Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen wie beschrieben auf ein Polsterumformungssystem und ein Verfahren zur Herstellung einer Spule eines Polsterproduktes.

Beim Versand eines Gegenstandes von einem Ort zu einem anderen wird schützendes Verpackungsmaterial typischerweise in dem Versandbehälter platziert, um jegliche Leerräume aufzufüllen und/oder den Gegenstand während des Versandvorganges zu polstern. Weiterhin wird, unter spezieller Bezugnahme auf einen relativ großen und/oder schweren Gegenstand (wie beispielsweise große Teile einer Industrieausrüstung), schützendes Verpackungsmaterial dazu verwendet, um den Gegenstand während des Versandes festzuhalten oder festzuklemmen. Einige üblicherweise verwendete schützende Verpackungsmaterialien sind Kunststoffschaumteilchen und Kunststoffluftpolsterverpackungen. Während diese konventionellen Kunststoffmaterialien geeignet als Polsterprodukte dienen können, sind sie nicht ohne Nachteile. Wahrscheinlich der ernsteste Nachteil von Kunststoffluftpolsterverpackungen und/oder Kunststoffschaumteilchen sind ihre Auswirkung auf unsere Umwelt. Einfach ausgedrückt sind diese Kunststoffverpakkungsmaterialien nicht biologisch abbaubar und daher können sie nicht verhindern, dass die bereits kritischen Abfallentsorgungsprobleme unseres Planeten weiter vergrößert werden. Die biologische Nicht-Abbaubarkeit dieser Verpakkungsmaterialien wurde verstärkt wichtig im Hinblick darauf, dass viele Industrien fortschrittlichere Politiken im Hinblick auf ihre Verantwortung der Umwelt gegenüber angenommen haben.

Diese und andere Nachteile von konventionellen Kunststoffverpackungsmaterialien haben schützende Verpackungsmaterialien aus Papier eine sehr populäre Alternative werden lassen. Papier ist biologisch abbaubar, recyclingfähig und erneuerbar, was es zu einer umwelttechnisch vernünftigen Wahl für verantwortungsbewusste Firmen macht.

Während Papier in Blattform möglicherweise als schützendes Verpackungsmaterial verwendet werden könnte, ist es üblicherweise bevorzugt, die Papierblätter in ein Polsterprodukt mit niedriger Dichte umzuformen. Diese Umformung kann durch eine Polsterumformungsmaschine geschehen, wie die in den US-Patenten mit der Nummer 4,026,198; 4,085,662; 4,109,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456; 4,717,613; 4,750,896; 4,968,291; 5,061,543; 5,123,889; 5,188,581; 5,211,620; 5,322,477; 5,387,173; 5,468,208; 5,542,232; 5,571,067; 5,593,376; und 5,607,383 offenbarten (diese Patente gehören dem Anmelder der vorliegenden Erfindung und ihre gesamte Offenbarung wird hierin durch Referenz aufgenommen).

Eine Polsterumformungsmaschine, wie die in den oben genannten Patenten offenbarten, umfasst eine Umformungsanordnung, die blattartiges Ausgangsmaterial, vorzugsweise Papier in mehrlagiger Form, in einen Streifen des Polsterproduktes von niedriger Dichte umformt. In den oben genannten Patenten umfasst die Umformungsanordnung eine Formungsanordnung und eine Zuführanordnung. Während des Betriebs der Maschine stellt eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung Ausgangsmaterial der Formanordnung bereit. Die Formanordnung bewirkt ein Nachinnenrollen der seitlichen Kanten des bahnförmigen Ausgangsmaterials, um einen Streifen zu bilden, welcher seitliche kissenartige Bereiche und ein Zentralband dazwischen aufweist. Die Zuführanordnung bewegt das Ausgangsmaterial durch die Formanordnung, vorzugsweise dadurch, dass das Ausgangsmaterial mittels einem Satzes von rotierenden zahnradartigen Gliedern gezogen wird, die ebenfalls das Zentralband des kontinuierlichen Streifens prägen, um einen Polsterstreifen zu bilden.

Wenn das Verpackungsmaterial, das durch eine Polsterumformungsmaschine erzeugt wurde, als Leerraum-Füllmaterial und/oder Polsterung verwendet wird, wird der Polsterstreifen üblicherweise in Abschnitte einer gewünschten Länge geschnitten, üblicherweise innerhalb eines Bereichs zwischen 6 Inch und 48 Inch. Zu diesem Zweck umfasst die Polsterumformungsmaschine üblicherweise eine Schneide- oder Abtrennanordnung, die stromabwärtig der Umformungsanordnung angeordnet ist, welche den Polsterstreifen in Abschnitte einer gewünschten Länge schneidet oder abtrennt. In jedem Fall werden die geschnittenen Abschnitte dann individuell in dem Versandbehälter platziert, um jegliche Leerräume zu füllen und/oder den Gegenstand während des Versandes zu polstern.

Wenn das Verpackungsmaterial, das durch eine Polsterumformungsmaschine erzeugt wurde, dazu verwendet wird, einen relativ großen und/oder schweren Gegenstand während des Versandes festzuhalten oder festzuklemmen, kann der Polsterstreifen in einer Spulenanordnung "aufgewickelt" werden, um eine "Spule" aus dem Polterprodukt zu bilden. Die Spule des Polsterproduktes kann dann in dem Versandbehälter platziert werden und der große/schwere Gegenstand darauf angeordnet werden. Eine andere Spule des Polsterproduktes kann dann auf dem Gegenstand platziert werden, wenn dies notwendig oder gewünscht ist. Die Verankerungs- oder Festhalteeignung solch einer Spule des Polsterproduktes ist recht befriedigend, z. B. ist sie leicht dazu geeignet, das Gewicht einer durchschnittlichen Person zu tragen.

In der Vergangenheit wurden Spulen eines Polsterproduktes hergestellt, indem eine Polsterumformungsmaschine verwendet wurde, um bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Polsterproduktstreifen einer definierten Länge umzuformen, und dann indem das Verpackungspersonal manuell diesen Streifen des Polsterproduktes zu einer Spulenanordnung aufgerollt oder aufgewickelt hat, in einer An und Weise, die ähnlich ist zu dem Aufrollen eines Schlafsacks nach einer Nacht beim Camping. Alternativ stand das Verpackungspersonal am Auslass der Polsterumformungsmaschine und rollte den Streifen des Polsterproduktes zu einer Spule auf, wenn er von der Maschine ausgegeben wurde. Während dies möglicherweise effektiv war, sind die Eigenschaften der Spulenanordnung (z. B. die Dichte, axiale Ausrichtung, etc.) irgendwie von dem individuellen Aufwand des Verpackers, seiner Geschicklichkeit oder anderen zufälligen Faktoren abhängig und daher besteht immer das Risiko der Ungleichheit zwischen den Spulen. Unter Bezugnahme auf den ersten Vorgang kann dieser Zeit- und/oder Platz verschwendend sein, insofern er erfordert, dass der "gerade" Streifen des Polsterproduktes in einem bestimmten (hoffentlich weder dreckigen noch staubigen) Bereich platziert wird, bevor er aufgerollt oder aufgewickelt wird.

Das US-Patent mit der Nummer 4,237,776 offenbart ein Transfervehikel, das eine bestimmte Menge des Polsterkissens (oder in anderen Worten, einen Streifen des Polsterproduktes einer spezifischen Länge) von einer Polsterumformungsmaschine aufnimmt und den Streifen des Polsterproduktes zu einer Rolle aufwickelt. Das Transfervehikel ist dazu ausgelegt, nachfolgend den aufgerollten Streifen des Polsterprodukts zu einem Verpackungsbereich zu transferieren, welcher von der Polsterumformungsmaschine beabstandet ist, wo der aufgerollte Streifen des Polsterproduktes von dem Transfervehikel heruntergezogen wird, in Abschnitte einer gewünschten Länge geschnitten wird und die geschnittenen Abschnitte für Verpackungszwecke verwendet werden. Das Patent erwähnt, dass diese Anordnung es ermöglicht, dass das "Polsterkissenprodukt in verschienenen Bereichen eines Betriebs verwendet werden kann, ohne die Notwendigkeit, dass sich in jedem Bereich eine Polster erzeugende Maschine befindet, wo die Verwendung von Polstermaterial gewünscht wird". Konsequenterweise ist das Transfervehikel des Standes der Technik nicht dazu ausgelegt, um eine Spule des Polsterproduktes bereitzustellen, welche in einer aufgewickelten Anordnung verbleibt, wenn sie für Verpackungszwecke eingesetzt wird.

Dementsprechend verbleibt ein Bedarf für ein Polsterumformungssystem oder ein Verfahren, das das bequeme und bleibende Aufwickeln eines Streifens des Polsterproduktes zu einer Spule des Polsterproduktes ermöglicht, welche für Verpakkungszwecke verwendet werden könnte.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Polsterumformungssystem und ein Verfahren zur Herstellung einer Spule eines Polsterprodukts bereit. Das System umfasst eine Polsterumformungsmaschine und eine Wickelvorrichtung. Die Polsterumformungsmaschine umfasst eine Umformungsanordnung, die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterprodukts umformt, und die einen Auslass aufweist, durch den der Streifen des Polsterproduktes ausgegeben wird. Die Wickelvorrichtung rollt den Streifen des Polsterproduktes zu einer Spulenanordnung auf, um eine Spule des Polsterproduktes zu bilden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Polsterumformungssystem, wie es in Anspruch 1 definiert ist, bereitgestellt.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren, wie es durch Anspruch 15 definiert ist, bereitgestellt.

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in Ansprüchen definiert, die von den Ansprüchen 1 und 15 entsprechend abhängig sind.

Diese und andere Merkmale der Wickelvorrichtung, der Führungseinrichtung und der Steuerung ermöglichen, wenn sie in einem Polsterumformungssystem einzeln oder wie bevorzugt zusammen verwendet werden, das bequeme und gleichmäßige Aufwickeln eines Streifen eines Polsterproduktes zu einer Spule eines Polsterproduktes, welche für Verpackungszwecke eingesetzt werden könnte. Unter speziellem Bezug auf die Steuerung, die in den abhängigen Ansprüchen definiert ist, formulieren sie bestimmte Merkmale, die vorteilhaft sind, wenn eine Spule eines Polsterproduktes hergestellt werden soll, welche in ihrer aufgewickelten Anordnung verbleibt, wenn sie als Verpackungsprodukt verwendet wird. Jedoch können diese Merkmale ebenfalls vorteilhafterweise in einem System verwirklicht werden, in dem ein Streifen eines Polsterproduktes zu einer aufgewickelten Anordnung aufgewickelt wird und dann später abgewickelt wird, um als Verpackungsprodukt verwendet zu werden, wie beispielsweise das Transfervehikel, das in dem US-Patent mit der Nummer 4,237,776 offenbart wurde.

1 ist eine Seitenansicht eines Polsterumformungssystems 20 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das System 20 eine Polsterumformungsmaschine 22, eine Wickelvorrichtung 24, eine Führungseinrichtung 26 und eine Steuerung 28 aufweist, wobei die Polsterumformungsmaschine 22 mit Ausgangsmaterial beladen dargestellt ist und die Wickelvorrichtung 24 mit einer Spule eines Polsterproduktes dargestellt ist.

