用于卷产品的心轴和分配器及其制造和使用方法

用于卷产品的心轴和分配器及其制造和使用方法
【专利摘要】本发明提供了一种心轴(10)，所述心轴适于接收其具有芯开口的带卷并且包括细长主体(12)和包括突起(18a、18b、18c)的至少一个间隔构件(14a、14b、14c)，其中，所述突起被构造为使得它可被构造为第一突出位置和第二非突出位置。另外，本发明提供了包括这种心轴的分配器、组装这种分配器的方法、从安装在这种心轴上的带卷分配带材的方法。
【专利说明】用于卷产品的心轴和分配器及其制造和使用方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于卷产品的心轴和分配器。

【背景技术】
[0002] -些带粘合剂背衬而一些不带粘合剂背衬的带材产品（例如，用于办公用途、医 疗用途等的纸张、装饰性带状物和粘合剂胶带）常常是以卷形式供应的，然后通过从卷退 绕进行分配。在许多分配器构造中，在一些情形下包括环形芯而在其它情形下无芯的卷被 安装在心轴上，当从卷去除带材时，卷围绕心轴转动。在许多分配器中，分配器被构造为将 心轴和安装在心轴上的卷支承于进行分配所需的位置和方向，例如，容易用手指触及带材 端部以允许抓住，方便地接近切割刀片以允许容易地将带材的所需部分与成卷部分分离， 等等。
[0003] 虽然一些分配器构造是针对单卷带材构造的，但其它分配器构造是针对两卷或更 多卷构造的。示例性例子包括美国专利No. 2, 424, 486 (Miller)、No. 3, 768, 713 (Lash)和 No. D470, 181 (Jour)。如果多卷带材旨在独立进行分配，则必须防止相邻卷之间的干扰，使 得可分配来自单卷的带材，而同时没有造成不期望地从相邻卷脱离带材。如果相邻卷没有 隔开，则随着从第一卷分配片材材料，卷会抵着相邻卷进行拖拽，从而造成不期望地从相邻 卷去除一定量的带材。用于实现此过程的示例性措施包括：对于各卷，使用独立的心轴，如 在例如美国专利 No. 2, 352, 445 (Pinckney)、No. D448, 415 (Huang)、No. D504, 15 (Crawford 等人）和No. D524, 376 (Flynn)中公开的；将隔离物盘放置在单个心轴上的相邻卷之间，如 在例如美国专利 No. 634, 589 (Russell)、No. 6, 913, 178 (Huang)和 No. 6, 974, 060 (Gomes 等 人）中公开的；或者在心轴上提供充当分隔器的突出元件（诸如，径向轴套），如例如在美 国专利No. 6, 119, 791 (Conran等人）中公开的。虽然迄今公开的设备在一些方面可以提供 合格的性能，但没有设备提供理想的性能范围、便于使用且成本低。
[0004] 需要存在改善的用于带材产品的心轴和分配器。


【发明内容】

[0005] 本发明提供了改善的用于呈卷形式的其内具有芯开口的带材产品的心轴、改善的 装配这种心轴的分配器、及其关联的组装和使用方法。
[0006] 简言之，本发明的心轴包括细长主体和至少一个间隔构件，所述间隔构件可选地 包括突起，其中，间隔构件适于被构造为在第一突出位置和第二非突出位置之间移动。本发 明的心轴适于接收具有芯开口的带卷。
[0007] 简言之，本发明的分配器包括本发明的心轴和（可选地）安装在其上的一个或多 个带卷。调整所述分配器，使得心轴的至少一端部可自由地允许具有芯开口的带卷安装在 其上并且从其去除。
[0008] 简言之，本发明的方法是：
[0009] (a) -种如本文描述地用于组装分配器的方法，所述方法包括如本文描述地将具 有芯开口的带卷滑过心轴的端部，其中，所述带卷滑动以下情况中的至少一者：（i)滑过间 隔构件或（ii)滑到间隔构件。和
[0010] (b)从具有芯开口的带卷分配带材，其中，所述带卷如本文描述地被安装在心轴上 并且当分配带材时围绕所述心轴旋转。
[0011] 本发明的心轴和装配其的分配器提供如下讨论的众多优点。根据本发明，这种心 轴能够方便且有效地操作带有一个或多个带卷的分配器。本发明的心轴可以用于实现容易 地重新装载带卷以及轻易改变分配器上的带卷的数量和宽度。
