用于展開幅狀材料原卷且具有臨時存儲元件的展開設備及相關方法,臨時存儲元件用于...的制作方法

專利名稱：用于展開幅狀材料原卷且具有臨時存儲元件的展開設備及相關方法 ,臨時存儲元件用于 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種展開設備(unwinder device)，用于展開卷繞在心軸上的幅狀材料原卷(reels)，用于將幅狀材料供給加工或處理線。
本發明也涉及一種展開幅狀材料原卷并將展開的材料供給加工或處理線的方法。
背景技術：
在許多工業應用中，需要將從一根原卷或多根并列的原卷上展開的幅狀材料原卷原卷供給生產線。通常情況下，造紙工業中需要供給幅狀材料。例如，為了生產餐巾紙、衛生紙卷、廚房用的紙卷等，可通過所提供的加工線將一卷大直徑且長很長的原卷幅狀材料供給下游的一系列工位，在這些工位的末端得到成品。對于成卷的衛生紙和類似的產品，幅狀材料由一個或多個大直徑的母原卷供給，并被卷繞成小直徑的卷筒，沿著與卷筒軸線垂直的方向依次切割這些小直徑的卷筒，即得到成品卷筒。在某些情況下，還沿縱向切割由大直徑原卷供應的幅狀材料，從而形成許多高度較低、即軸向長度較短的并列卷筒。
在餐巾生產中，幅狀材料由一個或多個大直徑的原卷供給，如果必要將其切割成縱向的紙條，要將其縱向折疊、切割和橫向折疊。
生產卷制品(rolls)、餐巾或其它產品時以高速度、連續的方式進行，當它們用完時，需要定期替換大直徑的原卷。在許多情況下，必須停掉生產線，至少要急劇減小生產線的速度，才能用新原卷替換空原卷。這種操作降低了生產線的總生產能力，且有明顯的經濟損失。所以，需要提供一種展開設備，它能用新原卷快速而可靠地替換空原卷。這些設備也必須處理連續原卷造成的幅狀材料的接逢(即接頭)。這樣做的目的是為了將輻狀材料基本連續地供給下游的生產線。包含接縫的那部分幅狀材料通常被丟棄。當生產線生產卷筒時，接縫部分會結束于隨后被丟棄和再循環的卷筒上。
WO-A-9534497公開了一種展開設備，可使分別來自空原卷和新原卷(用于替換)的兩個幅狀材料自動、快速而可靠地拼接在一起。在這個設備上，具有在裝載工位和展開工位之間運行的梭子或滑架，每次都將原卷從裝載工位運送到展開工位，并將空的管狀心軸從展開區域移到卸載區域。梭子上安裝有如下裝置，它可處理并限制卷繞在原卷上的幅狀材料的自由前端。在展開工位設有切割元件和固定元件，用于在由所述供給原卷供給的幅狀材料上產生自由前端，并固定這個自由端，隨后原卷與用梭子插入到展開工位中的原卷上的幅狀材料的自由前端拼接。
原卷盡管這篇文獻所述的切割和拼接裝置的創新布置使拼接操作更快速，但為用新卷替換空卷，仍必須停止幅狀材料的供給。
WO-A-0056644公開了另一種展開設備，可以使用相同類型的機構將來自兩個連續原卷的兩個幅狀材料拼接在一起。在這種情況下，也是在停止將幅狀材料供給下游生產線之后，才進行原卷的替換。盡管從展開設備到生產線可以借助例如懸桿(festoon)存儲器存儲一定量的幅狀材料，但是由于幅狀材料的特性，尤其是它不能抵抗牽引，或者由于生產線的高速度，它需要一個非常大的存儲器，這么做并不總是合適。另外，由懸桿確定的曲折路徑可使幅狀材料的纖維分開，尤其當它是由棉紙制成時，這會相應地產生一些灰塵，成品的特性也有所降低。
EP-A-1136406公開了一種具有梭子的展開設備，其中，該梭子可將來自兩個裝載和卸載位置中的一個或另一個的原卷運送到中間展開位置。此梭子具有用于展開原卷的電動尾架。用新原卷替換空原卷需要停止供給。
