生产幅状材料的卷筒的复卷机及方法
【专利摘要】该机器包括第一卷绕辊（3）和凹板（17），所述凹板绕所述第一卷绕辊（3）延伸。所述第一卷绕辊和所述凹板限定所述幅状材料（N）的进给通道（19）。设置于所述凹板（17）的上游的运动部件（21）具有夹持表面（23B），所述夹持表面与所述第一卷绕辊（3）配合以夹持所述幅状材料（N）使其抵靠所述第一卷绕辊（3）。所述运动部件（21）被布置和控制来夹持所述幅状材料（N）使其抵靠所述第一卷绕辊（3）的表面并使所述运动部件（21）和所述第一卷绕辊（3）的表面之间的幅状材料减速，从而使得前缘（LT）绕自身卷绕以形成卷筒（L；L1）的卷绕核。
【专利说明】生产幅状材料的卷筒的复卷机及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纸转换机器，具体涉及制造绉纸或绵纸的卷的机器。
【背景技术】
[0002]纸通常由连续的机器生产，该机器通过输送的纤维素纤维原料和从流浆箱分配水，在成型纤维上生成一层纤维素材料，所述层被干燥并被卷绕在大直径的卷中。这些卷接下来被展开并再卷绕以形成小直径的卷筒。卷筒接下来被划分为多个卷，其尺寸等于最终产品的尺寸。利用这种技术，通常制造卫生纸卷、厨房用纸卷或其它绵纸产品。
[0003]卷绕卷筒时通常使用纸板卷绕芯，其被插入复卷机，围绕其形成卷筒。每个卷筒里面的纸板芯与卷绕的幅状材料一起切断。此类型的复卷机的示例在US-A-5979818和US-A-4487377 中描述。
[0004]在其它现有技术的复卷机中，卷绕可以绕可抽取和可循环使用的芯轴进行。用于绕管状卷绕芯形成卷筒的复卷机的示例在US-B-6752，345中描述。US-B-6565033描述了用于绕被划分为两个部分的卷绕芯轴卷绕幅状材料的卷筒的复卷机，在完成卷绕后，所述卷绕芯轴被从卷筒中抽出。
[0005]也制造在没有使用卷绕芯或芯轴的情况下执行对卷筒的卷绕的复卷机。这种类型的复卷机的例子在 US-A-5538199、US-A-5839680、US-A-5505402、US-A-5402960、US-A-6752344 和 EP0611723 中描述。
[0006]具体地，US-A-5839680和同族的其它专利公开了一种机器，其中通过在完成了一个卷筒的卷绕后断开幅状材料后形成中心核，该中心核开始围绕自身卷绕，从而卷绕幅状材料的卷筒。为此目的，幅状材料被夹持在运动的板和卷绕辊(幅状材料被绕其引导)之间。运动的板被压在卷绕辊的柱形表面上，以便使得幅状材料显著减速，并在夹持点的下游撕裂幅状材料。运动板具有凸部和凹部分，在所述凸部分，幅状材料被板夹持在卷绕辊的外表面上。卷绕辊的柱形表面和板的表面之间的相对运动使得下一个卷筒的中心核开始沿所述运动的板的表面的凹部分开始卷绕。卷筒的初始卷绕核形成在运动板和所述卷绕辊的表面之间，并通过滚动沿运动板前进，增大半径，直至到达限定在多个卷绕辊之间的卷绕支架。
[0007]这种现有技术的机器具有显着的优点，包括在没有中心卷绕芯和没有中心孔的情况下形成幅状材料的卷筒，从而使得能在小空间中卷绕大量的幅状材料。
[0008]尽管具有上述优点，但这些机器存在一些问题，包括难于微调，这是由于断开幅状材料以及中心核开始绕其自身卷绕的初始步骤的临界性质。由于以下事实，使该困难增加:幅状材料的例如厚度、克重、拉伸强度等参数(其影响断开幅状材料和绕自身卷绕通过撕裂而生成的初始边缘的初始步骤)的特性会改变。
[0009]US-A-5603467公开了配置有两个卷绕系统的复卷机，该两个卷绕系统使得能交替地生产具有中心卷绕芯的卷筒和不具有中心卷绕芯的卷筒。该机器是特别灵活的，尽管从两个可能的操作模式的一个转换到另一个较复杂，并且需要大量的操作以使其适应。
【发明内容】
[0010]本发明的主题是能在不具有卷绕芯和不具有卷绕芯轴的情况下卷绕卷筒的复卷机，使得能至少部分克服现有技术的机器的缺陷。
[0011]本发明的主题还涉及能在不具有卷绕芯和不具有卷绕芯轴的情况下卷绕卷筒的新方法，使得能供应具有比使用传统机器获得的产品的质量更高质量的产品。
[0012]本质上，根据第一方面，本发明提供了一种用于制造幅状材料的卷筒的复卷机，包括第一卷绕辊和凹板，所述凹板绕所述第一卷绕辊延伸，具有面对所述卷绕辊的凹面。所述第一卷绕辊和所述凹板限定所述幅状材料的进给通道。还提供了所述幅状材料的进给路径，所述路径沿所述通道延伸，位于所述凹板的上游。还提供了运动部件，所述运动部件具有夹持表面，所述夹持表面与所述第一卷绕辊配合以夹持所述幅状材料使其抵靠所述第一卷绕辊的侧表面。所述运动部件被构造和控制来夹持所述幅状材料使其抵靠所述第一卷绕辊的表面并使所述运动部件和所述第一卷绕辊的表面之间的幅状材料减速，从而使得前缘绕自身卷绕以形成第二卷筒的卷绕核。一旦在所述运动部件和所述卷绕辊之间形成新卷筒的初始核的步骤开始，则核被朝向通道传送并被传送至通道中，以连续卷绕并沿所述通道前进，与绕所述卷绕辊布置的凹版的凹面接触。
[0013]以此方式，获得了一种机器，在该机器中，通过运动部件来执行每个卷筒绕其自身开始卷绕初始边缘的初始步骤，所述运动部件与基本静止的元件(凹板)不同，所述基本静止的元件随后朝向卷绕支架(例如通过一组卷绕辊形成)传送初始卷绕核。运动部件被控制为从在运动部件和辊之间的夹持区域向限定在辊和凹板的凹面(面向卷绕辊)之间的通道传送初始卷绕核。
