空氣緩沖件機器和方法
【專利摘要】一種用空氣緩沖件機器10生產(chǎn)空氣緩沖件的方法，所述空氣緩沖件用于緩沖待在箱子80中運送的至少一個物品，所述方法包括以下步驟：確定空隙體積，所述空隙體積由箱子的體積與待在箱子92中運送的至少一個物品的體積的差來限定，以及用空氣緩沖件機器生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，所述一定量的空氣緩沖件具有總空氣緩沖件體積，所述總空氣緩沖件體積等于空隙體積98。
【專利說明】
空氣緩沖件機器和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總地設(shè)及保護性包裝，更具體地，設(shè)及空氣緩沖件W及用于制作空氣緩沖 件的機器。
【背景技術(shù)】
[0002] 提供保護性包裝材料來包圍箱子中的待在該箱子中運送的物品是已知的。保護性 包裝材料置于箱子的壁和被運送的物品之間，然后通過用膠帶封住關(guān)閉的翻蓋來封閉箱 子。運種保護性包裝可W為紙緩沖件形式的壓皺的紙帶、氣枕或墊形式的填充空氣的塑料 袋、或者泡沫"零碎"（統(tǒng)稱為緩沖材料）。紙緩沖件和空氣緩沖件典型地在具有用于該用途 的機器的現(xiàn)場制作，然后從機器分發(fā)到箱子中。對于泡沫零碎，它們典型地預(yù)先制造好并運 送到現(xiàn)場，然后從大的料斗分發(fā)到箱子中。
[0003] 還已知的是，確定箱子的體積和待在箱子中運送的物品的體積之間的差Γ空隙體 積"），然后將代表空隙體積的信號發(fā)送至紙緩沖件機器、空氣緩沖件機器或泡沫零碎分發(fā) 器，W基于接收到的信號分發(fā)給定量的緩沖材料。
[0004] 用于確定空隙體積的一項技術(shù)是用諸如光學(xué)傳感器或機械探針的儀器測量它。用 于確定空隙體積的另一項技術(shù)是使用倉庫管理軟件（"WMS" ) dWMS從數(shù)據(jù)庫或查找表確定待 運送的物品的體積，選擇合適尺寸的箱子，該箱子具有比物品大的體積，W容納物品和合適 量的緩沖材料，然后從箱子體積中減去物品體積W確定空隙體積。
[0005] 根據(jù)接收的代表空隙體積的信號，紙緩沖件機器然后理論上形成適當(dāng)數(shù)量的給定 長度的紙緩沖件，將它們分發(fā)到箱子中?；蛘?，空氣緩沖件機器然后理論上形成適當(dāng)數(shù)量的 給定體積的空氣緩沖件，將它們分發(fā)到箱子中。還或者，泡沫零碎分發(fā)器然后理論上將適當(dāng) 量的泡沫零碎分發(fā)到箱子中。
[0006] 但是實踐中，制作和分發(fā)的空隙填充緩沖材料的體積可能未必就恰好匹配待填充 的空隙體積，導(dǎo)致填充不足或填充過量。對于紙緩沖件和泡沫零碎，增加或減去短的紙緩沖 件或少量的泡沫零碎是相當(dāng)簡單的任務(wù)，W精確地匹配箱子中的空隙體積。但是，對于空氣 緩沖件，如果空隙體積除W空氣緩沖件體積不為整數(shù)，操作者必須或者減去一個空氣緩沖 件，在此情況下將任由物品在運送期間在箱子中移動，或者增加一個空氣緩沖件，在此情況 下，箱子的翻蓋被封閉時將彎曲，使得箱子的翻蓋難于用膠帶封住并在運送集裝箱中堆疊 箱子時造成困難。
[0007] 于是，期望在空氣緩沖件機器和方法方面做出進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引在一個方面中，提供了一種用空氣緩沖件機器生產(chǎn)空氣緩沖件的方法，該空氣緩 沖件用于緩沖待在箱子中運送的至少一個物品。該方法包括W下步驟:確定空隙體積，該空 隙體積由箱子的體積與待在箱子中運送的至少一個物品的體積的差來限定，W及用空氣緩 沖件機器生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，該一定量的空氣緩沖件具有總空氣緩沖件體積，該總 空氣緩沖件體積等于空隙體積。
