專利名稱：用于制造由氣體介質(zhì)充填的襯墊的裝置的制作方法
本申請相應(yīng)于1996年10月18日申請的荷蘭專利1004307號申請，其要求優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明一般涉及包裝材料，更具體地說，涉及用于制造由壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器和方法。
國際申請WO 94/07678公開了用于制造小型襯墊或襯塊的裝置，襯墊或襯塊填充入空氣，其用作包裝貨運(yùn)箱和類似物內(nèi)的易碎物品或其他物品時的保護(hù)充填材料。該襯墊由形成橫跨管件的密封件制造，通過貫通管壁的針狀物噴射空氣進(jìn)入管件，然后形成橫跨管件的另一密封件，在此，噴射空氣使襯墊靠緊并且密封由針狀物形成的孔。接著，襯墊脫離相連的機(jī)器，或者將墊襯放置在一起成組使用，或者分開單獨(dú)使用。
實際上，業(yè)已發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)有一定的局限性和缺點，并且許多襯墊不適合用空氣充填。由于管件的柔性，在不采用第二次刺穿材料的情況下通過管壁插入針狀物是困難的，并且，當(dāng)插入針狀物時，在將孔密封以前空氣通過第二次孔逸出。如果第二次孔在被密封的區(qū)域之外，甚至在襯墊被密封之后空氣將連續(xù)地逸出。
美國專利5,340,632公開了一種系統(tǒng)，其中一個空氣充填的襯墊件通過在縱向和橫向上把塑料薄膜片密封在一起形成，以便構(gòu)成一個腔室容器，通過在片材間縱向延伸的管件噴射空氣進(jìn)入腔室，并且在腔室之間縱向切割片材，使與物體周圍的元件輪廓相符。
本發(fā)明一般的目的提供新的和改善的制造用壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供具有克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺點的特性的機(jī)器和方法。
本發(fā)明的這些目的，通過提供制造由壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器和方法而獲得，該襯墊的制成是取自一根扁平柔性管件，通過給管件穿孔以形成一排橫跨管件的開口，通過開口噴射氣體進(jìn)入管件，并且橫跨開口將管件密封在一起，形成一包含氣體的腔室。


圖1是一個頂視圖，有些示意性地表示了本發(fā)明用于制造由壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器的一個實施例；圖2是一個底視圖，有些示意性地表示圖1實施例的另一部分；圖3-5是垂直局部視圖，再次有些示意性地表示圖1實施例的操作；圖6是圖1實施例中浮臺的頂視圖。
襯墊由柔性的，可熱密封的塑料管例如高密度聚乙烯制成，該塑料管已被弄扁平且纏繞在供應(yīng)輥31上。管件的連續(xù)長度或坯料40從供應(yīng)輥沿著一般為水平的路徑，通過在固定頭34和移動頭4之間的機(jī)器送進(jìn)，移動頭帶有用于刺穿管、噴射空氣或其他壓縮氣體進(jìn)入管件內(nèi)，并沿著穿孔將管件密封，從而完成該襯墊的相互作用的裝置。
該機(jī)器有一個帶有側(cè)件1，1′的框架，在其上安置形成頭部的兩襯墊，固定頭34在移動頭4上方的反向位置。
