CN209395464U - 笔芯内容物注入装置和笔芯生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种笔芯内容物注入装置和笔芯生产装置。注入装置用于向笔芯杆内注入墨水或密封剂，包括注射嘴、凸轮、凸轮驱动机构和传动件，凸轮的外周轮廓包括远休止段、回程段、近休止段和进程段，回程段包括依次连接的第一回程段、中间休止段和第二回程段，第一回程段与远休止段相邻，第二回程段与近休止段相邻。通过改变凸轮结构改变注射嘴在笔芯管内移动方式，确保墨水或密封剂能够顺利注入，且避免墨水或密封剂粘附在注射嘴外壁带来拉丝，提升产品质量。笔芯生产装置能够实现墨水或密封剂的精准自动注入及自动化生产，提高了笔芯生产效率。

Description

笔芯内容物注入装置和笔芯生产装置

技术领域

本实用新型涉及包装技术领域，具体而言，涉及一种笔芯内容物注入装置，还涉及一种笔芯生产装置。

背景技术

笔芯2主要由笔头24、笔芯杆211、连接件25、墨水22、密封剂 23、护套26组成，参考图1。其中笔芯杆内墨水和密封剂的注入需要达到定量、紧实且无挂壁的要求，以确保出水顺畅无残留且外观一致，因此其注入效果直接关系到整支笔芯的质量，影响用户的感受。

在现有的生产设备中，墨水或密封剂等内容物的注入均采用突进式注入，即在注射嘴伸入笔芯杆极限位置的瞬间进行注入，然后注射嘴立即退出笔芯杆。

在实际使用过程中，由于墨水种类繁多，其粘度范围较广，现有的注入方式匹配不同墨水时注入效果参差不齐，对于粘度较小的墨水往往会在注射嘴未达到指定位置即开始注入，导致笔芯杆内污染，且注入的墨水尺寸不稳定，进而影响笔芯成品质量。另外，密封剂一般为粘稠液体，采用突进式注入易引起拉丝挂壁现象，导致笔芯尾端污染，影响外观和成品质量，甚至还需增加后期擦拭工艺，生产成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种笔芯内容物注入装置和笔芯生产装置，解决现有笔芯墨水或密封剂注入易挂壁的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种笔芯内容物注入装置，包括：

注射嘴，用于向笔芯杆内注入内容物；

凸轮，其外周轮廓包括远休止段、回程段、近休止段和进程段，所述回程段包括依次连接的第一回程段、中间休止段和第二回程段，所述第一回程段与所述远休止段相邻，所述第二回程段与所述近休止段相邻；

凸轮驱动机构，用于驱动所述凸轮旋转；

传动件，一端与所述凸轮轮廓接触，另一端连接所述注射嘴，用于带动所述注射嘴进行直线往返运动，以使所述注射嘴伸入或伸出所述笔芯杆。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述远休止段的角度为 42～62度；所述第一回程段的角度为6～16度；所述中间休止段的角度为 9～29度；所述第二回程段的角度为56-66度；所述近休止段的角度为 130-150度；所述进程段的角度为66～76度。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述远休止段的半径为 80-100mm；所述第一回程段的半径为20-40mm；所述中间休止段的半径为10-30mm；所述第二回程段的半径为50-70mm；所述近休止段的半径为60-80mm；所述进程段的半径为60-90mm。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述注入装置还包括：储存装置，用于储存所述内容物；和定量泵，连接所述储存装置和注射嘴，用于将所述内容物由所述储存装置泵入注射嘴。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述储存装置内设有加压装置。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述储存装置内设有加热和保温装置。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种笔芯生产装置，包括：以上任一项所述的笔芯内容物注入装置，用于向所述笔芯杆内注入墨水和/ 或密封剂；和笔芯传动机构，用于将所述笔芯杆送至所述笔芯内容物注入装置处，使所述笔芯杆的注入端对准所述注射嘴。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述笔芯传动机构包括：传动轨道，用于传送所述笔芯杆；限位机构，用于使所述笔芯杆的注入端在所述笔芯内容物注入装置处对准所述注射嘴。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述笔芯传动机构还包括：顶升机构，用于将所述笔芯杆顶起至与所述注射嘴同一高度，及将所述笔芯杆降落至所述传动轨道高度。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，还包括：连接件安装装置；和/或，笔头安装装置；和/或，护套安装装置。

本实用新型的笔芯内容物注入装置对驱动注射嘴往复运动的凸轮结构进行了改进，将回程段分为第一回程段、中间休止段和第二回程段，使得注射嘴实现分段回程，一方面注射嘴可以在内容物注入末期一边注入一边后退，防止内容物没过注射嘴，且避免墨水粘附在注射器外壁带来拉丝，保证了笔芯的外观和质量，也减少了频繁清理注射嘴外的内容物带来的繁杂工序。另一方面，分段回程使得注射嘴退出速度平缓，注射嘴在水平方向运动的稳定性更好，保证了注入的质量和效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是笔芯结构示意图；

