CN101674993A - 封闭幅状材料的卷筒的尾端的方法和装置及得到的卷筒 - Google Patents

Abstract

为了封闭形成卷筒(R)的幅状材料的尾端(L)，在尾端与幅状材料的末圈的一部分，优选地形成折叠部(F)从卷筒上伸出的一部分之间提供机械层间结合。

Description

封闭幅状材料的卷筒的尾端的方法和装置及得到的卷筒

技术领域

本发明涉及用于加工幅状材料(web material)的方法和机器。更具体地说，本发明涉及用来将幅状材料，比如纸，尤其是薄纸、塑料、非纺织布，或者用来包装在滚筒中的其它材料的卷筒(log)的尾端(tail end)或边缘封闭，即紧固到卷筒上的方法和机器。

背景技术

在纸加工工业中，尤其是但不是唯一地在用于生产卫生纸卷、厨用餐巾等的薄纸加工工业中，装有预定量卷绕的幅状材料的卷筒通过复卷机以快速的顺序生产。这些卷筒通常具有比成品，通常是卫生纸卷或厨用餐巾的长度大得多的轴向长度。因此这样生产的卷筒必需进一步处理，要切割成更小长度的纸卷，而后包装在塑料膜、纸、纸板或其它类似物的包装件中。这些处理工序要求将卷筒的尾端稳定地紧固到卷筒上，以防止在将其切割成纸卷的步骤期间和随后的包装步骤期间幅状材料意外退卷。

为此，研制了不同的机器，该机器的功能是封闭卷筒的尾端。在实施这种操作的最现代化机器中，使从复卷机输送的卷筒沿着设有狭缝的表面滚动，穿过该狭缝将胶散布到卷筒的一部分基本圆柱面上，同时预先退卷一段或一部分幅状材料。通过沿着所述表面持续滚动，使卷筒复卷，且由于在散布狭缝上滚动的结果，尾端覆盖涂胶线。这种类型的机器在美国专利US-A-5242525、US-A-5259910、US-A-5716489、US-A-5681421中有所描述。

US-A-6050519公开了一种复卷机，其中，用于上述尾端的上胶系统装在该复卷机中。

US-A-6682623公开了一种尾端上胶机，该上胶机适合于根据待上胶的卷筒的尺寸按照不同的原理操作。

WO-A-2006/070431公开了一种用于卷筒的尾端上胶机，其中，该尾端被折叠，以改善在终端用户希望打开新纸卷期间夹紧尾端。

US-A-2005/258298公开了一种复卷机，在该复卷机中利用在卷纸芯上分布胶的系统，以将涂到纸芯上的一部分胶转移到将在产生预先卷好的卷筒的尾端的区域中的幅状材料上。

WO-A-2004/046006公开了另一种类型复卷机，应该复卷机中可以将胶涂到幅状材料的末端区域上，在卷筒的卷纸完成之后，幅状材料的末端区域形成其尾端。

所有目前已知和上面所述的系统，及纸加工领域的技术人员已知的许多其它系统都是使用胶来封闭或密封卷筒的幅状材料的尾端。

由于胶弄脏机器，且当机器停止时，胶易于干燥，因此需要经常的维护和清洁操作，所以在这些机器中使用胶意味着费用高，而且是相当多缺点的起源。

另外，给尾端上胶经常造成胶漏向卷筒的内圈，因此当终端用户打开卷纸时，一定数量的圈数，有时相当大的数量断裂，并因此废弃。为了防止这个缺点，必需小心地调节上胶装置和使用适当量的胶，但这些情况不总是发生，而且无论如何都严重影响最终产品的成本。

GB-A-1,009,697公开了一种方法和装置，该方法和装置不用胶紧固幅状材料的卷筒的尾端。在涂了液体的区域上的尾端处，该系统是将一种液体例如水涂到卷好的卷筒上并用冲压器压印，该冲压器垂直于卷筒。压印压力和液体的结合在尾端与幅状材料的多个底层，即幅状材料底圈之间产生层间结合(ply-bonding)。这种系统由于紧固不可靠而不起作用，因为施加足够的力到幅状材料上不能不损坏卷筒。另外，这种系统需要复杂的装置，除了需要涂液器之外，还必需设有加热系统，以在压印之后将材料烘干。另外，因为冲压器必需施加一定压力来保证层间结合，所以卷筒受到变形，甚至毁坏中心支承芯，结果失去这些卷筒的圆柱形状。

发明内容

按照一方面，本发明提出一种方法和装置，该方法和装置使上述缺点能完全或部分地解决。

按照具体方面，本发明建议一种方法和装置，该方法和装置使在不用胶的情况下能封闭卷好的幅状材料，通常和优选地但不是唯一的薄页纸的卷筒的尾端。

本质上，在一个实施例中，本发明提供一种封闭幅状材料的卷筒的尾端的方法，其中，尾端通过机械层间结合固定到卷筒上。在一实施例中，尾端用机械的方法固定到卷筒的最外圈的一部分幅状材料上。

机械紧固是作为普遍通过机械部件得到的紧固使用。

纸的多层、多张或多片的机械层间结合众所周知。这种技术基于下述事实，即通过将两片或两层尤其是纤维材料制的幅状材料，比如薄页纸或其它类似物叠加，再通过这两层经受高的局部压力，用一种纤维将它们局部结合连接起来。例如，在EP-A-0592375中公开了一种多片机械层间结合系统。WO-A-2006/092818公开了一种机械层间结合系统，在该系统中通过预先润湿待连接的片使层间结合简单而更有效。

然而，迄今为止机械层间结合技术仅用来将连续地通过机器，例如通过复卷机或通过压印装置进给的两片幅状材料相互连接。本质上，机械层间结合已用于形成连续的多层制品。

而本明的革新思想是基于采用机械层间结合将卷筒的尾端紧固到卷绕在所述卷筒上的一部分材料上，以便使所述尾端在随后的加工工序中，优选地在成品包装之前都不退卷。

在本发明的一个有利的实施例中，尾端用机械方式紧固到幅状材料的一部分最外圈上，所述部分预先已折叠，形成幅状材料相对于成品卷筒伸出的区域。这使尾端能可靠地紧固到卷绕末圈的幅状材料的中间部分上，且不损坏卷筒内圈的材料。

