CN1253096A - 卷筒卫生纸的包装方法及其包装机 - Google Patents

Abstract

卷筒卫生纸的包装方法及其包装机,属于纸品制作和加工技术领域,为简化包装动作使之易于机械化而设计,它包含侧面包紧、端面收拢包覆、将散头塞入纸芯三个步骤,其中侧面包紧步骤是:将卷筒卫生纸(8)压在一个被包装纸(6)覆盖的圆弧形凹面(7)上,在凹面(7)的左侧固定住包装纸(6)的一边,用刮具(4)从凹面(7)的右侧、在包装纸(6)的下面、隔着并且带着包装纸(6)经卷筒卫生纸(8)侧面的外露部分刮过,到少量越过包装纸(6)的固定边。是高效的包装设备。

Description

卷筒卫生纸的包装方法及其包装机

本发明属于纸品制作和加工技术领域，特别是涉及到对卷筒卫生纸的包装。

目前广泛使用的卷筒卫生纸的中间有一个中空的硬纸管即纸芯，在纸芯上复卷卫生纸到一定直径后即是“卷筒卫生纸”，一般以薄纸或塑料薄膜进行包装，多数以手工进行，分为侧面包紧、侧面粘连、端面收拢包覆、将散头塞入纸芯四个步骤，其侧面包紧步骤是在平面工作台上将包装纸的一边与卷筒卫生纸侧面的一条母线相对固定，然后使卷筒卫生纸在平台上滚动而实现的；其端面收拢包覆步骤是依赖人手的灵活性，做来不难，但很难描述，而且相互之间也不同一。工效低，难以实现机械化是其缺陷。

本发明的目的是提出一种易于实现机械化的卷筒卫生纸的包装方法，同时又提供一种运用该方法的卷筒卫生纸包装机。

该方法是：一种卷筒卫生纸的包装方法，至少有侧面包紧、端面收拢包覆、将散头塞入纸芯三个步骤；其侧面包紧步骤是：将卷筒卫生纸压在一个被包装纸覆盖的(可以简化为数个支承点的)圆弧形凹面上，(使凹面和卷筒卫生纸之间隔着一层包装纸，)在凹面的左侧固定住包装纸的一边，用刮具从凹面的右侧在包装纸的下面、隔着并且带着包装纸经卷筒卫生纸侧面的外露部分刮过，到少量越过包装纸的固定边(使包装纸包紧卷筒卫生纸的侧面并有所重叠)；其端面收拢包覆步骤是：在(其侧面已包紧有包装纸的)卷筒卫生纸的端面的外侧、平行于该端面的平面内，数个不光滑的弧形件逐渐靠拢，到约等于纸芯孔径，同时(以磨擦辊)驱动卷筒卫生纸以及包紧在卷筒卫生纸侧面的包装纸转动一定角度，弧形件在逐渐靠拢的过程中，对伸出于卷筒卫生纸的端面的包装纸的内空的圆筒(即“散头”)进行压拢、磨擦和挂绊，将散头扭成一个不规范的、带扭转的锥形；将散头塞入纸芯步骤是：在上述弧形件放开之前，以(直径相应的)直杆对准纸芯孔插入，将散头塞入纸芯孔内。

在上述的方法中，要求刮具、磨擦辊、直杆等机件所作的运动包括沿圆弧轨迹的往复运动、直线往复运动、转动。在机械上它们是易于实现的，该方法是易于实现机械化的。比如：

一种卷筒卫生纸包装机，包含有动力源、传动机构、控制装置、以及包装纸和卷筒卫生纸的供给装置、和不少于一个侧面包紧装置、端面收拢包覆装置、(将散头塞入纸芯的)散头塞入装置；其侧面包紧装置的结构是：一个(可以简化为数个点或线的)圆弧形支承凹面，其左侧顶点处设有包装纸的局部固定装置(夹片)，其右侧顶点的外侧略下处设有刮具，刮具连接在一个摆臂上，摆臂的摆轴平行而且靠近圆弧支承凹面的芯线；其端面收拢包覆装置的结构是：包围住(其侧面已包紧有包装纸的)卷筒卫生纸的侧面的、其中至少有一个是驱动辊的数个辊，和在卷筒卫生纸的端面的外侧、平行于该端面的平面内的数个不光滑的弧形件，弧形件分别连接在相对并且相互同步的作往复运动的机件上，所包围的圆心位于卷筒卫生纸的芯线附近；其散头塞入装置的结构是：一个对准卷筒卫生纸纸芯内孔的直杆，其后侧固接在一直线气缸上。

