成卷材料的支承毂的制作方法

专利名称：成卷材料的支承毂的制作方法
技术领域：
本发明的背景技术本发明一般地涉及用于材料收卷和放卷的成卷材料的支承装置。具体地说，本发明涉及一种单毂，它适合支承许多种不同宽度的成卷材料，每次支承一种。
条带材料(例如压敏胶带)通常成卷供应，缠绕在用硬纸板、塑料或其它适当的芯轴材料制成的圆柱状芯轴上。在典型的应用中，封箱带缠绕在直径3英寸的芯轴上，按这种方式形成的封箱带卷的最终直径可以达到18英寸，甚至更大。然后，将这样的封箱带卷安装到封箱机上，在瓦棱纸箱通过机器时，该机器将纸箱的侧面与端面密封。这种类型的机器是已知的，如3M-Matic封箱机，可购自Minnesota Mining andManufacturing Company,St.Paul,Minnesota。
在这种封箱机中，成卷的胶带支承在与卷筒内径衔接的带鼓(即毂)上，以使成卷的胶带被带鼓拖带着旋转。现有技术的带鼓借助摩擦干涉配合与被拖带旋转的带卷的芯轴咬合，或借助提供一可在带鼓上作业的凸轮，该凸轮一旦动作与芯轴形成干涉配合。这种类型的带鼓可购自Minnesota Mining and Manufacturing Company,St.Paul,Minnesota，型号分别为Scotch Tape Drum,Part No.78-8023-2617-9和Part No.70-8000-3142-2。
在胶带封箱机中，在纸箱通过机器用胶带密封时成卷的胶带承受启动、停止和连续的加速变化。经过一段时间，由于这种类型的运动导致摩擦干涉配合变松，造成成卷的胶带发生轴向移动，引起胶带漂移，甚至使成卷的胶带从毂上脱落。同样，凸轮也因成卷胶带的连续变化的运动产生不利的移动或松脱。
本发明概述本发明是一适合支承成卷材料的毂，其中成卷材料有一芯轴，该芯轴有第一和第二侧面并且有许多种事先确定的可能的宽度。此毂具有毂体，毂体上有沿环绕旋转中心线的圆周展开的芯轴支承表面。此毂包括将成卷材料的芯轴固定到支承表面上的装置，以便使成卷材料与毂体耦合同轴旋转。在毂体上的止动表面与成卷材料的芯轴的第一径向侧面衔接。径向可缩进的定位器表面与芯轴的第二径向侧面衔接。定位器表面有选择地固定到毂体上，并且在轴向与止动表面隔开。定位器表面有许多事先相对止动表面定义的可能的配置位置，每个位置对应于一种由该毂支承的成卷材料的芯轴的事先确定的宽度。
在优先的实施方案中，芯轴支承表面是由许多这样的表面定义的，它们沿环绕旋转中心线的圆周间隔排列。优选的是，该毂体具有至少一个沿轴向延伸的表面槽，它们也沿环绕旋转中心线的圆周间隔排列，而且该槽包括将定位器表面容纳在其中的设施，以便将定位器设置在至少一个为它事先定义的位置上。在该槽内优选定义至少两个事先定义的可能的定位器表面位置。在优先的实施方案中，此毂进一步包括适合有选择地安装在每个槽内且具有第一和第二端的臂，该臂在其第一端附近提供定位器表面，而且被固定在毗邻其第二端的毂体上。定位器表面能够在两个位置(作业位置和芯轴插入位置)之间移动，且定位器表面在与芯轴的第二径向侧面衔接时处于其作业位置。支撑定位器表面的臂相对毂体安装，以允许定位器表面在槽内径向缩进到其芯轴插入位置。此臂有一与毂体衔接的止动装置，以限制定位器表面径向超过其作业位置的移动。
在本发明的另一个详细说明的实施方案中，本发明有创造性的毂是为支承有芯轴的成卷胶带设计的，其中该芯轴有第一和第二径向侧面。此毂有沿环绕中心线的圆周展开的芯轴支承表面，而且至少有一部分支承表面靠摩擦使芯轴与毂接合，以便被拖带着旋转。此毂有与芯轴第一径向侧面衔接的止动表面，而且定位器表面在轴向与止动表面隔开。偏置零件支承着定位器表面相对芯轴支承表面。偏置零件可以在第一伸出位置(借此使定位器表面定位，使之与芯轴的第二径向侧面衔接，以阻止芯轴脱离毂)和第二缩进位置(允许芯轴越过定位器表面在偏置零件上轴向移动)之间移动。
