用于为一个卷轴或类似物件定心的设备和方法

本发明总的涉及一种用于为一个卷轴或类似物件定心的设备和 方法。更具体的说，本发明涉及一种用于为一个胶片卷轴或类似物件 定心的设备以便接纳一个引入的卷材，该设备可以将通常在卷绕胶片 时发生在胶片卷轴上的卷材对不齐的现象减少至最低程度。

多年来曾发展出用于卷绕和包装胶片卷材的各种各样的方法和 设备。例如，美国专利第2940232号曾公开过这样一种用于照相胶片 的设备，在其中卷材的胶片带被卷在照相卷轴上。通常，这种设备将 机内或机外凸缘的相配合的卷轴套管定位在相应的胶片边沿的卷轴 上。在一端的容差的累加可以造成胶片中心线和卷轴轴中心线的不对 中。这个不对中使所有的容差都只累加到一侧了。

虽然在减少卷绕时的卷轴与卷材之间的不对中方面已做出一些 进步，但随着生产速度的不断增快，这方面需要不断的改进也就更加 清楚了。例如，美国专利第5105535号公开了一个用于一个胶片卷轴 的定心机构，其中卷轴咬合件通过一个单个的曲柄件精确地彼此相同 或相离地移动。这个机构使用了一个曲柄驱动器将套管移动至一个固 定位置，但是一个套管被驱动到固定的位置，而另一个套管则由弹簧 加载以便计及卷轴尺寸的不同。

在美国专利第4105172号上提供了一个定心机构，其中相对置的 心轴由一个液压致动的肘杆装置彼此相向地设置于相等的位置。该两 件心轴每次都来到相同的位置，因为心轴是固定长度的。总之，这装 置中的心轴彼此相遇而停止。此外，该专利并没有涉及卷轴尺寸的不 同。该专利中描述的肘杆只用来接合心轴。

还有，美国专利第5060878号公开了一种定心装置，其中一个电 动机驱动一个单个的转轴用以推动一对辊连接臂彼此相向或相离移 动。这种装置将卡住一个任何尺寸的辊，但它具有一个汽缸使整个组 件移动以便使辊的边缘相对于机器定位。因此，其目的并不是维持一 个恒定的中心线也并不顾及胶片卷轴的容差的变化。

此外，美国专利第44676449号公开了一个定心机构，其中一对 接近开关被用来确定一对保护管托架的不准确的定位并且随后调整其 中的一个或两个以便正确地定心。这文件中谈到使用传感器来衡量卷 轴凸缘并将来自传感器的信号输入到一个控制器以便驱动卷轴凸缘处 于中心。

虽然近年来上面所述类型的自动包装设备和方法已经获得一定 程序的认可和成功，但是仍继续需要一种用于使一个例如胶片卷轴的 物件定心的设备和方法，用以接纳引入的卷材以减少卷材和卷轴之间 的不对中从而减少卷材的收缩。特别当使用不同轴芯长度的卷轴时将 引入卷材与卷轴定心以避免不对中，可以在卷绕过程中为实现所需要 的进一步改进和更大的效率提供一个机会。

本发明的一个目的是提供一种设备，这种设备能够对特别是用于 接纳一个引入卷材的胶片卷轴或类似物件定心。

本发明的另一个目的是提供一种设备，这种设备在卷绕时将胶片 带相于胶片卷轴的不对中减至最小。

本发明又一个目的提供一种用于将一个胶片卷轴或类似物件定 心的方法，以便将在卷绕时的卷轴对卷材的不对中减至最小。

本发明再一个目的是提供一种设备，这种设备将反复地对一个胶 片卷轴定心而无需顾及轴芯长度上的变化。

本发明的特征在于一对对中的物件支持装置通过一个驱动装置 可以彼此相向和相离地移动，用以支持胶片卷轴或物件的任一端头部 分，使胶片卷轴或物件的中央部分与两端的物件支持件中限位件的距 离是相等的。

