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CN108349192B - 低成本的手动膨胀垫料转换设备 - Google Patents

低成本的手动膨胀垫料转换设备 Download PDF

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CN108349192B CN201680063170.1A CN201680063170A CN108349192B CN 108349192 B CN108349192 B CN 108349192B CN 201680063170 A CN201680063170 A CN 201680063170A CN 108349192 B CN108349192 B CN 108349192B
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Abstract

一种手动操作的垫料转换设备，包括：壳体，其具有排出口；狭缝原料片材的供应源，其支撑在壳体内以用于从排出口分发；以及一对对置的膨胀部件，其能旋转地与壳体联接，以围绕各自的彼此平行的膨胀轴线在供应源与排出口之间旋转。膨胀部件经由偏压部件朝向彼此偏压，以向在膨胀部件之间供给的原料片材提供夹持力，以便向原料片材施加摩擦，该摩擦使得当操作员从壳体中的排出口拉拽原料片材时原料片材沿长度和厚度膨胀。除偏压部件可以例外之外，该设备可以由纸质产品制成，使得该设备可回收、可重复使用，并且由可再生资源构成，同时制造便宜。

Description

低成本的手动膨胀垫料转换设备
技术领域
本发明总体涉及用于将原料片材转换成垫料产品的垫料转换设备和方法，并且更具体地涉及用于使预制狭缝的原料片材膨胀的垫料转换设备和方法。
背景技术
在将一个或多个物品从一个位置运输到另一位置的过程中，包装工人通常将一些类型的垫料材料与待运输的一个或多个物品一同放置在诸如硬纸板箱的运输容器中。垫料材料通常用于包裹物品，或者部分地或完全地填充容器中物品周围的空余空间或空隙容积。通过填充空隙容积，垫料防止或最小化可能在运输过程中导致损坏的物品移动。垫料还可以起阻挡、支撑或缓冲的功能。一些常用的垫料材料为塑料泡沫颗粒、塑料泡沫包装、气囊以及转换纸(converted paper)垫料材料。
与大多数塑料垫料制品不同，转换纸包装材料是对生态环境无害的包装材料，其可回收、可生物可降解并且由可再生资源构成。能膨胀的狭缝纸板(expandable slitsheet paper)包装材料作为用于包装物品的缓冲材料和用于包装的空隙填充材料是有用的。在本文中，术语“膨胀”指的是三维的膨胀(three-dimensional expansion)或体积的膨胀。材料在长度和厚度上膨胀而在宽度上收缩，产生大约20倍的体积增大以及与之相当的密度减小。当狭缝纸板在横向于狭缝方向的方向上被拉伸时，纸张发生变形，纵向长度和厚度增大。狭缝纸板包装材料的厚度上的这种拉伸和增大被称为膨胀。在美国专利No.5,667,871和No.5,688,578中更详细地描述了狭缝纸板包装材料及其制造，这些专利的公开内容通过引用的方式整体并入本文。
发明内容
尽管许多垫料转换机能生产适当的垫料产品，但是现有的垫料转换机和垫料产品不是对于所有应用都是理想的。本发明提供紧凑、容易装载和使用并且制造相对简单且便宜的手动操作的垫料转换设备。该垫料转换设备还可以与预制狭缝的能膨胀的原料片材一起使用，以分发具有缓冲和空隙填充特性的膨胀的垫料产品。
更具体地说，本发明提供一种垫料转换设备，该垫料转换设备包括：壳体，其具有排出口；支撑件，其安装在所述壳体中，并且构造为对用于沿供给方向向所述排出口分发的原料片材的供应源进行支撑；以及一对对置的膨胀部件，其分别支撑在壳体中以用于围绕彼此平行且均横向于所述供给方向的各自轴线而旋转。所述膨胀部件中的至少一个膨胀部件经由偏压元件朝向所述膨胀部件中的另一膨胀部件偏压以夹持在所述膨胀部件之间供给的原料片材。
偏压元件可以布置在两个膨胀部件周围。
