TWI815922B - 用於裝載捲件於機器之裝置，以及包括所述裝置之機器 - Google Patents

Abstract

一種裝置(5)，其用於裝載捲件(R)於機器內，其包含：旋轉元件(6)，圍繞旋轉軸(A)且具有彼此間以角度隔開的複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)。徑向元件界定出用於捲件的接收座(16)。所述接收座(16)的至少其中之一係適於呈現出至少兩種不同配置，以用於接收及處理不同徑向尺寸的捲件(R)。

Description

用於裝載捲件於機器之裝置，以及包括所述裝置之機器

本發明係關於製造及處理捲件的機器及裝置，尤其是紙巾捲，例如一般的衛生紙捲或是紙巾。

於紙巾捲的製造領域當中，一般係將一或多個纖維素捲筒捲成更小直徑尺寸的捲件，其包括捲筒材料，該捲筒材料係由一或更多的紙巾藉由例如膠合方式捲在一起而組成。轉換製程包括一個或更多的機器依序運作的工作。舉例來說，捲件係在捲件被卸載之出口處藉由被稱作捲繞機之手段來捲繞，通常係使用具開放結構帶之材料的自由邊緣。自由邊緣需被膠合至捲件的圓筒形表面，以封住捲件並且防止其鬆開，即使是部份的。因此，對於隨後的包裝作業造成障礙。

為此目的，關於習知的用於封閉自由邊緣的機器，有時以盎格魯撤克遜的詞語「封尾器(tail sealer)」來稱呼。為了要協調一機器與另一機器之間的製造過程，必須要使捲件特別地於封閉自由邊緣的機器中進行供給，也就是說，一次一個，其頻率與其製造速度一致，而上游必須保證容置捲件的可能性，此係與復卷機的生產率相關。

為達到此目的，於封閉自由端機器的入口處具有旋轉遞送器，其有時稱作「蝴蝶」，其具有複數個捲件的接收承座，其通常具相同形狀，而 所述旋轉遞送器圍繞旋轉軸旋轉，該旋轉軸平行於捲件軸且與穿過機器的捲件推進路徑垂直。各個承座承載單個捲件，且遞送器的旋轉允許一次將一個捲件往膠合站傳送。承座係由大致徑向發展的旋轉臂所組成。

此類型的裝置具有無法搭配任意捲件尺寸來工作之缺點。事實上，旋轉臂的徑向尺寸係與捲件尺寸相關。捲件尺寸越大，徑向臂尺寸就必須越大。具有足夠長度來處理大直徑捲件的徑向臂就無法處理單個小直徑捲件，此乃由於每次旋轉時，臂會壓迫跟在遞送器裝置的承座中一個捲件之後的捲件並可能容置於上游。

因此，於生產線當中，當需要極大的生產靈活性並因此需要處理小直徑及大直徑的捲件時，由於在所謂的工業捲件情況中，必須使用不同形狀的遞送器，使其不可能具有多個相同元件，因此通常具有交替運動。後者由於交替運動並非連續運動而具有低生產率。只有在處理大直徑捲件時低生產率才不會是限制，因為其捲繞花費很長的時間，因此此等捲件係以較低速度到達遞送器裝置。裝置的較高生產率失去作用。然而，當機器裝配必須處理小直徑捲件的交替運動裝置時，其降低的生產率會損害產線的整體生產率。事實上，小直徑捲件可在高於裝置能夠提供速率的速率下來製造。因此，由於包含交替運動裝置的下游機器所造成的瓶頸，導致捲繞機的生產率相對於其實際產能降低。

類似的問題也可能發生於其他類型的機器，只要是需要遞送，也就是單獨地裝載捲件進(或是往)工站、組或處理單元，或者是更一般地沿著前進路徑。

因此，適於兼能處理小直徑捲件及大直徑捲件且不損害生產線的生產率的捲件裝載裝置係為有用。

為了解決或是減緩習知技術中的問題，提出了一種裝置，其用於將捲件裝載至機器，所述裝置包括：旋轉元件及複數個徑向元件。旋轉元件圍繞旋轉軸旋轉；徑向元件在角度方向上相對於彼此間隔配置，且界定出用於接收捲件的位置。於一些實施例中，所述徑向元件的至少其中之一可根據捲件的直徑，來呈現出相對於所述旋轉軸的不同的至少兩個角度位置，以改變捲件之接收座的幾何形狀。

