CN113165822B - 复卷机以及用于控制复卷机中的马达的速度的方法 - Google Patents

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Abstract

所述复卷机(1)包括：卷绕站(3)，所述卷绕站(3)具有由卷绕马达(8.1，8.2)操作的卷绕构件(5，7)；退卷机(31.1，31.2)，所述退卷机(31.1，31.2)具有由至少一个退卷马达(38.1，38.2)操作的退卷构件(35.1，35.2)；沿着所述幅材材料(N，N2)的进给路径(P)的引导辊(43.1，43.2)。存在与所述引导辊(43.1，43.2)相关联的至少一个载荷传感器(42.1，42.2)，所述至少一个载荷传感器(42.1，42.2)适于检测与被围绕所述引导辊(43.1，43.2)引导的幅材材料(N；N2)的张力成比例的参数。还设置控制单元(71)，所述控制单元(71)适于根据来自所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号调节所述卷绕构件(5，7)与所述退卷构件(35.1，35.2)之间的速度差。

Description

复卷机以及用于控制复卷机中的马达的速度的方法
技术领域
本文中公开用于卷绕幅材材料、特别地单层或多层纤维素材料(比如绵纸)的复卷机和方法。所描述的实施例特别地涉及用于形成绵纸卷筒的方法和机器。
背景技术
用来生产餐巾纸、卫生纸、厨房用纸、手帕纸以及类似物的绵纸的特征中的一个是起绉。起绉是产品的起皱，在用于生产绵纸的连续造纸机器中通过与扬克式烘缸或滚筒共同作用的起绉刮刀刀片并且由于扬克式滚筒与卷绕机的卷绕辊之间的速度差产生所述起皱，所述卷绕机的卷绕辊接收来自生产机器的连续的纤维素层，将它卷绕至初级卷筒或所谓的母卷筒或大型卷筒中。
对于到达最终消费者的某些产品而言，需要甚至大约18％-25％的较高的起绉程度。
起绉程度越大，绵纸机器的产量将越低，因为扬克式滚筒上的纤维素层的克重必须较低。例如，如果在扬克式滚筒的下游卷绕的卷筒上的纸的克重为15g/m2，则20％的起绉率要求扬克式滚筒上的克重为12g/m2。纤维素层的生产线的速度由扬克式滚筒的圆周速度给定。因此，卷绕于初级卷筒中的纤维素层所需的起绉越大，扬克式滚筒上的纤维素层的克重越低，并且最终由连续机器生产的纸的量将越低。
纤维素层的随后的工艺过程可能引起从连续造纸机器输送的层上存在的起绉的降低。
对于造纸制造商而言，重要的是，在用于生产纤维素层的机器的下游执行的任何工艺过程在尽可能最小的范围内减低产品的起绉。如果最终客户需要具有18％的起绉率的产品并且造纸机器的下游的工艺过程使起绉率降低5％，则连续造纸机器必须生产具有比最终产品中所需的起绉率高5％的起绉率(亦即，在所考虑的示例中，23％的起绉率)的产品。实际上，这导致造纸厂的产量损失5％。相反，如果造纸机器的下游的工艺过程效率更高并且使起绉率降低仅仅2％，则连续造纸机器将仅仅需要生产具有比18％高2％(亦即，20％)的起绉率的产品。造纸机器的下游的工艺过程的该更高的效率使造纸厂的产量更高，从而增加利润。
在连续造纸机器的下游加工产品所需的工艺过程中的一个是在复卷机中复卷。该机器可以组合几层产品和/或将产品切割成不同的格式和/或生产不同直径的卷筒。复卷机包括使幅材材料从一个或多个母卷筒退卷的一个或多个退卷机，用于将幅材材料切割成不同的格式的切割组件以及通常包括至少一对机动辊的卷绕组件，在所述卷绕组件中将来自退卷机的幅材材料条卷绕于相应的卷筒(以下称为次级卷筒)。
为了在所述复卷机中对所述幅材材料进行退卷和复卷，所述退卷机的马达必须为母卷筒赋予圆周速度，所述圆周速度低于由卷绕组件的马达为卷绕组件中的次级卷筒赋予的圆周速度。这种速度差的技术术语为“滑差(slip)”。复卷机的速度越大，所述差必须越大。这是因为幅材材料的进给速度越大，施加至材料的张力必须越大，以防止它例如由于空气动力作用而遭受振动、振荡或漂移。复卷机的速度通常为幅材材料的至被卷绕的次级卷筒的进给速度，亦即卷绕组件的卷绕辊的圆周速度。由于张力趋于使纤维素纤维变平，所以施加至纤维素层的张力引起其的起绉的降低。
滑差(亦即，驱动马达的速度差)越大，拉动纸的力将越大，因此起绉的损失越大，因此纸的厚度的损失将越大。这种损失还可以被定义为纸的或者所卷绕的卷筒的由标准ENISO 12625-3定义的松厚度的损失。
所讨论的复卷机为“起动-停止”机器，亦即，这样的机器：在该机器中，在卷绕周期中依次生产一系列复卷卷筒，所述卷绕周期包括步骤：在机器停止的情况下，将卷绕芯插入至卷绕组件或站中；起动退卷机中的母卷筒的旋转以及卷绕组件中的卷绕芯的旋转，以开始在卷绕组件中形成次级卷筒，以及使速度加速至最大操作速度；以操作速度执行部分卷绕；逐渐减慢幅材材料的进给速度直至复卷机完全地停止，以在切割卷绕于这些卷筒中的每一个上的幅材材料条之后从所述卷绕组件移出所述次级卷筒并且容许插入新系列的卷绕芯以用于随后的周期。
因此，所述幅材材料的进给速度经历从零至操作速度、以操作速度(最大速度)运行并且随后减慢直至它停止的周期性的加速变化。
