöglichen, welche entgegengesetzt der ersten Richtung ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kurbel an das rotierbare Glied durch eine Einwegkupplung gekoppelt.
Eine andere Polsterumformungsmaschine, welche die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann erste und zweite Einheiten aufweisen, welche getrennte Gehäuse haben, wobei die ersten und zweiten Einheiten an beabstandeten Orten angeordnet werden können. Die erste Einheit umfasst in ihrem Gehäuse einen Former zum Falten das bahnförmigen Ausgangsmaterials, um ein flachgefaltetes Ausgangsmaterial zu bilden, welches eine Mehrzahl an Lagen aufweist, die jeweils an einer sich längs erstreckenden Falte mit zumindest einer anderen Lage verbunden sind. Die zweite Einheit umfasst in ihrem Gehäuse eine Streckeinrichtung, die dazu geeignet ist, die einzelnen benachbarten Lagen des flach gefalteten Ausgangsmaterials voneinander zu trennen, wenn sich das flach gefaltete Ausgangsmaterial durch sie hindurehbewegt, um einen gestreckten Streifen des Ausgangsmaterials zu bilden, und eine Zuführ/Verbindeanordnung, die das Ausgangsmaterial durch die Streckanordnung vorbewegt, das gestreckte Ausgangsmaterial, das sich durch die Streckanordnung bewegt, zu zerknittern und den zerknitterten Streifen zu verbinden, um einen Polsterstreifen zu bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Einheit in Verbindung mit einem Tisch verwendet, um ein Packsystem zu bilden, wobei der Tisch eine Tischoberfläche aufweist, die eine Packfläche aufweist. Die ersten und zweiten Einheiten können beide unterhalb der Packfläche angeordnet sein und eine kann auf der anderen gelagert sein. In einer alternativen Anordnung kann die erste Einheit unterhalb der Tischoberfläche und die zweite Einheit auf der Tischoberfläche gelagert sein.
Eine weitere Polsterungsumformungsmaschine, die die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann im wesentlichen eine Zuführanordnung aufweisen, um das bahnförmige Ausgangsmaterial zuzuführen; und eine Umformungsanordnung, die das bahnförmige Ausgangsmaterial, das von der Zuführanordnung empfangen wird, in einen dreidimensionalen Polsterstreifen umformt. Die Ausgangsmaterialzuführanordnung umfasst einen Halter für die Zuführ des Ausgangsmaterials von dem das Ausgangsmaterial ausgegeben werden kann und eine Schichtvorrichtung, die ein Falten des Ausgangsmaterials entlang einer Faltlinie parallel zu der Längsachse des Ausgangsmaterials hervorruft, wobei die Anzahl der Lagen des Ausgangsmaterials das in ein Polsterprodukt umgeformt wird, verdoppelt wird.
Eine weitere Polsterungsumformungsmaschine, die die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann eine Formanordnung aufweisen, durch die das bahnförmige Ausgangsmaterial hindurch bewegt wird, um das Ausgangsmaterial in eine dreidimensionale Form umzuformen und eine Zuführ/Verbindeanordnung, die den geformten Streifen weiterbewegt und ihn zerknittert und den zerknitterten geformten Streifen verbindet, um einen Polsterstreifen zu bilden. Die Formanordnung umfasst ein Formglied und eine sich verjüngende Rutsche, die mit dem Formglied zusammenarbeitet, um die Kanten des Ausgangsmaterials nach innen zu rollen, um seitliche kissenartige Bereiche eines geformten Streifens zu bilden, und die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Komponenten, welche entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch die Maschine angeordnet sind, wobei zumindest die stromaufwärtige Komponente angetrieben ist, um das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtigen Komponente mit einer Rate vorzubewegen, welche schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial sich durch die stromabwärtige Komponente hindurch bewegen kann, um ein Zerknittern des Ausgangsmaterials dazwischen hervorzurufen, um einen Polsterstreifen zu bilden.
Eine weitere Polsterungsumformungsmaschine, die die Prinzipien und Merkmale der hierin beanspruchten Maschine illustriert, kann eine Zuführ/Verbindeanordnung aufweisen, die das Ausgangsmaterial von ihrer Quelle entlang eines Pfades durch die Maschine vorbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu bilden. Die Zuführ/Verbindeanordnung umfasst stromaufwärtige und stromabwärtige Zuführkomponenten, die entlang des Pfades des Ausgangsmaterials durch das Gehäuse angeordnet sind, wobei die stromaufwärtige Zuführkomponente kontinuierlich angetrieben wird, um kontinuierlich das Ausgangsmaterial in Richtung der stromabwärtigen Zuführkomponente während der Polsterbildungsoperation vorzubewegen, und die stromabwärtige Zuführkomponente kann intermittierend angetrieben werden, um das Ausgangsmaterial periodisch vorzubewegen. Daher wird das Ausgangsmaterial longitudinal zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Zuführkomponenten zerknittert, wenn die stromabwärtige Zuführkomponente das Ausgangsmaterial nicht antreibt, und wenn das Ion gitudinal zerknitterte Ausgangsmaterial durch die stromabwärtige Zuführkomponente in Richtung des Ausgabeendes der Maschine vorbewegt wird.
Eine Maschine, wie sie hierin beansprucht wird, kann ein Verfahren zur Herstellung eines Polsterproduktes durchführen, durch Umformen einer im wesentlichen zweidimensionalen Bahn von bahnförmigen Ausgangsmaterial zumindest einer Lage in ein dreidimensionales Polsterprodukt, wobei das Verfahren im Allgemeinen die Schritte umfasst: Bereitstellen des Ausgangsmaterials und Verwenden einer stromaufwärtigen Komponente einer Zuführ/Verbindeanordnung um das Ausgangsmaterial in Richtung einer stromabwärtigen Komponente der Zuführ/Verbindeanordnung mit einer Rate vorzubewegen, die schneller ist, als das. Ausgangsmaterial durch die stromabwärtige Komponente hindurchlaufen kann, um das Ausgangsmaterial dazwischen zu zerknittern, um den Polsterstreifen zu bilden, wobei die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten gegenüberliegender Glieder aufweisen, zwischen denen das Ausgangsmaterial hindurchgeführt und durch die gegenüberliegenden Glieder mit einem Klemmdruck geklemmt wird. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte: Einstellen der Größe des Klemmdrucks, der durch die gegenüberliegenden Glieder der stromabwärtigen Komponente durch den Bediener aufgebracht wird, unabhängig von dem Klemmdruck, der von dem Ausgangsmaterial durch die gegenüberliegenden Glieder stromaufwärtigen Komponente auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird, wodurch eine Eigenschaft des Polsterstreifens variiert werden kann. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Variierens des Verhältnisses der Zuführgeschwindigkeiten der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Zuführkomponente durch den Bediener, wobei eine Eigenschaft des Polsterstreifens variiert werden kann.
Die vorherigen und anderen Merkmale der Erfindung werden im Folgenden vollständig beschrieben und in den Ansprüchen speziell hervorgehoben, wobei die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen im Detail bestimmte illustrierende Ausführungsformen der Erfindung darlegen, welche jedoch nur für ein paar der verschiedenen Wege hinweisend sind, in denen die Prinzipien der Erfindung angewandt werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 ist eine Aufsicht von oben auf eine Polsterumformungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Maschine ein Gehäuse, eine Ausgangsmaterialzuführanordnung, eine Formanordnung, eine Zuführ/Verbindeanordnung, eine Trennanordnung und eine Nachtrennanordnung aufweist.
Die Fig. 2 ist eine schematische seitliche Aufsicht der Polsterumformungsmaschine 100.
Die Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Zuführ/Verbindeanordnung der Maschine 100 und relevanten Bereichen des Gehäuses der Maschine.
Die Fig. 3A ist eine teilweise Ansicht eines Zahnrads der Zuführ/Verbindeanordnung und eines relevanten Bereiches des Gehäuses der Maschine.
Die Fig. 4A und 4B sind Kanten- und Seitenansichten von einem Bauteil der Zuführ/Verbindeanordnung, nämlich dem Zuführrad.
Die Fig. 4C und 4D sind Kanten- und Seitenansichten einer Komponente der Zuführ/Verbindeanordnung, nämlich einem Stützrad für das Zuführrad.
Die Fig. 4E und 4F sind Kanten- und Seitenansichten einer Komponente der Zuführ/Verbindeanordnung, nämlich dem Druckrad.
Die Fig. 4G und 4H sind entsprechende Kanten- und Seitenansichten einer Komponente der Zuführ/Verbindeanordnung, nämlich einem Stützrad für ein Druckrad.
Die Fig. 5A ist eine isolierte Aufsicht der Zuführ/Verbindeanordnung zusammen mit den relevanten Teilen des Rahmens oder des Gehäuses der Maschine.
Die Fig. 5B ist eine Seitenansicht der Zuführ/Verbindeanordnung, wie sie von der Linie 5B-5B in Fig. 5B gesehen wird.
Die Fig. 5C ist eine teilweise Ansicht der Zuführ/Verbindeanordnung, dargestellt entlang der Linie 5C-5C aus Fig. 5A.
Die Fig. 6A und 6B sind schematische Seitenansichten und Aufsichten einer anderen Polsterumformungsmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 6C ist eine schematische Seitenansicht der Formanordnung der Polsterungsumformungsmaschine.
Die Fig. 7 ist eine Seitenansicht von Teilen einer modifizierten Versionen der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1-2.
Die Fig. 8 ist eine Seitenansicht von Teilen einer modifizierten Version der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1-2.
Die Fig. 9 ist eine Schnittansicht, dargestellt entlang der Linie 9-9 in Fig. 8.
Die Fig. 10 ist eine schematische Ansicht von Teilen einer modifizierten Version der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1 bis 2.
Die Fig. 11A und 12 sind schematische Aufsichten, auf erste und zweite modulare Einheiten einer anderen Polsterungsumformungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 11B ist eine Ansicht vom Ende einer Einrichtung der ersten modularen Einheit, nämlich einer Streckeinheit, wobei die Einheit mit flachgefaltetem Ausgangsmaterial dargestellt ist, dass durch sie gestreckt wird.
Die Fig. 11C ist eine Seitenansicht der Streckeinheit der Fig. 11B ohne das Ausgangsmaterial.
Die Fig. 13 bis 15 sind seitliche Aufsichten von drei Packsystemen gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Polsterungsumformungsmaschine, die in den Fig. 11A und 12 dargestellt ist, beinhaltet.
Die Fig. 16 ist eine seitliche Aufsicht auf ein Packsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine modifizierte Versionen der zweiten modularen Einheit, die in Fig. 12 dargestellt ist, beinhaltet.
Die Fig. 17 ist eine teilweise Aufsicht auf eine modifizierte Version der Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung der Fig. 1 bis 2.
Die Fig. 18 ist eine seitliche Aufsicht auf die modifizierte Version der Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung von Fig. 17.
Die Fig. 19A ist eine Aufsicht auf eine modifizierte Version der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1 und 2.
Die Fig. 19B ist eine seitliche Aufsicht auf die Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 19A.
Die Fig. 19C ist eine Querschnittsansicht der Zuführ/Verbindeanordnung von Fig. 19A, wobei der Schnitt entlang der Linie 19C-19C in Fig. 19A dargestellt ist.
Die Fig. 20 ist eine seitliche Aufsicht auf eine modifizierte Version der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1 und 2.
Die Fig. 21 ist eine Aufsicht von dem Ende der Zuführ/Verbindeanordnung von Fig. 20.
Die Fig. 22 ist eine Aufsicht auf eine modifizierte Version der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 1 und 2.
Die Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht der Zuführ/Verbindeanordnung der Fig. 22, wobei der Schnitt entlang der Linie 23-23 in Fig. 22 dargestellt ist. Die Fig. 24 ist eine Ansicht vom Ende der Zuführ/Verbindeanordnung von Fig. 22.