[0014]优选地，由第一卷绕辊和凹板限定的通道的高度从入口至出口逐渐增加，这是例如通过提供凹面的逐渐增大的曲率半径而实现。
[0015]有利的是以基本恒定的速度进给幅状材料。基本上恒定的速度指能根据与暂时步骤有关的要求(例如改变幅状材料的母轴)而改变，但是在同一卷绕周期(即，形成卷绕材料的卷筒)的各步骤期间不需要改变。
[0016]然而，幅状材料的速度可以在局部修改。幅状材料的速度的局部变化是涉及幅状材料的一部分的变化，例如，在断开发生的区段变化，而没有改变总体卷绕速度。
[0017]优选地，所述运动部件还被构造和控制来在断开后前缘绕自身卷绕之前使幅状材料断开。断开可以有利地是因为以下而发生:由于速度的局部差异(使用运动部件通过夹持而产生)而在幅状材料中产生张力。
[0018]能使用替代的或附加的装置来引起或协助断开幅状材料，例如卷绕辊的圆周速度的变化，作用在通过运动部件的夹持点和已完成的卷筒之间的幅状材料上的喷气系统等。在较不有利的实施例中，可以在夹持点的上游断开幅状材料，运动部件仅用来开始卷绕新卷筒，并通过抽吸系统或其它合适的保持系统来使得幅状材料保持附着至第一辊。
[0019]在某些有利的实施例中，复卷机包括周边卷绕支架，在卷筒离开形成在凹板和第一卷绕辊的侧表面之间的通道之后在该边卷绕支架中传送卷筒。卷绕支架通常包括一系列的运动部件，所述运动部件保持与卷筒的表面接触，使得卷筒旋转以卷绕幅状材料。运动部件可包括前述第一卷绕辊。在优选的实施例中，卷绕支架由一系列或一组卷绕辊(例如三个卷绕辊)而形成。[0020]优选地，复卷机包括第二卷绕辊，其设置成与第一卷绕辊基本平行，以在所述第一卷绕辊和所述第二卷绕辊5之间限定辊隙，所述凹板在所述辊隙的上游延伸，所述幅状材料的所述进给路径延伸穿过所述辊隙。
[0021]卷绕支架可有利地设置在第一和第二卷绕辊之间的辊缝下游，所述卷绕支架由第一卷绕辊、第二卷绕辊和第三卷绕辊(优选具有运动的轴线)形成。
[0022]在有利的实施例中，运动部件被控制为使得当所述夹持表面被压在所述第一卷绕辊上时所述夹持表面的速度低于所述第一卷绕辊3的圆周速度。较低的速度也可被认为是相对于卷绕辊的方向定向在相反的方向上的速度(至少在一段时间内)。
[0023]有利地，在一些实施例中，凹板限定入口边缘，所述入口边缘与所述运动部件配合以形成传送表面，以形成用于将卷筒的初始卷绕核从所述运动部件滚动到所述凹板的传递表面。例如，梳状边缘可以提供在凹板上，在运动部件和卷绕辊之间的夹持表面可以成形有进入至梳状边缘的齿之间的一系列突起。
[0024]为协助每个新卷筒的中央核的初始卷绕步骤，在本发明的某些特别有利的实施例中，第一卷绕辊包括限定纵向突起的侧表面，所述纵向突起平行于所述第一卷绕辊的轴线延伸，并相对于所述第一卷绕辊的柱形表面径向突出。突起的存在使得能改进对幅状材料断开的控制以及对开始卷绕新卷筒的控制，因而使得能获得产品质量和生产速度方面的某些重要优势。然而，在较简单的实施例中，能省略突起，第一卷绕辊能具有基本柱形的侧表面(具有恒定的半径)。
[0025]在一些实施例中，相对于旋转方向在所述纵向突起之后并在所述纵向突起附近，所述第一卷绕辊具有第一侧表面部分，其直径从所述突起逐渐下降并以与限定第一卷绕辊的第二侧表面部分的柱形的表面相切的方式终止，限定所述卷绕辊的第二侧表面部分的所述柱形表面具有基本恒定的半径。
[0026]根据某些实施例，第一卷绕辊的侧表面由具有恒定半径的第一圆形圆柱部分和具有变化的半径的第二柱部分形成，所述第二柱部分平行于所述第一卷绕辊的轴线延伸，相对于具有恒定半径的第一柱部分突出。
[0027]有利地，沿纵向突起设置至少一个抽吸孔，优选地，所述抽吸孔具有狭缝的形式，所述狭缝行于所述第一卷绕辊的轴线以及所述突起延伸。使用抽吸孔改进了对幅状材料断开步骤以及开始卷绕新卷筒的控制。然而，在较简单的实施例中，抽吸可以省略。
[0028]为了获得不仅能在不具有芯和中心孔的情况下制造卷筒也能在具有卷绕芯或中心孔(通过抽出可抽取的卷绕芯或卷绕芯轴而形成)的情况下制造卷筒的灵活的复卷机，有利地，凹板能在操作位置和待机位置之间运动，在所述操作位置，所述凹板限定所述幅状材料的进给通道，在所述待机位置，所述凹板被放置于距离所述第一卷绕辊一定距离处。能有利地结合凹板提供结合在相同的复卷机中的凹形支架，所述凹形支架绕第一卷绕辊定位，替代凹板，所述凹形支架具有的曲率半径比所述凹板的曲率半径大。曲率半径可以是恒定的或变化的。当曲率半径是变化的时候，期望更大的曲率半径，因为曲率半径总是大于凹板的曲率半径。
[0029]如果有必要，所述凹形支架可以安装为可运动，以交替地处于操作位置和待机位置，在所述操作位置，所述凹形支架绕所述第一卷绕辊设置以限定所述幅状材料的进给通道。运动可以是平移运动、旋转运动或二者的结合。[0030]根据另一方面，本发明涉及一种在不具有卷绕芯的情况下卷绕幅状材料的卷筒的方法，包括以下步骤:
[0031]-绕第一卷绕辊进给幅状材料；
[0032]-卷绕第一卷筒；
[0033]-完成卷绕所述第一卷筒后，断开幅状材料，形成第一卷筒的自由后缘的和第二卷筒的自由前缘；
[0034]-在所述自由前缘附近在所述第一卷绕辊的表面和所述运动部件之间，绕自身卷绕所述幅状材料的初始部分，形成所述第二卷筒的初始核；
[0035]-将所述第二卷筒的初始核从所述运动部件传送至通道，所述通道限定在所述第一卷绕辊和凹板之间，所述凹板绕所述第一卷绕辊延伸；