[0009] 空隙體積可W用儀器來測量，或者它可W基于至少一個物品的已知體積和箱子的 已知體積來計算。一定量的空氣緩沖件中的每個空氣緩沖件可W都具有相同的體積，或者 一定量的空氣緩沖件中的除了一個W外的所有空氣緩沖件可W都具有相同的體積。該方法 進一步包括W下步驟:生成代表空隙體積的信號，將該信號供給至空氣緩沖件機器，W及用 該信號命令空氣緩沖件機器生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，該一定量的空氣緩沖件具有等于空 隙體積的總空氣緩沖件體積。
[0010] 在另一方面中，提供一種生產(chǎn)緩沖材料的保護性包裝系統(tǒng)，該緩沖材料用于緩沖 待在箱子中運送的至少一個物品，該系統(tǒng)包括用于確定空隙體積的裝置和空氣緩沖件機 器，該空隙體積由箱子的體積與待在箱子中運送的至少一個物品的體積的差來限定，該空 氣緩沖件機器響應(yīng)于空隙體積而可控制，W生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，該一定量的空氣緩 沖件具有總空氣緩沖件體積，該總空氣緩沖件體積等于空隙體積。
[0011] 該系統(tǒng)可W進一步包括控制器，該控制器用于從用于確定空隙體積的裝置接收代 表空隙體積的信號，且用于發(fā)送信號至空氣緩沖件機器，命令該空氣緩沖件機器生產(chǎn)具有 總空氣緩沖件體積的一定量的空氣緩沖件。用于確定空隙體積的裝置可W為測量儀器、或 者為箱子體積和物品體積的數(shù)據(jù)庫和用于從箱子體積中減去物品體積的處理器。該空氣緩 沖件機器可W包括塑料薄膜的供給部、用于牽引該薄膜通過機器的牽引組件、用于在薄膜 的層之間注射空氣的空氣注射組件和用于密封薄膜的層的縱向密封組件?？刂破靼l(fā)送信號 至牽引組件、空氣注射組件和縱向密封組件，W命令空氣緩沖件機器生產(chǎn)具有總空氣緩沖 件體積的一定量的空氣緩沖件?？刂破骺蒞改變空氣注射組件的輸出壓力。
[0012] 空氣緩沖件機器可W進一步包括分離組件，用于將在前空氣緩沖件或空氣緩沖件 串從在后空氣緩沖件分離;該控制器發(fā)送信號至分離組件，W命令分離組件將在前空氣緩 沖件或空氣緩沖件串從在后空氣緩沖件分離。
[0013] 塑料薄膜的供給部可W包括具有一系列橫向加熱密封部的伸長的連續(xù)管狀片，該 橫向加熱密封部形成在塑料片中且沿著該片的縱向范圍間隔開，且一系列橫向穿孔線沿著 該片的縱向范圍間隔開。
[0014] 并入此說明書中并構(gòu)成此說明書的一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實施例，連同上 文給出的
【發(fā)明內(nèi)容】
一起W及下文給出的【附圖說明】，用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0015] 圖1為可在本發(fā)明的實踐中使用的空氣緩沖件機器的立體圖。
[0016] 圖2為類似于圖1的視圖，但去掉了薄膜的卷軸和空氣緩沖件串。
[0017] 圖3為使用圖1和圖2的空氣緩沖件機器的系統(tǒng)的框圖。
[0018] 圖4為圖3中的系統(tǒng)的操作流程圖。
[0019] 圖5為可由圖1-4的機器和系統(tǒng)生產(chǎn)的兩串空氣緩沖件的側(cè)視圖。
[0020] 圖6A為用于在圖1和圖2的機器中使用的塑料薄膜的折疊片的俯視圖。
[0021] 圖6B為可由圖1-4的機器和系統(tǒng)生產(chǎn)的空氣緩沖件串的俯視圖。
[0022] 圖7為可在本發(fā)明的實踐中使用的另一空氣緩沖件機器的立體圖。
[0023] 圖8為使用圖7的空氣緩沖件機器的系統(tǒng)的框圖。
