CN101663217A - 纤维幅材的卷取设备及卷取纤维幅材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于纤维幅材的卷取设备(1)，纤维幅材可通过该卷取设备缠绕成连续的卷(4)，该卷取设备包括用于在换卷过程中切割幅材的切割装置(6)，切割装置设有至少一个切割头(6.2)，所述切割头设置为可在幅材方向的近似横向上移动以切割幅材。与所述切割装置的操作相关地设有非接触式的幅材支撑装置(7)，以在切割过程中以可控的方式维持幅材的稳定的行进。

Description

纤维幅材的卷取设备及卷取纤维幅材的方法
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于卷取纤维幅材的卷取设备，纤维幅材可通过该卷取设备缠绕成连续的卷，该卷取设备包括用于在换卷过程中切割幅材的切割装置，该切割装置设有至少一个切割头，所述切割头设置为可在相对于幅材行进方向的近似横向上移动以切割幅材。
本发明还涉及一种根据专利权利要求8的前序部分所述的用于卷取纤维幅材的方法，根据该方法，幅材缠绕成连续的卷，并且根据该方法，在换卷过程中通过将带状物或楔形物形式的纸幅引导到新卷而开始形成新卷，该带状物或楔形物形式的纸幅的宽度小于全纸幅宽度，并且通过在卷取之前切割纸幅，该带状物或楔形物自该纸幅中切割出并展开到该幅材的全宽。
背景技术
卷取装置通常用于例如连续地卷取来自造纸机、涂布机或超级压光机中的纸幅。在卷取过程中，幅材缠绕到卷轴上，并将正在形成的卷抵压卷纸缸，幅材在该卷纸缸上的一定区域中行进，并且卷纸缸以与幅材速度对应的圆周速度旋转。
在完成卷取之前，可将加速到对应的圆周速度的新的卷轴带到与卷纸缸接触的压区。一旦所述卷达到所需的尺寸时即执行换卷操作。具有不同的换卷方法。传统的方法如下：完成的卷远离卷纸缸移动。随后，卷的旋转速度开始变慢，由此在卷纸缸与完成的卷之间形成幅材圈或幅材袋。该幅材圈例如通过空气射流进行引导，以缠绕在新的卷轴周围，由此该幅材圈从完成的卷上扯掉。
公开号为第EP 543788 A1中披露了一种卷取幅材的方法，在该方法中，在换卷中通过一个或多个喷水装置切割幅材。首先，在幅材中形成于围绕空的卷轴被引导的顶端。此后，展开幅材的顶端，并且最后通过使展开的顶端延伸到幅材的边缘而进行切割。
公开号为第EP 089 304 A1中披露了一种包括用于执行换卷的装置的连续卷取设备。在该方案中，在卷纸缸与在卷纸缸之前的引导辊之间具有切割刃，通过切割刃沿横向的交叉运动，带状物可首先形成于围绕空的卷轴转动的幅材中，随后，带状物展开并且对幅材进行切割。该方案中的切割刃设置在支撑板中，在切割过程中幅材在切割刃上方以滑动接触的方式行进。
然而，类似于上述的方案和方法例如具有如下的问题，在幅材的自由行进中使用机械刀切割幅材时，为了实现良好的切割效果，幅材必须保持相对张紧。因此，该方法完全不适用在卷取中需要较小的幅材张力的纸张类型，例如，特殊的生活用纸。而且，这种对幅材的支撑需要接触，因而会导致沾灰和灰尘的堆积。不期望地落在幅材上的大量的灰尘颗粒也会增大发生幅材断裂的风险。灰尘堆积在该结构中，并随着时间的推移会降低设备的操作可靠性并增大发生火灾的风险。
特别是当卷取生活用纸时，卷取设备之前的幅材张力相对较低。接着幅材到卷纸缸上的行进典型地对于在换卷中供给的具有自由幅材的网的切割来说是不够稳定的。
发明内容
为了解决上述的问题和缺陷，本申请研发出了一种新的纤维幅材的卷取设备及用于卷取纤维幅材的方法。本发明的具体目的是提供一种用于卷取生活用纸的连续操作的卷取设备及方法。
