TWI769154B - 用於將片材轉換成連續帶材之設備與方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於將片材轉換成連續帶材之設備及方法，其中該片材具有一系列切口，該等切口在相對於縱向方向橫向地穿過該片材之切割方向上延伸以形成多個互連的片材區段，其中該連續帶材具有鋸齒形區段，其中該等片材區段被佈置成在進給方向上拉開以形成鋸齒形區段，其中該設備包含分離器裝置，該分離器裝置具有用於將上游片材區段相對於進給方向上之連續之下游片材區段加以保持的保持裝置及偵測下游片材區段與上游片材區段之拉開的感測器裝置。

Description

用於將片材轉換成連續帶材之設備與方法
本發明係關於用於將片材轉換成連續帶材之設備與方法。
US 4,016,320 A揭示用於將未固化橡膠之片材備料切割成連續帶材備料之設備。該設備包含具有多個交替凹陷刀片之旋切機以使得每個切割邊緣事實上在切割器之相應末端處開始並且在距其相應另一末端之一定距離處終止。在操作中，片材備料進給至組件中並且在此經受刀片之切割作用。經過切割器之該片材備料藉由另一個合適運送機佈置向遠處傳送並且可發現該片材備料設置有多個傾斜定向、平行、橫向縫隙，該等縫隙以交替序列從片材之相反側向邊緣延伸並且各自在距片材之相應另一側向邊緣之一定距離處終止。因此，切割片材備料由連續鋸齒形狹條帶材組成。該設備與用於擠塑輪胎之胎面或帶材的擠塑機相關聯。一旦帶材備料之前端進給至擠塑機中，後者擠塑機作用於帶材上之牽引力自動地將片材備料撕開成鋸齒形帶材形式。
在實務中，片材備料撕開成鋸齒形帶材形式係不一致的。理想地，片材備料均勻地撕開，每次釋放一個鋸齒形長度。然而，更經常地，多個鋸齒形帶材聚集在一起並且作為一組被撕開。此聚集可潛在地使擠塑機堵塞。偶爾，鋸齒形帶材完全撕開，由此產生不連續帶材。
本發明之目標係提供將片材轉換成連續帶材之設備及方法，其中帶材之連續性及/或一致性可得以改良。
根據第一態樣，本發明提供用於將彈性材料片材轉換成連續帶材之設備，其中片材具有縱向方向、第一縱向邊緣、第二縱向邊緣及在相對於縱向方向橫向地穿過片材之切割方向上延伸之一系列切口，其中該系列中之切口交替地從縱向邊緣中之一者朝向縱向邊緣中之另一者延伸並且在距其一定距離處終止以形成多個互連片材區段，其中連續帶材具有多個互連鋸齒形區段，其中片材區段被佈置來在進給方向上拉開以形成連續帶材之鋸齒形區段，其中該設備包含分離器裝置，該分離器裝置被佈置來在該片材之縱向方向平行於或大致上平行於進給方向的情況下接收該片材，其中該分離器裝置包含相對於進給方向上之連續下游片材區段來保持上游片材區段的保持裝置及用於偵測下游片材區段與上游片材區段拉開之感測器裝置。
藉由偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開，可在將片材進一步進給至分離器裝置之前證實是否兩個連續片材區段實際上被拉開。具體而言，可偵測到是否拉開適當地發生或是否多個片材區段仍然黏在一起。在後者情況中，可例如藉由操作者來採取合適操作。因此，連續帶材之連續性及/或一致性可得以改良。
在其較佳實施例中，感測器裝置包含一或多個中心感測器，其被佈置來在縱向邊緣之間之片材之中心區域處偵測下游片材區段與上游片材區段拉開。當每個後續下游片材區段在交替方向上從縱向邊緣中之一 者朝向縱向邊緣中之另一者拉開時，一或多個中心感測器可偵測到任一方向上之拉開。
另外或替代地，感測器裝置可包含第一側向感測器，其被佈置來在片材之第一縱向邊緣處或附近偵測下游片材區段與上游片材區段拉開。除了第一側向感測器以外，感測器裝置較佳包含第二側向感測器，其被佈置來在片材之第二縱向邊緣處或附近偵測下游片材區段與上游片材區段拉開。側向感測器可偵測片材之縱向邊緣處或附近之最初拉開。
在本發明之另一實施例中，保持裝置被佈置來在一或多個感測器中沒有一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開時保持上游片材區段。因此，可保持上游片材區段直到偵測到拉開為止，從而防止片材區段仍然黏在一起。
在一實施例中，保持裝置被佈置來在一或多個感測器中之至少一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開時釋放上游片材區段。當偵測到下游片材區段拉開時，該釋放允許上游片材區段在下一個拉開循環中接替下游片材區段。
在包括前述一或多個中心感測器及側向感測器之另一實施例中，該設備進一步包含控制單元，其中控制單元電連接至保持裝置、第一側向感測器、一或多個中心感測器及第二側向感測器以便控制保持裝置來保持上游片材區段直到兩個側向感測器中之一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開為止。因此，可保持上游片材區段直到偵測到最初拉開為止，從而防止片材區段仍然黏在一起。
在其較佳實施例中，控制單元被佈置成控制保持裝置來保持 上游片材區段直到兩個側向感測器中之一者及一或多個中心感測器中之至少一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開為止。因此，可保持上游片材區段直到不僅在片材之縱向邊緣，而且在片材之中心區域偵測到拉開為止，從而確保下游片材區段之至少實質性部分與上游片材區段分離。
在其另一實施例中，控制單元被佈置來控制保持裝置以便在兩個側向感測器中之一者為仍未偵測到拉開之唯一感測器時釋放上游片材區段。控制單元可從此狀況推導出下游片材區段已經從其在相反縱向邊緣處之連接處大致上與上游片材區段分離開。在此時刻，可釋放片材以防止下游片材區段與上游片材區段之間之連接中斷並且確保連續帶材仍然連接至上游片材區段。
在另一實施例中，控制單元進一步被佈置成控制保持裝置以便在兩個側向感測器及一或多個中心感測器同時偵測到拉開時保持上游片材區段。此狀況指示連續帶材不再連接至上游片材區段之情境。可將該過程中斷並且控制單元可採取合適操作，例如警告操作者。
