纸卷换卷机构的制作方法

1.本发明关于一种纸卷供纸机构，特别是一种纸卷换卷机构，以在该纸卷供纸机构的纸卷用尽时，简便地将一新纸卷替换该用尽的纸卷。


背景技术：

2.在卷材的供料工序中，须将筒状卷材(例如纸卷、纸巾、布卷等)顺畅地供料至后续的加工制程设备中。在现有技术中，一般是在该加工制程设备的前端配置一卷材供料机构，以供承置该筒状卷材并由该筒状卷材供料。
3.筒状纸卷的结构中，将薄纸料层层地卷绕在一轴筒上，而构成一具有预定直径的筒状纸卷。在供料时，是以轴筒为转动中心使筒状纸卷转动，并将纸料的端部引出至后续的加工制程设备。
4.传统技术中，当旧纸卷用尽时，一般须依赖人工换上新纸卷，才能继续供料。为了要使筒状卷材的供料不致中断或是缩短换卷的时间，乃有换卷机构的设计。在现有的换卷机构设计中，主要是采用摆臂结构或气缸驱动的换卷机构。
5.例如cn111056345专利案中，其换卷方式是利用左右两输送带配合摆臂结构。由于其摆臂形式，纸卷的传送路径为圆弧型式，过程中较难维持纸卷稳定。
6.再者，现有摆臂结构及气缸驱动纸卷的结构，普遍存在机构复杂、摆臂摆动需较大空间的问题。若纸卷直径大时，摆臂也需加长，此时高度及长度都必须相对加大。由于必须提供摆臂摆动的空间，故不仅浪费空间，且摆臂长度加长时刚性也会降低，且油压缸或气压缸出力也必须加大。