移動頭安置在一對搖桿臂5、6上，該擺桿臂樞接在一個軸2上，軸2在框架的側(cè)件之間延伸，軸7、8在臂的端部之間延伸，該頭部朝著臂的后部樞接地安置在軸7上。將頭部夾持住，通過合適的裝置樞軸地連接頭部和平行于搖桿臂的框架之間的桿(未示)，在垂直于固定頭的方向移動。
一個驅(qū)動軸10旋轉(zhuǎn)地安裝在軸8上方的框架上，朝向搖桿臂的前面。一個安裝在驅(qū)動軸上的凸輪11與軸8上的凸輪隨動件9嚙合，因此，當(dāng)驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時頭部上下移動。驅(qū)動軸由合適的裝置如電機(jī)(未示)驅(qū)動。
用于刺穿塑料管的裝置設(shè)在位于朝著頭部前方的穿孔工位，即其側(cè)面面對供應(yīng)輥31，從該輥將管件供給到機(jī)器。該裝置包括刀片16，刀片附加到移動頭的基座4a上，并且橫跨管件的路徑且在其下方朝上沿伸。刀片有一組朝上的外齒16a，用于在管件上刺穿橫向延伸的一排穿孔或開口。較好方案是，齒上至少有三個切割刀，最佳是四個，并且其間隔小于齒寬的距離。下文將更充分地討論，通過開口將壓縮空氣或其他壓縮氣體噴入管件，最好那些開口足夠大以便使襯墊能在相當(dāng)短的時間內(nèi)充填空氣。
一對爪12，12′設(shè)置在刀片的各邊，用于當(dāng)管被穿孔時夾持其在固定位置。爪12可收縮地安置在可移動頭4上，爪12′安置在相對于爪12的固定頭34上的一個固定位置。爪12安裝在彈簧12a上，該彈簧在一對附加于頭部的基座4a的豎直導(dǎo)軌15之間，用于相對于刀片和爪12′的延伸和收縮位置間移動。彈簧朝著延伸位置驅(qū)動爪12，在此處爪12覆蓋刀片。
一個噴射工位朝著頭部的中央設(shè)置，用于引導(dǎo)空氣或其他合適的氣體通過形成在穿孔工位的開口進(jìn)入管件。該裝置包括一對充實部件13、13′，其安置在頭部上，并在管件路徑的對置邊上互相對齊地放置。這些部件有打開的腔室或孔穴18、18′，腔室互相面對并且包圍在管上的該排開口。通道19、19′形成在部件上，用于輸送壓力下的空氣或其他氣體進(jìn)入腔室。
部件13′安置在固定頭34上的一個固定位置，部件13安置在附接在移動頭的基座4a的一對豎直導(dǎo)軌17之間的彈簧13a上，用于在相對于部件13′的延伸和收縮位置之間移動，彈簧朝著它的延伸位置驅(qū)動部件13。
一個浮臺41位于噴射工位的管件內(nèi)側(cè)，用于保持管壁分開，并且指引被噴射的空氣朝著密封工位在下游方向通過在管壁內(nèi)的開口。浮臺有面對管壁的主表面41a和凹槽42，凸槽42在與充實部件13、13′中的腔室18、18′對齊的主表面之間延伸?？諝馔ǖ?3在凹槽和浮臺的下游邊緣之間延伸。這些通道在幾乎整個管件的寬度上分開，這是為了快速而平穩(wěn)地將空氣供入管件。
浮臺在穿孔工位和一對定位桿22、22′之間浮動，并且通過穿孔工位的爪12、12保持就位，定位桿22、22′在安裝架21、21′之間延伸。安裝架在噴射工位下游側(cè)上的管件路徑相對邊上框架的側(cè)件上。定位桿相隔開一個比浮臺的厚度小的距離，但足夠大以便允許管件在它們之間自由通過。浮臺邊緣是傾斜的，并且表面是平滑的，從而確保管件在浮臺上自由通過，而沒有在臺上卡住或撕裂的情況。一個支撐板41b設(shè)置在浮臺的下面，以便當(dāng)管件不被拉緊時隨時支撐它。
一個密封工位朝著頭部的下游側(cè)設(shè)置，用于在將空氣噴入后橫跨開口密封管壁。該裝置包括一對熱密封件14、14′，桿14、14′設(shè)置在頭部上，并且在管件路徑相對側(cè)上互相對齊地安置。
