专利名称：用于自动送进片状材料的非接触式分配器的制作方法
背景技术：
分配器用于储存和分配片状材料，如纸巾、卫生巾、卫生纸、纸制品和类似的物品。分配器一般放置在餐馆、厨房、洗手间或需要这些片状材料的地方。分配器通常构造成在用于需要洁净的区域时尽可能地以最卫生的方式发挥作用。
某些种类的分配器构造成容纳片状材料卷，以使片状材料的自由端呈现给使用者。片状材料有时与外壳内部的驱动滚筒接合，以使使用者拉动自由端会导致驱动滚筒由于与片状材料的摩擦接合而旋转。驱动滚筒可包括驱动机构，这种驱动机构允许驱动滚筒旋转预定程度量，以将片状材料的预定长度分配给使用者。可将切割机构配置在驱动机构中或配置成具有驱动机构，以切割片状材料。
可包括进料机构如偏心弹簧机构，一旦已将片状材料切割，这种偏心弹簧机构导致驱动滚筒旋转。这个动作导致接着将预定长度的片状材料分配，以使片状材料的自由端再次呈现给使用者而进行分配。在某些情形中，驱动滚筒可配有切割工具，如杆、刀片或类似的装置，一旦驱动滚筒到达导致片状材料的切割的位置，这种切割工具从缩回位置延伸到延伸位置。
所描述类型的分配器以各种各样的名称命名，如“卫生”分配器、“非接触式”分配器或者“自动”分配器，因为使用者不必手动操作分配器的任何部分。本申请中的分配器类型指“非接触式”分配器。这种类型的分配器的使用仅需接触他或她分配给他或她的使用的片状材料的特别片的自由端。因为使用者仅接触他或她自己的片状材料片，所以就消除了来自分配器或到分配器的细菌以及来自分配器中的片状材料或到分配器中的片状材料的细菌。
虽然现有技术中的“非接触式”分配器可很好地用于其设计目的，但是，由于这些分配器的复杂结构，所以它们有时在制造和使用时较难或较昂贵。此外，因为片状材料可在分配器中堵塞或者使用者可在无意间撕坏片状材料的一部分而不是完全将片状材料拉动以导致完全分配，所以有时可靠性就成了问题。本发明在提供用于自动分配的机构方面对“非接触式”片状材料分配器做出了改进，与现有技术的用于“非接触式”分配器中的机构相比，这种用于自动分配的机构既可靠又不昂贵，且复杂性不高。
发明内容
本发明的不同特征和优点会部分地在下面的描述中列出，或通过这些描述而变得显而易见，或者从本发明的实践中获知。
本发明提供“非接触式”分配器，这种分配器允许使用者取出片状材料片而不必接触分配器或分配器中的片状材料的其它片。这种分配器包括一种机构，这种机构允许将片状材料的其它片自动送进并在一旦将片状材料的第一片取出时展示给使用者。
根据本发明的分配器包括框架和可旋转地安装到框架的驱动滚筒。驱动滚筒构造成与片状材料接合，以使驱动滚筒的旋转导致片状材料的运动。
包括分段(segmented)齿轮且这种分段齿轮安装到框架。分段齿轮与驱动滚筒连通并包括第一和第二驱动分段(segment)。提供弹簧，弹簧与分段齿轮连通并构造成使分段齿轮的运动导致弹簧储存势能。同样地，弹簧中势能的释放导致分段齿轮运动。提供切割刀片，切割刀片构造成切割片状材料，以释放弹簧中的势能。因此，将分配器构造成切割片状材料会导致弹簧中势能的释放，而弹簧中势能的释放接着导致分段齿轮运动，分段齿轮的运动导致驱动滚筒旋转并引致片状材料的运动。
在本发明的特别实施例中，分段齿轮是一种可旋转地安装到框架的分段齿轮。
在一个实施例中，分配器是前面所描述的分配器，其中，切割刀片相对于框架是静止的。或者，可将分配器构造成使切割刀片可相对于框架运动，以与片状材料接合并切割片状材料。
在构造成具有可运动切割刀片时，分配器可构造成具有切割刀片惰轮(idle gear)，这种惰轮可旋转地安装到框架。而且，还可包括切割刀片驱动齿轮，且这种切割刀片驱动齿轮可旋转地安装到框架并且与切割刀片惰轮连通。而且，齿轮齿条可刚性附到切割刀片并且与切割刀片驱动齿轮连通。在这种构造中，切割刀片惰轮可以旋转以导致切割刀片驱动齿轮的旋转，而切割刀片驱动齿轮反过来又与齿轮齿条配合以作为齿条小齿轮排列，以移动切割刀片来与片状材料结合并切割片状材料。
