CN102950874A - 用于处理卷材的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于处理一种柔性材料（30）具体是纸的卷材（28）的一种方法和设备，该卷材沿着材料的一个运动方向（12）移动，其中多个单独的片段（40）是从该卷材（28）上借助于一个第一双承载架式直线电机（4）和一个第二双承载架式直线电机（8）来生产的，这些双承载架式直线电机是平行于该材料的运动方向（12）安排的，并且这些双承载架式直线电机各自在该材料的运动方向（12）上具有一个第一承载架（14，16）和一个第二承载架（18，20），每个承载架都具有一个驱动元件（22）。

Description

用于处理卷材的方法和设备

本发明涉及用于处理一种卷材的一种方法和设备，具体是用于由沿着材料的一个运动方向移动的一种柔性材料（例如纸）生产多个单独的片段。在此，处理也被理解为意在，例如，通过将卷材切割成一定长度来折叠这些生产的片段。

在报纸印刷过程中，使用了缠绕到纸卷上的筒卷纸。这些纸卷被解除滚卷或展开并且卷材在大量的辊子的帮助下被引导通过一个印刷机。在这种印刷机中，通常通过胶印工艺将油墨施加到筒卷纸上。通过已知的叼牙辊折叠机（jaw folder），筒卷纸被切割并且因此产生了形成报纸页的这些单独的片段。借助于叼牙辊折叠机的折叠刀滚筒的多个穿孔针，抓取筒卷纸的前端，并且借助于这种折叠刀滚筒的旋转运动，纸被沿着后者的圆周而至少部分地传输。平行于折叠刀滚筒安排的一个切割刀滚筒与纸相接触并且在与折叠刀滚筒的旋转运动相反的方向上旋转。

在沿着切割刀滚筒的圆周的多个特定点处，多个切割刀被装配到该切割刀滚筒上，从而沿着旋转轴线延伸。当这些刀遇到筒卷纸时，筒卷纸在那里被割断。如果适合的话，在折叠刀滚筒上的与切割刀滚筒的这些切割刀相对应的多个点处存在已知为切割杆的设备。这些切割杆既确保了最准确的切割成为可能还保护了这些切割刀和/或该折叠刀滚筒本身。这些以上所述的穿孔针比较靠近地定位在这些切割杆中的每一个之后。以此方式，筒卷纸和所产生的片段被比较安全地拉过该叼牙辊折叠机而不会被扭结。这种叼牙辊折叠机的优点在于这些所产生的片段的大小总是相同的并且是由这些切割刀和切割杆在对应的滚筒上的分布来预先确定的。如果要生产另一种大小的片段，那么这些两个滚筒就必须被重新布置。

在WO 2010/142691 A2中，披露了一种设备，该设备用于从一个卷材上生产多个单独的、正确规格的材料片段。在这个案例中的一个重要特征是作为带有多个穿孔针的交叉工作台（cross-table）而已知的特征，借助于该特征卷材和片段沿着一个运动方向被传输。有两个作为伺服驱动器的直线电机的一个组件被指配了一个交叉工作台，它们的对应的运动方向是彼此正交的。借助于这些交叉工作台中的一个，卷材的区域被沿着材料的运动方向拉动并且由一个与切割杆相互作用的切割刀分开。该切割杆是装配到这些交叉工作台中的另外一个上的。

这些所生产的片段的长度可以如所希望地改变，因为这些交叉工作台中的每一个工作台的这两个直线电机的二维移动性允许了后者可以沿着多种多样的轨迹移动而避免这些直线电机之间的碰撞。通过安装在这些交叉工作台下游的一对辊子，片段被传输到一个折叠刀上。后者在一个预先确定的点处将一种折叠引入到这些片段中，一个抓取器对这些片段进行抓取。在抓取器已经打开后，这些折叠的片段落到一个片材输送机上，该片材输送机将所述片段传送走。

本发明所基于的目的是，为处理在材料的运动方向上移动的柔性材料的卷材指明一种方法和一种改进的设备。在此，处理被理解为具体是指从卷材生产多个单独的片段。

根据本发明，涉及方法的目标是通过权利要求1的特征来实现的，并且涉及设备的目标是通过权利要求5的特征实现的。有利的发展和改进是对应的从属权利要求的主题。

该方法是在用于从卷材生产多个单独的片段的处理环境中使用的，该卷材是沿着材料的运动方向移动的并且由一种柔性材料组成。这种材料具体是纸、绳线、纤维、薄膜或者是还可以想象的类似物。这种方法是具体用在报纸或其他印刷品的生产过程中的。