對能實現自動連續替換原卷的展開設備作了研究，即無需停止將幅狀材料供給展開設備下游的加工或生產線。應該連續操作的展開設備的例子公開在US-A-5906333、US-A-6030496、EP-A-1270470、EP-A-0872440和WO-A-9846509中。這些文獻公開了一種展開設備，其中原卷在供給階段由一對擺臂支撐原卷。當原卷接近排空時，擺臂將它放在由兩個輥子(其中一個輥是電動的)形成的支架上，原卷可繼續旋轉以便繼續供給幅狀材料。接下來，這對擺臂從梭子上取下新的原卷，在吸附帶的幫助下，開始展開前端。當第一原卷接近排空時，使新原卷的自由前端落到第一原卷上展開的幅狀材料的頂部上。兩個幅狀材料之間的接觸應該促進卷繞在第二原卷上的幅狀材料的自由前端的運輸，它與第一幅狀材料一起供給，直到到達由兩個壓花滾筒或層壓滾筒形成的輥隙內，該輥隙應該將兩個紙幅拼接在一起。
在新幅狀材料供給的開始階段，也是最關鍵的階段，這種展開設備的運行非常不安全，它的運輸取決于兩個非常輕的材料之間的簡單接觸。不能確保來自新原卷的幅狀材料可有效地沿著第一幅狀材料(來自即將用完的原卷)確定的路經前進。另外，由于供給速度相同時，兩層必定會發生拼接，因此必須在離原卷的展開區域相當遠的距離處布置滾筒進行拼接。事實上，原卷在加速階段直到速度達到來自第一原卷的材料的速度為止，新的原卷展開的幅狀材料的數量是相當大的。原卷與拼接滾筒之間的距離必須至少等于在加速階段展開的幅狀材料的長度。拼接兩個幅狀材料的滾筒的位置必須位于第二幅狀材料的前端在拼接時的位置，并且不會后退，因為如果不那樣的話，幅狀材料的前端仍將是自由的，這會使它意外地卷繞在生產線的其中一個輥上，以致堵塞整個生產線。

發明內容
因此，本發明的一個目的在于提供一種展開設備，在拼接兩個幅狀材料之前，該設備可以以可靠的方式用新原卷快速替換空原卷，即使新原卷以適宜的圓周速度旋轉，通常情況下這一速度與即將用完的原卷的圓周速度相等。
通過閱讀下文，本領域熟練技術人員很清楚基本上由下面的展開設備實現的這個目的和其它目的及優勢，其中展開設備包括
展開元件，用于同時展開第一原卷和第二原卷；拼接設備，用于將來自所述第一原卷的第一幅狀材料與來自所述第二原卷的第二幅狀材料拼接在一起；存儲元件，在與所述第一原卷供給的幅狀材料拼接之前，用于存儲所述第二原卷供給的幅狀材料。
這種類型的設備可有效地控制從新卷上原卷展開的幅狀材料的前端和第一部分，新卷用于替換即將用完的原卷。進行存儲直到新原卷達到合適的旋轉速度，當速度到達時可在兩幅狀材料之間進行拼接。
在已知的設備中，沒有必要再將來自第二原卷的材料的自由端放在由即將用完的原卷供給的材料上。在第二原卷的加速階段，存儲幅狀材料的可能性也可使拼接設備的位置與原卷的位置非常接近。
另外，將臨時存儲元件布置在拼接區域(來自兩個不同原卷的幅狀材料在此區域內開始拼接)的下游可以將拼接設備放在展開設備的附近，這樣，在生產線的規模上和控制材料運輸的可靠性方面有很大的優勢。
在實用的、有利的實施例中，存儲元件是可逆的，即在第一和第二幅狀材料拼接在一起之后，它可以傳回存儲的幅狀材料。這樣，從第二原卷上展開的且由存儲元件臨時存儲的初始部分就被運到轉化線，在轉化線的最后作為廢料收回，例如包含兩個幅狀材料接縫的卷筒。
在本發明的可能的實施例中，以如下方式控制拼接裝置和展開元件，即當第一和第二原卷以基本相同的圓周速度旋轉時，拼接裝置將第一和第二幅狀材料拼接在一起。
實際上，存儲元件可以包括至少一個電動輥，繞在新原卷上的幅狀材料的自由前端固定在該電動輥上，這樣，當使新原卷旋轉時并在此幅狀材料拼接到由即將用完的原卷供給的幅狀材料上之前，它可以繞在所述電動輥上。
在本發明的改進實施例中，存儲元件包括吸入腔。