在一實施例中，控制單元進一步被佈置成控制保持裝置來釋放片材以允許上游片材區段在進給方向上推進預定進給距離，其中控制單元被佈置來控制保持裝置以便一旦上游片材區段推進預定進給距離再次保持片材。較佳地，預定進給距離等於或大致上等於在進給方向上之片材區段之寬度。此允許上游片材區段接替下游區段以成為下一個拉開循環中之後續兩個直接連續片材區段對之下游片材區段。
在另一實施例中，設備進一步包含具有可控制進料速率之擠塑機，其中控制單元電連接至擠塑機以便基於藉由一或多個感測器偵測到 拉開來控制擠塑機之進料速率。因此，擠塑機之進料速率可與片材區段拉開之速率匹配以確保連續帶材均勻進給至擠塑機中。
在示例性實施例中，一或多個感測器佈置在平行於或大致上平行於切割方向延伸之偵測線上。在其較佳實施例中，切割方向垂直於進給方向延伸。或者，切割方向相對於進給方向傾斜延伸。因此，感測器可沿著切口在片材上延伸之相同方向來精確地偵測拉開。
在根據本發明之第一態樣之設備之替代實施例中，設備進一步包含被佈置來在進給方向上拉動連續帶材之擠塑機，其中感測器裝置包含被佈置成在保持裝置與擠塑機之間向下推至連續帶材上之張力滾輪，其中藉由保持裝置來保持上游片材區段以及擠塑機之拉動導致張力滾輪與連續帶材一起向上移動並且其中下游片材區段與上游片材區段拉開導致張力滾輪與連續帶材一起向下移動，其中感測器裝置進一步包含被佈置來偵測張力滾輪之運動及/或位置的感測器。
張力滾輪之位置及/或運動可用作拉開之可靠指示，尤其因為新撕開之片材區段形成連續帶材之下一個鋸齒形區段，因此增加保持裝置與擠塑機之間之該連續帶材之長度，該長度增加可直接影響張力滾輪之位置。
在其實施例中，感測器被佈置來偵測張力滾輪經過某一偵測位置。該偵測位置可對應於張力滾輪在拉開之前在其最高位置處或附近之位置或張力滾輪在拉開期間或之後在其最低位置處或附近之位置。
在其替代實施例中，感測器裝置包含可相對於臂軸來旋轉之臂，其中張力滾輪與該臂軸間隔開佈置在該臂上以便圍繞該臂軸旋轉，其 中感測器係用於偵測臂圍繞臂軸之角位移的角位移感測器。臂之角位移可為張力滾輪之運動及/或位置的可靠指示。
在一實施例中，設備進一步包含控制單元，其中控制單元電連接至保持裝置、感測器裝置及擠塑機以便控制保持裝置來保持上游片材區段直到在拉動擠塑機時感測器偵測到張力滾輪之向上及/或向下運動為止。因此，僅在偵測到指示拉開的張力滾輪之運動時，釋放片材。
在其實施例中，控制單元進一步被佈置來控制保持裝置以便在拉動擠塑機時感測器未偵測到張力滾輪之向上及/或向下運動時保持上游片材區段。因此，僅在偵測到指示拉開的張力滾輪之運動時，釋放片材。
在一實施例中，設備包含切割裝置，該切割裝置被佈置來在片材之縱向方向平行於或大致上平行於進給方向的情況下接收片材並且相對於進給方向在片材中橫向地進行切割以產生一系列切口。
在其較佳實施例中，切割裝置佈置在分離器裝置之上游，其中該設備在切割裝置與分離器裝置之間包含一或多個載體，該等載體用於儲存具有切割片材區段之片材。因此，在片材進入分離器裝置之前，片材可能已經設置有一系列切口。
或者分離器裝置包含切割裝置。因此，片材可在分離器裝置處或中設置有一系列切口。
較佳地，保持裝置包含切割裝置。因此，保持裝置可切割並保持切割片材區段。
或者，保持裝置佈置在進給方向上之切割裝置之下游。藉由具有分離保持裝置，切割裝置及保持裝置可針對其相應功能來最佳化。具 體而言，在拉開期間，保持裝置可盡可能接近於上游區段或在上游區段處安置。
在一實施例中，切割裝置被佈置成隨著保持裝置之每次釋放來產生一系列切口中之下一個切口。因此，僅在下游片材區段成功地與上游片材區段拉開時產生下一個切口。因此，切割程序可完全取決於拉開。
在一實施例中，切割裝置包含在切割方向上或大致上平行於切割方向延伸的一或多個刀片。該等刀片可連續地產生一系列切口中之每個切口。
在其另一實施例中，一或多個刀片在切割方向上沿著其長度有規則地凹陷及/或間斷。刀片中之凹陷或間斷刀片可在片材中產生不完全或間斷切口，從而在下游片材區段與上游片材區段之間產生較小橋接。橋接可防止在拉開之前片材已經沿著切口分離。當片材在切割與拉開之間臨時儲存時，此實施例可為尤其適用的。
在一實施例中，設備包含在橫向或垂直於進給方向之平移方向上延伸之導軌，其中保持裝置被佈置來安裝於托架上，該托架在平移方向上可相對於該導軌移動。因此，在進給至分離器裝置中期間，保持裝置之位置可適合於片材之寬度之變化。
在其另一實施例中，片材被佈置來交替地從在平移方向上彼此相鄰安置之第一堆疊及第二堆疊進給至分離器裝置中，其中導軌被佈置來在兩個堆疊前面延伸，其中保持裝置在進給方向上可交替地在第一堆疊前面之第一位置與在第二堆疊前面之第二位置之間移動。因此，保持裝置可快速地在兩個堆疊之間替換以允許補足耗盡堆疊。
在一實施例中，片材從堆疊供應至分離器裝置中，其中設備在進給方向上之分離器裝置之上游包含堆疊感測器，其用於偵測堆疊與分離器裝置之間之片材之中斷及/或偵測堆疊之耗盡。堆疊之耗盡之此早期偵測允許快速轉換至新堆疊以便最大限度地減少設備之停機時間。
根據第二態樣，本發明提供用於製備彈性材料片材以轉換成連續帶材的設備，其中片材具有縱向方向、第一縱向邊緣、第二縱向邊緣，其中設備包含切割裝置，該切割裝置被佈置來在片材之縱向方向平行於或大致上平行於進給方向的情況下接收片材並且相對於進給方向橫向地切割片材以產生在相對於縱向方向呈橫向的切割方向上在片材中延伸之一系列切口，其中該系列中之切口交替地從縱向邊緣中之一者朝向縱向邊緣中之另一者延伸並且在距其一定距離處終止以形成多個互連片材區段，其中切割裝置包含在切割方向上或大致上平行於切割方向延伸的一或多個刀片，其中一或多個刀片在切割方向上沿著其長度有規則地凹陷及/或間斷。