通过产生幅状材料的伸出部分，例如通过折叠幅状材料的两个横向部分，有可能将尾端紧固到所述材料的两个折叠的横向部分上，本质上是用足以连接各层的高压力压紧三层幅状材料。

这样，可以在没有任何损坏卷筒材料的危险条件下施加很高的压力。另外，在成品中材料的端部保持从卷筒伸出状态，从而便于用户打开纸卷。这样避免了在拆下用常规系统胶粘的尾端时经常遇到的困难。从卷绕在卷筒中的材料伸出的横向折叠部，及紧固于其上的尾端也防止幅状材料的若干叠加圈突然和不必要的接合或者相互粘合。实际上，只有形成卷筒材料的末圈用到卷筒密封操作中，而且只有这段材料被所述操作造成某种程度的损坏。另外，没有胶使幅状材料的这第一部分也能有用，而在常规卷筒中纸卷的上胶部分通常被用户废弃。

在修改的实施例中，获得紧固是用合适形状的穿孔装置比如齿针或其它类似物将幅状材料必需相互用机械方式紧固的部分穿孔。

在具体的实施例中，方法包括以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)在距离尾端大致等于卷筒的周边延伸部分的地方在幅状材料中形成折叠部；

c)将尾端连接到折叠部上，该折叠部从卷筒的表面伸出。

在改进的实施例中，方法提供以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)松开卷绕在所述卷筒上的末圈材料，以形成从卷筒伸出的折叠部，该折叠部沿着所述末圈定位，以便在所述折叠部与所述尾端之间具有一段幅状材料，该段幅状材料大致相当于所述卷筒的周边延伸部分；

c)将尾端连接到所述折叠部上。

在另一改进的实施例中，方法包括以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)在距离尾端大致等于所述卷筒的周边延伸部分的地方，在从卷筒退卷的所述段的幅状材料中形成折叠部；

c)将所述段的幅状材料复卷在卷筒上，以便所述折叠部从卷筒的表面伸出，并支承在所述尾端附近；

d)将尾端连接到所述折叠部上。

本发明的方法的另一些特点和实施例在从属的权利要求书中限定，并在下面参照实施的方法将更详细地予以描述。

按照另一方面，本发明涉及一种封闭卷绕的幅状材料的卷筒，通常是薄页纸的卷筒的尾端的装置，该装置包括机械层间结合件，设置和控制所述机械层间结合件，以将尾端用机械方式连接到卷筒的一部分幅状材料上，优选地连接到卷筒的一部分最外圈上。

在一个实施例中，装置包括退卷件，以从卷筒上退卷一部分幅状材料。在一个实施例中，装置包括折叠装置，以在从卷筒退卷的一段幅状材料中形成横向折叠部。机械层间结合件被设置和设计成在折叠的材料与幅状材料的尾端之间实现机械层间结合。

在一个实施例中，本发明的装置具有稳定件，以稳定由折叠装置形成的折叠部。在一实施方案中，稳定折叠部的部件可具有机械稳定部件，该机械稳定部件通过在折叠线的两侧机械层间结合幅状材料的两个叠加部分而相互连接。机械稳定可通过带有合适形状针的穿孔系统进行。

在本发明的一个实施例中，折叠的幅状材料各部分的稳定用于局部压力的结果，或是通过形成折叠的幅状材料的两个对置部分的纤维的局部结合来产生。

在一个实施例中，折叠部借助于气动系统形成。气动系统可具有抽吸系统、吹气系统或组合式抽吸和吹气系统。在修改的实施例中，折叠部可借助于静电系统，采用机械折叠系统或以另外合适方式形成，不过在效率和快速性方面气动系统具有相当大的优点。

在一个可能的实施例中，装置包括退卷表面，沿着该退卷表面退卷一部分或一段幅状材料。折叠部沿着这段退卷材料在合适的位置中形成。折叠装置设置在相对于退卷表面合适的位置。

在一个实施例中，退卷表面可由可移动件，例如连续柔性件，比如皮带或垫，乃至一系列的平行皮带形成。抽吸系统能被设置，例如抽吸箱，以将从卷筒退卷的该段幅状材料保持在分布的位置，从而完成横向折叠部。退卷表面可被限定沿着一个以上的可移动柔性件，例如沿着两个连续可移动柔性件，这两个连续可移动柔性件包括平行皮带组或其它等效装置。在一个实施例中，抽吸箱与连续可移动柔性件中的某个或每个相关联。这样限定了卷筒路径的连续长度，其中，有可能控制几个卷筒以最佳方式连续地前进。在退卷表面的上方，可以设置一个上部连续柔性件或者一系列两个或多个上部连续柔性件，所述柔性件有助于控制卷筒的向前退卷和/或复卷运动。

本发明还涉及一种用上述方法得到的卷筒。

本发明的装置的另一些有利特征和实施例在所附权利要求书中指出，并在下面参照本发明的非限制性实施例将作详细地描述。

附图说明

本发明通过下面说明和附图将更好地理解。该附图示出本发明的非限制性实施例，更准确地说，在附图中：

图1示出在第一实施例中本发明的装置的示意侧视图；

图2示出图1的装置在折叠部形成区域的放大图；

图3示出图2的进一步放大详图；

图4示出将尾端接合到幅状材料中形成的折叠部上的区域的放大图；

图5示出在改进的实施例中与图4类似的放大图；

图6A-6J示出图1的装置的操作顺序；

图7示出用本发明的装置所封闭的卷筒的示意透视图；

图8A-8F示出在不同实施例中本发明的装置的操作顺序；及

图9和10示出图8A-8F的装置的放大图。

具体实施方式

参见附图，编号1整体表示用于实施本发明封闭幅状材料，通常是薄页纸的尾端的机器。

在一个实施例中，机器1包括进料斜槽3，沿着该进料斜槽3，卷筒R从复卷机，从中间缓冲器，或从沿着加工生产线上游的任何其它装置卸料。在斜槽3的下游设置有分配器5，该分配器5围绕轴线7旋转，分配器5单独地拾取单个卷筒R，以将其送到路径P中，沿着该路径P这些卷筒R经受一系列工序，以得到这些卷筒的尾端的封闭。