[0036]-通过将所述第二卷筒的初始核沿所述通道与所述凹板和所述第一卷绕辊接触地滚动来进给所述第二卷筒的初始核，继续绕所述第二卷筒的初始核卷绕幅状材料。
[0037]根据有利的实施例，随后将所述第二卷筒的初始核从所述通道传送至辊隙，所述辊隙限定在所述第一卷绕辊和第二卷绕辊之间。从辊隙，正在形成的卷筒行进至由与卷筒表面接触的运动部件形成的卷绕支架，所述运动部件例如包括第一卷绕辊、第二卷绕辊和第三卷绕辊的一组卷绕辊。
[0038]优选地，通过相同的运动部件(其开始形成每个新卷筒的中心核)来断开幅状材料。
[0039]在根据本发明的方法的有利实施例中，幅状材料是通过运动部件由于在运动部件和第一卷绕辊之间的夹持区域中的幅状材料的减速而被断开。
[0040]根据本发明的方法和复卷机的其它有利特征和实施例在以下说明并在所附权利要求中说明，其形成本说明书的整体部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]通过以下的说明和附图更好地理解本发明，附图示出本发明的实际的非限制性实施例。具体地，在附图中:
[0042]图1在第一操作布置中并在第一实施例中示出了根据本发明的复卷机的根据竖直平面的局部截面和侧视图，限于卷绕头；
[0043]图2、3和4示出交换步骤(S卩，在完成一个卷筒的卷绕时断开幅状材料并开始卷绕下一个卷筒的步骤)中的卷绕区域的放大图；
[0044]图3A示出图3的放大图；
[0045]图4A示出图4的放大图；
[0046]图4B示出根据图4A的线IVB-1VB的放大图；
[0047]图5示出图2、3和4中的步骤的下一步骤中的卷绕区域的放大图；
[0048]图6在根据正交于旋转轴线的平面的截面中示出第一卷绕辊的一部分的放大图；
[0049]图7示出在从在没有芯的情况下卷绕的第一操作模式转换成绕卷绕芯或卷绕芯轴进行卷绕的第二操作模式的步骤中的图1的复卷机；
[0050]图8示出了类似于图7的图，复卷机处于第二操作模式；
[0051 ] 图9示出了例示卷绕辊的运动的图；[0052]图10在第二实施例中示出了根据复卷机的竖直面的局部截面和侧视图；
[0053]图11示出在不具有卷绕芯的情况下制造卷筒的操作模式中的图10的复卷机的一部分的侧视图和局部截面；
[0054]图12示出从在没有芯的情况下生产卷筒的操作布置转换成在具有卷绕芯的情况下生产卷筒的操作布置的图11的复卷机的转换步骤；
[0055]图13示出了图12示出的步骤之后的修改操作布置的步骤；
[0056]图14示出类似于图11、12和13的图，复卷机处于在具有卷绕芯或卷绕芯轴的情况下生产卷筒的布置；
[0057]图15示出了根据图11的线XV-XV的断开部件的、凹板的和第二卷绕辊的根据多个相互相交的平面的截面；
[0058]图16示出了根据本发明的一个修改的实施例的复卷机。
【具体实施方式】
[0059]根据本发明的复卷机的第一实施例示于图1至9中。图1示出复卷机的主要部件，特别是指进给卷绕芯的部件(当复卷机被设定成来在具有卷绕芯的情况下生产卷筒时使用)、卷绕辊和幅状材料断开系统。
[0060]卷绕头总体用I表示。在本实施例中，复卷机的卷绕头包括第一卷绕辊3，其具有旋转轴线3A ;第二卷绕辊5，其绕旋转轴线5A旋转；和第三卷绕辊7，其绕第三旋转轴线7A旋转。两个卷绕辊3和5之间限定有辊隙11以供幅状材料通过。
[0061]在一些实施例中，第一卷绕辊3的轴线3A相对于复卷机的负载承载结构(未示出)固定。在其它实施例中，轴线3A可以相对于负载承载结构运动。
[0062]在一些实施例中，第二卷绕辊5的轴线5A的是可运动的。在一些实施例中，轴线5A特定从复卷机在没有卷绕芯的情况下生产卷筒的操作模式转换至复卷机在具有卷绕芯的情况下生产卷筒的操作模式。在其它优选的实施例中，第二卷绕辊5的旋转轴线5A也可以在没有卷绕芯的卷筒的每个卷绕周期中以可控的方式运动，这将在下面更详细地说明。
[0063]此后将明白可见，复卷机可以设计成不仅生产没有卷绕芯或芯轴的卷筒，也生产缠绕在可以具有可变的直径的中心卷绕芯或芯轴上的卷筒。第二卷绕辊的轴线5A可以是可运动的，以使得复卷机适应不同直径的卷绕芯或芯轴。
[0064]在一些实施例中，出于上述同样原因，辊3可以具有运动的轴线3A。在一些实施例中，卷绕辊3和5均可以是可运动的和可调节的。
[0065]第三卷绕辊7有利地例如由一对臂9承载，所述一对臂9以按双箭头f9往复运动的方式绕枢转轴线9A枢转。按双箭头f9的运动使第三卷绕辊7根据在由三个卷绕辊3、5和7限定的卷绕支架(winding cradle)内的形成步骤期间的卷筒L的直径朝向或远离第一卷绕辊3和第二卷绕辊5运动。
[0066]此外，图1还示出了致动器，所述致动器在本实施例中是具有减速器15的电子控制的电动马达13，所述致动器控制螺纹杆15A旋转，因而控制支承第二卷绕辊5的梁16按照双箭头fl5的运动。因此，通过致动器13，能够使卷绕辊5朝向或远离卷绕辊3运动，改变所述卷绕辊之间的辊隙11的尺寸。
[0067]凹板17设置在辊隙11的上游。在一些实施例中，凹板17由两个枢转臂18支承，所述枢转臂18绕第二卷绕辊5的旋转轴线5A铰接。
[0068]如在图2至5的放大图中更详细地示出的，在一些实施例中，凹板17具有凹面17A，该凹面17A面对第一卷绕辊3的柱形表面3B。此外，凹板17具有插入设置在第二卷绕辊5的柱形表面上的周向槽5B内的齿17B，以便限定基本上连续的表面用于卷筒在第一卷绕步骤滚动，这将在下面更详细地进行说明。