所述一对膨胀部件中的每个膨胀部件可以朝向所述一对膨胀部件中的另一膨胀部件偏压。
所述偏压元件可以向所述一对膨胀部件中的对置的膨胀部件中的每一个提供相等且相反的偏压力。
所述偏压元件可以包括：第一偏压元件，其将所述对置的膨胀部件在其中至少一个膨胀部件的第一端处偏压在一起；以及第二偏压元件，其布置在所述至少一个膨胀部件的与所述第一端沿轴向间隔开的第二端处。
偏压元件可以包括弹性元件。
偏压元件可以包括弹性带。
弹性带可以环绕所述一对膨胀部件的轴向端部分。
所述膨胀部件中的至少一个可以包括中空筒体，所述中空筒体围绕第二筒体布置，所述中空筒体具有第一直径并且所述第二筒体具有比所述中空筒体的所述第一直径小的第二直径。
膨胀部件中的每一个均可以具有筒状形状。
膨胀部件中的每一个均可以由卡纸(paperboard)制成。
垫料转换设备还可以包括位于所述壳体内的原料片材的供应源，所述原料片材的供应源包括具有多个狭缝的片材，所述狭缝构造为在沿横向于所述狭缝的长度尺寸的供给方向施加的张力下膨胀。
所述原料片材的所述供应源可以包括多个狭缝，所述多个狭缝布置成沿横向于所述供给方向的方向延伸、沿纵向间隔开的多排。
垫料转换设备还可以包括支撑在壳体中的分隔部片材的供应源。
偏压元件可以由弹性材料制成，并且设备的其余部分可以由可回收、可生物降解并且可再生的材料制成。
本发明还提供一种垫料转换机，该垫料转换机包括：壳体组件；供应源支撑件，其与所述壳体组件联接，用于支撑原料片材的供应源；以及位于所述供应源支撑件的下游的一对对置的膨胀部件，所述供应源支撑件在相反的轴向端部之间延伸。所述膨胀部件可旋转地与所述壳体组件联接以用于围绕对置的各自轴线旋转。所述原料片材在所述膨胀部件之间从所述原料片材供应源抽出。偏压元件与所述膨胀部件中的至少一个膨胀部件联接，以将所述膨胀部件中的所述至少一个膨胀部件朝向所述膨胀部件中的另一膨胀部件偏压，以保持从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材上的恒定的夹持力，
其中，所述一对对置的膨胀部件和所述偏压元件构造为在从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材的相反的横向侧处提供相等的力。
偏压元件可以布置在一对膨胀部件中的每个膨胀部件周围。
所述垫料转换设备还可以包括与所述膨胀部件中的所述至少一个膨胀部件联接的另一偏压元件，使得所述偏压元件和所述另一偏压元件相反地(oppositely)设置在所述至少一个膨胀部件的所述相反的轴向端部处。
偏压元件可以是环绕所述一对膨胀部件的轴向端部分的弹性带。
本发明还提供一种手动地分发膨胀的狭缝原料片材的方法。所述方法使用垫料转换设备，所述垫料转换设备包括：壳体组件；能膨胀的原料片材的供应源，其支撑在与所述壳体组件联接的供应源支撑件上；以及一对对置的膨胀部件，其位于所述供应源支撑件的下游以用于对从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材进行夹持。所述方法包括以下步骤：(a)在与所述设备的输出部相邻的位置处沿从所述设备朝外的方向拉拽所述原料片材，(b)保持施加在从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材的相反的横向两侧中的每一侧上的恒定的夹持力，以及(c)经由所述输出部处的拉力与由所述膨胀部件施加在所述原料片材上的所述夹持力之间的张力，使所述能膨胀的原料片材膨胀。
本发明还提供一种这样的垫料转换设备，该垫料转换设备包括：壳体组件；支撑装置，其与框架联接，以用于支撑能膨胀的原料片材的供应源；夹持装置，其位于所述供应源支撑件的下游以用于在所述原料片材从所述供应源抽出时向所述原料片材施加夹持力；以及偏压装置，其与所述夹持装置联接，用于当所述原料片材在所述夹持装置与所述夹持装置的下游的拉力之间被张紧时，以提供所述原料片材的均匀膨胀的状态来偏压所述夹持装置。
下面将充分地描述本发明的前述特征和其它特征，并在权利要求中具体指出，以下说明书和附图详细阐述了本发明的某些示例性实施例，然而，这些实施例仅是可以采用本发明的原理的各种实施例中的一些。