在一个实施例中，路径P在上部运动件与支承卷筒的下表面或下部结构之间延伸，所述上部运动件整体用编号9表示，而所述下表面或下部结构整体用编号11表示。

在一个实施例中，上部运动件9包括第一柔性件13，该柔性件13环绕第一驱动件15和第二驱动件17被驱动。连续柔性件13可包括一系列的平行皮带，这些平行皮带相互间隔开，每个皮带都环绕各自的皮带轮被驱动。第一驱动件15可包括一系列的同轴皮带轮，而第二驱动件17可以是类似的。形成柔性件13的皮带或其它部件环绕驱动件15、17被驱动，这两个驱动件15、17都能被机动化或者优选地它们之中只一个能被机动化，而另一个空转。在一可能的实施例中，驱动件15被机动化，而驱动件17空转且在旋转时被连续柔性件13牵引。

在一个实施例中，上部输送件9包括另一柔性件19，该柔性件19也可包括一系列的平行皮带。皮带19环绕驱动件17和环绕另一驱动件21被驱动。

在可能的实施例中，设置有同轴皮带轮17，这些同轴皮带轮17相互独立，并被安装成在共用轴线上空转，而两个驱动件15和21中的每一个都包括各自的皮带轮组，该皮带轮组用键固定在机动轴上。这样，柔性件13和柔性件19能相互独立地运动，并相互独立地在不同时间和变速下进行不同的运动。

在可能的实施例中，卷筒的下部支承结构11包括第一抽吸箱23和第二抽吸箱25，该第一和第二抽吸箱23、25沿着卷筒R的进料路径P串联设置。在一个实施例中，抽吸箱23具有一基本上平的上壁23A，该上壁23A穿有多个孔23B，空气通过该孔23B能被抽吸。编号23C表示连接到抽吸管路上的导管。

在一个实施例中，抽吸箱25在顶部被一基本上平的壁25A限定，该壁25A具有多个抽吸孔25B，空气通过该孔25B被抽吸。抽吸箱25的内部通过导管25C连接到抽吸管路上。导管23C和25C所连接的抽吸管路可以相同。

沿着抽吸箱23的基本上平的上壁23A，延伸有连续柔性件27的上部支路，该上部支路可以包括一系列的平行皮带或其它类似物。柔性件27环绕驱动件29、31、33、37被驱动。这些驱动件类似于驱动件15、17和21，可包括多个辊或同轴皮带轮的组。

在本发明的一个实施例中，驱动件31，例如辊或同轴平行皮带轮用键固定在共用轴上的组件，被机动化，而驱动件29、33和37空转。

编号27A表示柔性件27的上部支路。该上部支路沿着抽吸箱23的壁23A的外表面运转。

在配置类似于参照柔性件27所述的情况下，另一柔性件39具有一上部支路39A，该上部支路39A沿着抽吸箱25的基本上平的上壁25A的外表面滑动。连续柔性件39以与柔性件27可以是平行皮带或其它类似物的系统相同的方式环绕驱动件37和环绕另一些驱动件41、43、45被驱动，正如驱动件37那样，驱动件41、43、45也能是各种不同类型，比如辊或圆柱体或同轴皮带轮的组件。

正如皮带轮17的组件那样，皮带轮37的组件也能优选地安装成在共用轴线上相互独立地空转，以使柔性件27能相对于柔性件39独立运动。柔性件39被一个或多个驱动件例如辊41移动，该辊41能被机动化。

在一个实施例中，抽吸箱23的上游设置一退卷件47。在一个实施例中，退卷件47能包括一个或多个与待退卷的卷筒接触的皮带。在图中示出的不同实施例中，退卷件47包括机动辊49，该机动辊49与连续柔性件13相配合，并置于与其下部支路13A相隔一定距离的地方，所述距离大致等于或稍小于卷筒R的直径。

在一个实施例中，上部运动件9高度能调节以修正柔性件13的下部支路13A与机动辊49之间的距离，从而调节机器到卷筒R的不同直径。

在辊49与驱动件29之间设一开口、间隙或腔，该开口、间隙或腔在一几何表面下延伸，所述几何表面用抽吸箱23的基本上平的上壁23A的延伸部分或是用与辊49相切的表面51表示。

用编号53表示的所述开口、腔或间隙相对于卷筒沿着路线P的前进方向横向延伸，在该开口、间隙或腔53中放置有压力件，该压力件形成一部件，用于稳定从每个进给到机器1的卷筒R中退卷的一块或一段幅状材料中以下述方式产生的折叠部。在一个实施例中，压力件整体用编号55表示，其包括一系列的杠杆或摆动臂57，该杠杆或摆动臂57相对于卷筒R的前进方向基本上横向围绕共用轴线59枢转。编号61表示致动器，例如活塞-气缸致动器，该致动器61控制臂57的摆动，该臂57可以被致动器61所相对枢转的共用轴线62连接。在一个实施例中，在轴线62的端部或者沿着轴线62的延伸分布的不同部位设置有两个或多个致动器61，以在臂57上施加足够的应力。如图所示，臂57的枢轴线59这样设置，以便将每个臂57的上部自由端57A之间的距离置于与轴线59相隔一定距离的地方，该距离基本上小于轴线59与62之间的距离。这样，臂57形成杠杆，该杠杆用致动器61施加的适度力通过端部57A对压力面或者反面(counter surface)63施加极高的压力，该压力面或反面63例如设置在横向垫块(block)上或横向间隙53上，所述横向垫块限定所述腔，而横向间隙53限定表面51。