为了实施这种方法，一个第一双承载架式直线电机和一个第二双承载架式直线电机是平行于材料运动方向而安排的。一个双承载架式直线电机被理解为是指作为伺服驱动器的一个电动的驱动机器，它具有沿着一个运动方向延伸的一个定子，该运动方向是直线的。被指配给该驱动机器的至少两个转子与该定子相互作用，并且在该双承载架式直线电机的运行过程中执行沿着该运动方向的平移。换言之，一个双承载架式直线电机是一个传统的直线电机但是它具有两个转子。这些转子可以彼此独立地移动，有可能的是既对它们相对于彼此的位置又对它们相对于定子的对应的位置进行改变。然而，沿着运动方向这些转子相对于定子定位的顺序是恒定的。

每个双承载架式直线电机具有一个在材料运动方向上的第一承载架和一个第二承载架，它们中的每一个都包括一个驱动元件。在一个第一步骤中，借助于该第一双承载架式直线电机的第一承载架的驱动元件，该卷材的对应于该片段的长度的一个区域被沿着该材料的运动方向拉动。具体地，该第一承载架的驱动元件抓取在材料运动方向上在该片段的前面的部分或区域中的卷材。

在下一个步骤中，该区域被运送给该第二双承载架式直线电机的第二承载架的驱动元件。为此目的，该第二承载架的驱动元件抓取在该片段的前面的区域或部分中的卷材。在这种运送的过程中，这两个承载架是在材料运动方向上以卷材同样移动的速度来恰当地移动的。在这种运送的过程中，这两个驱动元件保持适合地与卷材相接触，从而使得卷材不会产生不受控的运动。

在另一个步骤中，该步骤可以在已经借助于第一双承载架式直线电机的第一承载架拉动了该区域之后但是运送的同时或之后执行，借助于第二双承载架式直线电机的第一承载架的驱动元件来抓取该卷材。在这个运动方向上，这种抓取发生在该片段的最前面的区域中。

在这种运送之后的一个步骤中，该区域被一个切割工具与该卷材分开，这种卷材的分开是由该第一或第二双承载架式直线电机的第一承载架来执行的。以此方式生产的这种柔性材料的片段由该第二或第一双承载架式直线电机的第二承载架传输走。

通过使用该第二双承载架式直线电机的第一承载架的驱动元件，它已经在先前步骤中的一个步骤中抓取了卷材，材料的另一个区域被沿着材料运动方向拉动并且该方法被再一次执行，从而这两个双承载架式直线电机的功能被互换。具体地，重复该方法直至已经产生了所希望数目的片段。

在此，该另一个区域的长度以及由此的新的有待产生的片段的长度可以与初始区域的长度不同。换言之，借助于这种方法有可能直接地一个接一个地从卷材上生产多个长度彼此不同的片段的。具体地，如果这种材料是纸并且这种方法被用在报纸的生产过程中，这些所生产的片段被进一步处理，例如折叠和/或分类。

切割工具是恰当地由该第二双承载架式直线电机的第一承载架来承载的，并且另一个切割工具是由该第一双承载架式直线电机的第一承载架来承载的。借助于这个切割工具，材料被在该运动方向上在该第一承载架的驱动元件之前被切割，并且该定位在驱动元件之前的区域被从卷材上分开。因为这种切割工具是沿着承载架由其承载的，该承载架以卷材的速度移动，因而允许了卷材以不同的速度来运动，在各自情况中有可能的是产生一种直的切割刃，即以与材料运动方向成直角而延伸。