於一些實施例中，所述徑向元件的至少其中之一可容易地以不同形狀的替代徑向元件來替換，使得藉由可替換徑向元件所形成用於捲件的接收座係不同於所述替代徑向元件所形成的接收座。因此，其中一個座係被最佳化以在大直徑範圍內處理可變捲件(小直徑及大直徑的捲件)；而另一個座係被最佳化以在受限的直徑範圍內處理捲件(實質上可定義為小直徑)。

通常來說，所述裝置可藉由能夠選擇性地施加連續旋轉運動或是交替旋轉運動的電動馬達或是其他致動器來控制。前者係具有配置相同的接收座(用於小直徑的捲件)的裝置以處理捲件；後者係具有新的裝置配置，以處理大直徑的捲件。

以此種方式，根據待處理的捲件的直徑，來最佳化裝置運動。

於本發明敘述範圍內以及附錄的申請專利範圍內，「徑向元件」係指從旋轉軸延伸的元件，但也可為相對於所述軸偏移，也就是說，其可用相對於所述軸偏移的方式，來固定至圍繞所述旋轉軸的軸，使得所述徑向元件的中軸線不一定需要與所述裝置的旋轉軸相交。此外，從以下敘述可清楚地看出，徑向元件可形成不同於與旋轉軸成90°的角度，例如其可於切線方向上傾斜。此係為有用，特別是在替代徑向元件的情況中，替代徑向元件在當裝置配置為處理大直徑捲件時被替換掉。

進一步地，於附錄的申請專利範圍中，指出了根據本發明之裝置的有益特徵及實施例。

根據另一方面，本發明亦關於一種機器，其包含：捲件之供給路徑，其係起自所述機器的路徑入口，其特徵為包含如一或更多個前項所述之裝置，且所述裝置沿著供給路徑定位。

於一些實施例中，所述機器係為用於封閉捲件之尾部邊緣的機器。

1:機器

2:入口

3:輸入滑槽

4:出口

5:裝載裝置(裝置)

6:旋轉元件

7:膠合站

8:控制單元

9:上部連續柔性元件

10:使用者介面

11:下部連續柔性元件

12:容置區域

14:致動器

15:軸件

16:接收座

17A,17B,17C,17D:徑向元件

17E:替代徑向元件

21:支撐塊

23:螺紋孔

23A,23B,23C,23D:螺釘

25:螺紋孔

27:限制元件

31:致動器

A:旋轉軸

L:自由邊緣

P:供給路徑

R:捲件

RX:捲件

α:開口(角度)

圖式表示出本發明的示例性實施例。更具體地說：〔圖1〕係表示用於封閉紙巾捲的自由邊緣之機器，其包含根據本發明之裝置，圖為示意側視圖。

〔圖2〕及〔圖3A〕、〔圖3B〕係表示圖1的旋轉的裝載裝置於可能的實施例中的兩種不同配置，特別是〔圖3A〕、〔圖3B〕表示出裝載裝置在用於處理大直徑捲件之配置的兩個不同角度位置。

〔圖4〕係表示第二實施例之裝置且於第一工作配置下的軸測圖。

〔圖5〕係表示圖4之徑向元件的群組，基於垂直於旋轉軸之平面的截面。

〔圖6〕係表示類似圖4的軸測圖，其係於不同的工作配置下。

〔圖7〕係表示圖6的截面圖，其類似圖5的截面圖。

〔圖8〕係表示第三實施例。

〔圖9〕及〔圖10〕係根據本發明之裝置於兩個不同使用模式下的的另一實施例。

於下文中敘述關於一種捲件之尾部邊緣的膠合或是封閉的機器，其可使用於捲件製造生產線中，且具有根據本發明之裝載裝置(裝載裝置5，即裝置)。然而，必須理解的是，所述裝置亦可使用於其他類型的機器-其中必須是沿著推進路徑來單獨地遞送捲件。