2 ist eine Aufsicht eines Polsterumformungssystems 20, wie es von der Linie 2-2 in 1 gesehen werden kann, wobei die Polsterumformungsmaschine 22 ohne beladenes Ausgangsmaterial daran dargestellt ist, und die Wickelvorrichtung 24 ohne eine Spule eines Polsterproduktes gezeigt ist.

3 ist eine Endansicht der Wickelvorrichtung 24, isoliert von den anderen Komponenten des Polsterumformungssystems 20, wobei die Wickelvorrichtung 24 einen Drehmechanismus 48 umfasst, der eine Fangeinrichtung 62 aufweist.

3A ist eine Endansicht einer modifizierten Fangeinrichtung 62' des Drehmechanismus 48.

4 ist eine Vorderansicht von bestimmten Komponenten der Polsterumformungsmaschine 22, der Wickelvorrichtung 24 und der Führungseinrichtung 26 des Polsterumformungssystems 20, wie es von der Linie 4-4 in 2 gesehen werden kann.

5 ist eine Endansicht von bestimmten Komponenten der Wickelvorrichtung 24 und der Führungseinrichtung 26, wie sie von der Linie 5-5 in 4 gesehen werden kann.

6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Streifens eines Polsterproduktes, welches durch die Polsterumformungsmaschine 22 hergestellt wurde.

7 ist eine stromabwärtige Endansicht eines anderen Polsterumformungssystems 120 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das System 120 ein Paar von Polsterumformungsmaschinen 122, ein Paar von Wickelvorrichtungen 124 und ein Paar von Führungseinrichtungen 26 umfasst.

8 ist eine teilweise Aufsicht auf ein Polsterumformungssystem 120.

9 ist eine teilweise vergrößerte stromabwärtige Endansicht des Polsterumformungssystems 120.

10 ist eine vergrößerte partielle Seitenansicht des Polsterumformungssystems 120.

11 ist eine Endansicht von bestimmten modifizierten Komponenten der Wickelvorrichtung 124 und der Führungseinrichtung 26.

12 ist eine schematische stromabwärtige Endansicht einer anderen Wickelvorrichtung 224, die in ein Polsterumformungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann.

13 ist eine Seitenansicht eines Polsterumformungssystems 320 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das System 320 eine Polsterumformungsmaschine 322, eine Wickelvorrichtung 324, eine Führungseinrichtung 326 und eine Steuerung 328 umfasst.

Unter Bezugnahme nun im Detail auf die Zeichnungen und zunächst auf die 1 und 2 wird ein Polsterumformungssystem 20 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Polsterumformungssystem 20 umfasst eine Polsterumformungsmaschine 22, eine Wickelvorrichtung 24, eine Führungseinrichtung 26 und eine Steuerung 28. Die Umformungsmaschine 22 formt bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterproduktes S um. Die Wickelvorrichtung 24 rollt oder wickelt den Streifen des Polsterprodukts in eine aufgewickelte Anordnung um, um eine Spule des Polsterprodukts C zu bilden und sie ist so geformt und angeordnet, um den Streifen des Polsterproduktes aufzunehmen, wenn dieser von der Maschine 22 abgegeben wird, um es der Spule des Polsterprodukts C zu erlauben, in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt zu werden. Die Führungseinrichtung 26 führt den Streifen des Polsterprodukts S von der Polsterumformungsmaschine 22 zu der Wickelvorrichtung 24 und die Steuerung 28 steuert die Wickelvorrichtung 24 auf der Grundlage der Polsterumformungsmaschine 22. Wie weiter unten detaillierter beschrieben, ermöglichen die Merkmale der Wikkelvorrichtung 24, der Führungseinrichtung 26 und der Steuerung 28 (wenn sie entweder einzeln in dem Polsterumformungssystem 20 oder zusammen, wie bevorzugt, verwendet werden) das bequeme und beständige Aufwickeln des Streifens des Polsterprodukts S zu der Spule des Polsterprodukts C, welche für Verpackungszwecke verwendet werden kann.

Die Polsterumformungsmaschine 22, welche in den Zeichnungen dargestellt ist, ist eine freistehende Maschine in horizontaler Anordnung, wie sie in den US-Patenten mit der Nummer 4,026,198; 4,085,662; 4,109,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456; 4,717,613; 4,750,896; 4,968,291; 5,061,543; 5,188,581; 5,387,173; 5,542, 232; und 5,571,067 offenbart ist. Jedoch kann das Polsterumformungssystem 20 alternativ die nicht horizontalen und/oder nicht freistehenden Polsterumformungsmaschinen umfassen, welche in den US-Patenten mit der Nummer 5,123,889, 5,211,620, 5,322,477 und 5,468,208, und den US-Patenten mit der Nummer 5,593,376 und 5,607,383 dargestellt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine, die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt.

Die Polsterumformungsmaschine 22 umfasst eine Umformungsanordnung 30, die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterprodukts S umformt (s. 6, die einen Abschnitt des Streifens zeigt). In der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform umfasst der Streifen des Polsterprodukts S seitliche kissenartige Bereiche 31 und ein geprägtes Zentralband 32 dazwischen. Jedoch sind andere Arten von Umformungsanordnungen mit der vorliegenden Erfindung möglich und durch die vorliegende Erfindung angedacht, welche ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterprodukts umformen, der andere Eigenschaften aufweist.

Die Polsterumformungsmaschine 22 hat einen Auslass 34, durch den der Streifen des Polsterprodukts S ausgegeben wird. Die Formanordnung 30, in der dargestellten Ausführungsform, umfasst eine Zuführanordnung 36, die durch einen Zuführmotor 37 angetrieben wird, und eine Formanordnung 38. Die Zuführanordnung 36 bewegt und vorzugsweise zieht das Ausgangsmaterial und umfasst ein Paar von drehenden zahnradähnlichen Gliedern 39, welche durch den Motor 37 angetrieben werden. Die Formanordnung 38 formt das Ausgangsmaterial, indem die seitlichen Kanten des bahnförmigen Ausgangsmaterials nach innen gedreht werden, um einen Streifen zu bilden, welcher seitliche kissenähnliche Bereiche und ein Zentralband dazwischen aufweist. Die zahnradähnlichen drehenden Glieder 39 der Zuführanordnung 36 prägen vorzugsweise das Zentralband des Streifens während des Umformvorgangs, um den Streifen des Polsterproduktes S zu bilden.

Die Polsterumformungsmaschine 22 in der dargestellten Ausführungsform umfasst zusätzlich eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40, eine Trennanordnung 42 und einen Auslasstunnel 44. Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung stellt der Umformungsanordnung 34 oder spezieller der Formanordnung 38 Ausgangsmaterial bereit. Die Trennanordnung 42, welche stromabwärtig der Umformungsanrodung 30 und stromaufwärtig der Wickelvorrichtung 24 angeordnet ist, schneidet oder trennt den Streifen des Polsterproduktes nachdem eine bestimmte Länge produziert wurde (die Länge des Streifens des Polsterproduktes kann durch ein Aktivieren/Deaktivieren der Umformungsanordnung 30 gesteuert werden, oder spezieller der Zuführanordnung 36, wie unten detaillierter beschrieben wird). Der Streifen des Polsterproduktes gelangt durch den Auslasstunnel 44, just bevor er von der Maschine abgegeben wird, und der Ausgang des Auslasstunnels 44 bildet den Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine. Ein Abschnitt des Streifens des Polsterproduktes ist in 6 dargestellt.

Die Wickelvorrichtung 24 des Polsterumformungssystems 20 umfasst einen Rahmen 46 und einen Drehmechanismus 48, welcher drehbar an dem Rahmen 46 montiert ist. Wie unten detaillierter beschrieben wird, rotieren bestimmte Bereiche des Drehmechanismus 48 und können angesehen werden, als wenn sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung definierten würden (obwohl nicht die gesamte Wickelvorrichtung 24 rotiert). Wie ebenfalls unten detaillierter beschrieben wird, positioniert der Rahmen 46 den Drehmechanismus 48, um eine Auslass-zu-Zentrumszone Z zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt, und welche eine Breite aufweist, die ungefähr gleich der Breite des Streifens des Polsterproduktes ist und eine Höhe aufweist, die ungefähr gleich der Höhe des Polsterproduktes ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Rahmen 46 eine freistehende Struktur, die stromabwärtig des Auslasses 34 der Polsterumformungsmaschine angeordnet ist (s. 1 und 3). Jedoch könnte der Rahmen 46 stattdessen an der Polsterumformungsmaschine 22 befestigt sein oder an einer Wand in der Nähe. Tatsächlich ist jeder Rahmen oder jede Befestigungsanordnung, die es der Wikkelvorrichtung 24 erlaubt, den Streifen des Polsterprodukts aufzunehmen, wenn er von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine ausgegeben wird, mit der vorliegenden Erfindung möglich und durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen.

Der dargestellte Rahmen 46 umfasst eine X-förmige Basis 50, einen vertikalen Ständer 52, obere/untere Erstreckungen 54, eine Lagerplatte 56 und eine Lagerbegrenzung 57. Die X-förmige Basis 50 liegt auf dem Grund oder dem Boden und der vertikale Ständer 52 erstreckt sich aus ihrer Mitte nach oben (s. 1 bis 3). Der Rahmen 46 ist relativ zu der Polsterumformungsmaschine 22 angeordnet, so dass der vertikale Ständer 52 in Querrichtung relativ zu der Auslass-zu-Zentrumszone Z versetzt ist (s. 2).

Die oberen unteren Erstreckungen 54 sind an dem vertikalen Ständer 52 auf Höhe oberhalb/unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z befestigt und sie erstrecken sich quer, so dass sie direkt oberhalb/unterhalb der Zone Z angeordnet sind (s. 2 und 3). Wie unten detaillierter beschrieben wird, ist der primäre Zweck der Erstreckungen 54 die Anordnung von bestimmten Komponenten der Steuerung 28.

Die Lagerplatte 56 ist an dem vertikalen Ständer 52 in einer Höhe befestigt, die ungefähr die gleiche ist, wie die Höhe der Auslass-zu-Zentrumszone Z und sie erstreckt sich stromaufwärtig von dem Ständer 52 zu dem Maschinenauslass 34. Da der vertikale Ständer 52 in Querrichtung von der Zone Z versetzt ist, ist die Lagerplatte 56 genauso versetzt. Die Lagerplatte 56 kann angesehen werden als wenn sie eine Wand bildet, die sich entlang einer Querseite der Auslass-zu-Zentrumszone Z erstreckt (s. 2). Alternativ kann die Lagerplatte 56 die Form einer sich mehr erstreckenden Wand annehmen, welche eine kreisförmige Form aufweist, die ungefähr die (oder leicht größer als) der fertigen Spule des Polsterproduktes ist. Solch eine kreisförmige Wand würde geformt und positioniert sein, um benachbart zu den axialen Seiten der Spule des Polsterproduktes angeordnet zu sein.