[0024] 圖9為容納待在箱子中運送的物品的運送箱的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0025] 首先參照圖1和圖2,圖示了一種用于生產(chǎn)空氣填充的緩沖件的空氣緩沖件機器 10,該空氣填充的緩沖件用作保護性包裝的緩沖材料。圖1和圖2中圖示的機器10為從本發(fā) 明的受讓人處可買到的AI民pluS'v'Excel機器。
[0026] 圖示的機器10包括機器框架12、塑料薄膜14的供給部、用于牽引塑料薄膜14通過 機器10的牽引組件16、用于在塑料薄膜14的層之間注射空氣的空氣注射組件18、W及在薄 膜的層之間注射空氣之后用于將塑料薄膜的層密封在一起的縱向加熱密封組件20。
[0027] 參照圖6A和圖6B，塑料薄膜14的供給部為從連續(xù)的管狀片形材料26的卷軸提供至 機器10的預(yù)成型的聚合物薄膜，由此提供伸長片形的兩層并列的塑料薄膜。一系列的橫向 加熱密封部30形成在塑料薄膜的層中，沿著片26的縱向范圍間隔開，且從片26的一個縱向 側(cè)邊緣28延伸至馬上就到片26的另一個縱向側(cè)邊緣38處。在每個橫向加熱密封部30中，形 成穿孔的橫向劃線或線32,用于在從相鄰的在后空氣緩沖件34分離在前空氣緩沖件34、或 者在從相鄰的在后空氣緩沖件34分離空氣緩沖件34的在前串36。應(yīng)注意的是，雖然如圖示 的單個連續(xù)的加熱密封部30形成了在前空氣緩沖件34的在后端和在后空氣緩沖件34的在 前端，但是片26也可W形成有兩個完全不關(guān)聯(lián)的間隔開的加熱密封線，其中在前加熱密封 線形成在前空氣緩沖件34的在后端和在后加熱密封線形成在后空氣緩沖件34的在前端。于 是，本文意圖涵蓋所有運種薄膜的變型。
[00%]返回參見圖1和圖2并且仍參照圖6A和圖6B，聚合物薄膜26的管狀片從供給卷軸14 展開并傳輸經(jīng)過固定葉片47(W虛線示出）。葉片47連續(xù)地割開薄膜26的片的縱向側(cè)邊緣 38,在管狀薄膜中建立開口且由相鄰的一對橫向加熱密封部30形成每個袋。
[0029] 膨脹組件18包括定位在葉片47的下游的膨脹管46、W及環(huán)境空氣鼓風(fēng)機或其他空 氣源或其他液體(未示出），用于在薄膜傳送經(jīng)過管46時使由橫向加熱密封部30形成的每個 袋膨脹。管46構(gòu)造為在片26已由葉片47割開后定位在薄膜片26的兩個層之間；由此牽引組 件16牽拉薄膜片26的兩個層越過管46。
[0030] 牽引組件16包括在膨脹組件18下游的一對相對的旋轉(zhuǎn)Teflon"帶40、42。帶40、42 夾緊薄膜26的片的邊緣38并傳送薄膜。帶40、42中的每個由相應(yīng)的驅(qū)動漉41、43驅(qū)動。
[0031] 縱向的加熱密封組件20包括在帶40、42中的一個或兩個下面的電加熱密封線或絲 48(W虛線示出）。線48通過烙化、加熱焊接或W其他方式融合袋中的相應(yīng)開口的兩個薄膜 層而連續(xù)地形成密封部22, W封住空氣，使得袋如相互連接的緩沖件34般保持膨脹，其中袋 由橫向加熱密封部30的相鄰者形成。
[0032] 薄膜14的卷軸支撐在屯、軸50上。薄膜14的片經(jīng)過導(dǎo)向桿52并進給到牽引組件16 中。所形成的空氣緩沖件34沿著卸貨滑動件54從牽引組件16和縱向加熱密封組件18向下滑 動。操作者界面面板56設(shè)置為用于一般性地操作機器10,諸如開啟和關(guān)閉機器10、給機器10 供給各種輸入、W及用于接收來自機器10的各種輸出。