Detaillierte Beschreibung

In den Fig. 1 und 2 ist eine Polsterungsumformungsmaschine 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Maschine 100 formt eine im wesentlichen zweidimensionale Bahn aus bahnförmigem Ausgangsmaterial (ihre Dicke kann verglichen mit der Breite und Länge vernachlässigt werden - daher der Ausdruck "im wesentlichen zweidimensional") in ein dreidimensionales Polsterprodukt einer gewünschten Länge um. Das bevorzugte Ausgangsmaterial besteht aus einer Mehrzahl von Schichten oder Lagen aus biologisch abbaubarem und recyclingfähigem blattartigem Ausgangsmaterial wie z. B. 30 bis 50 Pfund Kraftpapier, das auf eine hohle zylindrische Röhre aufgerollt ist, um eine Rolle R des Ausgangsmaterials zu bilden. Bevorzugter besteht das Ausgangsmaterial aus zwei Lagen von Papier die zwischeneinander mit kleinen Klebertropfen in der Mitte der Papierlagen zusammengeklebt sind, wobei die Klebertropfen ungefähr ein Fuß weit beabstandet sind. Das bevorzugte Polsterprodukt hat seitliche akkordeonartige oder kissenartige Bereiche und ist entlang einem relativ dünnem Zentralband verbunden oder montiert, das die kissenartigen Bereiche voneinander trennt.
Die Polsterungsumformungsmaschine 100 umfasst ein Gehäuse 102, das eine Grundplatte oder Wand 103, seitliche Platten oder Wände 104, eine stromabwärtige Endplatte oder Wand 105, eine obere Abdeckung 106 und eine stromabwärtige Abdeckung oder Wand 107 umfasst: Die Grund-, Seiten- und Endwände 103 bis 105 bilden zusammen die Rahmenstruktur der Maschine. Die obere Abdeckung 106 bildet zusammen mit den Grund-, Seiten- und Endwänden 103 bis 105 eine Hülle für die inneren Anordnungen der Maschine 100. (Es sollte erwähnt werden, dass die Begriffe "stromaufwärtig" und "stromabwärtig" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Fließrichtung des Ausgangsmaterials durch die Maschine 100 entsprechen.)
Die Wände 103 bis 107 des Gehäuses 102 sind jeweils im wesentlichen eben und von rechteckiger Form. Die stromaufwärtigen Kanten der Grundwand 103 und der Seitenwände 104 sind nach innen gebogen, um mit der oberen Stange 108 eine rechteckige Begrenzung zu bilden, die eine zentral angeordnete relativ große rechteckige Ausgangsmaterialeinlassöffnung definiert. Die rechteckige Begrenzung kann als eine stromaufwärtige Endplatte oder Wand, welche sich rechtwinklig von der stromaufwärtigen Kante der Grundwand 103 erstreckt, angesehen werden. Die Endplatte 105 erstreckt sich rechtwinklig von einem Ort nahe dem stromabwärtigen Ende der Grundwand 103 aber weiter innen davon und definiert eine Polsterauslassöffnung. Die stromabwärtige Abdeckungswand 107 ist an den stromabwärtigen Kanten der Grundwand 103 befestigt, wobei die Seitenwände 104 und ein stromabwärtiger Bereich der oberen Abdeckung 106 eine kistenartige Umhüllung für bestimmte Komponenten der Maschine 100 bilden. Vorzugsweise kann die Abdeckungswand 107 selektiv geöffnet werden, um Zugang zu diesen Komponenten zu ermöglichen. Der stromabwärtige Bereich der oberen Abdeckung wird vorzugsweise festgehalten, wobei ein stromaufwärtiger Bereich der oberen Abdeckung in Form einer schwenkbar gelagerten Tür sein kann, welche geöffnet werden kann, um Zugang zum Inneren des Gehäuses und speziell zu der unten genannten Formanordnung zu ermöglichen, um ein Laden des Ausgangsmaterials in einer wohlbekannten Art und Weise zu erleichtern.
Die Polsterungsumformungsmaschine 100 umfasst weiterhin eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109, eine Formanordnung 110, eine Zuführ/Verbindeanordnung 111, eine Trennanordnung 112 und eine Nachtrennanordnung 113. Während des bevorzugten Umformungsvorgangs stellt die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109 Ausgangsmaterial der Formanordnung 110 bereit. Die Formanordnung 110 bewirkt ein nach innen Falten von seitlichen Kantenbereichen des bahnförmigen Ausgangsmaterials in eine überlappende Beziehung. Die Zuführ/Verbindeanordnung 111 bewegt das Ausgangsmaterial weiter durch die Maschine 100 und zerknittert weiterhin das übereinander gefaltete Ausgangsmaterial, um einen Polsterstreifen zu bilden. Wenn der Polsterstreifen sich stromabwärts von der Zuführ/Verbindeanordnung 111 weiterbewegt, trennt oder schneidet die Trenn/Ausrichtungsanordnung 112 den Polsterstreifen in Abschnitte oder Kissen einer gewünschten Länge. Die geschnittenen Kissen bewegen sich dann durch die Nachtrennanordnung 113.
Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109 umfasst Lagerhalter 114, die seitlich voneinander beabstandet sind und an dem stromabwärtigen Ende des Maschinengehäuses 102 befestigt sind. Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109 umfasst erste und zweite Führungsrollen 115 und 116 die drehbar zwischen den Lagerhaltern 114 montiert sind und eine Tänzerrolle 117, die über Schwingarme 118 schwenkbar an den Lagerhaltern 114 aufgehängt ist. Wenn Papier von der Ausgangsmaterial- oder Bereitstellungsrolle R abgewickelt wird, bewegt es sich um die Tänzerrolle 117, so dass der Zug auf das Papier oberhalb der Tänzerrolle 117 kombiniert mit dem Zug der Schwerkraft unterhalb der Tänzerrolle und den Schwingarmen 118 dazu beiträgt eine gleichmäßige Spannung auf dem Papier aufrecht zu erhalten. Das Papier verläuft dann über und unter den beiden Führungsrollen 115 und 116, um das Papier in die Formanordnung 110 zu führen.
Die Formanordnung 110 besteht aus einer zentralen Platte 119 ein Paar von Rollen 120 zum nach unten falten, mit Faltelementen 121 und 122 die einen trichterförmigen Durchgang oder eine Rutsche für die seitlichen Kantenbereiche des Ausgangsmaterials bilden. Die zentrale Platte 119 ist auf einem Sockel 123 befestigt, welcher an der Grundwand 103 befestigt ist und leicht schräg nach unten abfällt und nach innen von dem stromaufwärtigen Ende zu dem stromabwärtigen Ende der zentralen Platte zuläuft. Die Rollen 120 sind auf einer Welle 124a befestigt, die sich zwischen den Enden eines Paares von Schwingarmen 124b erstreckt, welche schwenkbar an ihren gegenüberliegenden Enden an einer Lagerstange 124c befestigt sind, die sich zwischen den Seitenwänden 104 erstreckt. Die Faltelemente 121 und 122 sind in freitragender Art und Weise an einer Montageplatte 125 befestigt.
Wenn das Papier in die Formanordnung 110 eintritt, wird der zentrale Bereich des Papiers (vorzugsweise ungefähr 113 der Papierbreite) an der zentralen Platte 119 ausgerichtet und seine verbleibenden seitlichen Kantenbereiche (vorzugsweise jeweils ungefähr 1/3 der Papierbreite) werden durch die Rollen 120 nach unten gedrückt oder gefaltet. Wenn das Papier die Falteelemente 121 und 122 berührt, werden die Falteelemente die seitlichen Kantenbereiche des Papiers nach innen übereinander falten, wodurch sie in einer gefalteten Anordnung einander überlappen. Dieses überlappende Papier oder der Streifen bewegt sich auf die Zuführ/Verbindeanordnung 111 zu.
Die Zuführ/Verbindeanordnung 111 umfasst eine Tragstruktur 126 ein Räder- (oder Rollen-) Netzwerk 127, ein Antriebssystem 128 und eine Führungsrutsche 129. Die Zuführ/Verbindekomponenten 126 bis 129 führen das Ausgangsmaterial zu, zum Beispiel dadurch, dass sie es von der Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109 und durch die Formanordnung 110 ziehen. Die Zuführ/Verbindeanordnung 111 zerknittert longitudinal den Streifen des Ausgangsmaterials und verbindet dann oder montiert dann die überlappenden Bereiche des Ausgangsmaterials, um sie in einer gewünschten dreidimensionalen Geometrie des sich ergebenden Polsterkissens zu verriegeln.
Mit zusätzlichen Bezug auf die Fig. 3 und 5A bis 5C umfasst die Tragstruktur 126 ein Paar von vertikalen Seitenplatten 130 und eine horizontale Querstange 131. Die stromabwärtigen Kanten der Seitenplatten 130 sind mit dem Gehäuse der Maschine 102 gekoppelt und spezieller mit der Endwand 105. Die Querstange 131 erstreckt sich zwischen den Seitenplatten 130 und ist an ihnen befestigt. Wie am besten in den Fig. 3 und 5A bis 5C zu sehen, umfasst das Rädernetzwerk 127 ein Zuführ- (Eingabe-) Rad 132 ein Stützrad 133 für das Zuführrad 132, ein Kompressions- (oder Ausgabe-) Rad 134, ein Stützrad 135 für das Kompressionsrad 134 und Wellen 137 bis 140 für jedes der entsprechenden Räder 132 bis 135. Die unteren Räder 132 und 134 sind auf den entsprechenden Wellen 137 und 139 befestigt und die oberen Räder 133 und 135 sind drehbar auf ihren entsprechenden Wellen 138 und 140 montiert.