在现有技术的复卷机中，根据用于特定的产品的复卷机的操作速度设定滑差(亦即，复卷机的卷绕辊与退卷构件之间的速度百分比差)。换句话说，幅材材料被拉伸至在卷绕周期的中间步骤中所达到的操作速度所需的张力。该张力可以例如根据厚度、克重、层数以及等等的特征因材料而变化。由于最佳滑差为速度的函数，因此这意味着在加速和减速瞬变期间，滑差设定不同于所需的滑差。
实际上，现有技术的复卷机在卷绕周期期间不具有对滑差的任何自适应控制。如前所述，滑差越大，纤维素幅材材料的松厚度(体积)的损失将越大。这意味着，现有技术的复卷机在卷筒的起点与达到最大操作速度之间以及随后在从操作速度开始的减速斜坡的起点与复卷机的在卷筒完成时的停止之间造成松散度的过大的损失。由于所讨论的复卷机为起动-停止机器，所以加速和减速步骤占据整个卷绕周期的显著的部分，这意味着所卷绕的幅材材料的起绉的降低以及因此松厚度的降低将变得显著。
因此，需要改善对复卷机的控制，特别是在滑差(亦即，复卷机的卷绕辊与退卷构件之间的速度差)方面，以解决或减少上述现有技术的问题。
发明内容
本文中所公开的发明提供相对于控制面板中设定的张力自动地调节马达的滑差。所述系统为每个退卷机提供至少一个测压元件的插入，以检测在卷绕周期的每个时刻拉动幅材材料的力。
根据第一方面，提供一种用于使幅材材料的初级卷筒退卷并且将所述幅材材料复卷于次级卷筒中的复卷机，所述复卷机包括卷绕站，所述卷绕站具有由至少一个卷绕马达操作的卷绕构件，以及至少一个退卷机，所述至少一个退卷机具有由退卷马达操作的至少一个退卷构件。在某些实施例中，所述复卷机可以包括多个组合的退卷机，例如依序包括两个或三个退卷机。所述复卷机进一步包括沿着所述幅材材料的进给路径的至少一个引导辊。如果所述复卷机包括多个退卷机，则有利地将为每个退卷机提供引导辊。有利地，至少一个载荷传感器可以与每个引导辊相关联，所述至少一个载荷传感器适于检测与围绕所述引导辊引导的幅材材料的张力成比例的参数，亦即来自所述退卷机的幅材材料所承受的张力。而且，提供一种控制单元，所述控制单元适于根据来自所述载荷传感器或来自每个载荷传感器的信号调节所述卷绕站的卷绕构件与所述退卷机或每个退卷机的退卷构件之间的速度差。
如将在下文中参考示例性实施例详细描述的，所述复卷机可以包括两个或更多个退卷机，以使两个或更多个幅材材料退卷。在这种情况下，每个退卷机将具有至少一个退卷构件，所述至少一个退卷构件具有与控制单元接合的相关的马达。而且，有利地，将为每个退卷机提供引导辊，载荷传感器与所述引导辊相关联。与所述载荷传感器相关联的所述引导辊被定位成能够检测每种幅材材料所承受的张力，并且使得来自不同的退卷机的不同的幅材材料所承受的张力不会彼此影响。
在某些实施例中，所述控制单元被构造成根据所述载荷传感器的信号改变所述退卷构件的速度，并且因此改变所述退卷机中的初级卷筒的速度，以便将所述幅材材料中的张力维持于期望值附近。优选地，所述控制单元被构造成根据预设的速度曲线改变所述退卷构件的速度。以这种方式，例如可以根据所述幅材材料的卷绕速度、特别地所述卷绕站的卷绕构件的速度控制所述幅材材料的张力。例如，对于较高的进给速度，张力可能为较高的，反之亦然。
所述复卷机可以为起动-停止机器，并且因此速度曲线可以包括从零速度开始的加速斜坡、具有大致上恒定速度的时间段以及至零速度的减速斜坡。
在某些实施例中，所述控制单元被构造成根据所述载荷传感器的信号改变所述退卷构件的速度，并且因此改变所述退卷机中的初级卷筒的速度，以便将所述幅材材料中的张力维持于期望值附近，所述期望值可以为所述幅材材料的一个或多个参数或特征的函数或者所述复卷机的操作条件的函数。所述幅材材料的期望的张力不仅可以根据卷绕速度来设定，而且可以根据所述幅材材料的克重、起绉的百分比、用来生产幅材材料的生产工艺的类型、所述初级卷筒和/或次级卷筒的直径、以及所述幅材材料的格式(宽度)来设定。
在有利的实施例中，所述复卷机可以包括切割装置，所述切割装置适于将所述幅材材料分成多个纵向条。在某些实施例中，所述卷绕站适于将所述单个条卷绕于彼此并排放置的相应的次级卷筒中。在其它实施例中，所述复卷机可以不具有切割装置，或者可以在所述切割装置停用的情况下进行操作。在这种情况下，所生产的次级卷筒具有与所述初级卷筒相同的轴向尺寸，但是具有较小的直径。
在特别有利的实施例中，所述复卷机被构造成使得所述卷绕站中的一个或多个马达被控制为“主要的”，而所述一个或多个退卷机中的一个或多个退卷马达被控制为“从动的”。以这种方式，例如，通过所述复卷机的控制单元，可以为所述卷绕站赋予卷绕速度曲线。所述一个或多个退卷机的速度可以根据所述幅材材料的张力变化，以便将所述张力维持于期望值附近，或在所需的区间内，针对所述卷绕速度的每个值调节所述退卷速度。
根据另一个方面，提供一种用于复卷幅材材料的方法，所述方法包括步骤：
借助于由退卷马达控制的至少一个退卷构件使包括至少一层绵纸的幅材材料的初级卷筒退卷；
借助于至少一个卷绕马达在卷绕站中卷绕所述幅材材料并且在所述卷绕站中形成至少一个次级卷筒；
沿着所述退卷构件与所述卷绕站之间的路径检测幅材材料的张力的参数函数；
根据所述参数控制所述卷绕马达的速度与所述退卷马达的速度之间的差。
