专利名称：卷筒支撑毂制动机构的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及卷筒支撑毂、该卷筒支撑毂可旋转地支撑在分配器(dispensing apparatus)或敷贴器(applying apparatus)上，并能用来支撑多种卷筒产品，如粘胶带卷筒。更具体说，本发明指的是一种控制轮毂绕其支撑件旋转的方法，并提供一种对卷筒旋转的制动作用背景技术已知卷筒支撑毂用于自动、半自动和手动设备上，卷筒产品从该设备将被分配或敷贴。而且，为人所知的是，设置了摩擦制动机构，它对这种卷筒支撑毂的旋转施加一作用力，使分配的材料的拉力得以控制，并当要求停止时可防止卷筒过份的旋动。
粘胶带分配器和敷贴器是一种通常需用一卷筒支撑毂的装置。许多种为人所知的带子分配器和敷贴器取决于其使用范围，例如用于工业包装线、仓库包装和包扎，或在办公室中使用，通常，这些类型带子分配器的用途是便于从这种分配器上使用带子，并按照具体用途使用带子。
手动带子分配器通常用于小的包装部门，并如熟知的通常由一卷筒支撑毂组成，该卷筒支撑毂在一支撑轴或螺栓上旋转， 支撑轴或螺栓从一其上可装一把手的支撑底座上伸出。其它传统的特点包括导向机构和切割机构。已知这样的卷筒支撑毂包括一制动系统，该制动系统通常包括一可控的摩擦制动系统，其主要目的是调节带子卷筒的旋转，这种已知的带子分配器的制动系统，在其卷筒支撑毂的一侧包括有一位于一垂直于旋转轴线的平面内的摩擦表面，该摩擦表面固定于卷筒支撑毂并随同卷筒支撑毂绕支撑轴旋转，并设在沿轴向可滑动地安装在支撑轴上的一滑动压力盘的旁边，而在该压力盘上有一可调节的弹簧。制动作用是由施加于压力盘上的弹簧的压力大小所决定，而压力盘摩擦啮合于卷筒支撑毂的摩擦表面。
图1示出了作为手动带子分配器的一部分而设置的典型的卷筒支撑毂。图中的卷筒支撑毂1可绕着一支撑轴2转动，而支撑轴2又固定于一带子分配器支架3，该支架3通常设有一把手和一切割装置。这样的支撑轴2通常如用一以4表示的铆钉固定于不转动的支架3上。轮毂1包括一可在支撑轴2上转动的轴承5。在卷筒支撑毂1、远离支架3的一侧设置有一从轴承5延伸的台肩6，该台肩具有一通常垂直于支撑轴2的轴线的平面的摩擦表面。
在支撑轴2的相对于支架3的另一侧，支撑轴2的一非圆形部分7延伸在台肩6的摩擦平面之上方。这样。一具有一相应孔的压力盘8可沿轴向移动地支撑在该非圆形部分7上，但可转动地固定于支撑轴2。如用一螺钉10将一按钮9可调节地安装在支撑轴2上。使按钮9的下表面与压力盘8的上表面之间的间距能被可调节地限定，在按钮9的下表面与压力盘8之间设置有一压缩弹簧11，该弹簧预设了一朝着卷筒支撑毂1的摩擦表面而对着压力盘8的偏置力。
在压力盘8与台肩6的摩擦表面之间还设置有一磨擦盘12。该摩擦盘通常可绕着支撑轴2的非圆形部分7转动，正如能看到的，转动的卷筒支撑毂1绕着固定的支撑轴2转动。随着卷筒支撑毂1转动，其台肩6相对于不转动的压力盘8相对运动。压缩弹簧11作用于压力盘8，这样就增大了压力盘8、摩擦盘12和台肩6的摩擦表面之间的摩擦力，调节按钮9后，就能控制由压缩弹簧11产生的力，使加大或减小上述诸零件间的摩擦力。这样，可将一可控制的摩擦力施加于卷筒支撑毂1上以调节卷筒支撑毂1的转动，如此就可调节从卷筒引出的材料的分配，目前几乎普遍地使用上述这种装置，但是，存在着某些缺点。环形摩擦盘、压力盘8和台肩6上的摩擦表面明显地被减小了，为了获得足够大的制动力，就必需使用一特别强的压缩弹簧11以便被调节后提供一重载荷。第一个具体问题是，在如此重载荷下难以控制制动力作用，这样往往就造成在分配材料时的制动作用太大或不够。此外，另一问题是，邻接于支架3的卷筒支撑毂1的轴承5的棱边被一如此强的力推向支架3，以致使该轴承的底部的磨损加快。现在再来看图1，为了处理这后一问题，已在轴承5的底部设置一套筒13，然而，这样肯定会增加了制造的复杂性和提高了生产成本。一般说来，卷筒支撑毂1是由塑料，如聚丙烯制成，这种材料相对说来是不耐磨的。套筒13能用较为耐磨损的材料，如Delrin制成。这种材料十分耐磨损和破裂，但价格较昂贵。