图2是现有凸轮结构示意图；

图3是本实用新型笔芯内容物注入装置的结构示意图；

图4是本实用新型凸轮结构示意图；

图5是本实用新型笔芯生产装置的结构示意图。

图中，1、注射嘴；2、笔芯；3、凸轮；4、传动杆；5、凸轮驱动机构；6、储存装置；7、传动轨道；8、限位机构；9、顶升机构；71、驱动电机；21、笔芯杆；22、墨水；23、密封剂；24、笔头；25、连接件； 26、护套；41、推杆；42、连杆；72、传动轴；73、轨道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

相关技术中，如图1所示，为现有笔芯内容物注入装置的结构示意图，注射嘴1用于将储存装置中的内容物注入笔芯杆21，注射嘴1通过凸轮机构实现间歇性的直线往返运动，以伸入或伸出笔芯杆21，将内容物注入笔芯杆内。凸轮机构包括凸轮3、传动杆4、凸轮驱动机构5等结构，凸轮3的旋转运动转化为传动杆4的直线往返运动，进而传递给注射嘴1，使注射嘴1伸入或伸出笔芯杆21，因此凸轮的结构影响注射嘴的运动方式。

现有的凸轮3的结构如图2所示，其外周轮廓包括远休止段、回程段、近休止段和进程段，对应于凸轮的四个分段，注射嘴的动作阶段分为伸入、注射、伸出、等待四个阶段。具体而言，凸轮在进程段时注射嘴前进伸入笔芯杆，凸轮在远休止段处时注射嘴停留于笔芯杆内部同时完成内容物的注入，凸轮在回程段时注射嘴后退伸出注射嘴，凸轮在近休止段处时注射嘴停留在等待位置。现有注射嘴在凸轮远休止段注射墨水或密封剂，墨水或密封剂注射到后期时会淹没注射嘴端部，导致注射嘴在退出笔芯杆时容易造成墨水或密封剂等内容物挂壁，影响外观和笔芯质量，而且现有凸轮结构回程速度过快，也容易由于动作过快造成抖动，长时间积累会影响注射嘴方向和位置的稳定性，影响注入的质量和效率。

本实用新型实施方式中提供了一种笔芯内容物注入装置，能够提高注入质量和效率。该笔芯按照墨水类型分类可以是中性笔、油性笔、水性笔等，按照墨水流出方式也可以是圆珠笔、走珠笔等，只要需要在笔芯内注入内容物则都适用于本实用新型，在此不再一一列举。内容物可以是墨水，也可以是用于封堵墨水的密封剂。

如图2所示，本实用新型实施方式的笔芯内容物注入装置，包括注射嘴1，用于向笔芯杆内注入内容物。还包括用于驱动注射嘴直线往复运动的凸轮机构，凸轮机构包括凸轮3、传动件4和凸轮驱动机构5，凸轮驱动机构用于驱动凸轮旋转；传动件一端与凸轮轮廓接触，另一端连接注射嘴，用于将凸轮的旋转运动转化为直线往复运动，以带动注射嘴伸入或伸出笔芯杆。凸轮的外周轮廓包括远休止段、回程段、近休止段和进程段，其中，回程段包括依次连接的第一回程段、中间休止段和第二回程段，第一回程段与远休止段相邻，第二回程段与近休止段相邻。

本实用新型在原有凸轮结构的基础上，进一步将凸轮的回程段划分为三个区段，前后两个为回程段，中间为休止段。其工作过程为：凸轮在进程段时注射嘴前进伸入笔芯杆；凸轮在远休止段时注射嘴停留于笔芯杆内部开始注入内容物；凸轮在回程段的第一回程段时，注射嘴可以一边后退一边继续注入内容物，然后凸轮在中间休止段时，注射嘴暂停一段时间，使注射嘴出口处的内容物充分排干净，最后凸轮在第二回程段时，注射嘴后退伸出笔芯杆；凸轮在近休止段处时注射嘴停留在等待位置，准备下一次注入，以此循环。

该凸轮结构使得注射嘴实现分段回程，一方面注射嘴可以在内容物注入末期一边注入一边后退，防止内容物没过注射嘴，且避免墨水粘附在注射器外壁带来拉丝，保证了笔芯的外观和质量，也减少了频繁清理注射嘴外的内容物带来的繁杂工序。另一方面，分段回程使得注射嘴退出速度平缓，注射嘴在水平方向运动的稳定性更好，保证了注入的质量和效率。

