ДОЗАТОР ДЛЯ МНОЖЕСТВА РУЛОНОВ РУЛОННОГО МАТЕРИАЛА С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ РУЛОНОВ И СПОСОБ ЗАЗРУЗКИ ДАННОГО ДОЗАТОРА
PROPORTIONER FOR MULTIPLE MATERIAL REELS WITH THEIR AUTOMATIC DISPLACEMENT AND METHOD OF PROPORTIONER LOADING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дозатору для рулонного материала в свернутом виде и способу загрузки такого дозатора. Множество рулонов рулонного материала устанавливают на карусельном магазине, и когда используемый рулон будет израсходован или, по существу, израсходован, карусельный магазин поворачивается, автоматически перемещая следующий рулон в положение дозирования.
Предпосылки создания изобретения
На протяжении многих лет проводились работы с целью обеспечить хранение и затем последовательное дозирование множества рулонов рулонного материала. Такой рулонной материал обычно существует в виде бумажных полотенец или туалетной бумаги. Однако устройства известного уровня техники часто являются сложными и/или осуществляют выброс гильзы, то есть опорожненные гильзы не удерживаются дозатором.
В патенте US № 7461810 описан дозатор для множества рулонов, в котором каждый держатель рулона содержит соответствующий расцепной рычаг для закрепления рулона в положении дозирования и для обеспечения поворота карусельного магазина, содержащего рулоны, когда используемый рулон заканчивается. Для того чтобы карусельный магазин в соответствии с данным патентом поворачивался под действием гравитации, рулоны должны дозироваться из положения, смещенного от центральной вертикальной оси корпуса.
В патенте US № 5310129 описан также дозатор для множества рулонов, в котором каждый держатель рулона содержит соответствующий механизм блокировки, и дозируемый рулон должен быть смещен от центральной вертикальной оси корпуса для того, чтобы карусельный магазин поворачивался под действием гравитации, когда дозируемый рулон заканчивается.
В патентах US № 6491251 и 7041140 описаны дозаторы для множества рулонов бумаги тиссью, в которых механизм захвата и высвобождения для поворотного барабана требует использования рулонов бумаги тиссью с разъемными гильзами, т.е. рулонов, в которых гильза выполнена в виде двух аксиально разделяющихся частей.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает дозатор листового материала с множеством рулонов, который является механически простым, прочным и надежным в эксплуатации, а также новый способ загрузки такого дозатора. В предпочтительных вариантах осуществления дозатор предотвращает выброс гильзы и автоматически перемещает новый рулон в положение дозирования под действием гравитации.
В соответствии с изобретением поворотный барабан прикреплен с возможностью поворота к корпусу дозатора. Поворотный барабан включает в себя множество держателей рулонов, соединенных с ним. Держатели рулонов, предпочтительно, продолжаются параллельно оси вращения поворотного барабана. Механизм захвата и высвобождения размещается в выбранном положении в пределах траектории вращения поворотного барабана и взаимодействует с датчиком, который регистрирует диаметр дозируемого рулона, так что когда рулон достигает заданного минимального диаметра, соответствующего полному или почти полному использованному состоянию, механизм захвата и высвобождения высвобождает расположенную позади по ходу ось, которую он удерживал, и позволяет поворотному барабану поворачиваться под действием гравитации до тех пор, пока он не захватывает только что опорожненную ось, в результате чего следующий рулон рулонного материала оказывается в положении дозирования.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и другие признаки, преимущества и цели настоящего изобретения станут более очевидными со ссылкой на приведенное ниже описание некоторых предпочтительных вариантов осуществления изобретения, воспринимаемого со ссылками на прилагаемые чертежи,
где фиг.1 представляет собой перспективный вид дозатора с пространственным разделением элементов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой вид в вертикальном разрезе, показывающий датчик диаметра рулона дозатора, показанного фиг.1, на полном рулоне рулонного материала;
фиг.3 представляет собой вид, аналогичный фиг.2, когда рулон израсходован и непосредственно перед высвобождением механизма блокировки;
фиг.4 представляет собой вид, аналогичный фиг.3, когда механизм блокировки высвободил расположенную позади по ходу ось, и поворотный барабан начал поворачиваться, для того чтобы продвинуть следующий рулон в положение дозирования;
фиг.5 представляет собой вид в вертикальном разрезе в плоскости, расположенной рядом с передней частью дозатора, с удаленной крышкой, в положении, соответствующем фиг.2;
фиг.6 представляет собой вид в вертикальном разрезе в плоскости, расположенной рядом с передней частью дозатора, с удаленной крышкой, в положении, соответствующем фиг.3;
фиг.7 представляет собой вид в вертикальном разрезе в плоскости, расположенной рядом с передней частью дозатора, с удаленной крышкой, в положении, соответствующем фиг.4.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Дозатор, показанный на фиг.1, содержит корпус 1, который выполнен с возможностью прикрепления к вертикальной опорной конструкции, такой как стенка туалета или стенка туалетной кабины. Дозатор также содержит поворотный барабан в виде карусельного магазина 12, прикрепленного с возможностью поворота к более широкой части 36 выступа, образованного на или соединенного с корпусом 1. Поворотный барабан, как вариант, может быть выполнен в виде крестовины, в которой держатели рулонов соединены не с пластиной, а каждый с соответствующей перекладиной, радиально продолжающейся из общей центральной части.