圖1表示用於封閉捲件R的自由邊緣的機器之示意側視圖。以1標示機器整體。機器具有入口2及出口4。於入口2處連結有輸入滑槽3及裝載裝置5，其具體地形成了本發明之主體。字母P係表示從入口2至出口4，捲件R前進的供給路徑。裝載裝置5包含旋轉元件(6)。

裝載裝置5相對於捲件R供給方向的上游處具有儲存區域12，捲件R可容置於儲存區域12中並等待被裝載裝置5(圖1)提取及遞送(圖1)。

除了裝載裝置5之外，膠合站7係沿著供給路徑P配置。上部連續柔性元件9延伸於入口2及出口4之間，所述上部連續柔性元件9與下方的下部連續柔性元件11間隔開來。於上部連續柔性元件9及下部連續柔性元件11之間， 捲件R的供給路徑P延伸且捲件R從裝載裝置5過來且朝膠合站7前進。上部連續柔性元件9及下部連續柔性元件11之間的距離係可根據待膠合的捲件R的直徑尺寸而調整。

於此簡要敘述的機器1的結構係為習知，可參考例如專利文獻EP0541496。

圖2及圖3A、3B係為示意側視圖，其表示裝載裝置5根據待處理的捲件R的直徑所呈現出的兩個不同配置。於圖2及圖3A、3B所示的實施例中，裝載裝置5包含旋轉元件(6)，其包含軸件(15)，軸件(15)圍繞著旋轉軸A旋轉，且與沿著供給路徑P前進的捲件R的軸平行。徑向元件17A,17B,17C,17D係固定至軸件15。於圖1及圖2配置下，徑向元件17A,17B,17C,17D互相垂直，也就是說它們彼此間係相對偏移90°。如同可從此等圖式理解般，該等元件17A,17B,17C,17D係為徑向，在此意義上，它們垂直延伸於裝載裝置5的旋轉軸A所定義之方向，但並不從旋轉軸A通過，而是相對於旋轉軸A橫向地放置。如上述所界定般，詞語「徑向」在本文中亦包含此配置。

圖1及圖2的配置允許裝載裝置5將抵達滑槽3的個別捲件R往裝置5的前進路徑P的下游-也就是往膠合站7遞送。為達此目的，裝載裝置5係藉由例如圖1中元件14示意性表示的致動器依箭頭(圖2)順時針圖中)旋轉。致動器14可包含電動馬達並且可介面連接至控制單元8，控制單元8可裝備於一或更多個使用者介面10。旋轉係以90°步進，使得裝置5於每個步進往將單個捲件R往界定於兩個連續柔性元件9,11之間的前進區域裝載(即遞送)。通常為間歇性的轉速係取決於捲件的自由邊緣之封閉機器1的生產率。此節奏係取決於執行操作捲件R之速度。更具體地說，於習知方式中，待封閉的自由邊緣L(圖1)必須 被正確地定位至連續柔性元件9,11之間的路徑之第一區段中，且於工站7中，黏膠必須施加至捲件且自由邊緣L必須捲繞至捲件上。

通常，如圖1所示，機器中會有幾個捲件，以便同時地依序對此等捲件執行各種操作。於容置區域12當中，捲件R可被儲存以等待受到裝置5提取並傳送至膠合站7。此容置區域使得上游機器(例如捲繞機)的生產速度可至少部分地從膠合機器1的生產速度得到緩和。

圖2表示兩個不同直徑的捲件。一個係用以連續線段R表示，另一個較大直徑的係用以虛線RX表示。對於RX捲件的較大直徑，通常需要如圖3A,3B所示般變更裝載裝置的配置。

當捲件R的直徑使得它們不再受到如圖1,2所示配置的裝置5控制時，可設想徑向元件17A,17B,17C,17D的至少其中之一將會呈現出一個不同的角度位置，與元件上游形成一個大於90°的角度(相對於旋轉方向)。

