CN101541655A - 在纤维幅材卷取设备中的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在纤维幅材卷取设备中的方法，在所述方法中，利用卷筒(10)与成形幅材卷(22)之间的卷取压区(RN)将幅材(W)绕着卷取轴(21)卷取成幅材卷(22)。在卷取期间，所述幅材卷(22)的结构受到设置于幅材卷(22)与弯曲度可调节的单独的辊(40)之间的辊压区(N)的影响。本发明还涉及一种纤维幅材卷取设备中的装置，所述卷取设备包括用于与成形幅材卷(22)形成卷取压区(RN)的卷筒(10)。所述装置包括弯曲度可调节的单独的辊(40)，用于与所述成形幅材卷(22)形成辊压区(N)来影响所述幅材卷(22)的结构。

Description

在纤维幅材卷取设备中的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的在纤维幅材的卷取设备中的方法。

本发明还涉及一种根据权利要求5的前序部分所述的在纤维幅材的卷取设备中的装置。

本发明涉及一种用于将纤维幅材(例如：纸幅或纸板幅)卷取成机器卷(machine reel)(即对应于幅材的全宽度的卷)的方法和装置。根据造纸机或纸板机的尺寸，机器卷的宽度通常为2.0-10.0m，直径自然为2.0-4.5m。

背景技术

如从现有技术中所知的，纸幅或纸板幅的机械卷取设备(machine reeler)通常位于纸幅或纸板幅的生产线的端部，并且所完成的纤维幅材通过所述机械卷取设备被卷取成绕着卷取轴(即所谓的卷轴)的机器卷(machine roll)。机械卷取设备之后通常设有在线或离线的整饰设备，利用所述整饰设备由纸幅或纸板幅制成根据用户需求的用户卷(customer roll)。在机械卷取设备中进行卷取时，通常使用卷筒，该卷筒设置成与卷取轴及绕着所述卷取轴形成的幅材卷(web roll)压接触(nip contact)。与纤维幅材的机械卷取设备相关的问题在于：当以高速卷取透气性能差的纤维幅材类型时，空气从位于成形幅材卷与卷筒之间的压区沿着机器卷的内侧被夹带。卷内侧的空气又减小了卷中各幅材层之间的摩擦，这会产生多种卷取问题，例如：卷掉落、伸缩、边缘移位、下垂、褶皱等。对于透气性能差的类型的纤维幅材，空气可以原则上仅可通过卷的端部从卷排出/从卷去除，这会存在问题，因为由于卷的偏转和卷筒的负荷以及从卷取轴的端部完成的机器卷，压区压力分布通常令人满意，即卷的端部区域中的压力大于在卷中间的压力。

如从现有技术中所知的，为了使上述问题最小化，人们曾试图在卷筒的表面上形成浅槽，所述浅槽朝向边缘升高并将机器卷中的空气朝向卷的边缘导引。这种设置的缺陷在于：机器卷的表面并非总是平坦的而是包括凸处和凹处，由此当槽与凹处交会时，压区压力会降低，因而相对于其他位置而言，在这种位置处会有更多的空气进入机器卷中。此外，由于边缘区域中的压区负荷高于中间的压区负荷，所以从边缘去除空气会很难。

德国专利公开号19927897描述了一种用作接触辊或传输辊的弯曲度(bow)可调节的辊。接触辊例如为用于卷取中的辊，该辊由幅材部分地覆盖并与成形幅材卷处于压力接触，特别在高速卷取期间防止空气进入成形幅材卷中。与端部处所用的压力相比，可以在接触辊的中间处使用更高的压力，以便将随同幅材行进的空气压至侧部。

美国专利6,604,703示出了使用弯曲度可调节的卷取缸的卷取缸。除了卷取缸之外，可以使用单独的压力辊，所述压力辊在卷取压区打开之前压靠在成形幅材卷上。单独的压力辊在卷取压区之后与成形幅材卷形成辊压区，该辊压区的目的在于当卷取压区打开时防止空气进入幅材卷中。

