CN101903270B - 卷取机和卷取纤维幅材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷取机(1)和一种使纤维幅材绕着卷轴(5)连续地卷成大型卷(6)的方法，其中具有沿y方向的轴(105)的卷筒(10)短于卷轴(5)的额定支承距离(51)，并且当在旋转轴线(101)处观察时，卷筒(10)沿z方向处于框架(20)的自由间隙(201)中。

Description

卷取机和卷取纤维幅材的方法

技术领域

本发明涉及一种使纤维幅材绕着卷轴连续地卷成大型卷的卷取机(reel)。

本发明还涉及一种绕着卷轴连续地卷取纤维幅材的方法。

背景技术

卷取机是一种将作为连续的纤维幅材生产的材料卷成卷、大型卷的形式的装置。在纤维幅材的制造工艺中，卷取通常是第一道子工艺，其中连续工艺被中断成顺序地继续进行。大型卷绕着作为卷取芯部的卷轴形成，即在一个大型卷上的纤维幅材具有起点和终点。本领域正在流行的趋势是大型卷的尺寸持续增加，从而产生发展卷取机的前进需要。在实践中，卷轴的尺寸限定了大型卷的最大尺寸。然而，由于我们探论的是动态环境，并且纤维幅材是对各种故障敏感的可卷取的材料，因此作为造纸机或纸板机的效率的保持者的卷取机所执行的任务极其重要。大型卷的尺寸的持续增加背后的一个原因是期望减少起点和终点的数量，这在纤维幅材的生产过程中，会阻碍或扰乱生产且降低效率。

在此之前，芬兰专利FI 91383(EP 0483092 B1)中描述的方法将大型卷的尺寸转变为新量级，因为就已被卷取的纤维幅材的特性而论，可能以良好的方式构建大型卷的第一部分。由于第一部分被用作卷结构的基础，因此当待卷取的纤维幅材量增加时，第一部分的重要性被强化。在此改进技术的一个特征是利用主驱动装置和辅驱动装置提供的大型卷的逐渐增加的中心转矩，使得能够实现在构建大型卷的过程中多用途使用卷取参数。该方案之前的现有技术包括所谓的表面卷取机(pope reel)，其中通过使大型卷抵靠驱动卷筒加压来构建大型卷，由此利用卷筒和大型卷之间的摩擦来形成大型卷。

当时，在美国专利US5370327中描述的方法首次在该领域中引入这样的想法，即，在一个竖直面上构建大型卷，使得大型卷将会位于水平导轨之上并在整个卷取过程中处于相同的竖直高度。FI 91383也提出了这种方案，但是在开始卷取之前，卷轴以pope型方式运动至其初始位置。美国专利US5370327中的运动的卷筒能够使卷轴的中心保持在恒定高度上。该方案的一个优点是，将压区动力的调节从在大型卷侧加载改变为在恒定质量的卷筒侧加载。

除上述领域中的第二代卷取机的“先驱”专利之外，可广泛选择各种实施例，其中这两个专利中描述的原理已经被进一步发展。其中一个专利在美国专利US 5931406中已有描述。

发明内容

关于本发明的说明书，以下术语用来帮助描述：机器方向(MD)称为x方向，横向(CD)称为y方向，并且高度称为z方向。纤维幅材的进入方向称为上游方向，并且纤维幅材的离开方向称为下游方向。就此而论，卷取的芯部称为卷轴，但是无妨称为卷取轴。

本发明的目的是开发能够构件甚至比以前更大的大型卷的方案。然而，本发明的一个目的是还提供这样一种方案，但是其卷取原理基于利用卷筒形成大型卷的已知方式。

本发明的某一优选实施例的目的是提供一种特别坚固地设计的卷取机，即使在起点处仅卷轴的质量以及在终点处制成的大型卷的质量在本领域中与在本申请的提交日时的典型质量相比更大，卷取机也能够以非常高的再现精度再现期望的卷取参数值，提供项级的大型卷。换言之，该优选实施例的目的是提供一种新一代的卷取机，其将大型卷的最大尺寸转变为新的数量级。