Während des Betriebs der Zuführ/Verbindeanordnung 111 werden die unteren Wellen 137 und 139 in positiver Richtung durch das Antriebssystem 128 angetrieben, um die unteren Räder 132 und 134 zu drehen, welche ihrerseits die oberen oder "freilaufenden" Räder 133 und 135 drehen. Die unteren Wellen 137 und 139 erstrecken sich zwischen den seitlichen Lagerplatten 130 und sind in ihnen drehbar gelagert. (siehe Fig. 3 und 5A bis 5C.)
Die obere Welle 140 erstreckt sich zwischen den Seitenplatten 130 und hat ihre gegenüberliegenden Enden innerhalb eines vertikalen Führungsschlitzes 130a in der entsprechenden Seitenplatte 130 angeordnet. (siehe Fig. 3 und 5A bis 5B.) Die obere Welle 138 hat gegenüberliegende Enden, welche kurz hinter den Seitenplatten enden. Ein Paar von seitlich beabstandeten Wellenverbindern 142 sind zwischen den oberen Wellen 138 und 140 befestigt und jeder der Wellenverbinder ist an seiner Mitte mit dem unteren Ende eines entsprechenden Lagerstiftes oder Gliedes 143 verbunden. Jeder Stift erstreckt sich vertikal durch eine entsprechende Führungsöffnung in der Querstange 131 und trägt daran eine Kompressionsfeder 144 die zwischen der Querstange und dem Wellenverbinder angeordnet ist. In dieser Art und Weise werden die oberen oder "Freilauf " Räder 133 und 135 federnd auf die entsprechenden unteren Räder 132 und 134 vorgespannt, während es ihnen möglich ist, vertikal relativ zu ihnen während des Betriebes der Maschine 100 zu "fließen".
Wie in den Fig. 4A bis 4D zu sehen, weisen die Räder 132 und 133 beide im Allgemeinen eine zylindrische Form auf. Das Zuführrad 132 umfasst einen mittleren Bereich 145, welcher gegenüberliegende axiale Endbereiche 146 trennt. Der mittlere Bereich 145 hat die Form einer Umfangsnut, die zum Beispiel einen ungefähr rechteckigen (wie dargestellt) oder halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen kann. Die zylindrische Umgebung der gegenüberliegenden axialen Endbereiche 146 ist durch flache Flächen 147 unterbrochen. Die flachen Flächen 147 auf einem Endbereich 146 sind relativ zu den flachen Flächen auf dem anderen Endbereich 146 versetzt. In anderen Worten sind die flachen Flächen 147 auf einem der axialen Endbereiche 146 mit den "nicht flachen" oder gebogenen gerändelten Bereichen 148 auf dem anderen axialen Endbereich 146 ausgerichtet. Das Stützrad 133 des Zuführrades 122 umfasst ebenfalls einen mittleren Bereich 149 der gegenüberliegende axiale Endbereich 1 SO voneinander trennt. Der mittlere Bereich 149 hat die Form einer radial nach außen hervorstehenden umlaufenden Rippe, die vorzugsweise an ihrer radialen Außenseite abgerundet ist, wobei die Endbereiche 150 gerändelte radiale äußere Oberflächen haben. Die radiale äußere Oberfläche einer der beiden Räder 132 und 133 oder Bereiche davon können aus einem elastomerischen Material wie beispielsweise Gummi (Neopren oder Urethan) gefertigt werden, wodurch die Kosten und die Komplexität der Räder verringert wird, während immer noch ein hoher Grad von Reibungsverbesserung für einen relativ schlupffreien Eingriff mit dem Ausgangsmaterial bereitgestellt wird.
Wie in den Fig. 4E bis 4H zu sehen, weisen die Räder 134 und 135 beide ebenfalls eine im Allgemeinen zylindrische Form auf. Das Druckrad 134 umfasst einen mittleren Bereich 151 der gegenüberliegende axiale Endbereiche 152 voneinander trennt. Der mittlere Bereich 151 ist radial verringert und hat eine glatte radiale Oberfläche. Die Endbereiche 152 sind gerippt, um rechteckige am Umfang voneinander beabstandete Zähne zu bilden. Das Stützrad 135 des Druckrades 134 umfasst eine kontinuierliche gerändelte äußere Durchmesseroberfläche. Die radialen äußeren Oberflächen einer der beiden Räder 134 und 135 oder Bereiche davon können wiederum aus einem elastomerischen Material wie beispielsweise Gummi (Neopren oder Urethan) gefertigt werden, wodurch die Kosten und die Komplexität der Räder verringert wird, während immer noch ein hoher Grad an Reibungsverbesserung bereitgestellt wird, für einen relativ schlupffreien Eingriff mit dem Ausgangsmaterial.
Wie in Fig. 1 zu sehen, umfasst das Antriebssystem 128 der Zuführ/Verbindeanordnung 111 einen elektrischen Motor 153 und bewegungsübertragende Elemente 154 bis 159 (Fig. 3, 3A und 5A). Der Motor 153 ist auf der Grundplatte 103 auf einer Seite der Formanordnung 110 montiert. Die bewegungsübertragenden Elemente übertragen die Drehkraft des Motors 153 auf das Räderwerk 127 oder spezieller auf die unteren Wellen 137 und 139.
Wie in den Fig. 3, 3A und 5A zu sehen, umfassen die bewegungsübertragenden Elemente eine Antriebskette 154 und Ritzel 155 und 156. Das Ritzel 155 ist auf einer Ausgabewelle 153a eines Untersetzungsgetriebes 153b befestigt, welches durch den Motor 153 (siehe Fig. 1) angetrieben wird und das Ritzel 156 ist an der Welle 139 des Kompressionsrades befestigt. Die Antriebskette 154 verläuft um die Ritzel 155 und 156, um die Welle 139 des Kompressionsrades zu drehen.
Die bewegungsübertragenden Elemente 157 bis 159 sind Zahnräder, die ein Zahnradgetriebe zwischen der Welle 139 des Kompressionsrades und der Welle 137 des Antriebsrades bilden. Das Zahnrad 157 ist auf dem Ende der Welle 139 des Kompressionsrades befestigt, das dem Ritzel 156 gegenüberliegt, das Zahnrad 158 ist drehbar an der Seitenlagerplatte 130 befestigt und das Zahnrad 159 ist an dem benachbarten Ende der Welle 137 des Antriebsrades befestigt. In dieser Art und Weise wird die Welle 137 des Zuführrades und die Welle 139 des Kompressionsrades sich in die gleiche Richtung drehen. Jedoch sind die Zahnräder so ausgewählt, dass die Welle 137 (und daher das Zuführrad 132) mit einer schnelleren Zuführrate als die Welle 139 (und daher das Kompressionsrad 134) dreht. In der dargestellten Ausführungsform ist das eingestellte Geschwindigkeitsverhältnis in der Größenordnung von ungefähr 1,7 zu 1 bis ungefähr 2,0 zu 1.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, erstreckt sich die Führungsrutsche 129 von dem Ausgabeende der Formanordnung 110 zu der Auslassöffnung in der Endwand 105 des Gehäuses. In Fig. 3 kann erkannt werden, dass die Führungsrutsche 129 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die stromaufwärtigen unteren und/oder Seitenkanten der Rutsche weiten sich vorzugsweise nach außen, um einen Trichter oder einen zusammenlaufenden Einlassmund 160 (Fig. 5B) zu bilden. Die oberen und unteren Wände der Führungsrutsche 129 umfassen jeweils eine Öffnung 161, durch die sich die Räder 132 bis 135 in das Innere der Führungsrutsche erstrecken (Fig. 5A bis 5C). Es wird erkannt, dass die Querschnittsabmessungen (d. h. Breite und Höhe) der Führungsrutsche 129 den Querschnittsabmessungen des Polsterproduktes annähernd entsprechen.
Der Streifen, der in der Formanordnung 110 gebildet wird, wird in die Führungsrutsche 129 durch ihren Trichtereinlass 160 gedrängt, wobei er durch das Zuführrad 132 und sein Stützrad 133 ergriffen und nach vorne (oder stromabwärtig) gefördert wird. Die versetzte Anordnung der flachen Flächen 147 auf den Endbereichen 146 des Rades 133 werden den Streifen dazu veranlassen alternierend von jeder Seite seiner longitudinalen Achse gefördert zu werden, anstatt nur axial gezogen zu werden. Das bedeutet, dass der Streifen alternierend von jeder Seite seiner longitudinalen Achse gefördert wird, statt nur axial gezogen zu werden. Dieser Vorschub durch aufeinanderfolgende Züge von einer Seite und dann von der anderen Seite hin und her, macht es möglich, in der Mitte einen Papierzuwachs zu bekommen, verglichen mit seiner flachen Ausbildung, wobei dieser Zuwachs durch die Rippe 159 erzeugt wird, die in die sich damit paarende Rille in dem Rad 132 hinein passt. Da die Räder 134 und 135 mit einer geringeren Geschwindigkeit als die der Räder 132 und 133 rotieren, wird der Streifen längs zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Paaren von Rädern zerknittert, wobei die letzteren Falten in den Streifen pressen (für weitere Informationen bezüglich einer Anordnung ähnlich zu der Zuführ/Verbindeanordnung 111 wird auf die europäische Patentanmeldung mit der Nr. 94 440 027.4, die am 22. April 1994 eingereicht wurde und am 02. November 1995 unter der Veröffentlichungsnummer 0679 508 A1 veröffentlicht wurde, verwiesen, welche hierin durch Referenz auf genommen wird.) Der Streifen verlässt dann die Führungsrutsche 129 und gelangt durch die Polsterauslassöffnung in der Endwand 105.