发明概要本发明的主要目的在于，提供一种用于带状材料的卷筒产品的可旋转的卷筒支撑毂的改进的制动系统，该系统能使用一较小力量的压缩弹簧而提供较平稳而逐渐的制动作用。利用一具有截头圆锥体形的摩擦表面的摩擦件，能实现该目的。具体说，该摩擦件包括一截头圆锥盘，该盘浮动在一类似的、随卷筒支撑毂转动的截头圆锥表面与一在压力盘上的相对的类似的截头圆锥表面之间。最好也可设置一轮辋凸缘作为压力盘的一部分，并用它迫使摩擦件与卷筒支撑毂的截头圆锥摩擦表面为楔形连接。
利用上述的提供一较平稳而逐渐的制动作用的方法可实现上述目的，这种制动作用施加于任何其上需要有受控制的制动力的卷筒支撑毂。这样的支撑毂可包括如上述的手动的带子分配器或用于任何带状材料卷筒的、与一自动、半自动或手动的分配器或敷贴器相关联的任何其它卷筒支撑毂。
从后面的用附图表示出的一最佳实施例的详细描述，将对本发明的制动系统的其它特点和优点有清楚的了解。
附图筒要说明图1是现有技术的卷筒支撑毂和制动系统的不对称的轴向剖视图，图的右侧是从图1中90°平面看去的情况，而图的左侧则是在一不到90°的平面看去的情况；图2是用与图1相同的方法剖取的剖视图。但表示了本发明一最佳实施例的卷筒支撑毂和一制动系统。
最佳实施例的详细描述按本发明的一最佳实施例表示在图2。基本上，提供的一卷筒支撑毂20具有许多与图1所示现有技术相似的构件和功能，所不同的是诸具有相应摩擦表面的构件上设置有截头圆锥表面。卷筒支撑毂20由一支撑轴22所支撑，而支撑轴22最好是用任何传统的手段，如一铆钉26不转动地固定于一支架24。该支架24能包括任何传统的手动敷贴器(applicator)或分配器的一侧部框架件，从该器具上能分配呈卷筒形的带状材料，如粘胶带。同样，支架24可为一从其可分配任何卷状材料用的半自动或自动机器的支座的一部分。为本发明尤其适用的一种专门的手动分配器是手动的粘胶带分配器，这种分配器是在市场上可买到的明尼苏达州、圣保罗市的3M公司的“ScotchTM”H-181型手动分配器。在其上可加上所说的卷筒支撑毂用的自动绑带机(taping machine)的一个实例是可从明尼苏达州、圣保罗市的3M公司买到的“3MTM”800-AF型封箱器(case sealer)。在任何情况下，本发明的卷筒支撑毂可被只能转动地安装于一与现成的支撑结构相连结的固定轴上卷筒支撑毂20包括一轴承28，在卷筒支撑毂20转动期间该轴承装在支撑轴22的外表面上。在轴承28的远离支架24的端部，设置有一卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30，该圆锥体部分具有至少在某种程度上朝向支撑轴22的摩擦表面32。摩擦表面32与旋转轴线的垂直平面之间的夹角可为小于90°但大于0°的任何角度，而该角度影响着表面积的大小(如下所述)。正如图示的，卷筒支撑毂20整体地包括了轴承28和截头圆锥体部分30，但是，可理解的是，该卷筒支撑毂20能够由多件制成。该卷筒支撑毂20的尺寸设计最好是使其外径能配装在从特定的分配器待分配的带状材料卷的芯子中。最好是，该卷筒支撑毂20的尺寸能摩擦啮合于待分配的带状材料卷的芯子的内表面，使卷筒材料借助于摩擦啮合而随卷筒支撑毂20一起转动。