根据本发明的卷取机的特征在于，具有沿y方向的轴的卷筒短于卷轴的额定支承距离，并且当在旋转轴线处观察时，卷筒可沿z方向在框架的自由间隙中运动。

根据本发明的方法的特征又在于，通过将压辊连接成与待卷取的大型卷压接触，利用压辊影响由本发明的卷取机形成的卷的紧密度。

根据本发明的一个方面，提供了一种使纤维幅材绕着卷轴连续地卷成大型卷的卷取机，其特征在于，具有沿y方向的轴的卷筒短于所述卷轴的额定支承距离，并且当在旋转轴线处观察时，所述卷筒能够沿z方向在框架的自由间隙中运动。

根据本发明的另一方面，提供了一种使纤维幅材绕着卷轴连续地卷成大型卷的方法，其特征在于，通过将压辊连接成与待卷取的大型卷压接触，而利用所述压辊影响由上述卷取机形成的卷的紧密度。

根据本发明的卷取机可用来使大型卷的尺寸实现所期望的增加。

附图说明

通过附图，对本发明的优选实施例进行详细描述，其中：

图1示出了在y方向上的根据一优选实施例的卷取机的剖视图；

图2示出了在x方向上的根据一优选实施例的卷取机的剖视图；

图3示出了在x方向上的根据一优选实施例的卷取机的卷筒和框架结构的一部分；

图4示出了根据该优选实施例的卷取机的卷筒的端部结构；

图4A、图4B和图4C示出了驱动装置的设置情况的实施例；

图5示出了在z方向上的根据该优选实施例的卷取机；

图6a-6d和图7a-7d示出了可行的卷取顺序；

图8示出了驱动装置对大型卷的紧密度(tightness)的影响。

具体实施方式

图1示出一种卷取机1，该卷取机包括作为其主要部件的卷筒10和框架20。纤维幅材W绕着用作卷取芯部的卷轴5被连续地顺次卷取，即，当期望量的纤维幅材W已被卷成大型卷6时，该纤维幅材被切割并被引导以便绕着下一个空卷轴5a进行卷取。图1示出紧接于大型卷的变换时刻之前的一顺序阶段(sequence phase)，其中完成的大型卷6已被传送到变换台(changing station)并离开卷筒10。在卷取的起始位置，新的卷轴5a以与纤维幅材W的行进速度基本相同的速度旋转。压区力(nip force)F作用在卷筒10和卷轴5a之间。切割或卷起装置(turn-up device)40准备好用于切割仍然在大型卷6上运动的纤维幅材W。压紧大型卷6的表面的压辊30负责完成的大型卷的表层的卷取并在被拉出后将其保持在一起，始终如此直到大型卷6停止旋转。

图2示出了在x方向上的根据一优选实施例的卷取机1的剖视图。在图1中，卷轴5由框架20支撑于其轴承箱57处。卷轴关于中心线C对称，即在卷轴5的每端均具有将结合图3详细描述的类似结构。图2还示出卷筒10的结构。卷筒10包括壳体100、端部103、轴105、幅材进给区(web feedingzone)106和轴承108。因此，卷筒10装配有轴承108，以便绕着旋转轴线101旋转。在下文中，将详细地描述将旋转运动传输至卷筒的传动装置109和使卷筒旋转的驱动装置110。图2还示出了卷筒10在这些框架20之间的位置。

图3示出了图2的更精确的细节，即，根据一优选实施例的卷筒10和卷取机1的框架结构的一部分，以及卷轴5在x方向上的端部区域。

卷轴5包括壳体50、端部53、轴55、轴承箱57和联接器59，该轴承箱57内具有轴承58。套筒式轴承箱57枢转，以便通过这些轴承58相对于卷轴5的结构的其它部分旋转，即壳体50、端部53、轴55和联接器59作为一个十分牢固地连接在一起的组件旋转。由卷轴5(和大型卷6)的质量产生的力通过位于轴承箱57中的槽570传输至卷取机1的框架20。槽570确保卷轴5保持在框架20之上的所期望的位置。