欧洲专利公开号369977示出了使用偏转补偿卷取轴和偏转补偿卷取缸的卷取设备。偏转补偿卷取缸的构思在于使卷取压区中的压区压力尽可能地保持均匀。

在芬兰专利申请20031384和20041287中描述了一种弯曲度可调节的辊，在上述申请中描述了用于造纸机、纸板机或整饰机的辊，其中辊的外壳被利用可调轴承从所述外壳端部支承到机器的框架结构，从而可以控制外壳的偏转方向和偏转量，即可以调节辊的外壳的弯曲度以补偿在幅材的边缘和中间区域之间的紧密度差异。辊由在辊的中间区域彼此支承的两个部分，内管(inner tube)和外壳组成。辊的内管的制造材料的标称刚度可以实质上大于辊的外壳的制造材料的标称刚度。这种具有两个壳体、从中间支承、弯曲度可调节、直径均一、被称为T辊的辊已被例如用在压光机中作为压纸辊(flyroll)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷取纤维幅材的方法和装置，由此解决或至少最小化见于现有技术中的设备的上述缺陷和问题。

因此，本发明的一个特定目的在于形成一种新型设置，由此可以影响幅材卷的结构。

为了实现上述目的和随后提出的目的，根据本发明的方法的主要特征在于权利要求1的特征部分所述的内容。

再者，根据本发明的装置的主要特征在于权利要求5的特征部分所述的内容。

在根据本发明的卷取纤维幅材的方法和装置中，已经实现通过弯曲度可调节的单独的辊来影响幅材卷的结构，与见于现有技术中的机器卷的卷取相关的想法(其中通常通过中心力来提供圆周力)不同，利用这种弯曲度可调节的单独的辊来提供从辊表面影响成形幅材卷的圆周力作为表面拉力(surface draw)。

根据本发明的一个实施例，当卷取纤维幅材时，为了影响幅材卷的结构，与卷取设备相关地设有弯曲度可调节的单独的辊，该辊基本上用于整个卷取时间，并且利用该辊在成形幅材卷上设置辊压区。辊的弯曲度有利地调节成，使得位于所述辊与所述成形幅材卷之间的辊压区的压力不会增加，有利地朝向卷的端部减小，由此例如更易于将空气从幅材卷的结构朝向更低压力区域去除。于是，在所述弯曲度可调节的单独的辊与所述成形幅材卷之间的辊压区的压区压力分布基本相同或者朝向边缘区域降低(差的分布形式(sadprofile))。

根据本发明的一个有利的实施例，在弯曲度可调节的单独的辊与成形幅材卷之间的辊压区有利地设置在卷取压区之后，有利地尽可能靠近下一个幅材层的起始处之前设置。在此实施例中，卷筒也是弯曲度可调节的辊。

在用于根据本发明的方法和装置中的弯曲度可调节的辊中，所述辊的弯曲方向有利地为可调节的，由此逆着成形幅材卷的转动方向提供犁沟效应(plough effect)，这便于从卷去除空气，因为空气沿其自然行进方向离开卷。

与本发明相关地，弯曲度可调节的辊的弯曲度和弯曲方向在运行期间为可调节的，由此还可以影响即将到来的幅材的紧密度分布。

利用与本发明结合使用的弯曲度可调节的等直径的辊，其因此有利地基本对应于芬兰专利文献20031384和20041287中所述类型的辊的结构，这与根据现有技术的中凸辊相比具有如下优势：当使用根据本发明的辊时，不会发生由于直径差异导致的幅材横向的速度差异以及进而导致的紧密度差异，例如使脱边(loose edge)进一步变松。

利用本发明，使卷取中空气的总量最小化，这是因为在卷筒与成形幅材卷之间的卷取压区中防止空气进入幅材卷中并且在弯曲度可调节的单独的辊与待形成的幅材卷之间的辊压区中可能与幅材卷相关地保留的空气被去除。

与根据本发明的方法和装置相结合使用的弯曲度可调节的辊有利地包覆有适当的软覆层(soft cover)，例如聚氨酯或橡胶，由此辊适于机器卷的表面上可能存在的不平整，渗入正被卷取的幅材的空气较少。

根据本发明的一个有利的附加技术特征，在辊的表面上形成浅槽，所述浅槽朝向边缘升高以进一步加强空气的去除。槽的花键(spline)可以为多种形式。

根据本发明的一个有利的附加技术特征，辊设有电驱动装置以使速度与机器卷取速度匹配。

本发明可与用于卷取不同机器卷的卷取设备相结合地使用，特别有利地，本发明可与由申请人销售的产品名为OptiReel和OptiReelPlus等类型的卷取设备相结合地使用。当卷取透气性能差的类型的纤维幅材时本发明所实现的优点特别明显。

