CN117957103A - 在切割期间用于夹紧卷筒的装置，包括该装置的卷筒锯和方法 - Google Patents

在切割期间用于夹紧卷筒的装置，包括该装置的卷筒锯和方法 Download PDF

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Abstract

一种夹紧装置(21A，21B)，所述夹紧装置包括：柔性构件(45)，所述柔性构件大致按照圆周弧延伸，所述圆周弧在位于待切割的卷筒(L)的支承和滑动表面(31，43.1，43.2)处的底部处开口。还设置致动器构件(47，49，51)用于围绕待切割的卷筒(L)夹紧以及释放柔性构件(45)，沿着进给路径推进所述待切割的卷筒通过由柔性构件限定的所述圆周弧。致动器构件包括柔性构件(45)的第一张紧和释放装置(47)和柔性构件(45)的第二张紧和释放装置(49)。第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(49)适于接合柔性构件的两个端部(45.1，45.2)并且适于增大和减小由柔性构件(45)限定的所述圆周弧的半径，所述圆周弧在第一张紧和释放装置(47)与第二张紧和释放装置(49)之间延伸。

Description

在切割期间用于夹紧卷筒的装置，包括该装置的卷筒锯和 方法
技术领域
本发明涉及用于加工(converting)幅材材料的卷或卷筒，特别是(但不限于)薄纸(tissue paper)的卷或卷筒的机器领域。在此描述的实施例涉及对卷筒锯中所使用的夹紧装置的改进，所述夹紧装置用于在切割期间夹紧卷或卷筒并且允许在一次切割和下一次切割之间进给所述卷或卷筒。还公开了一种卷筒锯，所述卷筒锯包括用于在切割过程中夹紧卷筒的夹紧装置。
背景技术
在薄纸工业中已知从大直径母卷开始生产薄纸卷筒。在加工生产线中，一层或多层薄纸从一个或多个母卷上展开并且被进给至复卷机。在复卷机中，一层/多层幅材连续卷绕以形成薄纸的卷或卷筒，其轴向长度等于母卷的轴向长度并且其直径等于旨在包装和销售的最终卷的直径。由复卷机形成的卷筒或卷必须随后被切割成多个更小的卷，其轴向尺寸是初始层的宽度的约数，即，母卷的轴向长度和由复卷机形成的卷筒的轴向长度。
众所周知，所谓的卷筒锯通过切割由复卷机生产的卷筒获得最终卷。在这些卷筒锯中，来自复卷机的一个或多个卷筒(直接来自复卷机或来自利用插入加工生产线的其他站，例如尾部密封机和/或中间存储器)由切割刀片推进并且被切割刀片切割成单独的卷筒。切割刀片通常是旋转的圆刀片，但也可以是带状刀片。在US2006/162522、EP0555190、EP0507750、WO2008/62488中公开了卷筒锯的示例。
为了切割卷筒，必须将它们夹紧，即，当切割刀片切入卷筒时保持所述卷筒不发生侧向移位。为此，已经开发了这样的夹紧装置，所述夹紧装置在切割期间保持卷筒，但同时允许排出已切割的卷并且允许在卷筒被分成小卷时推进卷筒。
夹紧装置必须具有柔性，从某种意义上说，它们应该适于根据生产需要与不同直径的卷筒一起工作。此外，期望的是夹紧装置在切割期间和切割之后均不会损坏卷和卷筒，与此同时在卷筒受到由切割刀片所施加的推力时提供针对卷筒的足够的保持效果。
为此目的已经开发和研究了各种夹紧装置。
例如GB2181984公开了一种夹紧装置，其中卷筒沿着一路径被推进、在两个对称的托架上滑动、围绕平行于卷筒的进给路径的轴线枢转。托架限定了用于卷筒的支承和夹紧表面，所述支承和夹紧表面具有近似半圆柱形的凹形形状。支承表面的曲率半径大约等于待切割的卷筒的半径。因此，每当卷筒直径发生变化时，就需要更换两个托架，这是一个复杂且耗时的干预过程，会导致生产线停工并且造成生产损失。为了将卷筒夹紧在半圆形的支承表面上，设置了带，所述带在卷筒的上部区域中，即，在卷筒的这样的半圆柱形表面上以约180°环绕卷筒，所述半圆柱形表面与同两个托架形成的半圆柱形凹形表面相接触的半圆柱形表面相对。因此，该装置需要大量的移动部件(带、倾斜托架)来执行夹紧待切割的卷筒的功能。
EP0526412公开了一种夹紧装置，所述夹紧装置包括柔性构件，所述柔性构件缠绕两个近似半圆柱形的壳体，所述壳体锚固到两个枢转支承块体。两个半圆形壳体限定近似圆柱形的容积体，待切割的卷或卷筒穿过所述容积体并且所述容积体可以适配各种卷筒直径。为了实现对用于卷筒的通道尺寸的调节，可以通过加长或缩短以180°缠绕壳体的带来调节由两个半圆形壳体形成的通道的尺寸。通过延长或缩短所述带，壳体或多或少会发生变形，从而调整卷筒通道的尺寸。对于更小直径的卷筒而言，两个壳体部分地重叠。这种已知的装置虽然特别有效且能够适配待切割的纸卷或卷筒的不同的直径，但是仍存在进一步改进的空间。
发明内容
根据第一方面，本文描述了一种用于在卷筒锯中进行切割期间夹紧幅材的卷筒的夹紧装置，其全部或部分地克服了已知装置的缺点或限制。
在本文公开的实施例中，针对待切割的卷筒或卷的每条进给通道，夹紧装置均包括柔性构件，所述柔性构件大致沿着圆周弧延伸，所述圆周弧在位于待切割的卷筒的支承和滑动表面处的底部处开口。由于通常沿着水平路径推进卷筒，因此柔性构件位于基本竖直平面内，即，由此限定的圆周弧基本上位于竖直平面内。
在本文中，术语“圆周弧”应理解为近似且非几何的意义，这一点从对实施例的描述中将变得显而易见。事实上，柔性构件以近似而非严格的几何方式按照圆周弧布置，因为这种圆周弧可能会由于柔性构件自重的影响以及由于控制机构或夹紧装置的其他构件的作用而发生变形。
