具体实施方式

现在详细参考附图，首先参见图1至图3，示例性垫料转换系统20包括垫料带的供应部(诸如垫料转换机22(有时被称为“转换器”)等)和卷取机构24，卷取机构24用于选择性地卷取垫料带以提供期望的卷的密度或尺寸。系统20可以进一步包括捆扎机构26和推出机构28。垫料转换机22将从供应部32拉出的片材原料30转换成相对不致密的垫料带34。带34离开转换机22的出口36，并且通过卷取机构24卷成(roll)或缠绕(wound)成卷38。卷绕的垫料带的尾端可以通过捆扎机构26自动地固定到卷38。成品卷38可以通过卷推出机构28从卷取机构24自动推出。

原料30的示例性供应部32包括具有一对或更多对横向间隔的臂42的移动推车40，一对或更多对横向间隔的臂42能够支撑片材原料30的一个或更多个辊44。示例性片材原料30是牛皮纸，并且牛皮纸可以如图所示缠绕在辊上来被供应，或以扇形折叠的堆叠来被提供。纸是可再循环的、可重复使用的，并且由可再生资源组成，使得它作为原料是对环境负责的选择。

在图2和图3中示出了示例性垫料转换机。在转换过程中，垫料转换机22对片材原料30进行成形以形成垫料带，该垫料带与生产垫料带的片材原料30相比是相对不致密的。在展示的垫料转换机22中，片材原料30行进穿过形成机构46，形成机构46包括斜槽48，斜槽48在下游方向上从斜槽入口50会聚到相对较小的斜槽出口52，当片材原料行进穿过斜槽48时向内翻转边缘部分并且随机地弄皱片材原料。褶皱的原料然后经过形成组件46下游的进给/连接机构54，供给/连接机构54将片材原料进给穿过转换机22并且连接片材原料的重叠层以帮助成品垫料带保持其形状。一旦已经生产了期望长度的垫料，则供给/连接机构54下游的分离机构56将完成的垫料带与片材原料30的供应部32分离。展示的垫料转换机22不是可在系统20中采用的垫料转换机的唯一类型，然而，任何将片材原料转换成具有相对较低密度垫料的长度或带的垫料转换机可在该系统20中使用。不包括垫料转换机的垫料带供应部也可以是可接受的可替代选择。

所展示的垫料转换机22被安装在支架58上，支架58具有用于移动的轮子60。但是可以设置为用于垫料转换机22的任何类型的支撑件，这对于将转换机22和卷取机构24支撑在足够的高度处以生产卷38是必要的。

卷取机构24(也被称为卷取机)位于垫料转换机22的下游，并且在所展示的实施例中，由框架延伸部62支撑，框架延伸部62安装到垫料转换机22的框架或支架58。卷取机24包括可旋转的卷取叉64，卷取叉64带有成对的大致平行且可移动的卷取销66(也被称为叉销，或简称为销)。卷取叉64和可移动销66围绕中心卷取轴线旋转。卷取叉64和叉销66的旋转可由马达或其他驱动机构来驱动，并且马达可被安装在框架延伸部62中。引导表面68从垫料转换机22的出口36朝向卷取机构24延伸，以将垫料带从出口36引导至卷取叉64。

在起始定向中，卷取叉64和可移动销66被配置成接纳由引导表面68引导至卷取叉64和可移动销66的垫料带。卷取叉64的可移动销66通常沿着横向于引导表面68且横向于卷取轴线(优选地垂直于引导表面68)的轴线或其他线被定位，以在销66之间接纳垫料带的前端。成对的可移动销66中的每对可移动销都沿着横向于垫料带的路径的线对齐。一旦垫料带的前端在叉64的可移动销66之间经过，叉64就能够旋转以在生产垫料带时将垫料带缠绕成卷。可参考以上提到的国际公开第WO99/21702号进一步参考示例性垫料转换机和卷取机。

垫料带由垫料转换机22或以恒定速率向卷取机构24供应的其他供应部生产，但是卷取叉64的旋转速率可根据卷的尺寸而变化，以改变卷的密度、一致性和其他特性。

图4至图8中更详细地示出的卷取机包括自动卷取机叉，该自动卷取机叉允许叉销的移动以调整卷的密度和尺寸。卷取机24包括引导板80、成对的平行的可移动销66以及凸轮82。引导板80在两侧上是大致平坦的并且被耦接至马达86的驱动轴84以用于旋转。齿轮箱85安装在卷取机叉和马达86之间，以调节绕卷取轴线的旋转速度。引导板80包括径向延伸的弯曲槽88，以用于在径向向内位移的位置与径向向外位移的位置之间引导销66。

可移动销66在大致垂直于引导板80的公共方向上延伸。成对的可移动销66围绕公共卷取轴线是可旋转的，以将垫料带缠绕成卷。卷取轴线大致平行于销66延伸的方向。可移动销66延伸穿过各自的槽88，并且每个可移动销66大约在U形的中间处耦接至U形销座90。每个销座90的一端在引导板80的外缘附近与引导板80连接。