[0069]正如在图4B中的细节中更好地示出的，在相对端，凹板17设置有梳形的入口边缘17C，且设置该入口边缘17C的目的是如下所述。
[0070]在凹板17的面对卷绕辊3的凹面17A和第一卷绕辊3的侧表面3B之间限定有幅状材料N的进给通道19，所述进给通道19被围绕第一卷绕辊3引导，并在随后的卷绕周期中卷绕形成多个卷筒。
[0071]幅状材料N的路径绕第一卷绕辊3并在通道19内延伸，随后延伸通过辊隙11，以将幅状材料N进给至由卷绕辊3、5和7形成的卷绕支架内。
[0072]运动部件21与凹板17和第一卷绕辊3协作，该运动构件被配置和控制来断开幅状材料和开始卷绕没有卷绕芯的卷筒的中心核。
[0073]在一些实施例中，运动部件21包括与绕旋转轴线21C旋转的中心轴21B成一体的一系列臂21A。臂21A可以由在复卷机的整个宽度上延伸的单根连续梁替代。
[0074]臂2IA或连续梁承载一系列的垫23。在一些实施例中，垫23设置有突起23A，所述突起23A的表面23B优选具有柱形状(即，由柱表面的部分形成)。柱表面指的是几何意义上的。所述柱形状可以优选具有恒定的半径，其中心与运动部件21的旋转轴线21A相重合。在这种情况下，突起23A的表面因而具有圆形截面。然而，这不是绝对必要的。突起23的表面23B也可以具有可变的半径，因而具有非圆形的截面。
[0075]突起23A被相互间隔地设置成能穿过的凹板17的梳状边缘17C的齿之间(下文更好地描述其目的)，如能在图4B的细节可见的。
[0076]在一些实施例中，突起23A的表面23B可以具有高摩擦系数，例如通过表面加工形成突起23A的材料而获得该高摩擦系数。在其它优选实施例中，突起23A由弹性屈服材料例如橡胶制成，所述弹性屈服材料本身具有高摩擦系数。期望高摩擦系数大于至少在某些卷绕周期的步骤中幅状材料N要在其上滑动的卷绕辊3的部分的摩擦系数，这将在下面阐明。
[0077]以25A和25B表示的两个容座设置在第一卷绕辊3上(具体参见图2、3、4和6)。这些容座的延伸长度优选等于卷绕辊3的轴向长度。两个块27和28可以容纳在这两个容座25A和25B中，两个块27和28可根据机器的操作模式是可去除的或可更换的。在图2、
3、4和6中，容纳在第一卷绕辊3的容座25A和25B中的两个块27和28被设计成在没有中心芯的卷绕的操作模式中优化复卷机的操作。
[0078]在一些有利的实施例中，当两个块27和28被安装在其各自的容座25和25B中时，在卷绕辊3的表面上在两个块27和28之间、具体地是在块27和28的相对边缘处，限定有抽吸狭缝29，所述块27和28安装后彼此之间具有一个小的距离。优选地，抽吸狭缝29连续延伸卷绕辊3的整个有用长度。抽吸狭缝29可以有利地与设置在卷绕辊3的厚度中的一个或多个抽吸孔31流体连通。抽吸孔31使得抽吸狭缝29与卷绕辊3内的腔室3C流体连通。在腔室3C内，至少在交换步骤(即，在完成一个卷筒的卷绕并开始卷绕下一个卷筒的步骤)，可以通过本身已知的方式产生真空，该真空足以生成通过狭缝29的抽吸流。在其它较不利的实施例中，狭缝29可以是不连续的，或由沿着一条线(优选平行于卷绕辊3的旋转轴线3A)分布的孔替代。
[0079]在一些有利的实施例中，块27具有外表面27A,所述外表面27A的形状不同于卷绕辊3的侧表面的不包括容纳块27和28的容座25A和25B的部分的具有圆形截面的柱形状。
[0080]更具体地，块27的表面27A是具有可变半径(因此具有非圆形截面)的柱表面，可变半径从在抽吸狭缝29处在边缘27B处的最大值变化至块27的相对边缘27C。实质上，此块27的外表面27A的直径从边缘27B处的最大值逐渐减小，直至优选以近似切线的方式与卷绕辊3的具有恒定半径的柱表面一部分相连接，该部分相对于卷绕辊3的旋转方向f3位于块27之后。
[0081]块28的外表面可以有两个部分28A、28B，第一部分具有恒定的直径，第二部分(28B)具有增加的半径，其形成上升到最大半径的纵向点或突起28C的斜坡，并从此处起具有恒定的半径。部分28B在与由块27形成的边缘27B相对的位置处终止于抽吸狭缝29，部分28B的直径等于或略小于表面27A的最大直径。
[0082]表面部分28B可以由镶在块28上的薄板制成，或者也由块28的表面(其最初的直径大于最终直径)通过去除切屑加工而生成。
[0083]块27的表面27A优选例如通过机械加工或通过合适的表面涂层处理成具有高的摩擦系数。相比之下，块28的表面28A、28B是光滑的，也就是说，其摩擦系数低于的表面27A的摩擦系数，其原因将在下面说明。
[0084]优选地,特别是当复卷机被设计来交替地卷绕具有中心卷绕芯和不具有中心卷绕芯的卷筒时，卷绕辊3的表面的其余部分具有相互交替的低摩擦系数环形带与高摩擦系数环形带。
[0085]上述复卷机中的元件被用来生产在没有中心芯的情况下卷绕的幅状材料的卷筒L。卷绕周期如下。
[0086]在图1中，复卷机被示出为处于在与三个卷绕辊3、5和7接触的卷筒L的卷绕步骤中。在此阶段，在本示例性实施例中，通过马达13所传递的运动，第二卷绕辊5已从第一卷绕辊3移开，以使得卷筒L分别与第一卷绕辊3和第二卷绕辊5之间的两个接触点运动远离彼此。在其它实施例中，在卷筒的卷绕周期期间，辊3和5的中心之间的距离不发生变化，或仅变化较小的程度。
[0087]一旦卷筒L达到所需的尺寸(例如被卷绕的材料的所需直径和/或所需长度)，则运动部件21被致动。在整个卷绕周期所述运动部件都基本上保持固定在如图1所示的位置，直至需要其动作来断开幅状材料N并开始绕其自身卷绕第二卷筒的初始中心核。