密封桿14′安置在固定頭34的固定位置，并通過連接器38由一電力源加熱(未示)。桿14安裝在附加于移動頭的基座4a的一對豎直導(dǎo)向裝置20之間的彈簧14a上，用于在相對于桿14′的延伸和收縮位置之間移動。彈簧朝著它的沿伸位置驅(qū)動桿14。
提供多個輸送輥，用于在襯墊形成頭部之間供給管件，并在該過程中保持拉緊。在這方面，輥32，33位于供應(yīng)輥31和襯墊形成頭部之間，輥23、35位于噴射和密封工位之間，并且輥24位于頭部的下游。輥23、24由安裝架21、21′攜帶，且被安置在管件的路徑之下，輥35位于路徑上側(cè)的輥23的上方。輥23、35拉動管件通過穿孔和噴射工位，并幫助管件在該工位拉緊。為了進(jìn)一步確保拉緊，能限制管件在頭部的上游或供應(yīng)側(cè)的移動，例如通過一個在供應(yīng)輥31上的制動裝置，或通過其它合適的摩擦裝置，以阻止管件朝向頭部的移動。
將驅(qū)動環(huán)或輪箍25、25′設(shè)在輥23、35上，用于和管件摩擦接合。這些輪箍分開且沿著輥設(shè)置，通過輪箍間的間隔可通過管件內(nèi)的空氣。在所示的實施例中，板37位于輥35上的輪箍25′之間，且與輥23上的輪箍25嚙合。對應(yīng)的板(未示)位于輥23上的輪箍25′之間，且與輥35上的輪箍25′嚙合。此外，可將板刪除，每個輥上的輪箍能承靠在輥上的輪箍之間的其他輥的主體上。
一個可調(diào)節(jié)板39安置在固定密封桿14′上，用于控制進(jìn)入襯墊的氣體量，并由此確定襯墊的尺寸和穩(wěn)固性。該板在驅(qū)動輥24上隔開，襯墊在板和輥之間的空間內(nèi)充填空氣，樞軸地連接到密封桿上，以便可調(diào)節(jié)板和輥之間的空間。
輥23、24由齒條28向前驅(qū)動，齒條與在輥的軸上的驅(qū)動齒輪26、27嚙合。齒條由曲柄30驅(qū)動，曲柄30附加到驅(qū)動軸10上，并通過連桿29連接到齒條。在齒條的返回沖程中，其與驅(qū)動齒輪26、27脫開，因此向前驅(qū)動輥23、24。輥35由齒輪36驅(qū)動，齒輪36安裝在輥的軸上，且由用于輥23的驅(qū)動齒輪26驅(qū)動。
供給輥的定時和頭部的移動由凸輪11的輪廓控制，這是隨著機(jī)器走過凸輪每一轉(zhuǎn)的完整的工作循環(huán)進(jìn)行的。在循環(huán)的前半部，由于頭部固定，管件從工位到工位向前推進(jìn)，在循環(huán)的后半部，管件是固定的，并且由頭部攜帶的穿孔、噴射和密封裝置啟動。凸輪的跟部11a是圓形的，并且通過180°的弧長延伸，當(dāng)凸輪隨動件9和凸輪的這部分接觸時，移動頭4保持在它的收縮位置。凸輪的突起部11b有壓下隨動件的輪廓，在后半循環(huán)期間，推進(jìn)頭部并接著啟動用于給管件穿孔，噴射空氣和密封管件的裝置。
本發(fā)明的機(jī)器的操作和使用，以及方法如下。由于頭部分離，來自供給輥31的扁平管的長度或坯料40在輥32、33上方通過，并且在穿孔工位的爪12、12′之間供料，然后將浮臺41插入管件，并且管件的端部在充實裝置18、18′之間，和在定位桿22、22′之間制成螺紋，以便送進(jìn)輥23、35。
當(dāng)驅(qū)動軸10轉(zhuǎn)動時，凸輪11旋轉(zhuǎn)，因此曲軸30轉(zhuǎn)動。在前半循環(huán)過程，齒條28和驅(qū)動齒輪26、27嚙合，輥23、35使管件朝前方推進(jìn)等于工位之間距離的量。這樣，在連續(xù)循環(huán)過程，管件的給定部分首先和穿孔器對齊，然后和噴射器部件對齊，再后和密封桿對齊。
