CN1060741C - 带材卷筒的自动更换装置 - Google Patents

Abstract

一种用绕有第二带材(N2)的第坩卷筒(BY)自动更换绕有第一带材(N1)的第一卷筒(BX)的装置，该装置包括至少一对可在平行于卷筒轴线的方向上移动的卷筒(BX，BY)的支承件(15X，15Y)；一个承载第一带材(N1)尾端的固定件(75，75A)的移动件(71)；以及将第一带材尾端压紧在第二带材前端的压紧装置(81，83，101，103)。移动件(71)配备一个切割第一带材(N1)的切割装置(77)，每个所述支承件固定在第二带材前端的固定件(69，69A)上，该固定件可随相关支承件移动。

Description

带材卷筒的自动更换装置

本发明涉及用绕有第二带材的第二卷筒自动更换绕有送至重绕机的第一带材的第一卷筒的自动更换装置，该装置包括可在平行于卷筒轴线的方向上移动的至少一对卷筒支承件；一个承载第一带材尾端固定件的移动件；和将第一带材尾端压紧在第二带材前端上的压紧装置。

在纸转换线中，从一大直径卷筒开绕带材，并将其送至一重绕机，即，将取自卷筒的带材形成多个小直径的，且与原卷筒同长度的卷材。这些卷材以后被切成较小长度的小卷如卫生纸、厨房用纸等。在某些情形中，分别取自两卷筒的两薄层带材被送至一个重绕机，并在开绕过程中接合在一起。

当来自一个卷筒的带材用完时，卷筒必须更换，取自用完的卷筒的带材的尾端必须与绕在新卷筒上的带材的前端接合起来。为进行这项操作曾设计了各种装置。例如，US—A—4，629，531描述了一种系统，其中，在一个抽吸台上手工准备等待的满卷筒的端部。当来自使用中的卷筒的带材用完时，它由两相邻的抽吸箱吸起，并沿一条两所述箱之间的直线进行切割，这样形成的尾站粘贴在抽吸台上备好的带材的前端上，为此，将抽吸台摆向位于其上方的抽吸箱。这种装置结构极为复杂，操作费力。另外，不易使用在薄纸转换线上，这是因为它必须占据相对于纸路径的特殊位置。

为了使换卷筒操作和将用完的带材尾端接合在绕在新卷筒上的带材的前端上的操作自动化，IT—B—1213819描述了一种带有承载抽吸箱的摆动臂的装置，当绕在使用中的卷筒上的带材几乎用完时，使抽吸自放在卷筒芯部上，吸起带材的尾端，使其保持与重绕机的连接。然后从用完的卷筒芯部移开摆动臂，同时使带材的尾端保持吸附在由臂承载的抽吸箱上。然后用新卷筒更换用过的卷筒，使摆动臂与新卷筒的外圆柱面接触，从而使由抽吸箱固定的尾端放在并压紧在处于适当角位的新卷筒所绕的带材的最外圈上。适当地准备好的双面粘接带用于将两层粘合在一起。

该装置简单，可迅速换卷筒，迅速接合两带材，并显著减小了操作者的介入。但是，其局限性在于，只有当正在使用的卷筒几乎完全用完时才能进行更换。但是实践中常常需要在开绕的起始和卷筒的用尽之间的时刻更换正在使用的卷筒。这是由于绕在卷筒上的层或带材可能在任意位置上具有缺陷。在这种情况下，必须停下卷筒，切断带材，除去有缺陷的部分，然后将带材的两个边缘再次接合起来以开始开绕和将带材送往重绕机的过程。

US—A—4，392，912公开了一种用绕有第二带材的第二卷筒自动更换绕有送往加工机器的第一带材的装置。这种装置是为轴向长度很有限的卷筒，特别是为生产卷烟而专门设计的。它包括一对所述卷筒的支承件，其可在平行于卷筒轴线的方向上移动。所述第二带材前端的第一固定件固定在每个所述支承件上，每个所述第一固定件可随相关的支承件在一侧向等待位置和一个与所述第一带材尾端的第二固定件对准的位置之间移动，所述第二固定件由一个固定构件承载。也设有压紧装置，以便将所述第一带材的尾端压紧在所述第二带材的前端上，使其接合在一起。一切割装置切割所述第一带材以形成所述尾端。切割和叠接可借助一个组件实现，该组件承载所述压紧装置和所述切割装置，并可在垂直于带材输送方向的方向上移动。设有一个双致动器：第一致动器将组件移向设有吸板的固定构件，第二致动器将切割刀片移入吸板上游的切割槽。