技术实现要素：

7.缘此，本发明的主要目的是提供一种纸卷换卷机构，以简易的机构设计及节便的操作程序即可达到纸卷换卷功能。
8.本发明为达成上述目的，所采用的技术手段包括一供纸机构，具有一斜臂和一轴心夹具组，供承置一第一纸卷；一第二纸卷挂勾组，位于对应于该供纸机构的上方位置，供承置一第二纸卷；一滑轨位于该供纸机构和该第二纸卷挂勾组之间；一升降挂勾组能移位地结合于该滑轨；一升降动力组用以驱动该升降挂勾组以一升降方向沿着该滑轨升降移位。该升降挂勾组受该升降动力组驱动能由该第二纸卷挂勾组取得该第二纸卷。当欲以第二纸卷替换第一纸卷时，该轴心夹具组将该第一纸卷推顶离开该供纸机构，然后该升降挂勾组沿着该滑轨下降将该第二纸卷承置在该供纸机构。
9.其中，该斜臂的该自由端定义一回收位置，以在该第一纸卷受该轴心夹具组推顶离开该斜臂的该凹部时，沿着该斜臂滚动至该回收位置暂置。
10.其中，该轴心夹具组以一夹具轴心结合于该斜臂的该凹部的一侧边位置，该轴心夹具组具有一推顶部且结合一夹具驱动器，该轴心夹具组受该夹具驱动器驱动时，以该夹具轴心为中心而转动。
11.其中，该第二纸卷挂勾以一第二纸卷挂勾轴心结合于该机架，该第二纸卷挂勾结合一第二纸卷挂勾驱动器，该第二纸卷挂勾受该第二纸卷挂勾驱动器驱动时，以该第二纸卷挂勾轴心为中心而转动。
12.其中，该升降挂勾组包括一滑块，该升降挂勾以一升降挂勾轴心结合于滑块，该滑块受该升降动力组驱动得以该升降方向沿着该滑轨移位至该取纸位置、该待命位置或该供料位置之一。
13.其中，该升降挂勾组还包括一升降挂勾驱动器，结合于该升降挂勾，该升降挂勾受该升降挂勾驱动器驱动时，该升降挂勾以该升降挂勾轴心为中心而转动一角度。
14.其中，该升降动力组包括一螺杆，螺合于滑块的一导螺孔；一螺杆动力单元，藕合于该螺杆，用以驱动该螺杆转动，进而带动该滑块以该升降方向沿着该滑轨移位。
15.其中，纸卷换卷机构还包括一纸卷转动机构，用以驱动该第一纸卷以该凹部为中心而旋转。
16.其中，该纸卷转动机构包括一举升架，具有一轴部和一举升端；一皮带马达，结合在该举升架的该轴部；一导轮，结合在该举升架的该举升端；一皮带，设置在该导轮和该皮带马达之间，该皮带系接触该第一纸卷的一纸卷表面。其中该皮带受该皮带马达驱动转动，从而带动该第一纸卷转动。
17.其中，该纸卷转动机构还包括一举升驱动器，结合在该举升架，用以驱动该举升架以该轴部为中心转动，使该举升架的该举升端抬升，从而使该皮带接触该第一纸卷的该纸卷表面。
18.在效果方面，本发明通过简易的换卷机构，即可达到换卷的功能，并具有下列优点：
19.有效克服现有摆臂及气缸驱动型式所存在的结构复杂、摆臂摆动需较大空间、浪费空间、摆臂长度加长时刚性降低且气缸出力也必须加大等问题。
20.现有摆臂型式的纸卷运动路径为圆弧式，过程中较难维持纸卷稳定。本发明则采用垂直升降型式，使纸卷不会有前后晃动状况，机构也较为稳定。
21.使用螺杆传动节省空间，不须额外增加地面面积，只需足够的垂直高度。
22.本发明的设计提供了新纸卷暂存空间，故旧纸卷(使用中)与新纸卷(预备)可垂直同时放置于机台上，减少地面存放空间。
23.本发明的升降挂勾组的挂勾以轴心定位，并可由一驱动器执行挂勾伸出、收回动作，机构简单且稳固。
24.现有挂勾以水平运动进行纸卷的吊送，是以滑轨机构运作，但纸卷重量对于水平滑轨是为侧向力，容易使滑轨滑块损坏。本发明采用升降挂勾运动型式取代现有的水平移动型式，纸卷重量可由挂勾轴心支撑，且重量造成旋转力矩可由气缸支撑，结构稳固。
25.本发明设置的固定挂勾，可做为新纸卷暂存位置，缩短人员待命操作时间。
26.本发明设置一轴心夹具于供纸机构中。通过该单一个轴心夹具配合驱动器的简单机构，即可执行扣住纸滚动条心或将纸滚动条心顶出供纸机构的凹部的运动需求。
27.本发明的设计可配合简易控制装置自动执行旧纸卷用尽后的替换工作，操作人员只需将新纸卷于旧纸卷用尽前吊挂放置于固定挂勾后即可离开。因新纸卷已于升降挂勾预备，因此当旧纸卷用尽退出后，新纸卷可立即下降至供纸机构接续旧纸卷，大幅减少纸卷替
换吊挂工作时间，提升了工作效能。
28.本发明应用在例如筒状卫生纸卷、纸巾、布卷等筒状卷材产品的供料制程中均能达到最佳的效果。
29.本发明所采用的具体技术，将借由以下之实施例及附呈图式作进一步的说明。
附图说明
30.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
31.图1显示本发明纸卷换卷机构的立体图。
32.图2显示本发明纸卷换卷机构的前视示意图。
33.图3显示本发明纸卷换卷机构的侧视示意图。
34.图4显示本发明纸卷换卷机构可承置一第一纸卷和一第二纸卷的侧视示意图。
35.图5显示本发明纸卷换卷机构的相关组件结合关系的部份剖视示意图。
36.图6a～图6j显示本发明换卷过程的一序列动作示意图。
37.附图标记说明：
38.100：纸卷换卷机构
39.1：供纸机构
40.10：机架
41.11：斜臂
42.111：凹部
43.112：回收位置
44.12：轴心夹具组
45.121：夹具轴心
46.122：推顶部
47.13：夹具驱动器
48.2：第二纸卷挂勾组
49.21：第二纸卷挂勾
50.211：第二纸卷挂勾轴心
51.212：防撞橡胶
52.22：第二纸卷挂勾驱动器
53.3：滑轨
54.4：升降挂勾组
55.41：滑块
56.411：导螺孔
57.42：升降挂勾
58.421：升降挂勾轴心
59.43：升降挂勾驱动器
60.5：升降动力组
61.51：螺杆
62.52：螺杆动力单元
63.6：纸卷转动机构
64.61：举升架
65.611：轴部
66.612：举升端
67.62：皮带马达
68.63：导轮
69.64：皮带
70.65：举升驱动器
71.a1：第一纸卷
72.a11：第一纸滚动条心
73.a12：纸卷表面
74.a2：第二纸卷
75.a21：第二纸滚动条心
76.m1：升降方向
77.p1：供料位置