卷轴5的额定支承距离51(方向由图3中的箭头示出)可被确定为一个量度(measure)，该额定支承距离51从卷轴的第一端的槽570的中部延伸到其第二端的槽570的中部。就此而论，无需更准确地限定中部，因为为了准确起见，当限定支承距离时，应当考虑略有差异且通常为两个的轴承58的特性，其中这些轴承位于轴承箱57内。然而，所述额定支承距离51也是这些框架20之间的距离的基本尺寸，即其近似等于框架20的中点之间的距离，即框架的距离200(方向由图3中的箭头示出)。当从框架的距离200减去框架20的厚度的两倍半时，得到框架之间的近似自由间隙(freeclearance)，即框架20之间的“壁到壁”量度。所述量度无需精确地这样，因为矫正加工等能够在区域中执行等，以增加“壁到壁”的量度。关于本发明，由此获得的“壁到壁”量度或距离被称为自由间隙201。图3示出了该自由间隙201的一个示例。

图3示出具有沿y方向的轴105的卷筒10比卷轴5的额定支承距离51短，并且如在旋转轴线101处观察到的，卷筒10可在框架20之间沿z方向运动。在根据附图的该实施例中，沿x方向的任意可动性也包括在该结构中。对于可动性，卷筒10被连接到水平引导件和竖直引导件，图3示出了其中的一个水平引导件120。这样，当需要时，卷筒10可沿xz平面上的任选方向，在大型卷6和卷筒10之间产生压区力F，如图1所示。自然地，对于要产生的压区力或已存在的压区力，这种任选方向的压区力要求所述方向至少在一定程度上朝向大型卷6或卷轴5。

图3还示出如何将驱动轴1101设置成使旋转力从驱动装置110传输至卷筒10，驱动轴1101被设置成与卷筒的旋转轴线101相距一距离1091、沿z方向连接到传动装置109。为了提供不受干扰且稳定的旋转速度，有利的是使用匀速铰接轴等作为驱动轴1101，其中铰接(articulation)的瞬时角对驱动轴1101的旋转速度或角速度没有影响。因此，驱动轴1101在z方向上与卷筒的旋转轴线101相距距离1091，由此观察点包括位于驱动轴1101的卷筒10的一侧上的端部。这种“偏移”是使得能够实现紧邻卷筒的旋转轴线101的框架在z方向上的厚度205和框架20结构的充分强度的一个因素。因此，其目的是使得能够卷取极其重的大型卷6。卷筒10的传动装置109也位于自由间隙201的区域中。在现有技术的方案中，与驱动轴1101对应的构件通常直接连接到卷筒10的旋转轴线101。这种方式尽管可用，但是会引起一些后果，尤其是关于卷筒和卷轴的直径以及框架在z方向上的厚度的选择。如果为这个根据现有技术的方案选择直径相对较小的卷筒和/或卷轴，则保持在驱动轴上方的框架在z方向上的厚度由根据这一或其他原因选择的几何尺寸确定。根据本发明的优选实施例的方案具有相当自由的几何尺寸。

图4示出了根据优选实施例的卷取机的卷筒10的端部区域的结构。在图4中，卷筒10由此安装有位于轴承箱107内的轴承108(未示出)，以便绕着旋转轴线101旋转。卷筒10连接到水平(x方向)引导件120和竖直(z方向)引导件121，这使得卷筒能够在xz平面上运动。图4还示出了卷筒的传送装置/动力传动装置的实施例，其包括用于设置沿x方向的运动和可能的力的第一传送装置/动力传动装置130，以及用于设置沿z方向的运动和力的第二传送装置/动力传动装置131。例如，它们可以是液压缸、伺服缸、螺旋千斤顶等等。第一传送装置/动力传动装置130和第二传送装置/动力传动装置131优选能够非常准确地测出力，特别是沿压区力F的方向的力。还应注意，第一传送装置/动力传动装置130和第二传送装置/动力传动装置131无需相似，因为根据实施例，主要利用第二传送装置/动力传动装置131在z方向上调节压区力F。另一方面，主要利用在x方向上的第一传送装置/动力传动装置130执行大型卷的振动(振荡)。换言之，在x方向上，力或力的分量根本无需调节，但是在z方向上能够执行整个力调节。优选地，精确定位装置也已被集成到第一传送装置/动力传动装置130和第二传送装置/动力传动装置131或者用于确定卷筒10的确切位置的关联结构中。这样，当确定了关于大型卷的相同信息时，卷取机的几何尺寸也是已知的。例如，这种定位(位置确定)可利用合适的步进马达、激光定位测量仪、线性马达、磁致伸缩测量仪等来实施。根据一实施例，卷筒的轴承108和沿x方向的致动装置120、130位于自由间隙201中。此外，沿z方向的致动装置121、131可位于自由间隙201中或位于自由间隙之外，如图4所示的实施例那样。