本发明的目的是提供一种卷筒更换装置，它能够在工作循环的任意时刻而不必在使用中的卷筒用完时用另一卷筒更换正在使用的卷筒。

本发明的另一个目的是提供一种能够用另一卷筒更换空的或损坏的卷筒的装置，从而减少转换线停工时间并避免操纵者在设备内部工作。

本发明的另一个目的是提供一种可接合装置，它比目前已知的接合装置的结构更为简单、紧凑。

本专业技术人员懂得，上述的和其它的目的和优点可以使用开始提到的那种装置实现，在这种装置中，承载尾端固定件的构件是可移动的，使第一带材的尾端从有关支承件移开；固定第二带材前端的每一个固定件与一支承面相关，使尾端固定件趋近于支承面，所述支承面可与有关前端固定整体地移动，且相对于从相应卷筒开绕的带材的前进方向来说，设置在所述固定件之前。

由于这种布置，当第一卷筒必须更换时，支承第一带材尾端的固定装置的移动件被移动以便用固定件固定切割形成的自由尾端。上述操作可在任意时刻进行而不管使用中的卷筒的直径如何，可以是接近用完，刚开始使用或用了一半。这样，当在被输送的带材上发现损坏时就可以中断输送。新卷筒从在转换线侧旁的一个等待位置被送到操作位置。在此之前，新卷筒的自由前缘已正确地在第二带材前缘的固定件上定位。这项操作可以在转换线外进行，无需延长停机时间。

两个固定件最好都是抽吸件。切割装置最好也放在移动件上，移动件承载用来固定第一带材尾端的固定件，不过也可考虑切割装置由一独立构件承载的方案。带材尾端的固定件可以装在一个作横向运动的移动装置如滑动装置上，或装在一个摆动臂上，这也适用于切割装置，它也可以装在与上述固定件同一的摆动臂或同一滑动装置上，或者装在一个独立的摆动臂或滑动装置上。

在按照本发明的装置的优选实施例中，第二带材前端的固定件由一滑架承载，该滑架可相对于带材从卷筒送进方向作横向移动，所述滑架承载两个卷筒支承件，这两个滑架支承件中的任一个都可定位在操作位置。但是，这两个支承件可设置在两个相互对准的滑架上且相互连接，或者以一种相结合方式操作。

按照本发明的装置的其它有利特征在权利要求书中指出并将在下文中详述。

现参阅以下附图描述本发明的具体实施例以便进一步阐述本发明。

图1是纸转换线上卷筒重卷部分的侧视图，其中同时使用两个卷筒；

图2是类似于图1的部分的侧视图。其中只使用一个卷筒；

图3是图1所示部分所属的转换线的示意平面图；

图4是沿图3中Ⅳ—Ⅳ线的剖视图；

图5至7表示在接合操作的三个相继阶段中的纸接合装置；以及

图8表示图5至7所示装置的替代实施例。

在下文中，将结合纸转换线描述接合装置，在纸转换线上应用该装置是特别有利的。但是，相同的装置也可以用于不同的转换线上，其上可能使用不同种类的材料，但是在接合两相继输送的带材方面存在类似的问题。

图3表示纸转换线的一种可能的结构，这是生产薄纸的典型设备。标号1代表开绕来自纸厂的初始卷筒的部分。在图3的实例中，设有两个开绕工位1A和1B，其用于同时开绕两个卷筒，每个卷筒包括一层，最好是单层的纸材，不过每个工位也可以开绕由两个或多个以前已结合的层的卷筒。从工位1A和1B开绕的纸层沿箭头f的方向输送至一个压印(也可以是一打印装置)装置3，再从那里送至一个重绕机5。重绕机5将两层或多层构成的带材重绕在来自放置在一侧的材斗容器7的硬纸芯部上，从容器7各芯部例如沿着插入重绕机的路径被输送系统11携带并被涂胶。压印装置3和重绕机5本身可以是任何公知类型的。具体来说，重绕机5可以是中心式重绕机或表面重绕机，可以是无需中心卷绕芯部就可工作的那种，重绕机的工作原理对于本发明的装置没有影响。重绕机可以是用于同时生产若干长度小于初始卷筒的纸卷的那种类型。上述各重绕机常用于生产工业纸卷，其重径大于普通纸卷的直径。