圖3表示機(jī)器在接近循環(huán)的輸送端部時的情況。凸輪隨動件9安放在凸輪跟部，移動頭4處在它的收縮或向下位置，爪12、12′互相分離，充實部件13、13′從浮臺41上分開，密封桿14、14′互相分離。在最初循環(huán)過程，形成的穿孔接近噴射工位，并在接近密封工位之前的循環(huán)過程形成穿孔。圖中表示作為已推進(jìn)超出頭部之外的管件的兩部分46、47，部分46已被充滿空氣，并被密封形成襯墊，部分47安放在供給輥24上，正準(zhǔn)備充填。
當(dāng)齒條28到達(dá)它移動的前端和到達(dá)穿孔工位時，接近輸送階段的末端。在這個位置齒條脫離驅(qū)動齒輪26、27并開始向后移動。凸輪隨動件9由凸輪突起部下壓，移動頭朝著固定頭推進(jìn)。圖4表示機(jī)器在循環(huán)開始襯墊制造階段的瞬間。
當(dāng)頭部前進(jìn)時，爪12臨靠爪12′，將管件夾緊在爪之間。當(dāng)頭部繼續(xù)前進(jìn)時，彈簧12a壓縮，并且將爪夾持緊緊地靠著管件。
頭部的向前移動也使充實部件13、13′的表面和管件的外表面接合，管件上的開口和腔室18、18′對準(zhǔn)。當(dāng)頭部繼續(xù)向前時彈簧12a又被壓縮，因此緊緊地壓部件靠在管件內(nèi)的浮臺41，并在部件和管件之間形成密封。
在頭部移動的時刻，密封桿14、14′仍然分開，并且承壓的空氣通過通道19、19′引入充實部件腔室18、18′。從那些腔室，空氣通過管壁上的開口進(jìn)入浮臺上的凹槽。然后空氣通過通道43并被引向朝著密封工位的向前方向。
空氣通過在噴射和密封工位之間，輥23、35上的輪箍25、25′之間的管件部分，進(jìn)入位于輥24上方的部分47內(nèi)的腔室。進(jìn)入腔室內(nèi)空氣的量由板39和輥24之間的間隔控制，任何過量的空氣通過和間隔開的密封桿對準(zhǔn)的一排孔排出。當(dāng)引入空氣時，爪12、12′仍還夾在一起，將管件的這部分進(jìn)行密封，阻止空氣通過管件上游逸出。
當(dāng)頭部靠近它移動的最高點時，關(guān)閉空氣的供給，密封桿14抵靠密封桿14′、由彈簧14a驅(qū)動下部的桿抵靠上部的桿。圖5表示在此工作階段的機(jī)器。然后，密封桿14′通電沿著桿之間的成排的穿孔將兩層熔化在一起。這就阻塞了腔室的后側(cè)面，因此密封了腔室并且確保空氣留在其中，于是完成了在該工位襯墊的制造。
當(dāng)在部分47的襯墊密封時，刀片16繼續(xù)向前，由于爪12、12′靠著管件夾緊，驅(qū)動在刀片上的齒通過管壁的兩層，在穿孔工位形成一排橫跨管件的穿孔或開口。在下一循環(huán)的輸送階段，這排穿孔移動到噴射工位，在循環(huán)的后半部過程中噴射空氣通過穿孔。
除提供將空氣噴射入管件的開口外，在管的這些部分之間的成排的穿孔還提供了裝置，利用該裝置襯墊能被單獨(dú)或成組地撕開。
一旦凸輪突起部的尖端已運(yùn)行通過隨動件，頭部4開始收回，并且密封桿，充實部件和穿孔爪再次移開準(zhǔn)備下一個輸送階段。
如所期望的，采用抽氣杯代替浮臺，當(dāng)空氣噴射時用于保持管壁分開。這些杯位于管件外側(cè)。一個在上一個在下。在沒有浮臺的情況，噴射的空氣將不象有浮臺那樣有效地引向下游，但在穿孔工位的爪的夾緊作用下，還能阻止空氣在管內(nèi)朝上游流動。
