CN106743869B - 以机械压合纸卷的封口方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以机械压合纸卷的封口方法，先由第一夹压件的边缘从纸卷的径向方向挤压纸卷，使纸卷圆周面在第一夹压件的边缘处形成由凹陷部和未凹陷部组成的台阶状形变，然后令第一夹压件与第二夹压件靠拢，将所述台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件上，形成令纸张结合在一起的压合部，从而完成封口。本发明还公开了一种以机械压合纸卷的封口装置，用以实现所述方法。本发明的优点是封口效率高，而且第一夹压件和第二夹压件可以只将纸卷外圈少数几层纸张与纸尾压合在一起，封口质量稳定。

Description

以机械压合纸卷的封口方法和装置

技术领域

本发明涉及纸卷加工技术，尤其涉及将纸卷的纸尾固定在纸卷上的封口技术。

背景技术

在纸卷的生产过程中，一般都需要在纸卷复卷完毕后，将纸卷的纸尾固定在纸卷上，以防止纸卷在后续加工过程中松散，此步骤称为封口。授权公开号为CN 101674993 B的中国专利公开了一种无需胶水的封口方法，该方法必须先将纸卷末圈的纸张放松，然后再对放松的纸张进行折叠，使放松的纸张形成凸起的囊袋或者折叠部，然后才能将纸卷的尾端与囊袋或者折叠部压合在一起，整个动作过程繁琐，封口效率很低。公开号为CN105293196A的中国专利申请公开了另一种无需胶水的纸卷封口方法。该方法如图1所示，用夹钳1直接在纸卷2的圆周面上夹压，使纸卷的纸尾2a与纸卷外周一层或数层纸张一起形成凸出于纸卷圆周面的压合部2b，以此完成纸卷的封口。该方法的封口质量完全依赖于夹具能否在纸卷圆周面上挤压出凸出于纸卷圆周面的压合部2b，该因素受到夹具与纸卷圆心之间的距离的影响非常大，极难控制。如果夹钳与纸卷圆心的距离稍近一点，被夹钳挤压至凸出于纸卷圆周面的纸张层数就会显著增加，也就是压合部2b所包含的纸张层数显著增加，造成纸卷的纸尾与过多层数的纸张压合在一起，以至于在纸卷开启封口的时候，太多层数的纸张被扯断，造成浪费；而如果夹钳与纸卷圆心的距离稍远一点，又无法保证夹钳能够可靠地在纸卷上挤出凸出于纸卷圆周面的压合部2b，以至于封口失败。因此，该封口方法的封口质量极不稳定，而且几乎不可能做到纸尾2a仅与一层纸张压合的理想封口效果。

发明内容

本发明目的是提供一种以机械压合纸卷的封口方法，以克服上述现有技术的缺陷。本发明还提供一种以机械压合纸卷的封口装置，以实现所述方法。

本发明所述方法是这样实现的：以机械压合纸卷的封口方法，利用第一夹压件和第二夹压件的靠拢动作，将纸卷的末圈纸张与纸卷圆周面的一部分纸材压合在一起，通过以下步骤完成：

a、第一夹压件的边缘从纸卷的径向方向挤压纸卷，使纸卷圆周面在第一夹压件的边缘处形成由凹陷部和未凹陷部组成的台阶状形变；

b、令第一夹压件与第二夹压件靠拢，将所述台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件上，形成令纸张结合在一起的压合部，从而完成封口。

优选地，在所述步骤a之前，或者在所述步骤a之后、所述步骤b之前，将纸卷的尾端朝向所述第一夹压件和所述第二夹压件之间的间隙中展开，形成一段位于所述第一夹压件和所述第二夹压件之间的纸尾。

本发明所述的纸卷封口装置是这样实现的：以机械压合纸卷的封口装置，包括第一夹压件和第二夹压件，由第一夹压件和第二夹压件将纸卷圆周面的一部分纸材压合在一起，其特征在于还包括：

用以将纸卷按压在第一夹压件的边缘处的挤压机构，挤压机构对纸卷的按压力，足以使得纸卷圆周面在第一夹压件的边缘处形成由凹陷部和未凹陷部组成的台阶状形变；

第二夹压件与第一夹压件的相对位置，使得第二夹压件可将所述台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件上，形成令纸张结合在一起的压合部。