[0012] 附图简沭
[0013] 参照附图进一步说明本发明，其中，始终使用类似的参考标号并且其中：
[0014] 图1是本发明的心轴的第一示例性实施例的透视图；
[0015] 图2a是图1中示出的心轴的端视图；
[0016] 图2b是本发明的心轴的第二示例性实施例的端视图；
[0017] 图3是本发明的分配器的示例性实施例的透视图，其中，图1和图2a中的心轴上 有三个带卷；
[0018] 图4是图3的分配器的透视图，其中，分配器上有单个带卷；和 [0019] 图5是图3的分配器的透视图，其中，分配器上有单个带卷。
[0020] 这些图未按比例绘制，它们仅是用于展示，并不限制本发明。

【具体实施方式】
[0021] 图1示出本发明的示例性心轴10。心轴10包括主体12和间隔构件14a、14b和 14c。间隔构件分别包括臂16a、臂16b和臂16c，以及分别地突起18a、突起18b、和突起18c。 本发明的心轴根据需要可包括一个或多个间隔构件。
[0022] 主体是细长的，具有纵轴。
[0023] 间隔构件可在心轴的纵轴上以相等位置设置，S卩，与其公共端部相距基本上相等 距离，以与相同带卷同时发挥作用。间隔构件可位于心轴的纵轴上的不同位置，即，与其 公共端部相距基本上不同的距离，以根据需要按照其中带卷具有不同宽度的本发明发挥作 用。
[0024] 在图1中示出的实施例中，主体大致是圆柱形的，S卩，是细长的，除了如图2a中所 示的突出间隔构件之外大致是圆形的横截面垂直于纵轴。如将理解的，可以根据本发明使 用具有其它几何形状的心轴，例如，如图2b中所示的大致椭圆形横截面。
[0025] 间隔构件可以被构造为处于第一突出位置和第二非突出位置。图1示出其中间隔 构件呈其上具有突出部分的弹性臂的形式。
[0026] 参照图1和图2a，主体12大致是直径为尺寸A的圆柱形。在其第一或突出构造 中，突起18a和19a突出超出主体12的表面，以限定尺寸B。当突起18a和19a和各个间隔 构件的其它部分被构造为处于它们各自的第二或非突出位置时，它们将被收回主体12的 内部，使得它们基本上没有突出超出主体12的横截面轮廓（S卩，尺寸A)。在一些情形下，它 们可凹陷至低于主体12的横截面轮廓。
[0027] 带卷通常具有圆形环状芯开口，带芯或不带芯。心轴可根据其中带卷具有内径如 下的芯开口的本发明来使用：（1)至少与心轴主体的在垂直于其纵轴的方向上的最大尺寸 (图1中的尺寸A) -样大，其中，间隔构件处于其非突出位置；（2)不大于心轴主体的在垂 直于其纵轴的方向上的最大尺寸（图1中的尺寸B)，其中，间隔构件处于其突出位置。根据 本发明，心轴10的尺寸A是可以在心轴上使用的带卷的最小芯直径，尺寸B是可以在心轴 上使用的带卷的最大芯直径。在这种关系下，如图3和图4中所示，带卷28b保持在心轴上 的所需纵向位置并且如可以在图3中看到的，相邻卷并不接触。因此，按照本发明，可以从 任意带卷分配材料，而不受相邻带卷干扰。
[0028] 图2b示出示例性的替代实施例，其中，心轴110的主体112具有椭圆形横截面， 艮P，尺寸&小于B 2。间隔构件的突起118a和119a可以处于被构造的突出位置，使得它们 延伸超过主体112的长尺寸（图示为尺寸A)。这种心轴可以根据其中带卷具有直径至少为 尺寸&但小于尺寸A的芯开口的本发明来使用。心轴110被调整成例如在端部120a具有 用于与分配器（未示出）接合的突出颈杆122a。
[0029] 在图1中示出的实施例中，间隔构件14a与主体12形成一体，像间隔构件14b和 14c 一样。除了突起18a，间隔构件14a还包括连接到主体12的臂16a。为了将突起18a从 示出的突出位置移动为或重新构造为非突出位置，将臂16a弯曲。臂16a优选地由弹性材 料制成，使得突起18a根据需要可以反复地从突出位置移动为非突出位置并且从非突出位 置移动为突出位置。通过施加压力从而推动间隔构件，例如，诸如用手或手指直接向间隔构 件施加力，可以将间隔构件构造为进入其非突出位置。在一些实施例中，可以调整间隔构件 的突出部分，使得当被抵着间隔构件的侧面推动时，通过将具有芯开口的带卷移动到心轴 上所施加的横向力将造成其退到主体中并且采取非突出构造。例如，在图1中示出的优选 实施例中，突起具有锥形表面，使得它们将更加把构造从突出位置变成非突出位置。在这种 情形下，材料和组件构造优选地使得造成间隔构件移动进入它们的非突出位置所必须的最 小横向力的大小大于当分配带材时形成的横向力的大小。如果当分配带材时形成的横向力 的大小太大，则在使用期间，当分配带材时，将使带卷的所需稳定性和免于受到心轴上相邻 带卷的干扰遭受损失。
