用于衬垫转化机的成形组件、衬垫转化机和预制片材原料的制作方法

1.本发明总体上涉及一种衬垫转化机，其将片材原料转化成可用于包装的缓冲衬垫产品。


背景技术：

2.在将物品从一个位置运输到另一个位置的过程中，保护性包装材料通常被放置在运输箱或盒子中，以在运输过程中填充任何空隙或以缓冲物品。一些常规的保护性包装材料是塑料泡沫花生和塑料泡包装。纸保护性包装材料是常规塑料包装材料的非常流行的替代物。纸是生物可降解的、可再循环的并且由可再生资源制成，使得它成为尽责的实业公司对环境负责的选择。
3.虽然片材形式的纸可用作保护性包装材料，但包装公司通常优选将纸的片材转化成相对低密度的衬垫产品以提供改进的保护。这种转化可以通过衬垫转化机来完成，诸如在共同转让的美国专利第5,123,889号和第5,322,477号中公开的那些等。衬垫转化机通常将片材原料(诸如纸等)转化成具有比原始原料更低密度的衬垫条带。从条带上切断或切割所需长度的衬垫产品以用于包装应用。


技术实现要素：

4.本发明提供一种缓冲件转化机和方法，用于将片材原料转化成具有改善的缓冲特性的相对低密度的衬垫产品，并且更具体地，转化成由原料形成的缓冲产品，该缓冲产品具有的横向区域向内翻转并沿着窄的中心带连接，在随机起皱的横向枕部分中留下增加量的原料，并且在枕部分中提供改进的缓冲特性。
5.为此，本发明提供一种缓冲衬垫转化机，其将片材原料转化成相对较低密度的缓冲产品，其中片材原料包括两个片材，这两个片材重叠并连接到另一个片材的横向边缘。该转化机包括成形组件，该成形组件具有用于使片材成形并随机起皱的成形器；可调节的引导构件，该可调节的引导构件用于将起皱的片材引导到成形组件下游的进给组件，该可调节的引导构件具有受控的最大尺寸；以及进给组件下游的切断组件，切断组件将缓冲件的离散长度分开。切断组件包括窗框，窗框在进给组件的操作期间将起皱的片材材料引导到出口，并且在切断组件的操作期间约束起皱的片材原料。
6.更具体地，本发明提供了一种用于缓冲件转化机的成形组件，该成形组件包括内部成形装置。内部成形装置具有高度尺寸、垂直于高度尺寸的宽度尺寸和垂直于高度尺寸和宽度尺寸两者的长度尺寸。内部成形装置还包括底表面和从底表面的共同侧部突出的成对的横向间隔开的纵向延伸的突起。内部成形装置的宽度尺寸沿着长度尺寸从上游端部到与上游端部间隔开的下游端部减小，并且突起的高度尺寸从上游端部到下游端部增大，使得突起包括楔形体积。这些突起的楔形体积沿着会聚轴线延伸，但是突起还包括成对的横向间隔开的纵向延伸的平行脊，平行脊还可以被称为肩部，平行脊在楔形体积上方突出并且从楔形体积的横向外边缘向内间隔开。
7.内部成形装置可以在横向间隔的突起之间具有均匀厚度的中心区域。该中心区域可以在横向间隔开的突起之间包括平坦的上表面。
8.内部成形装置的底表面可以是平坦的或平面的。
9.平行脊可以从上游端部延伸小于所述长度尺寸的距离。所得到的内部成形装置可以包括相对于平行脊横向向外定位的横向间隔开的突起的上表面高度的阶梯变化。
10.突起可以进一步包括从楔形体积的横向外部范围横向向内延伸的横向外部空腔，并且突起可以在内部成形装置的下游端部处具有圆形横截面。
11.在一个或更多个实施例中，内部成形装置可以关于纵向延伸的竖直平面对称，并且横向间隔的突起中的每一个突起可以是另一个突起关于纵向延伸的竖直平面的镜像。
12.成形组件可以进一步包括固定至内部成形装置的安装元件，该安装元件邻近突起之间的上游端部。
13.在一个或更多个实施例中，内部成形装置可以进一步包括横向居中的方向舵，方向舵延伸超过以下项中的至少一项：在与突起相反的方向上超过内部成形装置的底表面以及超过内部成形装置的上游端部。
14.成形组件还可包括外部成形装置，该外部成形装置包括会聚斜槽，该会聚斜槽从上游端部处的入口会聚到下游端部处的相对较小的出口，其中，内部成形装置伸缩地接纳在外部成形装置内。内部成形装置可以安装到外部成形装置。
15.本发明还提供一种具有转化组件的缓冲件转化机，转化组件具有成形组件、进给组件以及成组的引导壁，成形组件用于将片材原料定形状为相对较低密度的衬垫条带，进给组件位于成形组件的下游，进给组件具有至少一个旋转元件以牵动衬垫条带穿过成形组件，该组引导壁位于成形组件与进给组件之间，以沿着从成形组件到进给组件的路径引导衬垫条带。该组引导壁包括至少一个可调节的引导壁，该至少一个可调节的引导壁枢转地安装在邻近成形组件的上游端部处并且可选择性地定位在多个预定位置中的任意位置中，以改变成形组件与进给组件之间的路径的至少一个尺寸。
16.该组引导壁可以包括引导板和成对的横向地间隔开的可调节的引导壁，引导板具有多个周向间隔开的孔，引导壁具有凸片，凸片可接纳在对应的孔中。引导板可以从成形组件延伸并且穿过进送组件。
17.可调节的引导壁可以是弯曲的以提供面向路径的凸表面。并且该组引导壁可以周向地界定该路径。