这种设备是在至少用于从一卷柔性材料上分离多个单独的片段的处理环境中使用的，该柔性材料沿着材料的运动方向移动，并且该设备被恰当地用于在印刷车间内生产报纸。具有第一和第二双承载架式直线电机的一个定子是平行于材料运动方向而安排的。一个第一承载架和一个第二承载架被装配到这两个定子中的每一个上使得它们能够移动，这些承载架中的每一个都包括一个转子。该转子与定子相互作用的方式为使得该承载架能够沿着该定子来移动。例如，该定子具有多个永磁体并且该转子具有一个绕组，该绕组在应用一个适合的电流时与定子的这些磁体相互作用。然而，还可以想象的是该转子可以被形成为一个永磁体并且该定子可以包括多个绕组，或者该转子具有一个电磁体并且该定子具有多个电磁体。

每个承载架具有一个驱动元件，借助于该驱动元件材料被沿着材料运动方向而传输。具体地，这些片段借助于该第二承载架的这些驱动元件而从卷材上移除并且被输送至另一个机器，这个机器进一步对这些片段进行处理，例如将其折叠。在此，这些片段可以被运送到例如另一个驱动元件上或者尤其优选地这些片段被至少部分地处理而同时所述片段与那些驱动元件相接触。

有利地，该对应的第一承载架具有一个切割工具。借助于这些切割工具，这些片段被从卷材上分开。在本发明的一个便利的实施方案中，这些承载架中的每一个都具有一个枢转电机，该枢转电机被可运行地连接到该承载架的对应的驱动元件上。这种枢转电机被具体设计成一个90°枢转驱动器。借助于这种枢转电机，使之有可能将该驱动元件枢转到卷材上。

便利地，这些驱动元件具有多个互相平行的抓取器杆，这些抓取器杆被安排在卷材的两侧。具体地，这些抓取器杆是借助于枢转电机来从一个平行于材料运动方向的位置枢转到垂直于后者的位置上，并且此外例如通过使用同一个驱动器或借助于另一个驱动器而朝向彼此移动。以此方式，卷材被牢固地保持在这些抓取器杆与每个驱动元件之间并且能够因此被抓取和拉动。通过使用一种与其相反的运动，这些驱动元件被从卷材上释放。

转子被有利地形成为一个电磁体并且因此具有一个绕组。转子有利地是非铁质的并且因此具有最低可能的质量。这使之有可能使得承载架可以被再一次比较快地加速和制动，从而使得能够在短时间内一个接一个地处理比较多的片段。而且，与使用了具有铁芯的转子的并且因此具有高惯量的设备相比，卷材移动的速度可以是增加的。

这两个双承载架式直线电机被恰当地安排在卷材相反侧上并且具体相对于卷材在直径上。

在本发明的一个便利的实施方案中，该设备具有一个控制单元。该控制单元是通过编程和/或电路来装备的以便对这两个双承载架式直线电机的这些单独的承载架进行控制。为此目的，例如该控制单元具有一个微处理器。这些承载架及其驱动元件通过该控制单元而彼此同步的方式为使得上述方法得以借助于该设备来执行。而且，这些承载架被彼此协调的方式为使得它们不会在运行过程中发生碰撞。

以下将通过使用附图来详细解释本发明的一个示例性实施方案，在附图中：

图1a-1c以简要的形式示出了用于从卷材借助于根据本发明的具有两个双承载架式直线电机的第一安排的一种设备来生产多个单独的片段的方法，

图2以简要的形式示出了用于生产单独的卷材片段的具有这两个双承载架式直线电机的一种第二安排的设备，并且

图3a-3b用侧视-图以简要形式示出了这种设备。

在所有这些图示中，相互对应的部分配备有相同的标号。

图1a至图1c以一个时间序列简要地示出了一个设备2，该设备包括具有一个定子6的一个第一双承载架式直线电机4以及具有一个定子10的一个第二双承载架式直线电机8，这两个定子6、10被安排为彼此平行并且平行于一种材料的直线运动方向12。

第一双承载架式直线电机4和第二双承载架式直线电机8在材料的运动方向12上对应地具有一个第一承载架14和16，并且对应地具有一个第二承载架18和20，它们可以各自相对于所关联的定子6和10来移动。这些承载架14、16、18、20中的每一个都具有一个驱动元件22。承载架14、16、18、20是借助于一个控制单元24来控制的，该控制单元通过多个供应/数据线26连接到这两个双承载架式直线电机4、8上。