刀片中之凹陷或間斷刀片可在片材中產生不完全或間斷切口，從而在下游片材區段與上游片材區段之間產生較小橋接。橋接可防止在拉開之前片材已經沿著切口分離。當片材在切割與拉開之間臨時儲存時，此實施例可為尤其適用的。
在其第一實施例中，切割方向垂直於進給方向延伸。在其第二、替代實施例中，切割方向相對於進給方向傾斜地延伸。
根據第三態樣，本發明提供藉助於根據本發明之第一態樣之設備將彈性材料片材轉換成連續帶材的方法，其中方法包含以下步驟：在片材中產生一系列切口以形成互連片材區段，在片材之縱向方向平行於或 大致上平行於進給方向的情況下將片材接收在分離器裝置中，在將上游片材區段相對於進給方向上之連續下游片材區段保持的同時將片材區段在進給方向上拉開以形成連續帶材之鋸齒形區段，並且使用感測器裝置來偵測下游片材區段與上游片材區段拉開。
熟習此項技術者顯而易知方法及其實施例具有與設備之對應特徵相同之優勢。因此，該等優勢在以下不再重複。
在方法之一實施例中，感測器裝置包含一或多個感測器。一或多個感測器可用於精確地偵測片材區段之間之分離。
在方法之一實施例中，在一或多個感測器中沒有一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開時保持上游片材區段。
在其實施例中，在預定時限內一或多個感測器中沒有一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開時，將拉開予以中斷及/或給出警告信號。此等狀況可指示片材區段黏在一起或連續帶材中斷。可採取適當操作來校正此問題。
在方法之另一實施例中，在一或多個感測器中之至少一者偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開時釋放上游片材區段。
較佳地，一或多個感測器在縱向邊緣之間之片材之中心區域處、在片材之第一縱向邊緣處或附近以及在片材之第二縱向邊緣處或附近偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開。
在其實施例中，保持上游片材區段直到在片材之兩個縱向邊緣中之一者處或附近偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開為止。
在其另一實施例中，保持上游片材區段直到在片材之兩個縱 向邊緣中之一者處或附近以及在片材之中心區域處偵測到下游片材區段與上游片材區段拉開為止。
在方法之一實施例中，在片材之兩個縱向側邊緣及中心區域處或附近同時偵測到拉開時，保持上游片材區段。
在方法之替代實施例中，設備進一步包含在進給方向上拉動連續帶材之擠塑機，其中感測器裝置包含在保持裝置與擠塑機之間向下推至連續帶材上之張力滾輪及偵測張力滾輪之向上及/或向下運動之感測器，其中拉開之偵測包含以下步驟：藉由保持裝置來保持上游片材區段以及擠塑機之拉動，將下游片材區段與上游片材區段拉開，並且分別偵測張力滾輪之所得向上及/或向下運動。
在其實施例中，保持上游片材區段直到偵測到張力滾輪之向下運動為止。向下運動可為拉開之可靠指示。藉由僅釋放上游片材區段直到偵測到拉開為止，可確保在開始下一個拉開循環之前發生拉開。
在其實施例中，在預定時限內，在向下運動之後未發生張力滾輪之向上運動時及/或在預定時限內，在向上運動之後未發生向下運動時，將拉開予以中斷及/或給出警告信號。此等狀況可指示片材區段黏在一起或連續帶材中斷。可採取適當操作來校正此問題。
只要有可能，在說明書中描述並示出之各種態樣及特徵可個別地適用。此等個別態樣，尤其在附加附屬申請專利範圍中描述之態樣及特徵可成為分割專利申請案之標的。
1:設備
10:來源或分批輸送器
2:切割裝置
20:刃部
21:圓柱形主體
22:切割載體
3:分離器裝置
31:保持裝置
32:引導構件
33:驅動構件
4:一或多個感測器
41:中心感測器
42:第一側向感測器
43:第二側向感測器
44:堆疊感測器
5:控制單元
6:擠塑機
60:進料滾輪
61:螺桿
62:螺桿
7:載體
8:片材
80:堆疊
81:第一縱向邊緣
82:第二縱向邊緣
83:切口
84:橋接
85:片材區段
9:連續帶材
91:鋸齒形區段
101:替代設備
102:切割裝置
201:進一步替代設備
202:切割裝置
220:刃部
221:圓柱形主體
224:驅動構件
231:保持裝置
232:導向構件
203:分離器裝置
204:一或多個感測器
241:中心感測器
242:第一側向感測器
243:第二側向感測器
244:供應感測器
208:片材
280:堆疊
281:第一縱向邊緣
282:第二縱向邊緣
283:切口
285:片材區段
209:連續帶材
291:鋸齒形區段
301:進一步替代設備
303:分離器裝置
311:支撐構件
401:進一步替代設備
403:分離器裝置
431:導向構件
432:導向構件
434:保持裝置
501:進一步替代設備
503:分離器裝置
531:保持裝置或導向構件
525:托架
526:導軌
601:進一步替代設備
603:分離器裝置
625:托架
626:導軌
671:第一載體
672:第二載體
681:第一堆疊
682:第二堆疊
C:切割方向
E:分離方向
F:進給方向
L:縱向方向
M:偵測線
R:旋轉
S:旋轉軸
X:平移
Y:進給距離
本發明基於在附加示意圖中示出之示範性實施例來闡明，其 中：圖1A示出根據本發明之第一實施例的用於將片材轉換成連續帶材之設備之側視圖；圖1B示出頂視圖中之根據圖1A之設備之細節；圖2示出根據本發明之第二實施例之替代設備之側視圖；圖3A-3D示出在將片材轉換成連續帶材之多個步驟期間之根據圖1A之設備之頂視圖；圖4示出根據本發明之第三實施例之進一步替代設備之側視圖；圖5A-5D示出在將片材轉換成連續帶材之多個步驟期間之根據圖4之設備之頂視圖；圖6示出根據本發明之第四實施例之進一步替代設備之頂視圖；圖7示出根據本發明之第五實施例之進一步替代設備之側視圖；圖8示出根據本發明之第六實施例之進一步替代設備之頂視圖；圖9示出根據本發明之第七實施例之進一步替代設備之頂視圖；及圖10A、10B及10C示出根據本發明之第八、第九及第十實施例之進一步替代設備之側視圖。
