CN107073864A - 用于生产硬纸管的机器 - Google Patents
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Abstract
用于生产硬纸管的机器，包括：芯轴(M)，通过硬纸条带(S)在所述芯轴(M)上的螺旋卷绕而在所述芯轴上形成硬纸管(T)；卷绕构件(WB)，适于与芯轴(M)和硬纸条带(S)交互作用以实现所述螺旋卷绕；入口段部，用于供硬纸条带(S)的拉入；拖曳装置，适于沿着预定的拖曳方向(TD)拖曳被引入到所述入口段部中的硬纸条带(S)，所述拖曳装置在拉入步骤期间起作用；切割装置，用于将硬纸条带(S)配置成适于将其卷绕在芯轴(M)上的配置；以及引导装置，适于在所述拉入步骤结束时朝向芯轴(M)引导硬纸条带(S)，所述引导装置被布置在拖曳装置与芯轴(M)之间并在拖曳装置与芯轴之间起作用。
Description
本发明涉及一种用于生产硬纸管的机器。
更具体地，根据本发明的机器用于通过螺旋卷绕硬纸条带(stripe，条状物)来生产管。
已知用于制造硬纸管的机器包括成型芯轴，在将预定量的粘胶剂分配在硬纸条带后将硬纸条带卷绕在成型芯轴上。围绕芯轴形成螺旋圈的卷绕皮带(belt，带状物)使得硬纸条带围绕同一芯轴螺旋地卷绕，并且使得成型管沿着所述芯轴的外表面前进。同一皮带对应于所述螺旋圈将硬纸条带压靠在芯轴上，便于它们的胶合。卷绕皮带由两个滑轮引导，滑轮中的一个是驱动滑轮。卷绕皮带、引导滑轮以及驱动滑轮所连接的电机均被安装在支架上，所述支架的位置相对于芯轴是可以调整的以调整硬纸圈相对于芯轴的轴线的定向。提供了切割装置，以将管切割成具有给定长度的元件。这种类型的机器例如由EP1631425公开。
在机器必须启动时，并且每次在中断后必须重新启动生产时，操作员必须将每个硬纸条带的前边缘插入卷绕皮带与芯轴之间，以“慢动(jog，手动)”模式驱动机器。通常被称为“拉入(drawing in)”的这种操作需要熟练操作员的介入并且因为操作员被迫接近机器的暴露部分而是危险的，并且存在操作员的手臂或手被皮带转圈卷入或卡在芯轴与卷绕皮带之间的风险。
本发明旨在消除或至少大大地减少上述缺点。
根据本发明，通过提供具有权利要求1中表明的特征的机器来实现该结果。本发明的其他特征是从属权利要求的主题。
利用根据本发明的机器，可以使拉入过程的绝大部分自动化，避免了操作员的手臂或衣服被卷绕皮带卷入的风险，由此增加了管成型机器的安全水平，并且允许更快地执行穿入(threaden)步骤。此外，根据本发明的拉入机构也可以由不是特别熟练的操作员容易地使用。另一个优点在于，根据本发明的拉入机构从机械角度来看相对简单，并且还可以安装在现有的管成型机器上。还可以修改切割硬纸条带时所沿的方向，以便在需要时获得其前部基本上正交于芯轴轴线的硬纸管，从而减少碎屑。
得益于通过示例提供但不应被认为是限制意义的以下描述和所附附图，本领域的任何技术人员将更好地理解本发明的这些和其他优点和特征，在附图中：
·图1是根据本发明的机器的示意性透视图，其中未示出卷绕皮带，以使芯轴和拉入机构的输出段部更好地可见；
·图2与图1类似，但这里示出了卷绕皮带的一部分，并且未示出硬纸条带；
·图1示出了图1的机器，其中保护盖和侧引导板被移除；
·图4和图5是图1中示出的单元(unit)的两个透视图，其中移除了一些部件以更好地示出刀片保持单元和相关的传动装置；
·图6是根据本发明的机器的示意性透明侧视图，该机器处于硬纸条带准备进行拉入操作的步骤中；
·图7与图6类似，但其示出了切割硬纸条带的步骤；
·图8与图6和图7类似，但其示出了硬纸管的生产；
·图9是图1中示出的机器的侧视图，没有芯轴；
·图10示意性示出了摩擦轮(4)相对于硬纸条带(S)的位置，其中所述硬纸条带由同一摩擦轮拖曳；