由此可见，这种卷筒卫生纸包装机的结构和动作都很简单，制造和使用的成本都低，效率好。

附图说明：

图1--图10是方法说明的示意图。其中：

图1--图5是侧面包紧步骤(步骤1)的示意图，其中：

图1是分步骤1.1的静态图；

图2是图1的A向视图；

图3是分步骤1.2完成后的静态图；

图4是分步骤1.3完成后的静态图；

图5是图4的B向视图。

图6是侧面粘连步骤(步骤2)的示意图之一。同时充当相应机构的示意图。

图7是侧面粘连步骤的示意图之二。同时充当相应机构的示意图。

图8是端面收拢包覆步骤(步骤3)的示意图。

图9是图8的C向视图。

图10是步骤3完成后，散头塞入纸芯步骤(步骤4)即将开始时的示意图，它和图9的视角相互垂直。

图11--图21是包装机的示意图。其中：

图11是侧面包紧装置的结构示意图。

图12是端面收拢包覆装置的结构示意图。

图13是散头塞入装置的结构示意图。

图14是包装机的整机结构示意图。

图15是图14所示机械主要部分的纵向尺寸的说明图。

图16是图11中支承辊71与机架(或如后述与步进轮20)的连接示意图。

图17是图16的D向局部视图。

图18是平面104内凸轮54的展开示意图。

图19是杠杆53的示意图。

图20是平面106内凸轮42和凸轮43的示意图。

图21是当步进轮20有6个停歇位置时的包装机的示意图。

图18和图20所示的也是步进轮20有6个停歇位置的包装机的相应示意图。

下面结合附图先介绍这种卷筒卫生纸的包装方法：

该方法依次分为侧面包紧、侧面粘连、端面收拢包覆、散头塞入纸芯四个步骤，分述如下：

步骤1：侧面包紧。又依次分为下面三个分步骤：

分步骤1.1：如图1和图2所示，一个简化为数个支承点1、2、3、4、5的1/2圆弧面的凹面7(其中支承点1、2、3、4为直辊，4同时充当刮具，5是两对夹片，它夹住包装纸6的左纵边后起辅助支承的作用)，其上覆盖单张包装纸6。包装纸6的左边少量伸出凹面7的上缘，并且被两对夹片5分别夹紧该边的两个端点，夹片5维持着将包装纸6的左边张紧，刮具4位于凹面7的右侧、在包装纸6的下面。

分步骤1.2如图3所示。卷筒卫生纸8自上方落(或压)向被包装纸6所覆盖的凹面7，其下半部进入凹面7内，其间垫有一层包装纸6。

分步骤1.3如图4和图5所示，在图3所示状态下，位于包装纸6下面的刮具4沿卷筒卫生纸8的上半圆弧面向夹片5的方向刮过，并且少量越过两对夹片5的连线，使包装纸6在夹片5附近有少量重叠。

从图5上看来，由于夹片5的存在，两层包装纸6似乎并未贴合在一起；其实由于夹片5仅存在于卷筒卫生纸8的两个端面之外，在卷筒卫生纸8的侧面部分，包装纸6是包紧了卷筒卫生纸8的，两层包装纸6是相互贴合在一起的。

步骤2：侧面粘连。分为如图6所示涂胶水粘连和如图7所示(对塑料薄膜)加热粘连两个方案。前者是在分步骤1.3的过程中，使包装纸6的右边的里面在运动中刮过涂胶辊9的辊面，被涂上胶水，然后随着分步骤1.3的完成，包装纸6的有胶部分被刮向凹面7左边，与被夹片5夹持的包装纸6的外表面相粘连。后者是在分步骤1.3刚完成的时候，以一沿卷筒卫生纸8的母线的长条烙铁10向包装纸6的重叠部位压一次然后缩回而实现热粘连的。