优选地，该装置还包括用以将纸卷的尾端朝向第一夹压件和第二夹压件之间的间隙中展开的纸尾展开机构。

优选地，所述挤压机构包括用于按压纸卷的压辊，该压辊对纸卷的按压力足以使得纸卷圆周面在所述第一夹压件的边缘处形成所述台阶状形变。

优选地，该装置还包括驱使纸卷绕自身轴线转动特定角度的纸尾定位机构，该特定角度是指：当纸卷转过该特定角度之后，再被所述挤压机构按压在所述第一夹压件的边缘处时，纸卷的尾端刚好位于能够朝向第一夹压件和第二夹压件之间的间隙中展开的位置。

优选地，所述纸尾定位机构包括夹着纸卷转动的两根转动辊，其中一根是承托纸卷的转动辊，另一根是按压纸卷的转动辊。

优选地，在所述纸尾定位机构的用于按压纸卷的转动辊与所述挤压机构的压辊上，共同环绕有循环带，以该转动辊和压辊作为循环带的带轮，由循环带按压纸卷并带动纸卷以纯滚动的方式从所述纸尾定位机构滚动至所述第一夹压件的边缘。

优选地，设有位于所述循环带下方的托板，在所述循环带带动纸卷滚动的过程中，由托板承托纸卷，使纸卷沿着托板以纯滚动的方式滚动至所述第一夹压件的边缘。

优选地，所述第一夹压件固定在封口装置的机架上，所述第二夹压件固定在摆动臂上，摆动臂由动力机构驱动，由摆动臂带动所述第二夹压件朝向所述第一夹压件靠拢。

本发明的优点是：与授权公开号为CN 101674993 B的中国专利相比，本发明无需在纸卷的圆周面形成凸起的囊袋或者折叠部，封口动作大为简化，封口效率显著提高；与公开号为CN105293196A的中国专利申请相比，本发明的封口质量并不依赖于第一夹压件和第二夹压件能否在纸卷上挤压出凸出于纸卷圆周面的压合部，而是依赖于所述台阶状形变的凹陷部的凹陷深度，而凹陷部的纸张在受到径向挤压力的作用下会变得更加密实，因此，第一夹压件的边缘挤入纸卷圆周面的深度，也就是凹陷部的凹陷深度，总是较浅的，而且该凹陷深度不会随着径向挤压力的增大而明显增加，即使第一夹压件对纸卷的径向挤压力偏大，甚至在纸卷出现整体压扁变形的极端情况下，所述凹陷部的深度也不会有明显变化，而凹陷部较浅的深度，保证了未凹陷部所包含的纸张层数总是较少的，从而很容易就能控制第一夹压件和第二夹压件只将纸卷外圈少数几层纸张与纸尾压合在一起，封口质量稳定，如果仔细调节第一夹压件对纸卷的径向压力，就能做到纸卷的纸尾仅与一层纸张压合的理想封口效果。

附图说明

图1是现有技术中的一种纸卷封口方法示意图；

图2是本发明方法实施例一的示意图，示意出第一夹压件的边缘从纸卷的径向方向挤压纸卷；

图3是图2的A部放大图；

图4是第一夹压件与第二夹压件靠拢后的示意图；

图5是图4的B部放大图；

图6是本发明方法实施例二的示意图，示意出纸卷的尾端展开到第一夹压件和第二夹压件之间；

图7是图6的C部放大图；

图8是展开的纸尾与压合部压合在一起的示意图；

图9表示在第一夹压件尚未挤压纸卷之前，先将纸卷尾端展开的示意图；

图10是图9的D部放大图；

图11是压合部被纸尾覆盖的示意图；

图12是本发明所述封口装置的实施例的示意图；

图13是封口装置中的纸尾定位机构驱使纸卷绕自身轴线转动特定角度的示意图；

图14是图12中的第二夹压件朝向第一夹压件靠拢后的局部放大图；

图15是挤压机构中的用于按压纸卷的压辊偏离纸卷一定距离的示意图；

图16是纸尾定位机构中的用于按压纸卷的转动辊偏离纸卷一定距离的示意图；

图17是第二夹压件为滚轮的示意图。

具体实施方式

封口方法实施例一

本发明所述的纸卷封口方法的动作过程，先如图2和图3所示，令第一夹压件3的边缘3a从纸卷的径向方向挤压纸卷4，使纸卷圆周面在边缘3a处形成由凹陷部4a和未凹陷部4b组成的台阶状形变，然后如图4和图5所示，令第一夹压件3与第二夹压件5靠拢，将所述台阶状形变的未凹陷部4b按压到第一夹压件3上，形成令纸张结合在一起的压合部4c，从而完成纸卷4的封口。图2和图4以及图6中的箭头F表示对纸卷4的径向压力，用以平衡第一夹压件3对纸卷4的径向压力。压力F可以由另外的构件实施。在本实施例中，并未涉及纸卷的尾端在纸卷圆周面上的位置，纸卷的尾端可能刚好位于压合部4c，也可能不在压合部4c，但这并不影响封口作业的完成。纸卷4的尾端相距压合部4c最远不会超过一圈纸的纸张长度。

