TW490429B - Winding system and method of transferring winding of web - Google Patents

Description

490429 _案號 89106625 五、發明說明（1) _月 日____修正 技術範圍 本發明係關於滾軸捲繞機。具體言之，本發明係關於具 有在心體間轉移之改良捲繞物的滚轴捲繞機。 a 發明之背景 大多數已知滚轴捲繞機在空氣中切割捲繞物而非在一鼓 上。此種捲繞機係由F u j i Te kk 〇製造。當刀切割時，其迫 使捲繞物抵靠一新心體。然而，因捲繞物尾部不受支^， 故捲繞物，尤其薄捲繞物，將不平穩抵靠機心體且在&層 立7等人之美國專利4,7 75,1 1 0敘述一種捲繞系統

八甲便用硬雜的切割系統以切斷捲繞物。一 線將捲繞物打子丨日M Mu /一沒J ^ 卜 J札且捲繞物被停止灯進而切斷。切割不在線 路上進行可用一熱鋼絲作為一切割器，並將直空用在進 饋鼓以^定捲繞物。 一 f $ Μ捲繞物捲繞環繞大滾轴或鼓之某些連續高速滾軸 捲繞機’轉移捲繞物至位於鼓之一捲收心軸。在一系統 ^ 繞的動作僅係利用將捲收心轴移動抵靠及脫離旋轉

j的方式^ —捲收心軸轉移至另一捲收心軸。然而，此點 =要精確定時。當自第一捲收心轴轉移至第二捲收心軸 日$ ’第二捲收心軸必須在切割端部到達之前抬離旋轉鼓。 如此/捲繞在第一捲收心轴之捲繞物的最後部份不受控制 且必須防止其起縐。當自第二轉移至第一捲收心軸時，第 一捲收心轴必須在切割端部到達之前移離旋轉鼓。然後， 將捲繞物剝離其在第二捲收心轴上之心體，同時防止其起

490429 _案號89106625_年月 s 〆修是_ 五、發明說明（2)

Stahlkontor Maschinenbau GmbH製造之滾軸捲繞機僅 在一捲收位置捲繞捲繞物。捲繞物、鼓及捲繞物捲收滾轴 均停止，使捲繞物在鼓之前被切割切割後，鼓及捲繞物 捲恢復旋轉而捲繞捲繞物尾部，然而進入的捲繞物仍保持 停止。然後，捲繞物捲被卸下，並裝上一空的心體。最 後，捲繞機開始捲繞新心體。此捲繞機不切割並將捲繞物 在製程中轉移。如果使用捲繞機在一連續捲繞物製造結束 時繼續使用時，需有一累積器接收在切割及轉移中進入之 捲繞物，且捲繞物速度限定於6 0公尺/分鐘以防止張力問 題。另外，Stahlkontor公司之機器在捲繞物接觸鼓之前 切割捲繞物，使捲繞物易於起縐。 授予Perini之美國專利4, 487, 377之回捲繞機中，捲繞 物經切割後，容許捲繞物之前方邊緣向後脫離主捲繞鼓。 此向後摺疊部份隨後黏著於一心體上而開始捲繞另一捲。 其未揭示捲繞物之開始部份向後折摺之功能。 授予Volin之美國專利5, 346, 150於切割及捲繞機轉移作 業中在鼓表面上之捲繞物切割端部間產生一間隙。捲繞物 在切割及轉移過程中一直受到支撐。此一情況使捲繞機在 137· 2公尺/分鐘（ 45 0呎/分鐘）之速度或更高之速度切割製 程中之捲繞物。此一情況亦容許於鼓上捲繞及切割捲繞物 而不產生捲繞物縐紋。此種系統使用二獨立捲收心轴使捲 繞物能交替捲繞於其上。 圖式之簡單說明 圖1、2及3為本發明之捲繞系統之順序概略圖。 圖4為圖2之一放大部份，顯示間隙。

