专利名称：空心织物卷的生产系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及的是织物或纸转换工艺和转换机械的技术领域，确切地说是涉及用于生产空心织物卷的系统和方法。
背景技术：
织物的重绕系统通常用于从一个大的原始卷上退绕纸或织物并且引导织物通过一个整理或转换操作。例如，转换操作可包括把织物重绕成一种特定尺寸的卷，其所述的尺寸一般小于原始卷的尺寸。例如系统可用于生产一些产品如一些卫生纸或薄纸卷。
织物重绕系统的一实例可包括一些结合于可转动的回转架上的心轴。该心轴在距回转架的轴的一固定距离的一圆形路径上转动。随着回转架的转动，芯子放置在每一心轴上，粘结剂或胶施加到芯子上，随后使织物与芯子接触。然后芯子通过转动心轴而被驱动转动使织物绕着芯子卷绕。
一个空心织物卷重绕系统的实例可包括一对卷绕辊和一个调节一个卷绕辊相对于另一卷绕辊位置的调节器。卷绕辊使得能相互接触以断开配置在卷绕辊之间的织物。随着卷绕辊在相同方向上的转动，织物的断开端在其自身处卷曲以开始织物卷的成形。调节器控制卷绕辊其中之一辊的位置以便在形成期间为织物直径的增加创造条件。
现有系统具有一些缺点。例如，包括有转动回转架的系统要求调节器在卷绕处理过程之前、在其期间和/或在其之后调整卷绕辊或者回转架的位置，以避免在回转架转动期间在织物卷，卷绕辊，或其它系统元件之间的干扰。另外，回转架系统一般不适应该卷的表面卷绕。
空心卷绕系统通常通过压着织物的断开端部开始卷绕以便使断开端再卷绕到织物自身上以开始织物卷成形。这样，这种加工压实和压扁了织物，因此产生了织物卷的一种硬的中心部分。
发明概述因此，这就产生一种需要用于生产空心织物卷的系统和方法，其能够增加效率并且减少系统元件的运动量。对于所指出的现有系统和方法的不足之处本发明提供一种用于生产空心织物卷的系统和方法。
根据本发明的一个实施例，用于生产空心织物卷的系统包括一个能够把织物网材可操作的绕着结合到回转架上的一些锭子当中之一锭子卷绕到织物卷上的卷绕工位。该系统还包括一个切割工位，其可把织物卷从织物卷的保留部分上分离开以形成织物网材的一个前端边缘和织物再卷绕的一个后端边缘。该系统还包括一个卷起工位，其能够操作从卷绕工位接收锭子并且使后端边缘绕着织物卷卷绕。该系统还包括一个剥离工位，其能够操作从卷起工位上接收锭子并且使织物卷从锭子上脱离开。
根据本发明的另一实施例，用于生产空心织物卷的方法包括把织物网材绕着数个锭子之一的锭子卷绕织物网材从而在第一工位上形成一织物卷。锭子是被结合在一个回转架上。该方法包括把锭子从第一工位转移到第二工位上并且从织物卷上分离该卷。从织物网材上所分离的织物卷形成一织物网材前端边缘和织物卷的后端边缘。该方法还包括将后端边缘在第二工位处绕着织物卷卷绕并且把锭子从第二工位转移到第三工位。该方法进一步包括在第三工位处将织物卷从锭子上脱离开。
本发明的技术优点包括提供用于生产卷绕制品的系统和方法比现有的系统和方法增加了效率。例如，根据本发明的一个方面，一个回转架把数个锭子经过不同工位的转移来生产织物卷。这样，本发明为生产织物卷提高了周期率。
本发明的另外技术优点包括技术系统元件的移动，因此提高了效率和减少了要求形成织物卷的时间量。例如，根据本发明的一个方面，一个转动的回转架把数个锭子沿着内摆线的路径转移过不同的工位，因此在织物卷与其它系统元件之间基本消除了相互影响。另外，本发明基本消除了在织物卷形成期间对转移各系统元件或在不同工位之间对转移锭子的要求。对于本领域的技术人员来说从下面的附图、说明和权利要求将会容易地了解到本发明的其它一些技术优点。
附图的简要说明为了更加全面地了解本发明和其优点，下面结合附图做出进一步的描述，其中