在现有的包装方法和本发明的包装方法中，侧面粘连都不是必需的。它能使后续步骤较方便，强化包装效果。

本步骤完成后，即可放开夹片5对包装纸6的夹持了。

步骤3：端面收拢包覆。如图8、图9、图10所示，在(其侧面已包紧有包装纸的)卷筒卫生纸8的端面的外侧、平行于该端面的平面内，数个不光滑的弧形件11逐渐靠拢，到约等于纸芯孔径，同时(以磨擦辊)驱动卷筒卫生纸8以及包紧在卷筒卫生纸8的侧面的包装纸6转动一定角度，弧形件11在逐渐靠拢的过程中，对伸出于卷筒卫生纸8的端面的由包装纸6卷成的内空的圆筒(即“散头”)进行压拢、磨擦和挂绊，将散头扭成一个不规范的、带扭转的锥形。

在这一步骤中，所需要的是由包装纸6所卷成的圆筒的两端的“散头”部分相对于其中间部分(即其内包紧有卷筒卫生纸8的部分)有一定角度的转动，这也可通过转动散头来实现。

弧形件11可以变形为若干个相连为弧线的作用点。

步骤4：将散头塞入纸芯。如图10所示，紧接上一步骤，在弧形件11放开之前，以(直径相应的)直杆12对准卷筒卫生纸8的纸芯空插入，将散头塞入纸芯空内。

下面再结合附图介绍采用这种包装方法的卷筒卫生纸包装机：

其侧面包紧装置如图11所示：一个简化为数个支承辊71、并且包括刮具4和两套夹片51、52的连线的圆弧形支承凹面7，其左侧顶点处设有其作用为固定包装纸6的左侧纵边的包装纸的局部固定装置(夹片)--两套定夹片51和动夹片52，动夹片52通过杠杆53、凸轮54、压力弹簧55的控制，可以变更并且维持与定夹片51的开、合状态--上述两套夹片51、52以及控制其开合的杠杆53、凸轮54、弹簧55分别位于包装纸6的两横边之间并与横边相邻近的垂直于凹面7的芯线70的平面50内；凹面7的右侧顶点的外侧略下处设有刮具4，刮具4连接在一个摆臂41上，摆臂41固接在局部有啮合齿的凸轮42上，凸轮42的轴线即是摆臂41的摆动中心线，它平行而且靠近甚至是重合于圆弧支承凹面7的芯线70，凸轮42与一仅在局部圆周上有啮合齿的凸轮43的有齿部分相啮合，摆臂41的摆动端经拉力弹簧44与机架相连接；为了安排工作空间，摆臂41设计为折线；摆臂41的最长臂、凸轮42、43和弹簧44位于与平面50平行的、宽出包装纸6的两横边之外的平面40内；刮具4除了是如图11所示的辊，还可以是直杆、张紧的线、直条等，它对包装纸的作用部位是光滑的，可以是刚性或柔性的。

侧面包紧的工作过程是：在包装纸6的左纵边被夹片51、52夹紧的状态下，使卷筒卫生纸8压向被包装纸6覆盖的凹面7上，此时在卷筒卫生纸8和凹面7之间隔着一层包装纸6；在凸轮43及摆臂41的驱动下，刮具4从凹面7的右侧、在包装纸6的下面、隔着并且带着包装纸6、经卷筒卫生纸8上半部分侧面的外露部分刮过，到少量越过包装纸6的左纵边(即固定边)，使包装纸6包紧卷筒卫生纸8的侧面并有所重叠。

其端面收拢包覆装置如图12所示：包围住(其侧面已包紧有包装纸6的)卷筒卫生纸8的侧面的、其中至少有一个是驱动辊76的数个辊76和71，和在卷筒卫生纸6的端面的外侧、平行于该端面的数个不光滑的弧形件11；弧形件11分别连接在相对并且相互同步的作往复运动的机件(图中未示出，比如是相同或/和相互对称的、凸轮滑块机构的滑块)上，它们所包围的圆心位于卷筒卫生纸8的芯线附近。

端面收拢包覆的工作过程是：在相对并且相互同步的作往复运动的机件的带动下，弧形件11逐渐相互靠拢；同时驱动辊76带动卷筒卫生纸8转动一定角度；弧形件11在逐渐靠拢的过程中，对伸出于卷筒卫生纸8的端面的由包装纸6卷成的内空的圆筒(即“散头”)进行压拢、磨擦和挂绊，将散头扭成一个不规范的、带扭转的锥形。