可将切割刀片构造成可通过交替排列的方式移动。分配器设有切割刀片惰轮和切割刀片驱动齿轮，它们分别可旋转地安装到框架并相互连通。切割刀片刚性附到切割刀片驱动齿轮。因此，切割刀片惰轮的旋转就会导致切割刀片驱动齿轮的相应的旋转，而切割刀片驱动齿轮的相应的旋转反过来又导致切割刀片的旋转性运动，以与片状材料结合并切割片状材料。
在根据本发明的特别实施例中，在像前面所描述的那样提供的分配器中，弹簧是扭转弹簧。作为附加或替代，可设有浮标齿轮(floatgear)，这种浮标齿轮既旋转性地又可滑动性地安装到框架。可结合浮标齿轮以将分段齿轮置于与驱动滚筒连通的位置。
在根据本发明的另一个替代实施例中，驱动滚筒可滑动地安装到框架。此外，前面所描述的分配器可布置成使分段齿轮限定凸轮表面，凸轮表面构造成用于与切割刀片接合，以致使将切割刀片移动来切割片状材料。
通过参考下面的描述和所附的权利要求书就会更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优点，结合在本说明书中的附图构成本说明书的一部分、示出了的本发明的实施例并且与所进行的描述一起用于解释本发明的原理。
对于本领域中熟练的技术人员来讲，本发明的完全的和可实施的公开包括最佳实施方式，在本说明书的余下部分中详细阐述并参考附图，在这些附图中图1是根据本发明的分配器的侧视图，该图示出了处于准备好进行分配的位置的分配机构；图2是图1中的分配器的分配机构的前视图；图3是图1中的分配机构在分配循环的分配部分期间的侧视图；图4是图1中的分配机构在分配循环的切割部分期间的侧视图；图5是图1中的分配机构在分配循环的返回部分期间的侧视图；图6是图1中的分配机构在分配循环的自动送进部分期间的侧视图；图7是图1中的分配器的框架的侧视图，该图示出了框架侧面的浮标齿轮槽；图8是浮标齿轮槽、浮标齿轮和相关器件的细节放大图；图9A至图9C是图1中的分配器的浮标齿轮导轨的俯视图、侧视图和前视图；图10是图1中的分配器的框架的局部剖视图，该图示出了浮标齿轮和相关器件；图11是图1中的分配器的分配机构的正视图，该图示出了位于分段齿轮上的跟踪肋和位于浮标齿轮导轨上的跟踪销；图12是图1中的分配器的分配机构在分配循环的返回部分期间的侧视图，该图示出了跟踪销与跟踪肋的同步构件之间的相互作用；图13是图1中的分配器的跟踪肋的详细侧视图，该图示出了旋转跟踪销的同步构件以允许跟踪销从其旁边经过；
图14是图1中的分配器的跟踪肋的详细侧视图，该图示出了一旦分段齿轮已完成了其全部逆时针进程时跟踪销的同步构件与跟踪销的相对位置；图15是图1中的分配器的跟踪肋的详细侧视图，该图示出了在分配循环的自动分配期间将分段齿轮移动时跟踪销的同步构件与跟踪销的相对位置；图16是根据本发明的分配器的替代实施例的侧视图，在该替代实施例中，分配机构设有锁定棘轮，以免将片状材料在无意间再次卷绕；图17是根据本发明的分配器的替代示范性实施例的侧视图，在该替代示范性实施例中，切割刀片旋转性地安装到刀片驱动齿轮上；图18是图17中的分配机构的侧视图，该图示出了旋转出片状材料导轨开口的切割刀片；图19根据本发明的分配器的替代示范性实施例的详细正视图，在该实施例中，驱动滚筒旋转性地且可滑动地安装到框架；图20是图19中的分配器的分配机构的局部前视图；图21是图19中的分配器的分段齿轮和相关器件在分配循环的自动送进部分期间的侧视图；图22是图19中的分配器的分段齿轮和相关器件在分配循环的分配部分期间的侧视图；图23是可用在本发明的替代示范性实施例中以避免片状材料的提前送进的锁定机构的示意图；以及图24是图19中的分配器的替代示范性实施例的侧视图，该实施例采用可移动切割刀片以自动切割片状材料。
本说明书和附图中的参考特征的重复使用旨在展示本发明的相同的或类似的特点或要素。
具体实施例方式
下面将详细参考本发明的实施例，这些实施例中的一个或多个示例在附图中示出。通过对本发明的说明来提供每个示例，但并不旨在对本发明进行限制。例如，作为一个实施例的一部分示出的或描述的特点可与另一个实施例一起使用以产生第三个实施例。本发明旨在包括这些以及其它修改和变化。
可以理解，本说明书中所提及的范围和限制包括所规定的限制之内的所有范围和所规定的限制之下或之上的所有值。例如，从100至200的范围也包括从110至150、从170至190和从153至162的范围。而且，可达约7的限制也包括可达约5的限制、可达约3的限制和可达约4.5的限制。