本發明的另一個目的在于提供一種展開輻狀材料的方法，它無須中斷向生產線供給材料，即能正確地控制幅狀材料，并用新原卷快速替換空原卷。
根據本發明，這個目的由一種方法來完成，該方法包括如下階段展開第一原卷的第一輻狀材料，將所述的幅狀材料供給生產線，使第二原卷旋轉，開始展開第二原卷的第二幅狀材料，用存儲元件存儲所述的第二幅狀材料，將所述的第二幅狀材料與所述的第一幅狀材料拼接，將所述的第二幅狀材料供給所述的生產線。
本發明所述的方法和設備的另外的有利特性和實施例在附加的權利要求書中說明。
下面應用新概念自動展開機來說明本發明，與一般的展開機相比，此展開機具有許多優勢和創新。不過，必須知道的是，本發明也可應用到一般類型的展開機上，例如US-A-5906333、US-A-6030496、EP-A-0872440、WO-A-9846509所述的類型，或可應用到可使兩原卷同時旋轉進行拼接的任一展開設備上。本發明也可應用到正常運行的展開機上，即在幅狀材料之間拼接之后，通過牽引影響展開。


下面參考附圖可以更好地理解本發明，附圖展示了本發明的實用實施例。特別是在附圖中圖1A-1K展示了在原卷變化期間，展開工位的一系列連續位置的側面圖，圖2展示了沿圖1A的II-II線得到的局部剖開的平面圖，圖3展示了沿著圖4的III-III線得到的、與展開工位分開的梭子的局部剖開的側面圖，圖4展示了沿圖3的IV-IV線得到的平面圖，圖5A和5B展示了處于兩個不同位置的原卷的支撐裝置的側面圖，圖6展示了沿圖5B的VI-VI線得到的原卷的支撐裝置的剖面圖，圖7A和7B展示了在來自兩原卷的兩個幅狀材料拼接期間，處于兩個不同位置的拼接設備和存儲元件的側面放大圖，圖8A和8B展示了在兩種不同狀態下，存儲元件的改進的實施例的側面放大圖，圖9A-9F展示了在不同的實施例中，本發明所述的展開設備的4種不同的運行階段，圖10展示了圖9A-9F的展開機的具體放大圖；和圖11展示了與圖10相似，在拼接方法上稍有不同的實施例的放大圖。
具體實施例方式
本發明所述的展開設備，一般以1表示，在展示的實施例中通常包括裝載工位3，裝載工位3布置在展開工位7的側面。梭子或滑架9(尤其如圖2所示)可在裝載工位3與展開工位7之間沿雙箭頭f9的方向往返平移。參考圖2的平面圖，將梭子移動到右側，它可將原卷B2運送到展開工位7。
尤其如圖3和圖4所示，梭子9與展開設備的其它元件分開，梭子具有安裝輪10的結構或骨架11，以馬達12來驅動輪10，可使其沿著雙箭頭f9的方向運動。在骨架11中，具有V型布置的支持帶15，可為原卷提供支承架。每一個固定在梭子9上的原卷的軸線與梭子9本身的運動方向平行。為每一個原卷的自由前端，固定元件與支承架相連，每次一個原卷固定在梭子上，這個元件在圖4中一般以17表示。固定元件17有一對與滑架或梭子9的結構或骨架11緊緊相連的側面，大體形狀像倒轉的V，以19和21表示。尤其在放大圖7A和7B中可以看出，棒23以平行于梭子9運動的方向在面19和21之間的運轉。棒的刃可使每一原卷(滑輪或梭子9上面)的幅狀材料的前端利于直的切割。
棒23可應用在分別與面19和21基本垂直的臂的下端。這些基本垂直臂在頂端處與一斜臂相連，與梭子9的骨架11近于一體。在收斂區，根據倒轉的V的最高點，這兩面可確定一塊空的空間，其目的很快就明了。旋轉軸25緩慢通過兩臂(形成面19和21)收斂區的下方位置。與每面19和21相連的一對半圓的元件27和29，圍繞其軸旋轉。原卷或棒31和33由每對半圓的元件27或29約束。汽缸活塞驅動器35和37分別與面19和21相連，以此來控制半圓的元件25和27的擺動，此目的在下文中將會很明了。
