CN102076582A - 卷纸机 - Google Patents
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Abstract
一种使纤维幅材围绕卷轴(5)连续卷绕以形成机器辊(6)的卷纸机(1),该卷纸机(1)包括卷纸缸(10),由此可在机器辊(6)与卷纸缸(10)之间形成压区载荷,机器辊(6)设置为可在卷取过程中沿大体水平的路径从卷取的起始位置移动到卷满的机器辊的转移位置,卷取的起始位置在卷纸缸(10)的上游,而转移位置在卷纸缸的下游,由此,卷纸缸的上游具有支撑机器辊(6)使之抵靠卷纸缸(10)的主支撑装置(7),卷纸缸(10)的下游具有支撑机器辊(6)使之抵靠卷纸缸(10)的副叉(8)。
Description
技术领域
本发明涉及一种使纤维幅材围绕卷轴连续卷绕以形成机器辊的卷纸机,该卷纸机包括卷纸缸(reeling drum),由此可在机器辊与卷纸缸之间形成压区载荷(nip load),机器辊设置为可在卷取过程中沿大体水平的路径从卷取的起始位置移动到卷满的机器辊的转移位置,起始位置在卷纸缸的上游,而转移位置在卷纸缸的下游。
背景技术
卷纸机是将生产为连续纤维幅材的材料卷取成辊、机器辊等形式的装置。在纤维幅材的生产过程中,卷取通常为第一子流程,其中连续的生产被截断成依次地继续生产。机器辊围绕着充当卷取核心的卷轴而形成,换言之,一个机器辊上的纤维幅材具有起始端和终止端。本领域的发展趋势是机器辊的尺寸不断增大,从而导致不断需要开发卷纸机。在实际中,卷轴的尺寸决定机器辊的最大尺寸。然而,由于环境动态变化以及纤维幅材是容易受到各种缺陷影响的可卷绕材料,所以卷纸机维护造纸机或纸板机的性能的作用非常重要。机器辊尺寸不断增大的一个背后原因是期望在纤维生产中产生较少的起始端和终止端,所述起始端和终止端会妨碍或干扰生产并降低性能。
为了便于说明,在对本发明的描述中使用下面的术语:机器方向(MD)称作x方向,横向(CD)称作y方向,竖向称作z方向。纤维幅材的进入方向称作上游方向,其排出方向称作下游方向。在旋转式卷轴和卷纸缸的情况下,这种分离的转移位置是竖向直线或穿过旋转轴线的水平面。就此而言,卷取的核心称作卷轴,但也可称作卷取轴线。
发明内容
在卷纸机技术的环境中,本发明的目的是提供一种简单、坚固、可靠且非常适于现代化生产的卷纸机。因此,本发明的目的是提供一种中低价位类型的卷纸机产品,但该卷纸机产品可提供足以卷取大多数类型纤维幅材的工具。
根据本发明的卷纸机的特征在于,卷纸缸的上游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的主支撑装置,卷纸缸的下游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的副叉。
根据本发明的第一实施例的卷纸机的特征在于,卷纸缸的上游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的主叉,卷纸缸的下游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的副叉。
根据本发明的第二实施例的卷纸机的特征在于,卷纸缸的上游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的主运载件,卷纸缸的下游具有支撑机器辊使之抵靠卷纸缸的副叉。
根据本发明的目的,这样实施的卷纸机的卷取原理主要基于传统的保守型方案,但是可以在相当程度上对机器辊结构采用新技术。
附图说明
在下文中,将参照附图详细地描述本发明,其中,图1a至图1d示出了根据本发明的第一实施例的卷纸机的操作顺序,
图2a至图2d示出了根据本发明的第二实施例的卷纸机的操作顺序。
具体实施方式
