專利名稱：卷筒衛生紙的包裝方法及其包裝機的制作方法
技術領域：
本發明屬于紙品制作和加工技術領域，特別是涉及到對卷筒衛生紙的包裝。
目前廣泛使用的卷筒衛生紙的中間有一個中空的硬紙管即紙芯，在紙芯上復卷衛生紙到一定直徑即是“卷筒衛生紙”，一般以薄紙或塑料薄膜進行包裝，多數以手工進行，分為側面包緊、側面粘粘、端面收攏包覆、將散頭塞入紙芯四個步驟，其側面包緊步驟是在平面工作臺上將包裝紙的一邊與卷筒衛生紙側面的一條母線相對固定，然后使卷筒衛生紙在平臺上滾動而實現的；其端面收攏包覆步驟是依賴人手的靈活性，做來不難，但很難描述，而且相互之間也不同一。工效低，難以實現機械化是其缺陷。
本發明的目的是提出一種易于實現機械化的卷筒衛生紙的包裝方法，同時又提供一種運用該方法的卷筒衛生紙包裝機。
該方法是一種卷筒衛生紙的包裝方法，至少有側面包緊、端面收攏包覆、將散頭塞入紙芯三個步驟；其側面包緊步驟是將卷筒衛生紙壓在一個被包裝紙覆蓋的(可以簡化為數個支承點的)圓弧形凹面上，(使凹面和卷筒衛生紙之間隔著一層包裝紙，)在凹面的左側固定住包裝紙的一邊，用刮具從凹面的右側在包裝紙的下面、隔著并且帶著包裝紙經卷筒衛生紙側面的外露部分刮過，到少量越過包裝紙的固定邊(使包裝紙包緊卷筒衛生紙的側面并有所重疊)；其端面收攏包覆步驟是在(其側面已包緊有包裝紙的)卷筒衛生紙的端面的外側、平行于該端面的平面內，數個不光滑的弧形件逐漸靠攏，到約等于紙芯孔徑，同時(以摩擦輥)驅動卷筒衛生紙以及包緊在卷筒衛生紙側面的包裝紙轉動一定角度，弧形件在逐漸靠攏的過程中，對伸出于卷筒衛生紙的端面的包裝紙的內空的圓筒(即“散頭”)進行壓攏、摩擦和掛絆，將散頭扭成一個不規范的、帶扭轉的錐形；將散頭塞入紙芯步驟是在上述弧形件放開之前，以(直徑相應的)直桿對準紙芯孔插入，將散頭塞入紙芯孔內。
在上述的方法中，要求刮具、摩擦輥、直桿等機件所作的運動包括沿圓弧軌跡的往復運動、直線往復運動、轉動。在機械上它們是易于實現的，該方法是易于實現機械化的。比如一種卷筒衛生紙包裝機，包含有動力源、傳動機構、控制裝置、以及包裝紙和卷筒衛生紙的供給裝置、和不少于一個側面包緊裝置、端面收攏包覆裝置、(將散頭塞入紙芯的)散頭塞入裝置；其側面包緊裝置的結構是一個(可以簡化為數個點或線的)圓弧形支承凹面，其左側頂點處設有包裝紙的局部固定裝置(夾片)，其右側頂點的外側略下處設有刮具，刮具連接在一個擺臂上，擺臂的擺軸平行而且靠近圓弧支承凹面的軸線；其端面收攏包覆裝置的結構是包圍住(其側面已包緊有包裝紙的)卷筒衛生紙的側面的、其中至少有一個是驅動輥的數個輥，和在卷筒衛生紙的端面的外側、平行于該端面的平面內的數個不光滑的弧形件，弧形件分別連接在相對并且相互同步的作往復運動的機件上，所包圍的圓心位于卷筒衛生紙的軸線附近；其散頭塞入裝置的結構時一個對準卷筒衛生紙紙芯內孔的直桿，其后側固接在一直線汽缸上。
由此可見，這種卷筒衛生紙包裝機的結構和動作都很簡單，制造和使用的成本都低，效率好。
圖1-圖10是方法說明的示意圖。其中圖1-圖5是側面包緊步驟(步驟1)的示意圖，其中圖1是分步驟1.1的靜態圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是分步驟1.2完成后的靜態圖；圖4是分步驟1.3完成后的靜態圖；圖5是圖4的B向視圖。
圖6是側面粘連步驟(步驟2)的示意圖之一。同時充當相應機構的示意圖。
圖7是側面粘連步驟的示意圖之二。同時充當相應機構的示意圖。
圖8是端面收攏包覆步驟(步驟3)的示意圖。
圖9是圖8的C向視圖。
圖10是步驟3完成后，散頭塞入紙芯步驟(步驟4)即將開始時的示意圖，它和圖9的視角相互垂直。