具有棒23的面19和21的垂直臂也支承由馬達26電動化的吸輥24，參考展開設備的運行原理，此目的將在下文中解釋。
展開工位7(尤其圖1A所示)包括一對垂直直柱41和43，以水平拉桿45相連。在里面這個入口狀結構41、43和45，梭子9將原卷從裝載工位3和5運送到展開工位7時通過此結構，從而界定這個空間。事實上，每一個直柱41和43都是雙重的，尤其從圖2中可以看到。兩臂(一般以49所示)在雙重直柱41上垂直滑動，從而在裝置7上的展開位置處確定了第一原卷的第一個支柱。圖6的放大圖展示了分開的兩臂49，將在后面詳細說明。一對相似臂51沿著雙重直柱43垂直移動，在展開工位7里面確定了第二個原卷的第二支柱。每對臂49和51的上升和下降都是通過水平軸57和59，分別以馬達53和55來驅動。軸57和59通過角傳動和副軸傳送動力，臂49對應一對垂直螺桿60，臂51對應螺桿61(尤其圖2所示)。
臂49基本上與臂51相同，所以在圖6中僅描述了臂49。所述的每個臂都有一對以橫梁67來限制的面65，橫梁67有小螺孔69，分別與螺桿59相吻合。面65與支撐板71成為一體，支撐板71沿著直柱41攜帶導輥73(圖5A和圖5B所示)。尤其從圖6可以看出，在面65的相反末端(對于導輥73的位置)，軸77可提供具有水平軸A-A的臂49，組79圍繞水平軸A-A擺動。每一個組分別有錠子或尾架81、83。錠子載體或尾架載體組79可占用兩個位置，如圖5A和5B所示。在圖5A所示的位置，尾架81和83的軸，以B-B表示，與尾架載體組79的擺動軸A-A平行，在擺動軸A-A的上方。在圖5B中，相反地，軸B-B和A-A在同一水平面上。以固定撞嘴85確定的這個位置與面65成為一體，以移動撞嘴87確定的位置與各自的尾架載體組79成為一體。尾架載體組79的擺動分別由每個臂49的汽缸活塞驅動器89控制(圖5A和5B)。
尤其從圖6的橫截面可以看出，尾架81可自由安裝到尾架載體79里滑動的套管91上。馬達93經由架和小齒輪傳輸95和97可使套管91沿著尾架81軸B-B平移。相似的布置(用相同的標記表示)，尾架83的套管92沿著其軸的平移運動。不過，與尾架81相比，尾架83并不是無用的，而是以馬達99使其圍繞自己的軸旋轉和運輸，包括安裝在尾架83軸上的第一帶101，A-A軸上的滑輪103，第二滑輪105，第二帶107和滑輪109。
在形成雙重直柱41的兩個元件之間，布置表面展開元件(一般以110表示)目的(此目的將在后面詳細說明)是為展開循環的重要部分展開幅狀材料原卷，可能與中心展開元件相結合，中心展開元件與兩個原卷支持臂相連。表面展開元件110包括擺臂111，擺臂111以平行于梭子9的平移運動的方向圍繞水平軸113轉動。為了清楚起見，在圖2中將表面展開元件110移走，而在圖1A-1K展示。這對擺臂111具有三個輥114、115和116，它們的軸平行，也與臂111的幅113的軸平行。帶117圍繞擺臂運轉，使原卷展開。導輥116與臂111的幅113同軸，其旋轉以帶119驅動，馬達121驅動帶119。汽缸活塞驅動器123可使臂111擺動，而帶117的張力是由臂111的汽缸活塞驅動器125來控制，在所述臂111的一端和輔臂112(具有中間導紙輥114)的另一端為轉移，和圍繞臂111的幅112A的軸為轉移。帶117的張力和臂111的運動用已知的方法控制，不需要闡述了。
空原卷的收集裝置131可沿著拉桿45、以雙箭頭f131所示的方向移動。收集裝置131具有垂直移動的支承架133，圖1A和1B所示，垂直移動支承架133在兩端位置之間以雙箭頭f133所示的方向移動，將空原卷卸到輸送機135或其它傳輸設備上。在圖1K中，收集裝置131和各自的支承架133也有水平運動到達這個位置。
