CN113573998B - 用于替换退绕机中的卷筒的装置以及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种退绕机，包括退绕站(15)，其中布置待退绕的卷筒。在所述退绕站中，布置有限定所述幅材材料(N0，N1)的供给路径的一系列引导辊(31，33，35)。还提供：切割构件(37)，其适于切割来自用尽的卷筒(B0)的幅材材料(N0)；以及拼接构件(51，N0)，用来将来自用尽的卷筒(B0)的第一幅材材料(N0)的尾边缘(LC)拼接至来自新卷筒(B1)的第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)；拾取装置(41)被构造成从临时保持元件(9)拾取所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)，所述临时保持元件(9)由用来将卷筒(B0，B1)传递至所述退绕站(15)的传递单元(6)承载。

Description

用于替换退绕机中的卷筒的装置以及相关方法
技术领域
本发明涉及用于幅材材料、特别地纸的转换机械。更具体地，本文中所描述的实施例涉及用于幅材材料的卷筒的退绕机，所述幅材材料例如特别地为纸以及特别地为绵纸。
背景技术
在连续幅材材料的转换领域中，特别地在绵纸、非织造材料以及类似产品的转换领域中，已知向转换线供给一层或多层连续幅材材料，所述连续幅材材料从一个或多个大卷筒(也被称为母卷筒)供给。所述层被转换成成品或半成品，比如用于消费的绵纸卷。
转换线连续运行直至一个或多个卷筒被用尽。当用尽的卷筒必须被替换为新卷筒时，转换线的供给中断。为了避免生产线停工，已经研究了一些解决方案，在这些解决方案中，快速更换卷筒，而不中断向转换线供给幅材材料，但是如果需要，减慢供给速度。例如在EP1742860、EP1601601、EP1601600、WO2006/077608、EP2782857、EP0766641中公开的其中快速更换用尽的卷筒的退绕机为昂贵的且复杂的。更具体地，EP0766641公开一种自动退绕机，其中母卷筒由托架承载，所述托架设置有用于保持新的母卷筒的前边缘的系统，所述系统与自动交换系统对接。该系统非常有效，但是具有的缺点是需要昂贵的运输车厢以及复杂的抽吸系统，所述抽吸系统需要持续的维护。
EP3197803公开一种母卷筒退绕机，所述母卷筒退绕机设置有用于使卷筒运动的复杂系统，所述系统包括集成于所述退绕机中的提升臂，所述母卷筒退绕机适于将用尽的母卷筒自动地替换为新的母卷筒。该系统还包括用于接合母卷筒的可扩展的尾架，但是不包括便于卷筒交换的系统。
因此，提供这样一种系统将是有用的和有利的，所述系统使得能够以有限的成本和降低的技术复杂性减少生产线的停机时间，而无需求助于提供快速的更换系统或复杂的交换系统的退绕机。
发明内容
根据第一方面，描述一种用于使待供给至转换线的幅材材料的卷筒退绕的退绕机，所述退绕机包括退绕站，在所述退绕站中布置有待退绕的卷筒。在所述退绕站中，布置一系列引导辊，所述一系列引导辊限定所述幅材材料的供给路径。还提供一种切割构件，所述切割构件适于切割来自用尽的卷筒的幅材材料。所述退绕机进一步包括拼接构件，所述拼接构件用于将来自用尽的卷筒的第一幅材材料的尾边缘拼接至来自新卷筒的第二幅材材料的前边缘。拾取装置适于从临时保持元件拾取所述第二幅材材料的前边缘，所述临时保持元件由用来将卷筒传递至所述退绕站的单元承载。
根据另一个方面，描述一种用于将退绕机中的缠绕有第一幅材材料的第一卷筒替换为缠绕有第二幅材材料的第二卷筒的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述第二卷筒钩挂至传递单元；
将所述第二幅材材料的前边缘接合至由所述传递单元承载的临时保持元件；
通过切割构件切断所述第一幅材材料，从而在所述第一幅材材料的保持于供给路径中的部分的上游形成所述幅材材料的尾边缘；
通过所述传递单元将所述第二卷筒传递至所述退绕机的退绕位置中；
通过布置于所述退绕机中的拾取装置，接合所述第二幅材材料的前边缘，使所述前边缘与所述拾取装置分离并且将所述前边缘插入至供给路径中。