圖11-圖21是包裝機的示意圖。其中圖11是側面包緊裝置的結構示意圖。
圖12是端面收攏包覆裝置的結構示意圖。
圖13是散頭塞入裝置的結構示意圖。
圖14是包裝機的整機結構示意圖。
圖15是圖14所示機械主要部分的縱向尺寸的說明圖。
圖16是圖11中支承輥71與機架(或如后述與步進輪20)的連接示意圖。
圖17是圖16的D向局部視圖。
圖18是平面104內凸輪54的展開示意圖。
圖19是杠桿53的示意圖。
圖20是平面106內凸輪42和凸輪43的示意圖。
圖21是當步進輪20有6個停歇位置時的包裝機的示意圖。
圖18-圖20所示的也是步進輪20有6個停歇位置時的包裝機的相應示意圖。
下面結合附圖先介紹這種卷筒衛生紙的包裝方法該方法依次分為側面包緊、側面粘連、端面收攏包覆、散頭塞入紙芯四個步驟，分述如下步驟1側面包緊。又依次分為下面三個分步驟分步驟1.1如圖1和圖2所示，一個簡化為數個支承點1、2、3、4、5的1/2圓弧面的凹面7(其中支承點1、2、3、4為直輥，4同時充當刮具，5是兩對夾片，他夾住包裝紙6的左縱邊后起輔助支承作用)，其上覆蓋單張包裝紙6。包裝紙6的左邊少量伸出凹面7的上緣，并且被兩對夾片5分別夾緊該邊的兩個端點，夾片5維持著將包裝紙6的左邊張緊，刮具4位于凹面7的右側、在包裝紙6的下面。
分步驟1.2如圖3所示。卷筒衛生紙8自上方落(或壓)向被包裝紙6覆蓋的凹面7，其下半部進入凹面7內，其中墊有一層包裝紙6。
分步驟1.3如圖4和圖5所示。在圖3所示狀態下，位于包裝紙6下面的刮具4沿卷筒衛生紙8的上半弧面向夾片5的方向刮過，并且少量越過兩對夾片5的連線，使包裝紙6在夾片5附近有少量重疊。
從圖5上看來，由于夾片5的存在，兩層包裝紙6似乎并未貼合在一起；其實由于夾片5僅存在于卷筒衛生紙8的兩個端面之外，在卷筒衛生紙8的側面部分，包裝紙6是包緊了卷筒衛生紙8的，兩層包裝紙6是相互貼合在一起的。
步驟2側面粘連。分為如圖6所示涂膠水粘連和如圖7所示(對塑料薄膜)加熱粘連兩個方案。前者是在分步驟1.3的過程中，使包裝紙6的右邊的里面在運動中刮過涂膠輥9的輥面，被涂上膠水，然后隨著分步驟1.3的完成，包裝紙6的有膠部分被刮向凹面7左邊，與被夾片5夾持的包裝紙6的外表面相粘連。后者是在分步驟1.3剛完成的時候，以一沿卷筒衛生紙8的母線的長條烙鐵10向包裝紙6的重疊部位壓一次然后縮回而實現熱粘連的。
在現有的包裝方法和本發明的包裝方法中，側面粘連都不是必需的。它能使后續步驟較方便，強化包裝效果。
本步驟完成后，即可以放開夾片5對包裝紙6的夾持了。
步驟3端面收攏包覆。如圖8、圖9、圖10所示，在(其側面已包緊有包裝紙的)卷筒衛生紙8的端面的外側、平行于該端面的平面內，數個不光滑的弧形件11逐漸靠攏，到約等于紙芯孔徑，同時(以磨擦輥)驅動卷筒衛生紙8以及包緊在卷筒衛生紙8的側面的包裝紙6轉動一定角度，弧形件11在逐漸靠攏的過程中，對伸出于卷筒衛生紙8的端面的由包裝紙6卷成的圓筒(即“散頭”)進行壓攏、磨擦和掛絆，將散頭扭成一個不規范的、帶扭轉的錐形。
在這一步驟中，所需要的是由包裝紙6所卷成的圓筒的兩端的“散頭”部分相對于其中間部分(即其內包緊有卷筒衛生紙8的部分)有一定角度的轉動，這也可通過轉動散頭來實現。
弧形件11可以變形為若干個相連為弧線的作用點。
步驟4將散頭塞入紙芯。如圖10所示，緊接上一步驟，在弧形件11放開之前，以(直徑相應的)直桿12對準卷筒衛生紙8的紙芯孔插入，將散頭塞入紙芯孔內。