图4还示出了一实施例，其中从驱动装置110连接到传动装置109的驱动轴1101在z方向上与卷筒的旋转轴线101相距距离1091。一种设置卷筒的动力传动装置的常规方式是，将传动装置放置成几乎与驱动装置接触并使驱动轴从该传动装置到达卷筒的端部，其中该传动装置包括具有减速齿轮的齿轮装置。在根据本发明的该实施例中，具有可能的减速齿轮和加速齿轮的传动装置109沿平行的方向位于卷筒的端部，但是相距距离1091。例如，其一种可行的实施方式是将齿轮的一个钝齿轮(cogwheel)直接放置在卷筒10的轴105上，并且将另一钝齿轮放置到第二轴上，驱动轴1101随后连接到该第二轴。该实施例中的所述距离1091可根据需要限定，并且满足这些要求的齿轮副可被设计用于这种情况。另一种可行的实施方式包括使用齿形带(cogged belt)和链轮副作为传动装置109。再一种可行的实施方式是使用角传动装置，使得利用角传动装置的中间轴来实现卷筒的运转(play)。在那种情况下，当传动装置109中的中间轴已被设置成能改变其长度时，驱动轴1101的每端均能够安装有位于静态轴承箱中的轴承。

在实际应用中，在z方向上的距离1091可以大约是300-900mm，由此所述距离将会容纳相当多的合适的传动构件。“距离1091”的一个适用数值标准包括可以与卷筒10的半径相比的尺寸。在这些值基本上大于半径的情况下，卷取机1的结构可能变得不必要地复杂；然而，当与半径相比时，具有小于0.5的系数的“距离1091”就可能使其难以获得充足的动力传动能力。作为粗略的概括，可以说一优选实施最有可能见于距离1091为卷筒半径的0.5到1.5倍时。

图4还示出了一优选实施例，其中参与到卷筒10中并移动卷筒10的部件利用子框架150彼此连接。这使得装置能够彼此相距适合操作的距离合理地布置；当被适当地设计时，其也加固了卷取机1的结构。由于卷取机的几乎任何部件或零件均能够迅速且容易地被更换，而不必过多地拆卸结构，因此这个实施例的一个特殊优点在于其更容易的可维修性。如图1所示，能附连到子框架150的系统的示例包括刮刀刀片45的结构或变换装置40的结构。

图4A示出了根据图4的设备的一个替代实施例，其中至少一个驱动装置110置于自由间隙201中。该方案的目的在于提供实施不同结构方案的可能性。基本想法可以按各种方式实施。一个这样的实施例是基于鼓形马达型式的方案，其中包括驱动装置110的外壳的转子110R一体地形成，以与卷筒10的壳体100一起旋转。在那种情况下，卷筒10的轴105用作定子110S的部件并以不旋转的方式连接到其基座，例如子框架150。这个方案可进一步实施为单驱动，由此仅在卷筒的一端具有一个驱动装置110；或实施为双驱动，由此在卷筒的每端均具有相似的驱动装置110。两个驱动装置110与单驱动形式相比的优点在于驱动装置的尺寸更小，这样又使得在设计其他结构方案时提供了更大的自由度。另一优点是卷筒10的结构对称，这样促进了卷筒的每端相对于压区载荷的精确可控性和可调节性。另一方面，通过调节两个驱动装置彼此最佳地同步工作，使额外的挑战出现的较少。

图4B示出了另一替代实施例，其中驱动装置110直接连接到传动装置109而没有实际驱动轴1101。如图4A所示，该方案也可利用一个或两个驱动装置110来实施。

图4C还示出了一替代实施例，其中一链轮连接到卷筒的轴105，并且另一链轮连接到驱动装置110的轴。这样，驱动装置110可设置为静止的，或与子框架150一起运动。

总之，可以说，根据图4A、图4B和图4C的实施例的共有因素是一个或多个驱动装置110均位于自由间隙201中。此外，所有的这些实施例可一个或两个驱动装置110，或者位于卷筒10的一端或者位于卷筒10的两端。值得一提的是，这些实施例的优点包括，促进卷取机的可缩放性(scalability)；特别是在两个驱动装置的实施例中。在此，可缩放性指的是，在必要时，无需大量的重新设计就能用来改变结构方案的规模的特性。另一优点在于使用直径相对较小的卷筒10和/或直径相对较小的卷轴5的可能性，如果需要的话。