·图11是示出了用于控制根据本发明的机器的可能的可编程控制系统的简化框图；
·图12是示出了切割线(CD)的可能定向的示意图；
·图13是图6的放大的细节；
·图14是图7的放大的细节；
·图15示出了图1中示出的单元的替代实施方案，其例示了从上方而不是从侧部插入硬纸条带的可能性；
·图16至20示出了本发明的另一实施方案；
·图21至23示出了本发明的又一实施方案。
减至其基本结构并且参考所附附图，根据本发明的管成型机器是以下类型的，包括：芯轴(M)，借助于卷绕皮带(WB)，通过硬纸条带(S)围绕同一芯轴(M)的螺旋卷绕而在所述芯轴上形成硬纸管(T)。卷绕条带的特征在于，一部分螺旋缠绕在芯轴(M)上并由相应的电机(附图中未示出)操作。利用该机器执行拉入步骤(包括以适合的配置布置硬纸条带(S)以实现使其卷绕在芯轴(M)上)，以及随后的成型步骤(包括硬纸条带(S)的所述卷绕以形成管(T))。由于沿着硬纸条带(S)的侧边缘施加了给定量的粘胶剂(G)，作为由卷绕皮带(WB)施加的拖曳作用的结果，在芯轴(M)上形成的硬纸圈彼此胶合。
根据本发明的管成型机器包括：入口段部，优选地在机器的侧部上，用于供硬纸条带被拉入；拖曳装置，适于沿预定的拖曳方向(TD)拖曳先前插入所述入口段部中的硬纸条带(S)，所述拖曳装置在拉入步骤期间启动并且在成型步骤期间被停用；以及引导装置，适于在所述拉入步骤结束时朝向芯轴(M)引导硬纸条带(S)，所述引导装置被布置在拖曳装置与芯轴(M)之间并且在拖曳装置与芯轴之间起作用。
优选地，如以下进一步描述的，根据本发明的管成型机器还包括切割装置，适于在拉入步骤结束时沿相对于拖曳方向形成预定角度的切割方向切割硬纸条带(S)。
根据附图中示出的实例，机器的特征在于具有空转轮(idle wheel，惰轮)(1)，该空转轮的轴线由参考标号“1a”表示，该空转轮具有侧基部(1B)，横向偏心销(2)应用于该侧基部。横向偏心销通过杆(23)与气动缸(3)连接。机器还包括通过轴(45)与机动齿轮(motorgear)(5)连接的摩擦轮(4)。空转轮(1)与摩擦轮(4)处于背对关系，即，它们被定位成使得它们各自的外表面彼此相对，如图所示。摩擦轮(4)的轴线是固定的。在图6、图7和图8中，偏心销(2)、空转轮(1)的轴线(1a)以及摩擦轮(4)的轴线与纸面正交。气动缸(3)允许将空转轮(1)定位在与摩擦轮(1)分隔开的第一位置(如图7中所示)，以及定位在第二位置，在第二位置中空转轮的外表面压靠摩擦轮(4)的外表面和轮(8)，如以下描述的。第一位置是在硬纸条带(S)被插入机器中时空转轮(1)的位置。第二位置是在硬纸条带(S)被拖曳(如以下进一步描述的)时轮(1)的位置。实际上，气动缸(3)是适于使空转轮(1)在所述两个位置之间移动的装置。
根据附图中示出的实例，机器进一步包括相对于通用水平平面(HP)以预定角度倾斜的刀片(6)。如以下进一步描述的，刀片(6)用于在拉入步骤结束时沿相对于拖曳方向(TD)形成角度(b)的切割方向(CD)切割硬纸条带(S)。所述刀片(6)安装在滑架(7)上，该滑架通过传动装置(50、500、51)与所述机动齿轮(5)连接。滑架(7)沿引导件(70)行进，该引导件平行于销(2)、空转轮(1)和摩擦轮(4)的轴线定向。通过所述传动装置(50、500、51)，机动齿轮(5)使得滑架(7)连同刀片(6)与销(2)、空转轮(1)和摩擦轮(4)的轴线平行地移动。刀片(6)和滑架(7)定位在空转轮(1)和摩擦轮(4)的下面。如上所述，支撑刀片(6)的滑架(7)由机动齿轮(5)通过传动装置(50、500、51)驱动。传动装置包括多个滑轮(50，皮带(51)卷绕在滑轮上。如在图4和图5中具体示出的，这些滑轮(500)中的一个施放在机动齿轮(5)的输出轴(45)上，位于相对于摩擦轮(4)的相对侧上。