圖1A、1B及3A-3D示出根據本發明之第一示範性實施例的用於將片材8轉換成連續帶材9之設備1。如圖1A示出，設備1包含將片材8供應至設備1中之來源或分批輸送器10、用於切割片材8之切割裝置2、將片材8形成連續帶材9之分離器裝置3及接受連續帶材9並將其混合成擠塑物之擠塑機6(未展示)。在前述部件中之一或多者之間，片材8堆疊在合 適載體7例如托板上。可提供多個載體7以儲存及/或供應多個堆疊片材8，取決於擠塑機6之容量及/或數目。
每個片材8由以下各項組成或包含以下各項：原始或未固化彈性材料，較佳橡膠或橡膠樣材料，其適合於製造輪胎部件，諸如胎面、緩衝層或主體層。如在圖3A中最佳所示，片材8具有縱向方向L及平行於或大致上平行於該縱向方向L延伸之第一縱向邊緣81及第二縱向邊緣82。如圖1A示出，每個片材8具有相當大之長度，該長度自身折疊多次以在載體7中之一者頂部形成層壓或堆疊80之層。在分離器裝置3處，堆疊80頂部之片材8之自由末端在平行於片材8之縱向方向L之進給方向F上進給穿過分離器裝置3並且朝向擠塑機6。
理想地，每個堆疊80包含從頂部至底部連續的單一片材8。然而，在實務中，片材8之原始彈性材料可為不一致的且/或在堆疊80中某處中斷，導致不一致及/或不連續地進給至切割裝置2中。此外，在實務中，堆疊80之層並非整齊地堆疊在彼此頂部。替代地，堆疊80之一些層可相對於直接相鄰層隨機地移位。根據本發明之設備1以如下更詳細描述之方式來處理供應原始材料之此等不一致性。
切割裝置2被佈置來在片材8上橫向地以一系列交替縫隙或切口83開縫或切割以形成多個連續片材區段85，如圖3A示出。切口83交替地從縱向邊緣81、82中之一者朝向縱向邊緣81、82中之另一者延伸並且在距其一定距離處終止。因此，切口83不完全延伸橫過片材8，而是保持片材8部分地完整以交替地在相反縱向邊緣81、82處形成連接。在此示例性實施例中，切口83係間斷的，意味著在直接連續片材區段85之間留下任 擇較小橋接84以防止片材區段85意外地撕開。因此，在片材8堆疊80在載體7上時，片材區段85保持互連。若片材在切割之後直接在分離器裝置3中加工，則不需要橋接84，此稍後在本說明書中由替代實施例來說明。片材區段85被佈置來在進給方向F上由分離器裝置3沿著切口83撕開或拉開以形成連續帶材9之鋸齒形區段91。
如在圖1B中最佳所示，切割裝置2包含用於在片材8中產生切口83的一或多個刀片或刃部20。在此示例性實施例中，切割裝置2係旋切機，其包含圍繞圓柱形主體21之圓周均勻地分佈之多個刃部20。圓柱形主體21可圍繞垂直於或大致上垂直於縱向方向L及/或進給方向F延伸之旋轉軸S來旋轉。刃部20在平行於或大致上平行於旋轉軸S之切割方向C上延伸。或者，刃部20可在不同切割方向C上延伸，如稍後在本說明書中由替代實施例說明。刃部20交替地從圓柱形主體21之一個末端朝向圓柱形主體21之另一個末端延伸並且在距其一定距離處終止。因此，每個刃部20事實上開始於圓柱形主體21之相應末端並且在片材8中產生朝向圓柱形主體21之相反末端但是在距該末端一定距離處終止的對應切口83。所得切口83交替地從一個縱向邊緣81、82延伸並且在距片材8之另一個縱向邊緣81、82一定距離處終止。在此示例性實施例中，刃部20之切割邊緣沿著其長度在切割方向C上係間斷的及/或有規則地凹陷以在片材8中產生及/或留下先前論述之橋接84。
如圖1A及1B示出，根據本發明之第一實施例之設備1被佈置來接收來自來源10之片材8，根據先前論述過程在切割裝置2處切割片材8以產生片材區段85並且隨後將片材8以堆疊80形式儲存在合適載體 7上。將載體7儲存以允許片材8之原始材料穩定。載體7或具有切割片材8的另一個先前儲存載體7可隨後定位在分離器裝置3附近以將切割片材8形成連續帶材9，然後最終將連續帶材9進給至擠塑機6中。
圖2示出根據本發明之第二實施例之稍微不同設備101，其中片材8從來源10直接供應至合適載體7上。將載體7儲存以允許片材8之原始材料穩定。載體7或另一個先前儲存載體7隨後定位在切割裝置102附近以根據先前論述過程來切割片材8。由此獲得之片材8設置有片材區段85。片材8再次以堆疊80形式儲存在合適載體7上。載體7或具有切割片材8的另一個先前儲存載體7可隨後定位在分離器裝置3附近以將切割片材8形成連續帶材9，然後最終將連續帶材9進給至擠塑機6中。
熟習此項技術者顯而易知仍由本發明之範圍涵蓋的堆疊80之中間儲存的許多變化係可能的。切割片材8以便儲存在合適載體7上以及隨後操控儲存載體7可被視為該過程之分開階段，此等階段相依性地及獨立地為本申請之標的。
擠塑機6設置有進料滾輪60，其將連續帶材9引導至擠塑機6中。擠塑機6包含一或多個螺桿61、62，該等螺桿61、62在某一進料速率下將連續帶材9之鋸齒形區段91拉動至擠塑機6中。當擠塑機6拉動該鋸齒形區段91時，在切割裝置2與擠塑機6之間的片材8之後續片材區段85在擠塑機6之拉動作用下逐漸地與片材8之另一個片材區段85分離。
如圖1、2及3A-3D示出之設備1、101包含在以下更詳細描述之類似或相同分離器裝置3。
如圖1及2示出，分離器裝置3包含用於保持片材8之一或 多個片材區段85之保持裝置31及在進給方向F上之該保持裝置31下游的用於將連續帶材9引導至擠塑機6中之引導構件32。在此實例中，保持裝置31及引導構件32設置有或形成有兩個滾輪，該等滾輪提供咬合，該咬合引導及/或保持片材8。分離器裝置3包含驅動構件33，其用於驅動及/或控制保持裝置31之該等滾輪中之至少一者之旋轉R。分離器裝置3進一步設置有感測器裝置4，其用於在保持裝置31與引導構件32之間偵測片材8之兩個連續片材區段85之間的拉開、撕開及/或分離。設備1進一步包含控制單元5，其被佈置成基於來自感測器裝置4之信號來控制驅動構件33及/或擠塑機6。