在特别有利的实施例中，所述方法包括步骤：调节所述退卷马达和卷绕马达中的至少一个的速度，以将所述幅材材料的张力维持于给定值附近。所述给定值可以为固定的，或者继而可以为所述幅材材料的一个或多个量或参数的函数和/或在其中进行卷绕的复卷机的函数。
在有利的实施例中，提供以下步骤：借助于控制单元在根据曲线的卷绕速度下卷绕所述幅材材料；并且根据所述参数(所述参数为张力的函数)调节所述退卷速度，以将所述幅材材料的张力维持于给定值附近。
下面参考附图描述所述方法和复卷机的另外的有利的特征和实施例。
附图说明
通过以下描述和附图，将更好地理解本发明，所述描述和附图示出本发明的示例性而非限制性实施例。更具体地，在附图中：
图1示出根据本发明的复卷机的示例的图；
图2示出幅材材料的示意图，所述幅材材料被分成条以形成在复卷机中卷绕的次级卷筒；
图3示出绵纸的一部分的显微照片；
图4为卷绕周期的速度图；
图5示出实施例的变型中的退卷机的图；
图6的(A)-6的(E)示出测压元件的替代的定位的图；以及
图7为又一个实施例中的退卷机的图。
具体实施方式
以下对通过示例的方式给出的实施例的详细描述参考附图。不同的附图中的相同的附图标记表示相同的或相似的元件。此外，附图不一定按比例绘制。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。
在说明书中对“一个实施例”或“所述实施例”或“某些实施例”的提及意味着关于一个实施例所描述的特定的特征、结构或元件包含于所描述的对象的至少一个实施例中。因此，在说明书中使用的短语“在一个实施例中”或“在所述实施例中”或“在某些实施例中”不一定指相同的一个或多个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的特征、结构或元件。
首先参考图1的实施例，复卷机1包括卷绕站或卷绕组件3，在所述卷绕站或卷绕组件3中，将从初级卷筒BP或母卷筒退卷的幅材材料N卷绕于一个或多个次级卷筒BS上。幅材材料N的朝向卷绕站3的进给路径用P表示。幅材材料N典型地并且特别地为由放置于彼此的顶部之上的一个或多个层组成的连续的绵纸幅材或片材。可以从单个初级卷筒BP进给幅材材料N，所述单个初级卷筒BP可以包括单个层或卷绕在一起的多个层。在其它实施例中，可以从在退卷机的相同数量的站中或依次在多个退卷机中退卷的两个或更多个初级卷筒进给两个或更多个层。图1的图示出两个退卷机，如在下文更详细地描述的。幅材材料N的进给方向用F表示。次级卷筒BS围绕布置于卷绕站3中的管状卷绕芯A(图2)形成。
复卷机1的整体结构可以为本身已知的类型；因此，将仅仅描述对理解本发明有用的主要部分。
更特别地，在图1中所示的实施例中，复卷机1为复卷机-纵切机或纵切机-复卷机，其接收幅材材料N并且将它分成多个纵向条S，每个纵向条S被卷绕于次级卷筒BS上。彼此并排放置并且大致上同轴的多个次级卷筒BS位于卷绕站3中，以分别接收和卷绕相应的幅材材料条。卷筒BS可以围绕安装于可扩张的卷绕轴上的卷绕芯卷绕，以便相对于进给至卷绕站3的幅材材料维持正确的横向位置。
提供下述切割组件或装置，以将幅材材料N分成纵向条。在某些操作模式中，切割装置可以为不工作的。在这种情况下，所生产的次级卷筒BS将具有与初级卷筒BP的轴向尺寸相同的轴向尺寸，但是具有较小的直径。
在其它实施例中，复卷机可以不具有切割组件，并且可以被用来生产具有与初级卷筒BP的轴向长度相同的轴向长度但是具有较小的直径的次级卷筒BS。
在某些实施例中，卷绕站3包括卷绕架。在图1中所示的实施例中，卷绕架包括外围卷绕构件。外围卷绕构件是指由于卷绕构件与卷筒的大致圆柱形侧表面之间的接触而将卷绕扭矩传递至正在形成的卷筒的构件。卷绕站还可以包括中心卷绕构件，或者中心卷绕构件和外围卷绕构件的组合。中心卷绕构件可以包括机动尾座，所述机动尾座轴向地接合次级卷筒BS并且维持它们旋转。
外围卷绕构件可以包括一起形成卷绕架的卷绕辊，例如两个卷绕辊5和7。每个卷绕辊围绕它的轴线旋转，例如由电动马达控制。所示的实施例示出两个单独的马达8.1、8.2，每个卷绕辊5、7一个。在其它实施例中，可以提供单个马达，所述单个马达具有用来操作两个卷绕辊5、7的传动系统。
卷绕辊5、7的旋转轴线彼此平行，并且次级卷筒BS通过重力安放于卷绕辊5、7上。在所示的实施例中，卷绕辊5、7的旋转轴线处于水平平面上，但是该构造应当被认为是非限制性示例。在某些实施例中，卷绕辊5、7的旋转轴线可以处于倾斜平面上。而且，也可以提供另外的卷绕构件，例如第三卷绕辊，所述第三卷绕辊定位于卷筒BS上方并且具有可运动的轴线以在卷绕周期期间跟随次级卷筒BS的增大。
总体上用9表示用于卸载完成的次级卷筒BS并且使完成的次级卷筒BS运动远离卷绕站3的系统。
复卷机1进一步包括切割装置或切割组件11，所述切割装置或切割切割组件11可以包括与一系列相对应的相对刀片15或与砧辊共同作用的一系列盘形刀或盘形刀片13。切割装置11可以被以本身已知的方式构造。在例如EP1245354和EP1245519、WO96/28285、WO96/28284、US2008/0148914中公开切割装置的示例。