Множество держателей 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов соединены с передней поверхностью карусельного магазина 12 и продолжаются, предпочтительно, параллельно оси А вращения карусельного магазина 12. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, предусмотрено пять держателей рулонов. На практике, количество держателей рулонов может изменяться от минимального, равного трем, до максимального, равного любому желаемому количеству.
Каждый из держателей 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов приспособлен для удерживания рулона рулонного материала. Такой рулонной материал может представлять собой бумажные полотенца или бумагу тиссью или любой другой рулонной материал, который поставляется в виде рулона. Для удобства в дальнейшем использован термин «бумага тиссью».
На фиг.1 показан дозатор с его крышкой в открытом положении. Крышка соединена с корпусом 1 посредством показанного поворотного устройства и выполнена с возможностью перемещения из открытого положения в закрытое положение, закрывающего карусельный магазин 12 и держатели рулонов и образующего дозирующее отверстие. В открытом положении держатели рулонов доступны для загрузки целых рулонов R или удаления использованных рулонов или гильз С.
Дозатор дополнительно содержит датчик 10, прикрепленный с возможностью поворота к более узкой части 38 выступа, образованного на или соединенного с корпусом 1. Цилиндрическая пружина 4 расположена между датчиком 10 и частью 38 выступа и вынуждает датчик поворачиваться в направлении против часовой стрелки. Датчик 10 содержит участок 8, который нажимает на внешнюю периферию рулона бумаги тиссью, который в данный момент дозируется, как будет более подробно описано ниже. Участок 8 может быть выполнен за одно целое с остальной частью датчика 10 или может принимать форму валика, который закреплен с возможностью вращения в пределах пары изображенных рычагов, выступающих из датчика 10.
Датчик 10 закрыт колпаком 3, который, предпочтительно, выполнен из прозрачной пластмассы с возможностью обеспечить контроль механизма захвата и высвобождения. Колпак 3 прикреплен посредством винтов 14 к корпусу 1 в точках, расположенных радиально за пределами траектории карусельного магазина 12. Колпак 3 также содержит отверстие для размещения винта 14, который прикрепляет датчик 10 к более узкой части 38 выступа. Колпак аксиально выступает от внутренней задней поверхности корпуса 1 на расстояние, достаточное для обеспечения пропускания держателей 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов, подвергающихся воздействию механизма захвата и высвобождения, как будет описано ниже.
Датчик 10 также взаимодействует со спусковой защелкой 9, которая прикреплена с возможностью поворота к колпаку 3 в точке 34 крепления посредством другого винта 14. Спусковая защелка 9 содержит пару роликов 11 для уменьшения фрикционного контакта с датчиком 10. Колпак 3 содержит пару внутренних дугообразных пазов (которые видны на фиг.1 как пара внешних дугообразных участков 32), которые размещают внешние концы роликов 11 и таким образом ограничивают диапазон углового перемещения спусковой защелки 9.
Карусельный магазин 12 вращается по часовой стрелке, перемещая новый рулон бумаги тиссью в положение дозирования, при этом собачка 7, установленная с возможностью поворота одним своим концом 40 в соответствующей выемке 38, образованной в корпусе 1, предотвращает поворот карусельного магазина 12 в направлении против часовой стрелки, при этом ее другой конец 42 входит в зацепление с рядом наклонных плоскостей, образованных с противоположной стороны карусельного магазина 12, наподобие обычного храпового механизма.
Крышка дозатора содержит механизм 13 блокировки, предпочтительно, приводимый в действие ключом, который удерживает крышку в закрытом положении.
Необходимо отметить, что держатели 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов в соответствии с данным вариантом осуществления являются более широкими на их концах, приближенных к поворотному диску 12, и сужаются к более узким участкам на противоположных, свободных дистальных концах. По существу, данные держатели рулонов приспособлены для удерживания рулонов бумаги тиссью, как описано в одновременно находящейся на рассмотрении заявке № 11/541666 того же заявителя, полный объем которой прямо включен в данный документ посредством ссылки.
На фиг.2 дозатор содержит четыре полных рулона бумаги тиссью: рулон С в положении дозирования на держателе 28 рулона и три рулона R в резерве на держателях 22, 24 и 26. Держатель 30 рулона либо пустой, либо удерживает гильзу полностью или почти полностью использованного рулона из предыдущего цикла дозирования. Держатель 30 рулона зафиксирован в данном положении посредством спусковой защелки 9, как показано на фиг.5.