在將先前論述片材8轉換成連續帶材9之方法中，片材8被佈置成在進給方向F上從堆疊80中之一者進給至保持裝置31之兩個滾輪之間之咬合處。在啟動期間，將片材8手動撕開以形成具有鋸齒形區段91之連續帶材9之最初部分，如圖3A示出。然後，將連續帶材9之最初部分進給至引導構件32之兩個滾輪之間之咬合處並且隨後越過進料滾輪60進入擠塑機6中。一旦連續帶材9由擠塑機6接受及/或嚙合，連續帶材9之其餘部分在該擠塑機6之進料速率下自動地拉至擠塑機6中。拉動連續帶材9導致片材8之其餘部分連續地撕開直到堆疊80耗盡或片材8之供應中斷為止。
轉換期間，後續成對之兩個連續片材區段85連續地撕開、拉開及/或分離。每一對兩個直接連續片材區段85包含在進給方向F上之上游片材區段85及下游片材區段85。每一對之上游片材區段85由保持裝置31保持，同時在擠塑機6之拉動作用下，下游片材區段85沿著切口83逐 漸地與上游片材區段85拉開。下游片材區段85與上游片材區段85之間之橋接84被切斷，由此使得下游片材區段85轉換成及/或形成連續帶材9之下一個鋸齒形區段91。一旦下游片材區段85與上游片材區段85之間之所有橋接84被切斷並且片材區段85僅經由片材8之縱向邊緣81、82處之交替連接來連接，保持裝置31釋放上游片材區段85，然後該上游片材區段85變成新的一對兩個直接連續片材區段85之下游片材區段85。新上游片材區段85再次由保持裝置31保持，然後對於新的成對兩個直接連續片材區段85來重複上述步驟。
為了取決於實際撕開、拉開及/或分離來精確控制上述方法之步驟，感測器裝置4在進給方向F上定位在保持裝置31之下游或直接下游以偵測每一對兩個直接連續片材區段85之分離。感測器裝置4包含佈置在片材8之第一縱向邊緣81處或附近之第一側向感測器41、佈置在第一縱向邊緣81與第二縱向邊緣82之間之中心定位區域處或附近的中心感測器42及佈置在片材8之第二縱向邊緣82處或附近之第二側向感測器43。感測器41、42、43可為偵測片材區段85之存在及/或不存在的任何合適類型。在此特定實例中，感測器41、42、43由片材8下方之一組光源及片材8上方的用於偵測來自光源之光的相應光敏電阻形成。或者，感測器41、42、43可為僅佈置在片材8上方的用於光學偵測片材區段85之存在光學感測器。
較佳地，感測器41、42、43安置在與進給方向F呈橫向延伸之偵測線M上。具體而言，偵測線M被佈置成平行於或大致上平行於切割方向C延伸。最佳，偵測線M定位以使得感測器41、42、43在下游片材 區段85處延伸以偵測由於兩個連續片材區段85之撕開、拉開及/或分離所導致的該下游片材區段85之存在及/或不存在。
在如圖3A示出之示範性實施例中，提供三個感測器41、42、43。或者，可僅提供單一感測器，例如中心感測器42或具有覆蓋片材8之整個寬度之視場的單一光學感測器。在進一步替代實施例中，兩個、四個或更多個感測器(未展示)可較佳在相同偵測線M上提供以甚至更精確地偵測分離。
來自一或多個感測器41、42、43之信號電傳輸至控制單元5，該控制單元5處理該等信號且/或基於該等信號來控制驅動構件33及/或擠塑機6。具體而言，可設想基於以下條件之控制。
在圖3A-3D中示出不同階段中之拉開、撕開及/或分離。具體而言，圖3A示出以下情境：片材8由保持裝置31保持，同時連續帶材9在進給方向F上被拉至擠塑機6中，從而導致偵測線M下游之片材區段85逐漸地與偵測線M上游之片材區段85拉開。當切口83之間之橋接84斷開時，該等直接連續片材區段85之間之切口83開始在第一縱向邊緣81之側分離。分離最初僅暴露第一側向感測器41。第一側向感測器41隨後向控制單元5傳輸信號，該信號代表在第一側向感測器41之位置處偵測到片材8之分離及/或不存在。中心感測器42及第二側向感測器43仍然由片材8阻斷。
圖3B示出以下情境：當下游片材區段85與上游片材區段85進一步拉開時，保持裝置31仍然保持片材8，從而將直接連續片材區段85進一步分離並且暴露第一側向感測器41及中心感測器42。第一側向感測 器41及中心感測器42現在同時向控制單元5傳輸信號，該信號代表在第一側向感測器41及中心感測器42之位置處偵測到片材8之分離及/或不存在。僅第二側向感測器43仍然由片材8阻斷。控制單元5從此狀態推導出下游片材區段85與上游片材區段85充分分離以形成連續帶材9之下一個鋸齒形區段91並且控制驅動構件33在進給方向F上將片材8從保持裝置31上釋放。
圖3C示出驅動構件33將保持裝置31在旋轉方向R上圍繞旋轉軸S旋轉以使片材8在進給方向F上推進預定進給距離Y之後的情境，該預定進給距離Y較佳大致上等於或等於一個片材區段85在其分離之前在進給方向F上之寬度。因此，上游片材區段85現在移動進給距離Y並且接替先前由下游片材區段85佔據之位置，由此變成下一個偵測循環中之新的一對兩個直接連續片材區段85之下游片材區段85。在推進之後，片材8再次由保持裝置31保持。
任選地，在推進片材8期間，控制單元5監測是否第二側向感測器43連續偵測到片材8之存在。此指示連續片材區段85之間之不間斷連接。在圖3D中，示出以下情境：第二側向感測器43與第一側向感測器41及中心感測器42同時偵測到下游片材區段85與上游片材區段85之間之分離。換言之，偵測線M上之所有感測器41-43同時偵測到分離。在此情境中，控制單元5得出以下結論：下游片材區段85完全與上游片材區段85撕開並且片材8及連續帶材9不再互連及/或連續。控制單元5可採取合適操作，例如停止該過程及/或向操作者發送警告信號。
只要該過程係連續的且/或片材8及連續帶材9係不間斷 的，圖3A-3C之步驟沿著偵測線M以鋸齒形及/或往復方式重複。
較佳地，控制單元5電連接至擠塑機以基於感測器裝置4中之感測器41-43之偵測信號來控制擠塑機6之進料速率。