Wenn der Streifen die Zuführ/Verbindeanordnung 111 verlässt und durch die Polsterauslassöffnung in der Endwand 105 hindurch tritt, trennt die Trennanordnung 112 seinen führenden Bereich in eine gewünschte Länge. Die dargestellte Trennanordnung 112 umfasst Schneidekomponenten 162 die vorzugsweise durch einen elektrischen Motor 163 angetrieben werden (Fig. 1). Die Schneidekomponenten 162 sind an der stromabwärtigen Oberfläche der Endwand 105 befestigt und befinden sich innerhalb der Umhüllung, die von der stromabwärtigen Abdeckung 107 geschlossen wird. Der Trennmotor 163 ist an der Grundwand 103 an der Seite der Formanordnung gegenüber dem Zuführmotor 153 montiert (siehe Fig. 1 und 2). Eine geeignete Trennanordnung ist in der US-Patentanmeldung mit der Nr. 08/188,305 offenbart, die hierbei durch Referenz aufgenommen wird. Die geschnittenen Polsterabschnitte bewegen sich dann durch die Nachtrennanordnung 113.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist die Nachtrennanordnung 113 an der stromabwärtigen Abdeckung 107 befestigt. Der Einlass und der Auslass der Anordnung 113 sind mit der Polsterauslassöffnung in der Endwand 105 ausgerichtet. Die Nachtrennanordnung 113 ist in ihrer Querschnittsform rechteckig und weitet sich nach außen in stromabwärtiger Richtung. Wenn der geschnittene Abschnitt des Polsterstreifens oder Kissens aus dem Auslass der Anordnung 113 hervortritt, ist das Kissen bereit, um als Polsterprodukt eingesetzt zu werden.
Unter Bezugnahme nun auf die Fig. 17 und 18 ist eine modifizierte Form 109u der Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung dargestellt. Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109u dient dazu, das Ausgangsmaterial vor seinem Eintritt in die Formanordnung 110 aufeinander zu schichten. Während die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109u mit mehrschichtigem Ausgangsmaterial verwendet werden könnte, um die Anzahl der Materiallagen zu verdoppeln, wird sie vorzugsweise mit einlagigem Ausgangsmaterial verwendet, so dass die Notwendigkeit einlagiges Ausgangsmaterial in mehrlagige Rollen neu aufzuwickeln nicht mehr benötigt wird.
Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109u umfasst ein Paar von Lagerhaltern 114 die vertikal beabstandet sind (im Gegensatz zu lateral beabstandet, wie es die Halter 114 sind) und lagern die Ausgangsmaterialrolle Ru in einer vertikalen Ausrichtung (das Ausgangsmaterial wird üblicherweise doppelt so breit sein wie die normale Breite, da das Ausgangsmaterial übereinander gefaltet wird, um eine zweilagige Bahn bereitzustellen). Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 109u umfasst weiterhin eine Schichtplatte 1001 die vertikal stromauf wärtig der Rollen 120u zum nach unten falten vertikal angeordnet ist, durch eine Halterung die sie von einer Stütze an der Grundwand 103 abhängt. Die Schichtplatte 1001 ist im Allgemeinen dreieckig, außer dass sie eine abgerundete Eintrittsecke 1002 aufweist. Wenn das Ausgangsmaterial von der Rolle Ru in einer vertikalen Ebene abgewickelt wird und dann über die Schichtplatte 1001 in die Formanordnung 110 gezogen wird, wird es in eine Bahn gefaltet, welche zwei Lagen aufweist. Diese Bahn wird in einer horizontalen Ebene angeordnet, um von der Formanordnung 110 aufgenommen zu werden. Wenn gewünscht kann die Ausgangsmaterialrolle in horizontaler Orientierung gelagert werden, wobei ihre Achsen rechtwinklig zu dem Eintrittspfad der Formanordnung 110 ausgerichtet ist und eine abgewinkelte Stange zum Herumdrehen zwischen der Ausgangsrolle und der Schichtplatte verwendet wird, um das Bahnmaterial von einer horizontalen Ebene, wenn es von der Ausgangsmaterialrolle abgezogen wird, in eine vertikale Ebene für den Durchgang zu der Schichtplatte 1001 zu führen. Es wird ebenfalls erkannt, dass eine horizontale Bereitstellung der Ausgangsmaterialrolle ebenfalls durch eine Drehung der gesamten Ausführungsform der Maschine der Fig. 17 und 18 um 90º um ihre Längsachse erreicht werden kann. Zusätzlich können zusätzliche Lagen dadurch bereitgestellt werden, dass Ausgangsmaterial von einer oder mehreren zusätzlichen Rollen bereitgestellt wird, die schematisch durch die Ausgangsmaterialrolle Rv dargestellt ist. Zwei, drei oder mehr Ausgangsmaterialrollen können mit den anderen Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, verwendet werden, wenn dies gewünscht ist. Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung kann eine modifizierte Version der Zuführ/Verbindeanordnung 111 austauschbare Schnellwechselgetriebesätze aufweisen, welche bereitgestellt werden, um entsprechende unterschiedliche Zuführratenverhältnisse zwischen dem Eingabe- und Ausgaberad des Räderwerks bereitzustellen. Diese Getriebesätze wären ähnlich zu den Zahnrädern 157 bis 159 (Fig. 5B), außer dass sie von unterschiedlicher Größe oder Zähnezahl wären, um einen entsprechenden Wechsel im Zuführratenverhältnis zu erzeugen und daher die Eigenschaften des Polsterkissens, wie es gewünscht wird, zu erzeugen Durch die Verwendung von geeigneten Markierungen auf den Getriebesätzen, die den gewünschten Verpackungsapplikationen entsprechen, könnte der Wechsel der Geschwindigkeitsverhältnisse mit minimalem Training für den Maschinenbediener durchgeführt werden, indem der richtige Getriebesatz für eine gegebene Applikation ersetzt wird. Wie hierin erklärt wurde, beeinflusst das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Zuführrad 132 (Fig. 5C) und dem Kompressionsrad 134 die Eigenschaften (wie beispielsweise die Dichte, Kompaktheit, Polstereignung, etc.) des Kissens, das während des Umformungsvorgangs hergestellt wird. Während das eingestellte Geschwindigkeitsverhältnis, das durch das Getriebe 157 bis 159 bereitgestellt wird, für viele Gelegenheiten geeignet sein könnte, könnte es wünschenswert sein, dieses Geschwindigkeitsverhältnis selektiv zu verändern, um die Eigenschaften des Polsterkissens zu verändern. Im Speziellen wird, wenn der Geschwindigkeitsunterschied verringert wird, ein weniger dichtes Kissen produziert (möglicherweise führt das zu einem größeren Ertrag von einer gegebenen Menge an Ausgangsmaterial) zur Verwendung beispielsweise zur Verpackung von leichteren Objekten.
In einer weiteren modifizierten Form der Zuführ/Verbindeanordnung könnten zwei separate Zuführmotoren verwendet werden, einen für die Welle 137 des Zuführrades (Fig. 5A und 5C) und einen für die Welle 139 des Kompressionsrades. Einer der beiden oder beide Motoren könnten eine Option zur Veränderung der Geschwindigkeit aufweisen, um eine selektive Einstellung des Geschwindigkeitsverhältnisses zu ermöglichen. Es sollte erwähnt werden, dass, wenn diese Motoren direkt mit den Wellen 137 und 139 gekoppelt werden, die Notwendigkeit für bewegungsübertragende Elemente 154 bis 159 (Fig. 5A) nicht mehr bestehen würde. In jedem Fall würde diese Modifikation den Bedarf für ein Getriebe 157 bis 159 (Fig. 5A) eliminieren.
In einer anderen modifizierten Version der Zuführ/Verbindeanordnung, welche teilweise in Fig. 7 dargestellt wird, wird das Getriebe 157 bis 159 (Fig. 5A) des Antriebssystems 128u durch ein Rollensystem mit variabler Übersetzung 1010 ersetzt. In dem Antriebssystem 128u steuert das Rollensystem mit variabler Übersetzung 1010 das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Welle 137 des Zuführrades und der Welle 139 des Druckrades. Die dargestellte Rolle 1010 umfasst eine SL-Scheibe 1011, die an die Welle 137 des Zuführrades gekoppelt ist, eine MC-Scheibe 1012, die mit der Welle 139 des Kompressionsrades gekoppelt ist und ein Keilriemen 1013, der über sie läuft. Eine Verstelleinrichtung 1014 ermöglicht eine manuelle Steuerung (über einen Kontrollknopf 1015, welcher vorzugsweise für eine einfachere Erreichbarkeit außerhalb des Maschinengehäuses angeordnet ist) der Position des Keilriemens 1013 auf den Scheiben 1011 und 1012, um dadurch das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Wellen 1037 und 1039 in wohlbekannter Art und Weise zu variieren.
Eine modifizierte Version der Zuführ/Verbindeanordnung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt und so konstruiert, dass eine einfache und sogar dynamische, selektive Änderung der Vorspannkraft zwischen dem Kompressionsrad 134 und seinem Stützrad 135 bereitgestellt werden kann. Die Lagerstruktur 129 des Räderwerks 127 umfasst ein Paar von horizontalen Querstangen 131 at und 131 bt die sich dazwischen erstrecken und die an den Seitenplatten 130 befestigt sind. Die Querstange 131at ist vertikal mit der Welle 138 ausgerichtet und die Querstange 131bt ist vertikal mit der Welle 140 ausgerichtet.