这两个双承载架式直线电机4、8被在直径上相对于卷材28安排，该卷材是由一种柔性材料30组成的并且沿着材料的运动方向12在这两个双承载架式直线电机4、8之间移动。为此目的，卷材28被设定为例如借助于多个未展示的辊子而移动，并且从一个材料卷32上展开。材料30是纸并且设备2是已知为卷筒给送式胶印印刷机的设备的一个组成部分，报纸是借助于这种设备来生产的。例如，在卷32与设备2之间存在多个机器，油墨借助这些机器而被施加到卷材28上。

在一个第一步骤中，第一双承载架式直线电机4的第一承载架14的驱动元件22抓取卷材28。在驱动元件22与卷材28之间的接触在此基本上被定位在卷材28在材料的运动方向12上的前边缘处（图1a）。通过使用驱动元件22，卷材28的一个区域34在材料的运动方向12上被拉动。区域34具有与有待借助于设备2来生产的一个片段40的长度38完全相同大小的长度36。

区域34被运送到第二双承载架式直线电机8的第二承载架20的驱动元件22。为此目的，第二承载架20被移动进入基本上对应于第一双承载架式直线电机4的第一承载架14的位置的一个镜像位置中。一旦到达这个位置，第二承载架20就以第一承载架14在其运动方向上的这个速度来移动，这对应于材料的运动方向12。同时第二承载架20随后继续基本上平行于第一承载架14而移动，卷材28被运送给后者。第二承载架20的驱动元件22在借助于第一承载架14的驱动元件22已经拉动卷材28的那个点附近抓取卷材28。在第二承载架20的驱动元件22已经抓取了卷材28之后，第一承载架14的驱动元件22从该卷材上脱离并且卷材28也借助于第二承载架20的驱动元件22而在材料的运动方向12上被拉动。以此方式，避免了令人不希望的对卷材28的加载，而这种加载例如可以导致卷材28皱折或其撕裂。

在卷材28被运送到第二双承载架式直线电机8的第二承载架20之后，第二双承载架式直线电机8的第一承载架16的驱动元件22抓取卷材28。在此，卷材28基本上是在离卷材28的引领缘一个距离处被抓取，这个距离对应于第一双承载架式直线电机4的第一承载架14的抓取点与该引领缘之间的距离加上区域34的长度36。换言之，第二双承载架式直线电机8的第一承载架16在第一双承载架式直线电机4的第一承载架16后方的一个量值为区域34的长度36的距离上抓取该卷材。

至少在抓取卷材28之后，第一承载架16以第二双承载架式直线电机8的第二承载架20的速度来移动，从而使得第一承载架16与第二双承载架式直线电机8的第二承载架20之间的距离在各自情况中保持恒定并且大致对应于区域34的长度36。然而，借助于第二双承载架式直线电机8的第一承载架16的这种抓取卷材28的动作也可能在时间上在将卷材从第一双承载架式直线电机4的第一承载架14运送给第二双承载架式直线电机8的第二承载架20之前来执行或者与这种运送同时执行（图1b）。

在第二双承载架式直线电机8的第一承载架16的驱动元件22已经抓取了卷材28之后，借助于第一承载架16的一个切割工具42将区域34与卷材28分开，并且以此方式，产生了片段40。在此，这种分开是在一个点处执行的，这个点与卷材28的引领缘之间的距离对应于区域34的长度36。在这种分开之后，片段40被第二双承载架式直线电机8的第二承载架20传输走。为此目的，第二承载架20被加速，从而使得其速度大于卷材28继续移动的速度。第一承载架16与第二承载架20之间的距离因此被放大。片段40被进一步以传统的方式来处理，例如折叠和分类（图1c）。

第二双承载架式直线电机8的第一承载架16在材料的运动方向12上以卷材28的速度进一步移动，并且因此另一个区域34被沿着材料的运动方向12拉动。卷材28被运送给第一双承载架式直线电机4的第二承载架18，并且该另一个区域34被从卷材28上分开并且在第一双承载架式直线电机4的第一承载架14已经抓取了在区域34后方的卷材之后传输走。在此，在时间上先后产生的两个片段40的长度38可以变化。例如，在第一片段40产生之后立即产生的第二片段40的长度38是第一片段40长度的一半大。仅仅需要照顾到的是使得这些区域34的长度36与这些片段40的长度38相符合。重复这种方法直至从卷材28上已经分离了所希望的数目的片段40。在这些片段40的生产过程中，卷材28的速度是恰当地恒定的并且是例如在20m/s与30m/s之间。