本发明的目的是提供一种用于纤维幅材的连续的卷取设备，通过该设备，纤维幅材可缠绕成连续的卷，卷取设备包括用于在换卷过程中切割幅材的幅材切割装置，幅材切割装置设有至少一个切割头，所述切割头可在相对于幅材的行进方向的近似横向上移动，切割头设置为在卷纸缸之前在幅材的自由行进中切割幅材。根据本发明的连续的纤维幅材卷取设备的特征在于，与切割头的操作关联地设有用于幅材的非接触式的支撑装置，从而在切割过程中以可控的方式维持幅材行进的稳定。
根据本发明的优选实施例，幅材支撑系统设置为与切割相关联。除了其它方面，这种设置的优势在于，可在幅材被支撑的同时，该支撑装置能够可靠地使幅材保持与切割头相距恒定的距离。通过该实施例，还可最优化地利用卷纸缸附近的空间。优选地，切割头设置为在幅材的自由行进的区域中切割幅材，由此切割头例如不需要与卷纸缸连接，这改进了卷取设备的区域中的空间的总体利用率。
本发明还涉及一种卷取纤维幅材的方法，根据该方法，幅材连续地缠绕成连续的卷，并且根据该方法，通过将带状物形式的所述纸幅引导到新卷而开始形成新卷，所述带状物形式的纸幅的宽度小于全幅材宽度，通过在卷取之前在幅材的自由行进区域内切割所述纸幅，所述带状物从所述纸幅中切割并展开到全幅材宽度。该方法的特征在于，在切割过程中至少在切割装置的切割范围内以基本上非接触式的方式支撑幅材。优选地，执行本发明的方法以使得切割区域中的幅材张力小于500N/m，优选地，小于250N/m。
本发明的实施例的目的是提供一种用于生活用纸幅材的连续操作的卷取设备。
在所附的权利要求中披露了根据本发明的方法和设备的其它特有特征。
附图说明
在下文中将参考所附的示意图描述本发明和本发明的操作，其中：
图1示出了本发明的实施例的侧视图，
图2示出了本发明的另一个实施例，以及
图3a-图3c示出了可应用于本发明的方法中的各种切割线。
具体实施方式
结合本发明的下面的附图，披露根据本发明的优选实施例的连续操作的纤维幅材卷取设备1。该设备包括由框架结构2支撑的卷纸缸3，幅材W经由该卷纸缸被引导到正在形成的卷4上。幅材W于卷取设备1之前的造纸设备中形成，并经由引导辊5被带到卷纸缸3。典型地，引导辊是当幅材到达卷纸缸时形成合适的横向幅材张力的所谓的扩幅辊。与引导辊5和卷纸缸3相关的是用于在换卷过程中切割幅材的幅材切割装置6。与切割装置6的操作相关地设有非接触式的幅材支撑系统7，在图1的实施例中，幅材支撑系统7与切割装置6分离。
切割装置6包括沿横向在幅材上方延伸的梁或支撑结构6.1，在支撑结构6.1的支撑下，切割头6.2可移动地设置于支撑结构的引导件(未示出)上。优选地具有两个切割头6.2，由此可在幅材中切割出从中心区域变宽的楔形顶端，在换卷的过程中，该楔形顶端围绕空的卷轴4’被引导。当开始切割时，切割头在朝向幅材的边缘移动的同时交错通过而形成楔形顶端。可通过改变切割头的速度来影响顶端的形状。切割装置设置在幅材的自由行进的区域中，换言之，设置在引导辊5与卷纸缸3之间，在此处，幅材在没有单独的机械支撑件(例如网)支撑的情况下行进。
与切割装置6的操作相关地设有用于幅材的非接触式的支撑装置7，其通过使鼓风射流适当地定向而提供对幅材的支撑作用。从空气喷嘴吹出的气流对幅材产生吸力作用，由此稳定幅材，以使所述幅材沿所需的路径行进。优选地，利用所谓的柯恩达效应通过例如设置为喷嘴槽的延长部分的基本平滑的引导表面将喷嘴设计为使得：空气射流至少远离幅材定向，或可最后在喷嘴槽之后定向。通过槽状气流喷嘴J形成射流。在图1的实施例中，使射流远离幅材与卷纸缸的压区定向。通过应用本发明实现支撑幅材的一部分宽度，以提供一定程度的有益效果。然而，图1中的支撑装置使其支撑作用延伸到幅材的整个宽度。在该方案中，可以在整个宽度上对幅材的行进进行很好地控制，并且例如当卷取每平方米克重小于30g/m2的生活用纸时，也可以非常小的幅材张力可靠地进行切割。支撑装置还包括支撑表面8，并通过射流实现在支撑表面与幅材W之间的幅材的稳定行进的条件。支撑系统设计为可沿支撑结构移动，使得在需要时可从幅材与卷纸缸附近拉离支撑系统，这在图1中以虚线示出。