在支撑轴22的、远离支架24的端部设置了一非圆形部34，在其上安置有一压力盘36。该压力盘最好包括一孔，该孔形状与非圆形部34的形状相似，使压力盘36能沿非圆形部34的长度方向滑动，但不能绕支撑轴22旋转。该压力盘36最好包括一截头圆锥体部38，该圆锥体部的斜度与卷筒支撑毂20的截头圆锥体部30的斜度相同。截头圆锥体部38最好还在其表面设置一朝向卷筒支承毂20的截头圆锥本部30的摩擦表面32的摩擦表面40。在压力盘36较宽的一端，最好还设置一沿离开支撑轴22方向延伸并位于摩擦表面40的最上边缘处的轮辋凸缘42，可根本不设此凸缘42，或者，也可设置在沿摩擦表面40的较低处，这通过下面要讲到的工作原理会给予更充分地理解。
按钮44由一螺栓46可调节地连接于支撑轴22，从而转动该按钮44以使螺栓46移动而伸出或进入支撑轴22内时，可改变按钮44的下表面与压力盘36的上表面之间的间隙。
压缩弹簧48设置于按钮44与压力盘36之间，用来对压力盘36施加一偏压力，以将压力盘36推向卷筒支撑毂20的截头圆锥体部30。最好是，使压缩弹簧48在其一端位于按钮44的下侧上的一容纳槽50中，而在其另一端，使压缩弹簧48位于压力盘36的上表面上的一容纳槽52中。本发明的明显的优点是，压缩弹簧48的弹力明显小于现有技术装置的弹簧弹力，这样，为达到类似的制动力所需的力就小了。这将在下面的工作原理部分中予以详细描述。
截头圆锥体摩擦盘54也最好是设置在压力盘36的摩擦表面40与卷筒支撑毂20的截头圆锥体30的摩擦表面32之间。虽然，这也不是非这样不可。摩擦盘54设置有分别与摩擦表面40和32啮合的内、外摩擦表面56和58。尽管摩擦盘54可与压力盘36或卷筒支撑毂20中的一个固定在一起，然而它可绕着支撑轴22自由转动。但是，如希望例如在摩擦盘54与卷筒支撑毂20的截头圆锥体30之间产生摩擦制动作用，最好防止摩擦盘54绕支撑轴22转动。为此，可用任何传统的装置将摩擦盘54固定于压力盘36，或利用设置在摩擦表面40与56上的彼此可啮合的对应的诸条肋与槽将摩擦盘54仅仅是可旋转地固定住，以使当压力盘36推向摩擦盘54时能防止摩擦盘54转动。还要注意的是，在设置有轮辋凸缘42的情况下，截头圆锥体形摩擦盘54的尺寸应被适当地确定，以使它可安装在压力盘36与卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30之间的空隙中，这样，能产生适当的摩擦力。轮辋凸缘42另外提供了一作用力，以将截头圆锥体摩擦盘54推向卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30。
上述结构的结果是，使其提供的摩擦表面积明显大于如图1所示、并在本申请的背景技术部分中描述过的现有技术卷筒支撑毂中的摩擦表面积。为了改变摩擦表面积，锥面的倾角可以变化。利用这种结构，图2所示实施例的摩擦表面积可增大到是图1所示的一表面积的两倍。而且，压缩弹簧48作用在压力盘36上的压力转化为由摩擦盘54沿垂直于卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30的方向施加的压力和沿支撑轴20方向施加的压力，这后一部分力主要是由于轮辋凸缘42驱使摩擦盘54作用于卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30所引起的。