任選地，堆疊感測器44可在保持裝置31之上游提供以在將片材8朝向保持裝置31進給之前早期偵測片材8之中斷。較佳地，堆疊感測器44定位在載體7處或附近以偵測該載體7處之片材8之存在及/或不存在。具體而言，堆疊感測器44可偵測到堆疊80耗盡以使得可採取早期行動將堆疊80用另一個堆疊80替換。
圖4示出根據本發明之第三實施例之進一步替代設備201。圖4中之設備201與如圖1及2示出之設備1、101之不同之處在於切割裝置202形成分離器裝置203之一部分。具體而言，切割裝置202形成保持裝置231之一部分。
如在圖5A-5D中進一步示出，切割裝置202進一步適於在相對於片材208之縱向方向L及/或進給方向F傾斜的切割方向C上切割。熟習此項技術者顯而易知此修改係任擇的並且切割方向C亦可垂直於縱向方向L及/或進給方向F，類似於圖3A-3D。僅僅展示切割方向C之差異以闡明可適用於本發明之實施例中之每一者的變化。熟習此項技術者進一步顯而易知替代切割構件，例如圓盤切割器可代替切割裝置2使用，規定其適合於產生前文所述的片材區段85.
圖6示出與圖5A之設備201大致上相同的根據本發明之第四實施例之進一步替代設備301。圖6中之設備301與如圖5A示出之設備201的不同之處在於感測器241、242、243下游之引導構件232用在切割裝 置202與擠塑機6之間延伸之支撐構件311替換，該支撐構件311用於支撐切割裝置202下游之片材區段285及/或鋸齒形區段291。
在設備1、101、201、301之先前論述實施例中，保持裝置31及/或切割裝置202被佈置來保持片材區段85、285直到收到來自控制單元5之控制信號為止。圖7示出根據本發明之第五實施例之進一步替代設備401，該設備401與先前論述設備1、101、201、301之不同之處在於其分離器裝置403另外設置有單獨保持裝置434，其用於保持片材8盡可能接近於偵測線M。保持裝置434較佳直接定位在偵測線M之上游以保持直接在該偵測線M上游之片材8之片材區段85。保持裝置434可平行於偵測線M安置以使得直接在偵測線M上游之片材區段85可得以可靠地保持，同時直接在偵測線M下游之片材區段85在進給方向F上撕開。在保持裝置434之存在下，先前論述保持裝置31僅僅充當保持裝置434上游之導向構件431，類似於保持裝置434下游之導向構件432。
圖8示出根據本發明之第六實施例之進一步替代設備501。根據第六實施例之設備501基本上具有如同先前論述分離器裝置3，203、303、403之分離器裝置503，其用於將來自堆疊80之片材8分離成連續帶材9。根據本發明之第六實施例之設備501與先前論述實施例之不同之處在於感測器裝置4上游之保持裝置或導向構件531佈置在托架525上，該托架525可在橫向及/或垂直於進給方向F之平移方向X上在導軌526上移動。因此，保持裝置31、231及/或導向構件531之位置可在平移方向X上調整以在進給方向F上進給期間跟蹤片材8之寬度之寬度變化或不規則性或堆疊80中之層之不精確堆疊。因此，片材8可在分離器裝置中更精確地進給 及/或切割。
圖9示出根據本發明之第七實施例之進一步替代設備601，其具有與先前論述實施例類似之托架625及導軌626。片材8可從在平移方向X上分別在第一載體671及第二載體672上彼此相鄰安置之第一堆疊681及第二堆疊682交替地進給至分離裝置603中。導軌626在進給方向F上在兩個堆疊681、682前面在平移方向X上延伸以允許托架625在該進給方向F上交替地定位在第一載體671上之第一堆疊681及第二載體672上之第二堆疊682前面。因此，當第一堆疊681耗盡時，托架625可朝向第二堆疊682平移以便在第一堆疊681用新堆疊置換時進給該第二堆疊682之片材8。因此，進給之中斷可保持為盡可能短的。
第一堆疊681之耗盡可藉由如同圖3A-3D示出之堆疊感測器44的堆疊感測器來偵測。或者，驅動構件33、224可配備有在存在或不存在片材8的情況下偵測扭矩的扭矩感測器。在進一步替代實施例中，片材8之存在可藉由力感測器來偵測，該力感測器偵測由於片材8所導致的保持裝置31、231及/或導向構件431之位移。
在圖8及9之實施例中，分離器裝置503、603之區域由殼體屏蔽以防止操作者到達任何危險區域。在此示例性實施例中，殼體在進給方向F上變窄以便將連續帶材9朝向擠塑機6之進料口引導。然而，殼體不顯著改變先前論述分離裝置3、203、303、403之操作原理。
圖10A、10B及10C示出根據本發明之第八、第九及第十實施例的具有相應分離器裝置703、803、903之進一步替代設備701、801、901。分離器裝置703、803、903的共同特徵在於允許連續帶材9在保持裝置731、 831、931與擠塑機6之間鬆弛，該保持裝置731、831、931可為先前論述保持裝置31、231、434中之任一者。在連續帶材9之該鬆弛處，每個分離器裝置703、803、903之感測器裝置704、804、904設置有張力滾輪741、841、941，該張力滾輪741、841、941被佈置成用其重量或質量向下推至連續帶材9上。藉由保持裝置731、831、931來保持片材8以及擠塑機6之拉動導致張力滾輪741、841、941與連續帶材9一起向上移動。片材8之片材區段之拉開導致張力滾輪741、841、941與連續帶材9一起向下移動。本發明之第八、第九及第十實施例利用張力滾輪741、841、941之運動及/或位置作為拉開之指示。
在如圖10A示出之第八實施例中，張力滾輪741安裝在可圍繞臂軸K旋轉之臂742上。感測器裝置704進一步包含角位移感測器743，其被佈置來偵測臂742及/或張力滾輪741圍繞該臂軸K之角位移。
在第九及第十實施例中，張力滾輪841，941藉由導向裝置850、950來線性引導並且感測器裝置804、904進一步包含用於偵測張力滾輪841、941在偵測位置中之存在及/或經過偵測位置的相應感測器842、942。感測器842、942可為光敏電阻。第九實施例中之偵測位置在拉開期間或之後之張力滾輪841之下方位置處或附近。第十實施例中之偵測位置在拉開之前之張力滾輪941之上方位置處或附近。