凸轮82包括突出的外轮缘92，引导板80、销座90以及可移动销66被接纳在外轮缘92中。凸轮82包括从外轮缘92的前表面凹陷的多个弯曲的控制或支承表面。销座90跟随凸轮82表面的特征。销座90与凸轮82之间的相互作用使得平行销66沿着引导板80的径向延伸的弯曲槽88从带接纳位置移动至相对于带接纳位置径向向内布置的卷取位置。销66在卷取位置处比在带接纳位置处间隔的相对更近。控制表面包括带凹槽的螺旋表面94，当引导板80相对于凸轮82旋转时，销座90的一部分抵靠带凹槽的螺旋表面94。带凹槽的螺旋表面94被凸轮82中的具有变化的深度的凹槽限定，带凹槽的螺旋表面94包括阻止销座90移动的倾斜端部96，从而将销66置于卷取位置。

现在参见图9，在垫料转换机22(图2和图3)的操作期间，垫料带(未示出)的前端在成对的可移动销66之间前进，成对的可移动销66位于带接纳位置。一旦垫料带被接纳在可移动销66之间，马达86(图4至图6)驱动引导板80围绕卷取轴线(图4和图5)(例如，顺时针的)旋转。销座90将跟随凸轮82的控制表面，使得成对的销66从带接纳位置移动至相对于带接纳位置径向向内布置的卷取位置，如图10所示。一旦销座90到达凸轮82的带凹槽的螺旋表面94(图8)的端部96，卷取叉64围绕卷取轴线的旋转将垫料带缠绕成卷。

如上所述，当销66定位在卷取位置时比在定位在带接纳位置时更靠近彼此。将销66移动得更靠近在一起来增加所得卷的中心的密度，并且对于相同的转数还减小了所得卷的外径。垫料带的固有弹性性质允许卷取机更紧密地卷绕带，以相对于垫料带的密度增加卷的密度。

一旦生产了垫料带的期望长度，垫料转换机中的分离机构56(图3)会将垫料带从剩余的原料切断。自动捆扎机构26(图2和图3)可以将带条应用至垫料带的尾端，以将垫料带的尾端粘附到卷的邻近缠绕部，从而将垫料带保持在卷绕的配置中。卷推出机构28包括推出板，该推出板可以将完成的卷轴向推离销66。然后，操作者可以将卷绕的垫料带放置到盒子或其他容器中以用于包装目的。

在卷被推离销66之后，卷取机构24可以在与卷绕相反的方向(例如，逆时针方向)上旋转，以沿着凸轮82的控制表面向后移动销座90，并且使成对的销66从卷取位置返回至带接纳位置。卷取机构24还将卷取叉64围绕卷取轴线旋转至带接纳位置，使销66沿着跨过垫料带的路径的轴线对齐，使垫料带离开垫料转换机22，并由引导表面68引导至卷取机构24。

总之，本发明提供一种卷取机24，该卷取机24使用凸轮82将叉销66从垫料接纳位置向内移动至更紧密间隔的卷取位置，以用于生产更紧密或更小卷的垫料卷。叉销66耦接至销座90，该销座90与引导板80中的凸轮82和槽88配合，以使平行的叉销66在垫料接纳位置和卷取位置之间移动。叉销66被安装成在垫料的路径的相对侧上垂直于并穿过引导板80延伸，以捕获并缠绕垫料带34到卷38中。

现在转向可替代实施例，图11和图12示出了用于诸如在图2等中所示的垫料转换系统中使用的另一个示例性卷取机构124。从外观上看，卷取机构124显得与先前描述的卷取机构24相似，由相同的驱动机构驱动，邻近引导表面68的端部定位，并且与先前描述的卷推出机构28一起工作。该卷取机构124还采用能够围绕卷取轴线128旋转的卷取叉126。卷取叉126包括成对的间隔开的但平行的卷取销66，卷取销66在公共方向上延伸并且被安装成围绕且平行于卷取销66的公共卷取轴线128旋转。至少一个卷取销66进一步安装至卷取座130，用于绕卷取销轴线132旋转，该卷取销轴线132平行于其各自的卷取销66和卷取轴线128，但从其各自的卷取销66和卷取轴线128偏移。因此，卷取销66中的一者或两者能够围绕卷取轴线128和各自的卷取销轴线132旋转。在所展示的实施例中，卷取销66两者均安装至各自的卷取座126。