18.最后，本发明提供了一种衬垫转化机，其具有用于将片材原料转化成密度相对较低的衬垫产品的转化组件。转化组件包括进给组件和切断组件，进给组件具有至少一个旋转元件以沿着经过转化组件的路径推进片材原料，切断组件位于进给组件的下游以从片材原料切断衬垫产品的离散长度。切断组件包括固定切割刀片和从动切割刀片，该从动切割刀片可相对于固定切割刀片横跨片材原料的路径移动，以从片材原料切断离散的衬垫产品。切断组件还包括平移框架，平移框架可与从动切割刀片一起在进给位置与从进给位置移开的切断位置之间移动。平移框架包括通道，该通道与处于进给位置的片材原料的路径对准并且阻挡处于切断位置的片材原料的路径。平移框架包括横杆，该横杆限定通道的侧部，并且当框架从切断位置移动到进给位置时，横杆将片材原料重新引导到路径。
19.当平移框架从进给位置移动到切断位置时，平移框架可平移平移框架的位置而不
旋转。从动切割刀片可以邻近通道安装至平移框架。
20.切断组件可包括引导构件，平移框架安装至引导构件以引导平移框架在进给位置与切断位置之间的平移移动。
21.在以下描述和附图中详细描述了本发明的这些和其他特征。
附图说明
22.图1是包括用于将片材原料转化成相对较低密度的衬垫产品的衬垫转化机的系统的示意图。
23.图2是适用于转化成衬垫产品的单层预制片材原料的示意图。
24.图3是适用于转化成衬垫产品的多层预制片材原料的示意图。
25.图4是适用于转化成衬垫产品的另一种预制片材原料的示意图。
26.图5是适用于转化成衬垫产品的又一种预制片材原料的示意图。
27.图6是由本发明提供的用于衬垫转化机的示例性成形组件的透视图。
28.图7是图6的成形组件的俯视图。
29.图8是沿着线8
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8看到的图7的成形组件的纵向剖视图。
30.图9是图7的成形组件的上游端部处的片材原料的示意图，如沿着线9
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9的横截面所看到的。
31.图10是在图7的成形组件的中点处的片材原料的示意图，如沿着线10
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10的横截面所看到的。
32.图11是在图7的成形组件的下游端部处的片材原料的示意图，如沿线11
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11的横截面所看到的。
33.图12是本发明提供的可替代的成形组件的分解透视图。
34.图13是图12的可替代的成形组件的内部成形装置的透视图。
35.图14是图13的内部成形装置的仰视图。
36.图15是如邻近成形组件的上游端部所看到的图12的可替代的成形组件的示意性剖视透视图。
37.图16是如在成形组件的中点处梭看到的图12的可替代的成形组件示意性剖视透视图。
38.图17是如邻近成形组件的下游端部所看到的图12的可替代的成形组件的示意性剖视透视图。
39.图18是包括另一可替代的成形组件的衬垫转化系统的示意性纵向横截面。
40.图19是具有成形组件、进给组件以及成组的引导壁的衬垫转化机的一部分的示意性纵向横截面图，成形组件包括图13的内部成形装置，该组引导壁位于成形组件与进给组件之间。
41.图20是图19的该组引导壁和进给组件的示意性透视图。
42.图21是图19的该组引导壁和进给组件的另一示意性透视图。
43.图22是图19的该组引导壁和进给组件的示意性透视图，如从该组引导壁的与图21相反的一侧所看到的。
44.图23是本发明提供的切断组件在进给位置中的示意性正视图。
45.图24是本发明提供的切断组件在切断位置中的示意性正视图。
46.图25是具有可替代的成形组件的衬垫转化机的透视图，该成形组件具有部分打开的壳体。
47.图26是图25的与壳体隔离的可替代的成形组件的后透视图。
48.图27是图26的可替代的成形组件的侧透视图。
49.图28是图26的可替代的成形组件的放大的后透视图。
50.图29是图26的部分打开的可替代的成形组件的放大的后透视图。
具体实施方式
51.参考附图，图1示意性示出了由本发明提供的示例性衬垫转化系统30，用于将片材原料32转化成相对较小密度的衬垫产品34。该系统包括片材原料32的供应源36和衬垫转化机40，衬垫转化机40用于将该原料32转化为相对低密度的衬垫产品34，特别是用于缓冲产品。缓冲衬垫产品也可被称为衬垫，并且生产缓冲衬垫产品的衬垫转化机可被称为缓冲件转化机。
52.片材原料的供应源
53.旨在与本发明提供的转化机40一起使用的片材原料32具有允许转化机40是更短的并且占据更少空间的特定配置。供应源36可以包括一层或更多层片材原料32，并且至少一层片材原料32优选地包括纸。纸是生物可降解的、可再循环的并且由可再生资源组成，使得它成为对环境负责的选择。供应源中的片材原料32可以卷绕成卷或扇形折叠成矩形堆叠，如所示出的。
54.虽然传统平坦片材原料可用于由本发明提供的转化机40中，但转化机设计成与预制的片材原料32一起使用。因此，片材原料32还可以被称为片材材料或原料或预制的原料。图1
‑