下面再結合附圖介紹采用這種包裝方法的卷筒衛生紙包裝機其側面包緊裝置如圖11所示一個簡化為數個支承輥71、并且包括刮具4和兩套夾片51、52的連線的圓弧形支承凹面7，其左側頂點處設有其作用為固定包裝紙6的左側縱邊的包裝紙的局部固定裝置(夾片)——兩套定夾片51和動夾片52，動夾片52通過杠桿53、凸輪54、壓力彈簧55的控制，可以變更并且維持與定夾片51的開、合狀態——上述兩套夾片51、52以及控制其開合的杠桿53、凸輪54、彈簧55分別位于包裝紙6的兩橫邊1051之間并與橫邊1051相鄰近的垂直于凹面7的軸線70的平面50內；凹面7的右側頂點的外側的略下處設有刮具4，刮具4連接在一個擺臂41上，擺臂41固接在局部有嚙合齒的凸輪42上，凸輪42的軸線即是擺臂41的擺動中心線，它平行而且靠近甚至是重合于圓弧支承凹面7的軸線70，凸輪42與一僅在局部圓周上有嚙合齒的凸輪43的有齒部分相嚙合，擺臂41的擺動端經拉力彈簧44與機架相連接；為了安排工作空間，擺臂41設計為折線；擺臂41的最長臂、凸輪42、43和彈簧44位于與平面50平行的、寬出包裝紙6的兩橫邊1051之外的平面40內；刮具4除了是如圖11所示的輥，還可以是直桿、張緊的線、直條等，它對包裝紙的作用部位是光滑的，可以是剛性或者柔性的。
側面包緊的工作過程是在包裝紙6的左縱邊被夾片51、52夾緊的狀態下，使卷筒衛生紙8壓向被包裝紙6覆蓋的凹面7上，此時在卷筒衛生紙8和凹面7之間隔著一層包裝紙6；在凸輪43及擺臂41的驅動下，刮具4從凹面7的右側、在包裝紙6的下面、隔著并且帶著包裝紙6、經卷筒衛生紙8上半部分側面的外露部分刮過，到少量越過包裝紙6的左縱邊(即固定邊)，使包裝紙6包緊卷筒衛生紙8的側面并且有所重疊。
其端面收攏包覆裝置如圖12所示包圍住(其側面已包緊有包裝紙6的)卷筒衛生紙8的側面的、其中至少有一個是驅動輥76的數個輥76和71，和在卷筒衛生紙8的端面的外側、平行于該端面的數個不光滑的弧形件11；弧形件11分別連接在相對并且相互同步的作往復運動的機件(圖中未示出，比如是相同或/和相互對稱的、凸輪滑塊機構的滑塊)上，它們所包圍的圓心位于卷筒衛生紙8的軸線附近。
端面收攏包覆的工作過程是在相對并且相互同步的作往復運動的機件的帶動下，弧形件11逐漸相互靠攏；同時驅動輥76帶動卷筒衛生紙8轉動一定角度；弧形件11在逐漸靠攏的過程中，對伸出于卷筒衛生紙8的端面的由包裝紙6卷成的內空的圓筒(即散頭)進行壓攏、摩擦和掛絆，將散頭扭成一個不規范的、帶扭轉的錐形。
其散頭塞入裝置如圖13所示一個對準卷筒衛生紙8的紙芯孔的直桿12，其后側固接在一直線汽缸120上。直桿12在汽缸120的作用下，適時的伸出、縮進，就能將散頭塞入卷筒衛生紙的芯空內。
圖14所示的是卷筒衛生紙包裝機的一種整機結構。
數個(圖示為8個)如圖11所示的(凹面7被簡化為數個支承輥71的)側面包緊裝置470等間距的分布在步進輪20的圓周上，圖11中與機架固接的部分都被固接在步進輪20上，凸輪43與步進輪20同軸心，與機架(而非步進輪20)相固接。凸輪42隨著步進輪20的轉動繞凸輪43作行星式(步進的)運轉，并與凸輪43的嚙合齒相嚙合。
進一步的(不是必需的)將凸輪54的輪廓展開在一個以步進輪20的軸線為圓心的圓周上，與機架相固接，以此替代凸輪54。
步進輪20可選擇由槽輪步進機構來驅動。