在下文中示例说明并且在所附权利要求中阐述所述方法和装置的进一步的特征和实施例，所附权利要求形成本说明书的组成部分。
附图说明
通过以下说明和附图，将更好地理解本发明，所述说明和附图示例说明本发明的示例性和非限制性实施例。更特别地，在附图中：
图1为准备新卷筒的前边缘的步骤的侧视示意图，所述新卷筒准备替换退绕机中的用尽的卷筒；
图2至7以退绕机的侧视图示出将用尽的卷筒替换为新卷筒的周期的四个步骤；以及
图2A为图2的放大视图。
具体实施方式
图1示出幅材材料N1的卷筒B1的侧视图，所述卷筒B1准备替换退绕机1中的用尽的卷筒B0(图2)。卷筒B1被支撑于一对钩3上，在图1中仅仅可以看到其中一个，另一个为相同的并且沿着卷筒B1的轴线A的方向与第一个对准。钩3为整体用6表示的传递单元的一部分。传递单元6可以有利地包括空中传递构件，亦即所述空中传递构件悬挂于承载结构上，以使得它不需要安放于地面上。在某些实施例中，传递单元可以包括桥式起重机5或者悬挂在桥式起重机5上。
在某些实施例中，每个钩3为双重的并且具有两个大致上对称的座3A、3B，利用所述两个座接合设置于母卷筒的芯7的端部处的两个销，幅材材料N围绕芯7缠绕数圈。芯7可以由纸板、塑料或其它合适的材料制成。钩3的双重对称构造有助于更迅速地处理退绕机1中的卷筒，如将在下面阐明的。
用于由钩3支撑的卷筒B1的前边缘LT的临时保持元件与传递单元6相关联。在所示实施例中，整体用9表示的临时保持元件包括一对臂11和横向构件12，所述横向构件12根据平行于由钩3接合的卷筒B1的轴线A的方向在该对臂11(在附图中仅仅可以看到其中一个)之间延伸。
前边缘LT可以通过任何方式保持于临时保持元件的横向构件12上，例如机械方式，比如一系列针或一系列弹性元件，或者粘合剂，或者任何其它合适的机构。
参考图2和2A，退绕机1包括退绕站15，在所述退绕站15中定位有待退绕的卷筒，以将缠绕于所述卷筒上的幅材材料分配至下游的转换线(未示出)。可以通过利用外围旋转系统使母卷筒旋转来获得幅材材料N的退绕。所述外围旋转系统可以具有部分地围绕卷筒的侧表面并且被围绕带轮引导的带，其中至少一个带轮为机动的。在附图中示意性地示出这种类型的退绕系统。替代地，可以利用其它已知的系统使母卷筒旋转，比如具有机动尾架的中心传动系统，其将扭矩直接地传送至母卷筒的芯7。在未示出的其它实施例中，可以提供两种退绕系统，亦即具有带的外围系统以及具有电动尾架的中心系统。在图2中，几乎用尽的卷筒B0被放置于退绕站15中，所述卷筒B0必须被替换为在传递单元6上准备的卷筒B1。引导件17从退绕站15延伸，所述引导件17终止于停留和移除站19中，在所述停留和移除站19中定位用尽的卷筒以用于随后的移除。用尽的卷筒可以包括围绕缠绕芯7缠绕的一系列剩余的幅材材料圈。在一些情况下，用尽的卷筒也可以仅仅包括缠绕芯7。
退绕机1包括一系列与退绕站15相关联的构件，用于将卷筒B0快速地替换为卷筒B1。这些构件可以由固定的结构21支撑。
更具体地，与退绕机1的固定的结构21相关联的构件包括弹出器23，所述弹出器23被构造成从退绕站15弹出用尽的卷筒。弹出器23可根据双箭头f23(参见图2)通过未示出的致动器(例如液压或气动活塞-缸致动器、电动马达或任何其它合适的致动器)运动。借助于弹出器23的旋转运动，弹出的卷筒B0可以从设置于退绕站15中的座被推动至引导件17上，以被传递至停留站19。
在实践中，弹出器23可以包括放置于退绕机1的两个侧向侧元件上的一对枢转臂，以作用于接合于待弹出和替换的用尽的卷筒B0的缠绕芯7的相对端上的销上。
与固定的结构21相关联的是一组引导辊31、33、35，以限定从位于退绕机1中的卷筒退绕的幅材材料N的供给路径。在所示实施例中，辊31和35具有固定的轴线，而辊33由摆动臂33A承载，致动器33B或一对致动器作用于所述摆动臂33A上，所述致动器控制臂33A的枢转，例如以在退绕期间在幅材材料N中维持恒定张力。
附图标记37表示由结构21承载的切割装置或构件。切割装置或构件37适于切割来自几乎用尽的卷筒的幅材材料的端部，以形成幅材材料N的尾边缘，以被拼接至来自新卷筒的幅材材料的前边缘，如下面更详细地描述的。切割装置37可以例如包括刀片，所述刀片平行于退绕机1中的卷筒B0的轴线延伸并且由一对臂支撑，所述一对臂在致动器(未示出)的控制下根据双箭头f37枢转，所述致动器比如为电动马达、活塞-缸致动器或另一种合适的致动器。在所示实施例中，举例来说，切割装置37围绕与辊31的轴线重合的轴线枢转。