在部分1中设有两个滑架13A和13B，下文中只描述其中的一个，另一个与其基本相同。每个滑架13A，13B具有一对支承件15X，15Y，其用于相应的卷筒BX，BY。图4的剖视图表示在支承件15X上带有空卷筒BX和在支承件15Y上带有新卷筒BY的滑架13A。

每个滑架13A，13B是由一对被横向件19连接在一起的纵向件17构成的。纵向件17在相应的滚轮导承21(每个滑架13A，13B各设两个)中被引导，导承21固定在地面上。导承21只在线的宽度上横向延伸，因此，它们不构成线两侧的障碍物。滑架不仅由滚轮导承21，而且也由两对设在每个滑架两端附近的轮子23支承。如图4所示，设在不由导承21支承的滑架端部上的轮子23放置在地面上，并传递滑架的部分重量，而另一对轮子则基本不受负载，这是由于滑架相应部分的重量被传递至导承21的缘故。

标号25代表驱动装置，其借助一个与齿条29啮合的小齿轮27，使滑架横向地沿方向f13移动，所述齿条29与相应滑架连为整体。

在图3所示结构中，两条从滑架13A的卷筒BX和滑架13B的卷筒BY开绕的带材被送至压印装置3和重绕机5，卷筒的相应支承件与转换线1，3，5对准。两个卷筒BY和BX分别放置在滑架13A的支承件15Y和滑架13B的支承件15X上，等待更换用过的卷筒。更换工作是通过使一个和／或另一个滑架在方向f13上横动而进行的。两滑架13A，13B不必同时进行更换，在大多数情况下是在不同时间进行的。由于使用了横向可移动滑架，在滑架上的卷筒可在转换线之外的侧向位置上被更换，而从处于工作位置的卷筒开绕的带材从同一滑架被输送。

尤其从图1中可以看出，来自两个工位1A和1B的两条带材NA和NB围绕导辊31，32，33，34，35运转，并结合成送至装置3和5的单一带材N。

图2表示带材N从单一的卷筒开绕的情形。同时使用的卷筒数和构成送至重绕机5的层数可按照待制产品的类型而变化，与本发明的目的无关。

每个卷筒借助一条皮带或一组平行皮带开绕。每条皮带围绕一个三个皮带轮组成的系统运转，其中至少一个皮带轮是机动的。皮带轮39和41由相应的摆动臂45承载，臂45绕轴线45A铰接在机器的固定结构S上。而皮带轮43则由辅助臂47承载，臂47在47A处铰接于臂45。。在臂45和辅助臂47之间夹有弹性系统48(图2中只是简单地画出)，如气缸和活塞系统，其用来保持皮带37的张紧。

臂45连同其承载的零件借助绞车51的钢索49悬挂。臂45的角位则通过绞车51开绕或重绕钢索而调节。

为使卷筒开绕，臂45从图1和2所示位置降下，直至皮带37在足够大的弧上与卷筒的外表而相接触，从而提供足以使卷筒转动，从而使带材开绕的摩擦力。皮带37上的张力是由弹性系统48提供的。当使皮带37转动时，卷筒被转动，从卷筒输送带材使卷筒的直径逐渐变小，从而使弹性系统48伸长，辅助臂47的摆动倾向于补偿皮带因卷筒直径减小而造成的皮带松弛。

当辅助臂47已达到预定角位时，可借助公知的位置传感器检测出来，在气缸和活塞系统48上也可以设置线性传感器，当检测出辅助臂47达到预定角位时，绞车51工作以放长钢索49，从而降下臂45。这使弹性系统48再次受压，皮带37恢复最大张力。钢索49的伸长范围进一步借助一个检测辅助臂47的角位或气缸的活塞系统48的位置的传感器来确定。该传感器可以是使绞车启动的传感器。它也可以借助一延迟装置在规定时间之后停止绞车而停止绞车的转动和钢索49的伸长，或者也可以借助一个编码器，它确定绞车的转动角位，从而确定钢索的伸长范围。

上述开绕系统，与普通系统相比，具有显著减小在卷筒开绕过程中可开始振动的质量。事实上，由钢索49悬挂的臂45工作中起到一个刚性体的作用，并不振动。(例如，由于绕在卷筒上的带材卷绕的不规则性及因此造成的卷筒的非完美的圆柱性而引起的)任何振动都限制于质量很小的辅助臂47和有关的皮带轮43。这就限制了机器上的动应力和噪音。