图5示出了在z方向上的根据一优选实施例的卷取机。例如，图中示出了设置中央驱动装置的一种方式，该中央驱动装置为大型卷提供中心转矩。图中示出了第一驱动装置7和第二驱动装置8。它们可按各种方式设置。第一驱动装置7可以是固定的或可移动的，第二驱动装置8也是如此。第一驱动装置7和第二驱动装置8可交替地负责大型卷6从起点到终点的卷取。例如，这可通过直接驱动来实施，其中同步马达的转子被基本上没有间隙地连接到卷轴。在那种情况下，于是一个直接使用的同步马达能够设置从卷的开始到完成的整个卷取过程。关于纤维幅材的卷取应用，直接驱动技术已经以特别积极的方向发展；因此，该技术可被应用于纤维幅材卷取领域中的大多数的端部应用。其他应用可包括卷取机或分切复卷机的压辊、卷绕筒、压光机底辊(king roll)以及单独的或与传统技术的电力驱动装置结合的可形的辅助辊子(roller)。该技术，即永磁马达和支撑软件应用的结合使得可以通过该驱动马达获得比早前通过相同尺寸的常规短路马达所获得的更多的转矩。在许多应用中特别积极的特征是省略齿轮的可能性。

根据图5的另一替代方案是连续设置卷取，使得第一驱动装置7开始卷取，卷取一会儿，然后第二驱动装置8在运行的同时通过联接器59连接到卷轴5，执行卷起(turn-up)，第二驱动装置8完成卷取并使制成的大型卷6停止。同样在这个实施例中，驱动装置之一或之二可以是直接驱动装置或通过齿轮装置来工作的驱动装置。优选地，压辊30(图5中未示出)在卷筒10与大型卷6之间的压区被打开之前，也运动成与大型卷6略微压接触。这样，能够执行在压区打开状态下的卷起(这是大型卷的卷起顺序中的一种可能性)，大型卷的表层仍然保持优质。

根据图1的卷取机1能够用来执行根据图6a-6d的卷取顺序，其被称为“在压区闭合状态下的卷起”。或者，能够执行图7a-7d所示的顺序。根据图7a-7d所示的这种顺序被称为“最佳卷的卷起(OptiReel turn-up)”或“在压区打开状态下的卷起”。

图6a示出了一顺序阶段，在该阶段，卷取机1处于正常的卷取模式，其中纤维幅材W绕着卷轴5被卷成大型卷6。卷筒10以滚动方式压靠着大型卷6。压区力F作用在大型卷6和卷筒10之间。具有等待卷取的多个空卷轴5。这些卷轴中的第一个，即接下来将要卷取的卷轴5a已被放置成与第一驱动装置7接触。第一驱动装置7在卷起之前开始适时地转动卷轴5a，使得由储存卷轴5a引起的任何变形均能够在开始实际卷取之前消除。

图6b示出了紧接于卷起之前或卷起时刻的一顺序阶段。大型卷6已经达到其目标值，即达到通常待卷取的纤维幅材W的目标长度。压辊30抵靠着正完成的大型卷6被驱动，以防止大型卷在减速阶段退卷。下一卷轴5a在卷筒的上止点(dead centre)的上游与卷筒10接触，其中卷轴5a从卷起的时刻开始就准备好收纤维幅材W。因此，纤维幅材W在大型卷6与卷轴5a之间被切割，由此纤维幅材W运动，以便绕着卷轴5a被卷取。

图6c示出了这样一种情况，在该情况下，旧的大型卷6b正被停止或已被停止，并且压辊30仍然与大型卷6b的表面接触。新的大型卷6a正绕着卷轴5a形成。卷筒10稍稍下凹(沿z方向稍稍向下运动)，以允许具有卷轴5a的新的母筒6a从卷筒10的上游运动经过上止点和下游。