Die Lagerbegrenzung 57 ähnelt einem Bilderrahmen und umfasst vier Seitenglieder, welche eine Umrandung oder Rahmen bilden, welcher eine große zentrale rechteckige Öffnung definiert (s. 5). Eines der seitlichen Seitenglieder ist an dem stromaufwärtigen Ende der Lagerplatte 56 befestigt (s. 2 und 4). Die oberen und unteren Seitenglieder erstrecken sich oberhalb und unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z und das andere seitliche Seitenglied ist an der gegenüberliegenden Seite der Zone Z angeordnet, wie die Lagerplatte 56. In anderen Worten erstreckt sich die Auslass-zu-Zentrumszone Z durch die große zentrale rechteckige Öffnung der Begrenzung 57 (s. 5). Die Begrenzung 57 kann nur an der Lagerplatte 56 befestigt sein oder sie kann alternativ oder zusätzlich an der Polsterumformungsmaschine und/oder anderweitig an dem Rahmen 46 der Wikkelvorrichtung befestigt sein.

Wie oben angedeutet, ist der Drehmechanismus 48 drehbar an dem Rahmen 46 befestigt und spezieller an der Lagerplatte 56 (s. 1 bis 3). Der Drehmechanismus 48 umfasst eine Drehwelle 60, die den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 24 bildet, eine Fangeinrichtung 62, welche an der Welle 60 befestigt ist und mit ihr zusammen rotiert, und eine Antriebsquelle 64, um die Welle 60 zu drehen. Die Drehwelle 60 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Lagerplatte 56 und steht in einer Querrichtung in die Auslass-zu-Zentrumszone Z hervor, in fast der gleichen An und Weise wie die oberen/unteren Erstreckungen 54 (s. 2 und 3). Eine geeignete Lagerstruktur (nicht speziell dargestellt) kann in die Öffnung der Platte 56 eingebaut werden, um die Drehwelle 60 geeignet zu lagern. In jedem Fall befindet sich in der dargestellten Ausführungsform die Öffnung stromaufwärtig von dem vertikalen Ständer 52, wodurch der Drehpunkt R der Wickelvorrichtung nicht mit dem vertikalen Ständer 52 ausgerichtet ist und sich die Lagerplatte 56 hinter diesem Drehpunkt R erstreckt (s. 1 und 2).

Die Fangeinrichtung 62 ist nicht drehbar an dem hervorstehenden Ende der Welle 60 befestigt, wobei sie mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 ausgerichtet ist (s. 1 und 2). Die Fangeinrichtung 62 ist so geformt, dass sie das führende Ende des Polsterstreifens fängt, wenn die Wickelvorrichtung 24 sich in einem Zustand bereit zum Wickeln befindet. Die dargestellte Fangeinrichtung 62 umfasst eine Verbindungsnabe 65 und zumindest zwei Fangglieder 66, die rechtwinklig davon abstehen. Die Nabe 65 ist eine längliche Stange oder Balken, welcher mittig an der Welle 60 befestigt ist und drehbar durch die Welle 60 angetrieben wird.

Die Fangglieder 66 sind vorzugsweise zylindrisch geformte Glieder, die symmetrisch angeordnet sind, um sich von der Nabe 65 in die Auslass-zu-Zentrumszone zu erstrecken (s. 2 und 3). Die Fangglieder 66 sind so dimensioniert und beabstandet, dass sie ungefähr so lang sind, wie der Streifen des Polsterproduktes breit ist, und dass sie ungefähr soweit voneinander beabstandet sind, wie der Streifen des Polsterproduktes hoch ist. Die Dicke oder der Durchmesser der bevorzugten zylinderförmigen Glieder 66 wird so ausgewählt, dass die Glieder von ausreichender Festigkeit sind. Beispielsweise können die Fangglieder 66 zwischen 9 und 11 Inch lang sein, zwischen 3 und 6 Inch voneinander beabstandet sein und ungefähr ¾ Inch dick sein (d. h. ein zylindrisches Glied würde einen Durchmesser von ¾ Inch aufweisen). Zusätzlich oder alternativ können die Fangglieder 66 jeweils im Wesentlichen den gleichen Durchmesser (d. h. ¾ Inch über ihre axiale Länge aufweisen).

Um die Wickelvorrichtung 24 in einen Zustand fertig zum Wickeln zu bringen, werden die Fangglieder 66 der Fangeinrichtung 62 in einer Ebene rechtwinklig zu dem Verlaufspfad des Polsterstreifens ausgerichtet, wenn dieser von der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben wird, so dass das führende Ende des Streifens des Polsterprodukts zwischen den Fanggliedern 66 hindurchlaufen wird (vgl. 3, worin die Fangglieder 66 in der Anordnung fertig zum Wickeln dargestellt sind und 2, wo die Fangglieder 66 um 90° gedreht dargestellt sind). Wenn die Welle 60 und daher die Fangglieder 66 gedreht werden, fangen die Fangglieder 66 das Ende des Streifens, so dass die verbleibenden Bereiche des Streifens um sie herum aufgewickelt werden können.

Statt der Fangeinrichtung 62 kann der Drehmechanismus 48 eine modifizierte Fangeinrichtung 62' umfassen, die in 3A dargestellt ist. Die Fangeinrichtung 62' ist undrehbar an dem hervorstehenden Ende der Welle 60 befestigt, mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 ausgerichtet und so geformt, dass sie das führende Ende des Polsterstreifens fängt, wenn die Wickelvorrichtung 24 sich in einem Zustand fertig zum Wickeln befindet. Zu diesem Zweck umfasst die Fangeinrichtung 62' eine verbindende Nabe 65' und zumindest zwei Fangglieder 66', die rechtwinklig davon abstehen. Die Nabe 65' kann zu der Nabe 65 der Fangeinrichtung 62 ähnlich sein, die gleiche sein oder identisch dazu sein.

Die Fangglieder 66' sind ähnlich wie die Fangglieder 66 symmetrisch angeordnet, um sich von der Nabe 65 in die Auslass-zu-Zentrumszone Z zu erstrecken und sind im Allgemeinen in der gleichen Art und Weise wie die Fangglieder 66' dimensioniert und beabstandet. Zum Beispiel können die Fangglieder 66' zwischen 9 und 11 Inch lang sein und zwischen 3 und 6 Inch voneinander beabstandet sein. Jedoch haben, im Gegensatz zu den Fanggliedern 66 (welche zylindrisch geformte Glieder sind, die den gleichen Durchmesser über ihre axiale Länge aufweisen), die Fangglieder 66' entlang ihrer axialen Länge vorzugsweise eine abnehmende Querschnittsgeometrie. Spezieller verringert sich die Querschnittsgeometrie der Fangglieder 66' allmählich, wenn sich die Fangglieder 66' von der Nabe 65' erstrecken. Beispielsweise kann sich der Durchmesser jedes Gliedes allmählich von ¾ Inch (an seinem nahen Ende) bis ½ Inch (an seinem entfernten Ende) verringern, wenn die Fangglieder 66' einen kreisförmigen Querschnitt (wie es bevorzugt ist) aufweisen.

Daher bilden, wenn der Drehmechanismus 48 die Fangeinrichtung 62 umfasst, die äußeren Oberflächen der Fangglieder 66 ein gerades, oder sich nicht verjüngendes Profil, auf das der Streifen des Polsterproduktes S aufgerollt wird, um die Spule des Polsterproduktes zu bilden. Wenn der Drehmechanismus 48 die Fangeinrichtung 62' umfasst, bilden die äußeren Oberflächen der Fangglieder 66' ein sich verjüngendes Profil, um das der Streifen des Polsterprodukts S aufgerollt wird, um die Spule des Polsterproduktes zu bilden. Die Verjüngung des Profils liegt in der Entnahmerichtung der Spule des Posterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24. Wie weiter unten detaillierter beschrieben, kann während des Entfernens der Spule des Polsterprodukts C dieses verjüngende Profil hilfreich sein. An diesem Punkt könnte weiterhin erwähnt werden, dass dieses verjüngende Profil auch durch zwei Fangglieder mit konstantem Durchmesser bewerkstelligt werden könnte, welche statt rechtwinklig von der Nabe abzustehen in Richtung der Drehachse R gekippt sind.

Die Antriebsquelle 64 zum Antreiben oder Drehen der Welle 60 ist an der Lagerplatte 56 befestigt, an der Seite, die von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 wegzeigt (s. 1 bis 3). Die Antriebsquelle 64 ist vorzugsweise ein Motor, bevorzugter ein Elektromotor und noch bevorzugter ein Gleichstromdrehmomentmotor mit niedriger Geschwindigkeit. Eine Antriebsquelle 64 mit einstellbarer Spannungsbegrenzung ist bevorzugt, da das Motordrehemoment proportional zu der Motorspannung ist, wodurch die Spannungsbegrenzung tatsächlich eine einstellbare Drehmomenteinstellung ist. Alternativ ist eine hydraulische Antriebsquelle 64 mit einem Druckregler zur Drehmomenteinstellung ebenfalls bevorzugt. Eine andere Option liegt darin, eine Rutschkupplung in den Antrieb einzubauen, um eine konstante Spulspannung auf dem Streifen des Polsterproduktes S beizubehalten.

Die Wickelvorrichtung 24 kann zusätzlich eine Klebebandeinrichtung 70 umfassen, um Klebeband bereitzustellen, um das nachlaufende Ende des Streifens des Polsterprodukts an der Spule zu befestigen (s. 1). In der dargestellten Ausführungsform ist die Klebebandeinrichtung 70 so ausgebildet, um manuell Klebeband abzugeben und manuell das Klebeband auf der Spule anzuordnen. Jedoch ist mit der vorliegenden Erfindung eine automatische Klebebandeinrichtung (gesteuert z. B. durch die Steuerung 28) möglich und wird durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen.

Wenn die Spule des Polsterprodukts C fertig geformt und möglicherweise geklebt wurde, kann sie von der Wickelvorrichtung 24 entfernt oder ausgeworfen werden, indem die Spule C in Querrichtung weg von der Lagerplatte 56 abgezogen wird. Dieses Ziehen wird einfacher ermöglicht, wenn die Fangglieder 66 der Fangeinrichtung 62 (oder die Fangglieder 66' der Fangeinrichtung 62') sich in dem Zustand fertig zum Spulen befinden, worin sie in einer Ebene ausgerichtet sind, die rechtwinklig zu dem Durchlaufpfad des Polsterstreifens ausgerichtet ist, wenn er von der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben wird (wie detaillierter unten beschrieben wird, bringt die Steuerung 28 vorzugsweise die Wickelvorrichtung nach ihrer Deaktivierung wieder in den Zustand fertig zum Wickeln zurück). Weiterhin wird dieses Abziehen einfacher ermöglicht, wenn die Fangeinrichtung 62' verwendet wird, aufgrund des sich verjüngenden Profils der äußeren Oberflächen ihrer Fangglieder 66'. Spezifischer wird ein erster Ruck üblicherweise die Spule C weg von den entfernten Endbereichen der Glieder 66' (dem breitesten Bereich des Profils) versetzen, wobei ermöglicht wird, dass die Spule C einfach von den verbleibenden Bereichen der Glieder 66' (die weniger breiten Bereiche des Profils) abgezogen werden kann.