[0088]在这个示例性的实施例中，使得运动部件21按照箭头f21沿与卷绕辊3、5和7的旋转方向相反的方向旋转。当在完成对第一个卷筒L (位于卷绕支架3、5、7中)的卷绕而需要断开幅状材料N时，运动构件21的运动被控制来将幅状材料N夹持抵靠在块28的较大的直径的表面28B上。控制运动，使得运动部件21的圆周速度(即运动部件21的每个垫23的突起23A的表面23B的速度)是一致的，但比第一卷绕辊3的圆周旋转速度(因而比幅状材料N的进给速度)低例如30?70%。当幅状材料N被夹持在块28的表面28B和垫23的突起23A的表面23B之间时，其被局部减速，这是由于垫23的突起23A的表面的23B的摩擦系数大于块28的表面28B的摩擦系数。由于夹持以及这些部件之间的速度差异，因此在夹持区域幅状材料N具有运动部件21的圆周速度，比幅状材料N的正常进给速度低。由于幅状材料N的局部减速，因此幅状材料N在包括在夹持区域和新形成的卷筒L (其圆周速度继续与幅状材料的正常的进给速度基本相同)之间的一点处断开(优选沿着在幅状材料N上以自身已知的方式产生的穿孔线断开)。
[0089]断开幅状材料生成后缘LC和前缘LT (图3A)，生成后缘完成对所完成的卷筒L的卷绕，新卷筒从前缘开始。
[0090]如以上说明的，块28的具有低摩擦系数的光滑表面28B和垫23之间的压力以及将幅状材料N夹持在其间的部件之间的速度差引起幅状材料N的与前缘LT(通过断开而形成)相邻的局部打滑。在所示的实施例中，为了防止这种情况造成块27的上游的幅状材料N的松动，通过抽吸狭缝29激活抽吸，这将幅状材料保持附着到卷绕辊3。可以相对于幅状材料断开步骤开始的时刻充分提前地激活抽吸。为了使抽吸更及时和准确，卷绕辊3的内部可以被分为两个区段，仅在其中一个(由径向壁垒限界)内能生成真空，从而限制待被抽吸的空气的体积以及抽吸操作的时间。
[0091]卷绕辊3和运动部件21的垫23之间的速度差异以及表面23B(具有较高的摩擦系数)以及块28的表面28B的表面(具有较低的摩擦系数)之间的摩擦系数的差异导致:在在块27、28的区域中、包括在垫23和卷绕辊3的侧表面之间的区域中形成幅状材料的环LA，如图3A中所示意性示出的。
[0092]使以较高速度旋转的辊3和以较低速度旋转的运动部件21之间的相对运动继续，这两个部件之间的相互接触在抽吸狭缝29之后的块27的表面27A处传递。此处，块27的表面27A的更大的摩擦系数以及卷绕辊3和垫23之间的速度差异导致:开始形成以LI表示的下一卷筒的中心卷绕核。图4A示出了该中心核开始卷绕的区域的显著放大的示意图。
[0093]优选地，垫23的突起23A由弹性屈服材料制成，从而由核LI施加在突起23A的表面上的压力导致所述突起在新卷筒的初始卷绕核LI产生处局部变形，如图4A所示。
[0094]新核LI沿幅状材料N的进给路径绕第一卷绕辊3以由卷绕辊3的圆周速度V3以及运动部件21的垫23的圆周速度V23决定的速度前进。新卷筒LI的中心卷绕核然后以能够由这两个参数控制的速度向前朝向凹板17的表面17A运动。由于由块27限定的卷绕辊3的表面27A的半径减小，所以形成了逐渐增大的空间，以允许卷筒LI的初始核的直径增大。事实上，卷筒LI的初始核沿卷绕辊3的表面以低于所述辊的圆周速度的速度前进，因而其在从抽吸狭缝29朝向块27的边缘27C逐渐向后运动的点处与辊3接触。
[0095]图4A示出了第二卷筒LI的新卷绕核也与凹板17A的边缘的梳状结构17C相接触的时刻。从图4A所表示的可以理解，继续辊3旋转运动(箭头f3)和垫23的旋转运动(箭头f21)，则新卷筒LI的初始核的将被逐渐传送到凹板17的凹面17A。在所述传送完成之后，新卷筒LI的初始核将不再与运动部件21的垫23接触，并沿着通道19通过滚动继续前进。
[0096]在通道19中，新卷筒LI的初始核在一侧与凹板17的静止的表面17A接触，在另一侧与卷绕辊3柱形表面3B接触。因而，卷筒LI的新中心核的中心沿着通道19以等于卷绕辊3的圆周旋转速度的一半的速度行进，直至到达辊隙11。[0097]由于上述环形通道5B中的齿17B穿过，新卷筒LI的初始核在没有压力或不连续的情况下从凹板17的凹面17A传送至第二卷绕辊5的柱表面。
[0098]第二卷筒LI的核的直径从辊隙11持续增加，直至核与卷绕辊7接触。卷绕辊7预先被升高以使得能沿表面35卸载已完成的卷筒L，卷绕辊7在形成的初始步骤中再降低以与新卷筒LI相接触。
[0099]在一些实施例中，在新卷筒LI的初始核沿着通道19行进期间，通道19的尺寸(即，凹板17的表面17A与卷绕辊3的表面3B之间的距离)能通过对马达13的可控的致动而逐渐增加，以有利于新卷筒LI的初始核的直径增加。在某些情况下，仅通过从通道19的入口区域至出口区域增加表面17A的曲率半径而使得初始核的直径逐渐增加，正如图中所示，参见例如图5。
[0100]然而，由于表面的几何形状使得通道19的高度逐渐增加，仅对卷绕的幅状材料N的厚度的给定值是最佳的。如果该厚度大于凹面17A的曲率所设计用于的厚度，则在第二卷筒LI的初始卷绕核的行进期间，通过在致动器13的控制下使卷绕辊5运动远离卷绕辊3来逐渐增加通道19的高度可能是有用的或必需的。