附图说明
所附附图示出了本公开的各个方面，所附附图不一定是按比例的。
图1是根据本发明提供的示例性垫料转换设备的前视正交图。
图2是图1所示的示意性垫料转换设备的另一前视正交图。
图3是图1所示的示例性垫料转换设备的俯视图。
图4是图1所示的示例性垫料转换设备的正视图。
图5是图1所示的示例性垫料转换设备的侧视图。
图6是图1所示的示例性垫料转换设备的另一侧视图。
图7是图1所示的示例性垫料转换设备的仰视图。
图8是图1所示的示例性垫料转换设备的后视图。
图9是图1所示的示例性垫料转换设备的局部分解组件图。
图10是图1所示的示例性垫料转换设备的局部正交图，并且将壳体去除以更加清楚地看见设备的内部构件。
图11是图1所示的示例性垫料转换设备的局部正交图，并且将壳体去除。
图12是图1所示的示例性垫料转换设备的另一局部正交图，并且将壳体去除。
图13是图1所示的示例性垫料转换设备的透视图，并且将壳体的侧壁的一部分去除。
图14是用于本发明提供的垫料转换设备的盖件的透视图。
图15是用于本发明提供的垫料转换设备的盖件的另一透视图。
图16是用于本发明提供的垫料转换设备的盖件的又一透视图。
图17是本发明提供的狭缝原料片材的图示，示出了片材膨胀为膨胀的垫料产品。
具体实施方式
本发明提供一种改进的低成本设备，其在简单并容易制造的组件中，在手动地将狭缝片材的供应源转换为膨胀的垫料产品的同时，有利于在恒定张力下的均匀膨胀。
现在详细地参考附图，图1至图14示出了示例性垫料转换机或设备20。垫料转换设备20包括：壳体22；以及支撑装置23，其用于支撑壳体22内的未膨胀的狭缝原料片材26的供应源24。设备20还包括用于夹持原料片材26的夹持装置27，夹持装置27位于支撑装置23的下游，以用于在未膨胀的狭缝片材26被从支撑装置23抽出时向未膨胀的狭缝片26材施加恒定的夹持力。夹持装置27有利于当片材26在夹持装置27与夹持装置27下游的手动拉力之间被张紧时片材26在长度和厚度上的均匀膨胀。原料片材的供应源24包括狭缝原料片材26，狭缝原料片材26在被从供应源24拉拽时在长度和厚度上膨胀，以形成密度相对较小的膨胀的垫料产品28(图14)。如下文进一步说明的，转换设备20能够使操作员以与电动垫料转换器相比更低的成本由相对更紧凑的狭缝原料片材26手动地生产膨胀的垫料产品28。
壳体22为基本矩形的，并且限定用于接纳原料片材的供应源24、支撑装置23和夹持装置27的封闭容积。壳体22可以由硬纸板(cardboard)制成，或者作为选择，可以由诸如卡纸等其它形式的纸张制成。壳体22还可以包括用于在使用期间将壳体22保持在适当位置的装置，诸如固定到壳体22的底侧并且在准备使用前覆盖有可移除的防粘衬里的一条或多条双面胶带等。胶带或其它保持装置有助于在使用期间将容器保持到诸如桌面等包装表面。这在原料片材26的供应源24差不多用尽、设备20的重量减小并且设备20对施加到片材26的拉力的阻力减小时特别有用。
支撑装置23包括位于壳体22内的一个或多个支撑件30以在原料片材26从供应源24抽出时支撑或引导原料片材26。壳体22具有可供将原料片材26抽出的排出口32，当原料片材26从供应源24经由夹持装置27被抽出时原料片材26发生膨胀。
可以提供诸如图14至图16等所示的盖件或盖体29以在运输和储存期间进一步保护设备20，并且在使用期间移除盖件或盖体29。盖件29可以由与壳体22相同的材料制成(诸如硬纸板或卡纸等)并且覆盖壳体22的顶部和侧部的至少一部分。
在其它实施例中，盖件29还可以覆盖壳体22的底部的至少一部分。例如，盖件29可以覆盖壳体22的顶部、壳体22的侧部以及壳体22的底部的至少一部分。
简要地参考图17，原料片材26具有多排狭缝34(图17)，并且通常包括一个或多个层(plies)。狭缝34具有这样的长度尺寸36：其与原料片材26的宽度尺寸38基本平行、横向于从供应源26拉拽原料片材26的供给方向40。从供应源24到排出口32(经由排出口32拉拽原料片材26)的供给方向40也可以被称为下游方向。上游方向与下游方向相反。