图5中示出了一些示例。具体地，片材原料32配置有基底层42和与基底层42重叠并且连接至基底层42的横向区域的两个附加层44和46，并且因此可以被称为多层片材原料32。这种布置可替代地可以被描述为第一片材42，该第一片材42在其横向范围处连接至对应的第二片材44和46的与第一片材42的共同侧部重叠的边缘上。第二片材44和46通常不像第一片材42那样宽，从而使得第二片材44和46之间几乎没有重叠或没有重叠。或以另一种方式表达，片材原料32具有中心部分42和两个横向部分44和46，两个横向部分44和46与中心部分42的共同侧部重叠并且在相应的边缘处连接至中心部分42的横向范围。
55.该预制的片材原料32可以通过在片材原料的中心部分42的共同侧部上沿着纵向延伸的折叠线48向内折叠平坦片材原料的横向部分44和46来形成。在图2中示出了单层示例，并且在图1和图3中示出了多层示例，具体地两层示例。每个层具有沿着纵向折叠线48在中心部分42的共同侧部上向内折叠的横向部分44和46。
56.或者，预制的片材原料32可通过将单独的横向部分44和46(或者使用前述示例中的术语称为第二片材或附加层)连接到中心部分42的共同侧部(或者使用前述示例中的术语称为第一片材或基底层)与中心部分42的横向边缘相邻而形成，如图4和图5所示。在图5中，第二片材44和46横向向外延伸超过第一片材42的横向边缘。该连接可由折叠线48(如图1至图3所示)限定或可由粘合剂50(如图4和图5所示)或其他连接装置(例如机械连接)形成。该预制的片材原料32然后可绕横向折叠线52(图1)以交替方向卷绕成圆柱形卷或扇形
折叠成为矩形堆叠，以用于储存或运输，直到准备好用于衬垫转化机40中。
57.衬垫转化机
58.回到图1，展示的衬垫转化机40包括壳体54，壳体54具有在上游端部60处的入口56和在与上游端部60相对的下游端部64处的出口62。在该上下文中，术语“上游”和“下游”是原料32从供应源36并且穿过转化机40从上游端部60朝向下游端部64的流动方向的特征。从上游端部60到下游端部64的方向也可以可替代地称为进给方向或下游方向66。上游方向与下游方向66相反。
59.如所示出的，壳体54以基本上水平的方式定位，由此从上游端部60延伸到下游端部64的假想纵向线或轴线将是基本上水平的。然而，转化机40旨在不限于所示的定向，因为转化机40可用于其他定向，诸如垂直定向等。转化机40还包括壳体54内的框架(未示出)，该框架支撑转化机40的内部部件。
60.衬垫转化机40的这些内部部件包括从供应源36牵拉片材原料32的转化组件(也统称为转化组件70)，转化组件将片材原料32转化成连续的未连接条带，并且然后转化成具有横向枕部分的连接条带，其中随机起皱的片材原料被窄的中心带分开。然后，离散的衬垫产品34以期望的长度与连接条带分开。
61.在常规的缓冲件转化机(诸如类似于在美国专利第5,322,477号中描述的机器的缓冲转化机等)中，转化组件包括成形组件，该成形组件向内转动平坦片材原料的横向边缘，并且该向内转动需要沿着进给方向保持一定距离以避免当片材前进经过成形组件时的撕裂或其他问题。通过提供预制的片材原料32，其中片材原料32的横向部分44和46已经在中心部分42上向内延伸，本发明提供了一种成形组件72，该成形组件72不必向内转动平坦片材原料的横向边缘，这意味着可以减小成形组件72在进给方向66上的长度。换言之，预制的多层原料32(诸如上述的那些等)的成形，在将片材原料32进给到转化机40的上游端部60处的入口56中之前，有助于减小成形组件72的尺寸(尤其是长度)，并且因此减小转化机40的尺寸(尤其是长度)，而不会显著改变所得衬垫产品34的保护性缓冲特性的质量。此外，因为成形组件72不必向内转动预制的片材原材料32的横向部分44和46，在转化期间片材原材料撕裂的风险也被降低。
62.因而，本发明提供的转化组件70包括将重叠层42分开的成形组件72和预制的片材原料32的44和46，打开片材原料32并且将横向部分44和46与中心部分42分离，使得横向部分44和46不再平行于中心部分42，而当片材原料32移动经过成形组件72时，随机地起皱和以其他方式成形片材原料32。在这样做时，成形组件72可比设计用于具有相等总宽度(横向部分和中心部分的组合宽度)的平坦片材原料的成形组件更短。
63.当片材原料32移动经过成形组件72时，片材原料32随机地起皱以提供示例性的缓冲特性。成形组件72形成缓冲衬垫产品34的大体形状，并且当片材被牵拉经过成形组件72时便于片材的随机起皱。成形组件72因此将片材原料32转化成相对较低密度的、未连接的缓冲衬垫的条带。
64.转化组件70还包括进给组件74，该进给组件74从供应源36牵拉片材原料32并且经过成形组件72。进给组件74不仅拉动片材原料32经过成形组件72，而且可以连接或缝合未连接条带中的重叠层的中心带以形成连接的缓冲条带。重叠层的连接帮助缓冲条带和所得缓冲产品保持其形状。可替代地，进给组件74的进给功能和连接功能可以由不同的机构分
开和执行。