附图的简要说明参照下面列出的附图将进一步阐述本发明，其中在几幅视图中相同的结构将始终由相同的数字指代。


图1是本发明的创新胶带毂支承着成卷胶带的等距图。
图2是上面有成卷胶带的创新毂的主视图。
图3是拆掉成卷胶带的创新毂的等距图。
图4是创新毂的零件分解图。
图5是创新毂沿着图2中的5-5线剖开的局部剖视图，说明支撑定位器表面的臂在毂体的槽48b内处于第一预定位置。
图6是创新毂沿着图2中的5-5线剖开的局部剖视图，说明支撑定位器表面的臂在毂体的槽48b内处于第二预定位置。
图7是创新毂沿着图2中的7-7线剖开的局部剖视图，在毂体的槽48a中添加一个臂和宽度较小的芯轴，以及借此保持的成卷材料。
尽管上述的图形特征陈述了一个优先的实施方案，但是本发明的另一些实施方案也应当象在本文中解释的那样被完成了。这种揭示作为一种表达而不是限制提出本发明的一个说明性的实施方案。本领域的技术人员可以依据本发明的原理在本发明的范围内设计出许多其他的改进方案和实施方案。本发明的详细描述图1和图2说明上面支撑着成卷材料12的本发明的支承成卷材料的毂或鼓10。成卷材料12可以由任何材料(如纸、布或塑料膜)的缠绕带构成，而且可以在其一面或两面涂施胶粘剂。在本发明的一项应用中，成卷材料12是由一面有胶粘剂的封箱带构成。成卷材料12是围绕着芯轴14缠绕而成的，该芯轴可以由纸版、塑料或其它适当的材料制成。在封箱带的情况下，该芯轴通常是3英寸直径的芯轴，尽管曾考虑到其它的芯轴直径。应当理解成卷材料可以在没有单独定义的“芯轴”的情况下缠绕，而且这种成卷材料倾向于包括在这里使用的术语“成卷材料”的定义范围之内。虽然在这种“无芯”成卷材料中没有独立的芯轴存在，但是毗邻缠绕轴线缠绕的那部分材料有效地起“芯轴”的作用。
毂10在中心轴线15的周围形成，并且包括轴向延伸的且有第一端18和第二端20的毂体16。毂体16有一中心部分22，有一轴向定位孔24贯穿该部分。借助穿过孔24延伸的适当的紧固件(未示出)将毂10安装到用于分配来自卷筒12的条带材料(如胶带)的机器或设备上。在一个优先的实施方案中，毂体16是由模塑在烧结青铜轴衬26(如图所示)周围的17％玻璃填充的ABS制成的，轴衬的内部形成孔24。另一种办法是用缩醛塑料模塑毂体16，因此不需要独立的轴衬。
毂体16有在中心轴线15周围展开的芯轴支承表面，该表面由许多在中心轴线15周围的圆周上间隔排列的轴向延伸的芯轴支承表面28a、28b、28c和28d组成。每块芯轴支承表面都有一倾斜面30毗邻毂体16的第一端18，以利于成卷材料12插到毂10上。优选的是倾斜角相对于中心轴线15大约为45°。
芯轴支承表面不是作为圆弧段间隔地环绕在中心轴线15周围。相反，芯轴支承表面包括棱面32a和32b。每个棱面都沿着毂体16平行于中心轴线15轴向延伸，且通常与圆弧形芯轴支承表面对置，间隔180°(即棱面32a与支承表面28c对置，棱面32b与支承表面28b对置)。棱面32a和32b是由挠性片34的轴向延伸的边缘定义的。片34用一个或多个适当的紧固件38固定在毂体16的沿轴向延伸的平面36上。片34的角40在毗邻毂体16的第一端18处为圆型，以利于成卷材料12插到毂10上。