再次转向图1至图13，如图所示，通常可以以一个或多个辊供应片材26。每个辊中的片材26可以围绕接纳在各个供应源支撑件30上的中空芯部而缠绕，使得当原料片材26沿横向于中心轴线42的供给方向40从辊松开时，原料片材26可以围绕平行于片材26的宽度尺寸38的中心轴线42(图10)而旋转。中空芯部可以由卡纸制成。在其它实施例中，片材26的供应源24可以附加地或者作为选择地以另一适当的布置来提供，该适当的布置诸如为折扇式堆叠等，其中原料片材交替地折叠为大致矩形页面的堆叠并且狭缝基本平行于片材中的折线。
示例性片材26包括诸如牛皮纸等纸，并且更具体地包括单层牛皮纸。合适的牛皮纸可以具有各种基重，诸如二十磅或四十磅等。在一些实施例中，片材26可以是层压的或者可以包括任何其它适当的材料，诸如其它纸张、塑料片、金属箔或者其任何组合等。
如上所述，示例性片材26具有切入片材中的多排沿纵向间隔开、沿横向延伸的狭缝34的排。通常，狭缝40基本上周期性地、典型地为等间隔地彼此间隔。然而，在其它实施例中，狭缝的排可以相对于彼此以其它方式适当地布置。狭缝34横跨排而间断地分散，每一排的狭缝通常相对于直接相邻的排的狭缝交错排列。横跨狭缝的每一排，结合在一起的狭缝可以具有比设置在狭缝端点之间的无狭缝部分的长度更大的长度，从而提供狭缝片材材料26的最佳膨胀量。
更具体地，具有多个狭缝34(图17)的示例性片材26构造为在穿过壳体22行进时沿着供给方向40而膨胀。当片材26膨胀时，邻近狭缝的上游侧的片材与邻近狭缝的下游侧的片材分离，并且狭缝之间的片材通常扭曲和延伸到原来的平面片材的平面之外。狭缝34可以通过横跨片材沿每个排在横向方向上间断地切割片材或者弱化片材而形成，使得在沿供给方向40提供的纵向张力的作用下，片材隔着狭缝而分开，供给方向40是片材26从供应源24到排出口32和壳体22外面的前进方向。横向方向垂直于(横向于)当材料26移动穿过壳体22时材料26的供给方向40。然而，本发明提供的设备22可以与具有不同的狭缝布置的原料片材26的供应源24一起使用。
该示例性狭缝片材26构造为在一个或多个维度上膨胀，在本文中这也被称为体积膨胀或体积性膨胀。当片材26在横向于狭缝方向的方向(通常为与片材26的辊的宽度尺寸垂直的纵向供给方向)上被拉伸时，纸张(片材)的纵向长度和厚度增大，而纸张的横向宽度尺寸减小。随着片材26被纵向地拉伸而引起的增大的厚度至少部分地由以下原因引起：片材26的位于狭缝的排之间的部分相对于未膨胀的片材26的平面而旋转。厚度尺寸沿相对于片材的表面的法线方向延伸。法线方向被定义为与纸张(片材)的纵向长度基本垂直，并且还与片材的横向边缘42(图17)之间的横向范围基本垂直。
当以这种方式拉伸时，狭缝片材26的厚度相对于其初始厚度可以增加一个或多个数量级。与未膨胀的狭缝片材26相比，膨胀的狭缝片材26具有增大的长度和厚度以及减小的宽度。这种纵向的拉伸和厚度上的增大，除了导致要进一步说明的随机起皱以外，还导致了体积上膨胀的垫料产品。增大的体积允许膨胀的垫料产品用作用于将物品包装在容器中的穿孔的保护型空隙填充物或缓冲包裹。
如上所述，壳体22包括一个或多个用于支撑片材的装置23，诸如一个或多个供应源支撑件30等。该设备还包括用于夹持的装置27，并且由此当片材26被从一个或多个供应源支撑件30抽出时，用于夹持的装置27使片材26张紧。夹持装置27可以包括所示出的膨胀组件44。膨胀组件44在一个或多个供应源支撑件30的下游间隔开。
未膨胀的狭缝片材26从能膨胀的材料的供应源24沿供给方向40向下游经由膨胀组件44朝向壳体22中的排出口32而供给。由操作员手动施加的拉力与膨胀组件44配合，以使得未膨胀(并且能膨胀)的材料26被拉伸并沿长度和厚度方向膨胀。当被拉伸时，狭缝34发生膨胀，并且狭缝的相对侧的材料被拉开，且无狭缝部分的至少一部分旋转出片材的基本平面(general plane)。如所描述的那样，材料沿厚度和长度两个方向膨胀，并且因此未膨胀的狭缝片材26转换成膨胀的狭缝片材包装垫料材料28(图17)的所得的膨胀形式。