拾取装置41与固定的结构21相关联，所述拾取装置41适于拾取被布置成替换用尽的卷筒B0的卷筒B1的幅材材料N的前边缘。拾取装置41可以具有一对臂43，在附图中仅仅可以看到其中一个，所述一对臂43围绕平行于引导辊31、33、35的轴线的轴线43A铰接。可以通过未示出的合适的致动器实现用双箭头f41表示的、围绕轴线43A的枢转运动，所述致动器为比如电动马达、活塞-缸致动器或另一种合适的致动器。臂43具有拱形形状，其原因根据下面对操作周期的描述将变得清楚。在所示实施例中，拾取装置41的臂43承载平行于旋转轴线43A的拾取构件，所述拾取构件适于接合要替换位于退绕机1中的用尽的卷筒B0的卷筒B1的幅材材料的前边缘。
退绕机1进一步包括拼接构件，所述拼接构件用于将几乎用尽的卷筒B0的幅材材料的尾边缘拼接至新卷筒的幅材材料的前边缘。在某些实施例中，所述拼接构件可以包括简单的按压装置，所述按压装置例如通过预先施加至新卷筒的前边缘的双面胶带拼接两个边缘。在其它实施例中，如附图中所示，拼接构件可以被构造成机械拼接构件，亦即机械层结合构件，所述构件拼接两个边缘(前边缘和尾边缘)，在两个叠加的边缘上施加局部压力。
在附图中所示的实施例中，拼接构件包括第一按压构件和第二按压构件，所述第一和第二按压构件与幅材材料的引导辊中的一个(例如辊31，亦即沿着幅材材料的供给路径的最上游的辊)共同作用。
在实际实施例中，第一按压构件和第二按压构件沿着幅材材料的供给路径相对于彼此交错。在附图中，第二按压构件用51表示，并且相对于幅材材料的供给方向位于第二按压构件51的下游的第一按压构件用53表示。
第二按压构件51可以包括与第一引导辊31共同作用的多个层结合轮51A。在附图中，可以看到单个层结合轮51A，但是实际上第一拼接构件51包括彼此同轴并且沿着辊31的轴线相间隔的多个层结合轮51A。第二按压构件51的层结合轮51A可以通过一个或多个致动器51B(例如活塞-缸致动器)被按压抵靠辊31。
第一按压构件53可以包括与第一引导辊31共同作用的多个层结合轮53A。在附图中，可以看到单个层结合轮53A，但是实际上第二拼接构件53包括彼此同轴并且沿着辊31的轴线相间隔的多个层结合轮53A。第一按压构件53的层结合轮53A可以通过一个或多个致动器53B(例如活塞-缸致动器)被按压抵靠辊31。
下面参考图2至7的顺序示例说明上述装置的操作。
图2示出必须被替换的用尽的卷筒B0。附图标记N0表示用尽的卷筒B0的幅材材料。附图标记LC表示通过切割装置切断幅材材料N0而形成的尾边缘。
在图3中，用尽的卷筒B0已经通过弹出器23的根据f23的运动被弹出并且处于停留站19中，以使得退绕站15能够自由地接收在传递单元6上准备的新卷筒B1。
在图4中，新卷筒B1已经被从传递单元6卸载至退绕站15中。卷筒B1的幅材材料N1的前边缘LT与临时保持元件9接合。拱形臂43处于升高位置中。前一个卷筒B0的幅材材料N0的尾边缘LC由第一按压构件53的层结合轮53A保持抵靠引导辊31。
在图5中，拾取装置41的一对拱形臂43已经顺时针旋转，以便接合幅材材料N1的前边缘LT并且将它从临时保持元件9移除。随着臂43的旋转运动，这些臂43将前边缘LT传递于辊31与一系列层结合轮51A之间，如在图5中可以看到的。在该步骤中，层结合轮51A被保持于距辊31一定距离处，以使得前边缘LT能够被插入。臂43的拱形形状使得这些臂43能够绕过临时保持元件9。
在图6中所示的随后的步骤中，按压构件51的层结合轮51A下降并且将前边缘LT保持于辊31上，以使得拾取装置41的拱形臂43可以旋转至先前的位置，从而释放前边缘LT。
此时，可以通过未示出的已知类型的退绕机构件开始卷筒B1的旋转以开始朝向退绕机1的下游的转换线(未示出)供给幅材材料N0、N1。当在该步骤(在此期间供给速度可以保持特别地低)中时，层结合轮51A和53A将幅材材料按压抵靠辊31，前边缘LT和尾边缘LC被拼接，从而确保幅材材料的供给的连续性。在拼接前边缘LT和尾边缘LC之后，卷筒B1的旋转速度以及因此幅材材料的供给速度可以逐渐增加，直至达到操作速度。