图6d示出一顺序阶段，在该阶段，旧的大型卷6b已被停止，即大型卷6b的旋转已经停止。在停止之后，就不再需要压辊30来确保大型卷6b保持在一起；因此，压辊被移动以等待下一执行过程。图6a-6d示出了压辊30的一个可能的位置或装载点，即刚完成的大型卷的下止点的略微上游。优选地，压辊30的下一执行过程在之前的大型卷停止之后立即执行；然而，最晚在下一卷起过程之前。在图6d中，新的大型卷6a已经绕着卷轴5a卷取了一段时间；因此，大型卷6a的直径已经增大到一定程度。大型卷6a从这里继续增大，直到已经再次达到根据图6a的情况。

图7a-7b示出另一可替代的卷取顺序。在图6a-6d和图7a-7d中，纤维幅材进入卷筒的方向是竖直的(vertical)。然而，这不是唯一可行的执行方式，但是当考虑纤维幅材的张力对卷筒的影响时，能够根据需要选择到达角度。

图7a示出一顺序阶段，在该阶段，卷筒处于正常卷取状态，并且纤维幅材W绕着卷轴5卷成大型卷6。卷筒10以滚动方式压靠着大型卷6。压区力F作用在大型卷6和卷筒10之间。具有等待卷取的多个空卷轴5。这些卷轴中的第一个，即接下来将要卷取的卷轴5a已被放置成与第一驱动装置7接触。第一驱动装置7在卷起之前开始适时地转动卷轴5a，使得由储存卷轴5a引起的任何变形均能够在开始实际卷取之前消除。

图7b示出了紧接于卷起之前或在卷起时的一顺序阶段。大型卷6已经达到其目标值，即达到通常待卷取的纤维幅材W的目标长度。压辊30抵靠正完成的大型卷6被驱动，以防止大型卷在减速阶段退卷。下一卷轴5a在卷筒的上止点的上游不与卷筒10接触，优选直到下游才接触。在那种情况下，卷筒10于是沿z方向稍稍向下运动，由此新的卷筒5a已经能够从卷筒10的上游运动经过上止点和下游。卷筒10在大型卷6的卷取过程中可能原本能够向下运动，使得下一卷轴5a几乎可在卷取过程中的任何时间经过卷筒10的上止点。在卷起之前，卷筒10被提升回其上部位置，由此在卷轴5a和卷筒10之间形成压接触。在该位置，从卷起的时刻开始，卷轴5a就准备好接收纤维幅材W。因此，纤维幅材W在大型卷6与卷轴5a之间被切割，由此纤维幅材W运动，以便绕着卷轴5a被卷取。

图7c示出这样一种情况，在该情况下，旧的大型卷6b正被停止或已被停止，并且压辊30仍然触及大型卷6b的表面。新的大型卷6a正绕着卷轴5a形成。

图7d示出一顺序阶段，在该阶段，旧的大型卷6b已被停止，即大型卷6b的旋转已经停止并且纤维幅材W正被卷成大型卷6a。在停止之后，就不再需要压辊30来确保大型卷6b保持在一起；因此，压辊30被移动以等待下一执行过程。图7a-7d示出了压辊30的一个可能的位置或装载点，即正完成的大型卷的下止点的略微上游。而且在这种顺序中，优选地，压辊30的下一执行过程在之前的大型卷停止之后立即执行；然而，最晚在下一卷起过程之前。在图7d中，新的大型卷6a已经绕着卷轴5a卷取了一段时间；因此，大型卷6a的直径已经增大到一定程度。大型卷6a从这里继续增大，直到已经再次达到根据图7a的情况。

压辊30可具有与卷筒相同或几乎相同的特性。有关压辊30的操作的一个适用标准是其产生足够的压区力-高达约5kN/m的级别的能力。涂布例如可以是略微粗糙的、柔软的或者其它方式防滑的。在那种情况下，在纤维幅材W和压辊30之间可形成防滑接触，由此压辊30可利用转矩提供卷取力以影响大型卷6的张力。这个卷取力可用作正卷取力(＝拉力)与负卷取力(＝减速)之间的活动卷取参数。当选择压辊30的平滑表面时，由于存在滑动而不能使用转矩；然而，可利用压辊30的压区力来收紧大型卷6。如果卷筒10和压辊30被选择为具有相似的构造，则除了产生相同的卷取参数的能力之外，由于仅需要一种类型的备用辊，因而在备用零件的方面能获得大量优点。另一方面，具有小于卷筒的直径的压辊可提供与卷取机的几何尺寸相关的一些优点，例如平坦的卷取机结构。