通常诸如由操作员在输出口32处手动地抓握并拉拽膨胀材料而手动地抽拉片材26，使片材26穿过膨胀组件44并被抽出壳体22。设备20还包括要进一步论述的引导装置101，引导装置101可以包括所示的引导部件102，引导部件102布置在膨胀组件24的下游以用于引导来自壳体22中的排出口32的片材。
示例性设备20的分解图示出在图9中，并且在图10至图13中依次地预组装。壳体22接纳设备20的其它构件，所述其它构件包括支撑装置23、原料片材26的供应源、不能膨胀的衬里(interleaf)片材46的供应源、夹持装置27和引导装置101。
包括支撑件30的原料支撑装置23通常也由硬纸板或其它纸质产品形成。在图示的实施例中，支撑件30支撑在横向间隔开、竖直延伸的侧框架50上(图11)。侧框架50可以经由基体部分或一个或多个交叉梁彼此联接或可以是分开构件。侧框架50被示出为分开的构件，但在其它实施例中可以与壳体22成一体。相应地，支撑件30和侧框架50可以是单个单元式结构，或者可以如所示出的那样由分开的构件形成，但通常共同地界定片材26在壳体22中从原料片材支撑件30到排出口32的路径。
侧框架50包括从上边缘延伸的竖直槽52(图11)以接纳并且支撑各种能旋转部件的横向端部，能旋转部件包括原料片材26的辊和用于膨胀组件44的能旋转元件。侧框架50还可以接纳并支撑引导部件102。侧框架50被安装为与壳体22的相对的内侧壁相邻，并且各个侧框架50的向内面向的槽52朝向另一侧框架50。
在其它实施例中，可以省去侧框架50，并且支撑件30、膨胀组件44和引导部件102中的任何一个可以支撑在壳体22上。甚至于，在供应源24包括纸的折扇式堆叠的其它实施例中，供应源支撑件30可以包括搁板，搁板用于在从搁板抽出纸时支撑纸的折扇式堆叠。搁板可以与框架侧部50配合以支撑纸的堆叠并且从堆叠朝向膨胀组件44引导纸。
简要地参考图9和图10，设备20还可以包括分隔部片材48的分隔部供应源46，分隔部片材48用作所得的垫料产品28与要被垫料产品28保护的产品之间的分隔部片。示例性的分隔部片材48(在本文中也被称为衬纸)可以是薄纸(tissue paper)、诸如比狭缝原料片材26等薄的薄牛皮纸、塑料，以及它们的组合等。
与供应源24类似，分隔部供应源46可以设置为诸如缠绕在中空芯部上的辊，中空芯部可以被接纳在各个供应源支撑件上。通常可以在一个或多个支撑件49上供应分隔部片材48的辊。例如，如图所示，分隔部片材48可以缠绕在可接纳在各个供应源支撑件49上的中空芯部上，使得当分隔部片材48沿横向于中心轴线51的供给方向40从辊松开时，分隔部供应源46可以围绕中心轴线51(图10)旋转。附加地或者作为选择地，分隔部供应源46可以设置成折扇式堆叠，并且相关联的供应源支撑件可以包括用于支撑堆叠的搁板。
可以设置诸如引导块60等一个或多个附加的引导部分，以用于在侧框架50之间对准并引导支撑件49(并且由此对准并引导分隔部供应源46)。引导块60可以由硬纸板制成。如图所描绘的，示例性引导块60均可以包括用于接纳支撑件49的槽53。引导块60设置为与无狭缝衬里片材46的供应源相邻，无狭缝衬里片材46具有比狭缝片材26更窄的宽度。由于狭缝原料片材26在膨胀时宽度变窄，并且衬里片材46的尺寸不膨胀或改变，因此衬里材料46可从一开始就设置为具有较窄宽度的形式。引导块60有助于使较窄的衬里片材46相对于狭缝原料片材26的供应源居中。在其它实施例中，可以省去引导块60并且供应源46可以支撑在侧框架50或壳体22上。
引导块60可以具有任何适当的形状。所示出的成对的横向间隔开的引导块60定位为与衬里片材46的轴向上相反的端部在横向上相邻，并位于狭缝原料片材26的上游。引导块60通常位于膨胀组件44的上游，以便辅助地将衬里片材46的辊保持为在侧框架50之间在横向上居中对准。这样的居中帮助防止片材在供应源24与膨胀组件44之间卡阻。附加地或者作为选择地，引导块60可以帮助防止供应源支撑件22与侧框架50之间的粘连或者使该粘连最小化。