於圖1-3B的實施例當中，徑向元件17A,17B,17C,17D係成對配置，此意指徑向元件17A係剛性連接至徑向元件17C；而徑向元件17B係剛性連接至徑向元件17D。此兩對徑向元件17A,17C及17B,17D係彼此具角度偏移，如同透過比較圖2,3A,3B可理解到，此等圖中表示出徑向元件17A-17D呈現出兩個不同的角度位置。於圖2中，它們被定向成形成四個捲件R的接收座16，各個接收座16係由兩個彼此間呈90°的相鄰徑向元件來劃分出。另一方面於圖3A,3B中，形成了捲件R的兩個接收座16，各個接收座16具有大於90°的開口α，例如等於或大於120°，以小於180°為較佳，例如介於120°與170°之間。大直徑捲件可容納於大於90°的此等接收座中。

於圖3A,3B的配置中，裝置5可採用：如依圖中所示雙箭頭所示的交替旋轉運動；或是順時針定向的連續旋轉運動。運動類型可根據捲件直徑來選擇，運動類型可簡單地透過對於馬達14的控制單元8之動作來實現。

為了要更好地理解當裝載裝置配置成處理較大直徑捲件時的操作，圖3A,3B表示出裝置的兩種不同的角度位置。圖3A當中，裝載裝置5從上游機器接收一個新的捲件。於圖3B當中，裝載裝置5已旋轉了足以移動接收座之角度，其接收捲件並進入朝向膠合站的卸載位置。隨後的運動可為相反於從圖3A配置至圖3B配置之運動的旋轉，以使裝載裝置5的配置再次地成為適於接收新的捲件之配置。因此運動係為交替旋轉運動。

從所描述的內容可理解，藉由簡單的變更徑向元件17A,17B,17C,17D的角度配置，裝置5可調整適應捲件R的直徑，允許從處理小直徑捲件(圖1,2，例如家用的衛生紙捲或是廚房紙巾捲)轉換至處理大直經捲件(圖3A,3B，例如所謂的工業捲件)。機器1的介入(Intervention)時間及設定時間相當有限，進而減少了機器的停機時間。

於一些實施例中，從一個配置到另一個配置的轉換可為手動。於其他實施例中，可提供自動配置變更系統。

圖4-7表示出裝置5的簡化且特別節省成本的實施例。圖4,5表示裝載裝置5的第一配置；而圖6,7表示裝載裝置5的第二配置。相同的元件符號係為與圖1-3中的已述元件相同或等同。

此等圖式係表示裝置5實際上可包含多於一連串或是一群組的徑向元件17A、17B、17C、17D，其沿著軸件15的軸向展開而分布。具體地說，圖4,6表示裝載裝置5的軸測圖，其具有一連串的徑向元件17A,17B,17C,17D， 此等連串的徑向元件佔據沿著軸件15的不同位置。徑向元件17A,17B,17C,17D的群組或組所形成的接收座係標示為16。

徑向元件的多個群組係彼此對齊，以使得對應的多個群組之徑向元件共同形成相對應的捲件R之接收座16。

如同於圖5,7中可具體看到的，徑向元件17A-17D的各個群組包含鍵接至軸件15的支撐塊21，即剛性連接至軸件15以與其一同旋轉。多個徑向元件17A,17B,17C,17D係藉由分別標示為23A,23B,23C,23D之各個螺釘，來固定至支撐塊21，該等螺釘係接合至對應的支撐塊21之螺紋孔中。各個徑向元件17B,17C,17D係於接觸表面施加至支撐塊21，其界定各個徑向元件之單個位置。另一方面，徑向元件17A能以兩個不同的角度位置固定至支撐塊21，如圖5,7所示。於圖5中，徑向元件17A係藉由接合於螺紋孔23的螺釘23A之手段，來固定至支撐塊21，並且處於與相鄰的徑向元件17D形成大約90°的位置。相反地，於圖7當中，徑向元件17A係藉由接合於支撐塊21之螺紋孔25中的螺釘23A之手段來安裝，以與鄰近的徑向元件17D形成實質上大於90°，例如約120°的角度α。

於圖4,5的配置中，裝載裝置5形成了四個相同形狀的接收座16，以供給直徑減小的單個捲件R，例如家用的衛生紙捲或是廚房紙巾捲。裝置5能夠以根據捲件R必須裝載進機器1中的頻率之步進，以一直以相同方向旋轉。