對應于步進輪上的側面包緊裝置470的一個停歇位置，設置有側面粘連機構910。它有兩種可供選擇的形式。其一是一個在刮具4的路徑的外側附近的涂膠輥9，如圖6所示(涂膠輥9或浸入膠槽，或有浸入膠槽的輥對其上膠，圖中省略)；刮具4帶著包裝紙6由凹面7的右側刮向左側的過程中，使包裝紙6的右邊的里面在運動中刮過涂膠輥9的輥面，被涂上膠水，并隨著刮具4的進一步運動，包裝紙6的有膠部分被刮向凹面7左邊，與被夾片夾持的包裝紙6的外表面相粘連。其二是一個固接在一往復運動的機件上的沿卷筒衛生紙8的母線的長條烙鐵10，如圖7所示(長條烙鐵10連接在一個直線汽缸上，汽缸的動作通過電路、氣路感應刮具4的位置而確定，或者如圖21所示長條烙鐵10固接在一個由曲柄連桿機構驅動的擺臂的擺動端，圖7中省略)。它適用于當包裝紙6是塑料薄膜時，在刮具4(帶著包裝紙6)完成由右到左的擺動后，長條烙鐵10向包裝紙6的重疊部位壓一次然后縮回即實現了熱粘連。
對應于步進輪上的側面包緊裝置470的另一個停歇位置，設置有一套如圖12所示的端面收攏包覆裝置。由于其中的輥71是借用如圖11所示的用于組成凹面7的支承輥71的，此處實際設置的有一個軸線固定在機架上的驅動輥76，其位置外切于以步進輪20的軸心為圓心并且與步進輪20上的卷筒衛生紙8的外廓相內切的圓；和(圖14未示出的)兩對(通過滑塊、凸輪)連接在機架上的弧形件11。
與端面收攏包覆裝置對應著步進輪20的同一個停歇位置，設置有如圖13所示的散頭塞入裝置。為圖示的明了，這一點在圖14上全無表示。
如圖14所示，步進輪20的上方設置有卷筒衛生紙8的供給裝置80，其中有一段是圓柱81上伸出有平行于其母線的分隔板82的。調整圓柱81的轉速，能保證卷筒衛生紙8逐個逐個的落入步進輪20上的側面包緊裝置470內。
如圖14所示，步進輪20的右下方設置有包裝紙6的供給裝置60。它包含退紙輥61、導輥62、切刀63和對夾皮帶64，其中對夾皮帶64是兩條分別跨接在不同的皮帶輪640上的皮帶641和642，其中有一段是同速同向運動并且相互貼緊在一起的，由它來夾緊被切斷的包裝紙6并使之按較為嚴格的速度和路徑的要求去運動。
如圖14所示，步進輪20逆時針轉動，其上的側面包緊裝置470有a、b、c、d、e、f、g、h共8個停歇位置；在位置f處，包裝紙6的(到達位置a時的)左側已被如圖11所示的夾片51、52夾持住，帶到位置a處，一卷卷筒衛生紙8將包裝紙6壓向凹面7(參見圖11及圖1--圖3)；在由位置a到位置b的過程中，圖11所示的凸輪42和凸輪43的有齒部分嚙合，刮具4(帶動包裝紙6的右側)由右到左將卷筒衛生紙8的側面包緊，同時(或者稍后)，如圖6(或者圖7)所示的側面粘連機構910進行輔助性的側面粘連。(然后夾片51、52即松開直至再次到達位置f處。)在位置c處，如圖12所示的端面收攏包覆裝置將散頭收攏并以之包覆卷筒衛生紙8的端面；然后在同一位置，如圖13所示的散頭塞入裝置將散頭塞入卷筒衛生紙8的芯孔。到此時，對卷筒衛生紙8的包裝已經完成。在位置d處，被包裝好的卷筒衛生紙8(在重力的作用下)沿導板27滾出。然后，在從位置d到位置f之間的某一段區間，凸輪43的半徑縮小到不夠與凸輪42相接觸(參見圖11)，在彈簧44的作用下，刮具4擺回到凹面7的右側。然后到達位置f后，開始下一個工作循環。
如圖14所示，在卷筒衛生紙的供給裝置80上，設置有擋板86；在步進輪20的左側，設有與機架固接的擋板26；擋板86和26的作用是限制卷筒衛生紙8，以免其過早的落出。
圖11所示的動夾片52是否處于壓緊定夾片51(即是否夾緊包裝紙6位于停歇位置a時的左縱邊)的位置的區間以弧線的形式示意于圖14。其中弧線521所包圍的圓周角上，包裝紙6的左縱邊被夾緊；弧線520所包圍的圓周角上，包裝紙6不被夾片51、52所夾持。