[0033] 現(xiàn)在參照圖3和圖9,圖示了并入機器10的系統(tǒng)的框圖60。例如光學(xué)傳感器或機械 探針等的測量儀器62可W設(shè)置為測量所選擇的在其中運送物品82、84的箱子80的體積與待 在箱子80中運送的物品82、84的體積之間的差，即空隙體積。該測量儀器62然后將代表該空 隙體積的信號發(fā)送至控制器64,該控制器64發(fā)送各種信號至空氣緩沖件機器10的各種組 件，例如牽引組件16、空氣注射組件18和縱向加熱密封組件20，用于控制運些組件。
[0034] 可替換的，在處理器上運行的倉庫管理軟件（"WMS")70可W用于計算空隙體積。 WMS 70從數(shù)據(jù)庫或查找表中確定待運送的物品82、84的體積，選擇合適尺寸的箱子80和合 適量的緩沖材料，該箱子80具有比物品82、84大的體積，W便容納物品82、84，然后從箱子80 的體積中減去物品82、84的體積，W確定空隙體積。WMS 70然后將代表空隙體積的信號發(fā)送 至控制器64,該控制器64發(fā)送各種信號至空氣緩沖件機器10的各種組件，例如牽引組件16、 空氣注射組件18和縱向加熱密封組件20,用于控制運些組件。在受讓人的第2009/0277139 號美國專利公開文件中更具體地描述了對WMS 70的操作，特此通過引用的方式并入本文， 就像完整地記載了它的全部內(nèi)容一樣。
[0035] 現(xiàn)在參照圖4,圖示了并入機器10的系統(tǒng)的操作步驟的路程圖90。操作該系統(tǒng)時的 第一步驟是確定空隙體積，在92處標識出。如上文所討論的，空隙體積可W通過測量或通過 計算來確定。操作該系統(tǒng)時的第二步驟是基于所確定的空隙體積生成信號，在94處標識出。 操作該系統(tǒng)時的第Ξ步驟是將基于所確定的空隙體積將信號發(fā)送至空氣緩沖件機器10,在 96處標識出。最后，操作該系統(tǒng)時的第四和最后的步驟是命令空氣緩沖件機器10生產(chǎn)一定 數(shù)量的空氣緩沖件34,該空氣緩沖件具有等于空隙體積的總體積，在98處標識出。
[0036] 目前的空氣緩沖件機器使機器上生產(chǎn)的所有空氣緩沖件都膨脹相同的膨脹值，例 如每個單個的空氣緩沖件的可用體積的75%。用本發(fā)明的系統(tǒng)，空氣緩沖件機器10可W使 一串空氣緩沖件中的各個空氣緩沖件都膨脹到75%、大于75%或者小于75 %，使得一串空 氣緩沖件中的總空氣緩沖件體積等于空隙體積。參照圖5，W示意性地圖示了待填充有空氣 緩沖件的空隙體積。作為一個示例，W可W由機器10生產(chǎn)一串十個空氣緩沖件34、每個膨脹 到容積的50%來實現(xiàn)。作為另一示例，VV可W由機器10生產(chǎn)一串六個空氣緩沖件34b、每個 膨脹到容積的80%且一個空氣緩沖件34c膨脹到容積的20%來實現(xiàn)。作為還一示例，W可W 由機器10生產(chǎn)一串空氣緩沖件、每個膨脹到不同的容積來實現(xiàn)，只要該串空氣緩沖件中的 空氣緩沖件總體積等于VV即可。本發(fā)明的系統(tǒng)具有所有運些能力，所有能力都由本發(fā)明的 范圍所涵蓋。
[0037] 空氣緩沖件很可能具有最小可允許膨脹值使得它作為緩沖材料高效地發(fā)揮作用、 W及最大可允許膨脹值使得它作為緩沖材料高效地發(fā)揮作用且不會有使緩沖件脹破的風(fēng) 險。用運兩個值作為輸入，控制器/處理器可給定的可接受的膨脹值來確定適當(dāng)數(shù)量的 空氣緩沖件，W形成W，然后通過改變空氣鼓風(fēng)機的輸出壓力控制膨脹組件、控制牽拉組件 且控制密封組件，W便W恰當(dāng)?shù)呐蛎浬a(chǎn)恰當(dāng)數(shù)量的空氣緩沖件?？商鎿Q地，控制器/處理 器可W控制膨脹組件形成恒定的空氣鼓風(fēng)機輸出壓力、通過改變薄膜的速度控制牽拉組 件、由此控制正形成的空氣緩沖件暴露至膨脹組件的時間量W借此改變膨脹值、且控制密 封組件，W便W恰當(dāng)?shù)呐蛎浬a(chǎn)恰當(dāng)數(shù)量的空氣緩沖件。所有運些變型都由本發(fā)明的范圍 所包涵。