可以沿横向方向调节、亦即正交于幅材材料N的进给路径P并且正交于图1的平面调节每个刀片13和每个相对刀片15，以切割幅材材料N的具有合适的宽度的纵向条。示意性地并且通过示例的方式，图2的图示出六个切割刀片13，所述六个切割刀片13将幅材材料N分成五个纵向条S1、S2、S3、S4、S5以及两个边脚料R1、R2。纵向条的数量为示例性的。通常，幅材材料N可以被分成多个“n”个条S1-Sn以及两个边脚料。图2还示出卷绕轴，次级卷筒BS围绕所述卷绕轴卷绕。
沿着幅材材料N的进给路径P，在切割装置11的上游，可以布置引导辊，所述引导辊中的两个以示例的方式用16、17和19表示。在切割装置的下游，可以布置另外的引导辊，所述引导辊中的一个以示例的方式用28表示。引导辊的数量和位置仅仅被以示例的方式提供。在某些实施例中，切割装置11的上游的辊中的一个(例如辊17)可以为展幅辊(spreaderroller)或弧形辊或弯曲辊，其横向地拉伸幅材材料N以去除褶皱或折痕。还可以在切割装置11的下游设置用23示意性地示出的展幅辊。
引导辊和/或展幅辊中的一个或多个可以以合适的速度机动化，以防止幅材材料N施加所述引导辊和/或展幅辊的旋转所需的扭矩，因为这将引起幅材材料的张力的增大并且因此导致它的厚度的不希望的减小。
复卷机1包括至少一个退卷机。在图1的实施例中，复卷机1包括第一退卷机31.1和第二退卷机31.2。在退卷机中设置用BP和BP2表示的初级卷筒的退卷构件，以使分别用N和N2表示的幅材材料退卷。图1中所示的退卷机31.1和31.2大致上相同。这可以为特别地优选的，但是不具有约束力。而且，在图1中，两个退卷机31.1和31.2并行操作。在某些操作条件下，可以交替地操作两个退卷机，即当一个退卷机进给幅材材料时，可以在另一个退卷机中进行更换空的初级卷筒的操作。而且，也可以提供更多的退卷机，例如依次提供三个退卷机。
每个退卷机31.1和31.2的退卷构件可以包括轴向地接合初级卷筒BP的尾座。尾座可以为机动化的。在图1中，两个退卷机的机动尾座用32.1和32.2示意性地表示。在其它实施例中，如图1中示意性地示出的，每个退卷机包括一个或多个外围退卷构件。作为示例，退卷机31.1和31.2分别包括外围退卷构件33.1和33.2，所述外围退卷构件33.1和33.2中的每一个可以包括分别围绕带轮37.1、39.1和37.2、39.2引导的一个或多个环形带35.1、35.2。在每个外围退卷构件中，带轮中的一个(例如，带轮37.1、37.2)例如通过退卷马达38.1、38.2而为机动化的。可以设置引导辊41.1、43.1和41.2、43.2，以将幅材材料N、N2从相应的初级卷筒BP、BP2朝向进给路径引导。在其它实施例中，可以仅仅设置中心退卷构件，或者仅仅设置外围退卷构件。
马达38.1、38.2以及尾座32.1、32.2的马达(如果存在)可以由可编程的控制单元71控制，所述可编程的控制单元71可以与一个或多个用户界面72相关联。除了退卷机31的马达之外，还可以由控制单元71控制用于控制卷绕辊5、7的一个或多个马达8.1和8.2。通常，控制单元71可以控制沿着幅材材料N的从退卷机31.1、31.2至卷绕站3的进给路径的多个机动构件的旋转速度，包含刀片13和/或相对刀片15、展幅辊16、展幅辊23以及引导辊。
幅材材料N、N2在展幅辊16的上游结合，以沿着相同的进给路径P穿过切割装置11，直至到达卷绕站3。
虽然在图1中，复卷机1包括两个退卷机31.1和31.2，但是在其它实施例中，复卷机1可以包括单个退卷机，亦即多重退卷机，所述多重退卷机适于同时使多个母卷筒或初级卷筒BP退卷，以将更多层纤维素幅材材料进给至卷绕组件。
图3示出由绵纸(亦即，起绉纸)构成的纤维素幅材材料的显微照片，所述绵纸例如通过连续造纸机器以湿法工艺生产。如本领域技术人员已知的，在这些机器中，从被进给于成形网上的纤维素纤维的水悬浮液开始形成绵纸层。通过随后的排水步骤，逐渐地移除水以获得纤维素浆料层，所述纤维素浆料层足够地一致以被围绕加热的扬克式滚筒引导，以从浆料移除另外的水。然后通过起绉刮刀刀片使所述层从扬克式滚筒分离，这引起绵纸的、在图3的放大图中可见的典型的起绉。如在本描述的简介中所讨论的，可取的是，控制卷绕周期以使得在卷绕于次级卷筒BS上之前幅材材料的、在图3中可见的起绉不损失或者在尽可能最小的范围内损失。
图4示出随后的两个卷绕周期中的作为时间的函数的卷绕速度。图4的图示出的是，复卷机1为起动-停止型，亦即执行由用于用新的卷绕芯替换次级卷筒BS的停止间隔开的连续的卷绕周期。在图4的图中，横坐标表示时间并且纵坐标表示卷绕辊5、7的圆周速度，所述圆周速度对应于正在卷绕的次级卷筒BS的圆周速度，所述圆周速度以米/分钟为单位。每个卷绕周期的特征在于从零至最大操作速度(VR)的加速斜坡，所述最大操作速度在所示示例中被表示为1400m/min。加速斜坡持续达时间间隔t1-t0。维持操作速度达时间间隔(t2-t1)，然后是减速斜坡(时间间隔(t3-t2))，直至停止以容许移除所形成的卷筒并且将它替换为一系列新的卷绕芯。