其散头塞入装置如图13所示：一个对准卷筒卫生纸8的纸芯孔的直杆12，其后侧固接在一直线气缸120上。直杆12在气缸120的作用下，适时的伸出、缩进，就能将散头塞入卷筒卫生纸的芯空内。

图14所示的是卷筒卫生纸包装机的一种整机结构。

数个(图示为8个)如图11所示的(凹面7被简化为数个支承辊71的)侧面包紧装置470等间距的分布在步进轮20的圆周上，图11中与机架固接的部分都被固接在步进轮20上。凸轮43与步进轮20同轴心，与机架(而非步进轮20)相固接。凸轮42随着步进轮20的转动绕凸轮43作行星式(步进的)运转，并与凸轮43的啮合齿相啮合。

进一步的(不是必需的)将凸轮54的轮廓展开在一个以步进轮20的轴线为圆心的圆周上，与机架相固接，以此替代凸轮54。

步进轮20可选择由槽轮步进机构来驱动。

对应于步进轮上的侧面包紧装置470的一个停歇位置，设置有侧面粘连机构910。它有两种可供选择的形式。其一是一个在刮具4的路径的外侧附近的涂胶辊9，如图6所示(涂胶辊9或浸入胶槽，或有浸入胶槽的辊对其上胶，图中省略)；刮具4带着包装纸6由凹面7的右侧刮向左侧的过程中，使包装纸6的右边的里面在运动中刮过涂胶辊9的辊面，被涂上胶水，并随着刮具4的进一步运动，包装纸6的有胶部分被刮向凹面7左边，与被夹片夹持的包装纸6的外表面相粘连。其二是一个固接在一往复运动的机件上的沿卷筒卫生纸8的母线的长条烙铁10，如图7所示(长条烙铁10连接在一个直线气缸上，气缸的动作通过电路、气路感应刮具4的位置而确定，或者如图21所示长条烙铁10固接在一个由曲柄连杆机构驱动的摆臂的摆动端，图7中省略)。它适用于当包装纸6是塑料薄膜时，在刮具4(带着包装纸6)完成由右到左的摆动后，长条烙铁10向包装纸6的重叠部位压一次然后缩回即实现了热粘连。

对应于步进轮上的侧面包紧装置470的另一个停歇位置，设置有一套如图12所示的端面收拢包覆装置。由于其中的辊71是借用如图11所示的用于组成凹面7的支承辊71的，此处实际设置的有：一个轴线固定在机架上的驱动辊76，其位置外切于以步进轮20的轴心为圆心并且与步进轮20上的卷筒卫生纸8的外廓相内切的圆；和(图14未示出的)两对(通过滑块、凸轮)连接在机架上的弧形件11。

与端面收拢包覆装置对应着步进轮20的同一个停歇位置，设置有如图13所示的散头塞入装置。为图示的明了，这一点在图14上全无表示。

如图14所示，步进轮20的上方设置有卷筒卫生纸8的供给装置80，其中有一段是在圆柱81上伸出有平行于其母线的分隔板82的。调整圆柱81的转速，能保证卷筒卫生纸8逐个逐个的落入步进轮20上的侧面包紧装置470内。

如图14所示，步进轮20的右下方设置有包装纸6的供给装置60。它包含退纸辊61、导辊62、切刀63和对夹皮带64，其中对夹皮带64是两条分别跨接在不同的皮带轮640上的皮带641和642，其中有一段是同速同向运动并且相互贴紧在一起的，由它来夹紧被切断的包装纸6并使之按较为严格的速度和路径的要求去运动。

如图14所示，步进轮20逆时针转动，其上的侧面包紧装置470有a、b、c、d、e、f、g、h共8个停歇位置；在位置f处，包装纸6的(到达位置a时的)左侧已被如图11所示的夹片51、52夹持住，带到位置a处，一卷卷筒卫生纸8将包装纸6压向凹面7(参见图11及图1--图3)；在由位置a到位置b的过程中，图11所示的凸轮42和凸轮43的有齿部分啮合，刮具4(带动包装纸6的右侧)由右到左将卷筒卫生纸8的侧面包紧，同时(或者稍后)，如图6(或者图7)所示的侧面粘连机构910进行辅助性的侧面粘连。(然后夹片51、52即松开直至再次到达位置f处。)在位置c处，如图12所示的端面收拢包覆装置将散头收拢并以之包覆卷筒卫生纸8的端面；然后在同一位置，如图13所示的散头塞入装置将散头塞入卷筒卫生纸8的芯孔。到此时，对卷筒卫生纸8的包装已经完成。在位置d处，被包装好的卷筒卫生纸8(在重力的作用下)沿导板27滚出。然后，在从位置d到位置f之间的某一段区间，凸轮43的半径缩小到不够与凸轮42相接触(参见图11)，在弹簧44的作用下，刮具4摆回到凹面7的右侧。然后到达位置f后，开始下一个工作循环。