为了达成本发明的这些和其它的目的，设置了一种用于将物件定 心的设备，这种物件具有一个不同长度的长轴芯，一个第一端头部分， 一个对置于所述第一端头部分的第二端头部分，和一个在第一和第二 端头部分之间的中央部位的中央部分。根据本发明，该设备具有一个 构架，该构架有一个机内端头和一个对置于所述机内端头的机外端 头。第一和第二物件支持装置互相对中地安装在构架上。第一物件支 持装置安装在机内端头上用以支持物件的第一端头部分，而第二物件 支持装置安装在机外端头上用以支持物件的第二端头部分。每个第一 和第二物件支持装置分别具有一个第一和第二固定的限位件，用以限 制一个支持在其内的物件的相应的端头部分的轴向移动。与第一和第 二物件支持装置相连的装置是设置用来使第一和第二物件支持装置能 够彼此相向和相离地平移。第一和第二物件支持装置的彼此相向地平 移使该物件能够对中地被支持而其中央部分则分别与第一和第二物件 支持装置的的第一和第二固定的限位件保持相等距离。

在本发明的另一个方面的内容中提出了一种用于将物件定心以 便接纳一个卷材的方法，这种物件具有一个不同长度的长轴芯，一个 第一端头部分，一个对置于第一端头部分的第二端头部分，和一个在 第一和第二端头部分之间中央部位的中央部分。包含在这方法内的是 一个提供一对相对置的物件支持件用以支持该物件的一个端头部分的 步骤。物件支持件具有台肩部分用以限制任一端头部分的轴向移动。 另外还提出一个使相对置的物件支持件能够彼此相向和相离地平移的 装置的步骤。物件支持件在这过程中必须彼此对中是很重要的。另外， 还提出使相对置的物件支持件彼此相向移动用以支持物件的端头部分 的步骤。还有，该物件由物件支持件所支持以使该物件的中央部分定 位于两个台肩部分之间的中间部位处。结果使该物件被定心以接纳引 入的卷材。

因此，本发明的一个重要优点是由物件支持装置或套管支持的胶 片卷轴或类似物件总是能与准备绕在卷轴上的引入卷材或胶片带相定 心而无需顾及长轴芯的尺寸。另外，本发明另一个优点是设置在套管 内的偏压定心毂将套轴的旋转中心定位在一条穿过对中的物件支持装 置的轴心上。本发明的又一个重要优点是如果一个胶片卷轴当套管绕 着胶片卷轴与其相接合时没有准确地定位在两个套管之间，则一个偏 压该套管的弹簧将防止第一驱动装置发生过载情况。

本发明的前述及其它目的，特征和优点从附图中将更为明显，其 中相同的标号表示相同的元件，附图中：

图1是通过本发明设备予以定心的现有技术胶片卷轴的透视图；

图2是根据本发明原理的设备的顶视平面图，其中部分为剖视图 以示出所包含的胶片卷轴；

图3是本发明设备的前视平面图；

图4是本发明设备的侧视立面图；

图5是咬合胶片卷轴一端的机外套管的横截面图；和

图6是啮合胶片卷轴对置端的机内套管的横截面图；

图7是第一驱动装置的侧视立面图。

下面是对本发明的最佳实施例的详细描述，请参看附图，在每幅 附图中相同的标号表示相同的结构元件。

图1示出了一个用于卷绕诸如35mm胶片的照相胶片12，或其 它卷材材料于其上的已知的胶片卷轴10。通常，卷轴10具有一个长 轴芯14，该轴芯具有一个大致为圆筒形的外表面16，胶片12即卷绕 在其上。长轴芯14可以有各种不同的长度，这一般起因于制造容差的 变化。卷轴10包括一对第一和第二端头部分，后文中称作端头凸缘 18,20，该凸缘安装在轴芯14上，并且从凸缘延伸出两个中空轴向 毂22,24。卷轴10的一个中央部分26沿着轴芯14形成在第一和第 二端头部分或称端头凸缘18,20之间的中部。