65.最后，转化组件70可包括切断组件76，以将期望长度的离散区段或衬垫产品34(图1)与连接条带分开。当连接条带从进给组件74向下游行进时，切断组件76可选择性地操作以从连接条带切割或以其他方式分离期望长度的一个或更多个区段，该一个或更多个区段可被称为离散的缓冲产品或衬垫34。与条带分开的离散的缓冲产品34穿过壳体54下游端部处的出口62并穿过出口斜槽78以离开转化机40。因此，片材原料32沿下游方向66从供应源36前进，并经过转化组件70，具体地，依次经过成形组件72、进给组件74和切断组件76，以形成缓冲衬垫产品34，其与起始片材原料32相比具有较低的密度和改进的缓冲特性。
66.成形组件
67.现在转到图6至图11所示的本发明提供的改进的成形组件72的进一步细节，成形组件72包括内部成形装置90，通常称为成形器，并且可选地可以包括外部成形装置92。外部成形装置92从上游端部处的相对较大的入口94会聚到下游端部处的相对较小的出口96，并且可以称为会聚斜槽92。内部成形装置90安装成延伸到外部成形装置92中，使得外部成形装置92伸缩地接收内部成形装置90。当原料32穿过成形组件72时，原料32行进穿过外部成形装置92并围绕内部成形装置90，以形成随机地起皱的原料的未连接条带。原料32的中心部分在内部成形装置90的底表面100和外部成形装置92的内表面之间行进，如所示出的，或者在没有外部成形装置92的情况下，在内部成形装置90的底表面100和引导板176(图19)之间行进，引导板176与内部成形装置72的底表面100(对应于图19中的底表面174)间隔开并且大致平行。
68.内部成形装置或成形器90具有大致平坦的底表面100，其形状为具有圆角的等腰三角形。成形器90的下游端部104由形成在等长度长的第一边106和第二边108之间的三角形的角形成，其中三角形的较短的第三边110形成成形器90的上游端部112。
69.成对的横向间隔的倾斜突起114从该底表面100在图6所示的取向中向上延伸，该对横向间隔开的倾斜突起114从成形器90的上游端部112朝向成形器90的下游端部104向上倾斜。这些倾斜突起114位于会聚轴线上，该会聚轴线大致平行于三角形底表面100的第一边106和第二边108中的相应一个边，并且这些倾斜突起114在其上游端部处比在其下游端部处间隔开更大的距离。倾斜突起114大致平行于三角形底表面100的长的第一边106和第二边108。
70.倾斜突起114具有相对平坦的上表面116，该上表面116在下游方向66上从邻近成形器90的上游端部112的上游端部延伸，并且在下游方向66上与底表面100间隔开增加的距离。这个平坦的上表面116可以在倾斜突起114的下游端部之前终止，如在所示的实施例中。在所示实施例中，倾斜突起114在成形器90的下游端部104处具有大致圆形的横向横截面。倾斜突起114因此看起来具有近似圆柱体的体积，该圆柱体已经在对角线(diagonal)上被切割以形成平坦的上表面116。
71.在相对平坦的上表面116与底表面100之间，倾斜突起114的外侧可以凹进，这有助于当片材原料在成形器90上方和周围被牵拉时片材原料32随机起皱到该空间中。在所展示的实施例中，成形器90通过安装支架120从上方支撑，安装支架120在中心固定在倾斜突起114之间并且邻近成形器90的上游端部112。
72.展示的成形组件72还包括横向居中的方向舵122，方向舵122在成形器90的上游端
部112的上游延伸，并且还延伸超过成形器90的底表面100。当片材原料32被牵拉穿过成形组件72时，方向舵122在片材原料32进入成形组件72时接合片材原料32的中心，并且使片材原料的中心重新定向成远离成形器90的底表面100。这可以促进片材原料在成形器90的横向外边缘和方向舵122之间的空间中的起皱。方向舵122超出成形器90的底表面100的延伸还可便于将片材原料32的横向边缘牵拉经过安装支架120的中心支撑特征。展示的方向舵122包含安装支架120，并且因此还相对于外部成形装置或会聚斜槽92支撑成形器90。在可替代的实施例中，为此目的可以采用间隔开的支架120。
73.在图12至图17中示出了可替代的成形组件124。在该实施例中，内部成形装置或成形器126具有在图12至图14中详细示出的三维体积。该替代成形器126类似于图6所示的成形器72，但包括附加特征和不同的安装结构。可替代的成形器126包括类似的三角形底表面130和具有倾斜的平坦的上表面134的会聚体积(倾斜突起132)。在倾斜突起132之上进一步突出的是成对的平行脊136，平行脊136也可以被称为肩部，平行脊136从成形器126的上游端部140在下游方向上延伸。在所示实施例中，肩部136延伸小于成形器126的全长，终止于成形器126的大约一半长度之后。