所述滑轮(500)被定位在两个摩擦盘(52、53)，例如两个由摩擦材料制成的被称为菲罗多(Ferodo)的盘。实际上，滑轮(500)的两侧各自与相应的摩擦盘(52、53)接触。在外侧的盘(52)，即，更远离摩擦轮(4)的摩擦盘(52)上具有弹簧(54)。弹簧与轴(45)同轴地安装在该轴上，并且设置有调整螺钉(55)，通过该调整螺钉可以调整由摩擦盘(52、53)施加在滑轮(500)的两侧上的摩擦。定位在该机构下方的固定板(8)设置有用作滑架(7)的机械限位止挡件的两个元件(71)。摩擦盘(52、53)将轴(45)的运动传递给滑轮(500)，并且通过皮带(51)传递给滑架(7)，并且因此传递给刀片(6)。在滑架(7)到达如以下进一步描述的止挡位置时，滑轮(500)在盘(52、53)之间刹住(skid)。在该操作条件下，轴(45)仅移动刀片(6)，而不移动滑架(7)。实际上，由滑轮(500)和摩擦盘(52、53)形成的组是用于在滑架(7)到达限位止挡位置时使滑架(7)与机动齿轮(5)脱离的装置。这种脱离装置允许在所述操作条件下使用机动齿轮(5)来操作摩擦轮(4)即使滑架(7)仍被止动。引导件(70)借助与来自基座(8)的两个竖直固定的壁(80)正交的销(81)而铰接至所述壁(80)，其中引导件的轴线平行于空转轮(1)的轴线(1a)。转向用于硬纸条带(S)的出口(E)的臂部(75)从引导件(70)的侧部突出。在所述臂部上存在具有竖直轴线并且安装在相应的调整螺钉(73)上的弹簧(72)，该调整螺钉在其下端部处被插入基部(8)中。螺钉(73)允许调整弹簧(72)的压缩，并且因此调整由刀片(6)施加的压力。此外，在臂部(75)的前端上设置有另一螺钉(74)，其功能是限制引导件(70)围绕由销(81)限定的轴线的旋转。通过拧紧或拧松螺栓(74)，可以调整引导件(70)围绕销(81)的轴线的最大角度行程，并且因此可以调整刀片(6)距空转轮(1)的距离。这些调整系统允许用户使机器适于用于制造管(T)的硬纸条带(S)的多种特征(诸如厚度、结构等)，并且补偿刀片(6)的切割刃的渐进消耗。
相对于拖曳方向(TD)在滑架(7)的下游是由安装在平行于滑架(7)的机动化的水平轴(90)上的多个轮(9)形成的组。所述轮(9)和相应的轴(90)被定位在空转轮(1)下方。相对于拖曳方向(TD)在轮(9)的下游是斜坡(坡状物)(91)，该斜坡接近芯轴(M)终止，即，终止于所述出口站(E)中。
设置有保护盖(12)以覆盖空转轮(1)和摩擦轮(4)上方的空间。
在盖(12)的一侧部存在凹面转向上的凹板(13)，如以下进一步描述的，该凹板有助于执行拉入步骤。所述凹板(13)在其凸起侧处固定至相应的竖直板(80)的前凹边缘(82)。
机器工作如下。
操作员手动地将硬纸条带(S)插入空转轮(1)与摩擦轮(4)之间的空间(VS)中，如图1中由箭头“F”所示。通过用作引导件的板(13)促进该操作。由设置有用于支撑由硬纸条带形成的硬纸卷的支撑件的相应退绕机(本身已知)供给硬纸条带(S)。再次抓紧硬纸条带(S)的前边缘(SA)，操作员给予硬纸条带图6中所示的配置，即，他使硬纸条带(S)的前端在盖(12)前部以不同高度设置的两个辊(R1、R2)之间经过，使得硬纸条带(S)的前端最终位于芯轴(M)上方。较低的辊(R1)固定在基板(8)上，而较高的辊(R2)固定至竖直壁(80)。注意到，同时卷绕皮带(WB)被止动，使得该步骤在安全的条件下执行。利用如此配置的硬纸条带(S)，操作员利用键盘(P)起动胶合装置，并且手动地拉动硬纸条带(S)，直到他在视觉上注意到施加到硬纸条带(S)上侧的粘胶剂(G)的存在。然后，操作员利用同一键盘，启动以下自动程序。将气动缸(3)起动，并且借助于杆(23)使空转轮(1)朝向摩擦轮(4)移动。