现在参看图2-4，图中示出用于为一个胶片卷轴10或类似物 件定心的设备100。概括地说，设备100包括一个最好是刚性的构架 102，构架具有一个机内端104和一个对置于机内端104的机外端 106。如下面更详细地描述，一个第一物件支持装置108设置在构架 102的机内端104上用以支持胶片卷轴或物件10的第一端头部分18。 同样情况，一个第二物件支持装置110设置在对置的或机外端106上 用以支持胶片卷轴或物件10的第二端头部分或端头凸缘20。

如图3和4中所示，装置130最好是由位于美国伊利诺斯州的 Wheeling市的Camco公司制造的一种摆动器驱动装置，可以提供第一 和第二物件支持装置(下文中被称作机内和机外套管)108,110的 平移运动。此外，机内和机外套管108,110(如图2中清晰地所示) 彼此对中并绕着构架102设置以便沿着轴心122作彼此相向和相离的 移动。一方面，机内和机外套管108,110彼此相向的平移运动使胶 片卷轴或物件10可对中地被支持着，其中央部分26分别与机内和机 外套管108,110的第一和第二固定的肩部116,118(图5和6中 所示)等距离。另一方面，机内和机外套管108,110沿着轴心122 彼此相离的平移运动将胶片卷轴或物件10释放以便向下游传送作独 立的处理。

再参看图3,4和7，在一个本发明最佳实施例中，第一和第二 套管108,110由一个第一驱动装置130和一个枢轴臂132使其平移 地移动。枢轴臂132经由输出轴134与第一驱动装置130可操纵地相 连接。输出轴134刚性地连接在第一驱动装置130上。一个输入轴62 可操纵地连接在第一驱动装置130上。输入轴62由未显示的装置连续 地驱动着并提供输入功率给第一驱动装置130。连接元件136,138 分别连接在第一和第二套管108,110上。连接元件136包括一个第 一弹性挂架150，该弹性挂架经由枢轴接头152可枢转地连接在枢轴 臂132上并刚性地连接在第一连接轴144上。连接元件138包括第二 连接轴164，该第二连接轴以其一端经由枢轴接头166可枢转地连接 在枢轴臂132的一端上。在相对置的一端，第二连接轴164刚性地连 接在第二弹性挂架160的一个端头上。第二弹性挂架160的另一端头 刚性地连接在电动机支架154上。此外，枢轴臂132绕着一个连接在 第一驱动装置130的输出轴134上的滚针轴承140自由地转动。如图 7所示，枢轴臂132由一个牵簧135偏压在一个限位件133上。

参看图5，机外套管110的传动面118和胶片卷轴10之间的摩 擦为第二驱动装置190驱动胶片卷轴10以卷绕胶片12成卷提供了有 效办法。椐发现如果机外套管110的面118上具有一个铸塑氨基甲酸 乙酯或类似的表面则对本发明将是有利的。我们的经验指出铸塑氨基 甲酸乙酯表面将会增大胶片卷轴10的凸缘20与机外套管110的传动 机118之间的摩擦系数，从而避免了打滑。

虽然套管108,110比较受欢迎，但熟练的技工们都知道其它构 形的物件支持装置也可以被用于本发明的规划中，例如，部分为球形 的、圆拱形的或是各种圆锥形的。在图6中，可以看到机内套管108 具有一个大致为管状的形状并带有一个第一钻孔开口112用于接纳和 支持胶片卷轴10的第一端头部分18。图6中还可看到，机内套管108 被装在轴承145上并在紧固胶片卷轴10的一个端头部分时充当一个惰 轮。在图5中，可以看到机外套管110(也是管状的)具有一个第二 钻孔开口114用于接纳和支持胶片卷轴10的第二端头部分20。每个 钻孔开口112,114分别具有一个第一和第二固定的台肩部分116, 118设置在其上用以限制胶片卷轴或物件10的相应的端头部分18, 20的轴向移动。