一个或多个载荷传感器(亦即适于检测力的构件)可以沿着每个幅材材料N、N2的从相应的退卷机31.1、31.2至卷绕站3的路径与每个幅材材料N、N2的引导辊中的一个相关联。在下文中，载荷传感器将被表示为“测压元件(load cell)”。在图1中，一个或多个测压元件可以与两个退卷机31.1和31.2中的每一个的辊43.1、43.2相关联。分别用42.1和42.2示意性地表示两个引导辊43.1、43.2的测压元件。
在与测压元件42.1、42.2相关联的辊43.1、43.2的上游的引导辊41.1、41.2用来维持幅材材料N、N2的围绕随后的引导辊43.1、43.2的恒定的卷绕角度，而不论初级卷筒BP、BP2的直径如何。这对于获得由与相应的引导辊43.1、43.2相关联的一个或多个测压元件42.1、42.2所检测到的信号的一致值是有用的。
在某些实施例中，引导辊41.1、41.2和43.1、43.2可以由碳纤维制成，以具有低的惯性。然而，引导辊41.1、41.2和43.1、43.2也可以由其它材料制成，例如钢或铝。也可以将不同的材料用于与每个退卷机相关联的两个引导辊，例如，将具有较低的比重的材料用于引导辊43.1、43.2以及将具有较高的比重的材料用于引导辊41.1、41.2。
在某些实施例中，为了防止幅材材料将扭矩传递至引导辊41.1、41.2和43.1、43.2，这将影响幅材材料N、N2的张力，从而减小它的厚度，辊41.1、41.2以及43.1、43.2可以有利地为机动化的。在有必要降低复卷机的成本的某些解决方案中，可以使用成本更低的解决方案，所述解决方案使用空转引导辊41.1、41.2和43.1、43.2或一个空转辊以及与每个退卷机相关联的一个机动辊。
如果为每个引导辊43.1、43.2设置单个负荷元件，则该负荷元件可以有利地布置于引导辊的端部轴承中的一个处。如果设置一个以上的负荷元件，例如两个负荷元件，则这些负荷元件可以与引导辊43.1、43.2的两个端部相关联，例如与两个端部轴承相关联。
来自两个退卷机31.1、31.2的幅材材料N、N2的路径的布置、以及特别地引导辊41.1、41.2和43.1、43.2的布置使得被布置成检测两个幅材材料N、N2的张力的测压元件42.1、42.2仅仅检测相应的幅材材料的张力。特别地，幅材材料N2的路径使得幅材材料N2所承受的张力决不影响测压元件42.1所生成的信号。为此目的，在所示的实施例中，幅材材料N2的路径与测压元件42.1与其相关联的引导辊43.1相切。
测压元件42.1、42.2可以与可编程的电子控制单元71接口，以提供与施加至分别被围绕引导辊43.1、43.2引导的相应的幅材材料N、N2的张力成比例的信号。测压元件所供应的信号用来调节沿着进给路径P定位的机动辊的速度以及两个退卷机31.1、31.2的(外围和/或中心)退卷构件的速度，并且因此控制滑差。在下文中，假设退卷机仅仅具有外围退卷构件33.1、33.2。
更特别地，在某些实施例中，控制单元71可以被构造成根据图4中所示的曲线通过相应的马达8.1、8.2为卷绕辊5、7赋予圆周速度。因此，控制退卷机31.1、31.2的速度，以使得幅材材料N、N2的张力等于期望值T0。在某些实施例中，可以在期望值T0附近限定公差区间，例如在最佳张力的值T0附近在下阈值Tth1与上阈值Tth2之间限定的区间。
特别地，测压元件42.1、42.2的信号提供信息，所述信息使得控制单元71调节马达38.1、38.2的速度和/或两个退卷机的机动尾座的速度，所述机动尾座控制退卷机31.1、31.2中的初级卷筒BP和BP2的旋转。每个退卷机31.1、31.2中的初级卷筒或母卷筒BP、BP2的圆周速度由控制单元71借助于马达38.1、38.2控制，以便低于卷绕辊5、7的圆周速度。调节由相应的旋转马达8.1、8.2和38.1、38.2的滑差所限定的差，以将幅材材料N、N2的期望的张力维持为值T0或者更一般地维持于该值附近的公差区间(Th2-Th1)中。而且，控制单元71可以被编程为根据从速度VBP(初级卷筒BP、BP2的圆周速度)增大至速度VBS(次级卷筒BS的圆周速度)的速度曲线来设定沿着从相应的退卷机31.1、31.2至卷绕站3的路径与幅材材料N、N2接触的各个旋转构件的圆周速度。
在某些实施例中，期望的张力值T0可以为固定的。在其它实施例中，期望的张力值T0可以有利地为被退卷和复卷的幅材材料N的类型的函数，或者为一个或多个初级卷筒(BP，BP2)和次级卷筒BS的特征(例如直径)的函数。例如，对于具有较高的拉伸强度的幅材材料而言和/或对于由于其特性而更容易承受由于空气动力作用而引起的波动的影响的幅材材料而言，值T0可以为较高的。
在某些实施例中，值T0可以独立于幅材材料的进给速度。然而，控制单元71也可以为可编程的，以使得值T0为幅材材料N、N2的进给速度的函数，例如以使得T0随着进给速度的增大而增大，以考虑在较高的进给速度下，幅材材料N、N2上的漂移或空气动力学性质的其它影响可能较高，并且因此为了正确地控制它，可能需要更高的张力。在较低的速度下，引导幅材材料N、N2所需的张力T0可能较低。因此，值T0不仅可以根据幅材材料的特性、而且可以根据幅材材料的进给速度从时间t0处的最小值变化为间隔t2-t1中的最大值。