夹紧装置还包括致动器构件，以用于围绕待切割的卷筒夹紧和释放柔性构件，沿着进给路径推进所述待切割的卷筒通过由柔性构件限定的所述圆周弧。可以在待切割的卷或卷筒的每个推进步骤中执行夹紧和释放运动，或者也可以仅在完成卷筒或卷的切割之后才需要引入随后的卷筒或卷通过柔性构件。
有利地，致动器构件包括布置在卷筒的支承和滑动表面的相对两侧上的用于张紧和释放柔性构件的第一装置和用于张紧和释放柔性构件的第二装置。此外，第一张紧和释放装置和第二张紧和释放装置适于接合柔性构件的第一端部和第二端部，并且通过延长和缩短柔性构件的一部分来增大和减小圆周弧的半径，所述部分在第一张紧和释放装置与第二张紧和释放装置之间延伸并且形成所述圆周弧。
在有利的实施例中，第一张紧和释放装置和第二张紧和释放装置适于在柔性构件的第一端部和第二端部处施加相等的运动，使得在由柔性构件所形成的所述圆周弧的尺寸(半径)变化时，柔性构件的中点基本上始终保持在大约中间竖直平面上。
有利地，还可以设置控制机构，所述控制机构被约束到柔性构件的与卷筒的支承和滑动表面相对的上部中间锚固点。控制机构适于控制锚固点朝向和远离卷筒的支承和滑动表面的运动。该运动允许快速且简单地调整柔性构件的圆周以适配待切割的卷或卷筒的各种直径。
为了有助于接合柔性构件的端部的张紧和释放装置的作用，至少在这些端部的附近，柔性构件可以包括在其外表面上的齿部。在特别有利的实施例中，柔性构件可以具有遍及其延伸部延伸的齿部。在这种情况下，柔性构件可以由齿形带的一部分组成。
在一些实施例中，第一张紧和释放装置包括与柔性构件的第一端部附近的齿部相啮合的第一带齿轮，第二张紧和释放装置包括与柔性构件的第二端部附近的齿部相啮合的第二带齿轮。单个马达，例如电动马达可以驱动这两个带齿轮，从而提供从单个马达到这两个带齿轮的适当的传动系统。不排除提供两个不同马达的可能性，针对所述两个带齿轮中的每个带齿轮各设置有一个马达。控制单元可以控制两个马达的运动，使得它们对称。
在一些实施例中，柔性构件的第一端部在第一带齿轮和第一引导件之间延伸，所述第一引导件围绕第一带齿轮延伸并且被配置成保持柔性构件的第一端部的齿部与第一带齿轮啮合。同样，柔性构件的第二端部在第二带齿轮和第二引导件之间延伸，所述第二引导件围绕第二带齿轮延伸并且配置成保持柔性构件的第二端部的齿部与第二带齿轮啮合。有利地，卷筒的支承和滑动表面可以至少部分地布置在第一带齿轮和第二带齿轮之间。
在一些实施例中，第一引导件包括第一凹表面，所述第一凹表面围绕第一带齿轮延伸并且与第一带齿轮一起限定柔性构件的第一端部的第一引导通道；第二引导件包括第二凹表面，所述第二凹表面围绕第二带齿轮延伸并且与第二带齿轮一起限定柔性构件的第二端部的第二引导通道。卷筒的支承和滑动表面可以至少部分地布置在第一凹表面和第二凹表面之间。
为了获得特别简单的结构，可以使第一引导件和第二引导件至少在延伸通过所述柔性构件的区域中形成卷筒的支承和滑动表面。
在一些实施例中，可以使控制机构包括可动元件，所述可动元件在锚固点处被约束到柔性构件并且提供有朝向和远离卷筒的支承和滑动表面的运动。此外，可以提供第一致动器，以控制朝向和远离的该运动。
根据另一个方面，本文公开了一种用于切割幅材的卷筒的卷筒锯；其中，卷筒锯包括：待切割的卷筒的进给路径；移动构件，其用于沿进给路径推进卷筒；刀片，所述刀片提供有沿着相对于进给通道的横向切割轨迹的循环运动，以用于将每个卷筒切割成轴向尺寸小于该卷筒的轴向尺寸的卷。有利地，卷筒锯包括至少如上限定的第一夹紧装置，所述第一夹紧装置邻近所述切割轨迹。优选地，卷筒锯包括两个夹紧装置，所述两个夹紧装置分别用于待切割的卷筒或卷的每个进给通道，更确切地说，所述夹紧装置横向于待切割的卷或卷筒的轴线位于切割平面的上游和下游。
根据又一个方面，公开了一种用于利用如上所述的卷筒锯切割幅材的卷筒的方法，所述方法包括以下步骤：
a.沿着进给路径推进待切割的卷筒并且相对于切割轨迹定位卷筒；
b.通过利用所述第一张紧和释放装置和第二张紧和释放装置中的至少一者来夹紧待切割的卷筒；
c.利用切割刀片切割卷筒；
d.通过释放所述第一张紧和释放装置和第二张紧和释放装置中的至少一者来释放围绕卷筒的柔性构件；
e.将待切割的卷筒推进一步，排出切割后的卷并且相对于切割轨迹重新定位待切割的卷筒；
f.重复步骤(a)至(e)。
在下文和所附权利要求中指明本文所述的夹紧装置、卷筒锯和方法的进一步的特征和实施例，所述权利要求旨在并入本说明书中。
在本说明书和所附权利要求中，术语“竖直”、“水平”、“上部”和“下部”、“上方”、“下方”以及限定空间中的位置的类似术语是指当卷筒锯处于工作模式时各个构件的位置。术语“竖直”表示与重力平行的方向，而术语“水平”表示与竖直方向正交的方向。
附图说明
通过下面的描述和附图将更好地理解本发明，所述附图示出了本发明的示例性和非限制性实施例。更具体地，所述附图示出：
图1是用于切割幅材的卷筒(例如，薄纸卷筒)的卷筒锯的示意性侧视图；
图2是图1的卷筒锯的夹紧装置之一的沿着图1的线II-II的前视图；
图3是根据图2的III-III的侧视图。
图4是图2的细节的放大图。
图5的(A)至图5的(I)为一个实施例中的夹紧装置的操作顺序；
图6的(A)至6的(H)是位于切割平面的上游的夹紧装置在另一实施例中的操作顺序；和