相反地，於圖6,7的組裝中，裝載裝置5具有單個接收座16，其係具裝載捲件R之功用，接收座16係由徑向元件17D,17A所構成，且可藉由交替運動來將單個大直徑的捲件R裝載於機器1當中，例如工業用的廚房紙巾捲。

圖4-7之實施例特別簡單，因其允許藉著鬆開及重新拴緊螺釘23A於其所固定至的徑向元件17A，而從允許由一種配置過渡到另一配置。不需要任何類型的致動器以在兩種配置之間作切換。最大結構簡單性具有從兩個配置中的一個轉換到另一個配置需較長時間的缺點。

在圖4-7之實施例中，裝載裝置5還包括限制元件27，其中限制元件27作用於徑向元件17A,17B,17C,17D的至少其中之一，在上述實施例中以作用於所有的徑向元件17A,17B,17C,17D為例，且限制元件27配置為允許這些徑向元件17A,17B,17C,17D被固定至相對於軸件15的至少兩個不同角度之位置。

於另一方面，於其他實施例中，可設想配置的變更可藉由致動器之手段來實施，其中致動器係可透過例如使用者介面10所提供的指令來以控制單元8控制。圖8表示裝置5於一實施例中的剖面，於該實施例中，徑向元件17A係由致動器31來致動，使得徑向元件17A可交替性地移動至兩個不同角度位置中的其中之一或是另一者。更具體地說，於圖8中，致動器係為線性汽缸活塞致動器，其連接至徑向元件17B及17A。徑向元件17A可呈現出兩種角度位置，其以連續線及虛線表示，以分別地處理小直徑捲件以及大直徑捲件。裝置5的部件保持與前述基本相同，並以相同的元件符號標示。線性汽缸活塞致動器可設置旋轉致動器或是任何的合適裝置來取代。

於又一些其他的實施例中可提供的是，徑向元件17A-17D的至少其中之一係以至少兩個不同的角度位置可旋轉地安裝且可鎖定地於軸件15上，且從一位置到另一位置的移動係手動進行。舉例來說，可設想先放開可移 動式徑向元件之角度夾持元件，成角度地移動可移動式徑向元件，然後以改變後的角度位置將其重新鎖定起來。

雖然在上述實施例中，藉著改變徑向元件17A-17D的其中之一的角度位置，來獲得裝置5的配置變更。於其他的實施例中，可以藉由替換徑向元件的至少其中之一來變更捲件R之接收座16的配置。

圖9,10係以橫向剖面來表示出此類型實施例。相同的元件符號係與前述圖式中元件相同或等同的部分。圖9,10及圖4,7,8間的主要區別，主要係基於以下事實：徑向元件17A係可用不同形狀的徑向元件17E來替換而非組裝於兩個不同的角度位置；或者是徑向元件17A係組裝於兩個不同角度位置。更具體地說，圖9之配置係基本上與圖5之配置相同，而圖10當中，可替換徑向元件17A已替換為替代徑向元件17E。藉著以可行方式來使用徑向元件17A之相同錨固元件，所述替代徑向元件17E的形狀會以使接收座16形成為具有更大開口角度之方式來形成。為達此目的，如同圖式中所示般，替代徑向元件17E可設置有傾斜部分。

圖9,10的實施例可能具有較少的優點。因其需要替代徑向元件17E來構成裝置5的另一個元件。

5:裝載裝置(裝置)

6:旋轉元件

9:上部連續柔性元件

15:軸件

16:接收座

17A,17B,17C,17D:徑向元件

A:旋轉軸

R:捲件

α:開口(角度)

Claims (14)