Ein erstes Paar von Stiften 143at (ähnlich zu den Lagerstiften 143) verbindet die Wellenverbinder 142 mit den ersten Lagerquerstangen 131at. Die Stifte 143at erstrecken sich von den Enden der Wellenverbinder 142 benachbart zu der Welle 138. Ein anderer Stift 143bt ist mit den Wellenverbindern 142 über einen Bügel 120 gekoppelt, der mit den Enden des Wellenverbinders 142 benachbart zu der Welle 140 verbunden ist. Der Stift 143bt ist mit der Querstange 131bt über eine Einstelleinrichtung 1021 verbunden. Die Einstelleinrichtung umfasst einen verstellbaren Anschlag 1021a in den der Stift 143bt so hineingeschraubt ist, dass eine Drehung des Stifts den verstellbaren Anschlag zu und weg von der Welle 140 bewegt. Eine Feder 1021b ist zwischen dem verstellbaren Anschlag 1021a und dem Querglied 131 bt der Gabel 1020 angeordnet. Demgemäß wird eine Drehung des Stiftes die Vorspannkraft, die auf die Gabel und deshalb auf die Welle 140 und das Rad 135 wirkt, vergrößern oder verkleinern, wobei erwähnt werden sollte, dass der Stift relativ zu der Gabel rotieren kann.
Wie bevorzugt ist ein Knopf 1022 an das Ende des Stiftes, der oberhalb der Querstange hervorsteht, befestigt. Es sollte erkannt werden, dass der Knopf eine einfache manuelle Einstellung der Vorspannkraft, die auf die Welle 140 wirkt, ermöglicht. Der Drehknopf ist vorzugsweise außerhalb des Maschinengehäuses angeordnet oder zumindest an einer bequem erreichbaren Position innerhalb des Maschinengehäuses. Wenn der Drehknopf 1022 angezogen wird, wird die Vorspannkraft zwischen dem Kompressionsrad 134 und seinem Stützrad 135 vergrößert, wobei ein dichteres Polsterkissen erzeugt wird. Wenn der Drehknopf 1022 gelöst wird, wird die Vorspannkraft verringert, wobei ein weniger dichtes Polsterkissen erzeugt wird. Es können dynamische Veränderungen vorgenommen werden, während die Maschine läuft, um die Eigenschaften des Polsterkissens "on the fly" (während des Betriebs) zu verändern. Wenn gewünscht, kann der Drehknopf durch andere Antriebsmechanismen, wie beispielsweise einen Elektromotor, ersetzt werden, welcher ferngesteuert werden kann, um die Vorspannkraft einzustellen.
Das Antriebssystem 128w einer anderen modifizierten Form der Zuführ/Verbindeanordnung ist in Fig. 10 dargestellt. Das Antriebssystem 128w umfasst eine Umkehreinrichtung 1030, die es ermöglicht, die Bewegung der Zuführ/Verbindeanordnung umzukehren, um zum Beispiel Papierstaus in der Maschine zu beseitigen. Die Einrichtung 1030 umfasst eine Kupplung 1031 und eine Handkurbel 1032. Die Kupplung 1031 ermöglicht eine selektive Entkopplung der Welle des Motors 153b von der Welle 139 des Druckrades. Die Handkurbel 1032 ist mit der Welle 139 des Kompressionsrades so gekoppelt, dass nach einer Trennung von der Antriebswelle des Motors, die Welle 139 manuell in umgekehrter Richtung gedreht werden kann. Die Handkurbel 1032 kann permanent an der Maschine befestigt sein, wie dargestellt, oder sie kann "weggefaltet" werden oder sogar während des normalen Betriebs entfernt werden. Alternativ könnte der Motor umgekehrt werden, um eine umgekehrte Bewegung der Zuführ/Verbindeanordnung hervorzurufen.
Eine weitere modifizierte Form der Zuführ/Verbindeanordnung ist in den Fig. 20 und 21 dargestellt, wobei diese Anordnung ein modifiziertes Antriebssystem 128x beinhaltet. In dem modifizierten Antriebssystem 128x wird die Welle 137 des Antriebsrades (und daher auch das Antriebsrad 132 und sein Stützrad 133) direkt durch den Motor 153 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Jedoch wird die Welle 139 des Kompressionsrades (und daher auch das Kompressionsrad 134 und sein Stützrad 135) durch eine Schalteinrichtung 1040, die das Getriebe 157 bis 159 ersetzt, intermittierend statt kontinuierlich angetrieben. Wenn die Schalträder 134 und 135 nicht rotieren, wird das Ausgangsmaterial zerknittert, wenn die drehenden Räder 132 und 133 weiterhin das Ausgangsmaterial stromabwärts vorbewegen. Wenn die Schalträder 134 und 135 rotieren, wird das Ausgangsmaterial aus der Zuführ/Verbindeanordnung ausgegeben.
Die Schalteinrichtung 1040 ist ein gewöhnlicher "Genfer" Getriebemechanismus und in der dargestellten Einrichtung dreht das Kompressionsrad 134 um eine viertel Umdrehung bei jeder halben Umdrehung des Zuführrades 132. Die Einrichtung 1040 umfasst eine Antriebsscheibe 142, die an der Lagerwand 130 befestigt ist, einen Nockenstift 1041, der an der Antriebsscheibe 1042 befestigt ist, ein Getriebe 1042 das mit dem Ende der Zuführwelle 137 befestigt ist und eine Scheibe 1044 mit vier Schlitzen, die an das Ende der Welle 138 des Kompressionsrades gekoppelt ist. Die Antriebsscheibe ist mit der Kompressionswelle 139 so verschaltet, dass bei jeder halben Umdrehung der Welle 137 des Zuführrades die Antriebsscheibe 1042 ebenfalls eine Umdrehung durchführen wird. Wenn die Antriebsscheibe 1042 eine Umdrehung durchführt, wird sie die Scheibe 1044 mit den vier Schlitzen durch den Nockenstift 1041 dazu, bringen eine viertel Umdrehung zu rotieren.
Eine andere modifizierte Form 111y der Zuführ/Verbindeanordnung ist in den Fig. 19A bis 19C dargestellt. Das Rädernetzwerk 127y dieser Anordnung umfasst eine "Streckanordnung" die aus einem Streckrad 1050, seinem Stützrad 1051 und entsprechenden Wellen 1052 und 1053 besteht. Während des Betriebs der Zuführ/Verbindeanordnung 111y drehen sich die Räder 1050 und 1051 mit einer schnelleren Zuführratengeschwindigkeit als die Räder 134 und 135 wodurch der Streifen "gestreckt" wird, bevor er durch die Auslassöffnung in der Endwand 105 hindurchtritt. Die Räder 1050 und 1051 können im wesentlichen im Design und der Größe mit den entsprechenden Rädern 134 und 135 identisch sein.
Das Hinzufügen der Räder 1050 und 1051 erfordert Änderungen in der Tragstruktur 126y dem Räderwerk 127y und dem Antriebssystem 128y. Die Stützstruktur 126y umfasst verlängerte Seitenwände 130y jeweils mit einem zusätzlichen Schlitz, um die Welle 1053 aufzunehmen und eine Querstange 131y, die zwischen jedem benachbarten Satz von Stützrädern angeordnet ist. In dem Räderwerk 127y verbinden Wellenverbinder 142y alle drei Wellen 138, 140 und 1053 und zwei Sätze von Lagerstiften 143y verbinden die Wellenverbinder 142y mit den Querstangen 132y. Im Antriebssystem 128y wurden Zahnräder 1054 und 1055 dem Getriebe hinzugefügt, wobei das Zahnrad 1054 an der Welle 1052 des Streckrades befestigt ist und das Zahnrad 1055 an der Seitenwand 130y befestigt ist, um Bewegung von dem Zahnrad 157 auf das Zahnrad 1054 zu übertragen. Die Zahnräder 1054 und 1055 können so dimensioniert werden, dass das Streckrad 1050 irgendwo zwischen einer Zuführratengeschwindigkeit leicht schneller als die des Kompressionsrades 134 bis zu einer Zuführratengeschwindigkeit die gleich der des Zuführrades 132 ist, gedreht wird. Genauso wird die Führungsrutsche 129 (Fig. 5A bis 5C) vorzugsweise verlängert, obwohl dies nicht in den Fig. 19A bis 19C dargestellt ist und ihre Schlitze werden modifiziert um die Räder 1050 und 1051 aufzunehmen.
In einer weiteren modifizierten Form 111z der Zuführ/Verbindeanordnung, die in den Fig. 22 bis 24 dargestellt ist, ersetzt eine bewegliche Barriere 1060 das Kompressionsrad 134, sein Stützrad 135 und die Welle 139 des Kompressionsrades. Die Barriere 1060 ist gegen das Zuführrad 132 federvorgespannt, so dass wenn der Polsterstreifen von ihm abgegeben wird, er von der Barriere 1060 behindert wird, wobei der Streifen in Längsrichtung zerknittert. Wenn der Druck, der von dem zerknitternden Streifen aufgebracht wird, sich erhöht, wird die Federvorspannung der Barriere 1060 überwunden und sie wird öffnen, um es dem zerknitterten Streifen zu ermöglich durch die Auslassöffnung in der Endwand 105 hindurchzutreten.
Die dargestellte Barriere 1060 ist aus einer (im Querschnitt) kreisförmigen Stange hergestellt, die in eine rechteckige Schleife geformt ist, welche abgerundete Ecken aufweist. Die Schleife ist rechtwinklig in einem zentralen Bereich gebogen, um eine Rundecke 1061 zwischen einem oberen Bereich 106z und einem unteren Bereich 1063 der Barriere 1060 zu bilden. Die Kante 1061 der Barriere 1060 ist um die Welle 140 rotierbar befestigt (vorher verwendet um das Rad 135 zu lagern). Wenn Sie sich in einer Ruheposition befindet, erstreckt sich der untere Bereich 1063 der Barriere in die Führungsrutsche 1292 in einer abwärtigen und stromabwärts abfallenden Richtung, wobei der obere Bereich 1060 sich davon nach oben erstreckt. In dem Räderwerk 1272 ist ein Führungsstift 1064 mit einer Querstange 131 verbunden und erstreckt sich horizontal von ihr. Der Stift 1064 ist an seinem anderen Ende mit einem Halter 1065 mit dem oberen Bereich 106z der Barriere verbunden und eine Feder 1064a wird von dem Stift 1064 getragen und ist zwischen dem Halter 1065 und der Querstange 131 angeordnet. Wenn der Druck des zerknitternden Streifens hinter dem unteren Bereich 1063 der Barriere sich erhöht, wird der obere Bereiche der Barriere 106z in Richtung der Querstange 131 bedrückt, wobei der untere Bereich 1063 nach oben verschwenkt, um eine Freigabe des Streifens zu ermöglichen. In der Führungsrutsche 129z ist der obere Schlitz 161z bis zu der stromabwärtigen Kante der Führungsrutsche verlängert, welche sich hinter die Auslassöffnung in der Endwand 105 erstreckt. (Siehe Fig. 22.) Das Antriebssystem 128z ist im wesentlichen das gleiche wie das Antriebssystem 128 außer, dass das Getriebe 157 bis 159 beseitigt wurde.