图1是示意说明根据本发明的一个实施例的用于生产空心织物卷系统的示意图；图2是示意说明根据本发明的一个实施例的用于生产空心织物卷系统中的控制系统的示意图；图3是示意说明根据本发明一个实施例的用于系统的存布器的差动装置的示意图；图4A-4D是示意说明根据本发明一个实施例的系统的回转架的示意图；以及图5A-5H是示意说明根据本发明一个实施例的空心织物卷生产的示意图。
具体实施例方式
通过参阅下列的说明和附图能最好理解本发明的实施例和其优点，其中相同的数字符号用于附图相同和相应的部件。
图1为示意说明根据本发明一实施例的用于生产空心织物卷系统10的一示意图。系统10包括一个给料工位12，和一个存布器14以及一个重绕工位16。给料工位12包括一个可转动安装在一退绕支承件(未特定表示)上的原始织物卷18。原始卷18可包括有纸、织造材料、非织造材料或其它用于生产空心织物卷的适合性材料。例如，原始卷18可包括织造或非织造棉或尼龙/聚酯织物，其可用于生产卷绕的绷带。原始卷18也可包括一个或多个织物卷单元20。
给料工位12还包括一些用于向下游输送来自原始卷18的织物网材24的退绕辊22。退绕辊22以所示的箭头26的方向转动以控制来自原始卷18的织物网材24向下游的喂给速率。这样，在操作中，织物网材24通过原始卷18以箭头28所示的方向转动而从原始卷18上退绕。由于用在整个说明中“下游”是表示织物运行通过系统10的方向，因此术语“上游”则表示的是织物运行的相反方向。
织物24由下游输送到喂给辊30和存布器14。该存布器14包括一些长环悬挂式辊32，这些长环悬挂式辊彼此面对面或彼此向离开的方向移动以分别输出或储存织物24的一保留部分。长环悬挂式辊32可通过链或者同步皮带而被驱动以控制所被收集或卸载的织物24的保留部分的数量；然而，其它可适合的装置或方法也可用于控制长环悬挂式辊32的运动和速度。
在操作中，退绕辊22和喂给辊30以基本恒定的速率把织物网材24从原始卷18输送到存布器14上，由此在织物网材24上保持基本恒定的张力。退绕辊22和喂给辊30可用电气和/或机械连接，以致退绕棍22和喂给辊30以基本相同的速度运行。在重绕工位16处织物卷卷绕期间，存布器14存储织物网材24的保留部分以使织物24所减少的喂给速率适应重绕工位16上的需要。因此，当对于重绕工位16的喂给速率小于给料工位12的喂给速率时存布器14收集织物网材24的保留部分，而当对于重绕工位16的喂给速率大于给料工位12的喂给速率的时候输出织物24的保留部分。
织物网材24从存布器14的下游经过拉伸辊34而被输送到重绕工位16的重绕辊36上。拉伸辊34和重绕辊36可电气和/或机械地连接，以致拉伸辊34和重绕辊36以基本相同的速度运行，因此保持织物网材24的基本恒定张力。此外，喂给辊30和拉伸辊34由存布器14隔离开操作以保持织物网材24的基本恒定张力。
重绕工位16包括一卷绕工位38，一切割工位40，一卷起工位42，和一剥离工位44。重绕工位16还包括一回转架46，该回转架包括有运行锭子48，50和52。在操作中，回转架46在三交点内摆线的路径上在工位38，42，和44之间传送锭子48，50和52。简单地说，织物网材24在卷绕工位38处利用卷绕辊36绕着锭子48，50和52而被卷绕，而每一锭子48，50和52被传送经过卷绕工位38。切割工位40切断来自织物网材24的卷绕织物卷，而卷起工位40卷绕绕着被卷绕的织物卷的切断之后的任何剩余的织物。被卷绕的织物卷在剥离工位44处从锭子48，50和52上移去。
图2是示意说明根据本发明的一实施例中系统10的一控制系统54的示意图。控制系统54包括一个控制器56，和一些伺服电机58，60，62和64。控制器56包括一计算机，工作站，微型计算机，主机架或其它计算装置。控制器56控制着电机58，60，62和64的操作。例如，电机58可从动于电机60，而控制器56可控制电机60的操作以致织物网材24从原始卷18到存布器14能以基本恒定的速率喂给。
此外，例如，电机64可从动于电机62，并且控制器56可控制电机62的操作以控制织物网材24从存布器14到重绕工位16的喂给速率。这样，电机62和64可被控制把织物网材24的一预定长度传送到用于生产织物卷的重绕工位16上。