如图14所示，在卷筒卫生纸的供给装置80上，设置有挡板86；在步进轮20的左侧，设有与机架固接的挡板26；挡板86和26的作用是限制卷筒卫生纸8，以免其过早的落出。

图11所示的动夹片52是否处于压紧定夹片51(即是否夹紧包装纸6位于停歇位置a时的左纵边)的位置的区间以弧线的形式示意于图14。其中弧线521所包围的圆周角上，包装纸6的左纵边被夹紧；弧线520所包围的圆周角上，包装纸6不被夹片51、52所夹持。

图11所示的摆臂41是处于凹面7的左侧或右侧及其摆动区间也以弧线的方式示意于图14。其中弧线410的实线部分所包围的圆周角上，凸轮42、43互不接触，摆臂41处于凹面7的右侧，并且低于图11所示的位置以便让出皮带641的安装空间；在弧线4100所包围的圆周角区间内，凸轮42、43相互接触并使摆臂41逐渐(阶梯性的)达到图11所示的位置；在弧线4101所包围的(约45度角)圆周角区间内，凸轮42和凸轮43的有齿部分相啮合，凸轮42带到摆臂41由右向左摆动(略大于180度角)，到达凹面7的左侧；弧线411所包围的圆周角内，凸轮42上的某部分在凸轮43上滑动，摆臂41位于凹面7的左侧；弧线410的虚线部分所包围的圆周角的区间内的某一段，凸轮42、43刚刚脱离接触，摆臂41在弹簧44的作用下，由凹面7的左侧摆到凹面7的右侧。

如图14所示的机械的主要部分的纵向的(垂直于图14的视向)相对的尺寸表达于图15，说明如下：

图示左侧的点划线100是卷筒卫生纸8的两端面101的等距平面；自点划线100向右的水平射线是坐标线；点101在卷筒卫生纸8的端面；点102在辊71、76、4的端面，并且102约等于101；点105代表包装纸6的横边；点104代表夹片51、52所在的平面，位于101和105之间；点103代表皮带轮640的端面、皮带641、642的边，大于101，小于104；点106代表摆臂41、凸轮42、43、弹簧44所在的平面；卷筒卫生纸的供给装置80的内空部分略大于点101所代表的宽度。点107-108之间为直杆12前端(近卷筒卫生纸的一端)的行程区间。

当图14所代表的包装机其步进轮20上是装有6个(而不是8个)侧面包紧装置470并与之相应的它们有6个停歇位置时，图18给出了凸轮54的展开后的轮廓线；图20给出了凸轮42和43的轮廓线；图21给出了步进轮20在平面102内的轮廓线.

图11中支承辊71与机架(或与步进轮20)的连接关系示意于图16和图17。支承辊71能有少量升降并可在图16所示平面内少量的左右摆动。

以图14作为摘要附图。

Claims (12)

1.一种卷筒卫生纸的包装方法，至少有侧面包紧、端面收拢包覆、将散头塞入纸芯三个步骤，其特征是：所述的侧面包紧步骤是：将卷筒卫生纸(8)压在一个被包装纸(6)覆盖的圆弧形凹面(7)上，在凹面(7)的左侧固定住包装纸(6)的一边，用刮具(4)从凹面(7)的右侧、在包装纸(6)的下面、隔着并且带着包装纸(6)经卷筒卫生纸(8)侧面的外露部分刮过，到少量越过包装纸(6)的固定边。