参看图1，本发明提供分配器10，分配器10构造成“非接触式”分配器，这种分配器允许片状材料12从分配器分配，而无需使用者接触分配器10或分配器10中所容纳的另一片片状材料12。分配器10设有分配机构36，分配机构36允许片状材料12的片由使用者从分配器10分配并接着自动送进以用于以后取出的片状材料12的另一片，以使使用者不必接触分配器10。可按照本发明的不同示范性实施例来以多种方式构造分配机构36。例如，可将分配机构36构造成使使用者倚在静止切割刀片22上来抽出片状材料12，以切断片状材料12的片并致使其取出。或者，可将分配机构36构造成使切割刀片22可以移动，以在由使用者拉动时自动切断片状材料12。
示于图1和图2中的分配器10具有处于静止或准备好分配位置的分配机构36。分配器10包括容纳分配机构36和片状材料12的卷34的框架14。用在本说明书中的词语“框架”足够地宽广，以包含能够保持或支撑分配机构36的至少一部分的任何结构。例如，框架14可包括分配器10的外壳。框架14可完全围绕分配器10或者可仅部分地围绕分配器10。
可将卷34以本领域中一般的技术人员所熟知的任何方式旋转性地安装在框架14上。例如，卷34可以是带芯卷，这种带芯卷在穿过带芯卷布置的心轴上旋转。或者，卷34可以是无芯卷，在这种无芯卷中，一对螺柱可从框架14凸出并与卷34接合，以使卷34可在螺柱上旋转。此外，根据本发明的其它示范性实施例，片状材料12不必放置在卷34上，而是以折叠储存或其它方式堆叠在分配器10中，以从分配器10分配。
如图1所示，片状材料12位于压力滚筒38和驱动滚筒16之间的咬口之中。压力滚筒38可以弹簧加载，以将片状材料12推在驱动滚筒16上来以所希望的力夹持片状材料12。使用者拉动片状材料12接着会导致驱动滚筒16旋转。此外，由于片状材料12倚驱动滚筒16保持，所以驱动滚筒16的旋转会导致片状材料12送进。虽然所描述的分配器10由使用者拉动，但分配器10还可以构造成自动分配器，以使驱动滚筒16自动旋转，而无需使用者拉动片状材料12。自动旋转驱动滚筒16的装置是现有技术中一般的技术人员所熟知的。
框架14可包括位于压力滚筒38和驱动滚筒16下面的一对片导轨40和42，且片状材料12可穿过这对片导轨送进。片导轨40和42在分配器10的卸料开口44终止，在分配机构36处于静止或准备好分配的位置期间，片状材料12可位于卸料开口44之外。片导轨40限定片导轨开口46，且片导轨42可同样地限定片导轨开口48。片导轨开口46和48相互成直线，且在本发明的某些示范性实施例中可以成角度。片导轨开口46和48的目的在于允许切割刀片22穿过，以在将分配器10构造成用于自动切割时切割片状材料12。
驱动滚筒16刚性附到驱动滚筒齿轮50，驱动滚筒齿轮50与浮标齿轮24接合。可通过与分段齿轮18的第一驱动分段52的接合来旋转浮标齿轮24。不过，可以理解，根据本发明的其它示范性实施例，也可不必采用浮标齿轮24。主要在分配循环的分配部分期间使用第一驱动分段52，而主要在分配循环的自动送进部分期间使用分段齿轮18的第二驱动分段54。虽然在图中所示出的分段齿轮18呈弧形，但可根据本发明的其它示范性实施例，分段齿轮18可具有不同的构造。例如，根据本发明的不同示范性实施例，分段齿轮18可以是盘状、线性形状或椭圆状。分段齿轮18可以是全360°齿轮或者可以是线性齿轮，如齿轮齿条。根据另一个示范性实施例，分段齿轮18可以是扇形齿轮。分段齿轮18是包括至少两个不同驱动分段的齿轮。例如，示于图1中的分段齿轮18包括第一驱动分段52和第二驱动分段54。
图3示出了置于分配循环的分配位置中的分配机构36。在这种情况下，使用者将握住片状材料12并以箭头A所指明的方向将其拉动。这个动作导致驱动滚筒16以逆时针方向旋转，因为压力滚筒38在片状材料12上施加压力。驱动滚筒16的逆时针旋转会导致驱动滚筒齿轮50的逆时针旋转，因为它们相互刚性附着。驱动滚筒齿轮50与浮标齿轮24之间的啮合会导致浮标齿轮24的顺时针旋转。接着，这种旋转会导致分段齿轮18的逆时针旋转，因为浮标齿轮24与分段齿轮18的第一驱动分段52啮合。弹簧20与分段齿轮18连通且在分段齿轮18以逆时针方向旋转时储存势能。根据本发明的一个示范性实施例，弹簧20是扭转弹簧。不过，可以理解，正如本领域中一般的技术人员所熟知的那样，根据本发明的其它示范性实施例，弹簧20可具有不同的构造。