图7的(A)至7的(H)是位于切割平面的下游的夹紧装置的操作顺序。
具体实施方式
图1示意性地示出了卷筒锯1的主要构件，其中可以并入本文所公开的发明。必须理解的是，卷筒锯的结构可以不同于本文所简要描述和示出的结构。例如，可以为卷筒和盘形切割刀片的进给运动提供不同的传动构件。后者可提供有往复运动，例如往复的角运动，而不是如本实施例中那样的连续旋转运动，这将在下面更详细地描述。此外，卷筒锯的切割头可以包括一个以上的盘形切割刀片。不排除使用非盘形切割刀片，例如带状刀片。后者可以特别适于切割卷绕的幅材卷筒，所述卷绕的幅材卷筒的直径和紧密度非常高，诸如，例如所谓的工业卷筒。
本文所示的卷筒锯1包括示意性地用P表示的进给路径，所述进给路径由一个或多个进给通道2组成，沿着所述进给通道进给卷筒或卷L，所述卷筒或卷L必须被切割以形成轴向尺寸小于卷筒L的卷R。然后将卷R进给至未示出的包装机。卷筒锯1位于复卷机和其他加工站的下游，这些加工站未示出但为本领域技术人员所熟知，例如尾部密封机(tailsealer)、存储器(accumulator)等。
在一些实施例中，卷筒锯1包括切割站3，所述切割站又包括用5示意性表示的切割头。切割头5可以包括承载一个或多个盘形切割刀片的可动单元7。可动单元7提供有循环运动，例如围绕旋转轴线A-A的旋转运动，其通常可大致沿着进给通道或多个进给通道2在待切割的卷筒L的进给路径P的方向上定向。如上所述，在其他实施例中，可动单元7可以提供有往复运动，例如往复的旋转运动(即摆动)，或者旋转的平移运动。此外，切割头5可以设置有两个可动单元7，所述两个可动单元彼此偏移介于10°至180°之间的角度，并且每个可动单元包括盘形切割刀片或两个同轴的盘形切割刀片。
在图示的示例中，切割头5的可动单元7承载盘形切割刀片9，所述盘形切割刀片可以围绕其自身的旋转轴线B-B旋转。盘形切割刀片9的旋转轴线B-B通常可以大致沿着轴线A-A的方向定向。如本领域技术人员已知的那样，存在这样的卷筒锯，其中轴线A-A和B-B并不完全相互平行和/或并不完全平行于沿着待切割的卷筒的进给路径P的进给方向。这是基于对卷筒锯的各种特征的考虑，这些特征在本说明书并不是所关注的问题并且涉及切割头5和待切割的卷筒L的推进之间的相对运动。
卷筒锯1可以包括通常为电动马达11的马达，所述马达向盘形切割刀片9提供围绕轴线B-B的旋转运动。卷筒锯1还包括通常为电动马达13的另外的马达，所述另外的马达提供切割头5的旋转运动并且特别提供可动单元7围绕轴线A-A的循环运动。
可以通过移动构件获得根据路径P沿着一个或多个进给通道2的卷筒L的进给。在实施例中，移动构件包括连续的柔性构件15(例如链条或带)，其可以由通常为电动马达17的马达所驱动。柔性构件15可以包括推动器16，所述推动器沿着柔性构件15的延伸部以优选规则的间隔布置，以便沿着进给通道推动各单个卷筒L通过切割站3。通常，每个推动器16均在后部处接合单个卷筒L并且沿着进给通道(多个进给通道)16向前推动所述卷筒。在另一个实施例中，能够通过一对相对的带推进卷筒L，所述一对相对的带接合卷筒L的外圆柱形表面。例如，带可以是平带。优选地，带的与卷筒L接合的面可以大致竖直地放置在彼此的顶部上。
有利地，马达11、13和17可以由中央控制单元，例如PLC、微型计算机、PC或其他未示出的单元所控制。
在一些实施例中，对卷筒L的推进可以是间歇性的。在歇止期间，卷筒L被盘形切割刀片9切割。在其他实施例中，推进可以以恒定或变化的速度连续进行。在这种情况下，在沿着进给路径P推进卷筒L而不会发生停止的情况下，可动单元7和/或盘形切割刀片9可以提供有沿着路径P的向前和向后移动，以切割卷筒L。
卷筒锯1包括用于在切割期间保持卷筒L的夹紧装置。在示出的实施例中，对于待切割的卷筒L的每个进给通道2，卷筒锯1包括两个夹紧装置，所述两个夹紧装置用21A和21B表示并且分别放置在用T-T表示的切割平面的上游和下游，而且该切割平面由盘形切割刀片9的平面组成。
夹紧装置21A、21B可以彼此相同或者相对于切割平面T-T对称。在下文中，将描述夹紧装置21A、21B的实施例。由于这些装置基本上相同或对称，因此将仅描述这些装置中的一个的结构，这些装置总体被称为夹紧装置21，并且该描述既可以指夹紧装置21A也可以指夹紧装置21B。在一些实施例中，如从下面的详细描述中将变得显而易见的是，两个夹紧装置21A、21B可以在结构上相同、或对称、或在任何情况下彼此相似，但却被控制成执行彼此略微不同的运动序列。
总体上用21表示的夹紧装置之一的结构在图2、图3和图4中详细示出。图2以根据图1的线II-II的视图示出了夹紧装置21的放大细节。应当理解的是，卷筒锯1可以针对待切割的卷筒L具有一个以上的进给通道2，并且每条通道均包括推进构件15、16。附图标记31表示两个支承表面，所述两个支承表面为待切割的卷筒L和通过切割卷筒L所获得的卷R的每个进给通道2限定了卷筒L和卷R的支承和滑动表面。支承结构呈V形并且在中间平面M-M处、在中心处(即在顶点处)中断，以允许被约束到柔性构件15的推动件16通过。
在图2的图中，在引导件33中引导柔性构件15的上分支，其中还引导推动件16的下端部(其被约束到连续柔性构件15)。