封口方法实施例二

本实施例在执行图2所示的步骤之后，在执行图4和图5所示的步骤之前，先如图6和图7那样，将纸卷4的尾端4d朝向第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中展开，形成一段位于第一夹压件3和第二夹压件5之间的纸尾4e，图6中的纸卷尾端4d的展开方向是逆时针展开。之后，再执行图4和图5所示步骤，令第一夹压件3与第二夹压件5靠拢，最后如图8所示，形成压合部4c，而且展开的纸尾4e与压合部4c压合在一起，完成封口。

本实施例也可以在执行图2和图3所示步骤之前，先将纸卷的尾端展开。参见图9并结合图10，在执行图2和图3所示步骤之前，先将纸卷4的尾端4d朝向第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中展开，形成一段位于第一夹压件3和第二夹压件5之间的纸尾4e，此时的第一夹压件3并未挤压纸卷4的圆周面，仅是与纸卷4的圆周面接触。之后，再执行图2和图3所示步骤，至此就达到了与图7相同的状态。此后再执行图4所示步骤，令第一夹压件3与第二夹压件5靠拢，最终达到与图8相同的封口效果。

本实施例在第一夹压件3和第二夹压件5靠拢之前，先将纸卷4的尾端4d展开形成一段纸尾4e，由此带来的有益效果是进一步提升了封口质量：1、由于展开的纸尾4e仅与压合部4c的单侧侧面压合，例如图8所示，纸尾4e仅与压合部4c的右侧侧面压合，没有与压合部4c的左侧侧面压合，因此，在用户拆封纸卷而拉扯纸尾4e的时候，纸尾4e更容易与压合部4c分离；2、展开的纸尾4e仅与压合部4c的单侧侧面压合，也就是减少了压合在一起的纸张的厚度，从而可减少第一夹压件3和第二夹压件5对压合部4c的挤压所需的挤压力，避免损伤纸张，而且有利于减少动力消耗；3、由于展开的纸尾4e仅与压合部4c的单侧侧面压合，因此，在包装纸卷的时候，可如图11那样用纸尾4e覆盖压合部4c的左侧，以部分掩盖在挤压过程中形成于压合部4c上的皱褶，有利于改善纸卷外观。

封口装置实施例

以机械压合纸卷的封口装置如图12所示，包括第一夹压件3和第二夹压件5，第一夹压件3固定在装置的机架上，第二夹压件5固定在摆动臂6上。摆动臂6由液压缸、气缸或者电机等动力机构驱动。当摆动臂6顺时针转动时，摆动臂6带动第二夹压件5朝向第一夹压件3靠拢。第一夹压件3可以是固定在机架上的砧垫。

如图12所示，该封口装置还包括用以将纸卷4按压在第一夹压件3的边缘处的挤压机构。该挤压机构包括用于按压纸卷4的压辊7，压辊7与第一夹压件3具有合适的间距，使得压辊7对纸卷4形成适当的压力，该压力足以使得纸卷4的圆周面如图3那样，在第一夹压件3的边缘3a处形成由凹陷部4a和未凹陷部4b组成的台阶状形变。利用压辊7的转动，可将纸卷4带到第一夹压件3与压辊7之间，当纸卷4的圆周面在第一夹压件3的边缘处形成所述台阶状形变后，压辊7立即停止转动。挤压机构除了采用压辊7外，还可以采用其他结构形式的构件，例如一块与气缸连接的压板，由气缸带动压板按压纸卷，通过控制气缸对压板的驱动力，使得压板对纸卷的压力足以使得纸卷的圆周面形成如图3那样的由凹陷部4a和未凹陷部4b组成的台阶状形变。当纸卷4的圆周面形成图3所示的台阶状形变后，即可由摆动臂6带动第二夹压件5朝向第一夹压件3靠拢。第二夹压件5与第一夹压件3的相对位置，使得第二夹压件5可将图3所示的台阶状形变的未凹陷部4b按压到第一夹压件3上，最终如图14所示那样形成令纸张结合在一起的压合部4c，从而完成封口。