当分段齿轮18以逆时针方向旋转时，分段齿轮18的第二驱动分段54接近切割刀片惰轮26。第二驱动分段54与切割刀片惰轮26之间的接触会导致切割刀片惰轮26的顺时针旋转，如图4所示。这样，切割刀片惰轮26的顺时针旋转会导致切割刀片驱动齿轮28的逆时针旋转，因为它们相互接合。切割刀片22设有齿轮齿条30，齿轮齿条30与切割刀片驱动齿轮28接合，以形成齿条小齿轮机构。切割刀片驱动齿轮28的旋转会导致切割刀片22以箭头B所指明的方向移动。因此，切割刀片22会移动穿过片导轨开口46和48，这样就将片状材料12切割。
分配器10还设有分段齿轮止动装置56，分段齿轮止动装置56限制分段齿轮18以逆时针方向的旋转运动。在片状材料与切割刀片22接合而未完全切割的情况下，分段齿轮18会接触分段齿轮止动装置56，分段齿轮止动装置56接着会停止分段齿轮18的旋转。这个动作还会停止分配机构36中的其它器件如浮标齿轮24和驱动滚筒16的旋转，并因此而导致分配机构36的锁定。限制力会在这一点置于片状材料12上，这种限制力允许使用者通过在片状材料12上施加额外的拉力来将片状材料12完全切割。
片状材料12的切割消除了由使用者分配片状材料12而施加的力。这样就将这种力从驱动滚筒16移去且不再传递到分段齿轮18的第一驱动分段52，以在弹簧20中储存势能。弹簧20会由于加在其上的力的消除而开始释放它所储存的势能。弹簧20中的势能的释放导致分段齿轮18顺时针旋转，如图5所示。第二驱动分段54的顺时针旋转导致切割刀片惰轮26以逆时针方向旋转，这种旋转会平移到齿轮齿条30，以将切割刀片22向后移出片导轨开口46和48并进入静止或就绪的位置，如图1和图5所示。
分段齿轮18的顺时针旋转还会导致浮标齿轮24移动而脱离与第一驱动分段52的接触并且与惰轮58接合。如图5所示，浮标齿轮24的移动方向用箭头C指明。负责确保浮标齿轮24的移动的机构在具体实施方式
的后面的要点中进行描述。图6示出了分段齿轮18从示于图5中的位置的送进。在该图中，第二驱动分段54与惰轮58接触并导致惰轮58以逆时针方向旋转。惰轮58的逆时针方向旋转导致浮标齿轮24的顺时针旋转。如图所示，浮标齿轮24也与驱动滚筒齿轮50接合并导致驱动滚筒齿轮50以逆时针方向旋转。正如在前面所描述的那样，压力滚筒38会将片状材料12推动而倚在驱动滚筒16上，因此，通过驱动滚筒齿轮50的旋转的驱动滚筒16的旋转会导致片状材料12以方向箭头D所指明的方向送进。这种送进会导致片状材料12的一部分移出释放开口44而展示给使用者。
下面详细描述用于控制浮标齿轮24的移动的机构。参看图7，框架14的内部的一部分在图中示出并包括浮标齿轮槽60。还包括导轨销槽62且导轨销槽62与浮标齿轮槽60对准。图8是分配器10的这个部分的详细视图。图中示出的浮标齿轮24处于延伸位置66并可在沿着浮标齿轮槽60的缩回位置68之间来回移动。如在缩回位置68所表明的那样，在分配循环的自动送进期间，浮标齿轮24与惰轮58接合。
图9A至图9C示出了浮标齿轮导轨，浮标齿轮导轨是一种“U”形构件并限定一对齿轮安装孔76，浮标齿轮24安装到这对齿轮安装孔76中。一对导轨销64和跟踪销78位于浮标齿轮导轨74上。导轨销64像图8所示的那样位于导轨销槽62中。如图8所示，导轨销64在浮标齿轮24处于延伸位置66时可在延伸位置70之间移动且在浮标齿轮24处于缩回位置68时可在缩回位置72之间移动。因此，导轨销64起到将浮标齿轮24的移动限制到沿着导轨销槽62的线的方向的线性移动。
图10示出了框架14，所示出的框架14具有切去部分，以观察框架14内所包含的分配机构36的截面。跟踪销78与位于分段齿轮18上的一对跟踪肋80一起工作。示于图10中的分配机构36处于分配位置，因此，浮标齿轮24与第一驱动分段52接合，且跟踪销78位于跟踪肋80的右侧。