与本发明相关有利地，通过利用功率传感器从辊的端部的测量压区压力(nip force)或通过直接从压区基于电磁箔或者其他压敏传感器或功率敏感型传感器或传感器带来对辊的压区压力分布进行测量，来调节辊压区的压区压力。此外，测量压区分布可被进行测量并且辊的偏转和弯曲半径可被调节。

附图说明

现在，将参照附图更详细地描述本发明，然而附图的细节并非用于狭窄地限制本发明。

图1示意性示出了弯曲度可调节以与本发明结合使用的辊的实施例。

图2至图5示意性示出了本发明的一个实施例，其中本发明应用于使用固定的(stationary)第二位置的卷取设备中。

具体实施方式

图1示意性示出了弯曲度可调节以与本发明相结合使用的辊40的实施例，其中辊的外壳42被利用可调轴承45从所述外壳42的端部支承到机器的框架结构，以便可以控制外壳的偏转方向和偏转量，即可以调节辊的外壳的弯曲度以矫正幅材的边缘与中间区域之间的紧密度差异。辊40包括在辊的中间区域彼此支承的两个部分，内管41和外壳42。图中所示的辊40包覆有适当的软覆层43，例如聚氨酯(polyurethane)或橡胶。在辊40的表面上可以设有浅槽(未示出)，所述浅槽朝向辊40的端部升高。有利地，辊40设有电驱动装置(未示出)。有利地，与本发明相结合使用的弯曲度可调节的辊40为芬兰专利文献20031384和20041287所描述的类型，但是其他相应类型的弯曲度可调节的辊也可用来与本发明相结合地使用。

接下来，在图2至图5中，图2示意性示出了恰好在卷取从次位置转移至主位置(即转换阶段)之前的卷取阶段；图3示意性示出了所完成的卷位于次位置且卷取转移至主位置的卷取阶段；图4示意性示出了从次位置输送所完成的卷并且卷取从主位置转移至次位置的卷取阶段；以及图5示意性示出了卷取架被转移以容置下一个卷取轴并在次位置继续进行卷取的卷取阶段。在附图中，彼此对应的部件使用相同的附图标记。在根据本发明的图2至图5所示的实施例中，幅材卷20的结构受到设有弯曲度可调节的辊的辊压区的影响。弯曲度可调节的辊为设置成与幅材卷压接触的单独的辊(separate roll)40，利用该辊40与幅材卷提供除了卷取压区之外的辊压区。根据本发明的一个实施例，除了弯曲度可调节的单独的辊之外，还设有与幅材卷相结合的、弯曲度可调节的卷筒。

在根据图2的情况下，幅材W在固定的次卷取位置被卷取成幅材卷20。次驱动装置25连接至卷取轴24。在次位置附近，设有表面粘结装置30。在卷取期间，卷筒10与成形幅材卷20形成压接触。卷筒10的驱动装置由附图标记11表示，并且卷筒10的移动方向以附图标记S10表示。在附图所示的情况下，卷取将被改变为绕着下一个卷取轴21进行，所述卷取轴21设有主驱动装置26并位于卷取架(图中未示出)中。卷取轴21已经与卷筒10形成压接触；并且通过由换水装置(water-changing device)16来切割幅材W以及例如通过由空气吹扫装置17绕着卷取轴21导引幅材W来执行这种改变。弯曲度可调节的辊40在这种改变期间形成辊压区以帮助进行这种改变，并且在卷取期间辊40的弯曲度调节成使得辊40与成形幅材卷22之间的压区的压区压力分布基本相同或者朝向边缘区域下降，由此更易于朝向较低压力去除空气。幅材W的舒展辊由附图标记18表示。在图中所示的实施例中，卷取架在卷取导轨15上移动。此外，图中的虚线以附图标记21′示出了即将到来的卷的卷取轴，并以附图标记箭头S21′示出了在转移阶段中的卷取轴的移动方向。