在一些实施例中，滑动件35被承载在轴承结构34上，引导件33可以被约束到所述轴承结构上。滑动件35可以具有平行于待切割的卷筒L的路径P的水平运动。可以由致动器37(例如，电动马达)施加由图3的双箭头f35指示的运动。为了执行根据f35的运动，滑动件35由与轴承结构34集成一体的引导件41(图2中仅可见所述引导件中的一个)引导，与滑动件35集成一体的滑行部39接合到所述引导件。由马达37施加到滑动件35的运动f35可以用于调整夹紧装置21相对于切割平面T-T的位置，所述滑动件形成夹紧装置21的一部分。滑动件35的运动f35也可以有利地以与盘形刀片9的切割运动同步的方式执行，以减少盘形切割刀片9和卷筒L之间的摩擦。事实上，盘形切割刀片9具有圆锥形或双圆锥形形状，即，其具有从切割边缘朝向旋转轴线B-B变化的厚度。因此，盘形切割刀片9切入卷筒L中会使得对制造卷筒L的材料侧向压缩，结果导致盘形切割刀片9与卷筒的材料之间的摩擦力大大增加。该摩擦力就越大，盘形切割刀片9的磨损程度越高，即其直径变得越小，所述直径在使用期间由于频繁的磨锐操作而减小。
通过为至少且优选地为两个夹紧装置21A、21B提供沿着进给路径P平行于卷筒L的进给方向的运动f35，能够在切割期间使两个夹紧装置21A、21B彼此远离地移动，即，当盘形切割刀片9切入卷筒L时，使制成卷筒L的材料的两个面远离彼此以及远离切割刀片9的相对两面移动。这有效地减少了由卷筒L的材料施加在盘形切割刀片9上的压力。两个夹紧装置21A、21B的往复的分开和接近运动可以根据盘形切割刀片9的直径来调整。由于如所示那样盘形切割刀片9具有变化的厚度，即在切割边缘上厚度最小而在旋转轴线B-B附近厚度最大，因此两个夹紧装置21A、21B的相互远离行程可以随着盘形切割刀片9的磨损程度增大(即，盘形切割刀片9切入卷筒L以对其进行切割的部分的厚度增大)而增大。
两个块体43、44与滑动件35集成为一体，所述两个块体相对于中间平面M-M对称并且在图4的示意性放大图和去除了部件的情况下可见细节。每个块体43、44均具有大致平坦的上表面43.1、44.1。块体43、44的两个上表面43.1和44.1形成卷筒L和卷R的支承和滑动表面，所述支承和滑动表面与由支承平面31所形成的支承和滑动表面对齐。每个块体43、44还形成凹圆柱形表面43.2、44.2，所述凹圆柱形表面限定用于柔性构件45的相应端部的引导件。柔性构件45可以由开放的，即非连续的带形成，其包括第一端部45.1和第二端部45.2。柔性构件45按照远大于180°、优选略小于360°的圆周弧布置，即，沿着中间平面M-M形成几乎封闭的圆周，但是在下部区域中具有中断部，这允许推动器16通过。例如，由柔性构件45形成的圆周弧可以具有大于300°的延伸，优选地具有大于320°或甚至大于330°的延伸。例如，所述圆周弧可以具有介于320°和355°之间、优选地介于大约330°和大约355°之间的延伸。以这种方式，柔性构件45形成用于待切割的卷筒L的下部支承件，并且在卷筒的几乎整个周向延伸部上围绕该卷筒施加径向夹紧力，这与现有技术装置中发生的情况相反，在现有技术装置中，带仅在大约180°的弧上缠绕待切割的卷筒的上部，并且将卷筒压靠在下面的可交换托架上，以在托架和皮带之间获得卷筒的夹紧，所述可交换托架构成卷筒的引导构件和相对表面。
如从装置的操作的描述中将变得显而易见，实际上，由于连续的柔性构件45围绕卷筒L形成环，因此柔性构件45包围卷筒本身，在内表面45.3与卷筒相接触的情况下将所述柔性构件收紧并且将其锁定。
柔性构件45的两个端部45.1、45.2在块体43、44的上表面43.1、44.1下方延伸，并且配合到限定在相应的凹圆柱形表面43.2、44.2与相应轮47、49之间的相应的引导通道中，所述轮可围绕平行于卷筒L的进给路径P的水平轴线47A、49A旋转。轮47、49尤其在图4的细节中可见。轮47、49与相应的旋转构件一起形成两个张紧和释放装置，用于延长和缩短柔性构件的这样的部分，所述部分形成由柔性构件45形成的圆周弧。如将在下面所述，张紧和释放构件适于执行对称运动，使得柔性构件在中间平面M-M的两侧上延伸或缩短相等的长度。基本上，在所示实施例中，两个轮47、49沿相反的方向(即，一个顺时针而另一个逆时针)旋转相同的程度，即旋转相同的度数。这样，柔性构件45的形成所述圆周弧的部分的半径增大或减小，从而将其中点保持在中间平面M-M上。
轮47、49构成柔性构件45的张紧和释放装置，如下文所阐明。
柔性构件45包括内表面45.3和外表面45.4。内表面45.3限定了由柔性构件45所形成的圆周弧的内弧面，而外表面45.4限定了由柔性构件45所形成的圆周弧的外弧面。内表面45.3是与待切割的卷筒相接触的接触表面，并且如从下面的描述中将显而易见的是，所述内表面直接对卷筒施加夹紧力，而无需在柔性构件45和卷筒L的圆柱形外表面之间插置元件。
在实施例中，齿部45.5形成在柔性构件45的外表面45.4上，所述齿部包括依序布置的多个齿。齿部45.5可以仅在柔性构件45的一部分上延伸，即，沿着从每个端部45.1、45.2开始的部分延伸。然而，优选地，齿部在柔性构件45的整个纵向延伸部上延伸，即从第一端部45.1延伸到第二端部45.2。这样，柔性构件45可以由市售可获得的齿形带构成。