在与摆动臂57的端部57A相配合的压力面或反面63下面，抽吸孔67打开，优选地沿着机器的整个宽度，即沿着表面51下面腔或间隙53的整个横向延伸部分分布。导管67连接到抽吸或收集器68上，以便靠近表面63产生抽吸，来抽吸在反面63与臂57的端部57A之间的一部分幅状材料，用于下面将要说明的目的。

通过孔67的抽吸的作用能被压缩空气G的射流作用来取代或者与该射流作用相结合，该压缩空气G的射流由在连续柔性件13的上部支路与下部支路之间设置的喷嘴69产生。喷嘴69定方位朝向在反面63与摆动臂57的端部57A之间限定的腔。优选地，一些喷嘴69横向上对准，用于机器的部分或整个横向延伸部分。

在一个实施例中，在连续柔性件13的上部支路与下部支路之间设置了第二系列的压缩空气喷嘴71。这些压缩空气喷嘴71连接到压缩空气导管73上，类似于连接到压缩空气导管75上的喷嘴69。在修改的实施例中，喷嘴71和69能连接到同一压缩空气供应管上。喷嘴71相对于连续柔性件13的下部支路13A倾斜，更确切地说，它们这样倾斜，以使由此而产生的空气射流G2被引导，而一分量在沿着路径P的卷筒R的前进的方向上。

在一个实施例中，在连续柔性件13的上部支路与下部支路之间还设置一传感器，例如是光电池7，该光电池7被设置，以在一具体位置检测幅状材料N的尾端L，例如沿着连续柔性件27的上部支路27A。

在一个实施例中，在柔性件19的上部支路与下部支路之间设置另一传感器79，例如也是光学传感器。设置传感器79，以便检测大致在连续柔性件39的驱动件45处的幅状材料的尾端的存在。

在一个实施例中，在驱动件45的下游设置一腔、间隙或隔间81，该腔、间隙或隔间81在形成连续柔性件39的上部支路39A的延伸部分的理想几何表面下方延伸。上述腔或间隙81在上游由横杆83限定，所述横杆83能例如固定到一结构或固定框架85上。产生结构85，以插在例如限定连续柔性件39的平行皮带之间。抽吸箱25能被成形以便使能放置框架85的梳状结构。

在一个实施例中，导向件87被固定到承重结构或框架85上，承载层间结合轮91的托架89沿着该承重结构或框架85运行。轮91能具有环形边缘93，该环形边缘93与横杆83相配合将轮91压紧，同时轮91通过托架或滑动装置89实施沿着导向件87运动。附图标记96表示致动器，例如Torpress，该致动器以轮91的环形边缘93使轮91受力依靠在由横杆83限定的表面上。为此，在一个实施例中，轮91被支承在轴95上空转，该轴95与围绕枢轴99摆动的支座97成为整体。

托架或滑动装置89沿导向件87的运动被未示出的螺钉-螺母螺旋系统或用其它合适的方式控制。

在间隙或隔间81的下方，设置一抽吸系统，该抽吸系统通常用编号101表示，为了下面举例说明的目的，抽吸系统101产生气流，该气流抽吸卷筒的尾端L和横向中间折叠部，所述横向中间折叠部沿着卷筒R的滚动面下方卷绕的幅状材料的最外圈产生，以便使幅状材料的这些部分(折叠部和尾端)进入隔间81，并被定位以通过轮91产生的机械层间结合而被相互连接。

在修改的实施例中，代替轮91及其运动的部件，设置有摆动臂103(见图5)。摆动臂103基本上具有与摆动臂57的结构等效的结构，并由一致动器比如Torpress 105或其它类似物控制。编号107表示臂103的摆动轴线。也可能使用单个摆动件103。可替换地，相互平行的臂103能被致动器105作用在其中的横杆104连接。

上述机器的操作按图6A-6J的顺序详细示出。

开始，从上游机器出来的卷筒R由旋转分配器5从斜槽3中拾取，并插在下部机动辊49与柔性件13的下部支路13A之间。部件49和部件13以基本上相同的周边速度并朝一个方向运动传送以便使卷筒R朝卷绕的方向旋转。因为辊49和柔性件13的下部支路13A以同一速度和朝与卷筒R的接触点相反方向运动，所以卷筒R的轴线保持在基本上固定的位置，而卷筒R围绕该轴线旋转。

喷嘴71产生空气射流G2，使得当尾端L处于空气射流G2涉及的区域中时，它便退卷并在下面退卷表面上展开，该退卷表面由连续柔性件27的上部支路27A和抽吸箱23的上壁23A限定，连续柔性件27的上部支路27A沿着该上壁23A运转。然后卷绕在卷筒R上的一段幅状材料退卷，并在传感器77的下方展开。

通过继续机动辊49的旋转运动和上部柔性件13的运动，幅状材料N逐渐地复卷在卷筒R上。一旦尾端L的最后边缘被传感器77识别，传感器77便产生信号，该信号传送到控制单元100上，机器的各个电动机连接到所述控制单元100上，并且由该控制单元100控制它们。由于这种信号的结果，使机动化的辊49和上部柔性件13的运动反向，因此这两个部件这时开始再次以同一速度运动，但这样使卷筒R围绕其轴线(保持基本上在同一位置)朝相反方向旋转，以使幅状材料退卷。在这个步骤中，下部柔性件27也保持朝图6A、6B中箭头所指的方向运动，以便使一定长度的幅状材料从卷筒R退卷，并在由下部柔性件27的上部支路27A和抽吸箱23的上壁23A限定的退卷表面上展开。当达到退卷的幅状材料足够的长度，稍大于卷筒R的周边时，这个退卷步骤中断。该长度能通过另一光学传感器确定，该光学传感器类似于传感器77，并沿着卷筒R的路径以合适的方式能设在上部柔性件13各支路之间。在另一个实施例(未示出)中，退卷的量被暂时控制，也就是使辊49、上部柔性件13和下部柔性件27的运动保持一定时间，该时间乘以卷筒R的退卷速度得出所需的退卷长度。可替换地，退卷长度能通过与运动件49、13、27中的一个有关的编码器确定。光学传感器77的信号提供用于由编码器或者位置或运动传感器进行测量的起始点。