图1a示出了使纤维幅材围绕卷轴5连续卷绕以形成机器辊6的卷纸机1,该卷纸机1包括卷纸缸10,由此可在机器辊6与卷纸缸10之间形成压区载荷,机器辊6设置为可在卷取过程中沿大体水平的路径(例如,卷取轨道20)从卷取的起始位置移动到卷满的机器辊的转移位置,卷取的起始位置在卷纸缸10的上游,而转移位置在卷纸缸的下游,由此,卷纸缸的上游具有支撑机器辊6使之抵靠在卷纸缸10上的主叉7,卷纸缸10的下游具有支撑机器辊6使之抵靠在卷纸缸10上的副叉8。在图1a中,卷纸机处于上一个机器辊6b即将停止或已经停止并被转移到下一处理阶段的位置。在卷纸缸10的上游重新开始又一个机器辊6a的卷取。
图1b示出了机器辊6已卷取一段时间的位置,因而围绕卷轴5具有一些纤维幅材W。主叉7适于将机器辊6保持在卷取轨道20上的期望位置。而且,主叉7可旋转地铰接于其枢轴70上,枢轴70位于穿过卷纸缸10的旋转轴线的水平面下方,副叉8朝向可将载荷从主叉转移到副叉8的位置移动。副叉8同样适于将机器辊6保持在卷取轨道20上的期望位置。压区载荷主要通过卷纸缸的竖向运动产生,但压区载荷也可以通过主叉7或副叉8承载卷轴5使之抵靠卷纸缸10而产生。
图1c示出了卷纸机处于主叉7和副叉8朝向彼此设置的位置,从而使得主叉7和副叉8能够同时连接到卷轴5的轴承套(bearing housing)57。主叉7和副叉8同时执行连接的时间或行程(卷轴5沿卷取轨道20运动)优选地尽可能长。这是因为:如此可使得对卷纸机的操作顺序的设计尽可能自由,并且无需尝试在开始卷取之后过于快速地转移载荷。对于某些类型的纤维幅材而言,这会影响到卷取缺陷的形成。
图1c还示出了当机器辊6基本上位于卷纸缸10上方时,压区载荷对机器辊6的支撑如何设置为从主叉7转移到副叉8。根据一个实施例,当机器辊6接近卷纸缸10的上止点时,对机器辊6的支撑设置为从主叉7转移到副叉8。该上止点是转移的优选位置,因为在该处平稳设置载荷的转移较为简单,而且无载荷峰值。主叉7和副叉8朝向彼此,卷纸缸的路径/载荷方向垂直于之前的方向。如此,因载荷转移而引起载荷峰值的可能性极小。
图1d示出了主叉7转移到从卷轴的存放位置或升降机放置卷轴的地方获取下一个卷轴5的位置。主叉7和副叉8可旋转地铰接于它们的枢轴70、80上,枢轴70、80位于穿过卷纸缸10的旋转轴线的水平面下方。由于主叉和副叉的路径实际上限定了卷轴5、卷纸缸10以及机器辊6的最大直径,所以卷纸机的基本几何形状实际上由该尺寸决定。
如此,依据附图,通过两对承载叉(即,主叉和副叉)和至少可沿竖向移动的卷纸缸实现根据本发明的方案中的卷纸机。当需要时,除竖向以外的方向(例如,斜向)也可选择作为卷纸缸的运动方向。类似地,大体水平的路径可指代略微倾斜的路径,例如,0.4度的倾斜。第二对承载叉从存放处或直接从升降机获取空的卷轴并在初始卷取中负责对机器辊的控制。可通过任何已知型式的起动装置来实现转移之前将卷轴加速到幅材速度。第二对承载叉负责最终卷取以及转移到减速台(deceleration station)。承载叉可包括卷轴的紧固/锁定机构(例如,由致动器操控的第二夹具),从而使得卷轴在所有的卷取阶段都能够保持在承载叉上。通过在卷纸缸的侧部进行加载可产生压区载荷。考虑到开槽/开孔/涂层/抽空(suctions)等,卷纸缸可采取目前已知的特性并适应各种纤维幅材/机器宽度/运转速度的需要。考虑到主叉和副叉的运动范围,卷纸缸的直径优选较小;因此,双壳的复合辊(double-casing composite roller)也是卷纸缸的替换方案。当需要时,还可以通过传送带驱动装置来实施,由此进一步减小成本。根据本发明的卷纸机的优点包括卷轴的线性运动以及随之产生的优点;除其它优点以外,还包括结构小型化的优点,以及卷纸机的机器辊和框架结构的控制机构简单且方便的优点。而且,考虑到附加的处理要求,当需要时,可以较简单的方式实现摆动和副压区,即可对卷纸机进行更新。
图2a示出了使纤维幅材围绕卷轴5连续卷绕以形成机器辊6的卷纸机1,该卷纸机1包括卷纸缸10,由此可在机器辊6与卷纸缸10之间形成压区载荷,机器辊6设置为可在卷取过程中沿大体水平的路径(例如,卷取轨道20)从卷取的起始位置移动到卷满的机器辊的转移位置,卷取的起始位置在卷纸缸10的上游,而转移位置在卷纸缸的下游,由此,卷纸缸的上游具有支撑机器辊6使之抵靠在卷纸缸10上的主运载件7,卷纸缸10的下游具有支撑机器辊6使之抵靠在卷纸缸10上的副叉8。在图2a中,卷纸机处于上一个机器辊6b即将停止或已经停止并被转移到下一处理阶段的位置。不久前,在卷纸缸10的上游重新开始又一个机器辊6a的卷取。