当柔性构件45的外表面45.3设置有齿部45.5时，轮47、49也带有齿，其中齿47.1、49.1与邻近柔性构件45的端部45.1、45.2的两个终端部分的齿部45.6相啮合。在实践中，凭借凹圆柱形引导表面43.2、44.2和带齿轮47、49，柔性构件45的端部45.1、45.2与带齿轮47、49的齿47.1、49.1相啮合。柔性构件45的这些端部45.1、45.2基本上分别插入由第一带齿轮47和凹圆柱形表面43.2限定的以及由第二带齿轮49和凹圆柱形表面44.2限定的引导通道中。
带齿轮47、49沿不一致方向的旋转使得柔性构件45的圆周弧的形成上覆于块体43、44的表面43.1、44.1上的部分变长或缩短。
由于由柔性构件45所形成的圆周弧几乎完全围绕沿着卷筒锯1的路径P推进的卷筒L、从而通过作用在带齿轮47、49上并且使得所述带齿轮沿不一致的方向旋转(即，一个沿着顺时针方向，而另一个沿着逆时针方向)，因此能够围绕卷筒或卷L张紧和释放柔性构件45，其目的将在稍后对夹紧装置21的操作的描述中变得显而易见。
带齿轮47、49的旋转由致动器51(例如，电动马达，特别是在图2和图3中示出)施加。马达51的运动被传递到带53，优选地传递到齿形带，所述带被引导围绕以惰轮形式支承在滑动件35上的齿形带轮55、57、59。带轮57与带轮61同轴。优选地，围绕带轮61引导标记为66的带(优选地为齿形带)，所述带使得与带齿轮49同轴且刚性连接到带齿轮49的带轮65运动。
实际上，上述的带和带轮53-66的系统将旋转运动从致动器51传递到两个带齿轮47、49，以使得两个带齿轮执行相等但方向相反的旋转。
在一些实施例中，枢转臂71、72被支承在滑动件35上，所述滑动件围绕水平轴线75、76铰接，所述水平轴线平行于卷筒L的进给路径P。在远端处，枢转臂71、72承载相应的辊73、74，所述辊适于形成用于柔性构件45的外部支承件。枢转臂71、72由致动器(例如，气缸-活塞致动器78、79)控制，以交替地处于非活动位置和活动位置。实际上，两个臂71、73始终被定位在相对于中间平面M-M对称的位置中。然而，在图2中，枢转臂71被示出处于远离柔性构件45的非活动位置，而枢转臂72被示出处于活动位置、其中相应的辊74搁置在柔性构件的外表面45.4上。
辊73、74在切割卷筒L期间构成对柔性构件45的辅助支承件。在一些情况下，可以省略辊73、74。如果存在的话，所述辊可以始终被带入活动位置中，或者仅在必要时(例如用于在切割特别大直径的卷筒时)被带入活动位置中。
在滑动件35上还存在相对于滑动件35固定的被支承的引导装置81，控制机构83在所述滑动件上根据双箭头f83以竖直运动滑动。控制机构83包括可动元件，所述可动元件包括立柱83.1，连接到柔性构件45的横向元件83A与所述立柱集成为一体。立柱83.1和横向元件83A形成根据双箭头f83移动的可动元件，以用于下述目的。
控制机构83的运动，更具体地由立柱83.1和横向元件83A形成的可动元件的运动由致动器85(例如，电动马达)控制。在所示实施例中，通过包括曲柄87和连杆89的传动装置将运动从致动器85传递到可动元件83.1、83A。在其他实施例中，可以由线性马达而非旋转马达将运动传递到控制机构83，从而省略了连杆-曲柄传动装置。
在示出的实施例中，如图3中可见，引导装置81包括梁81A，所述梁可以与滑动件35集成为一体并且承载滑行部81B。滑行部81B接合在与控制机构83集成为一体、更准确地与立柱83.1集成为一体的引导件84上，并且所述滑行部沿竖直方向延伸。
在该实施例中，控制机构83的立柱83.1具有竖直延伸部并且在顶部处以横向元件83A终止，所述横向元件刚性地连接至立柱83.1，所述横向元件延伸直至中间平面M-M，其中控制机构83的横向元件83A的远端被约束在柔性构件45的上部中间锚固点89中。上部中间锚固点89基本上位于中间平面M-M上。
两个夹紧装置21A、21B中的每一个的柔性构件45用于在切割期间侧向阻挡卷筒L并且允许在一次切割与下一次切割之间推进卷筒L。柔性构件45还适于允许排出由切割卷筒L所获得的卷R以及插入依次连续的卷筒L。
此外，上述布置允许调整两个夹紧装置21A、21A的每个柔性构件45的直径以适配不同直径的卷材L。
总之，通过作用在带齿轮47、49上，能够增加和减少柔性构件45的一部分的长度，所述部分形成卷筒L推进所经过的略小于360°的弧。锚固点89可以通过控制机构83且更具体地通过立柱83.1以及相关的横向元件83A的运动f83而向上和向下移动。
上述运动的第一个目的是使得由每个柔性构件45所形成的弧的尺寸适配待切割的卷筒L的直径。因此，可以利用控制面板的简单指令快速地调整夹紧装置以适应待切割的卷筒的甚至迥然不同的直径。通过作用于致动器51和85获得这种调整。与现有技术的装置中发生的情况相反，能够调整夹紧装置以适配不同直径、甚至相对较大范围内的直径的卷筒，而同时又不需要更换机械构件，例如更换支承和滑动托架。
如将参考图5和图6的顺序所述，由致动器51、85所施加的运动还使得能够在切割卷筒L期间稍微修改由柔性构件45形成的弧的尺寸，以有助于以下操作：将待切割的新卷筒L插入通过圆弧；在一次切割与下一次切割之间逐步推进卷筒L；排出被切割的卷R。
在图5的(A)至图5的(H)中示意性示出了夹紧装置21A、21B可能的操作顺序。在该顺序中，以与图2和图3所示的构造性实施例相比略微不同的方式示意性示出控制机构83及其致动和引导系统，这是为了简化图像表示并且表明这些构件也可以采用与图2和图3所示的构型不同的构型。更具体地，在图5的(A)至5的(H)的示意性表示中，控制机构83被示出为与杆(其提供有由致动器85控制的竖直运动f83)集成为一体。附图标记86表示编码器或其他位置传感器，其检测控制机构83的位置。