从卷材28上分离的这些片段40被以一种在此未明确展示的方式传输走，并且例如，根据WO 2010/142691 A2，在开端处描述的，如在段落[0039]至[0041]（不包括）以及在段落[0044]中阐述的，它们是借助于一种折叠与分布装置来处理的。替代已知的这对辊子，可以类似地使用直线驱动器来将这些片段40传输到这种折叠与分布装置上并且因此进行进一步处理，具体是与这些双承载架直线驱动器4、8连续的。

图2以一个视图示出了设备2的一个截面展示，在这个视图中这些双承载架式直线电机4和8的这种安排已经相对于根据图1a至图1c的安排旋转过90°并且是对于材料的运动方向12以直角来取向的。第一双承载架式直线电机4和第二双承载架式直线电机8被定位在柔性材料30的卷材28的相反侧上。第一承载架14的一个转子44接合在第一双承载架式直线电机4的U形定子6中。转子44包括一个优选的非铁质的绕组，当施加了一个适合的电流时，该绕组与定子6占有的多个永磁体相互作用。在转子44上定位的是一个平台46，多个枢转电机48装配在这个平台上，在这个图示中为四个枢转电机48。枢转电机48是已知为一种90°枢转驱动器的驱动器。

借助于这些枢转电机48中的两个，驱动元件22的抓取器杆50围绕一个通常相对于卷材28而延伸的旋转轴线而枢转，并且横向地沿着一个工作方向52而移动。第一承载架14的驱动元件22包括两个抓取器杆50，这些抓取器杆被安排在卷材28的相反侧上并且其长度是大于卷材28的宽度的，从而使得这些抓取器杆50基本上越过后者。如果这些抓取器杆50在工作方向上朝向彼此并且朝向卷材28而移动，有可能的是使得后者借助于这些抓取器杆50而固定并且因此使得所述卷材沿着材料的运动方向12被拉动。在一个相反方向上延伸的运动过程中，卷材28能够被再一次释放。

切割工具42被附接到这两个另外的枢转电机48上。切割工具42包括两个刀片54，这些刀片以相当于这些抓取器杆50的方式来枢转并且借助于这些枢转电机48来移动。借助于这些刀片54朝向彼此沿着工作方向52的一种运动，使之有可能将卷材28切断。

第二双承载架式直线电机8的第二承载架20是用与第一双承载架式直线电机6的第一承载架14基本上相同的方式来建造的但是第二承载架20仅具有两个枢转电机48，两个抓取器杆50被运行性地连接这些枢转电机上。第二承载架20的这些抓取器杆50是与卷材28相接触，而第一承载架14的这些抓取器杆50是借助于所述承载架的这些枢转电机48而从所述卷材上移开的。而且，第二承载架20不具有切割工具42，出于这个原因其平台46可以被确定尺寸为较小的。

第二双承载架式直线电机8的第一承载架16以及第一双承载架式直线电机4的第二承载架18是以与第一双承载架式直线电机4的第一承载架14以及第二双承载架式直线电机8的第二承载架20相同的方式来构建的。

在图3a和图3b中，以一个侧视图简要地示出了设备2的细节。在这些图示中的每一图示中都示出了第一双承载架式直线电机4的第一承载架14和第二双承载架式直线电机8的第二承载架20，在图3b中承载架14、20的这些驱动元件22以及第一承载架的切割工具42已经借助于这些枢转电机48而移动到一个与材料的运动方向12成直角延伸的位置中。另一方面，在图3a中这些驱动元件22和切割工具42在各自情况中被基本上平行于材料的运动方向12安排。这些抓取器杆50是借助于这些枢转电机48在与材料的运动方向12相反的方向上枢转的，这些刀片54则是在材料的运动方向12上。

本发明因此涉及用于处理柔性材料30的卷材28的一种方法和设备2，该卷材是沿着该材料的一个运动方向12移动的，其中多个单独的片段40是从该卷材28上借助于一个第一双承载架式直线电机4和一个第二双承载架式直线电机8来生产的，这些双承载架式直线电机是平行于该材料的运动方向12安排的，并且这些双承载架式直线电机各自在该材料的运动方向12上具有一个第一承载架14，16和一个第二承载架18，20，每个承载架都具有驱动元件22。