片34是这样固定的，以致其边缘部分42a和42b延伸到毂体16的面36外面并且分别止于棱面32a和32b。棱面32a和32b自中心轴线15伸出得比芯轴14定义的内径稍远一点。片34是挠性的，以致在芯轴14插到毂10上时边缘部分42a和42b发生弯曲并固定地使棱面32a和32b对芯轴14的内径偏置。这有效地靠摩擦将芯轴14固定在毂10上以便由它拖带着旋转。棱面32a和32b对置(在由片34定义的弦上，如图所示)，以便将旋转14固定在毂10上，无论两者之间的相对旋转是顺时针方向还是逆时针方向。棱面32a和32b优先沿着芯轴14的宽度至少延伸一段足够的距离(如果不是延伸全部宽度)。同样，芯轴支承表面28a、28b、28c和28d优先沿着装在毂10上的芯轴14的宽度至少延伸一段足够的距离(如果不是延伸全部宽度的话)。
毂体16有一尾部径向止动表面毗邻其第二端20，用于限制成卷材料12轴向插入毂体的程度。尾部止动表面是由一个或多个径向延伸的表面44(见图3至图6)定义的。优选的是径向延伸表面44高出毗邻的每个芯轴支承表面28a、28b、28c和28d。毗邻芯轴支承表面28a和28d的径向延伸表面44部分超出那些衔接表面在毂体16的第二端20周围继续延伸，但介于棱面32a和32b之间的切除部分46除外。切除部分46有利于从毂10上人工拆除空芯轴14。因此，芯轴14在全部插入时插入毂10的一侧紧靠着径向延伸表面44。
毂体16在选择的芯轴衔接表面之间有纵向配置的槽。如图所示，毂体16有位于芯轴支承表面28a和28b之间的轴向延伸的槽48a、类似地配置在芯轴支承表面28b和28c之间的槽48b，以及类似地配置在芯轴支承表面28c和28d之间的槽48c。尽管在槽内某些表面沿轴向有所不同，但是每个槽的结构大致相似。每个槽都是由毂体16的若干个部分定义的，如图5和图6所示，每个槽包括毗邻毂体16第二端20的径向安装面50。该槽有从径向安装面50朝毂体16的第一端18延伸的释放坡面52(释放坡面在它向第一端18延伸时越来越接近中心轴线15)。毗邻毂体16的第一端18，每个槽包括一有内侧径向止动面54的末端凸起53。
弹性臂或簧片60可安装在至少一个槽内。簧片60优选弹簧钢制作，并且在毂体的一个槽内在以悬臂支撑方式在毂体16的第一和第二端之间轴向延伸(如图所示)。如图4、图5和图6所示，簧片60被弯曲成需要的结构，该结构包括一纵向面62，其尺寸可跨毗邻芯轴衔接表面之间的槽。径向延伸段64从毗邻毂体16的第二端20的纵向面62沿径向向内延伸。延伸段64与毂体16上的安装面50对正，以便借助适当的方法(如紧固件66)将簧片60固定在毂体16上。
簧片60有一操作位置(在图5和图6中用实线表示)，其上的定位器表面68径向凸起，超出芯轴支承表面28a、28b、28c和28d定义的圆周。定位器表面被定位在这个位置，以便扣紧芯轴14的第二侧面(其第一侧面由止动表面44扣紧)，将芯轴及其上的成卷材料牢牢地固定在毂10上。在图1和图2中也以这种芯轴衔接位置展示了簧片60。定位器表面68配置在簧片60的纵向面62的另一端，毗邻毂体16的第一端18。簧片60进一步包括与定位器表面68对置的斜面70，有利于芯轴越过簧片60插入。
如上所述，簧片60是由弹性材料制成的，而且在芯轴14轴向移到毂10上时，它与斜面70衔接，借此将簧片60(以及定位器表面68)在它的槽(即槽48b)内沿径向向内推到位于芯轴14的行进路径之外的芯轴插入位置(如图6中虚线所示)。因此，只在径向延伸段64附近固定的簧片60悬臂于芯轴行进路径之外。一旦芯轴完全插入，它的第一侧面与径向延伸表面44衔接，它就不再干扰簧片60的定位器表面68，于是弹性簧片60返回其操作位置(在图5和图6中以实线示出)，将芯轴14保留在毂10上。在毂体16的第一端18附近，簧片60进一步弯曲以包括绕过末端凸起53并向后朝毂体16的第二端20延伸的突出表面72。突出表面72适合与末端凸起53上的止动面54衔接，借此阻止簧片60径向向外移动超过其芯轴衔接位置(如图6中实线所示)。