在达到幅状材料N需要退卷的长度时，与用确定和控制该长度的方法无关，部件49和13被停止，并启动由导管67的抽吸和/或喷嘴69的空气射流构成的气动系统，以在表面51下方产生幅状材料的折叠部F，从而形成幅状材料的两个横向部分，该两个横向部分设在反面63与摆动臂57的端部57A之间。

抽吸和/或喷嘴69的空气射流能保持幅状材料N中产生和稳定横向折叠部所需的时间量。折叠部通过致动器61使臂57摆动来稳定，因此臂57的端部57A用高局部压力压紧反面63。由于臂57的端部57A施加高局部压力的结果，限定折叠部F的对置幅状材料的两个部分因此机械地连接。该操作使折叠部稳定。

可以理解，摆动臂57实际上能包括单个摆动件，该摆动件有利地具有不连续端部57A，以便减少压力件57与反面63之间的接触面，因此在致动器61施加相同应力的情况下，得到很高的局部压力。在改进的实施例中，可以采用连续杆来代替不连续端部或隆起部57A，不过在这种情况下，致动器61需要高得多的应力。在改进的实施例中，用一类似于轮91的轮能得到限定折叠部F的幅状材料的两个窄条或部分结合(见图4和相关说明)。

在改进的实施例中，限定折叠部F的两个对置窄条的机械层间结合能以用使两个窄条穿孔的尖头、针、突起部或其它类似物进行。这些部件将要合适地成形，使得通过进入和/或退出幅状材料，使它们断裂，以便通过在受到机械作用的幅状材料N上撕裂、穿孔或其它机械作用而得到局部结合。

无论如何，在这个操作结束时，都使从卷筒R退卷的幅状材料N中产生的横向折叠部F适当地稳定，使得随后进行复卷，从而保持折叠部从幅状材料的末圈伸出。

在随后的步骤中，由于柔性件13和下部连续柔性件27运动的结果，卷筒R在上部部件13的下部支路13A与下部抽吸箱23和下部连续柔性件27的上部支路27A之间沿着路径P前进，而辊49能被停止、放慢或反向旋转。下部柔性件27能保持被停止，但优选地运动，以在由下部柔性件27的支路27A限定的下部退卷表面上平移或滚动的情况下，有助于卷筒R沿着路径P前进。

通过调制上部和下部连续柔性件13和27的速度，卷筒R能前进，从而产生逐渐卷绕，但在卷筒R与尾端L之间仍然保持一段退卷的幅状材料，以便通过继续前进，使卷筒R定位在本抽吸箱25与上部柔性件19之间抽吸箱25的上方，而尾端L大致设在隔间81内，即设在横杆83的上角处或其稍微下游。这个位置通过光学传感器79识别。为了到达这个位置，卷筒沿着路径P的前进被得到，即除上部柔性件13和下部柔性件27的运动外，还有与沿着抽吸箱25下部柔性件39的运动的结合的上部柔性件19的运动。

如图6H所示，在通过传感器79控制的这个前进运动结束时，卷筒R位于横杆83附近，而滚动面之下的尾端L由下部柔性件39的上部支路39A限定。尾端L在下游通过该区域中存在的抽吸而被抽吸。

在到达这个位置时，下部柔性件39A停止，而卷筒R继续前进，由于上部柔性件19持续运动的结果而在连续柔性件39的被停止的上部支路39A上滚动，直至通过部件57预先形成和稳定的折叠部F位于尾端L附近，该尾端L在此期间已被抽吸件101抽吸到隔间81中靠在横杆83上。

图6I示出卷筒R所达到的最后位置，而尾端L和其折叠部F在邻近横杆83的隔间81中。

在到达这个位置时，通过用上述压力件中的一个，例如层间结合轮91或压力件103而实施机械层间结合或紧固来进行尾端L的实际封闭。如果使用轮91，此时使它摆动，以用其环形边缘43压紧横杆83并横向运动。即垂直于各图的平面，进行大致等于幅状材料N的宽度的行程，即卷筒R的轴向长度。可替换地，能设置一系列的轮，这些轮并排设置、相互间隔开、且相对于幅状材料的宽度具有有限的行程。由轮的环形边缘93对横杆83限定的反面施加的高压使尾端L机械层间结合在折叠部F上。如果使用部件103，则机械层间结合以与参照用部件57稳定折叠部F所述相同的方式进行。

如参照稳定折叠部F所述的那样，不用局部压力，而使尾端L在折叠部F上的结合也能通过合适成形的穿孔件比如类似于非纺织布所用的机械编织的针或尖头的针或尖头进行。

然后尾端L被机械紧固到折叠部F上的卷筒R通过连续柔性件19沿着输送斜槽110从机器中卸出，该柔性件19已进行尾端机械层间结合开始再次运动，以控制封闭的卷筒R的滚动和卸料。

图7示出折叠部F的区域和通过机械层间结合在折叠部F上紧固的尾端L的放大图。本质上，从卷筒R伸出的是接头，该接头具有所述卷筒R的整个轴向延伸部分的长度，并由三层形成：形成折叠部F的幅状材料的两个连续横向窄条或部分和机械连接到该折叠部F上的尾端L。

这样，不用胶便达到卷筒R的封闭。这消除了使用胶的缺点，并有利地产生容易夹持的接头，最终用户可以握紧该接头将卷打开，因此避免了寻找幅状材料边缘操作的困难和由胶渗出所引起的相互胶粘多圈卷而产生的问题。

图8至10示出机器和本发明的方法的实施例的第二示例。在这个实施例中，装置整体仍用编号1表示，该装置1包括进料斜槽3和旋转分配器5。待封闭的卷筒R从斜槽3进给，并由旋转分配器5一个接一个地拾取，该旋转分配器5围绕旋转轴线7旋转，以将单个卷筒转移到用于退卷、复卷和封闭尾端的工位。

旋转分配器5的下游设置有第一辊201，该第一辊201以受控方式围绕轴线201A旋转，并由臂203支承，该臂203围绕摆动轴线205A枢转，所述摆动轴线205A还形成第二旋转辊205的旋转轴线。辊201和205限定一支架，每个卷筒R都排放到该支架中，卷筒R的尾端L必需通过装置1封闭。