74.与在成形器的底表面的上游和下方延伸的方向舵122相比，该实施例中示出的成形器126通过安装支架142安装，安装支架142将成形器126的上表面连接到会聚斜槽或者连接到转化机40的框架或壳体的一部分，成形器126的上表面邻近成形器136的上游端部140但是在成形器136的上游端部140的下游。肩部136被认为便于打开预制的片材原料32并且引导片材原料的自由边缘经过成形器126的上游端部140处的安装支架142，与方向舵122(图6)类似，在片材原料32从上游端部140到下游端部144移动穿过成形组件124时，肩部136进一步被认为有助于维持片材原料32的更一致的横向定位，有时称为跟踪(tracking)。
75.会聚的倾斜突起132和平行的肩部136的组合被认为，在将片材原料在成形器126上牵拉时，打开并分离预制的片材原料32的层42、44和46，以便于片材原料32在过程中的随机起皱，并使自由边缘在安装支架142下游的倾斜突起132和肩部136之间成重叠关系以形成起皱但未连接的缓冲条带。
76.图15至图17中示出了在通过成形组件124的渐进下游位置处的成形组件124示意性横截面，并且示出了当片材原料在对应于图9至图11的位置处被牵拉通过成形组件124时，片材原料32如何可以缠绕在成形器126周围并且随机地向内起皱。如图15所示，当片材原料32进入外部成形装置92并围绕成形器126缠绕时，横向部分在脊136的顶部与倾斜突起132的平坦的上表面134的横向外部上边缘之间的空间中随机地起皱，而片材原料32的自由端越过脊136并且经过安装支架142。片材原料32的中心部分在成形器126的底表面130和外部成形装置92之间经过，但是因为两个表面相对平行且紧密地间隔开，所以起皱在该区域中最小。在图16中，外部成形装置92和成形器126都变窄，但是片材原料32的中心部分保持约束在成形器126的底表面130和外部成形装置92之间的窄间隙中。片材原料32继续包绕倾斜突起132并且在脊136的顶部的下游端部与平坦的上表面134的横向外部上边缘之间以及在倾斜突起132的凹进的横向外侧部中随机地起皱。片材原料32的自由边缘现在经过安装支架142(图15)并且在倾斜突起132会聚时继续向内移动。邻近成形组件124的下游端部144(图14)，片材原料的自由边缘开始在倾斜突起132之间的空间中重叠，如图17所示。此时，倾斜突起132的脊136(图15)和平坦的上表面134(图15)已结束，并且倾斜突起132均接近圆形
横截面。
77.转到图18，在另一个成形组件146中，外部成形装置148在顶侧上是开放的以便促进给送辊组件150的通过。给送辊组件150包括成对的压力辊152和154，其中压力辊154中的一个由马达(未示出)驱动，并且压力辊152中的一个朝向另一个压力辊154偏压，以接合其间的片材原料32并且使其间的片材原料32穿过成形组件146前进到进给组件74。在所示实施例中，外部成形装置148和内部成形装置156各自包括穿过其中的通道，以用于压力辊152和154在内部成形装置156和外部成形装置148(或者如果省略外部成形装置148，则为引导托盘)之间接触。给送辊组件150有助于将片材原料32装载到转化机40中。
78.压力辊152和154可以以与给送辊组件150使片材原料32前进相同的速率使片材原料32前进至进给组件74，或者可以通过以比原料移动穿过进给组件74的速率更快的进给片材原料的速率驱动来进一步增强给送辊组件150和进给组件74之间的片材原料的起皱，以在它们之间引起纵向起皱。给送辊组件150和进给组件74可以由共同的控制器158驱动，如所示出的。同一控制器158可以分开地或通过共同驱动马达(未示出)来调节给送辊组件150和进给组件74两者。
79.衬垫转化机还可包括用于与控制器158通信的输入装置(未示出)。输入装置可以包括开关、键盘或按键、指示器、触摸屏或与控制器158通信的任何其他方法，无论是硬连线的还是无线的。进给组件74的示例性能力可由控制器158提供，控制器158被配置成控制进给组件74来以比在将片材原料转化成衬垫产品期间其他通过进给组件74进给片材原料的速率更慢的速率进给从供应源牵拉出的新片材原料(图1)。在示例性系统中，操作者向控制器输入指示正在装载新的片材原料的信号。控制器158然后操作进给组件74来以预定的相对较慢的速度运行。控制器158任选地可以在预定时间段或预定最大时间段内以该较慢速度操作进给组件74。转化机可以包括进给组件下游(诸如在出口斜槽处等)的传感器，并且控制器可以操作进给组件74，直到传感器检测到片材原料的存在。在该装载操作之后，控制器158可在相对较高的“正常”速度下操作，以从供应源牵拉片材原料穿过成形组件和进给组件以形成衬垫条带。
80.另外，压力辊的上部压力辊152和进给组件74的成对的转动构件中的上部转动构件160中的每个可分别朝向其相对的下部配对件154和162偏压，并且通常可以安装到框架构件164，框架构件164枢转以分别移动这些上部构件152和160远离它们的下部配对件154和162。该框架构件164可耦接到壳体54的壁(图1)，使得打开壳体54的壁还分别将上部构件152和160与它们的下部配对件154和162分开，以便于装载新的片材原料、清除堵塞或其他维护任务。