[0038] 現(xiàn)在參見圖7,用相似的數(shù)字來表示相似的元件，圖示了用于生產(chǎn)填充空氣的緩沖 件的另一機器100,填充空氣的緩沖件用于作為保護性包裝的緩沖材料。機器100包括機器 框架12、塑料薄膜(未示出）的供給部、用于牽引塑料薄膜通過機器100的牽引組件16、用于 在塑料薄膜的層之間注射空氣的空氣注射組件18、在薄膜的層之間注射空氣之后用于將塑 料薄膜的層密封在一起的縱向加熱密封組件20、W及用于將在前空氣緩沖件或空氣緩沖件 串從在后空氣緩沖件分離的分離組件120。分離組件120包括W比牽引組件16的帶40、42高 的速度操作的一對相對的旋轉(zhuǎn)帶122、124,該相對的旋轉(zhuǎn)帶122、124選擇性地與薄膜片26的 邊緣38(在機器10中的此處，其已經(jīng)密封起來，割開之后，如在22處)可接合，刺出"穿孔 線32。參照受讓人的第7,571，589號美國專利可W 了解分離組件的進一步的細節(jié)，特此通過 引用的方式并入本文，就像完整地記載了它的全部內(nèi)容一樣。
[0039] 現(xiàn)在參照圖8,再次用相似的數(shù)字來表示相似的元件，圖示了并入器100的系統(tǒng)的 框圖130?？驁D130類似于圖3的框圖60,區(qū)別在于控制器64還發(fā)送信號至分離組件120,用于 控制此組件。
[0040] 應(yīng)注意的是，在本發(fā)明的實踐中可W使用其他形式的薄膜。例如，一種類型的薄膜 為沿著縱向中屯、線縱向地折疊成一半的伸長片。橫向加熱密封部和穿孔線則形成在折疊片 中。然后，將該片卷至供給卷軸。由此，該類型的薄膜供給不必要求在空氣注射之前割開;縱 向密封組件密封折疊片的自由邊緣。
[0041] 發(fā)明的所示出和描述的各種實施例只不過僅用于說明目的，因為附圖和說明書并 非意圖W任何方式約束或限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W 了解，在不背離本 發(fā)明的精神和范圍的情況下，可W對本發(fā)明做出各種改變、變型和改進。因此，本發(fā)明在其 更寬泛的方面不受具體細節(jié)W及所示出和描述的代表性的設(shè)備和方法的限制。因此，在不 背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可W從運些細節(jié)做出變更。本發(fā)明在于本文所描述的 每個單個的特征，單獨的、W及W運些特征的任何和全部的所有組合。于是，本發(fā)明的范圍 應(yīng)當(dāng)僅由所附的權(quán)利要求及其等同方式來限制。
【主權(quán)項】
1. 一種用空氣緩沖件機器生產(chǎn)空氣緩沖件的方法，所述空氣緩沖件用于緩沖待在箱子 中運送的至少一個物品，所述方法包括以下步驟： 確定空隙體積，所述空隙體積由所述箱子的體積與待在所述箱子中運送的所述至少一 個物品的體積的差來限定，以及 用所述空氣緩沖件機器生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，所述一定量的空氣緩沖件具有總空 氣緩沖件體積，所述總空氣緩沖件體積等于所述空隙體積。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述空隙體積用儀器來測量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述空隙體積基于所述至少一個物品的已知體積 和所述箱子的已知體積來計算。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述一定量的空氣緩沖件中的每個空 氣緩沖件都具有相同的體積。