上述设备进行操作以使得当正在形成的卷4达到所需的尺寸时，执行换卷操作。加速至幅材速度的新的卷轴4’与卷纸缸接触。将切割头6.2带到幅材的中心区域，优选地，两个切割头稍越过中心线。当开始切割时，切割头朝幅材的边缘移动，由此在幅材中形成楔形顶端。围绕空的卷轴4’引导该顶端，楔形物通过边缘时切割为较宽，由此该楔形物被松散地切割，并开始卷取到新的卷轴4’上。假定正在形成的卷首先进一步从卷纸缸移开，或者处于图1中示出的位置，则可在框架结构2的轨道上的实际卷取台中执行上述切割。非接触式的支撑系统7至少在幅材的切割过程中、接着在换卷过程中致动，由此在稳定幅材的行进的同时，可保持幅材与切割头相距恒定的距离，并消除幅材的振动，以及消除卷纸缸与幅材的闭合压区中的袋的形成。
本发明的另一个实施例示于图2中。在此使用的附图标记与图1中的构件使用的附图标记相同。在此，切割装置与幅材的支撑装置7形成为一体。例如由于卷取设备附近所保持的、可用于其它应用的支撑梁空间的共用设置，图2中示出的实施例是非常有利的方案。此外，考虑到对切割动作的明显影响，将切割装置和幅材支撑系统结合为一个单元，并且该单元允许优化空气射流和支撑系统的结构。而且，该方案还使得可通过支撑装置的鼓风作用对切割装置加压，并由此杂质或灰尘不能进入到其中。通过本发明的支撑装置，还可更全面地注重灰尘控制，并且灰尘移除装置可集成于该设备中。
优选地，执行本发明的方法以使得切割区域中的幅材张力小于500N/m，优选地，小于250N/m。
而且在图2的实施例中，该设备(切割装置6-幅材支撑装置7)可进一步远离移动幅材W而移动。在此当该设备位于幅材下方时，可在机器高度上执行维护工作，并且不需要越过机器且位于幅材的上方的单独的操作平台。由于幅材上方的结构总是会增加产生问题(例如，来自湿空气的水可冷凝到该结构、水可落在幅材上、尘土积聚到上述的结构)的风险，因而上述的构造是非常有利的。
幅材支撑系统保持幅材稳定并在幅材到达卷纸缸时支撑幅材，由此可进一步在幅材下方远离卷纸缸进行切割。在该位置，幅材边缘的外部还有较大的空间，以允许增大切割头在幅材外部的运动范围。切割头需要一定距离来使其运动变慢，并且在该实施例中，可主要在幅材边缘外部的区域中执行减速。将切割操作过程中在幅材的边缘处切割的楔形物制成相对陡峭的，由此在卷的边缘处不再必需有带状物。这种带状物很容易在完成的卷的减速过程中断裂，由此使产生的碎纸散布于周围并由此进入新卷的内部。
切割头6.2优选地包括喷水口和用于供给高压水的设备。使用水切割幅材，特别是切割生活用纸是优选的，因为这种纸是容易沾灰的纸张类型。切割头还可用于在除换卷过程以外的其它时间沿纵向切割幅材。
图3a和图3c示出了当使用两个单独的切割头时幅材W中的切割路径11。箭头表示幅材的行进方向。可通过在幅材中形成楔状顶端10并使该楔状顶端从幅材的中心部朝幅材的边缘展开而开始切割。如图3a所示，可通过引导切割头交错通过而宽松地切割顶端。或者，如图3c所示，可使得楔状部的中心未被完全切割。随后，例如通过单独的鼓风作用进行楔形部的最后分离(未示出)。如图3b所示，可使用一个切割头并沿移动路径11进行切割，以在幅材W的其中一个边缘处形成楔状顶端10。
通过上面的描述可了解到，本发明已研发出了一种连续的纤维幅材卷取设备和方法，其消除了现有技术中存在的明显缺陷。但是应注意到，上面仅描述了本发明的一些优选实施例。因此，明显的是，本发明不限于上述的实施例，而是可在所附的权利要求限定的保护范围内以多种方式修改本发明。在一些应用中，支撑装置可作为备选方案实施，其中通过关于幅材和其它卷取设备部件的适合的表面几何形状而无需鼓风也可实现上述效果。

Claims (19)