本發(fā)明具有多個重要特性和優(yōu)點?？捎蒙贁?shù)的幾個步驟以及高的精確度和相當(dāng)快的速率制造襯墊，襯墊間成排的穿孔使襯墊可用手撕開而無需采用切割工具。機(jī)器是緊湊的，通過機(jī)器能在水平方向供給管件。因為供給輥和頭部驅(qū)動機(jī)構(gòu)被驅(qū)動離開同一個驅(qū)動軸，所以對于管件的供給和在其上實施其他操作僅需要一個單一的驅(qū)動系統(tǒng)。該穿孔是相當(dāng)大的，并且橫跨整個管件的寬度延伸，這使襯墊能在相當(dāng)短的時間內(nèi)被充滿。浮臺使空氣在管件內(nèi)被引向下游，并且有直角延伸到凹槽的空氣通道使引入到襯墊的壓縮空氣特別平穩(wěn)。
從上所述很明顯看出，已提供了一種用于制造壓縮空氣充填的包裝襯墊的新的和改進(jìn)的機(jī)器和方法。發(fā)明僅只詳細(xì)描述了某些較佳實施例，對熟悉本技術(shù)的人員來說，在不脫離所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍下可做出一些更改和變型。
權(quán)利要求
1.用于制造用壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器包括沿著路徑供給一根扁平柔性管的裝置，沿路徑在第一工位用于穿透管件以形成一通過管壁的開口的裝置，在第二工位通過開口噴射氣體進(jìn)入管件的裝置，以及在第三工位沿橫向延伸線密封管件在一起，以便封閉開口并形成將氣體限制在其中的腔室的裝置。
2.如權(quán)利要求1的機(jī)器，其中，各工位沿路徑等距隔開，供給管件的裝置包括用于使管件在單獨(dú)的步驟上從工位到工位推進(jìn)的裝置。
3.如權(quán)利要求1的機(jī)器，其中，用于管件穿孔的裝置包括橫跨管件形成橫向延伸成排的開口的裝置。
4.如權(quán)利要求3的機(jī)器，其中，管件穿孔的裝置包括具有一組齒的刀片，用于在管件上穿孔，以及位于刀片相對邊上的爪，用于和管件嚙合以便當(dāng)穿孔時保持管件拉緊。
5.如權(quán)利要求1的機(jī)器，其中，噴射氣體的裝置包括一個充實部件，其從外面和管件接合，并且具有一開口腔室，其面向管件并圍繞開口，以及用于將壓縮氣體輸送到腔室的裝置。
6.如權(quán)利要求1的機(jī)器，其中，噴射氣體的裝置包括一個浮臺，其在管件內(nèi)浮動，用于保持管壁分開并引導(dǎo)氣體從開口到腔室。
7.如權(quán)利要求6的機(jī)器，其中，浮臺有一對主表面，一個凹槽，它在主表面之間通過浮臺延伸，并且與管壁上的開口對齊，以及一個通道，其在凹槽和浮臺的邊緣間延伸。
8.如權(quán)利要求1的機(jī)器，包括可與管件外面接合的裝置，用于限制氣體進(jìn)入腔室的量。
9.制造用壓縮空氣充填的包裝襯墊的方法，其步驟有沿路徑供給一根扁平柔性管；在沿路徑的第一工位給管件穿孔形成貫穿管壁的開口；在第二工位通過開口噴射氣體進(jìn)入管件；以及在第三工位沿橫向延伸線密封管件在一起，以便封閉開口并形成將氣體限制在其中的腔室。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中，各工位沿路徑等距相隔，在單獨(dú)的步驟上從工位到工位推進(jìn)管件。
11.如權(quán)利要求9的方法，其中，通過在橫跨管件上形成成行的多個開口使管件穿孔。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中，通過用帶有多個的齒的刀片穿透管件，和由刀片相對邊上的爪與管件嚙合，以保持管件拉緊而形成開口。
13.如權(quán)利要求9的方法，其中，通過與充實部件外面接合管件而噴射氣體，充實部件有面對管件和圍繞開口的開口腔室，并輸送壓縮空氣到腔室。