旋转辊205的下游设置表面207。在一个实施例中，表面207基本上是平的。有利地，表面207能被有孔的壁限定，该有孔的壁在下面封闭一抽吸箱209。孔207F(见图9和10)使能贴着壁207的外表面抽吸尾端L及与其相邻的幅状材料，在机器或装置1的操作步骤中从卷筒R退卷，该操作步骤在下面参照图8A到8F的顺序更详细说明。

在表面207的下游设置腔211，该表面207由穿孔的壁限定，所述穿孔的壁封闭抽吸箱209，所述腔211在表面207和所述表面207的延伸部分208下方延伸。隔间或腔211被壁213限定在面对抽吸箱209的区域内，该壁213限定压力件215所作用的压力面。

在一个实施例中，压力件215包括一个摆动臂或多个围绕轴线215A摆动的臂，该轴线215A基本上平行于轴线205A和201A。编号215B表示从该摆动臂或多个臂215伸出的具有小表面积的齿、尖头或其它部件。由于启动致动器221作用在臂215上的结果，部件215B能压紧上述反面213。

在齿215B和表面213能相互作用的区域下方设置多个抽吸孔217，该抽吸孔217与抽吸箱209的内部连通。因此，抽吸箱209内部的抽吸在隔间211内部产生真空压力，以用这种方式靠在表面213上抽拉幅状材料的尾端，并用于下面所述的目的。

在一个实施例中，在卷筒R的位置周围设置系列组压缩空气喷嘴223A、223B、223C，该卷筒R的位置由辊201和205形成的支架限定。在每个位置，可以设置单个气刀223A、223B、223C或者一系列喷嘴，所述一系列喷嘴相对于卷筒的前进方向根据横向方向，即基本上平行于轴线201A、205A和215A的方向相互对准。

在本发明的一个实施例中，沿着形成表面207的延伸部分的表面208设置有传感器225，例如光电池或其它合适的传感器，这种传感器适合于识别在表面208上方一部分幅状材料的存在。该表面合适地穿孔，以使传感器225能读出。例如，沿着表面208可设置大致中心的纵向狭槽。

上述的装置操作如下。

在图8A所示的步骤中，卷筒R已从旋转分配器5卸到由辊201、205形成的支架中。在这个步骤中，辊201有利地处于低位置，而且轴线201A相对于旋转辊205的轴线205A在较低高度处。辊201和205朝图8A中箭头所指的方向旋转，以便使卷筒R围绕其轴线A旋转，从而将卷筒R保持在其适当位置，也就是使轴线A基本上停止。旋转的方向达到势必将幅状材料的尾端L卷绕到卷筒R上的程度。

启动喷嘴223A、223B和223C，以分别产生压缩空气流A1、A2和A3。编号L表示卷筒R的尾端，当尾端L通过卷筒R与机动辊201之间的接触点以外并因此进入一个或多个射流A1的作用区时，该尾端L被装置223A的喷嘴产生的一股或多股空气射流A1而提升。通过辊201和205的旋转卷筒R围绕轴线A继续旋转而使尾端L前进并进入喷嘴223B的作用区并因此进入一股或多股空气射流A2的作用区，再随后进入空气射流A3的区域，以从卷筒R逐渐地退卷。

在图8A中，编号L′用虚线表示尾端L在打开步骤中后来的位置。在这个操作结束时，尾端L位于光电池225下游的表面208上。幅状材料在尾端L和与卷筒R分离的点之间的部分覆盖表面207、208，并阻断光电池225的光束。

通过辊201、205的连续旋转，幅状材料利用喷嘴223A、223B、223C产生的压缩空气射流退卷的部分逐渐地复卷，直至光电池225阻断尾端L。这时卷绕可以中断，或者继续卷绕一预定量，以便使尾端L移向表面207、208下方的隔间或腔211的区域。通过抽吸箱209的抽吸将幅状材料退卷的部分保持在穿孔的表面207上，并在必要时可将尾端L抽吸到隔间211中，如图9所示。

在图8B中，卷筒R通过一对尾座、心轴、冲头或其它合适的部件接合，这些部件基本上相互同轴并与卷筒R同轴，且从相对侧插入到卷筒R的卷纸芯T中。编号M示意表示图8B和8C中这些心轴中的一个的横剖视图。

在一个实施例中，尾座M能被机动化，以围绕卷筒的轴线A旋转，从而在旋转时牵引该卷筒。在不同的实施例中，尾座M不旋转。无论如何，尾座M都将卷筒R保持在图8C的位置，在该位置，卷筒R已通过臂203的摆动被传送，并随后借助围绕辊205的轴线205A的运动升起辊201。

这时，用下列方式中的一种形成幅状材料的袋或环或囊，该袋或环或囊在图8C中用S表示。在第一可能的操作模式中，卷筒R仍然用尾座或心轴M夹持，因此在这种情况下卷筒R不旋转，而辊205按照图8C中箭头所指的方向旋转(在所示的示例中反时针方向旋转)。辊205具有足够摩擦系数的涂层保证拉回一定量的幅状材料，即辊205的上游在卷筒R的底圈上滑动。

如果机器按这种模式操作，则在以前尾端的定位步骤中，该尾端已在表面207、208下方隔间211稍微下游的位置，即光电池225所在的位置，或者例如在该位置与隔间211之间停止。这样，辊205的旋转通过将辊205与卷筒R接触点下游的幅状材料拉回，并因此利用抽吸箱209产生的抽吸使尾端L移向隔间211而在所述辊205的上游形成幅状材料的袋或囊S。

在不同的操作模式中，辊205能保持停止状态，而卷筒R通过尾座或心轴M反时针方向旋转(在所示的示例中)，为此尾座或心轴M合适地被机动化。在这种情况下，在卷筒R与辊205之间接触点下游的幅状材料不必拉回，因此尾端L能预先在隔间211内被定位。在这种情况下，位于卷筒R下方的辊205被停止，并保持幅状材料与其接触，而在上方由尾座M(该尾座M在这种情况下是机动的)造成的卷筒R的旋转将幅状材料的末圈松开，从而使所述末圈在幅状材料层上滑动，该幅状材料层由于这个辊205涂层的高摩擦系数而保持附着到辊205上。