In den Fig. 6A und 6B ist eine Polsterumformungsmaschine 200 dargestellt. Die Maschine 200 formt bahnförmiges Ausgangsmaterial in ein dreidimensionales Polsterprodukt einer gewünschten Länge um. Wie bei der Maschine 100 besteht das bevorzugte Ausgangsmaterial für die Maschine 200 aus einer Mehrzahl von Lagen oder Schichten aus biologisch abbaubarem und recyclingfähigem blattförmigem Material wie beispielsweise 30 bis 50 Pfund Kraftpapier, welches auf eine hohle zylindrische Röhre aufgerollt wurde, um eine Rolle R des Ausgangsmaterials zu bilden. Jedoch könnte das Ausgangsmaterial vorzugsweise aus drei Lagen Papier bestehen und würde in jedem Fall nicht zwischen ihnen zusammengeklebt worden sein. Wie bei der Maschine 100 hat das bevorzugte Polsterprodukt der Maschine 200 seitliche akkordeonartige oder kissenartige Bereiche und ist entlang eines relativ dünnen Zentralbandes, welches die kissenartigen Bereiche voneinander trennt, verbunden oder montiert.
Die Maschine 200 ähnelt der Maschine 100, die oben diskutiert wurde und umfasst eine im wesentlichen identisches Gehäuse 202, eine Zuführ/Verbindeanordnung 211, eine Trennanordnung 212 und eine Nachtrennanordnung 213. Jedoch sind die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 209 und die Formanordnung 210 der Maschine 200 unterschiedlich von diesen Anordnungen der Maschine 100.
Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 209 umfasst zwei Lagerhalter 214 welche seitlich voneinander beabstandet sind und an dem Rahmen der Maschine, oder spezieller an der stromaufwärtigen Wand (oder rechteckigen Begrenzung) 208 befestigt sind. Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 209 umfasst ebenfalls einen Blatttrenner 216 und eine Konstanteintrittsrolle 218. Der Blatttrenner 216 umfasst drei vertikal beabstandete Rollen, welche sich zwischen den Lagerhaltern 214 erstrecken und an ihnen befestigt sind. (Die Anzahl der Trennrollen entspricht der Anzahl der Schichten oder Lagen des Ausgangsmaterials, wobei mehr oder weniger Rollen verwendet werden können abhängig von der Anzahl der Lagen.) Die Konstanteintrittsrolle 218 erstreckt sich ebenfalls zwischen den Lagerhaltern 214 und ist an ihnen befestigt.
Wenn das Papier von der Bereitstellungsrolle R abgewickelt wird, verläuft es über die Konstanteintrittsrolle 218 und in die Trennanordnung 216. In der Trennanordnung werden die Schichten oder Lagen des Ausgangsmaterials durch die Trennrollen getrennt und von dieser "Vortrennung" wird angenommen, dass sie die Federwirkung des produzierten Polsterproduktes verbessert. Die Konstanteintrittsrolle 218 stellt einen unveränderlichen Eintrittspunkt für das Ausgangsmaterial in den Trenner 216 bereit, unabhängig von dem Durchmesser der Rolle R. (Details solch einer Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung werden in dem US-Patent mit der Nr. 5,322,477 dargelegt, deren gesamte Offenbarung hierbei durch Referenz aufgenommen wird.)
Die Formanordnung 210 umfasst eine Formrutsche 219 und ein Formglied 220. Die Formrutsche 219 läuft longitudinal in stromabwärtiger Richtung zusammen und ist in einem stromabwärtigen Bereich der Umhüllung angeordnet, die durch das Gehäuse der Maschine gebildet wird. Ihr Eingang ist in einer trompetenartigen Weise nach außen aufgeweitet und ihr Ausgang ist benachbart der Zuführ/Verbindeanordnung 211 angeordnet. Die Rutsche 219 ist mit dem Gehäuse an der Bodenwand 103 und bei 221 befestigt.
Das Formglied 220 hat eine "gedrängte U-Form" oder eine "Gummiknüppelform" die einen Buchtbereich aufweist, der obere und untere Beine verbindet. Das untere Bein erstreckt sich zu einem Punkt der ungefähr an dem Ausgangsende der Formrutsche 219 angrenzt. Der hintere Bereich des Formglieds 220 erstreckt sich vorzugsweise hinter dem Eingangsende der Formrutsche mit ungefähr einer Hälfte seiner Gesamtlänge. Genauso ist der Radius der abgerundeten Basis oder des Buchtbereiches ungefähr die Hälfte der Höhe des Mundes der Formrutsche. Dies ermöglicht einen glatten Übergang von der Trenneinrichtung 216 zu dem Formglied und dann in die Formrutsche.
Das untere Bein 220a des Formgliedes 220 erstreckt sich im Allgemeinen parallel zu der Bodenwand 219a der Formrutsche 219. Jedoch kann die relative Neigung und der Abstand zwischen dem unteren Bein des Formgliedes und der Bodenwand der Formrutsche eingestellt werden, wie es benötigt wird, um ein ordentliches Formen und Bilden der seitlichen Kanten des Ausgangsmaterials zu erhalten.
Solch eine Einstellung kann durch das Einstellglied 223 erreicht und beibehalten werden, welches, wie am besten in Fig. 6 zu sehen, sich zwischen den Beinen des Formgliedes erstreckt, an einem Punkt, der auf halbem Weg der Länge des unteren Beines liegt. Es sollte erwähnt werden, dass das obere Bein kürzer sein kann, da nur eine ausreichende Länge benötigt wird, um es an der oberen Wand der Formrutsche zu befestigten. Das Einstellglied 223 umfasst eine Stange 224, welche ein unteres Ende aufweist, das an dem unteren Bein des Formglieds 220 durch eine drehbare Verbindung 225 befestigt ist (wie beispielsweise eine Kugelverbindung). Das obere mit einem Gewinde versehenen Ende der Stange 224 erstreckt sich durch eine Gewindebohrung in der oberen Wand der Formrutsche, genauso wie durch eine Gewindebohrung in einem oberen Bein des Formgliedes 220 und wird durch eine Mutter 224a an der Formrutsche 219 befestigt. Um die Lücke zwischen dem unteren Bein des Formgliedes und der Bodenwand der Formrutsche einzustellen, wird das Oberteil der Gewindestange in die geeignete Richtung gedreht. Das Oberteil der Stange könnte mit einem Schlitz für einen Schraubenzieher ausgestattet sein oder mit Flächen für einen Schraubenschlüssel, um diese Drehung mit Standardwerkzeugen einfach durchzuführen.
Weitere Details der bevorzugten Rutsche 219 und des Formglieds 220 werden in der US-Patentanmeldung mit der Nr. 081487,182 dargelegt, deren gesamte Offenbarung hierdurch durch Referenz aufgenommen wird. Jedoch sollte erwähnt werden, dass andere Rutschen und Formglieder mit der vorliegenden Erfindung möglich sind und in Erwägung gezogen werden können. Beispielsweise könnten die Rutschen und/oder die Formglieder, die in den US-Patenten mit der Nr. 4,026,198, 4,085,662, 4,109,040, 4,717,613 und 4,750,896 die Formrutsche 219 und/oder das Formglied 220 ersetzen.
Wenn das Ausgangsmaterial durch die Formrutsche 219 verläuft, werden seine seitlichen Endbereiche in eine im Allgemeinen Spiralform nach innen gerollt oder gefaltet und nach innen aufeinander zugedrängt, so dass die nach innen gerollten Kanten kissenartige Bereiche des Ausgangsmaterials bilden, die in seitlicher angrenzender Beziehung angeordnet sind, wenn sie aus dem Ausgabeende der Formrutsche heraustreten. Das Formglied 220 arbeitet mit der Formrutsche 219 zusammen, um ein ordentliches Formen und Bilden des Papiers zu garantieren, wobei das Formglied dazu geeignet ist, den zentralen Bereich des Ausgangsmaterials entlang der Bodenwand der Rutsche 219 zu führen, für ein kontrolliertes nach innen Rollen der seitlichen Seitenbereiche des Ausgangsmaterials. Das gerollte Ausgangsmaterial oder der Streifen läuft dann zu der Zuführ/Verbindeanordnung 211.