因此，簧片60和簧片上的定位器表面68被容纳在一个槽内，供毂体16扣紧和保留在它上面的芯轴14时使用。簧片60的偏置促使定位器表面68进入它的操作位置，而簧片60的挠性足以允许定位器表面68缩进它的槽中，以便芯轴的插入和退出。为了将空芯轴退出，操作员只要径向朝里推对置的斜面70，下压簧片60，然后沿轴向将芯轴从毂体16上拉下来。
定位器表面68和止动表面44之间的间隔是事先定义的，以与预定的芯轴宽度匹配。芯轴14主要是借助其间的摩擦接触保持在毂10上，而定位器表面68保证芯轴14不从毂10上脱落。
在每个槽内，簧片60可安装在两个预定的轴向配置的位置中。图5说明第一位置，借此使径向延伸段64紧邻径向安装面50。另一个位置缩短了定位器表面68和止动表面44之间的距离，该位置由图6说明。垫片74安装在径向延伸段64和径向安装面50之间，借此定位器表面68和止动表面44之间的距离将缩短垫片74的宽度。在优先的实施方案中，为了改变任何一个槽内的对置表面68和44之间的轴向间隔，为了从通用的英制芯轴宽度变成通用的公制芯轴宽度，而设计垫片74。
优选的是，为每个毂体16提供一个簧片60，而且可以有选择地安装在槽48a、48b和48c中的任何一个槽中。例如，在图3中簧片60用虚线表示簧片安装在槽48a和48c中的情况。图5和图6表示簧片60被安装在槽48b中，这是为适应2英寸的芯轴宽度设计的。图7表示同样的簧片被安装在槽48a中，它是为适应1.5英寸的芯轴宽度设计的。
在每个槽之内，簧片60都有两个预定的轴向配置位置，取决于是否使用垫片74(如图6所示)。因此，在有三个槽的毂体16上，定位器表面68(相对于止动表面44)有六种可能的预定位置。簧片60可以在槽48a、48b和48c中的每个槽中定位，以便采用大约1.5英寸、1.75英寸或2英寸芯轴宽度(在不用垫片的情况下)。采用大约0.85英寸宽的垫片，定位器表面68和止动表面44之间的轴向间隔变成米制结构的间隔对于每个槽分别是大约36mm、42mm和48mm。在另一个实施方案中，毂体16是为采用大约2英寸、2.5英寸和3英寸芯轴宽度设计的，并且采用大约0.125英寸宽的垫片，簧片60可以在槽内移动，以适应大约48mm、60mm和72mm的芯轴宽度。通过改变垫片74的宽度或改变槽或簧片的结构当然能适应不同的宽度。在每个槽内，定位器表面68相对径向延伸表面44的位置是由面50、凸起53、面52和面54的轴向定位决定的。
本发明的成卷材料的支承毂用一个毂组件就能适应许多种事先定义的芯轴宽度。因此，借助移动簧片60以适应选定的预定芯轴宽度，借助簧片60上的定位器表面68将完全插到毂上的芯轴扣紧并阻止它从毂上脱落。芯轴还与毂耦合，以便借助棱面32a和32b在任一方向上一起旋转。此外，在具体应用中如有必要，簧片60可在槽间移动，以适应各种预定的芯轴宽度。一旦完成组装，毂提供环形的芯轴支承表面，该表面的作用是定义在安装芯轴或从毂上拆除芯轴时芯轴必须经过的芯轴转移路径。止动表面44定义沿着芯轴转移路径芯轴插入的最远距离，虽然该芯轴主要是借助芯轴与芯轴支承表面之间的摩擦保持在毂上，但是定位器表面延伸到芯轴转移路径中，以阻止芯轴意外地从毂上脱落。因此，本发明的成卷材料的支承毂提出了一种极有效且经济的支撑成卷材料的方法，例如在胶带分配机或装置(甚至手持胶带分配器)上支撑胶带成卷材料。
尽管参照优先的实施方案已经对本发明做了介绍，但是熟悉这项技术的人应当承认不脱离本发明的精神与范围可以在形式和细节方面作出各种变化。例如，悬臂的支撑臂被说成是作为定位器表面的径向偏置的支撑。应当理解，只要能适合在同一个毂上兼容不同的芯轴宽度，其他用于定位器表面偏置的结构和装置都将正常运行。借助修改槽的结构或修改定位器表面的偏置量和支撑，任一具体的槽内的定位器表面的位置都可以是可变的(而不是简单地只有至少两个预定位置)。此外，可以配备只有一个槽的毂，在这种场合，那个槽定义多个定位器表面位置。实现槽中的这种多重定位的方法可以是采用特殊的槽结构、或不同尺寸的垫片，或为定位器表面提供不同长度的支撑。