再参看图6，机内套管108通过轴承145可转动地安装在第一连 接轴144的一个端头上。图2,3和6显示出第一连接轴144该轴由 直线轴承146支持沿着轴线122平移。直线轴承146绕着构架102设 置。第一连接轴144的另一端连接在一个弹性挂架150上，该弹性挂 架通过滚针轴承152紧固在枢轴臂132上，如图3和7所示。

再参看图3和5，机外套管110安装在第二驱动装置190的第二 输出轴194上，该第二驱动装置安装在支架154上。支架154通过直 线轴承198，例如一个THK轴承，可滑动地安装在构架102上。电动 机支架154于是以一端156连接在一个弹性挂架160上，而另一端 162。连接在一个系轴164上。系轴164的对置端于是通过在弹性挂 架150对置一侧的轴承166连接到枢轴臂132上，如上面所述。

如图5和6中所示，机内和机外套管108,110各包括有一个完 全相同的弹簧偏压的定心毂174,176。每个毂174,176设置在机 内和机外套管108,110的各自的钻孔开口112,114中。此外，偏 压的定心毂174,176啮合着胶片卷轴10的一个相应的端头部分18， 20从而使它们不能作轴向移动。另外，偏压的定心毂174,176是锥 形的以使胶片卷轴10在套管108,110的轴线122上对中以便尽量减 小胶片卷轴10和机内和机外套管108,110之间的偏心率。与此同 时，每个空心毂174,176被容许沿着其轴线122顶着相同的弹簧垫 圈180平移，一直等到胶片卷轴10的凸缘18,20的端头部分分别与 套管108,110的传动面116,118相接触时为止。

参看图3,4和7，第一输出轴134根据制造的需要具有固定的 旋转输出角。例如，当输出轴134转动一个大约为7度的旋转角时， 机内和机外套管108,110通过枢轴臂132的移动可彼此相向或相离 平移0.4英寸(或10.16mm)。在这例子中，第一驱动装置130的输 出轴134的整个7度角移动使套管108,110沿着固定轴线122彼此 相向或相离的平移0.4英寸(10.16mm)。在图2或3中，枢轴臂132被 显示在行程的中部。在图3,4和7中，上述的输入轴62由驱动装置 (未显示)驱动的连续转动使第一驱动装置130的输出轴134通过内 凸轮(未显示)而进行摇摆。在这种情况下，输出轴134的位移(7 度)发生在输入轴62转动20度时。通过转动输入轴62至大约48度， 第一输出轴134就停留在输出轴枢轴限位件133将枢轴臂132驱动至 完全缩回的位置处(未显示)。在这停留期间内，套管108,110缩 回，因而卷轴10和胶卷12可以通过另外的机构(未显示)在侧面从 卷绕工位处取出。然后当输入轴62再转动一次20度时，第一输出轴 134移动至啮合的位置，如图2所示。在该移动中，弹簧将枢轴臂132 顶压在枢轴限位件133上，而限位件连接在输出轴134上。两个套管 108,110就会以稍小于第一输出轴134的7度的转动接触在卷轴的 相应端头凸缘18,20上。当这发生时，枢轴限位件133从枢轴臂132 移开，而连接在枢轴臂132上的弹簧135的力通过套管108,110顶 压在凸缘18,20上。在输入轴62的剩余的272度转动中，机内和机 外套管108,110接合在胶片卷轴10的端头部分或端头凸缘18,20 上。在此期间，胶片12卷绕在卷轴10上。除了不同位移的摆动器之 外的其它驱动装置也可以使用，但需根据在卷绕工位使用其它工具所 要求的同步卷绕时间而定。例如，一个步进电动机，气动致动器，伺 服电动机，或液压机构都可以考虑到本发明中。

虽然本发明是根据特定的最佳实施例予以描述的，但熟悉本专业 的人员都知道在本发明范围内还可以做出各种变异也可以使用其它等 同物来替代最佳实施例中的元件。此外，在材料方面为适应特殊情况 也可以有所更改而并不偏离本发明的主旨。