Eine andere Polsterumformungsmaschine 300, welche aus den modularen Einheiten 300a und 300b gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, ist in den Fig. 11A, 11B, 11C und 12 dargestellt. Die Maschine 300 formt bahnförmiges Ausgangsmaterial in ein dreidimensionales Polsterprodukt einer gewünschten Länge um. Wie bei den Maschinen 100 und 200 weist das bevorzugte Polsterprodukt der Maschine 300 seitliche zerknitterte kissenartige Bereiche auf und ist entlang eines Zentralbandes, das die kissenartige Bereiche trennt, verbunden oder montiert. Wie bei den Maschinen 100 und 200 besteht das bevorzugte Ausgangsmaterial für die Maschine 300 aus einer Mehrzahl von Schichten oder Lagen von biologisch abbaubarem und recyclingfähigem bahnförmigem Ausgangsmaterial, wie beispielsweise 30-50 Pfund Kraftpapier welches auf eine hohle zylindrische Röhre aufgerollt wurde, um eine Rolle R des Ausgangsmaterials zu bilden. Die erste modulare Einheit 300a umfasst ein Gehäuse 302a ähnlich dem stromabwärtigen Bereich des Gehäuses 102 der Maschine 100. (Siehe Fig. 11A.) Eine Zuführ/Verbindeanordnung 311, eine Trennanordnung 312 und eine Nachtrennanordnung 313, welche im wesentlichen identisch zu den entsprechenden Anordnungen der Maschine 100 sind, werden mit dem Gehäuse 302a in der gleichen Art und Weise montiert, wie sie in dem stromabwärtigen Bereich des Gehäuses 102 montiert sind. Jedoch belegt eine Streckeinrichtung 370 den Platz in dem Maschinengehäuse 102 welcher von der Formanordnung 110 belegt war und erfordert weniger Raum. (Siehe Fig. 11A.) Zusätzlich ist eine Führungsrolle 372 an dem stromaufwärtigen Ende des Gehäuses 302a durch den Halter 374 montiert.
Die Streckeinrichtung 370 umfasst ein Montageglied 378 an dem ein Trennglied 380 befestigt ist. (Siehe Fig. 11B und 11C.) Das Montageglied 378 umfasst eine querverlaufende Stütze oder einen Montagearm 381, der einen nach außen gedrehten Endbereich 383 und einen, in die andere Richtung gedrehten Endbereich 385 aufweist, an dem das Trennglied 380 befestigt ist. Der äußere Endbereich 383 ist mit dem Gehäuse 382a, durch einen Halter 387 und geeignete Befestigungselemente montiert.
Das Trennglied 380 umfasst einen querverlaufenden Halter 393 und Faltaufweitelemente 395 an gegenüberliegenden Enden des querverlaufenden Halters 393, welche relativ dicker sind, als der querverlaufende Halter 393 in Bezug auf die enge Dimension des Ausgangsmaterials. In dem dargestellten Expansionsgerät wird das Montageglied 378 durch eine Stange oder ein Rohr gebildet und die Faltausdehnungselemente sind durch Rollen gebildet, die auf dem querverlaufenden Halter an gegenüberliegenden Enden drehbar gelagert sind. Der querverlaufende Halter 393 ist in der Nähe seines Endes mit dem benachbarten Endbereich 385 des Montagegliedes 381 befestigt, um ihn in einer freitragenden Weise zu lagern.
Das Aufweitegerät 373 ist zur Verwendung mit flachgefaltetem Ausgangsmaterial entworfen, welches durch die zweite modulare Einheit 300b gebildet wird. Während des Umwandlungsvorganges laufen die Lagen des Ausgangsmaterials (gebildet durch die Kanten und Zentralbereiche der Lage oder der Lagen) durch das Aufweitegerät 373. Genauer gesagt läuft der zentrale Bereich des gefalteten Ausgangsmaterials über die Seiten der Rollen 395 gegenüber dem Montagearm 381, wobei die inneren Kantenbereiche des Ausgangsmaterials in den engen V- förmigen oder U-förmigen Schlitz laufen, der zwischen dem querverlaufenden Halter 393 und dem Montagearm 381 gebildet ist, und der andere oder äußere Kantenbereich des Ausgangsmaterials verläuft über die Seite des Befestigungsarms 381, welche am weitesten vom Trennglied 380 entfernt ist. Als Ergebnis werden die seitlichen Endbereiche voneinander und von dem Zentralbereich getrennt, wobei Luft in das dann aufgeweitete Material eingebracht wird, welches nun eine dreidimensionale Form annimmt, wenn es in die Formrutsche der Zuführ/Verbindeanordnung 311 eintritt. Weitere Details des Aufweitegerätes 370 werden in dem US-Patent mit der Nr. 6,015,374 dargelegt, welches hierdurch hierin durch Referenz in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
Die zweite modulare Einheit 300b umfasst ein Gehäuse 302b ähnlich dem stromaufwärtigen Bereich des Gehäuses der Maschine 100. (Siehe Fig. 12.) Eine Formanordnung 310 ist identisch zu der entsprechenden Anordnung der Maschine 100 und ist an dem Gehäuse 302 in der gleichen Art und Weise befestigt. Jedoch kann die Ausgangsmaterialrolle R durch einen Ständer oder Ausgangsmaterialrollenhalter 2002 gelagert werden, der auf dem Boden befestigt ist. Zusätzlich ist eine Führungsrolle 398 an dem stromabwärtigen Ende des Gehäuses 302 über eine Halterung 399 befestigt.
Ein Verpackungssystem 2000, welches die Polsterumformungsmaschine 300 umfasst, ist in Fig. 13 dargestellt. Zusätzlich zu der Maschine 300 umfasst das System einen Tisch 2001 und einen Ausgangsmaterialhalter 2002, welcher auf dem Boden befestigt ist. Die erste modulare Einheit 300a ist auf dem Tisch 2001 angeordnet und die zweite modulare Einheit 300b ist unterhalb des Tisches angeordnet. Wenn das Ausgangsmaterial von der Rolle R abgewickelt wird, verläuft es von der Halterung 2002 über die Platte 119 durch die Formanordnung 310 unter der Führungsrolle 398 hindurch (angeordnet zwischen den Beinen des Tisches), über die Führungsrolle 372, durch das Aufweitegeräte 370 und in die Zuführ/Verbindeanordnung 311. Der Streifen wird dann durch die Trennanordnung 312 getrennt und die geschnittenen Abschnitte laufen durch die Nachtrennanordnung 313.
Eine modifizierte Version 2000u des Packsystems ist in Fig. 14 dargestellt. In dem Packsystem 2000u verläuft das gefaltete Ausgangsmaterial von der Einheit 300b durch eine Öffnung 2003 in dem Tisch 2001u. Diese Anordnung ermöglicht eine zentralere Positionierung der Einheiten 300a und 300b relativ zu dem Tisch 2001u und schützt weiterhin den gefalteten Streifen vor Behinderungen wenn er sich zwischen den Einheiten bewegt.
Eine andere modifizierte Version 2000w des Packsystems ist in Fig. 15 dargestellt. In dem Packsystem 2000w ist eine erste Einheit 300a auf der zweiten Einheiten 300b unterhalb eines erhöhten Tisches 2001w gestapelt (wenn dieser mit den Tischen 2001 und 2001w verglichen wird). Zusätzlich ist die Nachtrennanordnung 313w nach oben in Richtung einer Öffnung 2003w in dem Tisch gekrümmt, wodurch die geschnittenen Polsterabschnitte auf der Tischoberfläche abgelegt werden. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Tischoberfläche während der Erzeugung der Polsterprodukte frei von jeglichen Maschinenkomponenten ist.
Ein anderes erfindungsgemäßes Packsystem 2000x ist in Fig. 16 dargestellt. Dieses Packsystem umfasst eine Maschine 300x die ähnlich der Maschine 300 ist, außer ihre erste modulare Einheit 300aX. Genauer gesagt weist die Einheit 300ax eine manuelle Trennanordnung 312x, anstatt einer motorangetriebene Einheit auf. Zusätzlich ist das Gehäuse 300bx von der Form eines zweitteiligen Gehäuses. Die anderen Komponenten wie beispielsweise das Aufweitegerät 370 und die Zuführ/Verbindeanordnung 311 arbeiten im Wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben. Für weitere Details der Einheit 300bx wird auf die US-Patentanmeldung mit der Nr. 08/584,092 verwiesen.
Man wird nun erkennen, dass die vorliegende Erfindung eine verbesserte Methodik in Bezug auf Polsterumformungsmaschinen bereitstellt. Obwohl diese Erfindung im Hinblick auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben und dargestellt ist, ist es offensichtlich, dass äquivalente Variationen und Modifikationen anderen Fachleuten einfallen werden, wenn sie diese Beschreibung lesen und verstehen. Die vorliegende Erfindung umfasst all solche äquivalenten Variationen und Modifikationen. Demgemäß kann, obwohl ein spezielles Merkmal der Erfindung oben in Bezug auf nur eine der dargestellten Ausführungsformen beschrieben wurde, dieses Merkmal auch mit einer oder mehr Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, wie dies für jede gegebene oder spezielle Anwendung gewünscht oder vorteilhaft sein könnte.
Es sollte erwähnt werden, dass die Positionsangaben in der Beschreibung (d. h. oben, unten, untere, obere, etc.) nur zur leichteren Erklärung verwendet wurden, als die dargestellten Ausführungsformen beschrieben wurden und sie sind in keinster Weise dazu vorgesehen, die vorliegende Erfindung auf eine spezielle Orientierung zu begrenzen. Genauso wurden die Ausdrücke (inklusive der Bezug auf ein "Mittel") dazu verwendet, die hierin beschriebenen Anordnungen und Geräte zu identifizieren und es ist beabsichtigt, wenn nicht anders beschrieben, dass die Einrichtungen jeglichen Anordnungen/Einrichtungen entsprechen, die die spezifizierte Funktion solch einer Anordnung/eines Gerätes durchführen, welche funktional äquivalent zu den offenbarten Strukturen sind, die die Funktion in der dargestellten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung durchführen, obwohl diese dazu nicht strukturell äquivalent sind.