通过所述类型的布置并且借助于控制单元71，因此可以确保控制卷绕站3的卷绕辊5、7的马达8.1、8.2的旋转速度与控制退卷机31.1、31.2的马达38.1、38.2的旋转速度之间的差，以便在整个卷绕周期t3-t0期间使幅材材料N、N2的张力最佳化，从而使幅材材料N、N2的张力对绵纸的厚度、以及特别地对绵纸的起绉程度的负面影响最小化。
如果退卷机具有中心退卷构件，而不是外围退卷构件，或者中心退卷构件和外围退卷构件的组合，则可以为中心退卷构件提供特定的马达。在这种情况下，这些马达的旋转速度必须考虑初级卷筒BP、BP2的瞬时直径，以使得它随直径的变化而具有期望的圆周速度。
虽然图1的实施例示出两个退卷机31.1、31.2，但是必须理解的是，在某些实施例中，对于幅材材料N或平行的两个以上的幅材材料N、N2，复卷机1可以包括单个退卷机31，或者依次包括两个以上的退卷机31，所述幅材材料中的每一个可以由一层或多层起绉的纤维素材料形成。
图5以放大的比例示意性地示出第一幅材材料N的路径，所述第一幅材材料N由退卷机31.1中的第一初级卷筒BP输送，所述退卷机31.1设置有在这里用41和43表示的引导辊。为了简单起见，没有示出复卷机的其它构件。从第二退卷机(图5中未示出)进给第二幅材材料N2。在某些实施例中，可以在引导辊43的上游沿着幅材材料N2的进给路径设置展幅杆61，所述展幅杆61使得在幅材材料N2与幅材材料N结合之前使幅材材料N展开。在某些实施例中，有利地还可以在引导辊43的上游沿着幅材材料N的进给路径安装展幅杆63。第二退卷机(图5中未示出)可以按照图1中所示的以及如上所述的方式构造。
图5示意性地示出的是，幅材材料N可以根据初级卷筒BP是顺时针旋转(具有虚线的N的路径)还是逆时针旋转(具有实线的N的路径)沿循两个不同的退卷路径。可以在两个退卷机31.1、31.2中提供相同的可选方案。
图6示意性地示出与每个引导辊43.1、43.2相关联的测压元件的各种可能的布置。在图6中，引导辊用43表示并且可以代表引导辊43.1和引导辊43.2。在图6的(A)中，测压元件同轴地安装至引导辊43。在图6的(B)-6的(E)中，示意性地示出的测压元件例如侧向地安装于支撑引导辊41的轴承的底座与承载结构之间。在各种可能的构造中，检测幅材材料上的张力的分量。
对测压元件的选择特别地重要，因为它必须能够检测幅材材料N、N2所承受的非常小的张力。
图7示意性地示出另一个实施例，其中提供幅材材料N的在退卷区域中的不同的路径。相同的附图标记表示与参考图1和5所描述的那些部分相同的或等同的部分，将不再一次对其进行描述。图7仅仅示意性地示出退卷机31.1，所述退卷机31.1被限于其某些构件。引导辊用41、43表示并且测压元件用42表示。图7的构造可以用于两个退卷机31.1和31.2。
在图7中，幅材材料N被围绕第一引导辊41和第二引导辊43引导。同样在这种情况下，引导辊41的上游的路径可以根据初级卷筒BP的旋转(顺时针或逆时针)而改变。在与测压元件42相关联的第二引导辊43的下游，可以设置弯曲辊或弧形辊46，并且在该弯曲辊或弧形辊46的下游，可以设置另一个引导辊48，来自上游的退卷机(退卷机31.2)的幅材材料N2也被围绕所述另一个引导辊48引导。
弯曲辊46可以用来横向地展开幅材材料N，并且辊48可以被设置成使幅材材料N的围绕弯曲辊46的角度最优化。
为了确保不是幅材材料N施加辊46、48的旋转力，如已经参考辊41、43所描述的，两个辊46、48(或者可选地，它们中的仅仅一个)可以为机动化的。优选地，弯曲辊46总是为机动化的以能够以最佳方式执行它的功能。
在所有示出的实施例中，借助于测压元件42(42.1，42.2)对幅材材料N、N2的牵引力、亦即其张力的检测使得能够在机器周期的每个步骤中管理马达的滑差。对牵引力的检测因此容许控制回路闭合，以使得如果测压元件42.1、42.2检测到的牵引力高于例如由操作员在控制面板上设定的牵引力或预先在与控制单元相关联的数据库中存储于控制单元中的牵引力，则所述系统将减小马达的滑差，从而减小马达8.1、8.2与马达38.1、38.2之间的速度差并且因此减小卷绕辊5、7与两个退卷机31.1、31.2的退卷构件35.1、35.2的圆周速度之间的差。反之亦然，如果拉力低于设定值，则控制系统将增大马达的滑差。在这种情况下，预设牵引力将对应于每个速度或加速斜坡或减速斜坡，以避免过分地拉动幅材材料，从而防止厚度的损失。利用该系统，可以实现厚度的非常低的损失，所述损失例如可以为大约2％。
尽管已经根据各种特定实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种修改、改变以及省略。

Claims (21)

1.一种起动-停止绵纸复卷机(1)，用于通过由用于用新的卷绕芯替换次级卷筒(BS)的停止间隔开的连续的卷绕周期使绵纸幅材材料(N；N2)的初级卷筒(BP；BP2)退卷并且将所述绵纸幅材材料复卷于次级卷筒(BS)中，其中所述起动-停止绵纸复卷机包括：
卷绕站(3)，所述卷绕站(3)具有由至少一个卷绕马达(8.1，8.2)操作的卷绕构件(5，7)；