[0101]从以上可以理解，通过使用运动部件21与凹板17的表面17A结合来断开幅状材料并开始卷绕卷筒LI的新核，能优化交换周期的各步骤，即，卷绕周期的该操作部分(其中，幅状材料被断开，开始新卷筒LI)的各步骤。
[0102]除了上述部件，图1?9的复卷机还包括其它的机械部件，其使复卷机能从根据上述方法在没有中心芯的情况下生产卷筒的操作模式转换成在具有卷绕芯的情况下生产卷筒的操作模式。必须理解，期望卷绕芯既是保留在卷筒内的环状芯(如果必要在将卷筒切开成单个卷时能与其一起被切开)又是可抽取的或可再循环的芯或芯轴。在第二种情况下，由复卷机制造的卷筒没有卷绕芯(因为其在卷绕后被抽取掉)，而是设置有轴向孔。
[0103]具体在图7和图8中示出复卷机从一个操作布置转换成其它的操作布置。
[0104]在一些实施例中，复卷机I为此目的设置有凹形支架41，当复卷机处于用于在没有卷绕芯的情况下生产卷筒的布置中时，所述凹形支架从卷绕区域(图1)撤回。凹形支架41实际上优选由一系列相互平行的成形板形成，其中只有一个在图中是可见的，其它的叠加于其上。各成形板都有凹边缘，所述凹边缘形成用于滚动卷绕芯的凹面。
[0105]当需要复卷机从在没有中心芯的情况下制造卷筒转换成绕卷绕芯或芯轴卷绕来制造卷筒时，凹板17例如通过臂18的旋转运动而被移开，在图7中示出的位置中，距离第一卷绕辊3的柱表面一定距离。臂18摆动运动或旋转运动能够由活塞-气缸致动器20(图7)控制。
[0106]除了使凹板17运动远离卷绕辊3，卷绕辊5也与卷绕辊3相隔一定的距离，从而增加两个卷绕辊3和5之间的辊隙11的尺寸。凹形支架41被插入在以此方式生成的体积或自由空间中。在所示的例子中，根据箭头F41例如通过使所述凹形支架41的支承梁43运动而使凹形支架41平移，所述支承梁43为此目的被安装在引导件(未示出)上。图8示出的凹形支架41的使复卷机操作能在具有卷绕芯的情况下制造卷筒的最终操作位置。
[0107]除了上述措施，以下可能是有用的:将两个可互换的块27、28替换为两个具有圆形截面的柱外表面的插入件，其半径等于卷绕辊3的其余的侧表面的半径。有利的是，两个块每一个(用于在具有芯或芯轴的情况下的操作)都具有被划分为低摩擦系数和高摩擦系数交替的带或条的表面，使得一旦被安装在卷绕辊3上，则卷绕辊3具有半径基本恒定的柱形表面，其被划分为具有低摩擦系数的环形带和具有高的摩擦系数的环形带。
[0108]沿进给线47进给卷绕芯A。在通过粘胶施加器51将沿着纵向线的粘胶施加于其上之后，通过芯插入器49拾取单个卷绕芯A。部件47、49和51本身是已知的。在这种布置的复卷机具有与US-A-5979818中所描述的基本上相同的结构和操作，因此将不详细描述操作周期。
[0109]在没有中心芯的卷绕模式中，运动部件21执行断开幅状材料和开始卷绕新卷筒LI的核、直至其被传送到固定凹板17和卷绕辊3之间的通道19的功能。相比之下，在具有中心卷绕芯的情况下制造卷筒的布置中，也使用同样的运动部件21来断开幅状材料，但卷绕是在中心芯上开始，部件21不执行任何与此相关的功能，除了以下可选效果，即伴随前缘LT朝向新卷芯A，所述新卷绕芯A被插入至形成在运动部件21的上游(相对于幅状材料N的进给方向)的支架41和卷绕辊3之间的通道中。
[0110]允许凹形支架41和运动部件21之间以在本身已知的方式相互作用，这是因为凹形支架41具有由多个平行板形成的梳状结构。以这种方式，运动部件21的垫23能穿过相邻的板之间并进入卷绕芯A的进给通道(所述进给通道形成在支架41的凹形面41A和卷绕辊3的柱形表面3B之间)。
[0111]图9示意性地示出使卷绕辊3、5和7的轴线能够发生平移运动或振动运动的部件。具体地，该图示出马达13，所述马达13控制使得卷绕辊5按fl5朝向或远离马达13的运动。承载第三卷绕辊7的臂9按f9的往复运动(以便使得辊7朝向或远离辊3、5运动)是由一对连接杆53引起的，所述一对连接杆53被铰接至一对曲柄55，所述一对曲柄55有利地由例如未示出的电控电动马达控制。在一些实施例中，也可以控制卷绕辊3的轴线3A的位置。为了这个目的，卷绕辊3可以由铰接在57A中的臂57支承。通过铰接至曲柄61的连接杆59，使用电子控制的电马达或其它合适的致动器，对臂57并从而对卷绕辊3的旋转轴线3A施加绕铰链轴线57A、根据箭头f57的可控旋转运动。例如，可以使用卷绕辊3的旋转轴线3A的运动来恢复幅状材料N的松驰，以调整卷绕辊3和5之间的辊隙11的尺寸，修改或调整卷绕辊3和凹板17或凹形支架41之间的通道19的尺寸，或用于其它操作或调整目的。
[0112]图10示出了根据本发明的复卷机的修改实施例。相同的附图标记表示与上述相同或相当的部分。整体以2来表示的复卷机示出在图10中，包括图1至9中没有出现的其它部件。具体地，示出了位于卷绕头I的上游的部件。附图标记71表示穿孔器单元。在一些实施例中，穿孔器单元71包括梁73，所述梁73支承与由旋转辊79承载的叶片77配合的一个或多个叶片75。幅状材料N穿过梁73和辊79之间，以便沿横向穿孔线穿孔。导向辊81设置在穿孔器71的下游，幅状材料从该导向辊传送至第一卷绕辊3。
[0113]在本示例性实施例中，层接合单元83设置在穿孔器单元71的上游，层接合单元83本身是已知类型的，在本文中不作详细描述。单元83通常包括与配对压辊87配合的一系列层接合轮85。