如图2举例说明，存布器14包括一个对长环悬挂式辊32控制操作的差动装置66以收集或卸载织物网材24的保留部分。例如，差动装置66可机械地连接喂给辊30和拉伸辊34以控制同步皮带33。然而，伺服电机或其它适合类型的方法和装置可用于控制同步皮带33。
图3是示意说明根据本发明一个实施例的用于系统10的存布器的差动装置66的示意图。差动装置66包括一个输入齿轮68，一个输入齿轮70，一个星形小齿轮72，一个星形轮74。差动装置66从喂给辊30经过输入齿轮68以箭头76所示的方向而接收输入。差动装置66还从拉伸辊34经过输入齿轮70以箭头78所示的方向而接收输入。在操作中，喂给辊30以基本恒定速度运行，从而把织物网材24的基本恒定速率提供于存布器14。当织物卷在重绕工位16处生产的时，来自拉伸辊34的输入是周期的。因此，差动装置66基于来自喂给辊32和拉伸辊34的输入速度来操作调整长环悬挂式辊32的位置。
在操作中，如果来自喂给辊30的输入大于来自拉伸辊34的输入，星形轮74的输出轴80以箭头82所示的方向把输出传送给同步皮带33。如果来自喂给辊30的输入小于来自拉伸辊32的输入，来自星形轮74的轴80的输出是以箭头82所示的相反方向。如果来自喂给辊30的输入等于来自拉伸辊34的输入，长环悬挂式辊32将保持基本静止状态。因此，存布器14利用差动装置66基于喂给辊30和拉伸34的速度收集或卸载织物网材24的保留部分。
图4A-4D是示意说明根据本发明一个实施例的重绕工位16的回转架46的示意图。回转架46包括一个固定的中心齿轮84，一个行星支架86，和可转动配合于中心齿轮84的行星齿轮88。在操作中，行星支架86是绕着行星支架86的轴90的轴线转动。随着行星支架86转动，行星齿轮88的齿(未特定表示)啮合中心齿轮84的齿(未特定表示)，由此产生行星齿轮88的转动。行星齿轮88连接于锭子48，50，和52，以致锭子48，50，和52实际上在三交点内摆线行程上运行。
参看附图4B和4C，锭子48，50，和52通过一些锭子支架92而结合于行星齿轮88。锭子支架92各包括一个轭体94，一个支撑件96，和放置在轭体94与支撑件96之间的弹簧98。轭体94包括一个向外延伸的销钉100。支撑件96包括一个开口102，其用于接收锭子48，50，和52其中之一的锭子。在操作中，轭体94与支撑件96共同操作以至于把轭体94的夹持表面104偏于支撑件96开口102的夹持表面106使锭子48，50，和52固定在开口102内。这样，锭子支架92把锭子48，50，和52固定于相对行星齿轮88的中心轴的一预定位置上。
参看附图4D，由于锭子48，50，和52是位于卷绕工位38上，一个向下方向的力施加在销钉100上，以抵抗弹簧98的力，并相对于支承架96向下引导轭体94，为此松开的锭子48，50，和52以便在开口102内运动。例如，来自通过控制器56所控制的靠压缩空气操作的气缸(未示出)的力可施加到销钉100上；然而，其它适合的装置或方法也可用于把一向下引导的力施加到销钉100上。当轭体94相对于支承架96向下运动时，锭子48，50，和52也在开口102内向下运动，以致锭子48，50，和52位于由相邻卷绕辊36所限定的辊隙中。由于织物网材24绕着锭子48，50，和52是表面卷绕，而锭子48，50，和52对于在开口102内向上运动是可操作的，从而适应绕着锭子48，50，和52形成的织物卷所增加的直径。在织物卷形成到所希望的尺寸之后，销钉100可被松开，由此使轭体94由弹簧98向上被偏压以固定锭子48，50，和52。这样，锭子支架92可松开地与锭子48，50，和52啮合使锭子48，50，和52定位在为其锭子48，50，和52表面卷绕的适当位置上，从而在织物卷成形期间适应织物卷所增加的直径。