权利要求
1．一种支承成卷材料12的毂10，其中成卷材料的芯轴有第一和第二径向侧面并且可以有许多种事先定义的宽度，该毂包括毂体16，该毂体具有至少一个支承表面28a、b、c、d，这些支承表面沿环绕着旋转中心线15的圆周展开；固定装置，该装置将成卷材料12的芯轴14固定在芯轴支承表面28a、b、c、d上，使成卷材料与毂体耦合同轴旋转；止动表面44，该表面在毂体上，与成卷材料12的芯轴14的第一径向侧面衔接；以及可径向缩进的定位器表面68，该表面在轴向与止动表面隔开且有选择地固定在毂体16上，以便与芯轴14的第二径向侧面衔接，定位器表面60具有许多可能事先相对止动表面定义的轴向排列的位置，每个位置对应一种事先定义的由该毂支承的成卷材料的宽度。
2．根据权利要求1所述的毂10，其中所述固定装置包括两个扣紧芯轴的边缘表面32a和32b，这两个表面对置且在一条直线上，以阻止芯轴相对毂体16的绕轴旋转，其中芯轴包括许多种芯轴14。
3．根据权利要求1所述的毂10，其中所述毂有适合容纳定位器表面的凹槽，并且进一步包括适合有选择地置于该凹槽内的臂60，该臂有第一和第二端，该臂在其第一端附近提供定位器支承表面68，并且被固定在毗邻其第二端的毂体16上；其中定位器表面68在定位时处于工作位置，以便与芯轴14的第二径向侧面衔接，其臂60相对毂体16安装，以便允许定位器表面68在凹槽内径向缩进到芯轴插入位置，并且其中臂在操作位置中是偏置的。
4．根据权利要求1所述的毂10，该毂包括许多芯轴支承表面，这些表面沿着环绕中心线的圆周间隔排列。
5．根据权利要求4所述的毂10，其中至少有两个为定位器表面68事先定义的可能的位置被定义在槽48a、b、c内。
6．根据权利要求1所述的毂10，其中所述定位器表面68有一对置的斜面70，以便于芯轴14越过定位器表面轴向插到毂体16上。
7．根据权利要求4所述的毂10，其中所述毂体16有许多沿轴向延伸的表面槽48a、b、c，这些槽在各个芯轴表面28a、b、c、d之间沿着环绕中心线5的圆周间隔排列，并且构成适合安置定位器表面68的装置，以便在每条槽中将定位器表面定位在事先定义的不同位置上。
8．根据权利要求1所述的毂，其中芯轴支承表面28a、b、c、d使芯轴与鼓10摩擦连接，以便耦合旋转。
全文摘要
本发明涉及成卷材料的支承毂10,该支承毂适合支撑多种成卷材料12,(每次一种),而且每种成卷材料可以有事先确定的不同的芯轴宽度。毂10包括有许多芯轴支承表面28a、b、c、d的毂体16,且这些芯轴支承表面在环绕旋转中心线15的圆周上间隔排列。这些支承表面中有一个或多个表面与成卷材料的芯轴14衔接,使成卷材料紧紧地套在毂上、被拖带着旋转。毂体16上的止动表面44与芯轴14的第一径向侧面衔接,可径向缩进的定位器表面68与芯轴的第二径向侧面衔接。定位器表面68固定在毂体16的某个位置上,该位置是相对止动表面事先确定的轴向配置的可能的众多位置之一,每个位置对应一种由毂10支承的成卷材料12的事先确定的芯轴的宽度。定位器表面68由一可在槽(48a、b、c)内伸缩的簧片60支撑着,其中所述槽位于毗邻的支承表面28a、b、c、d之间并在毂体16上沿轴向延伸。
文档编号B65H16/04GK1215376SQ97193712
公开日1999年4月28日 申请日期1997年3月10日 优先权日1996年4月9日
发明者爱德华·J·史瓦兹, 迈克·J·卡维纳夫, 克拉克·D·汤普生, 罗伊德·S·维斯雷克, 范·E·杰森 申请人:明尼苏达矿业和制造公司