图2b示出了机器辊6已执行卷取一段时间的位置,因而围绕卷轴5具有一些纤维幅材W。主运载件7适于将机器辊6保持在卷取轨道20上的期望位置。而且,主运载件7与轴承座(bearings)线性配合,从而使得主运载件7沿X方向的路径从卷纸缸的旋转轴线的上游延伸到卷纸缸的旋转轴线的下游。副叉8朝向可将载荷从主运载件7转移到副叉8的位置移动。副叉8同样适于将机器辊6保持在卷取轨道20上的期望位置。压区载荷F主要通过卷纸缸10沿竖向或z方向的运动产生,但压区载荷还可以通过主运载件7或副叉8承载卷轴5使之抵靠卷纸缸10而产生。
图2c示出了主运载件7和副叉8朝向彼此设置的位置,从而使得主运载件7和副叉8能够同时连接到卷轴5的轴承套57。主运载件7和副叉8同时执行连接的时间或行程(卷轴5沿卷取轨道20运动)优选地尽可能长。这是因为:如此可使得对卷纸机的操作顺序的设计尽可能自由,并且无需尝试在开始卷取之后过于快速地转移载荷。对于某些类型的纤维幅材而言,这会影响到卷取缺陷的形成。
图2c还示出了当机器辊6位于卷纸缸10上方时,压区载荷对机器辊6的支撑如何设置为从主运载件7转移到副叉8。根据一个实施例,当机器辊6接近卷纸缸10的上止点时,对机器辊6的支撑设置为从主运载件7转移到副叉8。该上止点是转移的优选位置,因为在该处平稳设置载荷的转移较为简单,而且无载荷峰值。主运载件7和副叉8朝向彼此,卷纸缸的路径/载荷方向垂直于之前的方向。如此,因载荷转移而引起载荷峰值的可能性极小。
这种载荷转移的另一优选实施例是使接触点与卷纸缸10的上止点的下游相距一定距离。就卷纸缸10的圆周角而言,其表示与竖向(即,上止点的下游)相距10°到45°。在这种情况下,卷纸缸10与机器辊6之间的接触点在压区力F沿X方向和Z方向具有不同分力的地方。因此,测量的微小误差、因沿径向或周向摆动而引起的任何噪声或者与限定压区力有关的其它误差因素都不会变大到引起不便。
图2d示出了主运载件7转移到从卷轴的存放位置或升降机放置卷轴的地方获取下一个卷轴5的位置。主运载件7与轴承座配合以便能够沿x方向线性移动,副叉8可旋转地铰接于其枢轴80上,枢轴80位于穿过卷纸缸10的旋转轴线的水平面下方。由于主叉和副叉的路径实际上限定了卷轴5、卷纸缸10以及机器辊6的最大直径,所以卷纸机的基本的几何形状实际上由该尺寸决定。
在根据该第二实施例的方案中,依据附图,通过单个运载件(即,主运载件和副叉)和至少可沿竖向运动的卷纸缸实现卷纸机。当需要时,除竖向以外的方向(例如,斜向)也可选择作为卷纸缸的运动方向。类似地,大体水平的路径可指代略微倾斜的路径,例如,0.4度的倾斜。主运载件从存放处或直接从升降机获取空的卷轴并在初始卷取中负责对机器辊的控制。设置为使主运载件运动的致动器的优选实施例是伺服系统驱动的运动螺旋件(servo-driven kinetic screw),例如,滚珠座圈螺旋件等。其它的优选实施例包括诸如适用于上述目的的线性马达等。
根据第二实施例的卷纸机的一种可能的实施方案是将根据第一实施例的主叉7的枢轴70设置为在运载件中线性移动。在这种情况下,该方案可利用第一和第二实施例的优点并还提供了一种成本效益良好的方案。另一种可能的实施方案是在主运载件中设置锁定杆,所述锁定杆将卷轴的轴承套保持在相对于主运载件的恒定位置,主运载件的运动用于处理与卷取技术相关的事项。在此,与卷取技术相关的事项是指卷取几何形状的调节、机器辊的轮毂相对于卷纸缸的定位,尤其是或者可能指分担对压区力沿x方向的分力的调节。