在根据图3的情况下，卷取已被转移为绕着新的卷取轴21进行并且成形幅材卷已由附图标记22表示。弯曲度可调节的辊40与成形幅材卷22形成辊压区，所述压区将空气从幅材卷中去除。此外，辊40的弯曲方向有利地为可调节的，由此逆着成形幅材卷22的转动方向提供犁沟效应，这便于从卷中去除空气，因为空气沿其自然行进的方向离开卷。如图中显而易见的，弯曲度可调节的辊40与成形幅材卷22之间的辊压区N位于卷取压区RN之后，有利地尽可能靠近下一个幅材层的起始处之前，仍然通常设置在幅材卷22的圆形弯曲的上部区域中。位于次位置中的所完成的幅材卷20的表面与表面粘结装置30相结合以防止卷取的变松。表面粘结装置30以箭头S30所示的方式从备用位置转换为表面粘结位置(图2)。在此阶段，卷筒10和成形幅材卷22以箭头S21和S10所示的方式远离位于次位置中的幅材卷20而被转移。

在图4所示的情况下，所完成的幅材卷20′被从次位置转移走。此种转移由箭头S20示出。表面粘结装置30已经离开幅材卷30；并且在此阶段，成形幅材卷22开始与卷筒10一起以箭头S21和S10所示的方式被从主位置朝向次卷取位置转移，与此同时弯曲度可调节的辊40沿着幅材卷22移动，以进一步形成辊压区。在次位置中的成形幅材卷22和卷筒10的即将到来的位置以虚线示出。

根据图5所示，当卷取装置中的幅材卷已经被转移至次位置时，正被卷取的幅材卷又以附图标记20表示。当在次位置的卷已经增大至期望的直径时，卷取架如箭头SV所示朝向下一个卷取轴21返回，在卷取装置导轨上朝向卷取架转移所述卷取轴21，以开始绕着新的卷取轴21卷取下一个幅材卷(web reel)。弯曲度可调节的辊40处于备用位置，并且当卷取变换至用于卷取下一个幅材卷的新卷取轴时，弯曲度可调节的辊40与新的卷取轴21相关地转移。

以上仅对照本发明的几个优选实施例对本发明加以描述；然而，在任何情况下均不意味着本发明被上述实施例的细节所狭窄地限制。

Claims (11)

1.一种卷取纤维幅材的方法，其中利用在卷筒(10)与成形幅材卷(22)之间的卷取压区(RN)将幅材(W)绕着卷取轴(21)卷取成幅材卷(22)，其特征在于，通过在所述幅材卷(22)与弯曲度可调节的单独的辊(40)之间形成辊压区(N)，并通过在卷取期间对所述弯曲度可调节的单独的辊(40)的弯曲度和/或弯曲方向进行调节，来影响所述幅材卷(22)的结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弯曲度可调节的单独的辊(40)被调节成，使得位于所述弯曲度可调节的单独的辊(40)与所述成形幅材卷(22)之间的所述辊压区(N)的压区压力不会增加，而是有利地朝向所述幅材卷的端部减小。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述弯曲度可调节的辊(40)的弯曲方向被调节成，逆着所述成形幅材卷(22)的转动方向提供犁沟效应。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用至少一个压敏测量箔(50)测量在所述辊压区(N)中存在的压区负荷和/或力和/或压区分布，所述压敏测量箔(50)被安装成与所述弯曲度可调节的辊(40)相关联。

5.一种纤维幅材卷取设备中的装置，所述卷取设备包括用于与成形幅材卷(22)形成卷取压区(RN)的卷筒(10)，其特征在于，所述装置包括弯曲度可调节的单独的辊(40)，所述单独的辊与所述成形幅材卷(22)形成辊压区(N)，由此通过在卷取期间调节所述弯曲度可调节的单独的辊(40)的弯曲方向和/或弯曲量来影响所述幅材卷(22)的结构。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述弯曲度可调节的单独的辊(40)包括外壳(42)，所述外壳利用可调轴承(45)而被从所述外壳的端部支承到所述卷取设备的框架结构。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述弯曲度可调节的单独的辊(40)由在辊的中间区域彼此支承的两个部分，内管(41)和所述外壳(42)组成。

8.根据前述权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述弯曲度可调节的辊(40)包覆有软覆层(43)。

9.根据前述权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述弯曲度可调节的单独的辊(40)设有电驱动装置。

10.根据前述权利要求5至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述卷筒(10)也是弯曲度可调节的辊。

11.根据前述权利要求5至9中任一项所述的装置，其特征在于，在所述弯曲度可调节的单独的辊(40)与所述成形幅材卷(22)之间的所述辊压区(N)设置在所述卷取压区(RN)之后，有利地尽可能靠近下一个幅材层起始处之前。

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