一對彎曲幅139以平行于梭子9的平移運動的方向、圍繞軸137以拉桿45轉動。與那些以拉桿45轉動相對應的幅139的相反端有一個輥141(可能是電動化的)。在新原卷替換幾乎用完的原卷時，輥141與幅狀材料接觸偏離其路經，這點將在后面詳細闡述。為了圍繞即將用完的原卷的軸，彎曲幅139形成環。
在輸出幅狀材料的展開工位7一側，有一個導輥143(尤其圖7A和7B所示)，原卷展開的幅狀材料被送到導輥。導輥143可以空轉或電動化。沿著展開工位供給幅狀材料的路經，導輥143的下游可提供一個拼接設備，一般以151表示，它的功能是將來自幾乎空的原卷的幅狀材料與來自預備的新的原卷的幅狀材料拼接，替換即將用完的原卷。拼接設備151包括平衡壓力輥153，層粘接組159和161的輥155和157分別與平衡壓力輥153合作。輥155圍繞軸163(與平衡壓力輥153軸平行)擺動，在推動元件的作用下壓在后者上。在這個實施例中，推動元件由壓力風箱165構成。在壓力風箱169或另一個推動元件的作用下，輥157圍繞軸167擺動。本質上，層粘接組159和161以一般的方式運轉，所以在此文中就不需要額外闡述。
中斷元件171布置在拼接設備151的上面，在拼接來自新原卷的幅狀材料后，用于切割即將用完的原卷的幅狀材料。在所展示的實施例中，中斷設備171由具有鋸齒狀刀片的棒173構成，棒173由一對擺臂177約束。臂177圍繞幅179的軸的擺動由汽缸活塞驅動器181來控制。
下面將參考一系列圖1A-1K來說明所述展開設備的運行。在圖1A中，由兩平行臂51形成的支柱處于雙重直柱43的上升位置上，以放松位置表示。與兩臂51相連的尾架載體組79處于這樣的狀態尾架的軸B-B固定在尾架載體組它們本身的軸A-A的上方。這對臂49(形成其它原卷支柱)處于雙重直柱(double upright)41的下方。
B1表示第一原卷，展開來自此原卷的第一幅狀材料N1用于供給下游的生產線，一般以L表示。臂49的位置是這樣的，原卷B1從梭子緩慢上升，它一插入到由直柱41和43限定的空間，用臂49和尾架使原卷B1進入正確的位置以便抓住和上升。在壓力作用下，用自己的帶117使表面展開元件110保持與原卷B1的外表面接觸，驅動帶117旋轉的馬達121，可引起旋轉使原卷B1展開以供給輻狀材料N1。旋轉與中心展開元件(與臂49相連)相結合也可以控制，例如由馬達99控制。這在低密度的原卷上是非常有利的。
收集裝置131在拉桿45的最左端(圖中)，例如在幅狀材料供給生產線L的另一側。收集裝置131的支承架133處于下方位置，用于釋放輸送機135上的空原卷，以B0表示。例如，后者可以通過一套橡膠輪或類似物來形成。
在圖1B中，在供給階段原卷B1的軸仍與圖1的位置相同，例如，處于支承架(由臂49形成)尾架81和83的軸B-B確定的位置。對于前面的圖，為了仍保持與原卷接觸，繼續傳輸展開原卷的必要力矩，表面展開元件110是以順時針方向(相對于前面的圖)旋轉。對于前面的圖，彎曲幅139是以逆時針方向(相對于前面的圖)旋轉，而收集裝置131的支承架133的位置已經上升，在拉桿的直下方。
圖1A和1B所述的展開階段，維持原卷B1旋轉的力矩只由表面展開元件110供給，或者也可以與電動化的尾架83構成的中心展開元件相結合。例如，用一般的方式，可由表面展開系統應用力矩，也可以由中心展開系統應用力矩，這些協調好可使展開的狀態最優化。尤其是小的和/或微型原卷，設想由尾架83直接使用和廣泛使用中心展開系統也是可能的，從而去掉表面展開元件110。