与前述实施例一样，卷取机构124包括引导板134，该引导板134具有平坦表面，该平坦表面面向与卷取销66相同的方向。卷取销座130可与引导板134的表面平齐，以在垫料带在卷取销66之间被馈送时为垫料带提供连续的表面。引导板134的前表面可以形成用于接纳和支撑卷取销座130和相关部件的壳体的部件。在所展示的实施例中，卷取销座130具有盘状的形状并且安装至接纳在引导板130中的圆形开口中的轴承136。轴承136围绕各自的卷取销轴线132旋转，并且卷取销66安装至各自的卷取销座130，该卷取销座130从卷取销轴线132偏移但平行于卷取销轴线132。壳体(特别是在所展示的实施例的引导板130的后侧)可以由背板138封闭。

如在先前的实施例中，卷取销66相对于引导表面68被间隔开并且被定向，以在带接纳位置中在卷取销66之间接纳垫料带的前端。然而，在操作期间，当卷取销66围绕卷取轴线128旋转时，卷取销66能够在带接纳位置与卷取位置之间移动。卷取销66之间的间距在处于卷取位置时比在处于带接纳位置时小。卷取销66围绕卷取轴线128旋转，并且卷取销66中的至少一个卷取销66及其卷取销座130围绕其卷取销轴线132旋转，该卷取销轴线132从卷取轴线128偏移但平行于卷取轴线128。

然而，与前述实施例的凸轮布置相比，卷取销轴线132从各自的卷取销66和中心卷取轴线128的偏移性质提供了更简单的构造以实现类似的效果。卷取销66和卷取销座130不能以任何方式自由旋转。偏置构件140(诸如弹簧或弹性元件等)位于形成在引导板134与背板138之间的外壳中，该偏置构件140将销座130朝向带接纳位置偏置。在所展示的实施例中，偏置构件140是螺旋弹簧(仅示出一个)。螺旋弹簧140在一端处连接至销座130，并且在相对端处连接至引导板134。当销座130旋转时，螺旋弹簧140围绕形成在引导板134的后侧上的弹簧引导表面142伸展。弹簧引导表面142在所展示的实施例中是弯曲的。弹簧引导表面142在形成于引导板134的背面的止挡件144处终止。止挡件144限定螺旋弹簧140的最远延伸，并且还可以限制销座130的旋转。

现将参见图13A-图17B中的卷取机构的连续的前视图和后视图来描述卷取机构124的操作。如图13A和图13B所示，卷取叉126开始处于带接纳位置，其中被对齐的卷取销66垂直于垫料带150的路径(以虚线示出)，垫料带150由引导表面68从诸如垫料转换机22(图2)等的供应部引导至卷取机构124。处于带接纳位置时的卷取销66的相对较宽的间隔有利于垫料带150的前端在相对较宽的间隔之间穿过。

在图14A和图14B中，卷取机构124开始使卷取叉125围绕卷取轴线旋转，并且卷取销66与垫料带150的前端接合。当卷取叉126继续旋转并围绕卷取销66的外侧拉动垫料带时，垫料带的前端进一步在卷取销66和垫料带150的外侧缠绕部之间被捕获。同时，当卷取销66围绕各自的卷取销轴线132(图11)朝向卷取位置旋转时，卷取销66向内移动，在与绕卷取轴线128的旋转方向相反的方向上旋转。如图14A所示，在所展示的实施例中，卷取叉126围绕卷取轴线128以顺时针方向旋转，并且卷取销66分别围绕各自的卷取销轴线132以逆时针方向旋转。

在卷取位置中时，卷取销66比在处于带接纳位置时更靠近在一起。垫料带的弹性性质意味着卷取销66能够在卷取位置中时压缩垫料带150，而不过度地损坏垫料带150的缓冲特性。并且将卷取销66移动得更靠近在一起，使得卷取机构124能够将垫料带150缠绕成具有相对紧凑的中心的卷。

如从上文的描述中应当明显的是，不需要动力元件以驱动卷取销66围绕各自的卷取销轴线132的旋转。卷取叉125围绕卷取轴线128的旋转速度和垫料带150被馈送至卷取机构124的速度协作，以使得销座130抵抗由螺旋弹簧140施加的力而旋转，直到到达止挡件144。此时，卷取销66处于卷取位置，使得止挡件144限定卷取销66之间的最小距离，并且因此限定所得垫料卷的芯的紧密度。

在从卷取销66移除完成的卷时，螺旋弹簧140使销座130以及因此各自的卷取销66返回至带接纳位置。卷取叉126围绕卷取轴线128旋转，以使卷取销66垂直于垫料带150的路径对齐，使得卷取机构124准备好接纳另一个垫料带的前端。

虽然关于某个或某些展示的实施例已经示出并描述了本发明，但本领域技术人员在阅读并理解说明书和附图时将想到等效的变更和修改。具体地，关于由上述整体(部件(components)、组件(assemblies)、装置(devices)、组合(compositions)等)执行的各种功能，除非另外指明，否则用于描述此类整数的术语(包括对“器件(means)”的引用)旨在对应于执行指定功能(即，在功能上是等效的)的任何整数，即使结构上不等同于执行在本文所展示的本发明的一个或多个实施例中的功能的所披露的结构。