随后，在轮(1)和(4)之间挤压硬纸条带(S)。仅在图11中示出的传感器(S1)感测空转轮(1)的前进位置并起动机动齿轮(5)。因此，将摩擦轮(4)致动，并且由于摩擦轮旋转，其沿着拉入方向(TD)驱动硬纸条带(S)，而空转轮(1)围绕其自己的轴线(1a)自由地旋转。现在，操作员停止对硬纸条带(S)的手动拉动。当摩擦轮(4)的旋转启动以使得硬纸条带被摩擦轮拉动时，由于相应的传动装置(50、500、51)连接至摩擦轮(4)安装在其上的同一轴(45)，所以使得滑架(7)同时沿引导件(70)移动。因此，刀片(6)切割硬纸条带(S)，而硬纸条带沿着拉入方向(TD)被拉动。如上所述，刀片(6)可以定位成具有倾斜角度(b)，使得待形成在芯轴(M)上的管(T)的前端将基本上正交于芯轴轴线，由此避免芯轴下游的进一步的管修整步骤。当滑架(7)到达其端部位置时，传动装置(50、500、51)与轴(45)脱离，如上所公开的。因此，在继续摩擦轮(4)的旋转时，刀片(6)被止动，因为滑架(7)相应地被止动。由于摩擦轮(4)旋转，硬纸条带(S)的经过轮(9)和斜坡(91)的切割部分朝向芯轴(M)(即，朝向卷绕皮带(WB)卷绕在芯轴上的位置)被推动。同时，卷绕皮带(WB)被致动，因此硬纸条带(S)的切割部分被卷绕皮带(WB)抓住，卷绕皮带以本身已知的方式将该切割部分在芯轴(M)上拖曳并确定其卷绕，由此开始管(T)的生产。在预定时间后，气动缸(3)将空转轮(1)移动到其启动位置，即，远离摩擦轮(4)和机动齿轮(5)并且以与先前方向相反的方向旋转的位置中，将滑架(7)与刀片(6)移动到初始位置。
图7示出了硬纸条带(S)切割的最后步骤，其中由刀片(6)执行的切割形成的条带的前端仍然由操作员握持。
图8示出了管(T)在芯轴(M)上的成型。
在图6和图8中，空转轮(1)远离摩擦轮(4)，使得由操作员(图6)或由卷绕皮带(图8)拖曳硬纸条带(S)。相反，在图7中，空转轮(1)靠近摩擦轮(4)，使得由摩擦轮(4)拉动硬纸条带(S)，因为硬纸条带被压在摩擦轮与空转轮(1)之间。
注意到，摩擦轮(4)作用在条带(S)的非胶合部分(NG)，如图10中所示。
图14示出了在硬纸条带(S)由摩擦轮(4)拖曳时轮(1)和(4)的旋转方向。用实线绘制的箭头表示摩擦轮(4)是机动化的，而虚线箭头表示空转轮(1)被摩擦轮(4)导致围绕轴线(1a)旋转。
机动齿轮(5)、传感器(S1)、键盘(P)和气动缸(3)通过自动化领域中本身已知的控制单元(UE)连接，并且因此没有进一步详细描述。
根据以上公开的实例，摩擦轮(4)和支撑刀片(6)的滑架(7)由单个致动器(5)驱动。然而，这些部件可以由更多独立的致动器驱动。
图15示出了插入硬纸条带(S)的另一方法，在该情况下，硬纸条带相对于拖曳装置是从上方而不是从侧部插入的。因此，可以省略侧引导件(13)。
还可以在管成型步骤期间起动拖曳装置，由此拖曳装置与卷绕皮带(WB)协作，以便拉动硬纸条带(S)。
根据图16至20中所示的实例，轮(1)是机动化的，而摩擦轮(4)围绕其轴线自由旋转。在图16至19中，驱动所述轮(1)的电机由参考标号“100”表示。电机(100)借助于齿轮传动机构(101)而与轮(1)连接，齿轮传动机构的轴(103)穿过设置在侧壁(80)上的孔(102)。缸(3)安装在所述侧壁的外侧，而在以上公开的实例中位于同一外侧的杆(23)现在位于内侧，即，位于包括在侧壁(80)的内侧与轮(1)之间的空间中。由电机(100)和齿轮(101)形成的单元设置在支撑臂(104)上。缸(3)的柄(stem)和支撑臂(104)设置在杆(23)的端部(附图中的下端部)上。具体地，图17示出了杆(23)与轴(103)(并且因此与轮(1))的连接(230)。因此，缸(3)通过杆(23)作用在轮(1)和单元(100、101)上，以将轮(1)移至摩擦轮(4)以及从摩擦轮移开。轮(1)是自由轮，因此在电机被起动时(在拉入步骤期间)，通过电机(100)使轮旋转，并且在轴(103)被止动时，即在电机(100)被停用时(在拉入步骤结束时)，该轮围绕其轴线自由旋转。此外，刀片(6)安装在其上的滑架由气动缸(600)移动。