至少两个退卷机(31.1，31.2)，每个退卷机包括由至少一个相应的退卷马达(38.1，38.2)操作的至少一个退卷构件(35.1，35.2)；
用于每个退卷机的至少一个引导辊(43.1，43.2)，所述至少一个引导辊沿着从相应的退卷机退卷的相应的所述绵纸幅材材料(N，N2)的进给路径(P)；
与每个退卷机的所述引导辊(43.1，43.2)相关联的至少一个相应的载荷传感器(42.1，42.2)，所述至少一个载荷传感器(42.1，42.2)适于检测与被围绕相应的所述引导辊(43.1，43.2)引导的相应的绵纸幅材材料(N；N2)的张力成比例的参数；以及
控制单元(71)，所述控制单元(71)适于根据来自相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号调节所述卷绕站(3)的所述卷绕构件(5，7)与每个退卷机的相应的所述退卷构件(35.1，35.2)之间的速度差。
2.根据权利要求1所述的复卷机(1)，其特征在于，所述控制单元(71)被构造成：根据相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号改变每个所述退卷构件(35.1，35.2)的速度，并且因此改变相应的所述退卷机中的每个所述初级卷筒(BP，BP2)的速度，以便将由每个退卷构件退卷的每个所述绵纸幅材材料(N，N2)的张力维持于期望值(T0)附近。
3.根据权利要求2所述的复卷机(1)，其特征在于，通过根据预设的速度曲线改变相应的所述退卷构件的速度来控制所述张力。
4.根据权利要求1所述的复卷机(1)，其特征在于，所述控制单元(71)被构造成执行来自所述初级卷筒(BP，BP2)的绵纸幅材材料(N，N2)的次级卷筒(BS)的卷绕周期，所述卷绕周期包括：从初始速度至操作速度(VR)的加速斜坡，在操作速度下进行的卷绕步骤，以及从所述操作速度(VR)至最终速度的减速斜坡；以及其中所述控制单元(71)适于在所述加速斜坡和所述减速斜坡中的至少一个期间，根据来自相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号调节所述卷绕构件(5，7)与每个所述退卷构件(35.1，35.2)之间的速度差。
5.根据权利要求2所述的复卷机(1)，其特征在于，所述控制单元(71)被构造成执行来自所述初级卷筒(BP，BP2)的绵纸幅材材料(N，N2)的次级卷筒(BS)的卷绕周期，所述卷绕周期包括：从初始速度至操作速度(VR)的加速斜坡，在操作速度下进行的卷绕步骤，以及从所述操作速度(VR)至最终速度的减速斜坡；以及其中所述控制单元(71)适于在所述加速斜坡和所述减速斜坡中的至少一个期间，根据来自相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号调节所述卷绕构件(5，7)与每个所述退卷构件(35.1，35.2)之间的速度差。
6.根据权利要求3所述的复卷机(1)，其特征在于，所述控制单元(71)被构造成执行来自所述初级卷筒(BP，BP2)的绵纸幅材材料(N，N2)的次级卷筒(BS)的卷绕周期，所述卷绕周期包括：从初始速度至操作速度(VR)的加速斜坡，在操作速度下进行的卷绕步骤，以及从所述操作速度(VR)至最终速度的减速斜坡；以及其中所述控制单元(71)适于在所述加速斜坡和所述减速斜坡中的至少一个期间，根据来自相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号调节所述卷绕构件(5，7)与每个所述退卷构件(35.1，35.2)之间的速度差。
7.根据权利要求4所述的复卷机(1)，其特征在于，所述初始速度和所述最终速度等于零。
8.根据权利要求5或6所述的复卷机(1)，其特征在于，所述初始速度和所述最终速度等于零。
9.根据权利要求1-7中的任一项所述的复卷机，其特征在于，所述控制单元(71)被构造成根据相应的所述载荷传感器(42.1，42.2)的信号改变所述退卷构件(35.1，35.2)的速度，并且因此改变所述退卷机(31.1，31.2)中的初级卷筒(BP，BP2)的速度，以便将所述绵纸幅材材料(N，N2)中的张力维持于期望值(T0)附近，所述期望值(T0)为：所述绵纸幅材材料的特征、所述绵纸幅材材料(N，N2)的卷绕速度中的至少一个的函数。
10.根据权利要求9所述的复卷机，其特征在于，所述期望值(T0)为所述卷绕速度的函数，并且对于较高的速度为较高的，而对于较低的速度为较低的。
11.根据权利要求1-7中的任一项所述的复卷机(1)，进一步包括切割装置(11)，所述切割装置(11)适于将所述绵纸幅材材料分成多个条(S1-S5)，并且其中所述卷绕站(3)适于将各个条(S1-S5)卷绕于彼此并排放置的相应的次级卷筒(BS)中。
12.根据权利要求1-7中的任一项所述的复卷机(1)，其特征在于，与所述载荷传感器(42.1，42.2)相关联的所述引导辊(43.1，43.2)为机动化的。