Alternativ ist ein automatisches Auswurfsystem (gesteuert beispielsweise durch die Steuerung 28) mit der vorliegenden Erfindung möglich und wird durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen. In jedem Fall ermöglicht die Wikkelvorrichtung 24, dass die Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt werden kann.

Wie oben kurz erläutert, führt die Führungseinrichtung 26 den Streifen des Polsterprodukts von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine zu der Wickelvorrichtung 24. Die Führungseinrichtung 26 umfasst einen ersten oder unteren Bereich 74 und einen zweiten oder oberen Bereich 76 (s. 1, 2, 4 und 5). (Die Ausdrücke "unten" "oben" "aufwärts" "abwärts" "obere" "untere" etc. werden nur für den Zweck der Bequemlichkeit verwendet, um auf die dargestellte Orientierung zu verweisen und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die vorliegende Erfindung auf die dargestellte oder jede andere Orientierung begrenzen.) Der erste oder untere Bereich 74 umfasst eine untere Wand 78 und zumindest eine Seitenwand 80, die sich davon nach oben erstreckt, um einen nach oben offenen L-förmigen oder U-förmigen (im Querschnitt) Kanal zu bilden (s. 5, welche einen unteren Bereich 74 zeigt mit zwei Seitenwänden 80 und einen U-förmigen Kanal bildet). Der zweite oder obere Bereich 76 umfasst eine obere Wand 82 und zumindest eine Seitenwand 84, die sich davon erstreckt, um einen nach unten offenen Lförmigen oder U-förmigen (im Querschnitt) Kanal zu bilden (s. 5, welche einen oberen Bereich 76 mit zwei Seitenwänden zeigt und einen U-förmigen Kanal bildet). In der dargestellten Ausführungsform sind die Wände jedes der Bereiche im Wesentlichen gerade. Jedoch können gebogene oder anderweitig geformte Wände mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden und werden durch die vorliegenden Erfindung in Erwägung gezogen.

Wenn die Bereiche 74 und 76 jeweils ein Paar von Seitenwänden umfassen, um einen U-förmigen Kanal zu bilden (wie es in den 4 und 5 dargestellt ist), sind die unteren Seitenwände 80 so dimensioniert und beabstandet, dass sie innerhalb der oberen Seitenwände 84 passen (s. 5), wodurch sie mit ihnen zusammenarbeiten, um einen rechteckigen Kanal zu definieren, wenn sie in der Position sind, wie sie in den 4 und 5 dargestellt ist. Wenn die Bereiche 74 und 76 jeweils nur eine Seitenwand umfassen, um einen L-förmigen Kanal zu bilden, sind die entsprechenden Seitenwände 80 und 84 von den gegenüberliegenden Kanten der unteren/oberen Wände 78 und 82 abhängig, wobei sie miteinander zusammenarbeiten, um einen rechteckigen Kanal zu definieren, wenn sie in der Position sind, wie sie in den 4 und 5 dargestellt ist. In jedem Fall verjüngen sich die stromaufwärtigen Kanten der unteren Seitenwände 80 und der oberen Seitenwände 82 nach oben respektive nach unten in stromabwärtiger Richtung (s. 4). Die stromabwärtige Kante der unteren Wand 78 umfasst eine gekrümmte Lippe oder einen Flansch 86 und die stromabwärtige Kante der oberen Wand 82 umfasst eine ähnlich gekrümmte Lippe 88 oder Erstreckung (s. 1).

Die Führungseinrichtung 26 weist weiterhin ein Schwenkgelenk 90 auf, das an dem ersten Bereich 74 befestigt ist, und ein Schwenkgelenk 92, das an dem zweiten Bereich 76 befestigt ist (s. 4 und 5). Die Gelenke 90 und 92 sind jeweils an einem stromaufwärtigen Ende der ersten und zweiten Bereiche 74 und 76 befestigt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Gelenke 90 und 92 benachbart zu dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 angeordnet und mit der Lagerbegrenzung 57 verbunden (s. 4 und 5). In jedem Fall ermöglicht die schwenkbare Verbindung des ersten Bereichs 74 und des zweiten Bereichs 76, dass sich die Bereiche bewegen können, um den Streifen des Polsterproduktes aufzunehmen, wenn sich der Durchmesser der Spule des Polsterproduktes C vergrößert (s. 1).

Die Bereiche 74 und 76 sind jeweils beweglich zwischen einer Spulstartposition, wo der Bereich den Streifen des Polsterproduktes beim Beginnen der Bildung der Spule aufnimmt (gestrichelt in 1 dargestellt), und einer Spulenbeendetposition, wo der Bereich den Streifen des Polsterproduktes beim Beendigen des Bildens der Spule (nicht gestrichelt dargestellt in 1) aufnimmt, und einer Vielzahl von Position dazwischen. Die Schwenkgelenke 90 und 92 ermöglichen es den Bereichen 74 und 76 zwischen einem 0°-Winkel zu einem Nicht-0°-Winkel in entgegengesetzten Richtungen geschwenkt zu werden (genauer gesagt wird der untere Bereich 74 abwärts geschwenkt und der obere Bereich 76 nach oben geschwenkt). In dieser Art und Weise ähnelt die Führungseinrichtung 26 einem "Entenschnabel" in der Art und Weise, in der sie sich öffnet, um den sich vergrößernden Durchmesser der Spule des Polsterproduktes C aufzunehmen (s. 1).

Wenn die Bereiche 74 und 76 um 0° geschwenkt werden (oder in anderen Worten nicht geschwenkt werden), entspricht dies der Spulbeginnposition und die Führungsbereiche 74 und 76 bilden eine Rutsche, die die Auslass-zu-Zentrumszone Z umgibt, wobei sie einen Durchgang von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine zu der Fangeinrichtung 62 (oder der Fangeinrichtung 62') definiert. Vorzugsweise sind die Führungsbereiche 74 und 76 federvorgespannt, durch die Schwerkraft vorgespannt oder anderweitig vorgespannt in Richtung der Spulbeginnposition. In der dargestellten Ausführungsform ist der untere Bereich 74 federvorgespannt mit einer Feder 93 und der obere Bereich 76 ist schwerkraftvorgespannt in Richtung der Spulbeginnposition (s. 4 und 5).

Wenn der untere Führungsbereich 74 nach oben geschwenkt wird und der obere Führungsbereich 76 nach unten geschwenkt wird bei einem Winkel ungleich 0° entspricht dies einer Position zwischen der Spulbeginnposition und der Spulendposition oder der Spulendposition selbst. Die Führungsbereiche 74 und 76 erstrecken sich dann von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine zu einem unteren bzw. oberen umfänglichen Bereich der Spule des Polsterproduktes C, wobei sie einen ungefähr tangentialen Pfad relativ zu der Spule bilden (s. 1). In der dargestellten Ausführungsform ist dieser Nicht-0°-Winkel ein spitzer Winkel und ist ungefähr gleich 45°. Genauer gesagt ist der untere Bereich 74 relativ zur Horizontalen um 45° nach unten geschwenkt und der obere Bereich 76 ist um 45° nach oben geschwenkt.

Die Führungsbereiche 74 und 76 sind ebenfalls vorzugsweise zu einer Spulenentfernposition beweglich, wo die Spule des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24 entfernt werden kann, um als Verpackungsprodukt verwendet zu werden. In der Spulenentfernposition könnten die Führungsbereiche 74 und 76 beispielsweise nach unten und nach oben über die Spulenfertigposition hinaus geschwenkt werden, wobei die Bereiche weg von dem Umfang der Spule des Polsterproduktes C bewegt werden. Alternativ könnte mit bestimmten Arten von Führungseinrichtungen die Spulenentfernposition nicht weg von dem Umfang der Spule des Polsterproduktes C angeordnet sein, sondern stattdessen beispielsweise eine verringerte Vorspannung aufweisen, um ein Entfernen der Spule des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24 zu ermöglichen.

Wie oben angedeutet, umfasst das Polsterumformungssystem 20 eine Steuerung 28, die die Wickelvorrichtung 24 in Abhängigkeit von der Polsterumformungsmaschine 22 steuert (s. 1). In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung 28 einen Streifenproduktionsindikator 94, der anzeigt, ob ein Streifen des Polsterproduktes von der Polsterumformungsmaschine produziert wird (s. 1). Die Steuerung 28 steuert dann die Wickelvorrichtung 24 basierend auf einer Eingabe von dem Streifenproduktionsindikator 94. Genauer gesagt aktiviert die Steuerung 28 die Wickelvorrichtung 24 wenn der Streifenproduktionsindikator 94 anzeigt, dass ein Streifen des Polsterproduktes durch die Polsterumformungsmaschine 22 nach einer Periode der Nichtproduktion produziert wird. Ebenfalls deaktiviert die Steuerung 28 die Wickelvorrichtung 24 nachdem der Streifenproduktionsindikator 94 anzeigt, dass ein Streifen des Polsterproduktes nicht durch die Polsterumformungsmaschine 22 nach einer Periode der Produktion nicht mehr produziert wird.

Der Streifenproduktionsindikator 94 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, ein Streifenerkennungsgerät sein, das erkennt, ob ein Streifen des Polsterproduktes von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Streifenproduktionsindikator 94 einen stromaufwärtigen Streifensensor 95, der erkennt, ob der Streifen an einer stromaufwärtigen Position vorhanden ist und einen stromabwärtigen Streifensensor 96, der erkennt, ob der Streifen an einer stromabwärtigen Position vorhanden ist (s. 1). Der stromaufwärtige Streifensensor 95 ist an einem stromaufwärtigen Bereich der Lagerplatte 56 befestigt oder an einem der vertikalen Seitenglieder der Lagerbegrenzung 57 (s. 2, 4 und 5), wobei die stromaufwärtige Position stromaufwärtig von dem Drehpunkt R der Drehvorrichtung ist und benachbart zu dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine. Der stromaufwärtige Streifensensor 96 ist an der oberen/unteren Erstreckung 54 des Rahmens 46 der Wickelvorrichtung befestigt (s. 1 bis 3), wobei die stromabwärtige Position benachbart zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung ist und leicht stromabwärtig davon. In dieser Art und Weise ist die stromabwärtige Position so angeordnet, um sicherzustellen, dass das führende Ende des Streifens des Polsterproduktes in Bezug auf die Fangeinrichtung 62 (oder die Fangeinrichtung 62') korrekt angeordnet ist.

Die Steuerung 28 aktiviert die Wickelvorrichtung 24 (d. h. sie versorgt den Motor 64 des Drehmechanismus 48 mit Strom), wenn beide Sensoren 95 und 96 erkennen, dass der Streifen des Polsterproduktes sowohl an der stromaufwärtigen als auch an der stromabwärtigen Position vorhanden ist. Dies stellt sicher, dass das führende Ende des Streifens des Polsterproduktes relativ zu der Fangeinrichtung 62 (oder der Fangeinrichtung 62') korrekt positioniert ist und dass der Streifen des Polsterproduktes lang genug zum Aufwickeln ist. Die Steuerung 28 deaktiviert die Wickelvorrichtung 24, wenn der stromaufwärtige Sensor 95 erkennt, dass der Streifen des Polsterproduktes nicht länger vorhanden ist (d. h. sein nachlaufendes Ende die stromaufwärtige Position verlassen hat) nach einer eingestellten Zeitdauer, die der Zeitdauer entspricht, welche notwendig ist, um sicherzustellen, dass der nachlaufende Endbereich des Streifens des Polsterprodukts auf die Spule des Polsterproduktes C aufgewickelt wird.