因此，根据该实例，用于拖曳硬纸条带(S)的装置相对于切割装置是机械独立的。
应理解的是，根据本发明的管成型机器可以设置有多个如上所述形成的组或单元，其数目等于用于生产管的硬纸条带(S)的数目，所述管通过在芯轴(M)上卷绕多个硬纸条带而形成。
根据图21至23中示出的实例，所述组或单元的数目为两个(U1、U2)，用于由两个硬纸条带(S)形成的硬纸管的生产。在该实例中，单元(U1、U2)彼此独立，因为它们中的每个均包括其自己的拖曳装置和切割装置，并且对一个相应的硬纸条带(S)起作用。拖曳装置和切割装置是以上公开的那些装置。硬纸条带(S)相对于芯轴的轴线以同一角度被定向，在入口段部(E)处部分地重叠，并且为了避免它们相交，它们相对于与芯轴外表面相切的平面以不同的入射角度(条带S在靠近芯轴M处的不同入射角度在图23中具体地可见)到达芯轴(M)。因此，可以以两种不同的方式执行拉入步骤：可以每次对单个硬纸条带(S)执行拉入步骤，使得以上描述的过程被执行两次；或者，操作员可以同时拉动两个硬纸条带，直到他注意到粘胶剂(仅施加在硬纸条带上)，并且在该点处，他开始拉入步骤，起动拖曳单元和切割单元二者，其中可能伴随切割单元的延迟。
实际上，在不背离所采用的解决方案理念并且然后保持在由本专利赋予的保护范围内的情况下，相对于所描述并在附图中示出的元件，可以以任何等效的方式改变执行细节。
Claims (19)
1.用于生产硬纸管的机器，包括：芯轴(M)，通过硬纸条带(S)在所述芯轴(M)上的螺旋卷绕而在所述芯轴上形成硬纸管(T)；卷绕构件(WB)，所述卷绕构件适于与所述芯轴(M)和所述硬纸条带(S)交互作用，以实现所述螺旋卷绕；所述机器适于执行拉入步骤以及随后的成型步骤，所述拉入步骤包括将所述硬纸条带(S)配置成适于将其卷绕在所述芯轴(M)上的构造，所述成型步骤包括将所述硬纸管(S)的螺旋卷绕以形成所述管(T)，其特征在于，所述机器包括：入口段部，用于使所述硬纸条带(S)被拉入；拖曳装置，适于沿预定的拖曳方向(TD)拖曳待拉入且被引入到所述入口段部中的所述硬纸条带(S)，所述拖曳装置在所述拉入步骤期间起作用；以及引导装置，适于在所述拉入步骤结束时朝向所述芯轴(M)引导所述硬纸条带(S)，所述引导装置被布置在所述拖曳装置与所述芯轴(M)之间并在所述拖曳装置与所述芯轴之间起作用；所述机器还包括切割装置，所述切割装置适于在所述拉入步骤结束时，沿着相对于所述拖曳方向以预定角度定向的切割方向切割所述硬纸条带(S)，所述拖曳装置包括协作的轮(1、4)，所述硬纸条带(S)能够被插入所述协作的轮之间。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述入口段部位于所述拖曳装置的一侧上。
3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，相对于所述拖曳方向(TD)在所述芯轴(M)的上游，所述引导装置包括多个轮(9)，其中水平轴线在所述拖曳装置的下方。
4.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述拖曳装置包括两个反向面对的轮(1、4)，所述硬纸条带(S)能够插入在所述反向面对的轮之间，所述反向面对的轮(1、4)定向成使得它们的旋转轴线在基本垂直于所述拖曳方向(TD)的方向(1a)上，并且适于在各自的反向面对的表面之间界定可变容积的空间(VS)，所述空间在所述拉入步骤中较大，以便于将所述硬纸条带(S)引导通过所述入口段部。