借助于双重钩3，利用承载所述钩的桥式起重机的简单的运动，新卷筒B1可以被容易地卸载至退绕站中，并且用尽的卷筒B0可以被从停留和移除站19拾取，以使它运动离开退绕机1。

Claims (18)

1.一种退绕机(1)，所述退绕机(1)用于使待供给至转换线的幅材材料(N0，N1)的卷筒(B0，B1)退绕，所述退绕机(1)包括退绕站(15)，在所述退绕站(15)中布置有待退绕的卷筒并且在所述退绕站(15)中布置有：
一系列引导辊(31，33，35)，所述一系列引导辊(31，33，35)限定所述幅材材料(N0，N1)的供给路径；
切割构件(37)，所述切割构件(37)适于切割来自用尽的卷筒(B0)的幅材材料(N0)；
拼接构件(51，53)，所述拼接构件(51，53)用来将来自用尽的卷筒(B0)的第一幅材材料(N0)的尾边缘(LC)拼接至来自新卷筒(B1)的第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)；
拾取装置(41)，所述拾取装置(41)适于从临时保持元件(9)拾取所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)，所述临时保持元件(9)由适于将卷筒(B0，B1)传递至所述退绕站(15)的传递单元(6)承载；
其中，所述传递单元(6)包括空中传递构件，所述空中传递构件悬挂于承载结构上，以使得所述空中传递构件不需要安放于地面上，所述临时保持元件(9)由所述空中传递构件支撑。
2.根据权利要求1所述的退绕机，其特征在于，所述传递单元(6)包括桥式起重机，所述桥式起重机具有被构造成接合所述卷筒的一对钩(3)。
3.根据权利要求2所述的退绕机(1)，其特征在于，所述钩(3)中的每一个具有两个座(3A，3B)，所述两个座(3A，3B)相对于平行于与所述钩(3)接合的卷筒(B0，B1)的轴线的竖直平面大致上彼此对称。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，其特征在于，所述临时保持元件(9)包括从所述传递单元(6)延伸的一对臂(11)。
5.根据权利要求4所述的退绕机(1)，其特征在于，所述临时保持元件(9)包括横向构件(12)，所述横向构件(12)大体上平行于由所述传递单元接合的卷筒(B1)的轴线延伸，并且固定至所述臂(11)，所述横向构件(12)具有用于缠绕于由所述传递单元(6)承载的卷筒(B1)上的幅材材料(N1)的前边缘(LT)的拾取构件和临时保持构件。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，其特征在于，所述拾取装置(41)包括拱形臂(43)，所述拱形臂(43)铰接至所述退绕机(1)的固定的结构(21)，并且被成形为接合由所述传递单元(6)承载的卷筒(B1)的幅材材料(N1)的前边缘(LT)，所述前边缘由所述临时保持元件(9)临时保持，所述拱形臂(43)绕过所述临时保持元件。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，其特征在于，所述拼接构件(51，53)包括与所述一系列引导辊(31，33，35)中的辊(31)共同作用的至少一个按压构件。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，其特征在于，所述拼接构件包括适于将所述第一幅材材料(N0)的尾边缘(LC)保持于所述供给路径中的第一按压构件以及适于将所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)按压于所述第一幅材材料(N0)上的第二按压构件。
9.根据权利要求8所述的退绕机(1)，其特征在于，所述第一按压构件和所述第二按压构件被构造和布置成与所述一系列引导辊(31，33，35)中的一个辊(31)共同作用，所述第一按压构件和所述第二按压构件定位于所述供给路径的一侧上，并且与它们共同作用的引导辊(31)布置于所述供给路径的另一侧上，所述供给路径相对于与所述第一按压构件和所述第二按压构件共同作用的引导辊(31)的轴线正交地延伸。