图8示出了使用压辊30对大型卷6的张力的影响情况。在图8中，x轴包括大型卷6的直径D，该直径D从初始直径D₀到最终直径D₃，并且y轴示出了所实现的硬度或卷取张力H。压区力F和纤维幅材的张力T对卷取紧密度的影响几乎保持恒定，与大型卷的直径无关，但是当直径增加时，中心力矩M的影响基本上减小。这种减小可通过使大型卷收紧WT_1，2来补偿，这由压辊30来执行。这种收紧可基于压区力或压辊30的转矩或者其组合。现在，卷取机1的构造使得在形成卷的非常早的时期能够包括这样的附加参数。只要压辊30已经运动至其装载位置，就可以几乎在完成的大型卷6停止之后立即引入附加参数WT₁，其中压辊压靠着大型卷。在那种情况下，大型卷的直径为D₁。更准确地说，如果纤维幅材具有能够使大型卷保持下去而不在减速的最终阶段退卷的特性，则参数的引入可与制成的大型卷的停止同时执行，或者甚至在制成的大型卷停止之前执行。另一种替代方案是，当大型卷的直径为D₂时，直到卷取的最终阶段才引入由压辊提供的相同的卷取紧密度WT₂。在那种情况下，对硬度H的影响仍然保持显著小于之前的替代方案中的情况。所述装载台可位于不同的位置，但是要为大型卷6提供自由移动性，一个优选位置是位于大型卷的下止点的略微上游。这样，可相对自由地选择压辊30的直径，而不必将完成的大型卷升到压辊30上方或者为这个旁路过程设置特别“低”的压辊的位置。

此外，图1所示的优选实施例包括一特征，其中卷筒10的刮刀刀片45与卷筒一样位于相同的功能实体，例如子框架150中，由此刮刀刀片45被设置成与卷筒10一起运动。在特别优选的实施例中，切割装置40或更通常为卷起装置40被集成到刮刀刀片45的结构中，因此根据操作员或控制系统的命令切割纤维幅材，引导纤维幅材绕着新的卷轴5被卷取。卷起装置可以是例如喷水卷起装置、(下)鹅颈管、切割刀片卷起装置(cut blade turn-updevice)或其它类似的卷起装置。

根据本发明的卷取机能有一些非常引人注意的替代方案。当如此期望时，卷筒可被选择成具有直径相对较小的辊，这样使得能够获得有效防止空气进入辊的压区。本发明的某一实施例的另一优点是其适用于所谓的重构情况，由此在造纸厂等中的卷取机需要被改进。由于卷轴的直径不再是与卷取机的尺寸有关的决定性因素，所以以上描述的卷取机容易应用于这些情况；当然，这仍决定了待卷取的最大可能的大型卷6。其次，由于卷取机1的低布局，就不会出现关于机器房的高度的问题。

附图中所使用的附图标记：

1    卷取机

10   卷筒

100  壳体

101  旋转轴线

103  端部

105  轴

106  幅材进给区(吸入区)

107  轴承箱

108  轴承

109  传动装置

1091 距离

110  驱动装置

110R 转子

110S 定子

1101 驱动轴

120  水平引导件

121  竖直引导件

130  第一传送装置/动力传动装置

131  第二传送装置/动力传动装置

150  子框架

20   框架

200  框架的距离

201  自由间隙

205  框架在z方向上的厚度

30   压辊

40   切割装置、卷起装置

45   刮刀刀片

5    卷轴

5a   卷轴

50   壳体

51   额定支承距离

53   端部

55   轴

57   轴承箱

570  槽

58   轴承

59   联接器

6    大型卷

7    第一驱动装置

8    第二驱动装置

C    中心线

F    压区力

W    纤维幅材

Claims (27)