5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，一个轮(4)的轴线是固定的，而另一轮(1)的轴线是能移动的，使得能移动轴线的轮(1)能够被带到靠近于固定轴线的轮(4)，或移动离开所述固定轴线的轮，从而能够通过将一个轮(1)移向另一轮(4)和移动远离另一轮来改变所述两个轮(1、4)之间的所述空间的容积。
6.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，一个轮(1)是空转轮，而另一轮(4)是摩擦轮，所述摩擦轮覆盖有适于通过摩擦而在被引入于两个轮之间的硬纸条带(S)上施加拖曳作用的材料，并且连接至相应的电机构件(5)。
7.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，所述能移动轴线的轮(1)与致动器(3)连接，所述致动器将所述可移动轴线的轮移向所述固定轴线的轮(4)以及移动离开所述固定轴线的轮。
8.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述切割装置包括安装在滑架(7)上的刀片(6)，所述滑架在基本垂直于所述拖曳方向(TD)的方向上能够移动。
9.根据权利要求6和8所述的机器，其特征在于，通过使所述摩擦轮(4)移动的同一电机构件(5)移动所述滑架(7)。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述机器包括被定位在所述滑架(7)与所述电机构件(5)之间且在所述滑架与所述电机构件之间起作用的分离装置，所述分离装置适于将所述滑架(7)与所述电机构件(5)分离。
11.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述引导装置包括在所述拖曳装置下方并且相对于所述拖曳方向(TD)在所述芯轴(M)的上游设置的斜道(91)。
12.根据权利要求11和12所述的机器，其特征在于，所述斜道(91)相对于所述拖曳方向(TD)在所述轮(9)的下游。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，在所述成型步骤期间所述拖曳装置是不操作的。
14.根据权利要求1至14中任一项所述的机器，其特征在于，所述拖曳装置在所述成型步骤期间是起作用的。
15.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述入口段部在所述拖曳装置的上方。
16.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，一个轮是覆盖有适于通过摩擦在被引入所述两个轮之间的所述硬纸条带(S)上施加拖曳作用的材料的摩擦轮，并且是空转轮，而另一轮(1)与相应的电机构件(100)连接，所述电机构件使得该另一轮在拉入步骤期间旋转。
17.根据权利要求6和8所述的机器，其特征在于，通过相应的独立的致动器(600)使所述滑架(7)移动。
18.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器，其特征在于，所述机器包括多个操作单元(U1、U2)，每个所述操作单元均包括适于在所述拉入步骤期间拖曳单个硬纸条带(S)的拖曳装置。
19.根据权利要求19所述的机器，其特征在于，每个所述操作单元均包括适于在所述拉入步骤结束时切割单个硬纸条带的切割装置。
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