10.根据权利要求8所述的退绕机(1)，其特征在于，所述第一按压构件包括多个第一层结合轮(53A)。
11.根据权利要求10所述的退绕机(1)，其特征在于，所述第一层结合轮(53A)彼此同轴。
12.根据权利要求8所述的退绕机(1)，其特征在于，所述第二按压构件包括多个第二层结合轮(51A)。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，其特征在于，所述切割构件(37)、所述拼接构件(51，53)和所述拾取装置(41)被控制成使得：所述拾取装置(41)接合所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)并且将所述前边缘(LT)从所述临时保持元件(9)传递至所述拼接构件(51，53)，所述拼接构件(51，53)在所述切割构件(37)切割所述第一幅材材料之后执行所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)至所述第一幅材材料(N0)的拼接。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的退绕机(1)，包括适于从所述退绕站(15)接收用尽的卷筒(B0)的停留和移除站(19)。
15.一种用于将退绕机(1)中的缠绕有第一幅材材料(N0)的第一卷筒(B0)替换为缠绕有第二幅材材料(N1)的第二卷筒(B1)的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述第二卷筒(B1)钩挂至传递单元(6)，所述传递单元(6)包括空中传递构件，所述空中传递构件悬挂于承载结构上，以使得所述空中传递构件不需要安放于地面上；
将所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)接合至由所述传递单元(6)的所述空中传递构件承载的临时保持元件(9)；
通过切割构件(37)切断所述第一幅材材料(N0)，从而在所述第一幅材材料(N0)的保持于供给路径中的部分的上游形成所述第一幅材材料(N0)的尾边缘(LC)；
从所述退绕机(1)的退绕站(15)移除所述第一卷筒(B0)并且通过所述传递单元(6)将所述第二卷筒(B1)传递至所述退绕站(15)中；
借助于布置于所述退绕机(1)中的拾取装置(41)，接合所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)，使所述前边缘(LT)与所述拾取装置分离并且将所述前边缘(LT)插入至供给路径中。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：
将所述尾边缘(LC)保持于所述退绕机中；
借助于所述拾取装置(41)，将所述前边缘(LT)定位成邻近于保持于所述供给路径中的第一幅材材料(N0)；
将所述前边缘(LT)拼接至保持于所述供给路径中的第一幅材材料(N0)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一幅材材料(N0)通过与引导辊(31)共同作用的第一按压构件保持于引导辊(31)上，所述第一幅材材料(N0)被围绕所述引导辊(31)引导，并且所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)通过所述拾取装置(41)在第二按压构件与引导辊(31)之间插入至所述引导辊(31)。
18.根据权利要求17所述的方法，包括以下步骤：通过所述第一按压构件和所述第二按压构件将所述第一幅材材料(N0)和所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)按压在一起，并且抵靠所述引导辊(31)按压，并且将所述第一幅材材料(N0)和其尾边缘(LC)以及所述第二幅材材料(N1)的前边缘(LT)供给于所述引导辊(31)与所述第一按压构件和所述第二按压构件之间，以拼接所述第一幅材材料(N0)和所述第二幅材材料(N1)。
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