在分段齿轮18的顺时针旋转期间，跟踪销78沿着跟踪肋80的右侧移动。浮标齿轮导轨弹簧82位于浮标齿轮导轨74的左侧并朝向分段齿轮18推动浮标齿轮导轨74，以将浮标齿轮24朝向第一驱动分段52推动。浮标齿轮导轨弹簧82起到朝向分段齿轮18推动浮标齿轮导轨74的作用，以有助于在分配循环的自动送进部分之后确保从惰轮58的释放。浮标齿轮导轨74、浮标齿轮导轨弹簧82、跟踪销78和跟踪肋80的结合用于确保浮标齿轮24的释放以及与第一驱动分段52和惰轮58的接合。
图11示出了处于静止或就绪位置的分段齿轮18。在图11中，浮标齿轮24由浮标齿轮导轨弹簧82向前推动，以与第一驱动分段52接触。跟踪销78位于跟踪肋80的内面84的后部。而且，跟踪销78位于距跟踪肋80的最低点86下面的一定距离的位置，以有助于在返回或分配循环的自动分配部分完成之前确保返回跟踪销78的就绪的位置。随着分段齿轮18在分配循环的分配部分期间以逆时针方向旋转，跟踪肋80的内面84在跟踪销78前面行进，以有助于确保浮标齿轮24与第一驱动分段52之间的接合。
随着分段齿轮18继续以逆时针方向旋转，跟踪肋80会移动经过跟踪销78，这样，跟踪销同步(lockout)构件88经过跟踪销78。跟踪销同步构件88与跟踪销78的接合导致跟踪销同步构件88旋转，以允许跟踪销同步构件88经过跟踪销78。这种旋转动作在图13中示出，图13示出了在跟踪肋80以逆时针方向旋转时跟踪销同步构件88与跟踪销78的相对位置。
一旦跟踪销同步构件88已经过跟踪销78，跟踪销同步构件88就可以通过重力、弹簧压力或二者的结合而自由地返回到其最初的位置。将跟踪销同步构件88设计成具有较小的几何尺寸，以允许跟踪销同步构件88仅穿过示于图13中的弧旋转。跟踪销同步构件88的左侧面具有允许跟踪销同步构件88旋转到左侧的半径。跟踪销同步构件88的一部分是平的并与跟踪肋80接触，以避免跟踪销同步构件88从其静止位置旋转到右侧。
图14示出了一旦分段齿轮18已完成其全部逆时针旋转并已与分段齿轮止动装置56(图4)接触时跟踪肋80、跟踪销同步构件88和跟踪销78的相对定位。可将这些器件构造成允许超过一个位置的额外旋转进程，在这个位置中，跟踪销同步构件88清除跟踪销78以及分段齿轮18的逆时针旋转的完成。如果片状材料12在分段齿轮18的完全逆时针行进之前切割，这个数量的旋转距离有助于确保跟踪销78和跟踪销同步构件88的相对位置。
图12和图15示出了跟踪销同步构件88和跟踪肋80与跟踪销78在分配循环的送进部分期间的相对关系。当分段齿轮18在分配循环的送进部分期间顺时针旋转时，跟踪销同步构件88会遇到跟踪销78。跟踪销同步构件88会避免跟踪肋80的内面84在跟踪销78的前面行进。在与跟踪销同步构件88接触时，跟踪销78进而整个浮标齿轮导轨74会在浮标齿轮槽60中被向前推动到缩回位置72。这种送进确保浮标齿轮24与第一驱动分段52分离且接着导致浮标齿轮24与惰轮58的接合。随着分段齿轮18继续以顺时针方向旋转，就将跟踪肋80的外面90保持在跟踪销78的后面，这样就确保浮标齿轮24与惰轮58之间的连续接触。
片状材料12有可能在分配之前释放。例如，在片状材料12由切割刀片22切割之前，使用者可将片状材料12释放。此外，在某些情况下，如果使用者将片状材料12拉在小的表面区域上方如他或她的拇指与食指之间时，片状材料12的一小部分可能会从片状材料12的主要部分剥离。片状材料12的这种释放可导致分配机构36的反转，因为某些数量的势能储存在分配机构36中。这种释放可能导致将片状材料12拉回框架14的内部之中。根据本发明的一个示范性实施例，可设有如示于图16中的锁定棘轮92，优选邻近于驱动滚筒齿轮50。还可包括棘轮爪94，以避免无意间将片状材料12重新卷绕，因为棘轮爪94会按照锁定棘轮92的齿数以不连续间隔与锁定棘轮92接合。