在附图4B-4D所示的实施例中，锭子支架92包括有用于相对于支架96向下引导轭体94以便可松开地与锭子48，50，和52啮合。然而，其它适合的方法和装置也可用于松开地与锭子48，50，和52啮合使得能相对于卷绕辊36对锭子48，50，和52提供有位置上的控制。
附图5A-5H示意表示的是根据本发明的一个实施例的重绕工位16。参看附图5A，重绕工位16包括卷绕工位38，切割工位40，卷起工位42，和剥离工位44。如上所述，回转架46绕着一个中心轴转动使在卷绕工位38，卷起工位42，和剥离工位44之间通常沿着三交点内摆线的路径108，110，和112转移锭子48，50，和52。
如图5A所举例说明的，织物网材24是利用卷绕工位38的重绕辊36绕着锭子48而被卷绕以形成织物卷114。例如，织物卷114是以箭头115所示方向通过转动重绕辊36绕着锭子48而被表面卷绕。如上所述，锭子支架92在卷绕工位38上松开锭子48以定位锭子48在由相邻卷绕辊36所限定的辊隙处。另外，锭子支架92松开锭子48，使得通过卷绕辊36的转动而引起锭子48的转动。卷绕的速度和时间可利用控制系统54而被控制，从而形成所要求尺寸的织物卷114。在织物卷114已被卷绕成所要求尺寸之后，卷绕辊36和拉伸辊34的转动被停止以防止额外的织物网材24喂给到卷绕工位38上。另外，锭子支架92结合锭子48为回转架46转换角度做准备。
图5B示意说明对于在工位38，42，和44之间转移锭子48，50，和52的回转架46的转换位置。例如，锭子48和织物卷114沿着内摆线的路径108从卷绕工位38转移到卷起工位42。另外，锭子50沿着路径110从卷起工位42转移到剥离工位44，而锭子52沿着路径112从剥离工位44转移到卷绕工位38。在工位38，42，和44之间沿着路径108，110，和112转移锭子48，50，和52防止重绕工位16的一些元件之间相互影响并缓和重绕工位16元件的额外运动以避免相互影响。
如图5C所举例说明，回转架46已完成位置转换并且在卷起工位42处已经定位了锭子48和织物卷114并且在剥离工位44处也已定位了锭子50。另外，如上所述，锭子支架92在卷绕工位38处松开锭子52，由此使锭子52将配置在由相邻卷绕辊36所限定的辊隙处。随着回转架46位置转换，织物网材24位于锭子52与重绕辊36之间，以致织物网材24随着锭子52到达卷绕工位38时被固定在重绕辊36与锭子52之间。
切割装置40包括剪切刀片116和118以把织物卷114从织物网材24的保留部分上分离。如图5C所举例说明，由于锭子52到达卷绕工位38，锭子52使从卷绕工位38上织物网材24部分处的张力从卷绕工位38延伸到织物卷114上，以便剪切刀片116和118可以把织物网材24从织物卷114上分离开。例如，剪切刀片118可以箭头120所示的方向运动同剪切刀片116共同操作使织物网材24从织物卷114上分离开。控制器56可用于剪切刀片116和118的控制驱动，以便把织物网材24从织物卷114上分离开。
参看附图5D，剪切刀片118结合剪切刀片116使织物网材24从织物卷114上分离开，因此形成织物网材24的一个前端边缘122和织物卷114的一个后端边缘124。卷起工位42包括一个卷起辊126，其使后端边缘124绕着锭子48和织物卷114卷绕。例如，卷起辊126可以箭头128所示的方向操作，由此织物卷114以箭头130所示的方向转动，使后端边缘124绕着织物卷114卷绕。控制器56可用于在织物卷114从织物网材24分离之后操作卷起辊126。重绕工位16还包括一个卷起工位132，其使织物网材24的前端边缘122安置到一个适当的位置内，从而绕着锭子52形成另一个织物卷。
参看附图5E，剪切刀片118被返回，并且卷起辊126继续转动使后端边缘124绕着织物卷114卷绕。卷起工位132包括一个能结合织物24的前端边缘122的臂133并且把前端边缘122放置在卷绕工位38绕着锭子52以为形成另一个织物卷做准备。然而，卷起工位132还可包括其它适合的方法或装置用于把织物网材24的前端边缘122放置在相邻的锭子52上，包括但不限于一空气喷嘴。