便利地，以下这些运动，即这些承载架14、16、18、20的位置、速度以及加速独还以及这些驱动元件22的还以及这些切割与抓取工具50、54的运动，以及这些枢转电机48都是由控制单元24来控制的，如果适合或者必要的话，是彼此同步的。

本发明并不受限于以上所述的这些示例性实施方案。而是本领域的技术人员还可以在不脱离本发明的主题的情况下由此提出本发明的其他变体。具体地，结合不同的示例性实施方案阐述的所有单独的特征还可以在不脱离本发明的主题的情况下进而以另一种方式来彼此组合。

标记清单

Claims (11)

1.一种用于处理柔性材料（30）的卷材（28）的方法，该卷材是沿着一个材料运动方向（12）移动的，其中多个单独的片段（40）是从该卷材（28）上借助于一个第一双承载架式直线电机（4）和一个第二双承载架式直线电机（8）来生产的，这些双承载架式直线电机是平行于该材料的运动方向（12）安排的，并且这些双承载架式直线电机各自在该材料的运动方向（12）上具有一个第一承载架（14，16）和一个第二承载架（18，20），每个承载架都具有一个驱动元件（22），

借助于该第一双承载架式直线电机（4）的第一承载架（14）的驱动元件（22），将该卷材（28）的对应于该片段（40）的长度的一个区域（34）沿着该材料的运动方向（12）拉动，

将该区域（34）运送给该第二双承载架式直线电机（8）的第二承载架（20）的驱动元件（22），

借助于一个切割工具（42），具体是借助于该第二双承载架式直线电机（8）的第一承载架（16），将该区域（34）与该卷材（28）分开，

借助于该第二双承载架式直线电机（8）的第二承载架（20）的驱动元件（22）将该分开的区域（34）传输走，并且

在时间上在将该区域（34）与该卷材（28）分开之前，借助于该第二双承载架式直线电机（8）的第一承载架（18）的驱动元件（22）抓取在该运动方向（12）上在该区域（34）之后的卷材。

2.如权利要求1所述的方法，其中该切割工具（42）是沿着该第二或第一双承载架式直线电机（8，4）的第一承载架（16，18）由其承载的，并且该区域（34）是在该运动方向（12）上在该第二或第一双承载架式直线电机（8，4）的第一承载架（16，18）的驱动元件（22）之前与该卷材（28）分开的。

3.如权利要求1所述的方法，其中这些驱动元件（22）是被枢转到该卷材（28）上的。

4.如权利要求1所述的方法，其中该分开的区域（34）被传输用于进一步处理，具体地被传输给一个折叠装置。

5.一种用于处理柔性材料（30）的卷材（28）的设备（2），该卷材沿着该材料的一个运动方向（12）移动，该设备具有一个第一双承载架式直线电机（4）和一个第二双承载架式直线电机（8），这些双承载架式直线电机是平行于该材料的运动方向（12）安排的并且这些双承载架式直线电机各自在该材料的运动方向（12）上具有一个第一承载架（14，16）用于从该卷材（28）上分离多个单独的片段（14）并且具有一个第二承载架（18，20）用于沿着该材料的运动方向（12）传输该材料（30）。

6.如权利要求5所述的设备（2），该对应的第一承载架（14，16）包括一个用于从该卷材（28）上分离这些片段（40）的切割工具（42）。

7.如权利要求5所述的设备（2），该对应的第二承载架（18，20）具有一个用于沿着该材料运动方向（12）传输该材料（30）的驱动元件（22）。

8.如权利要求5所述的设备（2），每个承载架（14，16，18，20）被指配了一个枢转电机（48），该枢转电机用于将该驱动元件（22）枢转到该卷材（28）上。

9.如权利要求5所述的设备（2），每个承载架（14，16，18，20）具有一个非铁质的转子（44）。

10.如权利要求5所述的设备（2），该第一双承载架式直线电机和该第二双承载架式直线电机（4，8）是在直径上相对于该卷材（28）来安排的。

11.如权利要求5至10之一所述的设备（2），具有一个控制单元（24），该控制单元被配备成实施如权利要求1至3所述的方法。

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