Характерным признаком данного варианта осуществления является то, что защелка расположена в третьем квадранте поворотного барабана, чтобы зафиксировать держатель рулона, который только что перемещен из положения дозирования, и соответственно либо является пустым, либо удерживает израсходованный или почти израсходованный рулон. Очевидно, что если бы поворотный барабан был приспособлен для вращения против часовой стрелки, то защелка находилась бы во втором квадранте, и дозатор представлял бы собой, по существу, зеркальное отражение показанного дозатора. В данном варианте осуществления, несмотря на наличие пяти держателей рулонов, в дозатор загружены только четыре рулона бумаги тиссью, так что держатель рулона в положении держателя 30, показанном фиг.2, будет всегда либо пустым, либо удерживающим израсходованный или почти израсходованный рулон. Это обеспечивает неустойчивость в центре тяжести поворотного барабана, которая вынуждает поворотный барабан автоматически поворачиваться в направлении по часовой стрелке под действием гравитации, когда рулон С заканчивается, как описано в данном документе. Предпочтительно, для того чтобы оптимизировать действие гравитации, дозатор включает в себя средство для обеспечения горизонтального расположения устройства, такое как пузырьковый уровень 17, который показан на фиг.1.
Благодаря данному устройству и способу, рулон С, который в данный момент дозируется, может быть подвешенным на вертикальной оси дозатора, то есть ось вращения держателя 28 рулона расположена вертикально на одной прямой с осью вращения поворотного барабана 12, т.е. в отличие от известного уровня техники, описанного выше, в данном варианте осуществления дозируемый рулон может находиться в положении «шесть часов».
Возможность нахождения дозируемого рулона в положении «шесть часов» означает, что он будет расположен прямо над дозирующим отверстием 44 дозатора, что в свою очередь минимизирует усилие, требующееся для вытягивания отрезка бумаги тиссью из рулона С, и предотвращает преждевременный отрыв вытягиваемого рулона.
На фиг.2 ролик 8 датчика 10 плотно прижимается к внешней, преимущественно цилиндрической периферии дозируемого рулона С, который в данный момент еще является почти полным. По мере того как рулон С расходуется, пружина 4 вынуждает датчик 10 поворачиваться против часовой стрелки, так что ролик 8 остается в контакте с цилиндрической периферией рулона С, пока он продолжает расходоваться.
На фиг.3 показано положение, в котором рулон С полностью или почти полностью израсходован, т.е. непосредственно перед тем как механизм захвата высвобождает держатель 30 рулона и обеспечивает поворот карусельного магазина 12 по часовой стрелке, для того чтобы привести держатель 26 рулона в положение дозирования. Ролик 8 удерживается в контакте с рулоном С под действием пружины 4.
На фиг.4 спусковая защелка 9 высвободила держатель 30 рулона, так что поворотный барабан 12 может поворачиваться и, как показано на данном чертеже, фактически начал поворачиваться. Держатель 28 рулона перемещается в следующее положение, в котором он будет зафиксирован спусковой защелкой 9, а резервный рулон R на держателе 26 рулона продвигается к положению дозирования над отверстием 44, где он становится новым дозируемым рулоном С. Данное перемещение вперед поворотного барабана 12 происходит автоматически под действием гравитации, в результате эксцентрической нагрузки, обеспечиваемой пустым или по существу пустым держателем рулона между положениями «шесть часов» и «девять часов», который фиксируется спусковой защелкой 9.
На фиг.5-7 показана взаимосвязь между датчиком 10 и спусковой защелкой 9 в положениях, показанных на фиг.2-4, соответственно. На фиг.5, когда дозируемый рулон С является полным, датчик 10 прижимается посредством своей дугообразной периферии 50 к роликам 11, закрепленным на спусковой защелке 9, тем самым удерживая крюкообразный выступ 52 спусковой защелки на держателе 30 рулона. Дистальный конец держателя 30 рулона выступает достаточно далеко за пределы гильзы израсходованного рулона Е на держателе 30, так что выступ 52 способен непосредственно фиксировать держатель 30 рулона.
Хотя в данном варианте осуществления держатели 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов содержат более широкие проксимальные концы и более узкие дистальные концы, возможно также, что держатели рулонов имеют постоянный или ступенчатый диаметр.