参看附图5F，重绕辊36以箭头115所示的方向被驱动使织物网材24绕着锭子52卷绕以形成织物卷134。如上所述，锭子支架92在卷绕工位38处松开锭子52，使锭子52的运动适应于织物卷134的成形。如图5F所示，锭子52向上运动离开卷绕辊36的间隙以适应织物卷134直径的增加。
参看图5G，回转架46转换位置并使锭子48和织物卷114沿着三交点内摆线的路径110从卷起工位42转移到剥离工位44，锭子52和织物卷134沿着内摆线的路径108从卷绕工位38转移到卷起工位42，以及锭子50沿着内摆线的路径112从剥离工位44转移到卷绕工位38。如图5G所示，剪切刀片116和118已经能够松开地结合使织物网材24从织物卷134上分离开，因此形成织物网材24的前端边缘122和织物卷134的后端边缘124。后端边缘124随后利用卷起辊126绕着锭子52和织物卷134卷绕。
参看附图5H，剥离工位44包括一个或者多个桨状物136使形成在锭子48，50，和52上的织物卷脱离开。每一桨状物136包括指状件138，其延伸横越和跨在形成在锭子48，50，和52上相邻织物卷的锭子48，50，和52。在操作中，桨状物136沿着锭子48，50，50和52移动，使织物卷从锭子48，50，52上滑动并脱离开。
桨状物136可被结合到一传动带140上用来在剥离工位处桨状物136重复定位和移动。例如，参看图1，传动带140能以箭头142所示的方向被驱动使得织物卷从锭子48，50，和52上脱离开。传动带140以一定的速度并与相应于回转架46的转换位置的不同数量的桨状物136一起被驱动。然而，其它合适的方法和装置也可用于织物卷从锭子48，50，和52上重复的剥离。织物卷随后可转移到输送带144上或者其它适合的转移装置或方法来把织物卷传送到另外的加工工位上。
尽管本发明和其优点已做出了详细的描述，但应将清楚的知道，在其内所做出的各种变化，替换，或更改不会脱离本发明如由附加的权利要求所限定的精神和范围。
权利要求
1.一种用于生产空心织物卷的系统，其包括一个给料工位，其能够操作从原始卷上提供织物网材的一个前端边缘；第一卷起工位，其能够操作把织物网材的前端边缘放置相邻于在结合回转架上的数个锭子之一锭子上；包括卷绕辊的卷绕工位，该卷绕工位能够操作在由锭子和卷绕辊所限定的间隙处接收前端边缘并且把织物网材绕着锭子卷绕成织物卷上；切割工位，其能够操作把织物卷从织物网材的剩余部分上分离开，其中分离形成织物卷的后端边缘；和第二卷起工位，其能够操作从卷绕工位上接收锭子并且把后端边缘绕着织物卷卷绕。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括剥离工位，其能够操作从第二卷起工位上接收锭子并把织物卷从锭子上脱离开。
3.根据权利要求2所述的系统，其还包括一个控制系统，其能够操作控制回转架的转动使多个锭子的每一锭子转移到卷绕工位，第二卷起工位，和剥离工位。
4.根据权利要求1所述的系统，其还包括一个锭子支撑架，其能够操作把锭子固定在相对于回转支架的第一位置上，锭子支撑架还能够操作使锭子在织物卷形成期间从第一位置移动到第二位置上。
5.根据权利要求4所述的系统，其中锭子支撑架包括一个轭体，其能够操作把锭子固定在第一位置，轭体还能够操作释放在卷绕工位上的锭子使在织物卷形成期间提供锭子的运动。
6.根据权利要求1所述的系统，其中锭子由卷绕工位沿着大致为内摆线的路径转移到第二卷起工位。
7.根据权利要求1所述的系统，其还包括一个存布器，其随着锭子从卷绕工位转移到第二卷起工位能够操作收集织物网材的保留部分。
8.根据权利要求1所述的系统，其中第一卷起工位包括一个臂，其能够操作把织物网材的前端边缘放置在锭子和卷绕辊之间的间隙处。