而且,在根据第二实施例的卷纸机中,可通过任何已知型式的起动装置(例如,中心传动装置(centre drive)、直接式中心传动装置、通过摩擦力从周缘旋转的连结部的旋转体等)来实现转移之前将卷轴加速到幅材速度。第二对承载叉负责最终卷取以及转移到减速台。承载叉可包括卷轴的紧固/锁定机构(例如,由致动器操控的锁定杆),从而使得卷轴在所有的卷取阶段都能够保持在承载叉上。通过在卷纸缸的侧部进行加载可产生压区载荷。考虑到开槽/开孔/涂层/抽空等,卷纸缸可采取目前已知的特性并适应各种纤维幅材/机器宽度/运转速度的需要。考虑到主叉和副叉的运动范围,卷纸缸的直径优选较小;因此,双壳的复合辊也是卷纸缸的替换方案。当需要时,还可通过传送带驱动装置来实施,由此进一步减小成本。根据本发明的卷纸机的优点包括卷轴的线性运动以及附之产生的优点;除其它优点以外,还包括结构小型化的优点,以及卷纸机的机器辊和框架结构的控制机构简单且方便的优点。而且,考虑到附加的处理要求,当需要时,可以较简单的方式实现摆动和副压区,即可对卷纸机进行更新。
Claims (13)
1.一种使纤维幅材围绕卷轴(5)连续卷绕以形成机器辊(6)的卷纸机(1),所述卷纸机(1)包括卷纸缸(10),由此在所述机器辊(6)与所述卷纸缸(10)之间形成压区载荷,所述机器辊(6)设置为能够在卷取过程中沿大体水平的路径从卷取的起始位置移动到卷满的机器辊的转移位置,卷取的起始位置在所述卷纸缸(10)的上游,而转移位置在所述卷纸缸的下游,其特征在于,所述卷纸缸的上游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的主支撑装置(7),所述卷纸缸(10)的下游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的副叉(8)。
2.根据权利要求1所述的卷纸机,其特征在于,所述卷纸缸的上游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的主叉(7),所述卷纸缸(10)的下游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的副叉(8)。
3.根据权利要求1所述的卷纸机,其特征在于,所述卷纸缸的上游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的主运载件(7),所述卷纸缸(10)的下游具有支撑所述机器辊(6)使所述机器辊抵靠所述卷纸缸(10)的副叉(8)。
4.根据权利要求2所述的卷纸机(1),其特征在于,所述主叉(7)可旋转地铰接于它们的枢轴(70)上,所述枢轴位于穿过所述卷纸缸的旋转轴线的水平面的下方。
5.根据权利要求3所述的卷纸机(1),其特征在于,所述主运载件(7)与轴承线性配合,从而使得所述主运载件(7)沿X方向的路径从所述卷纸缸的旋转轴线的上游延伸到所述卷纸缸的旋转轴线的下游。
6.根据权利要求2所述的卷纸机(1),其特征在于,所述主叉(7)和所述副叉(8)可旋转地铰接于它们的枢轴(70,80)上,所述枢轴位于穿过所述卷纸缸(10)的旋转轴线的水平面的下方。
7.根据权利要求2所述的卷纸机(1),其特征在于,所述主叉(7)和所述副叉(8)彼此相对设置,从而使得所述主叉(7)和所述副叉(8)能够同时连接到所述卷轴(5)的轴承套(57)。
8.根据权利要求2所述的卷纸机(1),其特征在于,当所述机器辊(6)基本上位于所述卷纸缸(10)的上方时,压区载荷对所述机器辊(6)的支撑设置为从所述主叉(7)转移到所述副叉(8)。
9.根据权利要求2所述的卷纸机(1),其特征在于,当所述机器辊(6)接近所述卷纸缸(10)的上止点时,对所述机器辊(6)的支撑设置为从所述主叉(7)转移到所述副叉(8)。
10.根据权利要求1所述的卷纸机(1),其特征在于,当所述机器辊(6)位于所述卷纸缸(10)的上止点的下游时,对所述机器辊(6)的支撑设置为从主运载件(7)转移到副叉(8)。
11.根据权利要求3所述的卷纸机(1),其特征在于,压区载荷主要通过所述卷纸缸的竖向运动产生。
12.根据权利要求1所述的卷纸机(1),其特征在于,主叉(7)或主运载件(7)适于将所述机器辊保持在卷取轨道上的期望位置。
13.根据权利要求1所述的卷纸机(1),其特征在于,所述副叉(8)适于将所述机器辊(6)保持在所述卷取轨道(20)上的期望位置。
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