熟習此項技術者顯而易知感測器743、842、942可單獨或組合用於獲得關於張力滾輪741、841、941之位置及/或運動的更可靠資訊。此外，臂742及導向裝置950可互換。
類似於先前論述實施例，保持裝置731、831、931，擠塑機 6及感測器裝置704、804、904都電連接至控制單元5。控制單元5處理來自感測器裝置704、804、904之信號並且基於張力滾輪741、841、941之所偵測運動及/或位置來控制是否拉開正確地發生以及是否為了進行下一個拉開循環將片材8釋放並推進係合適的。當張力滾輪741、841、941在向下運動之後未向上運動時或當張力滾輪741、841、941在向上運動之後未向下運動時，此指示連續帶材9之中斷。因此，停止拉開及/或給出警告信號以使得操作者可採取合適操作。
應瞭解包括以上描述以說明較佳實施例之操作並且不意欲限制本發明範圍。從以上論述，熟習此項技術者顯而易知仍由本發明範圍涵蓋的許多變化。
總之，本發明涉及用於將片材轉換成連續帶材之設備及方法，其中片材具有一系列切口，該等切口在片材中相對於縱向方向橫向地在切割方向上延伸以形成多個互連片材區段，其中連續帶材具有鋸齒形區段，其中片材區段被佈置成在進給方向上拉開以形成鋸齒形區段，其中設備包含分離器裝置，該分離器裝置具有用於將上游片材區段相對於進給方向上之連續下游片材區段加以保持的保持裝置及偵測下游片材區段與上游片材區段拉開的感測器裝置。
1:設備
31:保持裝置
32:引導構件
33:驅動構件
4:一或多個感測器
41:中心感測器
42:第一側向感測器
43:第二側向感測器
44:堆疊感測器
5:控制單元
6:擠塑機
60:進料滾輪
61:螺桿
62:螺桿
7:載體
8:片材
80:堆疊
81:第一縱向邊緣
83:切口
84:橋接
85:片材區段
9:連續帶材
91:鋸齒形區段
101:替代設備
C:切割方向
F:進給方向
L:縱向方向
M:偵測線
S:旋轉軸

Claims (25)

  1. 一種用於將彈性材料之一片材轉換成一連續帶材之設備，其中該片材具有一縱向方向、一第一縱向邊緣、一第二縱向邊緣及在相對於該縱向方向橫向地穿過該片材之一切割方向上延伸之一系列的切口，其中該系列中之該等切口交替地從該等縱向邊緣中之一者朝向該等縱向邊緣中之另一者延伸並且在距其一定距離處終止以形成多個互連的片材區段，其中該連續帶材具有多個互連的鋸齒形區段，其中該等片材區段被佈置來在一進給方向上拉開以形成該連續帶材之該等鋸齒形區段，其中該設備包含一分離器裝置，該分離器裝置被佈置來在該片材之該縱向方向平行於該進給方向的情況下接收該片材，其中該分離器裝置包含相對於該進給方向上之一連續之下游片材區段來保持一上游片材區段的一保持裝置及在進給方向上位於保持裝置的下游用於偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開之一感測器裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該感測器裝置包含一或多個中心感測器，該等中心感測器被佈置成在該等縱向邊緣之間之該片材之一中心區域處偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該感測器裝置包含一第一側向感測器，該第一側向感測器被佈置來在該片材之該第一縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開。
  4. 如申請專利範圍第3項之設備，其中該感測器裝置包含一第二側向感測器，該第二側向感測器被佈置來在該片材之該第二縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開。
  5. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該保持裝置被佈置來在該等一或多個中心感測器中沒有一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時保持該上游片材區段。
  6. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該感測器裝置包含一第一側向感測器，該第一側向感測器被佈置來在該片材之該第一縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該保持裝置被佈置來在該等一或多個中心感測器以及該第一側向感測器中沒有一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時保持該上游片材區段。
  7. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該感測器裝置包含一第一側向感測器，該第一側向感測器被佈置來在該片材之該第一縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該感測器裝置包含一第二側向感測器，該第二側向感測器被佈置來在該片材之該第二縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該保持裝置被佈置來在該等一或多個中心感測器、該第一側向感測器以及該第二側向感測器中沒有一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時保持該上游片材區段。