O:\63\63728.ptc 第6頁 490429 年 曰 修正 _案號 89106625 五、發明說明（3) 圖5為本發明之一種變體之概略圖。 主要元 件 符 號說明 10 捲 繞 系 統 12 捲 繞 物 14 心 體 16 滾 子 18 滾 子 20 張 力 感 測器 22 惰 輪 滚 子 24 旋 轉 鼓 26 表 面 28 托 架 滚 輪 30 托 架 滾 輪臂 32 刀 34 刀 輪 36 切 割 端 38 調 整 片 40 滾 軸 42 臂（或極轉桿） 44 間 隙 48 孔 '49 通 道 50 真 空 源 52 調 整 桿 54 第 二 臂 56 流 體 缸 58 離 合 裝 置

詳細說明

本發明為例如膠黏帶之捲繞物滾轴捲繞機，僅具有一單 站而能達成連續捲繞物速度捲繞及轉移。自一完成捲繞之 捲軸轉移至一新心轴，不需要停止捲繞物且僅需一單站。 以往，滾軸式捲繞機需有二或多個捲繞站以達成連續作 業。僅有單一捲繞站之已知滾轴捲繞機需要長時間停止捲 繞物（至少5秒鐘）以將捲繞轉移至一新滾軸。本發明減少 連續滾轴捲繞器之複雜性。 本發明將用以提供較低捲繞物速度用途之連續捲繞物滾 軸捲繞設備，例如速度低於137. 2公尺/分鐘（ 4 50呎/分鐘）

O:\63\63728.ptc 第7頁 490429 __案號-MP6625__年月日 倏正___ 五、發明說明（4) 者。此減少捲繞機複雜性之情況擴大3 Μ發展之，，後方空隙，， 式滾轴捲繞機（5兑明於1 5 0專利中）之用途。由於其極快速 之周期時間’本發明亦極適於極短產品長度之滾轴。 示於圖1之本發明之捲繞系統丨〇能用於大多數已知之帶 子。捲繞物1 2經處理後，在一捲繞站纏繞於一心體丨4上。 捲繞系統1 0包括一”後方間隙機構”（包括一滾子丨8，一惰 轉滚子22及一臂42，如下文所述），且容許在過程中將捲 繞物1 2於各心體1 4之間轉移。系統丨〇包括無數滾子丨6，圖 中示有其中之一，可為惰轉滾子或從動滚子。捲繞系統j 〇 亦包括供捲繞物1 2行進之一固定間隙滾子丨8 (可視需要使 用）。滾子18可展平捲繞物12並在捲繞物12進入一旋轉鼓 2 4 ^前消除縐紋。一張力感測器2 〇可安裝於一滾丨6上，以 測畺捲繞物張力及調整鼓2 4之速度以保持一設定之張力。 另一種方式是，張力感測器可設於任何其他位置，例如滾 子2 2上。捲繞物1 2隨後進入位於滾子1 8下游之一可收回之 主間隙滾子或惰轉滾子2 2。惰轉滾子2 2可在以滾子1 8為中 心之半徑上樞動。惰轉滾子2 2及滾子1 8可具有相同直徑及 相同圓周。 旋轉鼓2 4位於惰轉滾子2 2下游，使捲繞物1 2通過惰轉滾 子22後緊密接觸旋轉鼓24之表面26之一部份。旋轉鼓242 有用氨基曱酸酯橡膠或牢固支撐捲繞物12之其他材料覆^ 之外表面2 6，使得當刀穿過捲繞物1 2時，切割刀將穿過捲 繞物1 2。鼓表面2 6可為鋼材或其他硬質材料，只要刀進行 被精確控制而避免刀損傷。表面26亦可具有接合刀之一狹 小槽’使槽之邊緣能支撐接近切割處之捲繞物，同時在槽