圖11所示的擺臂41是處于凹面7的左側或右側及其擺動區間也以弧線的方式示意于圖14。其中弧線410的實線部分所包圍的圓周角上，凸輪42、43互不接觸，擺臂41處于凹面7的右側，并且低于圖11所示的位置以便讓出皮帶641的安裝空間；在弧線4100所包圍的圓周角區間內，凸輪42、43相互接觸并使擺臂41逐漸(階梯性的)達到圖11所示的位置；在弧線4101所包圍的(約45度角)圓周角區間內，凸輪42和43的有齒部分相嚙合，凸輪42帶動擺臂41由右向左擺動(略大于180度角)，到達凹面7的左側；弧線411所包圍的圓周角內，凸輪42上的某部分在凸輪43上滑動，擺臂41位于凹面7的左側；弧線410的虛線部分所包圍的圓周角的區間內的某一段，凸輪42、43剛剛脫離接觸，擺臂41在彈簧44的作用下，由凹面7的左側擺到凹面7的右側。
如圖14所示的機械的主要部分的縱向的(垂直于圖14的視向)相對的尺寸表達于圖15，說明如下圖示左側的點劃線100是卷筒衛生紙8的兩端面101的等距平面；自點劃線100向右的水平射線是坐標線；點101在卷筒衛生紙8的端面；點102在輥71、76、4的端面，并且102約等于101；點105代表包裝紙6的橫邊1051；點104代表夾片51、52所在的平面，位于101和105之間；點103代表皮帶輪640的端面、皮帶641、642的邊，大于101，小于104；106代表擺臂41、凸輪42、43、彈簧44所在的平面；卷筒衛生紙的供給裝置80的內空部分略大于點101所代表的寬度。點107-108之間為直桿12前端(近卷筒衛生紙的一端)的行程區間。
當圖14所代表的包裝機其步進輪20上是裝有6個(而不是8個)側面包緊裝置470并與之相應的它們有6個停歇位置時，圖18給出了凸輪54的展開后的輪廓線；圖20給出了凸輪42和43的輪廓線；圖21給出了步進輪20在平面102內的輪廓線。
圖11中支承輥71與機架(或與步進輪20)的連接關系示意于圖16和圖17。支承輥71能有少量升降并可在圖16所示平面內少量的左右擺動。
以圖14作為摘要附圖。
權利要求
1.一種卷筒衛生紙的包裝方法，至少有側面包緊、端面收攏包覆、將散頭塞入紙芯三個步驟，其特征是所述的端面收攏包覆步驟是在其側面已包緊有包裝紙(6)的卷筒衛生紙(8)的端面的外側、平行于該端面的平面內，數個不光滑的弧形件逐漸靠攏，到約等于紙芯孔徑的過程中，對伸出于卷筒衛生紙的端面的包裝紙的內空的圓筒進行壓攏、摩擦和掛絆，同時驅動卷筒衛生紙(8)以及包緊在卷筒衛生紙(8)的側面的包裝紙(6)轉動一定角度。
2.一種卷筒衛生紙包裝機，包含有動力源、傳動機構、控制裝置、以及包裝紙和卷筒衛生紙的供給裝置、和不少于一個側面包緊裝置、端面收攏包覆裝置、散頭塞入裝置；其特征是所述的端面收攏包覆裝置的結構是包圍住卷筒衛生紙的側面的、其中至少有一個是驅動輥(76)的數個輥，和在卷筒衛生紙的端面的外側、平行于該端面的平面內的數個不光滑的弧形件(11)，弧形件(11)分別連接在相對并且相互同步的作往復運動的機件上，所包圍的圓心位于卷筒衛生紙的軸線附近。
3.根據權利要求2所述的卷筒衛生紙包裝機，其特征是數個側面包緊裝置(470)等間距的分布在步進輪(20)的圓周上。
全文摘要
卷筒衛生紙的包裝方法及其包裝機，屬于紙品制作和加工技術領域，為簡化動作使易于機械化而設計，它包含如下的端面收攏包覆步驟在其側面已包緊包裝紙(6)的卷筒衛生紙(8)的端面外側，數個不光滑的弧形件逐漸靠攏，到約等于紙芯孔徑的過程中，對伸出于卷筒衛生紙的端面的包裝紙的內空的圓筒進行壓攏、摩擦和掛絆，同時驅動卷筒衛生紙(8)以及包緊在卷筒衛生紙(8)的側面的包裝紙(6)轉動一定角度。
文檔編號B65B11/02GK1425592SQ0210884
公開日2003年6月25日 申請日期2002年4月12日 優先權日2002年4月12日
發明者吳新紅, 吳新國 申請人:吳新紅