现在详细地参考用于夹持的装置27，如前所述，用于夹持从辊抽出的片材26的装置27可以包括膨胀组件44。膨胀组件44位于供应源支撑件22的下游。膨胀组件44包括与框架20联接(例如，能旋转地联接)以便围绕各自的膨胀轴线72(图10)旋转的一对相邻的膨胀部件69和70。原料片材26在穿过膨胀组件44而被抽出的同时被夹持在膨胀部件69和70之间。此外，尽管仅描述了一对膨胀部件69和70，但是也可以包括附加的膨胀部件69或70或者附加的膨胀部件对。
在图示的实施例中，膨胀部件69和70安装在竖立的侧框架50中的共同的槽52中。这样，膨胀轴线72基本上彼此平行地对准，尽管轴线72可以不完全平行。在所示的实施例中，膨胀轴线72这样对准：一条轴线72在竖直方向上对准在另一条轴线72的上方，使得两轴线72在共同的竖直平面中。膨胀部件69和70的轴线72应当彼此平行，但不必需在竖直平面中平行。例如，在其它实施例中，轴线72中的一条轴线可以相对于另一条轴线72稍微向前(下游)或向后(上游)。
膨胀部件69和70紧邻地间隔以便与相对薄的未膨胀片材26接合。膨胀部件69和70中的每一个的至少一部分可以与膨胀部件69和70中的另一个相接合，尤其是在不存在狭缝片材26时。膨胀部件69和70可以由可回收的材料制成，诸如卡纸等。
图示的膨胀部件69和70均包括互补辊(complimentary rollers)，诸如筒形的中空辊等。如图所示，部件69和70中的每一个包括延伸到侧框架50的槽52中的直径较小、较长的筒形芯辊74，以及围绕芯辊74布置的直径较大、较短的筒形外部辊73。外部辊73被接纳在侧框架50之间，并且大致在框架侧部50之间的距离的全部宽度上延伸。
相应地，膨胀部件69和70的所描述的外部辊73中的一个或多个支撑在对应的膨胀部件69和70的芯辊47上，在本文中芯辊也被称为膨胀轮轴74。膨胀轮轴74例如经由侧框架50联接(诸如能旋转地联接或固定地联接)至框架20。轮轴74沿着对应的膨胀轴线72延伸。概括地说，膨胀部件69和70可以均包括诸如中空筒体等径向外侧的能旋转部件以及诸如轮轴74等径向内侧的能旋转部件(也可以是中空筒体)，径向外侧的能旋转部件围绕径向内侧的能旋转部件布置。当然应理解的是，在其它实施例中，一个或多个外部辊73和相关联的轮轴74可以彼此成一体，或在适当的情况下可以省去轮轴74。
膨胀组件还包括偏压部件100，偏压部件100用于将膨胀部件69和70中的每一个朝向膨胀部件69和70中的另一个进行偏压。通常地，一对对置的膨胀部件69和70以及偏压部件100构造为这样：在膨胀部件69和70的相反的轴向端部处对从对置的膨胀部件69和70之间抽出的原料片材26提供相等的力，并且在膨胀部件69和70的轴向端部之间延伸的原料片材26的横向宽度上提供均匀的力。
示例性偏压部件100包括诸如弹性带等弹性部件。弹性带通常应用于膨胀部件69和70的各个轴向外部分82，诸如轴向外端等。如图10至图13所示，偏压部件100布置在部件69和70的膨胀轮轴74的相应轴向外端部周围。在其它实施例中，偏压部件100可以布置在部件69和70的外部辊73的轴向外端部周围，诸如在图14中所描绘的那样。
将偏压部件100应用到膨胀部件69和70的轴向外部分，在膨胀部件69和70的每个端部并且由此横跨膨胀部件69和70的宽度提供了相等的偏压力。偏压力基本上足以抵抗供给方向40(图14)下游的拉力，而不会在原料片材26从膨胀组件44抽出时导致原料片材26撕裂。该布置允许操作员保持施加在从膨胀组件44抽出的片材上的恒定的夹持力。
膨胀部件69和70以及偏压部件100彼此配合，以向从膨胀部件69和70之间穿过的片材26施加夹持力，以使片材26在膨胀部件69和70之间的通过变慢。当操作员通过沿向下游或供给方向40拉拽原料片材26而在原料片材26上施加力时，横向于供给方向40的夹持力允许向在膨胀组件44与下游的拉力之间的片材26施加膨胀张力。
这样，随着原料片材26从膨胀部件69和70之间被抽出，原料片材26可以被夹持在膨胀部件69和70的相应的外部分之间。膨胀部件69和70的外表面可以由这样的材料制成或覆盖有这样的材料：该材料提供有利于从膨胀部件69和70之间抽出片材26的相对于片材26的足够摩擦力。