在图1和2中如虚线和标号52所示，用液缸和活塞致动器取代纲索和绞车系统49，可以取得相同的优点。液压致动器使臂45具有相同的刚性。

每个滑架13A，13B配备一个装置61，其用于将一带材的尾端接合于新换卷筒的新带材的前端。

图1和2中示意地画出的上述装置，以不同的位置详细地表示在图5至7中。装置61的一些零件承载在有关滑架13A或13B上，一些零件承载在机器的固定框架上。

在滑架13上设有一横向件63，在其上装有一个限定切割槽67的部分，在滑架运动方向f13上延伸一段至少等于被切割的带材横向尺寸的距离。由于滑架13承载两个对准的卷筒，其中之一在使用中，另一个在等待，件63，65，67和69可在滑架的整个长度上延伸。即，比卷筒的轴向尺寸的两倍还长。与此相反，可设置对准的两组零件63，65，67和69，为相应卷筒的每个支承件各设一组。

在横向件63之下，距其一定距离处，设有第一固定抽吸件69，面向与切割槽67开口相同的方向带有一个可透气的抽吸壁69A。

绕轴线71A铰接的，由气缸活塞式或等同形式的致动器73操纵的一对摆动臂71固定在机器的结构S上。臂71承载第二固定抽吸件75，制成箱形截面形式，带有一个可透气的抽吸壁75A。构成第二抽吸件75的箱形截面件配有一刀片77，由块79固定与切割槽67配合工作。

第二固定抽吸件75和相应的刀片77由一可沿横向导承移动的滑架装置，而不是由摆动臂71承载。

刀片77可以是连续刀片或锯齿形刀片，并且沿其两侧可以具有可压缩材料的带，在切割中，其将带材压紧在切割横67的侧面上。沿刀片两侧构成带的可压缩材料可延伸得部分或全部覆盖刀片77。

上述装置还具有一对压辊81，83，第一压辊具有与摆动臂71的轴线71A重合的固定轴。第二压辊83由一对托架85承载，托架85在87处铰接在机器结构上，并且可借助气缸和活塞或等同的致动器89摆动。

装置61按以下方式工作。在转换线正常工作中，带材N1从卷筒开绕，并由相应滑架13承载的辊91和结构S承载的辊93导向。带材N1沿零件63，65，69，83和装置61的零件71，73，75，77，81之间被输送。在这种条件下，压辊81，83处于其最分开的位置，刀片77与槽67脱开(图6)。

当必须用一新卷筒更换正在输送带材N1的卷筒时，转换线被停止，致动器73使一对臂71逆时针摆动，从而使刀片77与槽67配合工作。这使带材N1在两导辊91和93之间的位置被切割。切割所形成的带材尾端被保持在第二抽吸件75的可透气壁75A和横向件63的相对表面之间。装置61的这种结构表示在图5中。

当启动一抽吸系统，在第二抽吸件75内保持真空时，带材N1的尾端吸附在壁75A的外表面上，因此，其后的一对臂71及第二抽吸件75的顺时针摆动使带材N1的尾端从滑架13移开。保持抽吸，将带材N1的尾端保持在位，直至其接合在第二带材上。

此时，滑架13可沿方向f13横动，使已放置新卷筒的另一支承件邻近转换线。绕在新卷筒上的带材N2的前端事先已定位在与滑架13为整体的第一抽吸件69的可透气抽吸壁69A的外表面上。在相应于横向件63的位置上，一个双面粘合剂BA已事先设置在带材N2上。

图6表示滑架13横动后达到的状态。

如图7所示，此时压辊83摆动压在压辊81上，再次启动转换线，从而接合两带材N1和N2。两压辊81，83中的至少一个以下述方式被机械驱动，即，当转换线被再次启动时，带材N1的尾端和带材N2的前端通过压辊81和83之间，在那里由所述辊施加的压力借助贴在带材N2上的双面粘合剂BA的作用使两带材相互粘合。两带材N1和N2在经过压辊81，83之后粘结在一起。

图8表示装置61的稍许修改后的实施例。与图5至7所示相同的零件使用相同的标号。

图8所示装置与图5至7所示装置的不同之处在于，带材是通过层粘合装置而不是通过一对压辊和双面粘合剂来接合的。为此目的，两压辊81，83被与一组轮子103配合工作的钢或其它适当材料的圆筒101所替代，在接合带材时，轮子103以相当大的力压在圆筒101上。轮子103的表面以公知的方式滚花或铣削，当其压在圆筒101上时，轮子使轮子103和圆筒101之间的纸层熔化。由于轮子103承受与压辊83所承受的不同应力，因而设置不同的支承和操纵系统，以替代托架85和致动器89。轮子的操纵系统105可以是公知类型的，这里不作赘述。