O:\63\63728.ptc 第8頁 外列429 -----案號89106625_年月 日 條正 五、發明說明（5) 之邊緣間之開放空間中實際進行切割。當捲繞物丨2捲繞鼓 24時’該捲繞物12可具有大致上向外之一膠黏面。 —對托架滾輪28支撐並保持心體14抵靠在旋轉鼓24之表 面_26上。托架滾輪28可在心體14接觸旋轉鼓24之第一位置 (不於圖1 )與離開旋轉鼓2 4 (示於圖3)之第二位置之間移 動丄以容許在第一心體1 4上之滾軸4 0由捲繞站被移開，例 如藉重力行之，並容許第二心體置於旋轉鼓2 4。此點於下 文中討論。托架滾輪28可被安裝於在第一及第二位置間移 動之 托架滾輪臂3 0上。圖中所示之臂係在樞動中，但平 =及其他運動亦可行。另一種方式，托架滾輪28可安裝於 ;月動器或其他裝置上。 臂^圖5、所^不，第二臂54可藉一流體缸56連接於托架滾輪 ，以定位及施加力於托架滾輪臂3 〇及移動托架滾輪方 劈^與第二位置之間。此項配置能提供迅速定位托架滾秦 y =而之較大的力，及能提供保持心體1 4在捲動中抵穿 疑轉鼓24之可控制之較小的力。

^ ft要，第二臂54亦可藉一離合裝置58以及流體缸56而 托架滾輪臂30。離合器裝置58能在不承載與再承載 %中在托架滾輪臂3 〇與第二臂5 4之間提供一剛性連 :ΐ第二臂5 4之位置控制托架滾輪臂3 〇之位置。在該捲 ，4 ^ 間，能容許離合器在二臂3 0、5 4之間運動，故流 月&施加一預定力於托架滾輪臂3 〇及托架滾輪2 8。 :切割刀32位於托架滾輪之上游，並在捲繞物12捲繞鼓 割捲繞物12。刀可安裝於一旋轉輪34上。刀32在該 疋s 2 4上切割捲繞物1 2，該鼓經由一内部真空裝置保持

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五、發明制（"^ 切捲繞物1 2之割端部以防止發 捲繞物1 2之最少一切割末端3 6 加能在製程中實施，此等作業 序，故滾軸4 0能在線上捲繞且 行。 惰轉滾2 2安裝於在滾子1 8中 子2 2由進行捲繞之第一位置樞 鼓2 4之間間隙（亦稱為通過線） 之切割端部3 6間產生間隙。在 即槐轉以加長該通過線，使捲 上滑動，並在捲繞物1 2之切割 子22藉一指標機構（未示）而樞 或一電磁驅動裝置’以使槐轉 旋轉鼓2 4在其表面上包括一 源50連接。鼓24可為中空，如 各孔48至真空源50之通道49， 空方法均可採用。真空源5 0提 間之摩擦，並在捲繞過程中保 上。該真空能藉任何已知方法 繞物1 2與鼓2 4間之摩擦在不同 1 2在鼓24表面上滑動時，摩擦 樞轉惰滾子2 2而在旋轉鼓表面 轉鼓24上捲繞物1 2之滑動力以 轉鼓24表面26上之真空可為定 易於伸長之乙烯捲繞物時，可 王積絞。可將一調整片加在 上。捲繞物切割及調整片施 可進行而不必停止捲繞程 在機器速度持續的基礎下進 心上樞轉之一臂42。 轉至加長惰轉滚子22與旋轉 之第二位置，以在捲繞物1 2 捲繞物1 2切割後，惰轉輪2 2 繞物12在旋轉鼓24之表面26 末端間產生間隙4 4。惰轉滾 轉，此機構可為一機械凸輪 速度為線速度之一函數。 系列孔4 8，此等孔與一真空 圖1所示，或可為具有連接 如圖2及3所示。任何抽成真 供增加捲繞物12與旋轉鼓24 持捲繞物1 2緊貼在旋轉鼓2 4 而變化，故在系統操作中捲 位置皆可變化之。當捲繞物 可能會減少。當捲繞物丨2藉 2 6上滑動時，真空5 〇控制旋 維持一恆定線張力。加於旋 值。另一種方式，例如捲繞 施加一可變之真空。當增加