在图5的(A)至图5的(H)的顺序所指的实施例中，两个夹紧装置21A、21B以相同的方式移动，并且因此这些图可以无差别地指代两个夹紧装置21A、21B中的一个或另一个，这就是为什么在这些图中夹紧装置总体用21表示。
图5的(A)至图5的(H)的顺序示出了在引入待切割的新卷筒L的步骤中和在实施切割的步骤中由夹紧装置21所实施的运动。
首先，借助于致动器51和85的适当运动，已经调整由柔性构件45所形成的弧的尺寸以适配待切割的卷筒L的直径。
图5的(A)示出了夹紧装置21准备接收待切割的新卷筒L的步骤。在该图中，控制机构83升高(箭头f83)，以使锚固点89移动远离沿着进给路径的卷筒L的支承和滑动表面。带齿轮47、49沿所示方向旋转，以增加柔性构件45的部分(所述部分形成上覆于块体43、44上的弧)的长度。实际上，柔性构件45的上覆于块体43、44上的所述部分大致按照圆周弧布置，所述圆周弧的直径稍大于必须插入通过弧本身的卷筒的直径。
在图5的(B)中，卷筒L已经插入通过由两个夹紧装置21A、21B的每个柔性构件45所形成的弧。该图示出了卷筒L的直径和由柔性构件45形成的弧的直径之间的差异。通过插入卷筒L将所述卷筒带入切割位置中，其中待由旋转的盘形刀片9切割的部分被定位在两个夹紧装置之间。
在下一步骤中，如图5的(C)所示，控制机构83按照箭头f83下降，并且带齿轮47、49收回柔性构件45的多余长度，从而使柔性构件45所形成的弧的直径减小。在该操作结束时，由柔性构件45形成的弧的直径(并且更精确地，所述弧的内径)近似等于卷筒L的直径。
如图5的(D)所示，在切割卷筒L之前，将卷筒L拉紧，由此作用在带齿轮47、49上，以阻挡卷筒L，从而防止所述卷筒在盘形切割刀片9的推力作用下侧向移动。
图5的(E)示出了切割步骤，其中盘形切割刀片9(以虚线表示)经过两个夹紧装置21A、21B之间切入卷筒L。
在下面的图5的(F)中，两个带齿轮47、49旋转，以便稍微松开相应的柔性构件45，使得可以推进卷筒L和已切割的卷R通过由两个夹紧装置21A、21B的柔性构件45形成的两个弧。切割后的卷R从卷筒锯中排出，而卷筒L则被重新定位以用于下一次切割。
在图5的(G)中，带齿轮47、49旋转以再次围绕卷筒L张紧相应的柔性构件45。
在图5的(H)中，对卷筒实施新的切割，而在图5的(I)中，带齿轮47、49再次松开柔性构件45，并且控制机构83上升(箭头f83)，以加宽由柔性构件45形成的弧并且有助于引入新的卷筒，与此同时从卷筒锯排出最后的卷筒(以及任何的尾部修剪部分)。
实际上，重复从图5的(D)到图5的(H)的顺序，直到卷筒L被完全切割为止。在卷筒L上进行的切割的次数是可变的并且取决于卷筒L的长度和待生产的卷R的长度两者。第一次切割和最后一次切割可以用于消除卷筒的头部和尾部的修剪部分。
图6和图7示出了这样的实施例中的两个夹紧装置21A、21B的操作顺序，在该实施例中两个夹紧装置实施相对于彼此稍微不同的运动。这两个夹紧装置基本上相同或相互对称，但相对于参照以上图1至图5描述的装置21、21A、21B略有不同。
事实上，在图6和图7示意性示出的实施例中，横向元件83A没有刚性地连接到控制机构83的立柱83.1，而是在101处铰接到立柱83.1，以执行由致动器103控制的围绕铰链101的枢转运动。以这种方式，能够在各个切割步骤期间仅移动横向元件83A，并且能够仅在排出最后切割的卷筒以及插入新的卷筒期间升高和降低整个控制机构83，以将夹紧装置21A、21B调整到期望的直径以及可能地打开和关闭夹紧装置21A，21B。
图6的(A)至图6的(H)的顺序示出了由位于切割平面的上游的夹紧装置21A的各个部件所实施的运动，旋转的盘形切割刀片9在所述切割平面上移动。图7的(A)至图7的(H)的顺序示出了由位于旋转的盘形切割刀片9在其上移动的所述切割平面的上游的夹紧装置21A的各个部件所实施的运动。
首先参考图6的(A)至图6的(H)的顺序，在图6的(A)中，装置21A正准备接收待切割的新卷筒L。整个控制机构83被升高，同时横向元件83A处于沿逆时针方向的最大旋转位置并且由致动器103(例如，气缸-活塞致动器)保持在该位置中。
新的卷筒L被插入到由柔性构件45形成的弧中，如图6的(B)所示，并且横向元件83A(按照f83A旋转)和带齿轮47、49的组合运动使柔性构件45所形成的弧变窄，直到其与新的卷筒L接触为止，参见图6的(C)。
此时，实施将卷筒L按照顺序切割成卷R的操作，其中，仅通过带齿轮47、49进行柔性构件45的张紧和松开运动，与此同时横向元件83A和整个控制装置机构83保持基本静止。在图6的(D)中，执行利用轮47、49的旋转的张紧；在图6的(E)中，执行切割，参见虚线所示的刀片9；图6的(F)中，松开柔性构件45，以使卷筒L向前滑动；在图6的(G)中，进行了第二次切割。
图7的(A)至图7的(G)示出了夹紧装置21B的相同构件和部件在上述的且示出在图6的(A)至图6的(G)中的相同步骤中的运动。两个顺序之间的差异涉及步骤(F)。在位于切割平面T-T的下游处的夹紧装置21B中，在一次切割与下一次切割之间[在图7的(E)与图7的(G)之间]，横向元件83A被升高以有助于排出已切割的卷R。