1.一种纤维幅材的卷取设备(1)，所述纤维幅材可通过所述卷取设备缠绕成连续的卷(4)，所述卷取设备包括用于在换卷过程中切割所述幅材的幅材切割装置(6)，所述切割装置设有至少一个切割头(6.2)，所述切割头能在相对于所述幅材方向的近似横向上移动，以在所述幅材的自由行进的过程中在卷筒之前切割幅材，其特征在于，与所述切割装置可操作接触地设有非接触式的幅材支撑装置(7)，所述幅材支撑装置用于在切割操作的过程中以可控的方式维持所述幅材(W)行进的稳定。
2.根据权利要求1所述的卷取设备，其特征在于，所述卷取设备包括：卷纸缸(3)以及在所述幅材的行进方向上位于所述卷纸缸之前的幅材引导辊(5)，并且所述切割装置设置为在所述卷纸缸与所述引导辊之间切割所述幅材。
3.根据权利要求1-2所述的卷取设备，其特征在于，所述幅材支撑系统(7)包括设有鼓风喷嘴(J)的鼓风箱，所述鼓风箱对所述幅材形成吸力作用，通过所述鼓风箱稳定所述幅材，以使所述幅材沿所需路径行进。
4.根据权利要求3所述的卷取设备，其特征在于，所述鼓风喷嘴(J)的鼓风方向至少在喷嘴槽之后基本上远离所述幅材。
5.根据权利要求1所述的卷取设备，其特征在于，所述幅材支撑装置(7)与所述切割装置(6)相关联地设置。
6.根据权利要求1所述的卷取设备，其特征在于，切割头包括喷水切割装置。
7.根据权利要求4所述的卷取设备，其特征在于，所述幅材支撑装置(7)设置为：沿所述幅材的行进方向在所述切割头之后延伸到所述幅材的自由行进处。
8.根据前述权利要求中任一项所述的卷取设备，其特征在于，所述卷取设备用于卷取生活用纸幅材。
9.一种卷取纤维幅材的方法，根据所述方法，所述幅材缠绕成连续的卷(4)，并且根据所述方法，在换卷的过程中通过将带状物或楔形物形式的幅材引导到新卷而开始形成新卷，所述带状物或楔形物形式的幅材的宽度小于所述幅材的全宽，通过在卷取之前切割所述幅材，所述带状物或楔形物从所述纸幅中切割并展开到所述幅材的全宽，其特征在于，在切割过程中，至少在所述切割装置的切割区域中基本上以非接触的方式(7)支撑所述幅材。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过在所述幅材的自由行进中在卷取之前切割所述幅材，使所述带状物或楔形物展开到所述幅材的全宽。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述纸幅的张力小于500N/m。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述纸幅的张力小于250N/m。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过鼓风装置(J)实现幅材支撑作用。
14.根据权利要求9或13所述的方法，其特征在于，在所述幅材的同一侧切割和支撑所述幅材。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述幅材的下侧切割和支撑所述幅材。
16.根据权利要求9或13所述的方法，其特征在于，在所述幅材的不同侧切割和支撑所述幅材。
17.根据权利要求9或12所述的方法，其特征在于，所述幅材经由所述卷纸缸缠绕到由所述卷纸缸支撑的卷上，并且所述幅材基本上从所述卷纸缸的切割点沿机器方向被支撑。
18.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述幅材经由所述卷纸缸缠绕到由所述卷纸缸支撑的卷上，并且所述幅材在所述卷纸缸之前紧接着进行切割和支撑。
19.根据权利要求9-18中任一项所述的方法，其特征在于，待卷取的幅材是生活用纸幅材。
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