81.图19中示出了沿着下游方向66的又一成形组件170的纵向横截面。在这个成形组件170中，省略了外部成形装置，并且类似于图12的内部成形装置126的内部成形装置172由框架173的一部分和安装支架142支撑。因此，片材原料32的中心部分在内部成形装置172的底表面174和与内部成形装置172的底表面174间隔开的引导板176之间行进。引导板176可替代地可以被称为引导托盘。片材原料32在一系列辊180上从供应源(未示出)被牵拉，一系列辊180有助于在片材原料32中维持一致的张力，并且随着供应源中的片材原料的体积改变，一系列辊180提供用于片材原料进入成形组件170的恒定进入点。
82.在使用中，当原料32穿过成形组件72时，原料32行进穿过外部成形装置292并围绕
内部成形装置90，以形成随机起皱的原料的未连接条带。原料32的中心部分在内部成形装置90的底表面100和外部成形装置92的内表面之间行进，如所示出的，或者在没有外部成形装置92的情况下，在内部成形装置90的底表面100和引导板176(图19)之间行进，引导板176与内部成形装置72的底表面100(对应于图19中的底表面174)间隔开并且大致平行。
83.成组的进给组件引导件190与引导托盘192配合，以将起皱的缓冲条带从成形组件170引导至进给组件74。
84.进给组件引导件
85.为了便于将未连接但起皱的缓冲条带从成形组件72引导到进给组件74，转化机40还包括成组的可调节的进给组件引导件190。现在参照图20至图22，进给组件引导件190与引导托盘192协作，以在周向上约束片材原料从下游的成形组件72到进给组件74的路径。特别地，该组进给组件引导件190的横向引导板194可安装在多个位置中以调节路径的宽度，并且因此在进给组件74连接缓冲条带中的片材原料的重叠层之前调节未连接的缓冲衬垫条带的宽度。
86.在示出的实施例中，进给组件引导件190包括上部引导构件196和横向间隔开的横向引导板194。上部引导构件196被示出为安装在框架构件197与弯曲引导构件198之间，弯曲引导构件198使片材原料从进给组件74的上部旋转构件160的轴(未示出)偏转。横向引导板194(也称为横向引导构件)可以如所示出的向外弯曲，以便于与未连接的衬垫条带逐渐接合和断开连接。横向引导构件194在其邻近进给组件74的相应下游端部处向外弯曲。每个横向引导构件194的上游端部枢转地安装至相应的旋转杆199，用于围绕大致垂直于引导托盘192的表面的轴线旋转，在所示定向上向上或竖直旋转。每个横向引导构件194包括一个或更多个定位突起200，该一个或更多个定位突起200与横向引导构件194的上游端部在下游间隔开，横向引导构件194被布置成接合引导托盘192中的多个配合凹部202中的一个配合凹部，由此提供了将横向引导构件194定位在多个预定的相对转动位置中的任一个转动位置中的方式。可以使用用于将横向引导构件194可调节地定位在多个预定位置中的可替代器件。横向引导构件194优选地相对于片材原料从成形组件72到进给组件74的路径的中心线对称地布置，但是每个横向引导构件194是可调节的以提供穿过该组成形组件引导件190的相对更宽和相对更窄的路径，以限制未连接的条带穿过而到达进给组件74的最大宽度。这改变了所得衬垫的宽度，换言之，改变了所得缓冲产品的宽度。
87.进给组件
88.如上所述，图21和图22中所示的进给组件74包括成对的旋转构件160和162，片材原料32在该对旋转构件160和162之间行进，旋转构件160和162协作以将片材原料32从供应源36拉动并穿过成形组件72(图1)或170(图19)到达旋转构件160和162之间的压制区。
89.在示例性进给组件74中，旋转进给构件160和162具有围绕圆周的多个径向向外延伸的突起或齿，多个径向向外延伸的突起或齿促进从动旋转进给构件162与惰轮旋转进给构件160之间的驱动接合。从动旋转进给构件162诸如通过链条或皮带以及一个或更多个齿轮连接至马达(未示出)以调节进给构件160和162的速度。由于从动旋转构件162和惰轮旋转构件160的齿之间的接合，从动旋转进给构件162和惰轮旋转进给构件160可分别被称为从动齿轮和惰齿轮。
90.在所示实施例中，从动齿轮162突出穿过引导托盘192中的矩形槽。惰齿轮160定位
在引导托盘192的相对侧上，并且被支撑以响应于从动齿轮162的旋转而旋转。惰齿轮160被朝向从动齿轮162偏压并且被安装成相对于驱动齿轮162“浮动”，由此产生用于进给组件74的自动调节系统。
91.在从动齿轮162和惰齿轮160中的一个或两者中，齿可以具有轴向间隔开的部段，轴向间隔开的部段限定在其间的凹部。与该凹部轴向相对，另一个或多个齿轮可以具有多个轴向冲头部段，这些轴向冲头部段各自包括外围边缘部分，用于接纳到相对的齿轮的凹部中。外围边缘部分将具有相对的角，相对的角与相对的齿轮的齿协作(相对的齿轮的齿限定凹部)以在经过从动齿轮和惰齿轮之间的原料的重叠部分中切割一排周期性平行狭缝，以使这些重叠部分互锁。轴向冲头部段不仅协作来切割狭缝，而且在垂直于片材材料的方向上推动狭缝之间的片材材料，并且相对齿轮的齿将在相反方向上邻近狭缝向外推动片材材料，以在狭缝之间形成凸片，狭缝之间的凸片从片材原料的平面移位以将邻近狭缝的片材材料层互连和互锁。