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述一定量的空氣緩沖件中的除了一 個空氣緩沖件以外的所有空氣緩沖件都具有相同的體積。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，進一步包括以下步驟： 生成代表所述空隙體積的信號， 將所述信號供給至所述空氣緩沖件機器，以及 用所述信號促使所述空氣緩沖件機器生產(chǎn)所述一定量的空氣緩沖件，所述一定量的空 氣緩沖件具有等于所述空隙體積的所述總空氣緩沖件體積。7. -種生產(chǎn)緩沖材料的保護性包裝系統(tǒng)，所述緩沖材料用于緩沖待在箱子中運送的至 少一個物品，所述保護性包裝系統(tǒng)包括： 用于確定空隙體積的裝置，所述空隙體積由所述箱子的體積與待在所述箱子中運送的 所述至少一個物品的體積的差來限定，以及 空氣緩沖件機器，其響應(yīng)于所述空隙體積而可控制，以生產(chǎn)一定量的空氣緩沖件，所述 一定量的空氣緩沖件具有總空氣緩沖件體積，所述總空氣緩沖件體積等于所述空隙體積。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的保護性包裝系統(tǒng)，其中所述用于確定所述空隙體積的裝置為 測量儀器。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的保護性包裝系統(tǒng)，其中所述用于確定所述空隙體積的裝置為 箱子體積和物品體積的數(shù)據(jù)庫和用于從箱子體積中減去物品體積的處理器。10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的保護性包裝系統(tǒng)，進一步包括控制器，所述控制 器用于從所述用于確定空隙體積的裝置接收代表所述空隙體積的信號，且用于發(fā)送信號至 所述空氣緩沖件機器，命令所述空氣緩沖件機器生產(chǎn)具有總空氣緩沖件體積的所述一定量 的空氣緩沖件。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的保護性包裝系統(tǒng)，其中所述空氣緩沖件機器包括： 塑料薄膜的供給部， 牽引組件，用于牽引所述塑料薄膜通過所述機器， 空氣注射組件，用于在所述塑料薄膜的層之間注射空氣，以及 縱向密封組件，用于密封所述塑料薄膜的所述層，且 其中所述控制器發(fā)送信號至所述牽引組件、所述空氣注射組件和所述縱向密封組件， 以命令所述空氣緩沖件機器生產(chǎn)具有總空氣緩沖件體積的所述一定量的空氣緩沖件。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的保護性包裝系統(tǒng)，所述塑料薄膜的供給部包括具有一系列 橫向加熱密封部的伸長的連續(xù)管狀片，所述橫向加熱密封部形成在塑料片中且沿著所述片 的縱向范圍間隔開，且一系列橫向穿孔線沿著所述片的所述縱向范圍間隔開。13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的保護性包裝系統(tǒng)，其中所述控制器改變所述空氣注射 組件的輸出壓力。14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的保護性包裝系統(tǒng)，所述空氣緩沖件機器進一 步包括分離組件，用于將在前空氣緩沖件或空氣緩沖件串從在后空氣緩沖件分離，且其中 所述控制器發(fā)送信號至所述分離組件，以命令所述分離組件將所述在前空氣緩沖件或空氣 緩沖件串從所述在后空氣緩沖件分離。
【文檔編號】B31D5/00GK105936142SQ201610124264
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】托馬斯·G·?？藸?
【申請人】施托奧派克有限公司