Die Steuerung 28 umfasst ebenfalls einen Fertig-zum-Spulen-Indikator 98, welcher anzeigt, ob sich die Wickelvorrichtung 24 in ihrem Fertig-zum-Spulen-Zustand befindet, und die Steuerung steuert die Wickelvorrichtung 24 basierend auf einer Eingabe von dem Fertig-zum-Spulen-Indikator 98 (s. 1 und 3). Genauergesagt aktiviert die Steuerung 28 nur die Wickelvorrichtung 24, wenn der Fertig-zum-Spulen-Indikator anzeigt, dass die Wickelvorrichtung 24 in ihrem Fertig-zum-Spulen-Zustand ist (in der bevorzugten Ausführungsform ist die Wikkelvorrichtung in ihrem Fertig-zum-Spulen-Zustand, wenn die Fangglieder 66 in einer Ebene rechtwinklig zu dem Durchlaufpfad des Streifens des Polsterproduktes ausgerichtet sind, wenn er von der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben wird, so dass das führende Ende des Streifens des Polsterproduktes zwischen die Fangglieder 66 gelangen wird). Die Steuerung 28 kann die Wickelvorrichtung 24 automatisch zu dem Fertig-zum-Spulen-Zustand zurückstellen, wenn bestimmte Ereignisse in dem Wickelzyklus auftreten. Beispielsweise kann die Steuerung 28 automatisch die Wickelvorrichtung 24 in den Fertig-zum-Spulen-Zustand zurückstellen, wenn die Wickelvorrichtung 24 abgeschaltet wird (dies gewährleistet ebenfalls eine einfache Entfernung oder einen einfachen Auswurf der Spule des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24).

Die Steuerung 28 kann ebenfalls die Umformungsanordnung 30 der Polsterumformungsmaschine 22 steuern, um einen Streifen des Polsterproduktes einer vorbestimmten Länge zu produzieren (s. 1). Diese Steuerung könnte durch ein Aktivieren und Deaktivieren der Zuführanordnung 36 bewerkstelligt werden (z. B. durch ein Versorgen des Zuführmotors 37 mit Strom) und/oder der Trenneinrichtung 42. Die Länge des Polsterproduktes, das produziert wird, kann durch den Timer bestimmt werden, welcher in dem US-Patent mit der Nummer 4,619,635, dem Längenmessungsgerät, welches in dem US-Patent mit der Nummer 5,571,067 offenbart ist, oder durch jeden geeigneten anderen Mechanismus oder Mittel. Die Längenmesseinrichtung kann die gleiche sein, wie diese, die verwendet wird, wenn die Maschine 22 ohne die Wickelvorrichtung 24 betrieben wird, oder die Steuerung 28 kann eine separate Längenmesseinrichtung umfassen, die für Gelegenheiten bestimmt ist, wenn die Wickelvorrichtung 24 verwendet wird.

Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 28 die Umformungsanordnung 30 der Polsterumformungsmaschine steuern, um eine Spule des Polsterproduktes C eines vorbestimmten Durchmessers zu erzeugen. Um diese Steuerung zu bewerkstelligen kann zu diesem Zweck die Steuerung 28 einen Spulendurchmesserindikator 99 aufweisen, um den Durchmesser der Spule des Polsterproduktes C zu bestimmen. In der dargestellten Ausführungsform erkennt der Spulendurchmesserindikator 99, wenn eine Spule eines bestimmten Durchmessers gebildet wurde (er ist vorzugsweise einstellbar, um unterschiedliche Durchmesser zu erkennen). Basierend auf der Eingabe des Spulendurchmesserindikators 99 würde die Steuerung 28 die Umformungsanordnung 30 und/oder die Wickelvorrichtung 24 deaktivieren.

Unter Bezugnahme nun auf die 7 bis 11 ist ein anderes Polsterumformungssystem 120 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Polsterumformungssystem 120 umfasst zwei Polsterumformungsmaschinen 122, einen Maschinenständer 123 und zwei Wickelvorrichtungen 124. Jede der Polsterumformungsmaschinen 122 formt ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterproduktes S um und jede der Wickelvorrichtungen 124 rollt den Streifen des Polsterproduktes S zu einer Spulenanordnung auf, um eine Spule des Polsterproduktes C zu bilden. Die Wickelvorrichtungen 124 sind jeweils so geformt und angeordnet, um den Streifen des Polsterproduktes S aufzunehmen, wenn dieser von der entsprechenden Maschine 122 ausgegeben wird und jede ermöglicht es, dass die Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt werden kann.

Das dargestellte Polsterumformungssystem 120 umfasst zwei Führungseinrichtungen 26 (eine für jede Maschine/Wickelvorrichtung), die vorzugsweise die gleichen sind, wie jene, die in dem Polsterumforrnungssystem 20 verwendet wird. Daher umfasst, obwohl es nicht speziell in den Zeichnungen dargestellt ist, das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise entweder eine einzelne Steuerung (die beide Maschinen 122 und beide Wickelvorrichtungen 124 steuert) oder ein Paar von Steuerungen (wobei jede eine entsprechende Maschine 122 und eine Wickelvorrichtung 124 steuert). Solch eine Steuerung oder Steuerungen sind vorzugsweise die gleichen, wie die Steuerung 28, die in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet wurde.

In dem dargestellten Polsterumformungssystem sind die Maschinen 122 horizontal ausgerichtete Maschinen und sie weisen die gleiche allgemeine Bauart auf, wie die horizontal orientierten Maschinen, welche in den US-Patenten mit der Nummer 5,123,889; 5,211,620; 5,322,477; und 5,468,208 offenbart sind. Die Polsterumformungsmaschinen 122 sind nicht freistehend, aber stattdessen durch den Ständer 123 gelagert, welcher die Maschinen relativ zu einander symmetrisch anordnet (7). Jedoch kann das Polsterumformungssystem 120 alternativ nicht horizontale und/oder frei stehende Polsterumformungsmaschinen umfassen, wie die Polsterumformungsmaschine 22, die oben diskutiert wurde, die Maschinen, die in den US-Patenten mit der Nummer 5,593,376 und 5,607,383 gezeigt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine, die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt. Zusätzlich oder alternativ kann das Polsterumformungssystem 120 nur eine Polsterumformungsmaschine oder mehr als zwei Polsterumformungsmaschinen umfassen.

Jede Polsterumformungsmaschine 122 umfasst vorzugsweise eine Umformanordnung 30 (nicht dargestellt), die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterproduktes S umformt und jede Maschine hat einen Auslass 34, durch den der Streifen des Polsterproduktes S ausgegeben wird. Jede der Polsterumformungsmaschinen 122 kann zusätzlich eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40 (nicht dargestellt), eine Trennanordnung 42 (nicht dargestellt) und einen Auslasstunnel 44 umfassen. Das Ausgabeende des Tunnels 44 bildet den Auslass 34 der Maschine 122.

Jede der Wickelvorrichtungen 124 des Polsterumformungssystems 120 umfasst einen Rahmen 146 und einen Drehmechanismus 48, der drehbar an dem Rahmen 146 befestigt ist. Der Drehmechanismus der Wickelvorrichtung 124 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Drehmechanismus der Wickelvorrichtung 24 (demgemäss werden ähnliche Bezugszeichen verwendet). Daher drehen sich bestimmte Bereiche des Drehmechanismus 48 und können angesehen werden als definierten sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 124 (obwohl nicht die gesamte Wikkelvorrichtung 124 rotiert).

Der Rahmen 146 positioniert den Drehmechanismus 48, um eine Auslass-zu-Zentrumszone Z zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 122 zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt. Diese Zone hat eine Breite, die ungefähr gleich ist der Breite des Streifens des Polsterproduktes S und eine Höhe, die ungefähr gleich ist wie die Höhe des Streifens.

Der Rahmen 146 der Wickelvorrichtung ist keine freistehende Struktur aber stattdessen schwenkbar an der Polsterumformungsmaschine 122 befestigt (s. 10). In der dargestellten Ausführungsform ist die Befestigung in solch einer An und Weise durchgeführt, dass die Wickelvorrichtungen 124 symmetrisch zueinander angeordnet sind (s. 7). In jedem Fall umfasst der dargestellte Rahmen 146 eine U-förmige Basis 150 mit eckigen Ecken, einen vertikalen Ständer 152, obere/untere Erstreckungen 154, eine Lagerplatte 156 und eine Lagerbegrenzung 157.

Die Seitenbeine 158 der U-förmigen Basis 150 (d. h. die Beine, die die Seiten des "U" definieren) sind schwenkbar mit der Maschine 122 verbunden. Wenn der Rahmen 146 sich in seiner Betriebsposition befindet, erstrecken sich die Seitenbeine 158 in einer auswärtigen oder stromabwärtigen Richtung weg von der Maschine 122 und das verbindende Bein 159 der U-förmigen Basis 150 (d. h. das Bein, das den Boden des "U" definiert) erstreckt sich oberhalb des Ausgabeendes des Tunnels 44 (s. 10).

Der Drehmechanismus 48 ist mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 122 ausgerichtet, wenn sich der Rahmen 146 in seiner Betriebsposition befindet. Wenn der Rahmen 146 von dieser Betriebsposition wegbewegt wird, ist der Drehmechanismus 48 nicht länger mit dem Auslass 34 ausgerichtet, wodurch die Maschine 122 ohne die Wickelvorrichtung 124 verwendet werden kann, wenn dies notwendig oder gewünscht ist. Weiterhin kann die Schwenkbewegung des Rahmens 146 und daher der Wickelvorrichtung 124 helfen, Zugang zu bestimmten Anordnungen der Polsterumformungsmaschine 122 zu gewähren, wie beispielsweise zu seiner Trennanordnung. Weiterhin beansprucht der Rahmen 146 an Packplätzen mit begrenztem Raum weniger Raum als der freistehende Rahmen 46 der Wickelvorrichtung 24.

Die Lagerbegrenzung 157 ähnelt, wie die Begrenzung 57, einem Bilderrahmen und umfasst vier Seitenglieder, die eine Umrandung oder Rahmen bilden, die eine große zentrale rechteckige Öffnung definiert. Ihr oberes Glied ist an dem Verbindungsbein 159 der Basis 150 befestigt (9). Wie bei der Begrenzung 57 erstrecken sich die oberen und unteren Seitenglieder der Begrenzung 157 oberhalb oder unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z und die anderen seitlichen Seitenglieder sind an gegenüberliegenden seitlichen Seiten der Zone Z angeordnet. In anderen Worten erstreckt sich die Auslass-zu-Zentrumszone Z durch die große zentrale rechteckige Öffnung der Begrenzung 157.