  8. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該保持裝置被佈置來在該等一或多個中心感測器中之至少一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時釋放該上游片材區段。
  9. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該感測器裝置包含一第一側向感測器，該第一側向感測器被佈置來在該片材之該第一縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該保持裝置被佈置來在 該等一或多個中心感測器以及該第一側向感測器中之至少一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時釋放該上游片材區段。
  10. 如申請專利範圍第2項之設備，其中該感測器裝置包含一第一側向感測器，該第一側向感測器被佈置來在該片材之該第一縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該感測器裝置包含一第二側向感測器，該第二側向感測器被佈置來在該片材之該第二縱向邊緣處或附近偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該保持裝置被佈置來在該等一或多個中心感測器、該第一側向感測器以及該第二側向感測器中之至少一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開時釋放該上游片材區段。
  11. 如申請專利範圍第4項之設備，其中該感測器裝置包含一或多個中心感測器，該等中心感測器被佈置成在該等縱向邊緣之間之該片材之一中心區域處偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該設備進一步包含一控制單元，其中該控制單元電連接至該保持裝置、該第一側向感測器、該等一或多個中心感測器及該第二側向感測器，以便控制該保持裝置來保持該上游片材區段直到該等兩個側向感測器中之一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開為止。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該控制單元被佈置成控制該保持裝置來保持該上游片材區段直到該等兩個側向感測器中之一者及該等一或多個中心感測器中之至少一者偵測到該下游片材區段與該上游片材區段之拉開為止。
  13. 如申請專利範圍第12項之設備，其中該控制單元被佈置來控制該保 持裝置以便在該等兩個側向感測器中之一者為仍未偵測到該拉開之唯一感測器時釋放該上游片材區段。
  14. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該控制單元進一步被佈置成控制該保持裝置以便在兩個側向感測器及該等一或多個中心感測器同時偵測到該拉開時保持該上游片材區段。
  15. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該控制單元進一步被佈置成控制該保持裝置來釋放該片材以允許該上游片材區段在該進給方向上推進一預定進給距離，其中該控制單元被佈置來控制該保持裝置以便一旦該上游片材區段推進該預定進給距離，即再次保持該片材。
  16. 如申請專利範圍第15項之設備，其中該預定進給距離等於或大致上等於在該進給方向上之一片材區段之寬度。
  17. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該設備進一步包含具有一可控制的進料速率之一擠塑機，其中該控制單元電連接至該擠塑機以便基於藉由該等一或多個中心感測器偵測到該拉開來控制該擠塑機之該進料速率。
  18. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該感測器裝置包含一或多個中心感測器，該等中心感測器被佈置成在該等縱向邊緣之間之該片材之一中心區域處偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，其中該等一或多個中心感測器佈置在平行於該切割方向延伸之一偵測線上。
  19. 如申請專利範圍第1項至第18項中任一項之設備，其中該設備包含一切割裝置，該切割裝置被佈置來在該片材之該縱向方向平行於該進給方向的情況下接收該片材並且相對於該進給方向橫向地切割該片材以產生該系列之切口。
  20. 如申請專利範圍第19項之設備，其中該切割裝置佈置在該分離器裝置之上游，其中該設備包含一或多個載體，該等載體用於在該切割裝置與該分離器裝置之間儲存具有切割片材區段之該片材。
  21. 如申請專利範圍第19項之設備，其中該分離器裝置或該保持裝置包含該切割裝置。
  22. 如申請專利範圍第20項之設備，其中該保持裝置在該進給方向上佈置在該切割裝置之下游。
  23. 如申請專利範圍第20項之設備，其中該切割裝置被佈置成隨著該保持裝置之每次釋放來產生該系列之切口中之下一個切口。
  24. 如申請專利範圍第20項之設備，其中該切割裝置包含在該切割方向上延伸的一或多個刀片。
  25. 一種藉助於如申請專利範圍第1項之設備將彈性材料之一片材轉換成一連續帶材的方法，其中該方法包含以下步驟：在該片材中產生該系列之切口以形成該等互連的片材區段，在該片材之該縱向方向平行於該進給方向的情況下將該片材接收在該分離器裝置中，在將一上游片材區段相對於該進給方向上之一連續的下游片材區段加以保持的同時將該等片材區段在該進給方向上拉開以形成該連續帶材之該等鋸齒形區段，並且使用該感測器裝置來偵測該下游片材區段與該上游片材區段之拉開，該感測器裝置在進給方向上位於該保持裝置的下游。
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