轮子103和圆筒101的位置可以反转。

用层粘合法接合带材N1，N2具有超过使用双面粘合剂的一定优点。首先，可以省略将双面粘合剂施加在带材上的中间操作。另外，由于重绕机5产生的卷必须弹出，而带材的接头部分又位于重绕机中，因而没有双面粘合剂使弹出的卷易于再次使用，将其直接返回捣碎器(beater)。

使用不同形式的层粘合，例如，横跨带材的连续横动层粘合，可取得与上述相同的优点。在这种情形中，轮子103由设在一滑架上的单一的轮子代替，该轮可在从卷筒开绕的带材的横向范围上横向移动，并与圆筒101相互作用。承载该轮子的滑架由单独的电机驱动。

从上述接合装置的工作看来，显然它可以在卷筒开绕过程的任何时刻投入工作，它的工作丝毫不依靠在该时刻的卷筒直径。因此，即使当卷筒尚未完全开绕，如带材有中间缺陷或断裂时，从卷筒的带材输送可被中断，并可用新卷筒继续进行工作，而将被换下的卷筒移至线外，操作者可消除带材的有缺陷部分，并将卷筒的余留部分为下一次更换作准备。

在上文中，可作的描述都是关于单一滑架的，该滑架承载着两个卷筒的两个支承件，这两个卷筒交替地进入操作位置。但是，也可以使用两个或多个相邻的滑架，每个滑架上只为一个卷筒设置单一的支承件。在这种情形中，每个滑架将设置一个槽67，一个横向件63和一个固定抽吸件69。

显然，附图只表示作为本发明具体实施例的一个实例。本发明在形式和设置上可作许多变化而并不超出本发明的范围。在权利要求中存在标号的目的是便于对照说明书和附图来阅读权利要求，而并不限制由权利要求规定的保护范围。

Claims (8)

1．用绕有第二带材(N2)的第二卷筒(BY)自动更换绕有送至重绕机的第一带材(N1)的第一卷筒的装置，所述装置包括：

—至少一对可在平行于所述卷筒轴线的方向上移动的所述卷筒(BX，BY)的支承件(15X，15Y)；

—分别固定在每个所述支承件(15X，15Y)上的，所述第二带材(N2)前端的第一固定件(69，69A)，每个所述第一固定件可随相应支承件在一侧向等待位置和一个与第一带材(N1)尾端的第二固定件(75，75A)对准的位置之间移动，所述第二固定件由一零件(71)承载；

—用于将第一带材(N1)尾端压紧在第二带材前端上，使其相互接合的压紧装置(81，83，101，103)；

—用于切割第一带材(N1)以形成所述尾端的切割装置(77)；

其特征在于：承载所述第二固定件(75，75A)的所述零件是可移动的，从而使第一带材(N1)的尾端移离有关支承件(15X，15Y)，每个所述第一固定件配备一个使第二固定件(75，75A)趋近的承载面(63)，所述承载面可与有关第一固定件(69，69A)整体移动，而且相对于从有关卷筒开绕的带材的前进方向来说，设置在所述第一固定件之前。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述两个支承件设置在一个可平行于卷筒轴线移动的滑架上。

3．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于；所述切割装置(77)是由所述移动件(71)承载的。

4．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第二固定件(75，75A)和第一固定件(69)是抽吸件。

5．如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述承载面(63)配备一条切割槽(67)，所述切割件(77)刺入所述的割槽。

6．如权利要求1，2或5所述的装置，其特征在于：相对于带材输送运动而言，所述压紧装置(81，83，101，103)设置在所述移动件(71)下游。

7．如权利要求1，2或5所述的装置，其特征在于：所述压紧装置包括两个压辊(81，83)，在第一带材(N1)尾端与第二带材(N2)前端重叠的区域中布置双面粘合剂(BA)的位置上，所述两个压辊(81，83)使所述两带材(N1，N2)彼此压紧。

8．如权利要求1，2或5所述的装置，其特征在于：所述压紧装置具有一个层粘合系统(101，103)，其无需粘合剂而直接使所述第一带材(N1)和第二带材(N2)相接合。

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