最后，位于膨胀组件44的下游、在侧框架50之间延伸的引导部件或引导件102(作为选择，被称为对准部件)有助于引导膨胀组件44周围的衬里片材46，并且有助于在衬里片材移动到与膨胀的垫料产品28对准的重叠部分时保持衬里片材平坦。衬里片材46防止或最小化膨胀的狭缝原料片材的相邻层的嵌套互锁。引导部件102还可以辅助地保持片材26的张紧度，并且在片材经由膨胀组件44从供应源24抽出时防止侧框架50之间的片材的起皱、撕裂或错位。对准部件102还可用于减少膨胀组件24处的卡阻。在一些实施例中，引导部件102可以是辊，诸如能够围绕引导部件102的中心轴线旋转的辊等。示例性对准部件102可以包括卡纸管或杆，或者木销钉。
引导部件102定位为使得垫料产品28在引导部件102下方被抽出，以使膨胀的垫料产品和分隔衬里片材46进入平行的、重叠的路径。在从膨胀组件44抽出垫料产品28时，该定位可以辅助地保持垫料产品28的张紧，分配横跨原料的宽度的张力，并且防止侧框架50之间的垫料产品28的起皱、撕裂或错位。
由于壳体22、原料片材26和衬里片材46的供应源、原料片材26和衬里片材46所缠绕的芯部、膨胀部件69和70以及引导部件102全部由纸制成，因此大体上整个设备是可回收的而不是用过即抛弃的，并且由可再生资源构成。偏压部件100可以重复使用或用于其它用途。
本公开还包括手动地将膨胀的狭缝原料26分发为膨胀的垫料产品28的方法。该方法使用垫料转换设备20，垫料转换设备20具有：壳体组件22；以及能膨胀的原料片材26的供应源24，其支撑在与壳体组件22联接的供应源支撑件30上。设备20包括一对对置的膨胀部件69和70，膨胀部件69和70位于供应源支撑件30的下游，以用于夹持从膨胀部件69和70之间抽出的原料片材26。该方法包括以下步骤：(a)在与设备的输出部相邻的位置处沿从设备朝外的方向拉拽原料片材26，(b)保持施加在从膨胀部件69和70之间抽出的原料片材26的相反的横向两侧中的每一侧上的恒定的夹持力，以及(c)经由输出部处的拉力与由膨胀部件69和70施加在原料片材26上的夹持力之间的张力，使能膨胀的原料片材26膨胀。该方法还包括使用偏压元件100通过膨胀部件69和70在原料片材26上提供夹持力。另一步骤包括通过使用布置在一对膨胀部件的相反的轴向端部中的每一个的周围的偏压部件100而向该对膨胀部件中的每个对置的膨胀部件69和70提供相等且相反的偏压力。
概括地说，本发明提供一种手动操作的垫料转换设备20，该垫料转换设备20包括：壳体22，其具有排出口32；狭缝原料片材26的供应源24，其支撑在壳体22内以用于从排出口32分发；以及一对对置的膨胀部件69和70，其能旋转地与壳体22联接，以围绕供应源24与排出口32之间的，膨胀部件69和70各自的彼此平行的膨胀轴线72旋转。膨胀部件69和70经由偏压部件100朝向彼此偏压，以向在膨胀部件之间供给的原料片材26提供夹持力，以便向原料片材施加摩擦，该摩擦使得当操作员从壳体22内的排出口32拉拽原料片材时原料片材沿长度和厚度方向膨胀。除偏压部件100可以例外之外，设备20可以由纸质产品制成，使得设备20可回收、可重复使用，并且由可再生资源构成，同时制造便宜。
尽管已经针对某些示出的实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员在阅读并理解说明书和附图之后，将能够想到等同的替代方案和修改方案。特别地，针对于由上述整体(构件、设备、装置、构成等)执行的各种功能，除非另外说明，用于描述这样的整体的术语(包括称谓“装置”)旨在对应于执行指定功能(即在功能上等同)的任何整体，即使其在结构上不等同于本文中所示出的本发明的一个或多个示例性实施例中公开的执行该功能的结构。

Claims (17)

1.一种垫料转换设备，包括：
壳体，其具有排出口；
支撑件，其安装在所述壳体中，并且构造为对用于沿供给方向向所述排出口分发的原料片材的供应源进行支撑；以及
一对对置的膨胀部件，其分别支撑在所述壳体中，用于围绕彼此平行且均横向于所述供给方向的各自轴线而旋转，并且所述膨胀部件中的至少一个膨胀部件经由偏压元件朝向所述膨胀部件中的另一膨胀部件偏压以夹持在所述膨胀部件之间供给的原料片材，