13.一种用于利用卷绕周期的起动-停止顺序将绵纸幅材材料(N，N2)从初级卷筒(BP；BP2)复卷到次级卷筒(BS)的方法，所述卷绕周期的起动-停止顺序由用于用新的卷绕芯替换次级卷筒(BS)的停止间隔开，其中所述方法包括以下步骤：
借助于由第一退卷马达(38.1)控制的第一退卷构件(35.1)使包括至少一层绵纸的第一绵纸幅材材料(N)的第一初级卷筒(BP)退卷；
借助于由第二退卷马达(38.2)控制的第二退卷构件(35.2)使包括至少一层绵纸的第二绵纸幅材材料(N2)的第二初级卷筒(BP2)退卷；
借助于至少一个卷绕马达(8.1，8.2)在卷绕站(3)中卷绕所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)并且在所述卷绕站(3)中形成至少一个次级卷筒(BS)；其中通过从第一初级卷筒(BP)卷绕所述第一绵纸幅材材料(N)和从所述第二初级卷筒(BP2)卷绕所述第二绵纸幅材材料(N2)，在一系列起动-停止周期中生产多个次级卷筒(BS)；
沿着所述第一退卷构件(35.1)与所述卷绕站(3)之间的第一路径检测所述第一绵纸幅材材料(N)的张力的参数函数；其中第一引导辊沿着所述第一路径设置，所述第一引导辊设置有至少第一载荷传感器，所述第一载荷传感器适于检测围绕所述第一引导辊引导的第一绵纸幅材材料的张力的参数函数；
沿着所述第二退卷构件(35.2)与所述卷绕站(3)之间的第二路径检测所述第二绵纸幅材材料(N2)的张力的参数函数；其中第二引导辊沿着所述第二路径设置，所述第二引导辊设置有至少第二载荷传感器，所述第二载荷传感器适于检测围绕所述第二引导辊引导的第二绵纸幅材材料的张力的参数函数；
根据所述第一绵纸幅材材料(N)的张力的参数函数控制所述卷绕马达(8.1，8.2)的速度与所述第一退卷马达(38.1)的速度之间的差；以及
根据所述第二绵纸幅材材料(N2)的张力的参数函数控制所述卷绕马达(8.1，8.2)的速度与所述第二退卷马达(38.2)的速度之间的差。
14.根据权利要求13所述的方法，包括步骤：调节所述退卷马达(38.1，38.2)中的至少一个的速度和第一卷绕马达(8.1)、第二卷绕马达(8.2)中每一个的速度，以将所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)的张力维持于给定值(T0)附近。
15.根据权利要求14所述的方法，包括步骤：以卷绕速度卷绕每个所述绵纸幅材材料(N，N2)；根据相应的绵纸幅材材料的张力的参数函数调节每个绵纸幅材材料的退卷速度，以将所述绵纸幅材材料(N，N2)的张力维持于给定值(T0)附近。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述给定值(T0)为以下至少一项的函数：相应的所述绵纸幅材材料的参数，所述卷绕速度。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述给定值(T0)对于较高的卷绕速度为较高的，而对于较低的卷绕速度为较低的。
18.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，包括步骤：
a)将至少一个卷绕芯(A)插入至所述卷绕站(3)中；
b)当在所述卷绕站(3)中将所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)卷绕于至少一个次级卷筒(BS)中时，对来自第一退卷机(31.1)中的第一初级卷筒(BP)的第一绵纸幅材材料(N)和对来自第二退卷机(31.2)中的第二初级卷筒(BP2)的第二绵纸幅材材料(N2)执行从零至操作速度(VR)的加速斜坡；
c)在操作速度下执行所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)的围绕所述至少一个卷绕芯(A)的卷绕；
d)执行从所述操作速度(VR)至零的减速斜坡；
e)中断所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)；
f)从所述卷绕站(3)移出所述至少一个次级卷筒(BS)；
g)重复步骤a)-f)。
19.根据权利要求18所述的方法，包括步骤：根据在所述加速斜坡和所述减速斜坡中的至少一个期间检测到的所述第一绵纸幅材材料和第二绵纸幅材材料的张力的相应的参数函数调节所述第一退卷机和第二退卷机的速度。
20.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，包括步骤：将所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)分成多个条(S1-S5)，并且将各个条(S1-S5)卷绕于所述卷绕站(3)中的彼此并排放置的相应的次级卷筒(BS)中。
21.根据权利要求18所述的方法，包括步骤：将所述第一绵纸幅材材料(N)和第二绵纸幅材材料(N2)分成多个条(S1-S5)，并且将各个条(S1-S5)卷绕于所述卷绕站(3)中的彼此并排放置的相应的次级卷筒(BS)中。
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