92.因此，进给组件齿轮160和162包括驱动齿轮162和由驱动齿轮162驱动的惰齿轮160。当齿轮160和162转动时，齿轮抓住条带的中心带，并通过齿轮160和162的压制区向下游拉动片材。由相对齿轮上的啮合齿引起的这种相同的“抓住”运动同时将中心带的层压缩或“压合”在一起，并且切割和缝合中心带中的片材材料层，由此将其连接并形成连接条带。连接条带随后由切断组件76切割或以其他方式切断成所需长度的离散区段或缓冲产品34(图1)。
93.切断组件
94.现在参照图23和图24，转化机40还可包括诸如引导托盘192在进给组件74下游的延伸部的元件，这些元件形成通道，该通道限制连接的缓冲条带的路径并将连接条带从进给组件74引导到切断组件76。转化机40的框架包括端板206，切断组件76的部件安装到端板206。马达(未示出)安装到端板206的上游侧部，并且马达的驱动轴208连接到端板206的下游侧部上的曲柄210并驱动端板206的下游侧部上的曲柄210。曲柄210连接至连杆212，连杆212将曲柄210连接至驱动板214。驱动板214还通过成对的平行引导件216耦接到端板206，该对平行引导件216形成用于引导驱动板214移动的轨道。驱动板214可相对于端板206和平行引导件216移动。当曲柄210旋转时，驱动板214沿着平行引导件216滑动，当驱动板214在允许连接条带通过的进给位置(图23)和从进给位置移除的切断位置(图24)之间平移时，平行引导件216引导驱动板214的移动。
95.驱动板214具有上游侧部和下游侧部，并包括从上游侧部到下游侧部的窗框通道220，当驱动板214处于进给位置时(图23)，连接条带穿过窗框通道。通道220通常具有总体上矩形的形状并且用作来自进给组件74的通道的延续部分。与驱动板214一起可移动的切割刀片222被安装到其一侧(在所展示的实施例中为上游侧部)。驱动板214位于垂直于连接条带的行进路径的平面中，并且可平行于该平面移动，以使切割刀片222移动横跨行进路径，以从连接条带切断期望长度的离散衬垫产品。在切断位置(图24)中，驱动板214阻挡片材原料的路径，由此当驱动板214返回到进给位置时，防止连接的缓冲条带延伸到可移动切割刀片222的路径中。类似地，穿过驱动板214的通道220的远侧或顶侧形成横杆224，以及如果连接的缓冲条带的下游端部或切断的缓冲产品的上游端部被拉离与从进给组件74到出口斜槽78的路径对准，横杆224将连接条带和衬垫产品沿着片材原料从切断组件76上游的
进给组件74到切断组件76下游的出口斜槽78的路径拉回对准。
96.可移动切割刀片222安装至驱动板214的上游侧部，用于在进给位置与切断位置之间移动。在图23所示的进给位置中，缓冲条带可穿过驱动板214中的通道220到达出口斜槽78。当驱动板214移动到其切断位置(图24所示)时，可移动刀片222与安装到端板206的面对表面的固定刀片230协作，以从连接的缓冲条带切断离散长度的缓冲件。
97.可移动刀片222以横向于驱动板214的运动方向的非垂直角度安装，以及固定刀片230以相对于可移动刀片的锐角垂直于驱动板214的运动方向安装，由此当驱动板214从进给位置移动到切断位置时，固定刀片230和可移动刀片222之间的接触点横穿连接的缓冲条带的路径。
98.因此，在操作中，马达驱动驱动轴208的旋转并赋予曲柄210圆周运动。曲柄210相对于驱动轴208固定并且与驱动轴208一起旋转。连杆212的一个端部与曲柄210耦接并且随着曲柄的旋转而相对于曲柄210旋转。当驱动板214由平行引导件216引导以在进给位置和切断位置之间平移时，连杆212的相对端部耦接到驱动板214并相对于驱动板214旋转。在该过程中，可移动切割刀片222接合固定切割刀片230以切割衬垫条带。并且当驱动板214返回到进给位置时，通道220的横杆224通过驱动板214确保衬垫条带的切割端部再次与进给组件74和出口斜槽78之间的路径对准。因此，由本发明提供的切断组件76由相对少且简单的部件制成，从而使得其制造、组装和调整相对简单。
99.换言之，可移动切割刀片222安装到驱动板214，该驱动板214包括形成通道220的顶部的横杆224。当进给组件74穿过通道220进给衬垫条带时，驱动板214处于进给位置，其中可移动刀片222和固定刀片230都靠近通道220的底部。在切割循环期间，驱动板214向上运动，使可移动切割刀片222向上移动并且横跨固定刀片230，从上游侧部的衬垫条带的下游侧部切割离散衬垫。该向上运动还利用通道220向上推动衬垫条带的引导边缘和切割的缓冲衬垫的拖拽(trialing)边缘。随着驱动板214再次缩回到进给位置，横杆224随其向下移动，将衬垫条带和缓冲衬垫的切割边缘向下拉动并且使其处于与出口斜槽对准的位置。然后，衬垫条带和缓冲衬垫就位，以在下一个进给循环期间从斜槽出料。横杆224的益处在于转化机中的未切割的缓冲条带与斜槽中的切割衬垫对齐，使得出口斜槽中的衬垫能够在下一个进给循环期间被推出。这减少了衬垫彼此叠置引起斜槽中堵塞的机会。