无论如何都要足够小心地控制尾端L的定位，所以还可能将上述两种操作模式结合，以便在已形成袋、囊或环S之后，将该尾端在隔间211内定位。

将卷筒R保持在图8D中所示的位置，在该位置可以看到用上述方式已形成的袋或囊S，然后启动空气喷嘴223A、223B、223C，使得它们的射流A1、A2和A3逐渐地推进如图8D所示的袋或环S直到该袋到达图8D中的位置S′。

本质上，由喷嘴223A、223B、223C产生的射流推动有利地暂时保持停止状态的卷筒R周围的环或袋S，直到所述袋S从卷筒R的后部转到前部(相对于卷筒R通过装置1的总前进方向)。

接着，使卷筒R沿着表面207、208前进，如按照图8E和8F的顺序示出的那样，而抽吸箱209继续抽吸空气，从而将尾端L保持在隔间211内部。这种向前运动可通过心轴或尾座M和/或辊205或任何其它方式得到，例如，也可通过将皮带或机动辊或其它运动系统设在卷筒R的上方得到。由于卷筒R沿着表面207的逐渐向前运动，所以利用抽吸箱209通过孔217的抽吸将袋或环S定位在隔间上方并被吸往里面。

在某一时刻，卷筒R处于图10中放大详图所示的位置，使袋或环和尾端L都通过抽吸保持在隔间211内部。由于摆动臂已经到达这一位置，则使摆动臂215摆动，以用齿215B压紧反面213，将高压力施加在形成尾端L和袋S的三层幅状材料上，这三层幅状材料位于压力面213与齿215B之间。由齿215B施加的集中压力使这三层机械层间结合，从而形成一折叠部，该折叠部从卷筒R的基本圆柱侧面伸出，在各点，分段或连续地被接合到尾端L上，其效果基本上与参照图1到6所述的机器得到的效果相同。

因此，卷筒R的运动通过自发或沿着表面208受控的滚动到未示出的卸料区而能持续。心轴或尾座M可以在适当时刻从卷筒R的中央芯T中抽出，以使卷筒R能从机器1上卸下。

装置的各个方面可以被修改，例如在上述操作周期中卷筒R所处的位置周围设置不同数量的喷嘴。另外，还有可能使用不同的机构在各个操作步骤中控制卷筒R的向前运动和滚动。类似地，用于将尾端L压力和机械层间结合到由袋S形成的折叠部上的系统能与一个或多个摆动臂215不同。还将有可能例如以参照图1到7所示实施例的示例已述相同的方式使用一个层间结合轮或一系列的层间结合轮。

重要的是，控制卷筒，以便将尾端L定位在该尾端必需压由松开幅状材料的袋S所形成的折叠部的区域里面，而且另外，该袋S通过松开幅状材料的末圈和通过设置合适的装置形成，该合适的装置使松开材料的袋围绕卷筒的周边延伸部分前进。

与参照图1至6的上述装置相比，该装置更紧凑，和装有更少数量的机械部件，且进行更快的周期。

可以理解，附图仅示出本发明的实施例的一个示例，然而，在不背离本发明的基础概念范围情况下，对该实施例的示例在形式和配置上可以改变。在所附权利要求书中提供任何附图标记是便于参照说明和附图阅读权利要求书，而不是限制权利要求书代表的保护范围。

Claims (50)

1.一种封闭幅状材料的卷筒的尾端的方法，其特征在于，将所述尾端用机械层间结合紧固到所述卷筒的一部分幅状材料上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过向幅状材料施加压力将所述卷筒的尾端紧固到所述卷筒的幅状材料的所述部分上。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在一部分幅状材料中形成折叠部，该折叠部从卷筒的表面伸出；将所述尾端紧固到所述折叠部上。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，形成从卷筒的表面伸出的幅状材料的折叠部，在所述折叠部与所述尾端之间夹有一段幅状材料，该段幅状材料大致等于卷筒的周边延伸部分；并且，将所述尾端紧固到所述折叠部上。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，通过用足够的压力在幅状材料的叠加层之间形成接合而使所述折叠部和所述尾端压紧在两个机械部件之间来将所述尾端紧固到所述折叠部上。

6.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)在距离尾端大致等于所述卷筒的周边延伸部分的地方，在幅状材料中形成折叠部；

c)将尾端连接到所述折叠部上，该折叠部从卷筒的表面伸出。

7.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)松开卷绕在所述卷筒上的末圈材料，以形成从卷筒伸出的折叠部，该折叠部沿着所述末圈定位，以便在所述折叠部与所述尾端之间有一段幅状材料，该段幅状材料大致相当于所述卷筒的周边延伸部分；

c)将尾端连接到所述折叠部上。

8.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)从卷筒上退卷一段幅状材料；

b)在距离尾端大致等于所述卷筒的周围延伸部分的地方，在从卷筒退卷的所述段的幅状材料中形成折叠部；

c)将所述段的幅状材料复卷在卷筒上，以便所述折叠部从卷筒的表面伸出，并支承在所述尾端附近；

d)将尾端连接到上述折叠部上。

9.如权利要求3到8中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述折叠部通过机械连接幅状材料的两个相邻横向部分形成和稳定。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述两个横向部分通过施加到所述部分上的压力连接。

11.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)沿着退卷表面退卷所述段的幅状材料；

b)在所述退卷表面下方，在所述段的退卷幅状材料中形成幅状材料的折叠部；

c)沿着退卷表面滚动所述卷筒，以将所述段的幅状材料复卷在所述卷筒上，同时折叠部从卷筒伸出；

d)将幅状材料的尾端与折叠部并排设置；

e)将幅状材料连接到折叠部上。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述从卷筒退卷的所述段的幅状材料通过抽吸保持在退卷表面上。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述折叠部用气动方式形成。