[0030] 优选地，间隔构件14a包含弹性材料，使得当没有施加抵消力时或者当撤除此力 时，突起18a被推动进入其突出位置。例如，通过模制弹性塑料，可以将这种心轴形成为使 其上的间隔构件被构造为处于它们的突出构造的形式。为了将间隔构件构造为其非突出构 造，向间隔构件施加压力。在释放压力后，间隔构件将复原，从而将间隔构件构造为处于其 突出位置。
[0031] 在优选的实施例中，心轴10由弹性的耐用塑料构成。示例性例子包括例如聚苯乙 烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物，使得间隔构件14a可弯曲从而将突起18a反复地重新构 造为处于突出位置和处于非突出位置，以及承受卷带材绕心轴的数千转、安装和去除其上 有芯开口的带卷、组装和拆卸分配器，这些是一部分（如果有的话）。
[0032] 在一些实施例（未示出）中，间隔构件可被安装在弹簧上，弹簧被构造为推动间隔 构件进入突出位置，但允许它受压进入非突出位置，以允许在心轴上安装、去除和重新定位 带卷。
[0033] 心轴的至少一端部（在一些实施例中，两端部）被构造为与支承件接合。例如，如 图1中所示，心轴10的端部20a和20b均分别具有突出颈杆22a和22b。如图4中所示，端 部20a和20b分别与分配器26的壁24a和24b接合。壁24a和24b均被构造为分别接收 并支承端部20a和20b。在一些实施例中，例如，壁24a和24b均具有凹陷，该凹陷具有合适 的尺寸，以分别容纳突出颈杆22a和22b，从而牢固地、优选地可脱离地支承心轴10。本领 域的技术人员将容易清楚其中心轴10能够可脱离地安装到分配器中的支承件上的其它实 施例。示例性例子包括U形托架、源自与心轴接合的支承壁的突出（例如，突出进入中空端 的柱子）等。心轴和分配器安装应该是强效耐用的，足以支承预期数量的卷以及承受分配 带材期间、去除带卷和安装新的或不同的带卷期间进行的操纵。
[0034] 在一些实施例中，本发明的心轴将包括单个间隔构件。在其它实施例中，心轴将包 括沿着心轴的纵轴位于不同纵向位置的两个或更多个间隔构件并且可以与单个卷或两个 或多个卷一起使用并且使相邻带卷之间有一个或多个间隔构件。例如，在图1中，间隔构件 14a、14b和14c被设置成与端部20a的距离逐渐变大。
[0035] 在优选的实施例中，心轴包括第二间隔构件，第二间隔构件与第一间隔构件位于 相同（即，相等）的纵向位置，优选地，正好与第一间隔构件垂直地在心轴的纵轴两端。在 图2中示出这种实施例，在图2中，间隔构件14a上的突起18a被设置成与另一类似间隔构 件（在这个视图中看不到）上的突起19a基本上垂直地在主体12两端。
[0036] 图3示出包括心轴10的分配器26,带卷28a、28b和28c安装在心轴10上。如图 3中可以看到的，带卷28b包括在可选芯32上卷绕成卷形式的材料的片材30,芯32在其中 心具有开口。这种带卷构造在本领域中是传统的。在一些实施例中，片材材料可被例如围 绕芯轴卷绕成不带芯的卷形式。
[0037] 再转到图3,相邻的带卷通过至少一个间隔构件分开。例如，带卷28a和28b通过 间隔构件14a上的突出18a和心轴10相对侧的间隔构件（在这个透视图中看不到）的突 出19a分开。类似地，带卷28a和28b通过间隔构件14c上的突出18c分开。在这种构造 中，突出18a和18c均处于突出位置，即，它们从心轴10的主体12的表面径向延伸，以保持 带卷的所需分开。在这种构造中，突出18b (看不到）在带卷28b的芯32下面处于非突出 位置。