其中，所述偏压元件包括：第一偏压元件，其将所述对置的膨胀部件在至少一个膨胀部件的第一端处偏压在一起；以及第二偏压元件，其布置在所述至少一个膨胀部件的与所述第一端沿轴向间隔开的第二端处。
2.根据权利要求1所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件布置在所述一对膨胀部件周围。
3.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述一对膨胀部件中的每个膨胀部件朝向所述一对膨胀部件中的另一膨胀部件偏压。
4.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件向所述一对膨胀部件中的对置的膨胀部件中的每一个提供相等且相反的偏压力。
5.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件包括弹性元件。
6.根据权利要求5所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件包括弹性带。
7.根据权利要求6所述的垫料转换设备，其中，所述弹性带环绕所述一对膨胀部件的轴向端部分。
8.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述膨胀部件中的至少一个包括中空筒体，所述中空筒体围绕第二筒体布置，所述中空筒体具有第一直径并且所述第二筒体具有比所述中空筒体的所述第一直径小的第二直径。
9.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述膨胀部件中的每一个均具有筒状形状。
10.根据权利要求9所述的垫料转换设备，其中，所述膨胀部件中的每一个均由卡纸制成。
11.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，还包括位于所述壳体内的原料片材的供应源，所述原料片材的供应源包括具有多个狭缝的片材，所述狭缝构造为在沿横向于所述狭缝的长度尺寸的供给方向施加的张力下膨胀。
12.根据权利要求11所述的垫料转换设备，其中，所述原料片材的供应源包括布置成沿横向于所述供给方向的方向延伸、沿纵向间隔开的多排的所述多个狭缝。
13.根据权利要求12所述的垫料转换设备，还包括支撑在所述壳体中的分隔部片材的供应源。
14.根据权利要求1或2所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件由弹性材料制成，并且所述设备的其余部分由可回收、可生物降解并且可再生的材料制成。
15.一种垫料转换设备，包括：
壳体组件；
供应源支撑件，其与所述壳体组件联接以用于支撑原料片材的供应源；以及
一对对置的膨胀部件，其在相反的轴向端部之间延伸并位于所述供应源支撑件的下游，所述膨胀部件分别能旋转地与所述壳体组件联接以用于围绕对置的各自轴线旋转，并且所述原料片材在所述膨胀部件之间从所述原料片材的所述供应源抽出；以及
偏压元件，其与所述膨胀部件中的至少一个膨胀部件联接，以将所述至少一个膨胀部件朝向所述膨胀部件中的另一膨胀部件偏压，以便保持从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材上的恒定的夹持力，
其中，所述一对对置的膨胀部件和所述偏压元件构造为在从所述膨胀部件之间抽出的所述原料片材的相反的横向侧处提供相等的力，并且
其中，所述垫料转换设备还包括与所述膨胀部件中的所述至少一个膨胀部件联接的另一偏压元件，使得所述偏压元件和所述另一偏压元件相反地布置在所述至少一个膨胀部件的所述相反的轴向端部处。
16.根据权利要求15所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件布置在所述一对膨胀部件中的每个膨胀部件周围。
17.根据权利要求15或16所述的垫料转换设备，其中，所述偏压元件是弹性带，所述弹性带环绕所述一对膨胀部件的轴向端部分。
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