100.可替代的成形组件
101.除了上述转化机40的其他部件之外或作为上述转化机40的其他部件的替代物，转化机40可包括可替代的成形组件272，如图25至图29所示。可替代的成形组件272包括内部成形装置290(类似于上述成形器90)和可替代的外部成形装置292(代替图12所示的外部成形装置92)。
102.可替代的外部成形装置292从上游端部处的相对较大的入口294会聚到下游端部处的相对较小的出口296，以形成会聚斜槽。不同于外部成形装置92，可替代的外部成形装置292具有可相对于彼此移动的两个部分。可替代的外部成形装置292的主要部分300以与外部成形装置92相同的方式安装到转化机40的框架。内部成形装置290安装到可替代的外部成形装置292的主要部分300的上侧部，并由支撑臂302从可替代的外部成形装置292的主要部分300的上侧部朝向上游端部支撑，该上游端部邻近入口294。在可替代的外部成形装置292的顶部处，朝向邻近出口296的下游端部，可替代的外部成形装置292具有相对于主要
部分300可移动的可移动部分304。通常，可移动部分304安装到框架的铰接元件306，转化机40的壳体54的一部分附接至铰接元件306。因此，当壳体54以通常的方式打开以访问转化机40的内部部件用于维护时，例如，可替代的外部成形装置292的可移动部分304与壳体54一起移动，并且移动远离可替代的外部成形装置292的主要部分300，以提供进入可替代的外部成形装置292和内部成形装置290的内部的通道。这在将新供应片材原料的前端部装载到可替代的成形组件272中、用于清除堵塞等方面可能是有用的。
103.可替代的成形组件272还可以包括一个或更多个传感器(诸如所展示的接近传感器310等)，一个或更多个传感器被配置为检测可替代的外部成形装置292的可移动部分304的移动。这种传感器310的输出可以被提供给控制器(未示出)，该控制器能够基于来自传感器310的信号输出信号以控制进给组件74和/或切断组件76(图1)。例如，如果异物进入可替代的外部成形装置292或者发生片材原料的堵塞，使得可替代的外部成形装置292的可移动部分304充分移动以使传感器310检测到这种移动，传感器310将输出信号至控制器以指示故障状态，并且控制器可被配置为防止进给组件74和/或切断组件76操作，直到故障状态被解决。换言之，控制器可以停止所有的移动部件，直到可替代的外部成形装置292的可移动部分304返回到其原始位置。打开壳体54(其也将可移动部分304从可替代的外部成形装置292移除)有助于快速解决引起故障状态的任何问题，并且使进给组件74和切断组件76返回到准备操作的状态。
104.外部成形装置292还可包括成形楔312，成形楔312朝向内部成形装置290从可移动部分304突出到可替代的外部成形装置292中，以进一步便于朝向可替代的成形组件272的下游端部296形成衬垫条带。成形楔312的横向宽度和突起的范围从邻近内部成形装置290的支撑臂302的上游端部朝向可替代的成形组件272的下游端部296减小。因此，成形楔312从可替代的成形组件272的中心部分转移片材原料，但是随着片材原料沿下游方向前进，施加减小的影响。
105.在使用中，可替代的成形组件272通常以与上述成形组件72相同的方式起作用，具有当片材原料向下游移动穿过可替代的成形组件272时成形楔312接合片材原料的任何部分的额外影响。然而，有利地，外部成形装置292可被打开以访问可替代的成形组件272的下游端部，以清除堵塞，便于通过可替代的成形组件272装载片材原料等。
106.总之，本发明提供一种缓冲转化机40，其将片材原料32转化为相对较低密度的缓冲产品34。示例性片材原料32包括两个片材44和46，两个片材44和46中的每个片材与另一个片材42重叠并且连接到另一个片材42的相应横向边缘。转化机40包括成形组件72、成组的可调节的引导构件190以及切断组件76，成形组件72具有用于使片材材料定形状和随机起皱的成形器90，该组可调节的引导构件190用于将起皱的片材材料引导到成形组件72下游的进给组件74，切断组件76在进给组件74的下游，切断组件76分离离散的缓冲件长度。切断组件76包括窗框通道222，窗框通道222在进给组件74的操作期间将起皱的片材材料引导到出口62，并且在切断组件76的操作期间限制起皱的片材原料。
107.尽管已经关于某些实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员在阅读和理解本说明书时将想到等效的改变和修改。本发明包括所有此类等效的改变和修改，并且仅受所附权利要求的范围的限制。此外，所附权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的对应结构、材料、动作和等效物旨在包括用于结合如具体要求保护的其他要求保护的元件来
执行功能的任何结构、材料或动作。