2.根据权利要求1所述的卷筒卫生纸的包装方法，其特征是：所述的“固定住包装纸(6)的一边”是通过夹持住该边的两个端点并将该边张紧而实现的。

3.一种卷筒卫生纸的包装方法，至少有侧面包紧、端面收拢包覆、将散头塞入纸芯三个步骤，其特征是：所述的端面收拢包覆步骤是：在其侧面已包紧有包装纸(6)的卷筒卫生纸(8)的端面的外侧、平行于该端面的平面内，数个不光滑的弧形件在逐渐靠拢，到约等于纸芯孔径的过程中，对伸出于卷筒卫生纸的端面的包装纸的内空的圆筒进行压拢、磨擦和挂绊，同时驱动卷筒卫生纸(8)以及包紧在卷筒卫生纸(8)的侧面的包装纸(6)转动一定角度。

4.根据权利要求1所述的卷筒卫生纸的包装方法，其特征是所述的端面收拢包覆步骤是：在其侧面已包紧有包装纸(6)的卷筒卫生纸(8)的端面的外侧、平行于该端面的平面内，数个不光滑的弧形件在逐渐靠拢，到约等于纸芯孔径的过程中，对伸出于卷筒卫生纸的端面的包装纸的内空的圆筒进行压拢、磨擦和挂绊，同时驱动卷筒卫生纸(8)以及包紧在卷筒卫生纸(8)的侧面的包装纸(6)转动一定角度。

5.根据权利要求4所述的卷筒卫生纸的包装方法，其特征是所述的“固定住包装纸(6)的一边”是通过夹持住该边的两个端点并将该边张紧而实现的。

6.一种卷筒卫生纸包装机，包含有动力源、传动机构、控制装置、以及包装纸和卷筒卫生纸的供给装置、和不少于一个侧面包紧装置、端面收拢包覆装置、散头塞入装置；其特征是所述的侧面包紧装置的结构是：一个支承凹面(7)，其左侧顶点处设有包装纸的局部固定装置，其右侧顶点的外侧略下处设有刮具(4)，刮具(4)连接在摆臂(41)上，摆臂(41)的摆轴平行而且靠近支承凹面(7)的芯线。

7.根据权利要求6所述的卷筒卫生纸包装机，其特征是：所述的包装纸的局部固定装置的两套夹片(51)、(52)以及控制其开合的杠杆(53)、凸轮(54)、弹簧(55)分别位于包装纸(6)的两横边之间并与横边相邻近的垂直于凹面(7)的芯线(70)的平面(50)内。

8.一种卷筒卫生纸包装机，包含有动力源、传动机构、控制装置、以及包装纸和卷筒卫生纸的供给装置、和不少于一个侧面包紧装置、端面收拢包覆装置、散头塞入装置；其特征是所述的端面收拢包覆装置的结构是：包围住卷筒卫生纸的侧面的、其中至少有一个是驱动辊(76)的数个辊，和在卷筒卫生纸的端面的外侧、平行于该端面的平面内的数个不光滑的弧形件(11)，弧形件(11)分别连接在相对并且相互同步的作往复运动的机件上，所包围的圆心位于卷筒卫生纸的芯线附近。

9.根据权利要求6所述的卷筒卫生纸包装机，其特征是所述的端面收拢包覆装置的结构是：包围住卷筒卫生纸的侧面的、其中至少有一个是驱动辊(76)的数个辊，和在卷筒卫生纸的端面的外侧、平行于该端面的平面内的数个不光滑的弧形件(11)，弧形件(11)分别连接在相对并且相互同步的作往复运动的机件上，所包围的圆心位于卷筒卫生纸的芯线附近。

10.根据权利要求6-9之一所述的卷筒卫生纸包装机，其特征是：数个侧面包紧装置(470)等间距的分布在步进轮(20)的圆周上。

11.根据权利要求6-9之一所述的卷筒卫生纸包装机，其特征是：卷筒卫生纸(8)的供给装置(80)中有一段是在圆柱(81)上伸出有平行于其母线的分隔板(82)的。

12.根据权利要求10所述的卷筒卫生纸包装机，其特征是：步进轮(20)的右下方设置有包装纸(6)的供给装置(60)，它包含退纸辊(61)、导辊(62)、切刀(63)和对夹皮带(64)，其中对夹皮带(64)是两条分别跨接在不同的皮带轮(640)上的皮带(641)和(642)，其中有一段是同速同向运动并且相互贴紧在一起的。

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