图17示出了分配器10的替代示范性实施例，在此实施例中，切割刀片22通过刀片承载装置96刚性附到切割刀片驱动齿轮28。在此示范性实施例中，切割刀片22呈曲线形，但根据本发明的其它示范性实施例，切割刀片22也可以是直的或其它不同形状。切割刀片惰轮26与第二驱动分段54的接触会导致切割刀片驱动齿轮28顺时针旋转，这样就将切割刀片22移动并穿过片导轨开口46和48，以切割片状材料12。第二驱动分段54的反向移动反过来会导致切割刀片驱动齿轮28像图18所示出的那样顺时针旋转，以将切割刀片22从片导轨开口46和48缩回。
根据本发明的一个示范性实施例，驱动滚筒齿轮50的直径为1.5英寸，这样就产生每转4.71英寸的线性进程。可将分配器10构造成使切割刀片22位于分配开口44上方1.25英寸的位置。可将分配器10构造成在分配循环开始时使2.5英寸的片状材料12展示给使用者。如果分配器10以这种方式布置，需要3.75英寸的所要求的送进。同样地，如果需要11英寸的总片状材料12的输送，那么，分配长度必须是7.25英寸。在示于图1中的齿轮齿数比的情况下，要求驱动滚筒16的1.53转，以输送片状材料12的适当的分配长度。这种分配量与第一驱动分段52的58度的旋转相等。为了在工作区的任何一侧提供另外的齿轮传动，将分段齿轮18制成75度。同样地，需要第二驱动分段54的30度的旋转，以提供片状材料12的正确的自动送进长度并因此而在片状材料12与片状材料12的下一片的送进之间提供停留时间。切割刀片22移动以切割片状材料12要求6度的旋转。该6度可以是第二驱动分段54的30度的旋转的一部分。
前面所描述的长度、度数和齿轮齿数比仅是根据本发明的分配器10的一个示范性实施例的一种可能性。正如本领域中熟练的技术人员所熟知的那样，本发明包括驱动滚筒直径、齿轮齿数比和分配长度等的多种其它构造。例如，根据本发明的其它示范性实施例，片状材料12的分配长度可达1英寸或可在8直至12英寸之间。
图19至图24示出了根据本发明的分配器10的替代示范性实施例。在此实施例中，与前面所描述的示范性实施例一样，将片状材料12切割且分配器10将片状材料12的新的区段自动送进以展示给使用者，这样，使用者就不必接触分配器10的其它器件或片状材料12的其它部分。
参看图19，通过压力滚筒38以前面所描述的示范性实施例相同的方式将片状材料12推动倚在驱动滚筒16上。不过，在此示范性实施例中，将驱动滚筒16的驱动滚筒轴100安装在框架14的伸长槽102中，这样，驱动滚筒16就可以以槽102的方向移动。因此，驱动滚筒16既旋转性地又可滑动地安装到框架14。如图20所示，提供弹簧104并用于将驱动滚筒16推到如图19所示的槽102的最上部分中的静止位置。由于将片状材料12以由方向箭头E所指明的方向抽回，所以片状材料12与驱动滚筒16之间的摩擦力导致驱动滚筒16逆时针旋转。而且，由于片状材料12由使用者拉动，所以将力分量施加在驱动滚筒16上，以朝向按照方向箭头F所指明的槽102的最低部分推动驱动滚筒16。
参看图19至图22，在使用者拉动片状材料12并因此而将驱动滚筒16移动到槽102的最低部分时，驱动滚筒齿轮50的齿会与分段齿轮18的第一驱动分段52接合。这种接合会导致分段齿轮18顺时针旋转，如图22所示。正如在前面的示范性实施例中所描述的那样，将分段齿轮18弹簧加载，以在使用者拉动片状材料12时储存势能。而且，用于储存势能的弹簧20可以是扭转弹簧或者是本领域中一般的技术人员所熟知的任何其它弹簧。可将分段齿轮18构造成使其旋转直到它接触框架14上的固定止动装置(未示出)。分段齿轮18的旋转和固定止动装置(未示出)的位置确定可从分配器10取出的片状材料12的量。这根据一个事实得出，即停止分段齿轮18的旋转或运动还会避免驱动滚筒16的运动并因此而避免将片状材料12从驱动滚筒16取出。
分段齿轮18一旦已旋转到其设计限制，使用者即可将片状材料12拉动并倚在切割刀片22上。如图19所示，切割刀片22是静止刀片并附到框架14。将会理解，根据本发明的其它示范性实施例，切割刀片22不必附到框架14，但可以附到如其它结构。因此，本发明包括一些示范性实施例，在这些示范性实施例中，切割刀片22是自动切割刀片和、或静止切割刀片。