[0038] 如果有需要，可以去除卷28b和28c并且可以将单个卷安装在心轴上，例如，使用 间隔构件14a保持其与卷28a的分开，或者，如果卷的尺寸允许的话，使用间隔构件14b来 完成。当将带卷安装到心轴上时，心轴被插入卷的开口中，或者可供选择地，卷被放置在心 轴上方，使得卷和心轴相对于彼此在与心轴的纵轴平行的方向上行进。为了有助于这个过 程，突出的边缘优选地一定程度地形成锥度（如图1和图2中所示），使得间隔构件将弯曲 进入心轴主体，从而允许带卷移动通过。
[0039] 带材分配器26还包括切割构件34 (例如，笔直边缘），其可用于有助于根据需要从 任意带材分离出所需量的片材材料。
[0040] 在优选的实施例中，第一带卷将被至少一个间隔构件保持在心轴上的某个位置， 使得带卷将不纵向在心轴上滑动从而干扰当从第一带卷分配片材材料时与相邻的第二带 卷的接触。在图3中，带卷28b被两个间隔构件（即，间隔构件14a和14c)保持在纵向位 置。这样提供的增强的稳定性提高了可以从带卷28b去除片材材料30并且用切割构件34 干净利落地将其分离而没有与相邻卷28a、28c缠结或部分未卷起的便利度。因此，将部分 地基于与心轴和装配心轴的分配器一起使用的带卷的宽度尺寸来选择主体上的间隔构件 的纵向位置。
[0041] 根据本发明，选择带卷和心轴,使得心轴的主体的有效外径小于带卷中开口的内 径，使得心轴可在其上接收带卷。通常优选的是，带卷可以例如仅仅在通过从带卷拉出片材 材料的端部（没有拖拽或者只用最小的拖拽）而被赋予的旋转动力下围绕心轴自由地卷 起。经常，所需的是一点点的拖拽，使得当分配动作停止时，卷将停止转动。另一方面，如果 发生过量拖拽，则更难以根据需要分配片材材料并且片材材料会劣化，例如，破损、被不期 望地拉伸等。在一些实施例中，带卷的内径只略大于心轴的外径，使得带卷将围绕心轴自由 地旋转，而没有摇摆等。如本领域的技术人员将理解的，通过选择表现出所需特性的相容材 料或者例如通过施用合适的调节摩擦涂层来处理组件，可以实现心轴和带卷的所需摩擦关 系。
[0042] 本发明可以与各式各样的片材材料的带卷一起使用。片材材料可以是粘合剂或者 不是粘合剂，可以基本上是连续的或者在其内具有开口，可以是光滑的或者在其上具有结 构化表面，等等。示例性例子包括纸张和金属膜、幅材、片材等。
[0043] 本发明的优点之一在于，在心轴上的不同纵向位置装配有至少一个（优选地，两 个或更多个）间隔构件的单个心轴设备或者包括此心轴的分配器可以有利地与具有不同 宽度的各种不同带卷一起使用。可以使用同一心轴频繁且容易地里里外外地改变不同宽度 的带卷。例如，在图3中示出的实施例中，如果主体12是2个1/16英寸长，并且突出18a 和18c分别与端部20a和20b隔开大约5/8英寸，则彼此隔开约5/8英寸的突出18a和18c 和与两个端部20a和20b隔开约1英寸的突出18b可以有效地与一个、两个或三个1/2英 寸带卷；一个或两个1英寸卷；一个2英寸卷；或带有一个1英寸卷的一个1/2英寸卷一起 使用。
[0044] 本发明提供了一种用于组装带材分配器的方法，所述方法包括在将具有圆形芯开 口的带卷滑过心轴的端部和以下情况中的至少一者：（i)滑过第一间隔构件或（ii)滑到处 于其突出位置的第一间隔构件。根据本发明，在一些实施例中，所述方法包括将第一带卷滑 过或滑动超出第一间隔构件并且还包括将具有圆形芯开口的第二带卷滑过心轴到第一间 隔构件，其中，所述带卷通过处于其突出位置的至少第一间隔构件分开。
[0045] 本发明提供了一种用于从具有芯开口的带卷分配带材的方法，其中，带卷如本文 描述地被安装在心轴上，当例如通过拉动带材端部以从带卷退绕一部分带材并且接着通常 通过从卷部分分离它（例如，通过诸如通过拉动它经过分配器上的切割构件）而分离出一 部分带材来分配带材时围绕心轴旋转。在一些实施例中，心轴在其上将安装有第一带卷和 第二带卷，带卷是通过处于其突出位置的第一间隔构件分开的，使得当所述第一带卷围绕 所述心轴旋转时，例如，当从其分配带材时，它基本上没有接触所述第二带卷。
[0046] 如本说明书以及附加的权利要求书中所使用，除非内容有另外清楚的表述，单数 形式的词语"一个"和"所述"包含复数语词所指的对象。如本说明书以及附加的权利要求 书中所使用，术语"或"一般以包含"和/或"的意思使用，除非内容有另外清楚的表述。