78.p2：取纸位置
79.p3：待命位置
具体实施方式
80.结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
81.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者可能存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能存在居中组件。
82.同时参阅图1～图3所示，本发明的纸卷换卷机构100主要包括一供纸机构1、一第二纸卷挂勾组2、一滑轨3、一升降挂勾组4、一升降动力组5、一纸卷转动机构6。供纸机构1可承置一第一纸卷a1，而第二纸卷挂勾组2承置一第二纸卷a2。
83.供纸机构1包括一左右对应的机架10以及结合于该机架10的一对斜臂11。每一个斜臂11的右侧定位端系固定在机架10，并形成一凹部111，以供承置第一纸卷a1的第一纸滚动条心a11。斜臂11的左侧自由端延伸出一长度并定义一回收位置112。
84.一轴心夹具组12以一夹具轴心121结合于斜臂11的凹部111的侧边位置。轴心夹具组12具有一凸出的推顶部122，且结合一夹具驱动器13。夹具驱动器13例如可为油压缸、气压缸或其它等效驱动组件。
85.同时参阅图4所示，第二纸卷挂勾组2设置在供纸机构1的上方对应位置，且两者在
垂直方向相距一高度距离。第二纸卷挂勾组2包括一第二纸卷挂勾21、一第二纸卷挂勾驱动器22。第二纸卷挂勾21以一第二纸卷挂勾轴心211结合于机架10。第二纸卷挂勾驱动器22例如可为油压缸、气压缸或其它等效驱动组件。在第二纸卷挂勾21的安装位置，可设防撞橡胶212，可降低纸卷吊挂作业时，意外碰撞造成的结构损坏。
86.同时参阅图5所示，其显示本发明纸卷换卷机构的相关组件结合关系的部份剖视示意图。在供纸机构1和第二纸卷挂勾组2之间设置滑轨3。该滑轨3位于邻近于该供纸机构1的一端定义为一供料位置p1，位于邻近于该第二纸卷挂勾组2的另一端定义为一取纸位置p2，而在该供料位置p1和该取纸位置p2之间则定义有一待命位置p3。
87.升降挂勾组4可移位地结合在该滑轨3。升降挂勾组4包括一滑块41、一升降挂勾42、一升降挂勾驱动器43。升降挂勾42以一升降挂勾轴心421结合于滑块41。升降挂勾驱动器43例如可为油压缸、气压缸或其它等效驱动组件。
88.升降动力组5结合于该升降挂勾组4，用以驱动该升降挂勾组4以一升降方向m1沿着该滑轨3移位至该取纸位置p2、该待命位置p3或该供料位置p1之一。
89.升降动力组5包括一螺杆51和一螺杆动力单元52，其中螺杆51螺合于滑块41的导螺孔411(参图1所示)。当螺杆51受螺杆动力单元52驱动而转动时，可使该滑块41以该升降方向m1沿着该滑轨3升降。
90.纸卷转动机构6设置在供纸机构1的下方位置，用以驱动该第一纸卷a1以凹部111为中心而旋转。该纸卷转动机构6包括一举升架61，其具有一轴部611和一举升端612，且在该轴部611结合一皮带马达62，而在举升端612则结合一导轮63。一皮带64设置在该皮带马达62和导轮63之间。皮带64可受皮带马达62驱动转动。
91.举升架61结合一举升驱动器65，可受举升驱动器65驱动而以轴部611为转动中心转动一抬升角度，使皮带64得以维持接触第一纸卷a1的纸卷表面a12，从而驱使第一纸卷a1顺时钟转动。
92.图6a～图6j显示本发明换卷过程的动作示意图。为较清楚显示各相关组件的结构及其关系，故各图中的第一纸卷a1和第二纸卷a2以假想线予以示意绘制。如图6a所示，供纸机构1和第二纸卷挂勾组2间的高度距离恰可以供同时存放两个相同直径的第一纸卷a1和第二纸卷a2。第一纸卷a1受纸卷转动机构6驱动旋转而可供料给后端制程的设备(未示)。第一纸卷a1在供纸过程中，操作人员可以人工吊挂方式或自动吊挂方式将第二纸卷a2预先吊挂在第二纸卷挂勾组2的第二纸卷挂勾21。
93.当第一纸卷a1供料达到一预设直径(如图6b)时，在一控制装置(未示)的侦测及控制下，可由升降动力组5驱动升降挂勾组4沿着滑轨3上升至取纸位置p2(如图6c)，将吊挂在第二纸卷挂勾组2的第二纸卷a2予以提取一高度。然后，第二纸卷挂勾21受第二纸卷挂勾驱动器22驱动以反时针方向后缩(同时参阅图6d)，顺利将第二纸卷a2交接给升降挂勾42，使升降挂勾组4得以将第二纸卷a2沿着滑轨3下降移至待命位置p3(如图6e)。
94.当第一纸卷a1用尽时，纸卷转动机构6的皮带64减速，且举升架61在举升驱动器65的驱动之下，反时针回到水平位置(如图6f)。
95.随后，夹具驱动器13驱动轴心夹具组12以夹具轴心121为中心而顺时针转动一角度(如图6g所示)，使轴心夹具组12的推顶部122向斜上方向推顶第一纸卷a1的第一纸滚动条心a11。如此，即可使第一纸滚动条心a11离开斜臂11的凹部111，并沿着斜臂11滚动至回
收位置112暂置，等待回收。
96.当第一纸卷a1退出后，升降挂勾组4即可下降至供料位置p1(如图6h所示)，使第二纸卷a2的第二纸滚动条心a21承置至斜臂11的凹部111中，再由夹具驱动器13驱动轴心夹具组12下压扣上第二纸卷a2的轴心a21，使第二纸卷a2不致脱出。
97.当第二纸卷a2承置在斜臂11的凹部111后，升降挂勾组4的升降挂勾42受升降挂勾驱动器43驱动，而以升降挂勾轴心421为中心而反时针转动一角度至后缩位置(如图6i所示)，完成将第二纸卷a2交接给供纸机构1的程序。然后，升降挂勾组4即可上升回到待命位置p3(如图6j所示)，而完成换卷程序。
98.换卷程序完成后，第二纸卷a2即可受纸卷转动机构6的皮带64驱动旋转而可继续供料。最后，操作人员可将另一新纸卷吊挂在第二纸卷挂勾21，以供下次的换卷程序。
99.以上所举实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围，凡其他未脱离本发明所提出的精神下而完成的等效修饰或置换，均应包含于权利要求范围内。