下面以注入墨水为例，对本实用新型实施方式的笔芯内容物注入装置进行详细说明：

本实用新型的凸轮3是指具有曲线轮廓的构件，作为主动件作回转运动。传动件作为从动件，与凸轮的曲线轮廓作点接触或线接触，以传递动力和实现预定的直线往复运动规律。本实用新型的传动件包括推杆 41和与推杆铰接的若干连杆42，推杆41的活动端与凸轮轮廓接触，连杆42的最末端与注射嘴1相连接。本实用新型的凸轮驱动机构用于驱动凸轮旋转，本实用新型不对此进行特殊限定。注射嘴2通常包括注射口、注射管道，液体在一定压力下经注射管道由注射口流出，其形状包括但不限于针筒状。墨水的流动可以通过泵进行驱动。

凸轮的外周轮廓依次包括远休止段、第一回程段、中间休止段、第二回程段、近休止段和进程段，各轮廓段首尾相连，远休止段和进程段相连。凸轮各轮廓段的角度和半径都决定了传动件的运动轨迹和方式。

在本示例性实施方式中，如图4所示，远休止段的角度为42～62度；第一回程段的角度为6～16度；中间休止段的角度为9～29度；第二回程段的角度为56-66度；近休止段的角度为130-150度；进程段的角度为 66～76度。在回程阶段，注射嘴先经过小幅度的第一次后退，完成最后的墨水注入，然后暂停一小段时间等墨水流干净后，完全退出笔芯杆。各轮廓段在以上角度范围内时，可以保证注射嘴的轨迹和时间等与笔芯内墨水注射要求匹配，尤其是伸出笔芯杆的轨迹能够满足本实用新型分段后退的需求。

进一步地，在本示例性实施方式中，如图4所示，远休止段的半径为80-100mm；第一回程段的半径为20-40mm；中间休止段的半径为 10-30mm；第二回程段的半径为50-70mm；近休止段的半径为60-80mm；进程段的半径为60-90mm。第一回程段角度较小且半径较小，可以保证注射嘴分段后退中的第一次后退时，可以以较慢的速度退出，使得注射嘴在完成最终的墨水注入的同时缓慢抽出已注入的墨水，防止墨水挂壁，同时，后退距离较短，避免大幅度快速后退造成注射嘴晃动。在中间休止暂停后，再以稍慢的速度退出笔芯杆，保证笔芯杆水平运动的稳定性。而在进程段，注射嘴伸入更加缓慢，使进给动作更加平稳。

进一步地，在本示例性实施方式中，墨水注入装置还包括用于储存墨水的储存装置6，例如墨水储存罐、储存桶等。还包括定量泵，连接储存装置和注射嘴，用于将墨水由储存装置泵入注射嘴，实现定量注入。定量泵包括但不限于机械式定量泵，气缸作为动力元件将墨水定量抽出送入注射嘴。

进一步地，在本示例性实施方式中，储存装置6内还设有加压装置，通过增加墨水储存装置内的加压装置对墨水增压，以提高墨水的运输流通性能，便于液体从低处送往高处。相应的，储存装置需采用可以承受相应压力的材料制成。加压装置可以采用液体增压泵等，本实用新型不对此进行特殊限定。

进一步地，在本示例性实施方式中，储存装置6内还设有加热和保温装置，通过提高墨水的温度降低其粘度，可以进一步提高墨水的运输流通性能和密封，也能够防止挂壁。加热和保温装置可以是一体设计的恒温加热装置，也可以是单独的两个装置，例如加热装置可以是电加热等，保温装置可以是单独包覆在储存装置外壁的保温层等，本实用新型不对此进行特殊限定。

以上实施方式中，注射嘴2注射的是墨水，本结构也适用于向笔芯杆内注射密封剂，密封剂包括但不限于常见的硅油。本领域技术人员完全可以将墨水替换为密封剂，采用原理相同的装置，即可实现密封剂的注入，同样能够提高密封剂的注入质量。

本实用新型实施方式中还提供了一种笔芯生产装置，包括以上实施方式中的笔芯内容物注入装置，用于向笔芯杆内注入墨水和/或密封剂。还包括笔芯传动机构，用于将笔芯杆送至笔芯内容物注入装置处，使笔芯杆的注入端对准注射嘴。

在本示例性实施方式，笔芯传动机构可以包括传动轨道7和限位机构8，传动轨道用于传送笔芯杆，限位机构用于使笔芯杆的注入端在笔芯内容物注入装置处对准注射嘴。

参考图5，为传动轨道的一种结构，包括驱动电机71、传动轴72 和轨道73，驱动电机71与传动轴72连接，并能够驱动传动轴72转动，轨道73在传动轴72的带动下运转，轨道73的运转为间歇式运动，与内容物的注入流程匹配。