Claims (22)

1.一种夹紧装置(21A，21B)，所述夹紧装置用于在卷筒锯(1)中进行切割期间夹紧幅材的卷筒(L)，所述夹紧装置包括：
柔性构件(45)，所述柔性构件大致按照圆周弧延伸，所述圆周弧在位于待切割的卷筒(L)的支承和滑动表面(31，43.1，43.2)处的底部处开口；其中，所述柔性构件(45)包括第一端部(45.1)、第二端部(45.2)、限定所述圆周弧的内弧面的内表面(45.3)以及限定所述圆周弧的外弧面的外表面(45.4)；
致动器构件(47，49，51)，其用于围绕所述待切割的卷筒(L)夹紧以及释放所述柔性构件(45)，所述待切割的卷筒沿着进给路径前进穿过由所述柔性构件所限定的所述圆周弧；
其中，所述致动器构件包括所述柔性构件(45)的第一张紧和释放装置(47)以及所述柔性构件(45)的第二张紧和释放装置(49)；其中，所述第一张紧和释放装置(47)和所述第二张紧和释放装置(49)适于分别接合所述柔性构件(45)的所述第一端部(45.1)和所述第二端部(45.2)，并且适于通过加长和缩短所述柔性构件(45)的部分而增大和减小所述圆周弧的半径，所述部分在所述第一张紧和释放装置(47)与所述第二张紧和释放装置(49)之间延伸并且形成所述圆周弧。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置(21A，21B，21)，其中，所述柔性构件(45)按照延伸超过180°、优选地超过300°、并且更优选超过330°的圆周弧布置，从而形成用于所述待切割的卷筒的下部支承表面。
3.根据权利要求1、2或3所述的夹紧装置(21A，21B，21)，其中，所述第一张紧和释放装置和所述第二张紧和释放装置配置成执行对称运动。
4.根据权利要求1或2或3所述的夹紧装置(21A，21B，21)，其中，控制机构(83)被约束到所述柔性构件(45)的上部中间锚固点(89)，所述上部中间锚固点与所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(31，43.1，43.2)相对；并且其中，所述控制机构(83)适于控制所述锚固点(89)朝向和远离所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(31，43.1，43.2)的运动。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的夹紧装置(21A，21B，21)，其中，至少在所述第一端部(45.1)和所述第二端部(45.2)附近，所述柔性构件(45)包括在其外表面(45.4)上的齿部(45.5)。
6.根据权利要求5所述的夹紧装置(21，21A，21B)，其中，所述第一张紧和释放装置(47)包括第一带齿轮，所述第一带齿轮与所述柔性构件(45)的所述第一端部(45.1)附近的所述齿部(45.5)相啮合，所述第二张紧和释放装置包括第二带齿轮(49)，所述第二带齿轮与所述柔性构件(45)的所述第二端部(45.2)附近的所述齿部(45.5)相啮合。
7.根据权利要求6所述的夹紧装置(21，21A，21B)，其中：
所述柔性构件(45)的所述第一端部(5.1)在所述第一带齿轮(47)和第一引导件(43.2)之间延伸，所述第一引导件围绕所述第一带齿轮(47)延伸并且配置成保持所述柔性构件(45)的所述第一端部(45.1)的所述齿部(45.5)与所述第一带齿轮(47)相啮合；
所述柔性构件(45)的所述第二端部(45.2)在所述第二带齿轮(49)和第二引导件(44.2)之间延伸，所述第二引导件围绕所述第二带齿轮(49)延伸并且配置成保持所述柔性构件(45)的所述第二端部(45.2)的所述齿部(45.5)与所述第二带齿轮(49)相啮合；和
所述卷筒的所述支承和滑动表面(31，43.1，43.2)至少部分地布置在所述第一带齿轮(47)和所述第二带齿轮(49)之间。
8.根据权利要求7所述的夹紧装置，其中：
所述第一引导件(43.2)包括第一凹表面，所述第一凹表面围绕所述第一带齿轮(47)延伸并且与所述第一带齿轮(47)一起限定所述柔性构件(45)的所述第一端部(43.2)的第一引导通道；
所述第二引导件(44.2)包括第二凹表面，所述第二凹表面围绕所述第二带齿轮(47)延伸并且与所述第二带齿轮一起限定所述柔性构件(45)的所述第二端部(45.2)的第二引导通道；以及
所述卷筒的所述支承和滑动面至少部分地布置在所述第一凹表面和所述第二凹表面之间。
9.根据权利要求7或8所述的夹紧装置(21，21A，21B)，其中，所述第一引导件和所述第二引导件至少部分地形成所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(43.1，45.1)。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的夹紧装置(21，21A，21B)，其中，所述控制机构(83)包括：
移动元件(83A)，所述移动元件在所述锚固点(89)中被约束到所述柔性构件并且提供有朝向和远离所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(31，43.1，44.1)的运动；和