作为优选方案，如图12所示，该封口装置还包括用以将纸卷4的尾端4d朝向第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中展开的纸尾展开机构。该纸尾展开机构包括吸引纸卷尾端4d的吸气孔15，以及对着纸卷尾端4d吹气的吹气管8。吸气孔15可设置在第一夹压件3，或者第一夹压件3附近的机架上。在吸气孔15和吹气管8的共同作用下，可帮助纸卷4的尾端4d快速地展开到第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中，形成一段位于第一夹压件3和第二夹压件5之间的纸尾4e。当第一夹压件3与第二夹压件5靠拢后，展开的纸尾4e如图14那样，与压合部4c压合在一起，所起到的有益效果与前述封口方法实施例二中所述的有益效果相同。

作为进一步改进，如图12并结合图13所示，该封口装置还包括驱使纸卷4绕自身轴线转动特定角度的纸尾定位机构。该纸尾定位机构包括夹着纸卷4转动的两根转动辊9、10，其中一根是承托纸卷的转动辊9，另一根是按压纸卷的转动辊10。在纸卷4被移送至图12所示位置之前，两根转动辊9、10先如图13所示，驱使纸卷4绕自身轴线转动一个特定角度后停止，纸卷4转动的特定角度使得当纸卷4停止转动后，再被移送至图12所示位置时，也就是纸卷4被挤压机构按压在第一夹压件3的边缘位置时，纸卷4的尾端4d刚好位于能够朝向第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中展开的位置。为了让纸尾定位机构能够精确地控制纸卷4转动的角度，如图12和图13所示，纸尾定位机构还包括用以感应纸卷尾端4d位置的电眼11。电眼11可以采用红外线电眼，或者超声波电眼。

作为优选方案，如图12并结合图13所示，在纸尾定位机构的用于按压纸卷的转动辊10与挤压机构的压辊7上，共同环绕有循环带12，转动辊10和压辊7作为循环带12的带轮，由循环带12按压纸卷4并带动纸卷4以纯滚动的方式从纸尾定位机构滚动至第一夹压件3的边缘。纸尾定位机构的两根转动辊9、10，以及循环带12、挤压机构的压辊7的动作配合过程如下：当纸尾定位机构的两根转动辊9、10同步转动时，尽管循环带12也在行走，但纸卷4只会如图13那样原地转动而不会滚动，当纸卷4原地转动特定角度后，纸尾定位机构的承托纸卷4的转动辊9停止转动，按压纸卷4的转动辊以及挤压机构的压辊7继续同步转动，此时便由循环带12按压着纸卷4并带动纸卷4以纯滚动的方式，从图13所示位置滚动至图12所示位置，当纸卷4的圆周面在第一夹压件3的边缘形成所述台阶状形变后，压辊7和转动辊10立即停止转动，循环带12随即停止，至此便完成了将纸卷4从图13所示位置移送至图12所示位置的动作过程。由于纸卷4从图13所示位置移动至图12所示位置的过程中发生了滚动，因此，纸卷4在图13所示位置原地转动的特定角度，也就是纸尾定位机构驱使纸卷4绕自身轴线转动的特定角度的大小，应考虑纸卷4从图13所示位置滚动到图12所示位置的路程长度，以保证当纸卷4位于图12所示位置时，纸卷4的尾端4d刚好位于能够朝向第一夹压件3和第二夹压件5之间的间隙中展开的位置。

在本实施例中，由于有循环带12按压纸卷，因此，用于按压纸卷的压辊7不必如图12那样位于纸卷4的正上方，而是可以如图15那样偏离纸卷4一定距离，但压辊7仍然起到按压纸卷的作用；同理，用于按压纸卷的转动辊10不必如图13那样位于纸卷4的正上方，而是可以如图16那样偏离纸卷4一定距离，但转动辊10仍然起到按压纸卷的作用。

作为最佳实施方式，如图12并结合图13所示，本实施例还设有位于循环带12下方的托板13，在循环带12带动纸卷4滚动的过程中，由托板13承托纸卷4，使纸卷4沿着托板13以纯滚动的方式滚动至第一夹压件3的边缘。如果第一夹压件3距离转动辊9很近，也可以省去托板13，由循环带12带动纸卷4从转动辊9直接滚动至第一夹压件3的边缘。