限位机构8用于限制笔芯杆的方向，使注入端与注射嘴处于同一基准线上，注入墨水或密封剂时的位置统一。限位机构可以是设置有孔洞的固定件，固定件设置在轨道上，能够随轨道移动，利用固定件上的孔洞对笔芯杆21进行固定限位，以确保笔芯杆保持水平，且在笔芯杆传送到注射嘴处时，笔芯杆的注入端能够恰好对准墨水注射嘴。完成墨水注射后，再由轨道将笔芯杆传递至密封剂注射嘴。完成密封剂注射后，再由轨道将笔芯杆传递至下一个工序。限位机构还可以是设置有夹具的固定件，通过夹具对笔芯杆进行夹持固定。限位机构还可以是设置有V型槽的固定件，能够更加精准的定位。本实用新型不对限位机构的具体实现方式进行限定。

由于注射嘴1的安装高度通常高于传动轨道，笔芯杆21在竖直高度上较难与注射嘴对准，所以进一步地，在本示例性实施方式中，笔芯传动机构还可以包括顶升机构9，用于将笔芯杆顶起至与注射嘴同一高度，及将笔芯杆降落至传动轨道高度。顶升机构9可以采用气压顶升或者液压顶升等，本实用新型不对顶升机构的具体实现方式进行限定。顶升机构可以只将笔芯杆顶起，也可以将限位机构一同顶起。例如，顶升机构可以将限位机构顶起至脱离轨道并上升到注射嘴高度，使笔芯杆的注入端能够恰好对准墨水注射嘴，完成墨水注入后，将固定件下降并落入轨道上。此种情况下，限位机构与轨道之间为非固定连接，例如可在轨道上和限位机构的连接处设置相匹配的凹槽和凸起进行定位，以确保限位机构下降时能顺利安放在轨道上，且相对位置稳定。

进一步地，在本示例性实施方式，笔芯生产装置还可以包括连接件安装装置；和/或，笔头安装装置；和/或，护套安装装置，以实现整个笔芯结构的生产。各装置根据工艺顺序进行布置和安装，以实现整个笔芯自动化生产。

通过本实用新型的笔芯生产装置可以提高墨水或密封剂的注入过程的精准控制和自动化进行，提高整个笔芯生产质量和效率。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种笔芯内容物注入装置，其特征在于，包括：

注射嘴，用于向笔芯杆内注入内容物；

凸轮，其外周轮廓包括远休止段、回程段、近休止段和进程段，所述回程段包括依次连接的第一回程段、中间休止段和第二回程段，所述第一回程段与所述远休止段相邻，所述第二回程段与所述近休止段相邻；

凸轮驱动机构，用于驱动所述凸轮旋转；

传动件，一端与所述凸轮轮廓接触，另一端连接所述注射嘴，用于带动所述注射嘴进行直线往返运动，以使所述注射嘴伸入或伸出所述笔芯杆。

2.根据权利要求1所述的笔芯内容物注入装置，其特征在于，所述远休止段的角度为42～62度；所述第一回程段的角度为6～16度；所述中间休止段的角度为9～29度；所述第二回程段的角度为56-66度；所述近休止段的角度为130-150度；所述进程段的角度为66～76度。

3.根据权利要求2所述的笔芯内容物注入装置，其特征在于，所述远休止段的半径为80-100mm；所述第一回程段的半径为20-40mm；所述中间休止段的半径为10-30mm；所述第二回程段的半径为50-70mm；所述近休止段的半径为60-80mm；所述进程段的半径为60-90mm。

4.根据权利要求3所述的笔芯内容物注入装置，其特征在于，还包括：

储存装置，用于储存所述内容物；

定量泵，连接所述储存装置和注射嘴，用于将所述内容物由所述储存装置泵入注射嘴。

5.根据权利要求4所述的笔芯内容物注入装置，其特征在于，所述储存装置内设有加压装置。

6.根据权利要求5所述的笔芯内容物注入装置，其特征在于，所述储存装置内设有加热和保温装置。

7.一种笔芯生产装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的笔芯内容物注入装置，用于向所述笔芯杆内注入墨水和/或密封剂；

笔芯传动机构，用于将所述笔芯杆送至所述笔芯内容物注入装置处，使所述笔芯杆的注入端对准所述注射嘴。

8.根据权利要求7所述的笔芯生产装置，其特征在于，所述笔芯传动机构包括：

传动轨道，用于传送所述笔芯杆；

限位机构，用于使所述笔芯杆的注入端在所述笔芯内容物注入装置处对准所述注射嘴。

9.根据权利要求8所述的笔芯生产装置，其特征在于，所述笔芯传动机构还包括：

顶升机构，用于将所述笔芯杆顶起至与所述注射嘴同一高度，及将所述笔芯杆降落至所述传动轨道高度。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的笔芯生产装置，其特征在于，还包括：

连接件安装装置；

和/或，笔头安装装置；

和/或，护套安装装置。