Die Lagerplatte 156 ist an einem der seitlichen Seitenglieder der Begrenzung 157 befestigt und erstreckt sich davon in stromabwärtiger Richtung. In der dargestellten Ausführungsform ist die Lagerplatte 156 an dem "inneren" seitlichen Seitenglied befestigt oder dem Seitenglied, das am nächsten zu der anderen Polsterumformungsmaschine 122 oder der anderen Wickelvorrichtung 124 liegt. In dieser Art und Weise ist die Lagerplatte 156 auf einer Höhe angeordnet, die ungefähr gleich ist der Höhe der Auslass-zu-Zentrumszone Z. Da das seitlichen Seitenglied der Begrenzung 157 in Querrichtung von der Auslass-zu-Zentrumszone Z versetzt ist, ist die Lagerplatte 156 ebenfalls versetzt. Demgemäss kann die Lagerplatte 156 angesehen werden als bildete sie eine Wand, welche sich entlang einer Querseite der Auslass-zu-Zentrumszone Z erstreckt (s. 8).

Der vertikale Ständer 152 ist an der stromabwärtigen Kante der Lagerplatte 156 befestigt und erstreckt sich oberhalb/unterhalb der Platte 156, der Begrenzung 157 und/oder der Auslass-zu-Zentrumszone Z. Die oberen/unteren Erstreckungen 154 sind an dem vertikalen Ständer 152 in einer Höhe befestigt oberhalb/unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z und sie erstrecken sich quer, so dass sie direkt oberhalb/unterhalb der Zone Z angeordnet sind (s. 9). Wie bei den Erstreckungen 54 in dem Polsterumformungssystem 20 ist der primäre Zweck der Erstrekkungen 154 die Montage des stromabwärtigen Streifensensors 96.

Die Wickelvorrichtung 124 kann zusätzlich eine Klebebandeinrichtung aufweisen, wie die manuelle Klebebandeinrichtung 70 der Wickelvorrichtung 24 oder eine automatische Klebebandeinrichtung, um Klebeband bereitzustellen, um das nachlaufende Ende des Streifens des Polsterproduktes an der Spule zu befestigen. Zusätzlich oder alternativ könnte die Wickelvorrichtung 124 ein automatisches Auswurfsystem umfassen, wie es oben in Verbindung mit der Wickelvorrichtung 24 diskutiert wurde. In jedem Fall kann die Spule des Polsterproduktes C, wenn sie komplett gebildet und möglicherweise geklebt ist, von der Wickelvorrichtung 124 entfernt oder ausgeworfen werden, indem die Spule in Querrichtung weg von der Lagerplatte 156 bewegt wird, wodurch die Wickelvorrichtung 124 es der Spule des Polsterproduktes C ermöglicht, in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt zu werden.

Wie oben angedeutet umfasst das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise zwei Führungseinrichtungen 26 (eine für jede Maschine 122/jede Wickelvorrichtung 124), welche vorzugsweise die gleichen sind wie diese, die in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet wurden. In der Ausführungsform der 7 bis 10 umfassen die Bereiche 74 und 76 jeweils ein Paar von Seitenwänden 80 und 84, wodurch ihre Wände einen U-förmigen Kanal bilden. In der modifizierten Version der Lagerplatte 257, wie sie in 11 gezeigt ist, umfassen die Bereiche 74 und 76 jeweils nur eine Seitenwand 80 und 84, um einen L-förmigen Kanal zu bilden. Die äußersten seitlichen Wände (d. h. die am weitesten weg von der Lagerplatte 157) der U-förmigen Anordnung wurden weggelassen, um eine effizientere und/oder bequemere Entfernung der fertigen Spule des Polsterproduktes C zu ermöglichen.

Wie oben auch angedeutet, umfasst das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise ein Steuerungssystem, das entweder eine einzelne Steuerung (die beide Maschinen 122 und beide Wickelvorrichtungen 124 steuert) aufweist oder ein Paar von Steuerungen (die jeweils eine entsprechende Maschine 122 und eine Wickelvorrichtung 124 steuern). Dieses Steuerungssystem umfasst vorzugsweise für jede Polsterumformungsmaschine 122 und jede Wickelvorrichtung 124 einen Streifenproduktionsindikator, einen Fertig-zum-Wickeln-Indikator und/oder einen Spulendurchmesserindikator, wie die Indikatoren 94, 98 und 99, die oben diskutiert wurden. Der Streifenproduktionsindikator kann einen stromaufwärtigen Sensor 95 und einen stromabwärtigen Sensor 96 umfassen. In den 7 bis 10 ist der stromaufwärtige Sensor 95 an dem stromaufwärtigen Bereich der Lagerplatte 156 befestigt und der stromabwärtige Sensor 96 ist an den Erstreckungen 154 des Rahmens 146 der Wickelvorrichtung befestigt. In der modifizierten Befestigungsanordnung, wie sie in 11 dargestellt ist, ist der stromaufwärtige Sensor 95 an dem oberen Glied der Lagerbegrenzung 157 befestigt. Die obere Wand 82 des Führungseinrichtungsbereichs 76 umfasst eine geeignete Öffnung, und ein Reflektorstreifen 95a ist an der inneren Oberfläche der unteren Wand 78 des Führungseinrichtungsbereichs 74 angeordnet.

Unter Bezugnahme nun auf 12 ist eine Wickelvorrichtung 224 schematisch dargestellt, die anstelle der Wickelvorrichtungen 24 und 124 in den Polsterumformungssystemen 20 und 120 verwendet werden könnte, oder in jedem anderen Polsterumformungssystem, das in den Schutzbereich der Ansprüche fällt. Zusätzlich zu der Wickelvorrichtung 224 könnte solch ein Polsterumformungssystem zumindest eine Polsterumformungsmaschine umfassen, wie die Maschinen 22 und 122 und eine Steuerung wie die Steuerung 28. Jedoch würde solch ein Polsterumformungssystem vorzugsweise keine Führungseinrichtung umfassen, wie die Führungseinrichtung 26, die in den Polsterumformungssystemen 20 und 122 eingesetzt wurde.

In einem Polsterumforrnungssystem, welches eine Wickelvorrichtung 224 aufweist, würde die Polsterumformungsmaschine ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterproduktes S umformen und die Wickelvorrichtung 224 würde den Streifen des Polsterproduktes S aufrollen oder aufwickeln zu einer aufgewickelten Anordnung, um eine Spule des Polsterproduktes C zu bilden. Die Wickelvorrichtung 224 ist so aufgebaut, um den Streifen des Polsterprodukts S aufzunehmen, wenn er von der Polsterumformungsmaschine 122 ausgegeben wird, und sie ermöglicht es, dass die Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt werden kann.

Die Wickelvorrichtung 224 umfasst einen Rahmen 246, der nur teilweise schematisch dargestellt ist, und einen Drehmechanismus 248. Der Rahmen 246 umfasst eine Lagerplatte 256, die wie die Lagerplatten 56 und 156 angesehen werden kann als würde sie eine Wand bilden, die sich entlang einer Querseite der Auslasszu-Zentrumszone Z erstreckt. Der Rahmen 246 umfasst auch andere Lagerplatten 257 und 258 (nur partiell schematisch dargestellt), welche verwendet werden, um bestimmte Komponenten des Drehmechanismus 248 zu lagern. Diese Lagerplatten 257 und 258 können in einen freistehenden Rahmen eingebaut werden, wie in den Rahmen 46 oder einen Rahmen, der von der Maschine getragen wird, wie den Rahmen 146 in den Wickelvorrichtungen 24 und 124, die oben diskutiert wurden.

Der Drehmechanismus 248 umfasst, wie der Drehmechanismus 48, eine drehende Welle 260, eine Fangeinrichtung 262 und eine Antriebsquelle oder Motor 264. Die Fangeinrichtung 262 umfasst wie die Fangeinrichtungen 62 und 62' eine verbindende Nabe 265 und Fangglieder 266, die von der gleichen Konstruktion wie die Nabe 65 oder 65' oder die Fangglieder 66 und 66' sein können. Die Fangeinrichtung 262 ist drehbar an der Lagerplatte 256 befestigt, ausgerichtet mit dem Auslass 34 der Maschine (der Auslass 34 ist in 12 nicht dargestellt, aber seine Ausrichtung ist in den 2 und 9 in Verbindung mit den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dargestellt) und kann relativ zu der Lagerplatte 256 während des Betriebs der Wickelvorrichtung 224 rotieren. In der Wickelvorrichtung 224 kann die Rotationsachse der Fangeinrichtung 262 angesehen werden als definiere sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 224 (obwohl nicht die gesamte Wickelvorrichtung 224 rotiert). Daher kann der Rahmen 246 angesehen werden als positioniere er den Drehmechanismus 248 um eine Auslass-zu-Zentrumszone Z zu definieren, die sich von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt. Im Gegensatz zu den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dreht die drehende Welle 260 nicht die Fangeinrichtung 262 in der Wickelvorrichtung 224 drehbar an. Stattdessen umfasst der Drehmechanismus 248 zusätzlich eine aufliegende Antriebsrolle 267, die fest mit der Drehwelle 260 verbunden ist. Die Antriebsrolle 267 wickelt den Streifen des Polsterproduktes um die Fangeinrichtung, indem sie den äußeren Durchmesser der Spule in Wickelrichtung drückt. In dieser Art und Weise kann eine konstante Wickelgeschwindigkeit beibehalten werden. In den Wickelvorrichtungen 24 und 124 kann die Wickelgeschwindigkeit variieren, wenn der Durchmesser der Spule des Polsterproduktes sich verändert.

Die Drehwelle 260 erstreckt sich durch einen Schlitz in der Lagerwand 256 und erstreckt sich in Querrichtung in die Auslass-zu-Zentrumszone Z hinein. Der Schlitz ist in einer Richtung rechtwinklig zu dem Vorsprung der Drehwelle verlängert. Die Lagerplatte 256 umfasst solch einen länglichen Schlitz statt der Lageröffnung, wie in der Lagerplatte 56, um eine kontrollierte lineare Bewegung (vertikal in der dargestellten Ausführungsform der Drehwelle 260) während des Betriebs der Wickelvorrichtung 224 zu ermöglichen. Die Drehwelle 260 und daher die Antriebsrolle 267 sind quer versetzt (d. h. oberhalb in der dargestellten Ausführungsform) von dem Auslass 34. (Noch einmal, der Auslass 34 der Maschine ist in 12 nicht dargestellt, aber dieses Querversetzen ist in den 2 und 9 in Verbindung mit den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dargestellt).

In der dargestellten Ausführungsform ist die Drehwelle 260 mit dem Motor 264 über Kegelräder 268 und 269, eine Verbindungswelle 270 und ein Kettentrieb 271 verbunden. Während des Betriebs des Drehmechanismus 248 treibt die Ausgabewelle des Motors 264 den Kettentrieb 271, der seinerseits die vertikale Verbindungswelle 270 dreht. Das Kegelrad 269, das nicht drehbar auf der Verbindungswelle 270 befestigt ist, wird daher zusammen mit der Verbindungswelle 270 gedreht und dreht seinerseits das Kegelrad 268, das nicht drehbar auf der Drehwelle 260 befestigt ist. Die Kegelräder 268 und 269 und die Verbindungswelle 270 sind so ausgelegt, um eine kontrollierte lineare Bewegung der Kegelräder in der gleichen Richtung wie die Drehwelle 260 zu ermöglichen.