H9II

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號 8910662R 發明說明（7) 間隙時，使用一低真空力以防止伸長， 環之剩餘部份，使用較高真空力， 二=2，在該循 間之接觸。 1乐待振繞物1 2與鼓2 4 捲繞系統1 0之操作如下。如圖1所 產生用以保拄柘士七 ^咕士 n 备拉力感測器2 0 座玍7以保持拉力之一信號時，捲繞物丨2 18。在捲繞物12以其黏合面（若有向外之i人先= J ^ # Ii24 ^ ^# ^ ^12 it 5lJ ^ ^ l ^ 1’;萨黏著：ί ΐ捲繞物1 2黏著於鼓表面24並容許捲繞： = : =體。利用非黏著性捲繞物將黏著性轉 移至U體可猎由直接將黏膠施加在心體上而達成。當旋轉 旋轉而將捲繞物12送進心體14上時，捲繞物緊密接觸 豉24。（如果黏著劑對向鼓表面26時，鼓表面在正常作業 中可為一非黏性面以便捲繞物1 2自鼓2 4移出。）。 ' 捲繞物1 2在捲繞站開始捲繞第一心體。當捲繞第一心體 14時，心體14之位置緊靠旋轉鼓24。當第一心體完成所需 之捲繞物1 2長度時，刀輪3 4即以相等於旋轉鼓2 4之表面速 度之表面速度旋轉。刀輪34能藉以機械式或電磁式連接於 妓24之一刀驅動器（未示）予以旋轉。當一預定長度捲繞物 1 2已捲繞後，刀驅動器可加以引動。刀輪3 4與鼓2 4間之中 心間隙可加以改變，以調整刀進入鼓2 4之氨基曱酸乙醋覆 蓋層之深度。 刀輪3 4旋轉並到達捲繞物丨2時，刀3 2之切割緣接觸捲繞 物1 2。當捲繞物1 2旋轉抵靠旋轉鼓2 4且一調整片3 8被調整 桿5 2施加於捲繞物之切割端部時，刀輪3 2切斷捲繞物丨2， 該調整桿52 ’如圖2所示，可被安置在鄰靠刀32之旋轉輪

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490429 案號 89106625 年 月 曰 修正 五、發明說明（8) 3 4上。調整桿供應一調整片於捲繞物1 2，與捲繞物1 2之切 割端部3 6對齊。亦可採用其他調整片總成。 刀3 2切割捲繞物1 2後，惰轉滾子2 2立即在樞轉臂1 4上以 一半徑並以滾輪1 8之中心為中心在樞轉桿4 2上離開旋轉鼓 2 4作樞轉，以加長在惰轉滾2 2與鼓24間之通過線。惰轉滾 子2 2樞轉之速度約等於捲繞物速度。此舉能使捲繞物丨2在 鼓24之表面26上滑動。因旋轉鼓24繼續以恆定速度旋轉， 此在捲繞物1 2之切割端部產生一間隙，如圖2及4所示。 (另一種方式，鼓24能在其操作過程中變化其旋轉速度。） 間隙4 4等於該通過線之長度增加量。考慮間隙之另一種方 式是其為鼓2 4周邊長，其在刀3 2切割捲繞物後通過無捲繞 物1 2之一點。通過線之長度增加量，亦即間隙44可為i 5 c m ( 6吋）。使用一較長桿4 2時，間隙4 4可能會增加。可使 用4 5 cm ( 1 8吋）或以上之間隙44。（增加間隙能接受較快速 捲繞物速度）。 當間隙44到達唯一捲繞站時，各托架滚輪28即由產品滾 子12之已完成滾軸4〇離開，以容許其自捲繞位置藉重力落 下，如圖3所示。同時，一機構插入一新心體丨4使其與旋 轉鼓表面26接觸。隨後各托架滾輪28移向鼓24移動以支持 心體。鼓2 4繼續旋轉，故膠黏面捲繞物之新進入切割端3 6 接觸新心體時，即開始捲繞一新連續捲。 操作周期之捲繞過程中，惰轉滾子2 2缓慢向旋轉鼓24樞 轉並回至圖1所示之短通過線之位置。當惰轉滾子2 2朝此 位置移動時’惰轉滾子與旋轉鼓2 4間之通過線長度變短， 而鼓2 4之速度可略為增加，以維持恆定線張力並收回多餘