在工作时，使用者可筒便地将一卷筒带状材料，如粘胶带，放在卷筒支撑毂20上，这样，该卷材料随同卷筒支撑毂20一起转动。当需求或分配该卷材料时，卷筒支撑毂20绕支撑轴22在其轴承28上转动。压缩弹簧48始终将压力盘36推动，并沿轴向在非圆形部分34上朝支架24移动。这样推动的结果是将压力盘36的截头圆锥体部分38附加地推入截头圆锥摩擦盘54中，并同样推入卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30中。在卷筒支撑毂旋转期间，在力盘36不旋转，而摩擦盘54可以转动或不可转动。如果摩擦盘54与压力盘36固定在一起，在摩擦盘54的外表面58与卷筒支撑毂20的截头圆锥体部分30的摩擦表面32之间产生全部的摩擦。如摩擦盘54自由转动，则在内摩擦表面56与压力盘36的截头圆锥体部分38的摩擦表面40之间产生一些摩擦。另外，由于摩擦表面积的增大，压缩弹簧48的弹力比现有技术机构中所需的弹力小得多。由于弹力较弱些，就能更有效地控制制动动作，并能在较大范围内实现逐渐性动作，并在这范围内使动作平稳。为了调节制动力，使用者只要转动按钮44以改变其下表面与压力盘36之间的间距，从而改变弹力。使用弹力较小的弹簧的另一重要优点是，在轴承28底部与支架24之间产生的力减小了。使用一较弱的弹簧，回转时在这些表面之间产生较小的力，这样就不必提供如现有技术的支座上所用的耐磨损套筒，整个轴承28就能和卷筒支撑毂20整体地并采用相同的材料制出。
权利要求
1.一种用于支撑呈卷筒状的带状材料、并从其要分配带状材料的装置，所述装置包括一有从其延伸一支撑轴的支架；一可旋转地设置在所述支撑轴上的可旋转的支撑毂，所述可旋转的支撑毂有一卷筒支撑表面和一轮毂摩擦表面，其中的卷筒支撑表面用于当该卷筒带状材料放在其上时与该卷筒带状材料相配合而一起旋转；以及，一用于控制可旋转的支撑毂绕所述支撑轴转动的摩擦制动装置，所述摩擦制动装置包括一可旋转地配合于所述支撑轴，但可沿支撑轴的轴向移动的压力件，所述压力件有一朝向轮毂摩擦表面的压力摩擦表面以及一用于将所述压力摩擦表面推向所述轮毂摩擦表面的偏压装置；其中，所述轮毂摩擦表面和所述压力摩擦表面均是截头圆锥体。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一设置在所述压力摩擦表面与所述轮毂摩擦表面之间的截头圆锥摩擦盘。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，它包括一用来可控制地改变所述制动机构的摩擦力的偏压调节装置
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括用于将所述截头圆锥摩擦盘可旋转地与所述压力件固定在一起的装置。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括一凸缘，该凸缘从所述压力件延伸、而邻近于所述压力摩擦表面，用来与所述截头圆锥摩擦盘的一边缘接合，并沿所述支撑轴的轴向推动所述截头圆锥摩擦盘。
全文摘要
一种用于带状材料的卷筒产品的可旋转的卷筒支撑毂的改进的制动系统,该系统中使用一摩擦件,该摩擦件包括一截头圆锥盘,该盘浮动在一随卷筒支撑毂转动的截头圆锥体表面与一在压力盘上的相对的截头圆锥体表面之间。最好设一轮辋凸缘作为压力盘的一部分以使摩擦件与卷筒支撑毂的截头圆锥摩擦表面成楔形连接。其优点是使用一较小力量的压缩弹簧能提供较平滑的制动作用,该作用适用于其上需要有受控制的制动力的卷筒支撑毂上。
文档编号B65H23/06GK1176626SQ95197706
公开日1998年3月18日 申请日期1995年2月24日 优先权日1995年2月24日
发明者阿德里奥·利索尼 申请人:美国3M公司