9.一种用于生产空心织物卷的方法，其包括绕着数个锭子之一的锭子卷绕织物网材，使得在第一工位处形成织物卷，其中锭子结合在回转架上；把锭子从第一工位沿着大致为内摆线的路径转移到第二工位；把织物卷从织物网材上分离开；形成织物网材的前端边缘和织物卷的后端边缘；在第二工位绕着织物卷卷绕后端边缘；把锭子从第二工位转移到第三工位；和在第三工位处把织物卷从锭子上脱离开。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括把锭子固定在相对于回转架的第一位置上；和在第一工位处松开锭子使在形成织物卷期间锭子从第一位置运动到第二位置。
11.根据权利要求9所述的方法，其中脱离步骤包括在相邻织物卷的一端布置一桨状物，沿着锭子转移桨状物。
12.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括卷起与布置在第一工位的另一锭子相邻的织物网材的前端边缘。
13.根据权利要求9所述的方法，其中分离步骤包括驱动一个布置在第一与第二工位之间的剪切刀片使织物网材从织物卷上割断。
14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括当锭子从第一工位转移到第二工位上时收集织物网材的保留部分。
15.一种用于生产空心织物卷的系统，其包括一个具有数个锭子的内摆线回转架；一个卷绕工位，其能够操作把织物网材绕着一个锭子卷绕织物网材以形成织物卷；一个切割工位，其能够操作把织物卷从织物网材上分离开，从而形成织物网材的前端边缘和织物卷的后端边缘；一个卷起工位，其能够操作绕着锭子卷绕织物卷后端边缘；一个剥离工位，其能够操作把织物卷从锭子上移开；和一个控制系统，其能够操作把每一锭子沿着内摆线路径转移到卷绕、卷起和剥离工位上。
16.根据权利要求15所述的系统，其中回转架进一步包括一个结合到每一锭子上的锭子支架以固定每一锭子在第一位置上，其中的控制系统进一步能够操作把锭子支架从锭子脱离开，使得根据所形成的织物卷让锭子从第一位置运动到第二位置。
17.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括一个存布器，其能够当锭子在每一卷绕、卷起和剥离工位之间收集织物网材的保留部分。
18.根据权利要求17所述的系统，其中在织物卷形成期间存布器进一步能够操作卸载网材的保留部分。
19.根据权利要求15所述的系统，其中剥离工位包括一个具有一些指状件的桨状物，指状件能够操作延伸于锭子之上，其中控制系统进一步能够操作桨状物沿着锭子转移，使织物卷从锭子上移开。
20.根据权利要求15所述的系统，其中切割工位包括一个剪切刀片，并且在锭子被布置在卷起工位时其中控制系统进一步能够操作驱动剪切刀片使织物卷从织物网材上分离开。
全文摘要
一种用于生产空心织物卷的系统包括一个能够操作从原卷(18)上供给织物网材(24)前端边缘的给料工位(12)。该系统包括第一卷起工位(132),其能够操作把织物(24)的前端边缘设置在与一个回转架(46)相联的多个锭子(48,50,52)中的一个相邻的位置。该系统还包括一个卷绕工位(38),该工位包括一卷绕辊(36)。该卷绕工位(38)能操作在由锭子(48,50,52)和卷绕辊(36)所限定的间隙中接收前端边缘并且把织物网材(24)绕着锭子(48,50,52)卷绕成一织物卷。该系统还包括一切割工位,其能操作把织物卷从该织物(24)的剩余部分上分离开。该系统还包括第二卷起工位(42),其能操作从卷绕工位(36)上接收锭子(48,50,52)并且绕着织物卷卷绕一织物卷的后端边缘。
文档编号B65H19/22GK1384800SQ00814936
公开日2002年12月11日 申请日期2000年8月17日 优先权日1999年8月31日
发明者B·辛格 申请人:伊西康公司