Der Drehmechanismus 248 umfasst weiterhin einen Träger 280, der die Position der Antriebsrolle 267 relativ zu der Fangeinrichtung 262 einstellt, um dem wechselnden Durchmesser der Spule des Polsterprodukts C zu entsprechen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Träger 280 einen Zylinder 282, welcher hydraulisch angetrieben oder eines anderen Typs ist, der einen verlängerbaren/zurückziehbaren Kolben aufweist. Der Kolben 282 ist an einem Joch 284 befestigt, das an der Drehwelle 260 befestigt ist, in einer Art und Weise, dass eine Rotation der Welle relativ zu dem Joch ermöglicht wird.

Während des Betriebs eines Polsterumformungssystems, welches die Wickelvorrichtung 224 umfasst, ist das führende Ende des Streifens des Polsterproduktes zwischen den Fanggliedern 266 der Fangeinrichtung 262 positioniert, entweder manuell oder durch automatische Aktivierung/Deaktivierung der Polsterumformungsmaschine, wie durch die Steuerung des Systems gesteuert. Vorzugsweise wird die Fangeinrichtung 262 gedreht, um zumindest eine Windung des Streifens des Polsterprodukts um die Fangglieder 266 bereitzustellen. Der Kolben des Zylinders 282 wird ausgefahren, damit die Antriebsrolle 267 den Streifen des Polsterprodukts um die Fangglieder 266 berührt, und um genügend Druck darauf aufzubringen (der Druck kann nur durch die Gewichtskraft bereitgestellt werden, d. h. durch das Gewicht der Antriebsrolle oder kann unterstützt werden durch einen Druck von dem Zylinder 282). Die Antriebsrolle 267 wird dann gedreht, wobei der Streifen des Polsterproduktes um die Fangeinrichtung 262 herum weiter aufgewickelt wird. Wenn der Durchmesser der Spule des Polsterprodukts C sich vergrößert "fließt" bzw, weicht die Antriebsrolle 267 aus, um den wechselnden Durchmesser der Spule aufzunehmen.

Wenn das Polsterumformungssystem, welches die Wickelvorrichtung 242 umfasst, eine Steuerung umfasst (wie die Steuerung 28, die oben diskutiert wurde), kann die Steuerung die Umformungsanordnung der Maschine steuern, um einen Streifen des Polsterproduktes von vorbestimmter Länge zu produzieren und/oder um eine Spule des Polsterproduktes eines vorbestimmten Durchmessers herzustellen. Nachdem der Wickelschritt abgeschlossen ist, wird das nachlaufende Ende des Streifens des Polsterprodukts vorzugsweise an der Spule befestigt, wie z. B. mit der Klebebandeinrichtung 70, die oben diskutiert wurde, oder jeder andere manuellen oder automatischen Klebebandeinrichtung. Der Kolben des Zylinders 282 wird dann zurückgezogen, um zu bewirken, dass die Antriebsrolle 267 von dem äußeren Durchmesser des Polsterproduktes wegbewegt wird, wobei es der Spule ermöglicht wird von der Wickelvorrichtung 242 in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt zu werden. Die fertige Spule des Polsterproduktes C kann dann manuell entfernt werden oder durch ein automatisches Auswurfsystem ausgeworfen werden.

Unter Bezugnahme nun auf 13 wird ein anderes Polsterumformungssystern 320 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Polsterumformungssystem 320 umfasst eine Polsterumformungsmaschine 322 und eine Wickelvorrichtung 324. Obwohl es nicht explizit in den Zeichnungen dargestellt ist, kann die Maschine 322 auf einem Montageständer befestigt werden, wie der Montageständer 123, der oben diskutiert wurde. In jedem Fall konvertiert die Polsterumformungsmaschine 322 ein bahnförmiges Ausgangsmaterial zu einem Streifen des Polsterproduktes S und die Wickelvorrichtungen 324 rollen den Streifen des Polsterproduktes S zu einer aufgewickelte Anordnung, um eine Spule des Polsterproduktes C zu bilden. Die Wickelvorrichtung 324 ist so geformt und angeordnet, dass sie den Streifen des Polsterproduktes S aufnehmen kann, wenn er von der entsprechenden Maschine 322 ausgegeben wird und sie ermöglicht es der Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt zu werden.

Das dargestellte Polsterumformungssystem 320 umfasst weiterhin eine Führungseinrichtung 326 und eine Steuerung 328. Die Führungseinrichtung 326 kann die gleiche sein oder von einer ähnlichen Anordnung sein wie die Führungseinrichtung 26, die oben beschrieben wurde. In ähnlicher Weise kann die Steuerung 328 die gleichen Funktionen wie die Steuerung 328 durchführen, welche oben beschrieben wurde. Alternativ, wie es gezeigt ist und/oder wie es bevorzugt ist, ist die Führungseinrichtung 326 eine abgeänderte Konstruktion und die Steuerung 328 steuert die Polsterumformungsmaschine 322 und die Wickelvorrichtung 324 in einer geänderten Art und Weise, wie es unten detaillierter beschrieben wird.

In dem dargestellten Polsterumformungssystem 320 ist die Maschine 322 eine horizontal orientierte Maschine der gleichen allgemeinen Anordnung wie die horizontal orientierte Maschine, welche in den US-Patenten mit der Nummer 5,123,889, 5,211,620, 5,322,477 und 5,468,208 offenbart ist. Jedoch kann das Polsterumformungssystem 320 alternativ nicht horizontale und/oder nicht freistehende Polsterumformungsmaschinen umfassen, wie bei der Polsterumformungsmaschine 22, die oben diskutiert wurde und den Maschinen, die in den US-Patenten mit der Nummer 5,593,376 und 5,607,383 gezeigt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine, die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt.

Die Polsterumformungsmaschine 322 umfasst vorzugsweise eine Umformanordnung 30 (nicht dargestellt), die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterproduktes S umformt, und einen Auslass 34 durch den der Streifen des Polsterproduktes S ausgegeben wird. Die Maschine 322 kann zusätzlich eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40 (nicht dargestellt), eine Trennanordnung 42 (nicht dargestellt) und einen Auslasstunnel 44 umfassen. In der dargestellten Ausführungsform bildet das Ausgabeende des Tunnels 44 den Auslass 34 der Maschine 122.

Die Wickelvorrichtung 324 umfasst einen Rahmen 346 und einen Drehmechanismus 348, welcher drehbar an dem Rahmen 346 befestigt ist. Außer für die Befestigung seines Motors 364 (unten im Detail erläutert) kann der Drehmechanismus 348 der gleiche sein wie die Drehmechanismen 48, die oben diskutiert wurden. Demgemäss werden ähnliche Bezugszeichen für die Welle 60, die Fangeinrichtung 62 und die Fangglieder 66, etc. verwendet. Wie mit dem Mechanismus 48 drehen sich bestimmte Bereiche des Drehmechanismus 348 und können angesehen werden als definierten sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 324 (obwohl nicht die ganze Wickelvorrichtung 324 rotiert). Der Rahmen 346 positioniert den Drehmechanismus 348, um eine Auslass-zu-Zentrumszone Z zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 322 zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt. Diese Zone hat eine Breite, die ungefähr gleich ist zu der Breite des Streifens des Polsterproduktes S und eine Höhe, die ungefähr gleich der Höhe des Streifens ist.

Der Rahmen 346 der Wickelvorrichtung ist keine freistehende Struktur, aber stattdessen schwenkbar an der Polsterumformungsmaschine 122 befestigt, so dass die Wickelvorrichtung 324 selektiv zwischen einer Betriebsposition, worin der Drehmechanismus 348 mit dem Auslass 34 ausgerichtet ist, und einer erhöhten Position, worin die Maschine 322 ohne die Wickelvorrichtung 324 verwendet werden kann, wenn dies notwendig oder gewünscht ist, bewegt werden kann. Wie mit dem schwenkbaren Rahmen 246, der oben diskutiert wurde, hilft die Schwenkbewegung des Rahmens 346, und daher der Wickelvorrichtung 324, beim Gewähren von Zugang zu bestimmten Einrichtungen der Polsterumformungsmaschine 322, wie beispielsweise ihre Trennanordnung.

Der dargestellte Rahmen 346 umfasst eine Basis 350, eine Lagerplatte 356, welche einen Teil (im Speziellen die seitliche Seite) einer Lagergrenze 357 bildet. Die Basis 350 umfasst zwei Seitenbeine 358, die schwenkbar an die Maschine 322 gekoppelt sind. Diese schwenkbare Bewegung wird vorzugsweise durch ein Rohr 400 ausgeführt, dessen gegenüberliegende Enden durch Halter 402 gelagert sind. Die Halter 402 sind ungefähr geformt wie ein Haus, wobei ihr quadratisch geformter Bereich benachbart zu der oberen Kante und nahe der stromabwärtigen Kante der Maschine 122 verschraubt ist und ihr dreieckiger Bereich über die obere Oberfläche der Maschine hervorsteht. Das Rohr 400 erstreckt sich zwischen den oberen hervorstehenden dreieckigen Bereichen, wodurch das Rohr 400 gerade oberhalb der oberen Oberfläche der Maschine angeordnet ist. Das entfernte Ende jedes der Seitenbeine 358 ist drehbar an dem Rohr 400 befestigt, sodass sich die Basis 350 relativ dazu verschwenken kann. Vorzugsweise umfasst der Rahmen 346 einen Federstift 404, welcher herausgezogen wird, um die Basis 350 zu verschwenken und eine Feststellschraube 406, um die Basis 350 in der Betriebsposition festzustellen.

Wie oben kurz erwähnt, bildet die Lagerplatte 356 eine seitliche Seite oder Wand der Begrenzung 357. Die Begrenzung 357 umfasst zusätzlich eine andere Seitenwand 410, welche die andere seitliche Seite der Begrenzung 357 bildet, eine obere Seitenwand 412, welche die obere Seite der Begrenzung 357 bildet, und eine untere Seitenwand 414, die die Unterseite der Begrenzung 357 bildet. In dieser Art und Weise umfasst die Begrenzung 357 vier Seitenwände, welche eine Begrenzung oder Rahmen bilden, der eine große zentrale rechteckige Öffnung definiert. Die oberen und unteren Seitenwände 412 und 414 sind oberhalb und unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z angeordnet und die Lagerplatte 356 und die Seitenwand 410 sind an den gegenüberliegenden seitlichen Seiten der Zone Z angeordnet.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Seitenbeine 358 mit einem Abstand voneinander beabstandet, welcher der seitlichen Dimension der Begrenzung 357 entspricht. Die obere Kante der Lagerplatte 356 ist an einer der Seitenbeine 358 befestigt und die Platte 356 erstreckt sich nach unten und stromabwärtig davon.

Die dargestellte Platte 356 umfasst einen stromaufwärtigen Bereich, der die Form eines Rechtecks aufweist, und einen stromabwärtigen Bereich, der die Form eines rechtsseitigen Dreiecks mit abgerundeter unterer Ecke aufweist. Die abgerundete untere Ecke stimmt mit der Kontur der Nabe 65 des Drehmechanismus 348 überein. Die obere Kante der Seitenwand 412 ist an dem anderen Seitenbein 358 befestigt. Die obere Wand 412 erstreckt sich zwischen den Seitenbeinen 358 der Basis und die untere Wand 414 erstreckt sich zwischen den unteren Kanten der Lagerplatte 356 und der Seitenwand 410.