作为一种不甚好，但可行的实施方式，也可以不要循环带12和托板13，而是采用机械手来移送纸卷：当纸卷定位机构驱使纸卷4绕自身轴线转动一个特定角度后，用机械手抓取纸卷4，带动纸卷4以平动的方式从图13所示位置移动至图12所示位置。

本实施例还设有一个作间歇式转动的支架14，由支架14将上游设备（例如复卷机）送来的尚未封口的纸卷逐个送入纸卷定位机构的两根转动辊9、10之间。

本发明所述的第一夹压件和第二夹压件的形状和结构不受附图的限制，例如，第二夹压件可以是滚轮。如图17所示，以滚轮5作为第二夹压件，滚轮5安装在可移动的支架16上，支架16可带动滚轮5朝向第一夹压件3靠拢，使得滚轮5起到与图14中的第二夹压件5一样的作用，由滚轮5的圆周面将纸卷的台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件3上，形成令纸张结合在一起的压合部4c。在滚轮5挤压纸卷的台阶状形变的未凹陷部的同时，可通过支架16来带动滚轮5沿着平行于纸卷轴线的方向滚动。支架16可由液压缸、气缸或者电机等动力机构驱动。在支架16上可沿着平行于纸卷轴线的方向排列多个滚轮5。

除上述实施例外，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出相应改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.以机械压合纸卷的封口方法，利用第一夹压件和第二夹压件的靠拢动作，将纸卷的末圈纸张与纸卷圆周面的一部分纸材压合在一起，其特征在于通过以下步骤完成：

a、第一夹压件的边缘从纸卷的径向方向挤压纸卷，使纸卷圆周面在第一夹压件的边缘处形成由凹陷部和未凹陷部组成的台阶状形变；

b、令第一夹压件与第二夹压件靠拢，将所述台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件上，形成令纸张结合在一起的压合部，从而完成封口。

2.根据权利要求1所述的以机械压合纸卷的封口方法，其特征是：在所述步骤a之前，或者在所述步骤a之后、所述步骤b之前，将纸卷的尾端朝向所述第一夹压件和所述第二夹压件之间的间隙中展开，形成一段位于所述第一夹压件和所述第二夹压件之间的纸尾。

3.以机械压合纸卷的封口装置，包括第一夹压件和第二夹压件，由第一夹压件和第二夹压件将纸卷圆周面的一部分纸材压合在一起，其特征在于还包括：

用以将纸卷按压在第一夹压件的边缘处的挤压机构，挤压机构对纸卷的按压力，足以使得纸卷圆周面在第一夹压件的边缘处形成由凹陷部和未凹陷部组成的台阶状形变；

第二夹压件与第一夹压件的相对位置，使得第二夹压件可将所述台阶状形变的未凹陷部按压到第一夹压件上，形成令纸张结合在一起的压合部。

4.如权利要求3所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：还包括用以将纸卷的尾端朝向第一夹压件和第二夹压件之间的间隙中展开的纸尾展开机构。

5.如权利要求3所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：所述挤压机构包括用于按压纸卷的压辊，该压辊对纸卷的按压力足以使得纸卷圆周面在所述第一夹压件的边缘处形成所述台阶状形变。

6.如权利要求5所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：还包括驱使纸卷绕自身轴线转动特定角度的纸尾定位机构，该特定角度是指：当纸卷转过该特定角度之后，再被所述挤压机构按压在所述第一夹压件的边缘处时，纸卷的尾端刚好位于能够朝向第一夹压件和第二夹压件之间的间隙中展开的位置。

7.如权利要求6所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：所述纸尾定位机构包括夹着纸卷转动的两根转动辊，其中一根是承托纸卷的转动辊，另一根是按压纸卷的转动辊。

8.如权利要求7所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：在所述纸尾定位机构的用于按压纸卷的转动辊与所述挤压机构的压辊上，共同环绕有循环带，以该转动辊和压辊作为循环带的带轮，由循环带按压纸卷并带动纸卷以纯滚动的方式从所述纸尾定位机构滚动至所述第一夹压件的边缘。

9.如权利要求8所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：设有位于所述循环带下方的托板，在所述循环带带动纸卷滚动的过程中，由托板承托纸卷，使纸卷沿着托板以纯滚动的方式滚动至所述第一夹压件的边缘。

10.如权利要求3所述的以机械压合纸卷的封口装置，其特征是：所述第一夹压件固定在封口装置的机架上，所述第二夹压件固定在摆动臂上，摆动臂由动力机构驱动，由摆动臂带动所述第二夹压件朝向所述第一夹压件靠拢。