14.如权利要求11到13中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述段的幅状材料已复卷在卷筒后，用气动方式将所述折叠部和所述尾端插入所述退卷表面下方的横向腔中。

15.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述尾端通过穿孔紧固到幅状材料的所述部分上。

16.如权利要求6到15中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述折叠部通过形成所述折叠部的幅状材料的两个相邻横向部分一同穿孔而稳定。

17.如权利要求1到6中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)沿着退卷表面退卷所述段的幅状材料；

b)形成从卷筒的表面伸出的幅状材料的折叠部，并将所述折叠部定位在靠近所述尾端的所述退卷表面的下方；

c)用机械层间结合将幅状材料连接到折叠部上。

18.如权利要求1到6中的一项或多项所述的方法，其特征在于以下步骤：

a)从卷筒退卷一段幅状材料；

b)松开卷绕在所述卷筒上的末圈材料，以在所述圈中形成从卷筒伸出的折叠部；

c)将从靠近所述尾端的卷筒伸出的所述折叠部定位；

d)将尾端连接到所述折叠部上。

19.如上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述幅状材料是纸，尤其是薄页纸。

20.一种用于封闭卷绕幅状材料的卷筒的尾端的装置，其特征在于，设置和控制机械层间结合件，以将所述尾端机械连接到所述卷筒的一部分幅状材料上。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述机械层间结合件包括至少一个压力件。

22.如权利要求20或21所述的装置，其特征在于，包括一退卷装置，所述退卷装置用于从所述卷筒上退卷一段幅状材料。

23.如权利要求20、21或22所述的装置，其特征在于，折叠装置用来在一部分幅状材料中形成横向折叠部。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，设置所述折叠装置和层间结合件，以通过机械层间结合相互地连接尾端和幅状材料的横向折叠部，所述折叠部从卷筒的表面上伸出。

25.如权利要求23或24所述的装置，其特征在于，设置所述折叠装置，以在从卷筒退卷的一部分幅状材料中形成折叠部。

26.如权利要求23、24或25所述的装置，其特征在于，设置所述折叠装置，以在形成卷筒的最外圈的一部分幅状材料中形成折叠部。

27.如权利要求23到26中的一项或多项所述的装置，其特征在于，还包括一用于稳定所述折叠部的部件。

28.如权利要求23或27中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述折叠装置包括一连接件，以机械连接幅状材料的两个相邻横向部分，从而形成所述折叠部。

29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述连接件包括压力件。

30.如权利要求23到29中的一项或多项所述的装置，其特征在于，该装置包括一横向腔，所述横向折叠部插在该横向腔内。

31.如权利要求23到30中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述折叠装置包括气动系统，以形成所述折叠部。

32.如权利要求20到31中的一项或多项所述的装置，其特征在于，该装置包括横向腔和部件，以在所述横向腔中形成幅状材料的横向折叠部；并且，所述层间结合件与所述腔相关联，以通过机械层间结合相互地连接尾端和幅状材料的所述横向折叠部，所述折叠部从卷筒的表面上伸出。

33.如权利要求20到32中的一项或多项所述的装置，其特征在于，该装置包括设在卷筒的进料路径下方的幅状材料的退卷表面；并在于，所述抽吸面的上游设置有至少一个旋转装置，以用受控的方式使所述卷筒旋转；并且，所述层间结合件被置于相对于卷筒的前进方向所述退卷表面的下游。

34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述幅状材料的退卷表面是抽吸面。

35.如权利要求33或34所述的装置，其特征在于，所述旋转装置包括至少一个旋转辊。

36.如权利要求33、34或35所述的装置，其特征在于，所述旋转装置包括至少一个转轴，该转轴适合于轴向接合所述卷筒。

37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，所述旋转装置包括至少两个对置且基本上同轴的转轴，以轴向接合所述卷筒。

38.如权利要求33到37中的一项或多项所述的装置，其特征在于，该装置包括多个喷嘴，该多个喷嘴设置在卷筒的旋转位置周围多个角度不同的位置上，其方位朝向位于所述旋转位置的卷筒。

39.如权利要求20到38中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述机械层间结合件包括摆动件和启动致动器，该致动器控制所述摆动件的摆动和尾端对幅状材料的所述部分的压力。

40.如权利要求20到38中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述机械层间结合件包括压力轮，该压力轮设有基本上平行于所述卷筒的轴线的横向运动。

41.如至少权利要求27中所述的装置，其特征在于，稳定所述折叠部的所述部件包括摆动件和启动致动器，该致动器控制所述摆动件的摆动和对幅状材料靠近所述折叠部的两个横向部分的压力。

42.如至少权利要求27所述的装置，其特征在于，所述稳定折叠部的部件包括压力轮，该压力轮装有基本上平行于卷筒的轴线的运动。

43.一种封闭幅状材料的卷筒的尾端的方法，其特征在于，形成从卷筒的表面伸出的幅状材料的折叠部，和将尾端连接到所述折叠部上。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，通过机械层间结合连接所述尾端和所述折叠部。

45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，通过相互压紧尾端和形成所述折叠部的两个对置窄条连接所述尾端和所述折叠部。

46.一种用于封闭幅状材料的卷筒的尾端的装置，其特征在于，一种部件用于机械层间结合所述尾端和横向折叠部，该折叠部在幅状材料的末圈中形成，并从卷筒伸出。

47.如权利要求46所述的装置，其特征在于，还包括一种系统，其用于在幅状材料的末圈中形成横向折叠部，所述横向折叠部从卷筒上伸出。

48.一种幅状材料的卷筒，其包括多圈所述幅状材料和一尾端，其特征在于，所述尾端通过机械层间结合连接到幅状材料的底圈上。

49.如权利要求48所述的卷筒，其特征在于，所述尾端连接到横向折叠部上，该横向折叠部从卷筒的基本圆柱面上伸出，由幅状材料的最外圈的一部分形成。

50.如权利要求48或49所述的卷筒，其特征在于，所述尾端通过压紧得到的机械层间结合而连接到幅状材料上。

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