O:\63\63728.ptc 第12頁 49〇429 修正 ____g號 89106625______年月 五、發明說明（9) 捲繞物12長度。鼓速^增加量視實際回返速度而定，並在 驅動鼓2 4内完成，並藉張力感測器信號加以修正。如此進 行步驟。另一種方式，可採用一恆定鼓速度其中捲繞物在 鼓上有不同程度之滑動。

捲繞系統10增加可用時間，以在—種經大規模簡化之單 一捲繞站中進行二心體14間之轉移。藉產生一尾部間隙 4 4，捲繞物3 6之切割端在捲繞物丨2切割後拉離刀3 2，以防 止捲繞物1 2之各切割知互相黏著或黏於刀3 2。切割及轉移 均在製程中進行。此一情況表示係以全速線上進行，使上 游捲繞物速度及滚子1 8及惰轉滾子22之旋轉慣性保持不 變。此舉消除在上游设備發生之速度及慣性之相關缺點。 本系統能用於連續或非連續速度鼓式捲繞器，其適用開 缝或不開縫捲繞物及適用有膠黏劑面或無黏劑捲繞物。本 系統亦能使用在利用迴旋機或其他機構移動托架滾輪進入 捲繞位置之裝置。然而’尾端間隙可將轉移作業簡化至相 當的程度以減少迴旋機構之需要。此外，此捲繞系統簡 單，費用低，功能較多且較已知捲繞機構更可靠。

在捲繞系統1 0中形成一間隙，但不會造成因滾子慣性所 引起之捲繞張力問題。因為經過系統之捲繞速度及或滚子 旋轉速度在間隙產生時保持不變，所以沒有因惰性滚子之 慣性所發生之張力問題。此點完全由於系統1 0之幾何形狀 所致。滾子慣性問題能由其他系統克服。例如，訏利用精 密的驅動器在會受旋轉速度變化影響之每一滾子，以驅動 該滾子作精確旋轉，該精確旋轉係配合在該滾子之捲繞之 捲繞物速度並防止滚孑慣性抗亂捲繞張力。又，滾子可用

O:\63\63728.ptc 490429 案號 89106625 曰 修正 五、發明說明（10) 滑動件或浮動式桿，捲繞物可在其上自由滑動以避免影響 捲繞物張力。

本捲繞系統1 0將一完成捲繞之滚子由捲繞站移出，再裝 載一心體至捲繞站，暨將支撐滾子送回至鼓供再捲繞。此 舉能在少於0. 2 5秒内完成。此快速週期使其達到可連續恆 定速度之低成本作業而僅需一捲繞站。捲繞系統1 0藉非顯 而易知之組合方式將單一捲繞站與產生間隙機構組合而產 生一種低成本之連續捲繞機。該系統可以高達6 1公尺/分 鐘（2 0 0呎/分鐘）或更高之全速運轉。增加之間隙長度能容 許更高之捲繞速度。本發明能以全速連續地操作，並能消 除在轉移處之縐紋。此外，此捲繞機成本低，使在其速度 範圍内之應用上比多站式捲繞機更富有經濟效益。且由於 極迅速之轉移作業，此捲繞機能以低成本生產極短長度之 捲繞產品。

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Claims (1)