第一致动器(85)，所述第一致动器适于控制朝向和远离所述支承和滑动表面的所述运动。
11.根据权利要求10所述的夹紧装置(21；21A，21B)，其中，所述移动元件包括大致竖直的立柱(83.1)，所述立柱定位于所述柔性构件(45)的侧部处并且相对于所述支承和滑动表面(43.1，44.1)能够竖直移动。
12.根据权利要求11所述的夹紧装置(21；21A，21B)，其中，竖直的立柱(83.1)在所述第一致动器(85)的控制下被控制为竖直移动。
13.根据权利要求12所述的夹紧装置(21；21A，21B)，其中，所述立柱(83.1)与位置传感器(86)相关联，所述位置传感器用来检测所述立柱(83.1)在竖直方向上的位置。
14.根据权利要求9至11中的一项或多项所述的夹紧装置(21；21A，21B)，其中，所述横向元件(83A)可动地连接至所述柔性构件(45)。
15.根据权利要求14所述的夹紧装置(21；21A，21B)，所述夹紧装置包括另外的致动器(103)，以使得所述横向元件(83A)相对于所述立柱(83.1)移动，所述横向元件(83A)相对于所述立柱(83.1)的所述移动引起所述锚固点(89)朝向和远离所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(43.1，44.1)的运动。
16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的夹紧装置(21；21A，21B)，其中，所述致动器构件包括与所述第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(47)之间的至少一者相关联的至少一个致动器(51)，以张紧所述柔性构件；其中优选地单个致动器(51)同时控制所述第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(49)。
17.一种用于切割幅材的卷筒(L)的卷筒锯(1)；其中，所述卷筒锯包括：
待切割的卷筒(L)的进给路径(P)；
推进构件(15、17)，其用于沿着所述进给路径(P)推进所述卷筒(R)；
刀片(9)，所述刀片沿着相对于所述进给路径(P)横向的切割轨迹进行循环运动，以将每个卷筒(L)切割成轴向尺寸小于所述卷筒(L)的轴向尺寸的卷(R)；
至少第一根据前述权利要求中的一项或多项所述的夹紧装置(21，21A，21B)，第一夹紧装置邻近所述切割轨迹。
18.根据权利要求17所述的卷筒锯(1)，所述卷筒锯包括邻近所述切割轨迹的第二根据权利要求1至16中的一项或多项所述的夹紧装置(21，21A，21B)；其中，第一夹紧装置(21A)和第二夹紧装置(21B)沿着所述进给路径(P)相对于所述卷筒(L)的推进方向分别布置在所述切割轨迹的上游和下游。
19.一种用于利用根据权利要求17或18所述的卷筒锯来切割幅材的卷筒的方法；其中，所述方法包括以下步骤：
a)沿着所述进给路径(P)推进待切割的卷筒(L)并且相对于所述切割轨迹定位所述卷筒；
b)通过借助于所述第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(49)中的至少一者张紧所述柔性构件(45)来夹紧所述待切割的卷筒(L)；
c)借助于切割刀片(9)切割所述卷筒(9)；
d)通过释放所述第一张紧和释放装置(47)和所述第二张紧和释放装置(49)中的至少一者来释放围绕所述卷筒(L)的所述柔性构件(45)；
e)将所述待切割的卷筒(L)推进一步，排出已切割的卷(R)并且相对于所述切割轨迹重新定位所述待切割的卷筒；
f)重复步骤a)至e)。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，通过借助于所述第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(49)的对称作用来执行夹紧所述待切割的卷筒和释放所述柔性构件(45)的步骤。
21.根据权利要求19或20所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在切割卷筒(L)结束时，借助于所述第一张紧和释放装置(47)和第二张紧和释放装置(49)来释放所述柔性构件(45)，从而相对于所述待切割的卷筒的直径增加由所述柔性构件(45)形成的圆周弧的直径；
将待切割的新卷筒(L)插入到由所述柔性构件(45)限定的所述圆周弧中；
减小由所述柔性构件(45)限定的所述圆周弧的直径。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，通过增加由所述柔性构件(45)形成的所述圆周弧的直径来释放所述柔性构件(45)的步骤包括使所述控制机构(83)锚固到所述柔性构件(45)的所述锚固点(89)移动远离所述卷筒(L)的所述支承和滑动表面(43.1，44.1)的步骤；并且其中，减小由所述柔性构件(45)限定的所述圆周弧的直径的步骤包括使所述控制机构(83)锚固到所述柔性构件(45)的所述锚固点(89)朝向所述支承和滑动表面(43.1，44.1)移动的步骤。
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