14.如權(quán)利要求9的方法，包括在第二工位安置浮臺到管件內(nèi)的步驟，以便保持管壁分開，和引導(dǎo)氣體從開口通過浮臺到腔室。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中，浮臺有一對面對管壁的主表面，通過管壁上的開口將氣體噴射入凹槽，凹槽在主表面之間的浮臺延伸，然后氣體通過在凹槽和浮臺邊緣之間延伸的通道。
16.如權(quán)利要求9的方法，包括從外面接合管件的步驟，以限制氣體進(jìn)入腔室的量。
17.用于從一根扁平柔性管制造由壓縮空氣充填的襯墊的機(jī)器，包括在橫跨管件穿透管件形成多個連續(xù)成行的開口的裝置；一個充實部件，與管件外面接合，并有面對管件和圍繞連續(xù)成行的開口的開口腔室；一個浮臺，其在管件內(nèi)浮動，且有一對主表面用于保持管壁分開，一個凹槽，貫穿浮臺在主表面間延伸，且和在管壁上連續(xù)成行的開口對齊，以及多個通道，其在凹槽和浮臺邊緣間延伸；通過充實部件以及在管件內(nèi)的開口和浮臺噴射氣體進(jìn)入管件的裝置；和沿排列的開口密封管件在一起的裝置，以便封閉開口和形成連續(xù)排列開口之間的腔室，氣體限制在腔室中。
18.如權(quán)利要求17的機(jī)器，包括從穿孔裝置到充實部件和浮臺以及此后到密封裝置供給管件的裝置。
19.用于從一根扁平柔性管制造由壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器，包括在管件的相對邊互相對齊的固定頭和移動頭；由頭部攜帶的裝置，用于穿孔管件以形成橫跨管件橫向排列的開口；由頭部攜帶的充實部件，用于和管接合；用于通過充實部件和在管件上的開口引導(dǎo)氣體進(jìn)入管件的裝置；以及由頭部攜帶的裝置，用于沿成排的開口密封管件，以便封閉開口和形成一限制氣體在其中的腔室。
20.如權(quán)利要求19的機(jī)器，包括在頭部之間使管件交替推進(jìn)，和使固定頭朝著移動頭移動的裝置，以便給管件穿孔，使管件接合充實部件和密封管件。
21.如權(quán)利要求19的機(jī)器，其中，用于給管件穿孔的裝置包括安裝在移動頭上固定位置的帶有多個齒的刀片，一對在刀片相對側(cè)上安裝在固定頭上的固定爪，和一對在刀片相對側(cè)上安裝在移動頭上的彈性可收縮爪，用于在移動頭朝著固定頭向上移動時抵靠固定爪。
22.如權(quán)利要求19的機(jī)器，其中，充實部件之一安置在固定頭上的固定位置，其他的充實部件彈性地安置在可移動頭上，用于在移動頭朝著固定頭移動時接近管件。
23.如權(quán)利要求19的機(jī)器，其中，充實部件有開口腔室，其互相面對并圍繞管件上的開口。
24.權(quán)利要求19的機(jī)器，其中，用于密封管件的裝置包括安裝在固定頭上一固定位置的第一密封桿，和彈性地安置在移動頭上的第二密封桿，用于在移動頭朝著固定頭移動時抵靠第一密封桿。
全文摘要
用于制造由壓縮空氣充填的包裝襯墊的機(jī)器和方法。通過機(jī)器供給一根扁平柔性管并進(jìn)行穿孔,以形成一排橫跨管件的開口。通過開口將氣體噴射入管件,然后管件橫跨開口密封在一起,形成一個限制氣體在其中的腔室。
文檔編號B29C49/00GK1182035SQ9712283
公開日1998年5月20日 申請日期1997年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月18日
發(fā)明者皮特·T·J·阿奎尤斯, 羅吉爾·P·T·威克斯 申請人:福利弗羅包裝國際有限公司, Cps工程制造中心