До тех пор пока дугообразная периферия 50 датчика 10 прижимается к роликам 11, крюкообразный выступ 52 спусковой защелки 9 остается на держателе 30 рулона, и вращение карусельного магазина 12 предотвращено. Следует отметить, что в отличие от множества дозаторов известного уровня техники, рассмотренных выше, в которых карусельный магазин непрерывно движется, когда дозируемый рулон расходуется, данная конструкция имеет преимущество удерживания карусельного магазина 12 в фиксированной угловой ориентации, когда рулон С дозируется. В данном варианте осуществления, ролик 8 оказывает небольшое сопротивление вытягиванию рулонного материала из рулона, однако данное сопротивление не усиливается, как в известном уровне техники, вращательным моментом всего поворотного барабана, загруженного резервными рулонами. Это также способствует надежной работе настоящего изобретения.
На фиг.6 дозируемый рулон С в основном израсходован, но дугообразная периферия 50 датчика 10 остается в контакте с одним из роликов 11, закрепленных на спусковой защелке 9, и таким образом крюкообразный выступ 52 спусковой защелки 9 продолжает фиксировать держатель 30 рулона, и карусельный магазин 12 остается в такой же угловой ориентации, как на фиг.5.
На фиг.7 диаметр дозируемого рулона С дополнительно уменьшился, соответствуя положению, в котором рулон С либо совсем израсходован или почти совсем израсходован. Продолжающееся поворотное движение датчика 10, поджимаемого пружиной 4, когда ролик 8 отслеживает уменьшающийся диаметр рулона С, вынуждает дугообразную периферию 50 датчика 10 выходить из контакта с обоими роликами 11. Без датчика 10, зажимающего спусковую защелку 9 в положении фиксации, контур крюкообразного выступа 52 и вращательный момент карусельного магазина 12, прижимающегося к нему, вынуждает спусковую защелку 9 отрываться от держателя 30 рулона, так что карусельный магазин 12 может поворачиваться под действием силы гравитации в направлении по часовой стрелке, для того чтобы продвинуть следующий рулон R на держателе 26 рулона в положение дозирования, чтобы стать новым рулоном С.
На данном этапе не только датчик 10, но также и спусковая защелка 9 расположены радиально целиком в пределах окружности, описываемой осями держателей 22, 24, 26, 28 и 30 рулонов.
Когда новый рулон на держателе 26 продвигается в положение дозирования, его полный диаметр прижимается к ролику 8 и вынуждает датчик 10 поворачиваться по часовой стрелке, преодолевая усилие пружины 4, чтобы возвратиться в его исходное положение, показанное на фиг.5. Одновременно с этим, только что опорожненная гильза на держателе 28 приближается к спусковой защелке 9, в то время как спусковая защелка 9 поворачивается против часовой стрелки в результате возвратного движения внешней периферии 50 датчика 10. Таким образом, датчик 10 действует как кулачок, возвращая защелку в исходное положение, показанное на фиг.5.
Таким образом, фиксирующая конструкция данного варианта осуществления автоматически возвращается в исходное положение, когда новый рулон продвигается в положение дозирования. Кроме того, данный вариант осуществления позволяет использовать только один механизм захвата и высвобождения, который является общим для всех держателей рулонов.
В данных вариантах осуществления спусковая защелка 9 является по существу L-образной, причем ее первый конец поворачивается вокруг оси, определяемой винтом 14 и точкой 34 крепления (см. фиг.1), а второй конец 52 находится в контакте с одним из держателей рулонов. Однако спусковая защелка 9 может иметь любую форму, например Т-образную или Y-образную, при условии, что она способна фиксировать держатель рулона и блокировать вращение карусельного магазина 12, когда датчик прижимается к ней, и обеспечивать вращение карусельного магазина 12, когда датчик к ней не прижимается.
Для того чтобы загрузить данный дозатор, работник туалета или другой пользователь открывает крышку дозатора посредством использования соответствующего ключа в механизме 13 блокировки и поворачивает крышку вниз в положение, показанное на фиг.1. В этот момент, возможно, на рулоне С остается некоторое количество бумаги тиссью, а держатель 30 рулона содержит израсходованный рулон и один или более держателей 22, 24 и 26 рулонов также содержат израсходованные рулоны. Работник туалета удаляет гильзы израсходованных рулонов, которые удерживались соответствующими им держателями рулонов, и помещает новые рулоны на каждый держатель рулона. На данном этапе держатель 28 рулона, содержащий дозируемый рулон С, может нуждаться или может не нуждаться в новом рулоне, тогда как держатель 30 рулона, который в данный момент зафиксирован спусковой защелкой 9, не принимает новый рулон, так что сохраняет неустойчивость массы карусельного магазина 12, которая вынуждает его продвигаться под действием гравитации, когда спусковая защелка 9 высвобождается. Поскольку держатель 30 рулона находится за колпаком 3, он не может быть доступным, и соответственно поддерживается неустойчивость карусельного магазина для оптимальной работы дозатора.
Приведенное выше описание и варианты осуществления представлены в качестве неограничивающих примеров. Модификации в пределах объема и сущности изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники после прочтения данного описания.