Claims

1. Eine Polsterumformungsmaschine zur Herstellung eines Posterproduktes durch Umformen eines im Wesentlichen zweidimensionalen Gewebes aus bahnförmigem Ausgangsmaterial mit zumindest einer Lage in ein dreidimensionales Polsterprodukt, wobei die Maschine eine Zuführ/Verbindeanordnung umfasst, gekennzeichnet durch einen Steuermechanismus, der einem Bediener ermöglicht, selektiv eine Eigenschaft des Polsterproduktes zu variieren, das die Maschine nach Bedarf produziert, wobei die Eigenschaft die Dichte, die Kompaktheit, die Polsterungsfähigkeit, die Steifheit und/oder der Ertrag aus einer gegebenen Menge von Ausgangsmaterial des Polsterproduktes ist und weiterhin gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das vom Ausgangsmaterial durchlaufen wird, und wobei der Steuermechanismus ein erreichbares Steuerglied außerhalb des Gehäuses aufweist, um eine einfache Einstellung der Eigenschaft des Polsterproduktes durch den Bediener zu ermöglichen; und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied dazu eingesetzt werden kann, um die relative Geschwindigkeit der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten der Zuführ-/Verbindeanordnung einzustellen; oder dazu geeignet ist, die Größe des Klemmdruckes zu variieren, der durch gegenüberliegende Glieder der Zuführ/Verbindeanordnung aufgebracht wird, zwischen denen das Ausgangsmaterial durchgeführt und geklemmt wird.

2. Eine Polsterumformungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zuführ/Verbindeanordnung das Ausgangsmaterial aus seiner Quelle entlang eines Pfades weiterbewegt, das Ausgangsmaterial zerknittert und das zerknitterte Ausgangsmaterial verbindet, um einen Polsterstreifen zu erzeugen.

3. Eine Polsterumformungsmaschine gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Zuführ-/Verbindeanordnung stromaufwärtige und stromabwärtige Komponenten umfasst, welche entlang des Pfades des Ausgangsmaterials angeordnet sind; wobei zumindest die stromaufwärtige Komponente angetrieben wird, um das Ausgangsmaterial mit einer Rate zu der stromabwärtigen Komponente weiterzubewegen, die schneller ist, als das bahnförmige Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente durchlaufen kann, um das Ausgangsmaterial dazwischen zu zerknittern, zur Bildung eines Polsterstreifens.

4. Eine Polsterumformungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zuführ-/Verbindeanordnung gegenüberliegende Glieder auf weist, zwischen denen das Ausgangsmaterial durchläuft und durch die es mit einem Klemmdruck geklemmt wird, und wobei der Steuermechanismus ein Spannungssteuermechanismus ist, um das Maß des Klemmdruckes einzustellen, der durch die gegenüberliegenden Glieder auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird, und wobei, wenn von Anspruch 3 abhängig, zumindest eine der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Komponenten die gegenüberliegenden Glieder umfasst.

5. Eine Polsterumformungsmaschine gemäß Anspruch 4, wenn dieser von Anspruch 3 abhängig ist, wobei der Spannungssteuermechanismus die Größe des Klemmdruckes einstellt, der durch die gegenüberliegenden Glieder der stromabwärtigen Komponente auf das Ausgangsmaterial auf gebracht wird, unabhängig von dem Klemmdruck, der auf das Ausgangsmaterial durch die gegenüberliegenden Glieder der stromaufwärtigen Komponente aufgebracht wird.

6. Eine Umformungsmaschine gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei der Spannungssteuermechanismus eine Vorspanneinrichtung aufweist, die federnd eines der gegenüberliegenden Glieder in Richtung des anderen vorspannt und ein Einstellelement aufweist, zur Einstellung der Vorspannkraft, die durch das Vorspanngerät auf eines der gegenüberliegenden Glieder aufgebracht wird, wobei das Einstellgerät operativ mit dem Steuerglied verbunden ist.

7. Eine Umformungsmaschine gemäß Anspruch 3, wobei der Steuermechanismus einen einstellbaren Geschwindigkeitssteuermechanismus umfasst, zur Veränderung des Verhältnisses der Zuführgeschwindigkeiten der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Zuführkomponenten, wodurch eine Eigenschaft des Polsterstreifens variiert werden kann.

8. Eine Umformungsmaschine nach dem vorherigen Anspruch, wobei der verstellbare Geschwindigkeitssteuermechanismus eines der folgenden Elemente umfasst:

einen Schnellwechselgetriebesatz;

eine variable Geschwindigkeitssteuerung für zumindest einen der entsprechenden Motoren, die die stromabwärtigen und stromaufwärtigen Komponenten antreiben;

ein Rollensystem mit variabler Übersetzung.

9. Eine Umformungsmaschine gemäß Anspruch 3 oder jedem Anspruch, welcher davon abhängig ist, wobei die Zufuhr-/Verbindeanordnung weiterhin eine Streckkomponente stromabwärtig von der stromabwärtigen Komponente aufweist, die dazu dient, den Polsterstreifen mit einer Rate weiterzubewegen, welche schneller ist, als die Rate, mit der das Ausgangsmaterial die stromabwärtige Komponente verlässt, um eine Längsstreckung des Polsterstreifens zu bewirken.

10. Eine Umformungsmaschine gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der Steuermechanismus einen einstellbaren Geschwindigkeitssteuermechanismus umfasst, zur Veränderung der Geschwindigkeit, mit der die Streckkomponente das Material weiterbewegt.

11. Die Verwendung einer Umformungsmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, um ein im Wesentlichen zweidimensionales Gewebe bahnförmigen Ausgangsmaterials von zumindest einer Lage in ein, dreidimensionales Polsterprodukt umzuformen, wobei ein Bediener den Steuermechanismus verwendet, um selektiv eine Eigenschaft eines durch die Maschine produzierten Polsterproduktes zu verändern.