[0047] 尽管对本发明结合其优选实施例并参照附图进行了全面描述，应注意各种变化和 修改对于本领域技术人员而言是显而易见的。这种变化和修改应理解为包含于由所附权利 要求书所定义的本发明的范围内，除非它们脱离本发明的范围。本文引用的所有专利、专利 文档和专利公开的完整公开内容均以引用方式并入。
【权利要求】
1. 一种心轴，所述心轴包括细长主体，所述心轴适于接收具有芯开口的带卷并且具有 至少一个间隔构件，所述间隔构件可以被构造为处于第一突出位置和处于第二非突出位 置。
2. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述主体为大致圆柱形。
3. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述主体具有不是圆形的横截面。
4. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述间隔构件和所述主体是一体的。
5. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述间隔构件包括突起，所述突起可以被构造为 处于第一突出位置和处于第二非突出位置。
6. 根据权利要求5所述的心轴，其中所述间隔构件包括将所述突起连接到所述主体的 臂。
7. 根据权利要求6所述的心轴，其中所述臂是弹性的并且推动所述突起进入所述突出 位置。
8. 根据权利要求1所述的心轴，所述心轴包括被构造为推动所述间隔构件进入所述突 出位置的弹簧。
9. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述心轴包括两个或更多个间隔构件，所述间隔 构件可以被独立地构造为处于突出位置和处于非突出位置并且位于不同的纵向位置。
10. 根据权利要求1所述的心轴，其中所述心轴包括两个或更多个间隔构件，所述间隔 构件可以被独立地构造为处于突出位置和处于非突出位置并且位于相等的纵向位置。
11. 根据权利要求1所述的心轴，其中至少一端部被构造为与支承件接合。
12. 根据权利要求11所述的心轴，其中两端部被构造为与支承件接合。
13. -种带材分配器，所述分配器包括根据权利要求11所述的心轴，所述分配器被调 整以使得所述心轴的至少一端部可自由地允许具有芯开口的带卷被安装在其上以及被从 其去除。
14. 根据权利要求13所述的带材分配器，还包括安装在所述心轴上的两个带卷，其中， 所述带卷通过至少一个所述间隔构件分开，所述间隔构件可被构造为处于突出位置和处于 非突出位置并且正处于突出位置。
15. 根据权利要求13所述的分配器，其中所述心轴可脱离地安装在所述分配器上，所 述分配器和所述心轴适于允许去除和更换其上的带卷。
16. 根据权利要求13所述的分配器，还包括切割构件。
17. -种用于组装根据权利要求13所述的分配器的方法，所述方法包括将具有芯开口 的第一带卷滑过所述心轴的端部和以下情况中的至少一者：（i)滑过第一间隔构件或（ii) 滑到处于其突出位置的第一间隔构件。
18. 根据权利要求17所述的方法，包括将第一带卷滑过所述第一间隔构件并且还包括 将具有芯开口的第二带卷滑过所述心轴到第一间隔构件，其中，所述带卷通过正处于其突 出位置的至少所述第一间隔构件分开。
19. 一种用于从根据权利要求13所述的分配器分配带材的方法，所述分配器在其上具 有第一带卷，所述方法包括从所述第一带卷去除一部分带材，使得所述第一带卷围绕所述 心轴旋转。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述分配器在其上具有第二带卷，所述第一带 卷和所述第二带卷是通过正处于其突出位置的第一间隔构件分开的，使得当所述第一带卷 围绕所述心轴旋转时，其基本上没有接触所述第二带卷。
【文档编号】B65H16/02GK104053619SQ201280061284
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月16日
【发明者】托马斯·C·梅尔 申请人:3M创新有限公司