1. 一種用於將捲件(R)裝載至機器(1)的裝置(5)，包括：旋轉元件(6)，其圍繞旋轉軸(A)旋轉，及複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)，所述複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)在角度方向上相對於彼此間隔配置，且界定出用於捲件(R)的複數個接收座(16)，所述複數個接收座(16)的至少其中之一係適於呈現出至少兩種不同配置，以用於接收及處理不同徑向尺寸的捲件(R)，所述裝置(5)其特徵在於，所述複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)中的至少其中之一係可替換徑向元件(17A)，其可替換為替代徑向元件(17E)，所述可替換徑向元件(17A)及所述替代徑向元件(17E)具有不同的幾何形狀，使得安裝於所述旋轉元件(6)上的配置界定出不同角度開口的各接收座(16)，以接收及處理不同尺寸的捲件(R)。
2. 如請求項1所述裝置(5)，其中，所述可替換徑向元件(17A)及所述替代徑向元件(17E)具有不同的幾何形狀，使得於安裝時兩者中其中一者被配置為相對於相鄰的徑向元件呈90°，且其中另一者為相對於相鄰的徑向元件呈大於90°。
3. 如請求項1所述之裝置(5)，其包括四個徑向元件(17A,17B,17C,17D)，其被設計成配置於在所述捲件(R)的接收座(16)的第一配置中，係配置為彼此間呈90°，其中，所述四個徑向元件(17A,17B,17C,17D)中的至少一個第一徑向元件適於呈現出第二配置， 於所述第二配置當中，所述第一徑向元件係形成與角度相鄰的徑向元件之間呈大於90°的角度。
4. 如請求項3所述之裝置(5)，其中所述四個徑向元件(17A,17B,17C,17D)中的第二徑向元件係相對於旋轉軸(A)實質上對稱於所述第一徑向元件，並且可作成角度地移動以呈現出使得其形成與角度相鄰的徑向元件之間呈大於90°的角度之配置。
5. 如請求項4所述之裝置(5)，其中所述第一徑向元件及所述第二徑向元件係彼此為一體且一體地圍繞著所述旋轉軸(A)旋轉。
6. 如請求項2所述之裝置(5)，其中，所述大於90°的角度係介於120°至180°之間的範圍。
7. 如請求項1所述之裝置(5)，包括致動器(31)，其係用於改變捲件(R)之接收座(16)的幾何形狀。
8. 如請求項1所述之裝置(5)，包括：軸件(15)，其圍繞所述旋轉軸(A)旋轉；徑向元件(17A,17B,17C,17D)的支撐塊(21)，其係剛性連接至所述軸件(15)且隨之旋轉，其中所述支撐塊(21)包括：限制元件(27)，其作用於所述複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)的至少其中之一且配置為允許所述複數個徑向元件(17A,17B,17C,17D)被固定至相對於所述軸件(15)的至少兩個不同角度之位置。
9. 如請求項1所述之裝置(5)，包括：軸件(15)，其圍繞所述旋轉軸(A)旋轉；及 徑向元件(17A,17B,17C,17D)的支撐塊(21)，其係剛性地連接至所述軸件(15)且隨之旋轉，其中所述支撐塊(21)包括：限制元件(27)，其作用於所述徑向元件(17A,17B,17C,17D)的至少其中之一且配置為允許所述徑向元件(17A)於相對所述軸件(15)呈角度地旋轉，並允許所述徑向元件在至少兩個不同角度之位置上相對所述軸件(15)的附接。
10. 一種處理捲件(R)之機器(1)，其包含捲件(R)的供給路徑(P)，所述供給路徑(P)係來自所述機器(1)之內部的入口(2)，所述機器(1)的特徵在於其包含如請求項1-9中任一項所述之裝置(5)，且所述裝置(5)沿著供給路徑(P)定位。
11. 如請求項10所述之機器(1)，其包含：致動器(14)，其係設計為使所述裝置(5)旋轉，且所述致動器(14)係包含電動馬達。
12. 如請求項11所述之機器(1)，其中，所述致動器(14)係適於根據所述捲件(R)的接收座(16)的幾何形狀，以連續旋轉運動或是以交替旋轉運動來旋轉所述裝置(5)。
13. 如請求項10所述之機器(1)，其係配置為將所述捲件(R)的自由邊緣封閉之機器(1)，且包含工站(7)，其係用於將沿著所述供給路徑(P)及所述裝置(5)相對於捲件(R)供給方向之下游的捲件(R)予以封閉。
14. 如請求項10所述之機器(1)，其包括：所述裝置(5)的上游係所述捲件(R)的容置區域(12)。