[0114]关于卷绕头，图10到14的实施例和图1至9中的实施例之间的差异如下。凹板17具有更大的延伸范围，即，绕卷绕辊3和5之间的辊隙11的上游的第一卷绕辊3的柱形表面延伸更大的长度。运动部件21绕轴线21C铰接，所述轴线21C位于与图1-9中所示的位置不同的位置。事实上，在图1-9中，运动部件21的旋转轴线21C位于第一卷绕辊3下方，而在图10-14中，运动部件21的旋转轴线21C位于卷绕辊3旁，在与第三卷绕辊7相对的一侧上。
[0115]此外，在本实施例中，凹形支架41被支承为绕部件21的旋转轴线21旋转。因此，其从待机位置(图10至12)转换成绕旋转轴线21C枢转的操作位置(图14)。由活塞-气缸致动器42控制枢转。
[0116]在一些实施例中，还可以提供机械部件44，以便在复卷机处于图14所示的布置中时有利于开始绕卷绕芯卷绕幅状材料N。不详细描述部件44的操作，因为其本身是已知的，对其操作和结构的详细描述见于公开文献US-A-2009/0272835。可以使用辅助部件来替代胶水的应用。本机可设置有部件44而仅没有涂胶器，或者可以包括部件44和涂胶器，以交替地在具有粘胶和不具有粘胶的情况下操作。在其它实施例中，部件44可以被省略，复卷机可以被设计为仅在具有胶水的情况下操作。
[0117]图15示出了运动部件21和第二卷绕辊5的沿图11中的XV-XV线获得的截面图。图15示出上述的各种部件，以及用于驱动运动部件21的电动马达22。运动通过绕带齿的皮带轮26A、26B引导的带齿的皮带24从马达22被传递到运动部件21。
[0118]图16示出了相对于图10至15中所示的实施例的修改的实施例。本实施例与前述实施例之间的差异在于运动部件21的不同的形状及其执行的不同类型的运动。
[0119]在图16中，运动部件21不会绕轴21C作旋转运动，但能绕所述轴做往复摆动或旋转运动，如双箭头f21所表示的。运动部件21沿反时针方向(图中示出)旋转，以与幅状材料N接触并夹持幅状材料N使其抵靠卷绕辊3的柱形表面，并执对幅状材料的断开。接着，其沿反方向作旋转运动，以返回到图15中虚线所示的位置，并在反向运动期间，使得新卷筒LI的初始中心核朝向在该情形下也形成在卷绕辊3和凹板17的凹面17A之间的通道19运动。在这种构造中的运动部件21能够如意大利专利申请FI2010A000025和对应的国际申请PCT/IT2011/000037中所描述的那样设计和控制，将所述申请的内容结合在本说明书中。
[0120]图16的运动构件21和图10-15中示出的实施例的部件21设置有与参照图1_9说明的突起23A相类似的一系列突起，其与板17的梳状边缘17C配合，以使的能朝向通道19传送卷筒LI的初始核。
[0121]应理解，图中仅显示了一个示例，其仅仅是作为本发明的一个实际演示，可以具有不同的形式和布置，而不脱离本发明的基本概念的范围。在所附权利要求中所提供的任何附图标记是为了方便参照说明书和附图阅读权利要求，其不限制权利要求表示的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于生产幅状材料的卷筒的复卷机，包括第一卷绕辊(3);凹板(17)，所述凹板绕所述第一卷绕辊(3)延伸，所述第一卷绕辊和所述凹板限定所述幅状材料(N)的进给通道(19);所述幅状材料的进给路径，所述路径沿所述通道延伸；位于所述凹板(17)上游的运动部件(21)，所述运动部件具有夹持表面(23B )，所述夹持表面与所述第一卷绕辊(3 )配合以夹持所述幅状材料(N)使其抵靠所述第一卷绕辊(3);其中，所述运动部件(21)被设置和控制成夹持所述幅状材料使其抵靠所述第一卷绕辊(3)的表面并使所述运动部件(21)和所述第一卷绕辊(3)的表面之间的幅状材料减速，从而使得前缘(LT)绕自身卷绕以形成卷筒(L ;L1)的卷绕核。
2.根据权利要求1所述的复卷机，其中所述运动部件(21)被设置和控制成在断开后前缘绕自身卷绕之前使幅状材料断开。
3.根据权利要求1或2所述的复卷机，包括第二卷绕辊(5)，辊隙(11)限定在所述第一卷绕辊(3)和所述第二卷绕辊(5)之间，所述凹板(17)在所述辊隙(11)的上游延伸，用于进给所述幅状材料(N)的所述进给路径延伸穿过所述辊隙(11)。
4.根据权利要求1、2或3所述的复卷机，其中，周边卷绕支架(3、5、7)布置在所述凹板(17)的下游。
5.根据一个或多个前述权利要求所述的复卷机，其中所述运动部件(21)被控制为使得当所述夹持表面被压靠所述第一卷绕辊(3)上时所述夹持表面(23B)的速度低于所述第一卷绕棍(3)的圆周速度。
6.根据一个或多个前述权利要求所述的复卷机，其中，所述凹板(17)限定入口边缘(17C)，所述入口边缘(17C)与所述运动部件(21)配合以形成传送表面，用于将卷筒的初始卷绕核从所述运动部件滚动到所述凹板(17)。`
7.如权利要求6所述的复卷机，其中，所述凹板(17)的入口边缘(17C)具有与所述运动部件的多个突起(23A)配合的梳状，所述突起(23A)穿过所述凹板(17)的边缘(17C)的梳状结构。
8.根据权利要求3和7所述的复卷机，其中，所述凸起(23A)形成所述运动部件(21)的夹持面(23B)。
9.根据一个或多个前述权利要求所述的复卷机，其中，所述第一卷绕辊(3)包括限定纵向突起(28C)的侧表面，所述纵向突起平行于所述第一卷绕辊(3)的轴线延伸，并相对于所述第一卷绕辊(3)的柱形表面径向突出。