1. 490429 __案號891Q6625_年—月 日_ 六、申請專利範圍 1 · 一種捲繞系統1 0，用以在一心體1 4上捲繞捲繞物，及 在一單站式連續滾轴捲繞機將捲繞物轉移至連續的心體 上，包括 一可旋轉鼓24，具有一表面26，其中該捲繞物在捲繞 時接觸旋轉鼓之表面之一部份； 一可縮回之惰轉滚子2 2，位於接近可旋轉鼓上游，其 中該惰轉滾子可移向及移離該旋轉鼓； 裝置3 2，用以切斷該捲繞物； 裝 離該旋 繞物切支 捲繞物 具有捲 心體使 物於第 2 ·如 體之裝 轉鼓24 許插入 3.如 體之裝 置，其 桿3 0 ， 置42， 轉鼓， 割端部 持鄰靠 於心體 繞物之 其與該 -一心體 申請專 置包括 之一心 另一心 申請專 置包括 中移動 及定位 用以 以加 之間 單站 上， 第一 單一 上而 利範 至少 體14 體之 利範 移動 托架 及施 在切 長惰 的間 式旋 其中 心體 捲繞 不必 圍第 一托 之第 第二 圍第 托架 滾輪 加力 轉滾子與旋轉鼓 隙；及 轉鼓之一心體之 該支持一心體之 处離開該單一捲 $之旋轉鼓接觸 争止捲繞過程之 $ <捲繞系統工 永滾輪28，可扁 :位置與其容許 位置之間移動。 ^項之捲繞系統i 淚輪28於第_與 之裝置包括連接 於托架滾輪桿； 立即該惰轉滚子移 間之間隙而增加捲 裝置，以容許捲繞 裝置包括移動其上 繞站，及移動第二 ，以容許捲繞捲繞 進行。 〇，其中支持一心 其所支持之鄰靠旋 自鄰靠旋轉鼓及容 〇，其中支持一心 第二位置間之裝 於托架桿30之第二 裝置。

   490429 __案號89106625 年月 日 修正 六、申請專利範圍 4 ·如申請專利範圍第1項之捲繞系統1 〇，進一步包括移 動惰轉滾子22朝向旋轉鼓24之裝置，以減少惰轉滾子與旋 轉鼓間之間隙，同時鼓速度增加以保持恆定線張力及收緊 多餘之捲繞物長度。 5 ·如申請專利範圍第1項之捲繞系統1 〇，進一步包括捲 繞物捲繞於其上之第一滾子16，其中該旋轉鼓24位於第一 滾子下游，可收縮惰轉滾子2 2位於第一滾子與旋轉鼓之 間；及惰轉滾子可以在第一滾子中心之半徑樞轉。 6 ·如申請專利範圍第1項之捲繞系統1 〇，其中旋轉鼓2 4 包括增加捲撓物12與旋轉鼓2 4 繞中接觸旋轉鼓之裝置，其中 括經由旋轉鼓2 4施加在該捲繞 物藉樞轉惰轉滾子在旋轉鼓上 在旋轉鼓上滑動力及保持恆定 7. —種轉移捲繞物之方法， 繞機之第一心體1 4轉移至第二 撓物轉移及纏繞一可收縮惰輪 轉鼓2 4，使捲繞物在行進時緊 並自旋轉鼓轉移至第一心體， 體已接納一預定長度捲撓物並 驟： 間之摩擦及保持捲撓物在捲 摩擦接觸及保持接觸裝置包潘 物上之-真空捲繞’ 滑動時，真空器控制捲繞物 之線張力。 該方法將捲繞物12由單站捲 心體14及在過程中完成後捲 滾子2 2，部份纏繞於一可旋 密接觸鼓之一部份表面26， 捲繞第一心體，直至第一心 切割，該方法包括下列步 捲撓物已被切斷而在捲譆必7夕&步丨^ ^ ^ 後 加長惰轉滾子與旋轉鼓間之間隙:1 σ之間產生間隙 當該間隙經過捲繞站之下面_，容許第—心體脫離旋

   第17頁 O:\63\63728.ptc 490429 _案號89106625_年月日__ 六、申請專利範圍 轉鼓表面； 當第一心體移離時，移動第二心體使其與旋轉鼓表面 接觸；及 將進入之切割端捲繞過在過程中之單一捲繞站之第二 心體，而不必停止捲撓作業。 8 .如申請專利範圍第7項之方法，進一步包括減少惰轉 滾子2 2與旋轉鼓2 4間之間隙，同時鼓之速度增加而保持張 力及收緊操作周期中捲繞物1 2部份之多餘長度。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其中加長步驟包括將 惰轉滾子2 2移離旋轉鼓2 4，而該減少間隙之步驟包括將惰 轉滾移向旋轉鼓。

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