1.一种使纤维幅材绕着卷轴（5）连续地卷成大型卷（6）的卷取机（1），其特征在于，具有沿y方向的轴（105）的卷筒（10）短于所述卷轴（5）的额定支承距离（51），该额定支承距离从所述卷轴的一端的槽的中部延伸到所述卷轴的另一端的槽的中部，并且当在所述卷筒的旋转轴线（101）处观察时，所述卷筒（10）能够沿z方向在框架（20）的自由间隙（201）中运动。

2.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）能够沿x方向运动。

3.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，驱动轴（1101）被设置成将旋转动力从驱动装置（110）传输至所述卷筒（10），所述驱动轴（1101）被设置成与所述卷筒的旋转轴线（101）相距一距离（1091）、沿z方向连接到传动装置（109）。

4.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，驱动轴（1101）被设置成将旋转动力从驱动装置（110）传输至所述卷筒（10），所述驱动轴（1101）被设置成与所述卷筒的旋转轴线（101）相距一距离、沿z方向连接到传动装置（109），所述距离为所述卷筒（10）的半径的0.5-1.5倍。

5.根据权利要求2所述的卷取机（1），其特征在于，当需要时，所述卷筒（10）能够用于在xz平面上产生沿任意方向的在所述大型卷（6）与所述卷筒（10）之间的压区力（F）。

6.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）被设置成产生沿z方向的在所述大型卷（6）与所述卷筒（10）之间的压区力（F）。

7.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，该卷取机包括用于设置沿z方向的运动和动力的传送装置/动力传动装置（131）。

8.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）的传动装置（109）处于所述自由间隙（201）的区域中。

9.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒的轴承（108）位于所述自由间隙（201）中。

10.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）连接到竖直引导件（121）。

11.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，沿z方向具有多个传送装置（131），所述传送装置位于所述自由间隙（201）内或位于所述自由间隙（201）外。

12.根据权利要求2所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷取机包括用于设置沿x方向的运动的第一传送装置/动力传动装置（130）。

13.根据权利要求2所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）连接到水平引导件（120）。

14.根据权利要求2所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒的在x方向上的传送装置（130）位于所述自由间隙（201）中。

15.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所述卷筒（10）的刮刀刀片（45）与所述卷筒（10）一样放置于相同的功能实体中，由此所述刮刀刀片（45）被设置成与所述卷筒（10）一起运动。

16.根据权利要求15所述的卷取机（1），其特征在于，所述功能实体为子框架（150）。

17.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，变换装置（40）被集成到所述卷筒（10）的刮刀刀片（45）的结构中。

18.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，在所述自由间隙（201）中具有至少一个驱动装置（110）。

19.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，所有的驱动装置（110）都处于所述自由间隙（201）中。

20.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，包括驱动装置（110）的外壳的转子（110R）被结合成与所述卷筒（10）的壳体（100）一起旋转。

21.根据权利要求18所述的卷取机（1），其特征在于，所述驱动装置（110）直接连接到传动装置（109）。

22.根据权利要求18所述的卷取机（1），其特征在于，一链轮连接到所述卷筒（10）的轴（105），并且另一链轮连接到所述驱动装置（110）的轴。

23.根据权利要求1所述的卷取机（1），其特征在于，在所述卷筒（10）的仅一端具有一个驱动装置（110），或者在所述卷筒（10）的两端各具有一个驱动装置（110）。

24.一种使纤维幅材绕着卷轴（5）连续地卷成大型卷（6）的方法，其特征在于，通过将压辊（30）连接成与待卷取的大型卷（6）压接触，而利用所述压辊（30）影响由根据权利要求1所述的卷取机（1）形成的卷的紧密度。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在停止所述大型卷（6）之前，与停止所述大型卷（6）同时，在停止所述大型卷（6）之后，或者最晚在从与所述卷筒（10）的压接触状态释放出所述大型卷（6）之前，所述压辊（30）能够被连接成与待卷取的所述大型卷（6）压接触。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述纤维幅材（W）与所述压辊（30）之间能够形成牢固接触，由此由所述压辊（30）提供的所述大型卷（6）的收紧（WT₁、WT₂）能够基于压区力或所述压辊（30）的转矩，或所述压区力与所述压辊（30）的转矩的结合。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述压辊（30）收紧所述大型卷（6）的作用用来补偿所述大型卷（6）的增加的半径对由中心力矩（M）提供的卷取紧密度的影响。

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