10.根据权利要求9所述的复卷机，其中，相对于旋转方向在所述纵向突起(28C)之后以及与所述纵向突起(28C)相邻，所述第一卷绕辊(3)具有第一侧表面部分(27 A)，其直径从所述突起(28C)逐渐下降并以与限定第一卷绕辊(3)的第二侧表面部分的柱形表面相切的方式终止，限定所述卷绕辊的所述第二侧表面部分的所述柱形表面具有基本恒定的半径。
11.如权利要求9或10所述的复卷机，其中，所述第一卷绕辊(3)在侧表面上和在所述纵向突起(28C)附近包括至少一个抽吸孔(29)。
12.根据权利要求11所述复卷机，其中，所述抽吸孔(29)具有狭缝的形式，所述狭缝平行于所述第一卷绕辊(3)的轴线(3A)以及所述纵向突起(28C)延伸。
13.根据权利要求9-12中的一个或多个所述的复卷机，其中，所述纵向突起(28C)形成在第一可移除块(28)上，所述第一可移除块固定在所述第一卷绕辊(3)的容座(25B)中。
14.根据权利要求13所述的复卷机，其中，第二可移除块(27)相对于所述第一卷绕辊(3)的旋转方向设置在所述第一可移除块(28)之后且与所述第一可移除块相邻。
15.根据权利要求12和14所述的复卷机，其中，所述抽吸孔(29)形成在所述第一可移除块(28)和所述第二可移除块(27)的相邻边缘之间。
16.根据权利要求13-15中的一个或多个所述的复卷机，其中，所述第二可移除块(27)的外表面具有比第一可移除块(28)的表面的摩擦系数高的摩擦系数。
17.根据前述权利要求中的一个或多个所述的复卷机，其中，所述凹板(17)能在操作位置和待机位置之间运动，在所述操作位置，所述凹板限定所述幅状材料(N)的所述进给通道(19)，在所述待机位置，所述凹板被放置于距离所述第一卷绕辊(3)—定距离处。
18.根据权利要求17所述复卷机，其中，所述凹板(17)通过围绕第二卷绕辊的轴线的旋转运动而能在所述操作位置和所述待机位置之中的一个和另一个之间运动。
19.根据前述权利要求中的一个或多个所述的复卷机，包括凹形支架(41)，其能绕所述第一卷绕辊(3)定位，代 替所述凹板(17)，所述凹形支架(41)具有比所述凹板(17)的曲率半径大的曲率半径。
20.根据权利要求19所述的复卷机，其中，所述凹形支架(41)安装为可运动，以交替地处于操作位置和待机位置，在所述操作位置，所述凹形支架绕所述第一卷绕辊设置以限定所述幅状材料的进给通道。
21.根据前述权利要求中的一个或多个所述的复卷机，所述运动部件(21)与所述凹板(17)独立地运动。
22.—种在不具有卷绕芯的情况下卷绕幅状材料(N)的卷筒的方法，包括以下步骤: -绕第一卷绕辊(3)进给幅状材料； -卷绕第一卷筒(L); -完成卷绕所述第一卷筒(L)后，通过运动部件(21)断开幅状材料(N)，形成第一卷筒(L)的自由后缘(LC)的和第二卷筒(21)的自由前缘(LT); -与所述自由前缘(LT)相邻在所述第一卷绕辊(3)的表面和所述运动部件(21)之间，绕自身卷绕所述幅状材料(N)的初始部分，形成所述第二卷筒(LI)的初始核； -将所述第二卷筒(LI)的初始核从所述运动部件(21)传送至一通道(19)，所述通道限定在所述第一卷绕辊(3 )和绕所述第一卷绕辊(3 )延伸的凹板(17 )之间； -通过沿通道(19)并与所述凹板(17)和所述第一卷绕辊(3)接触地滚动所述第二卷筒(LI)的初始核来进给所述第二卷筒的初始核，继续绕所述第二卷筒的初始核卷绕幅状材料(N)。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，通过所述运动部件(21)、由于使得在所述运动部件(23)和所述卷绕辊(3)之间的夹持区域中的幅状材料(N)减速来断开所述幅状材料(N)。
24.根据权利要求22或23所述的方法，包括以下步骤:将所述第二卷筒(LI)的初始核从所述通道(19)传送至限定在所述第一卷绕辊(3)和第二卷绕辊(5)之间的辊隙(11)。
25.根据权利要求24所述方法，包括以下步骤:通过所述辊隙(11)朝向所述辊隙(11)下游的卷绕支架(3，5，7)来进给所述第二卷筒(LI)的所述初始核，并在所述卷绕支架(3，`5,7)中继续卷绕所述第二卷筒。
26.根据权利要求22-25中的一个或多个所述的方法，其中，在断开所述幅状材料(N)和开始形成所述第二卷筒(LI)的所述初始核期间，所述凹板(17)保持基本静止，所述运动部件(21)朝向所述凹板(17)运动。
27.根据权利要求22-26中的一个或多个所述的方法，包括以下步骤:在所述前缘(LT)附近通过抽吸将所述幅状材料保持在所述第一卷绕辊上。
28.根据权利要求22-27中的一个或多个所述的方法，包括以下步骤:在将所述第二卷筒(LI)的初始核沿所述通道(19)滚动的期间调整所述通道的高度。
29.根据权利要求22-28中的一个或多个所述的方法，包括以下步骤:在所述运动部件(21)和所述第一卷绕辊(3)之间限定开始卷绕所述初始核的空间，所述空间逐渐增大以允许初始核的直径增加，直至初始核被传送到所述通道(19)。
30.根据权利要求29所述方法，其中，所述空间限定在所述运动部件(21)的夹持表面(23)和所述第一卷绕辊(3)的具有非圆形截面的柱形表面(27A)的部分之间，所述柱形表面(27A)的部分具有逐渐减`小的直径。
【文档编号】B65H19/26GK103534185SQ201280023137
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年4月8日
【发明者】G·玛扎切里尼, R·马达莱尼, F·蒙塔格纳尼 申请人:法比奥·泼尼股份公司