Die Seitenbeine 358 umfassen bevorzugt jeweils sechs Öffnungen 416 und die Begrenzung 357 ist an drei ausgerichteten Paaren dieser Öffnungen mittels geeigneten Befestigungsmitteln befestigt. In dieser Art und Weise kann der stromabwärtige Abstand der Lagerplatte 356 und der Begrenzung 357 (und dem Drehmechanismus 348, der daran befestigt ist) selektiv durch Auswahl der geeigneten drei Öffnungen 416 angepasst werden. Beispielsweise können für größere Spulen die stromabwärtigsten drei Öffnungen verwendet werden und für kleinere Spulen die stromaufwärtigsten drei Öffnungen verwendet werden. Es kann ebenfalls erwähnt werden, dass die bevorzugte Konstruktion der Lagerplatte 356, der Begrenzung 357 und der Seitenbeine 358 es der Wickelvorrichtung 324 ermöglicht, für entweder die linksseitige Entfernung der Spule C oder für die rechtsseitige Entfernung der Spule C zusammengebaut zu werden, abhängig davon, an welchem Seitenbein 358 die Lagerplatte 356 befestigt ist.

Wie oben angedeutet ist der Drehmechanismus 348 drehbar an dem Rahmen 346 befestigt, genauer gesagt erstreckt sich die Welle 60 des Mechanismus durch eine zentrale Öffnung in der unteren abgerundeten Ecke der Lagerplatte 356 und steht in Querrichtung in die Auslass-zu-Zentrumszone Z hinein. Die Fangeinrichtung 62 ist undrehbar an dem hervorstehenden Ende der Welle 60 befestigt, wodurch sie mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 322 ausgerichtet ist.

Bei den Drehmechanismen 48 und 248 war die Antriebsquelle oder der Motor axial mit der Welle 60 ausgerichtet. In dem Polsterumformungssystem 320 ist der Motor 364 stattdessen axial von der Welle 60 versetzt und spezieller ist er an der oberen stromaufwärtigen Ecke der Lagerplatte 356 befestigt. Eine Antriebskette 430 wird bereitgestellt, um die Drehbewegung von dem Motor 365 zu der Welle 60 zu übertragen (vorzugsweise umfasst die Wickelvorrichtung 324 auch eine Abschirmung oder einen Deckel 432, der die Antriebskette 430 umgibt). Diese Anordnung des Motors 365 ermöglicht es, den Motor 365 zumindest teilweise oberhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z anzuordnen, wodurch die Wickelvorrichtung 324 lateral kompakter wird. Im Vergleich dazu vergrößert der Motor 26 der Wickelvorrichtung 24 beispielsweise in lateraler Richtung die Gesamtdimensionen der Wickelvorrichtung 24 (s. beispielsweise die 2 und 3).

Die Führungseinrichtung 326 leitet den Streifen des Polsterprodukts von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine zu der Wickelvorrichtung 324. Die Führungseinrichtung 326 umfasst einen ersten oder unteren Bereich 374 und einen zweiten oder oberen Bereich 376. Der untere Bereich 374 umfasst eine untere Wand 378 und keine Seitenwände. Der obere Bereich 376 umfasst eine obere Wand 382 und keine Seitenwände. Im Vergleich dazu umfassen die Bereiche 74 und 76 der Führungseinrichtung 26 des Polsterumformungssystems 20 jeweils zwei Seitenwände, die einen U-förmigen Kanal bilden. In dem Polsterumformungssystem 120 umfassten die Bereiche 174 und 176 der modifizierten Führungseinrichtung nur eine Seitenwand – die Seitenwand der Spulenentnahmeseite der Wickelvorrichtung 124 wurde weggelassen, um eine bequemere Entnahme der kompletten Spule des Polsterproduktes C zu ermöglichen. In der Führung 326 erleichtert das Weglassen der beiden Seitenwände noch mehr die Möglichkeit, die Wickelvorrichtung 324 für entweder eine linksseitige Entnahme der Spule C oder eine rechtsseitige Entnahme der Spule C zusammenzubauen, abhängig davon, an welchem Seitenbein 358 die Lagerplatte 356 befestigt wird.

In der dargestellten Ausführungsform weist die untere Wand 378 des Führungsbereichs 374 eine im Allgemeinen gerade Geometrie auf (in Seitenansicht), mit Ausnahme eines abgestuften Bereichs an ihrem entfernten Ende. Die obere Wand 382 des Führungsbereichs 376 umfasst einen stromaufwärtigen geraden Bereich, einen mittleren geraden Bereich und einen nach oben gebogenen entfernten Bereich. Wenn die Führungseinrichtung 326 sich in ihrer Spulenbeginnposition befindet, wie sie in 13 dargestellt ist, erstreckt sich die untere Wand 378 im Allgemeinen in stromabwärtiger Richtung. Der stromaufwärtige gerade Bereich der oberen Wand 382 erstreckt sich leicht abwärts in stromabwärtiger Richtung und der mittlere Bereich erstreckt sich leicht aufwärts in stromabwärtiger Richtung. In dieser Art und Weise gibt es einen Freiraum zwischen dem gebogenen entfernten Bereich und dem kreisförmigen Bewegungspfad der Fangglieder 66 der Fangeinrichtung 62. Während des anfänglichen Spulens des Streifens des Polsterprodukts stellt dieser Freiraum genügend Raum für das führende Ende des Polsterproduktes bereit (welches seine Größe verändern kann, wenn es sich an die Fangglieder 66 anpasst), um unter der unteren Wand 382 hindurch zu laufen, wobei die Drehbewegung nicht behindert wird.

Die stromaufwärtigen Enden der Führungsbereiche 374 und 376 sind an dem Rahmen 346 der Wickelvorrichtung befestigt und spezieller an der Begrenzung 357, mittels Schwenkgelenken 439. Die Führungseinrichtung 326 umfasst weiterhin eine Hebelanordnung 440, die die Schwenkbewegung der Führungsbereiche 374 und 376 steuert. Spezieller ist diese Hebelanordnung 440 so konstruiert und so angeordnet, dass der untere Bereich 374 nach unten bewegt wird und der obere Bereich 376 nach oben bewegt wird. Die Bereiche 374 und 376 sind vorzugsweise zu ihren Spulbeginnpositionen vorgespannt, beispielsweise wie dargestellt durch eine Zugfeder 442. Die Vorspannkraft sollte groß genug sein, um ein "Herauswinden" des Polsterproduktes während des Wickelvorgangs zu verhindern, aber vorzugsweise nicht so stark, dass sie signifikant die Dichteeigenschaften des Produktes beeinflusst. Ein Anschlagstift 444 könnte bereitgestellt werden, um den oberen Bereich 376 davon abzuhalten, sich unterhalb seine Spulbeginnposition zu bewegen.

Wie oben angedeutet steuert die Steuerung 328 (welche in der dargestellten Ausführungsform auf der Oberseite der Begrenzungswand 412 befestigt ist) die Wikkelvorrichtung 324 und vorzugsweise auch die Polsterumformungsmaschine 322). Der Streifenproduktionsindikator der Steuerung 328 umfasst vorzugsweise einen stromabwärtigen Streifensensor 396, welcher an der Begrenzung 357 befestigt ist und welcher detektiert, ob ein Streifen an einer stromabwärtigen Position vorhanden ist. Vorzugsweise steuert die Steuerung 328 den Durchmesser der Spule, indem die Länge des Streifens des Polsterproduktes überwacht wird, wenn es erzeugt wird, und indem die Produktion der Maschine gestoppt wird, sobald die Länge erreicht wird, die dem gewünschten Durchmesser entspricht. Die Steuerung 328 steuert ebenfalls bevorzugt die Geschwindigkeit und/oder die Drehmomentseinstellungen des Motors 364, basierend auf den Eigenschaften des erzeugten Polsterproduktes wie beispielsweise seiner Dichte. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Steuerung 328 vorzugsweise einen Schalter, der einen Betrieb der Wikkelvorrichtung 324 verhindert, wenn sich der Rahmen 346 in seiner oberen Position (nicht Betriebsposition) befindet.

Die Wickelvorrichtung 324 kann weiterhin eine muschelförmige Abdeckung 460 aufweisen, die eine Seitenwand 462 aufweist, welche benachbart einer axialen Seite der Spule des Polsterproduktes C angeordnet ist, und eine Endwand 464 aufweist, welche benachbart der stromabwärtigen radialen Seite der Spule C angeordnet ist. Die Abdeckung 460 und speziell die stromaufwärtige Kante der Seitenwand 462 ist vorzugsweise an der stromaufwärtigen abgeschrägten Kante der Lagerplatte 256 befestigt. Die Endwand 464 ist vorzugsweise an den stromabwärtigen radialen Kanten der Seitenwand 462 befestigt (anstatt einstückig mit ihr ausgebildet zu sein). Diese Konstruktion der Abdeckung 460 erleichtert weiterhin die Möglichkeit, die Wickelvorrichtung 324 entweder für die linksseitige Entnahme oder die rechtsseitige Entnahme der Spule C zusammenzubauen.

Man wird nun erkennen, dass die Merkmale der Wickelvorrichtung 24, 124, 224, 324, der Führungseinrichtung 26, 326 und der Steuerung 28, 328, wenn sie einzeln in einem Polsterumformungssystem 20, 120, 320 verwendet werden oder zusammen, wie es bevorzugt ist, ein bequemes und beständiges Aufwickeln eines Streifens eines Polsterproduktes zu einer Spule eines Polsterproduktes ermöglichen, welche für Verpackungszwecke verwendet werden könnte. Da die Wickelvorrichtung 24, 124, 224, 324 darauf angepasst ist, dass die Spule des Polsterproduktes in aufgewickelter Anordnung entnommen werden kann, ermöglicht sie, dass die Spule selbst zum Festhalten oder Festklemmen verwendet werden kann. Die Führungseinrichtung 26, 326 und die Steuerung 28, 328 stellen ebenfalls bestimmte Merkmale bereit, welche vorteilhaft sind, wenn eine Spule eines Polsterproduktes hergestellt wird, welche in ihrer aufgewickelten Anordnung verbleibt, wenn sie als Verpackungsprodukt verwendet wird. Jedoch könnte die Führungseinrichtung 26, 326 und die Steuerung 28, 328 auch vorteilhafterweise in ein System eingebaut werden, in dem ein Streifen eines Polsterproduktes zu einer Spulenanordnung aufgewickelt wird und dann später abgewickelt wird, um ihn als Verpackungsprodukt zu verwenden.

Obwohl diese Erfindung mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass äquivalente Veränderungen und Modifikationen anderen Fachleuten in den Sinn kommen werden, wenn sie diese Beschreibung lesen und verstehen. Die vorliegende Erfindung umfasst all solche Äquivalente, Veränderungen und Modifikationen und ist nur durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche beschränkt.