片状材料12的切割除去将驱动滚筒16推到槽102的最低部分的分力并因此而允许驱动滚筒16返回槽102的最高部分。在此位置，会将驱动滚筒齿轮50置于与静止齿轮106接触且与第一驱动分段52脱离接触的位置。由于驱动滚筒齿轮50不再与分段齿轮18接触，所以分段齿轮18通过所储存的弹簧能量自由地逆时针旋转到其静止位置，如图21所示。第二驱动分段54可在分段齿轮18的最后三分之一行程期间与静止齿轮106接触。第二驱动分段54与静止齿轮106的接合会导致静止齿轮106顺时针旋转，如图21所示。静止齿轮106与驱动滚筒齿轮50接合并因此而会导致驱动滚筒齿轮50的逆时针旋转进而导致驱动滚筒16的逆时针旋转。
驱动滚筒16的逆时针旋转会导致片状材料12的送进，以向使用者展示出片状材料12的新的片，以用于以后取出。示于图19至图22中的分配器10的示范性实施例设计成在分段齿轮18的返回部分期间驱动滚筒16会进行一次旋转，这样就导致约3英寸的片状材料12的送进。如图21和图22所示，第二驱动分段54也会在分配循环的前30度的分配部分期间接触静止齿轮106。不过，在分配循环的这个部分期间，静止齿轮106并不与驱动滚筒齿轮50接触，因此，静止齿轮106仅会在适当的位置旋转且不会导致使片状材料12送进。因此，在分段齿轮18的顺时针和逆时针旋转部分期间，第二驱动分段54可与静止齿轮106接触。静止齿轮106的宽度可以是驱动滚筒齿轮50的两倍。
可确定分配机构36的尺寸，以使片状材料12的不同长度可从分配机构36送进或分配。例如，根据本发明的一个示范性实施例，驱动滚筒16的直径是1英寸，这样，驱动滚筒16的每转就产生片状材料12的3.14英寸线性进程。可将分配机构36构造成在分配循环开始时使3英寸的片状材料12展示给使用者。可选择驱动滚筒齿轮50与分段齿轮18之间的比率，以在分段齿轮18接触固定止动装置(未示出)而导致总共约13英寸的片状材料12分配给使用者之前允许3转驱动滚筒齿轮50。根据本发明的其它示范性实施例，正如本领域中熟练的技术人员所熟知的那样，可在分配器10中采用不同的齿轮齿数比和进程。而且，驱动滚筒齿轮50的直径可以变化，以降低分配力矩。
可根据本发明的其它示范性实施例对分段齿轮18的第一和第二驱动分段52和54上的齿不同地进行构造。第二驱动分段54可位于邻近于第一驱动分段52并略高于第一驱动分段52的位置。在示于图21和图22的示范性实施例中，第一驱动分段52约为90°，而第二驱动分段54约为30°或分段齿轮18的1/3。第二驱动分段54位于分段齿轮18的60°和90°部分之间。
虽然在图中示出的是分段齿轮，但正如前面所提及的那样，分段齿轮18可以是根据本发明的其它示范性实施例的全齿轮、齿轮齿条或类似的齿轮。
存在使用者会在分配循环的完成之前释放片状材料12的可能。在这种情况下，驱动滚筒16会返回到静止位置，这样就允许其它的片状材料12提前送进。为了避免这种情况的发生，可采用如图23所示的锁定机构108。锁定机构108包括锁定爪110，锁定爪110通过联动装置112连接到切割刀片22。随着驱动滚筒轴100行进到槽102的最低部分中，驱动滚筒轴100将锁定爪110转动而不起作用，直到驱动滚筒轴100锁定在锁定爪110中的凹槽中。在此位置，驱动滚筒16不能够返回其静止位置，直到切割力加在切割刀片22上，这样就转动联动装置112和锁定爪110以释放驱动滚筒16，从而允许片状材料12的送进。接着片状材料12的切割之后，通过弹簧114提供的弹簧力将切割刀片22和锁定爪110返回到就绪的位置。
图24示出了分配器10的替代示范性实施例，分配器10采用自动切割刀片22。切割刀片22可滑动地安装到框架14并可以弹簧加载。根据本发明的这个示范性实施例，分段齿轮18限定凸轮表面32。在分段齿轮18在分配循环的分配部分期间到达其逆时针旋转的末端时，凸轮表面32会接触切割刀片22的后面部分并因此而向前推动切割刀片22与片状材料12接触，以进行切割。一旦将片状材料12切割，使用者会取出切割部分且片状材料12的新的片会像前面所描述的那样自动送进。切割刀片22的弹簧加载会在除去凸轮表面32时导致切割刀片22的返回。
虽然示于图24中的示范性实施例采用可滑动安装的切割刀片22，但可以理解，根据本发明的其它示范性实施例，也可采用旋转安装的切割刀片22。或者，根据本发明的其它示范性实施例，可将旋转安装的切割刀片22用齿轮连接到分段齿轮18。
应理解本发明包括可对本说明书中所描述的分配器10的示范性实施例进行的各种各样的修改，这些修改在所附的权利要求书以及与权利要求书等同的内容的范围之内。
权利要求
1.用于分配和送进片状材料的分配器，包括框架；驱动滚筒，所述驱动滚筒可旋转地安装到所述框架并构造成与片状材料接合，以使所述驱动滚筒的旋转导致所述片状材料的移动；分段齿轮，所述分段齿轮安装到所述框架，其中，所述分段齿轮与所述驱动滚筒连通，且所述分段齿轮具有第一和第二驱动分段；弹簧，所述弹簧与所述分段齿轮连通并构造使得所述分段齿轮的移动导致所述弹簧储存势能，所述弹簧还构造使得所述弹簧中的势能的释放导致所述分段齿轮移动；以及切割刀片，所述切割刀片构造用于切割所述片状材料以释放所述弹簧中的势能。
2.如权利要求1所述的分配器，其特征在于所述分配器还包括片状材料，与所述驱动滚筒接合以使拉动所述片状材料导致所述片状材料中的张力并导致所述驱动滚筒旋转；以及其中，所述弹簧与所述分段齿轮连通，以使由拉动所述片状材料所导致的所述分段齿轮的旋转导致所述弹簧储存势能；其中，所述切割刀片构造用于切割所述片状材料，使得在切割之后将所述片状材料中的张力释放；以及其中，所述片状材料中的张力的释放导致所述弹簧释放势能，所述势能导致所述分段齿轮旋转以导致所述驱动滚筒旋转并送进所述片状材料。
3.如权利要求1或2所述的分配器，其特征在于所述弹簧是扭转弹簧。
4.如前面的任何一项权利要求所述的分配器，其特征在于所述分配器还包括浮标齿轮，所述浮标齿轮可旋转地且可滑动地安装到所述框架，其中所述浮标齿轮将所述分段齿轮置于与所述驱动滚筒连通的位置。
5.如前面的任何一项权利要求所述的分配器，其特征在于所述切割刀片可相对于所述框架移动，以接合所述片状材料并切割所述片状材料。
6.如权利要求5所述的分配器，其特征在于所述分配器还包括切割刀片惰轮，所述切割刀片惰轮可旋转地安装到所述框架；切割刀片驱动齿轮，所述切割刀片驱动齿轮可旋转地安装到所述框架并与所述切割刀片惰轮连通；以及齿轮齿条，所述齿轮齿条附到所述切割刀片并与所述切割刀片驱动齿轮连通。
7.如权利要求5所述的分配器，其特征在于所述分配器还包括切割刀片惰轮，所述切割刀片惰轮可旋转地安装到所述框架；以及切割刀片驱动齿轮，所述切割刀片驱动齿轮可旋转地安装到所述框架并与所述切割刀片惰轮连通，其中所述切割刀片刚性附到所述切割刀片驱动齿轮。
8.如前面的任何一项权利要求所述的分配器，其特征在于所述驱动滚筒可滑动地安装到所述框架。
9.如权利要求8所述的分配器，其特征在于所述分段齿轮限定凸轮表面，所述凸轮表面构造用于与所述切割刀片接合并导致所述切割刀片移动，以切割所述片状材料。
10.如权利要求1至4中的任何一项所述的分配器，其特征在于所述切割刀片相对于所述框架静止。
11.如前面的任何一项权利要求所述的分配器，其特征在于所述分段齿轮是扇形齿轮。
全文摘要
本发明提供用于分配和送进片状材料(12)的分配器(10)。分配器包括框架(14)和可旋转地安装到框架的驱动滚筒(16)。驱动滚筒构造成与片状材料接合，以使驱动滚筒的旋转导致片状材料的移动。具有第一和第二驱动分段(52和54)的分段齿轮(18)安装到框架并与驱动滚筒连通。包括弹簧(20)且弹簧与分段齿轮连通。弹簧构造使得分段齿轮的旋转导致弹簧储存势能。弹簧中势能的释放导致分段齿轮的旋转。设有切割刀片(22)且切割刀片构造成切割片状材料以释放势能。分配器允许片状材料的片从分配器分配且接着向使用者展示片状材料的新的片，以用于以后的取出。
文档编号B65H35/06GK101026986SQ200580032581
公开日2007年8月29日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年9月29日
发明者R·P·路易斯, P·F·特拉蒙蒂娜 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司