也是在這個階段，梭子9已將原卷B1運到展開工位7，可以將梭子9運到裝載工位3來接受新原卷，在連續循環中，新原卷應該插入到展開工位中。所以，希望梭子沒有必要一定是成對的(如傳統機器一樣)，盡管不包括這種可能性。在接下來的圖中，梭子9總是處于相同的位置，但是應該理解，它可以從展開工位移走。
圖1C展示了用新原卷B2替換將要用完的原卷B1的開始階段，新原卷B2一定用梭子9插入。以垂直于圖的平面方向用梭子9的平移運動將其插入。將表面展開元件110以逆時針方向旋轉來離開原卷B1。在這個階段，原卷B1僅通過電動化的尾架83來保持旋轉，以基本連續的方式繼續將幅狀材料供給下游的生產線。這對臂49已經開始向拉桿45方向移動。
在接下來的圖1D中，這對臂49已到達最高位置，也是放松位置。因為在這個位置(在卷繞在原卷B1的輻狀材料用完后)可將尾架81和83從空原卷中心軸取出，使其釋放到收集裝置131上。這對彎曲幅139已旋轉，使其進入圖1A所示的角位。兩個彎曲幅139之間的距離要大于原卷上的幅狀材料的寬度，這樣可以使它們更接近原卷本身的軸。在這個位置上，直柱41和43之間所有的空間都是空的，為了插入這個空間，梭子9運送新原卷，用完時替換原卷B1。事實上，擺動彎曲幅139已將幅狀材料的路經(原卷B1到轉換線)偏離，此功能恰恰是將正在供給的幅狀材料遠離新原卷插入的空間。
從圖1D可以看出，由于這個事實，這對臂51的尾架81和83可圍繞軸A-A以逆時針方向旋轉，使它們的軸B-B在軸A-A的上方垂直對齊。臂49的上升并不會導致這兩對臂49和51之間碰撞。當臂51的尾架處于軸向收回的位置時，例如它們之間的最大距離，原卷B1與臂51的尾架不會碰撞。在這個位置上，尾架之間的距離要大于展開設備原卷的高度，例如軸長。
圖1E展示了如前面的圖相同狀態的裝置，但是在直柱41和43之間的梭子9(已運送新原卷(以B2表示))平移運動后，第二幅狀材料(以N2表示)卷繞在新原卷上。當原卷在裝載工位5或3時，輻狀材料N2的自由前端或頭端已修整準備好。正如前面所述的，為修整的幅狀材料，可將棒23作為工作人員用的刀片或其它切割工具的規矩部件，從而使幅狀材料有一個光滑的邊緣。然后將這個邊緣與輥24固定。正如上面所述的，這個可以是一個吸輥，用于保持幅狀材料的自由端，圖1E中所示半圓元件27和29所處的位置是為了支持固定軸導輥143上方的幅狀材料的初始部分。這可使梭子9從裝載位置運行到展開位置，而不需要上面準備幅狀材料，妨礙導輥43。如果原卷B2已達到圖1E所示的位置，半圓的元件27和29可以返回到圖7A所示的回轉位置，這樣幅狀材料N2可停在導輥143上。
在下面的圖1F中，這對臂51為展開設備中的原卷形成第二支柱，可將臂51到達直柱43的下方位置。這個位置也稱為接合位置，因為這是原卷以尾架相吻合的位置。尾架載體組79可以逆時針方向旋轉，將與臂51相連的尾架81和83的軸進入尾架載體組79的軸A-A水平排列的位置。在這種狀態下，臂51的這兩個尾架81和83的軸B-B處于相同的位置，此位置的臂49的尾架81和83的軸處于從梭自9移走原卷B1的前一階段。這恰是使梭子9以垂直于圖的平面方向平移。另外，如果不希望改變臂49和51尾架的幾何結構，在足以避免碰撞的距離處可以布置這些臂，可使原卷插入系統額外的平移，例如安裝梭子9，其滑動垂直于展開工位7的梭子9的插入和取出方向。
在圖1G中，這對臂51緩慢上升，使原卷B2的軸進入圖1A中原卷B1的軸的相同位置。這樣，當原卷不與梭子9的支撐帶15接觸時，可以使原卷B2旋轉。
從圖1H可以看出，表面展開元件110以逆時針方向旋轉，使帶117與原卷B2的外層柱面接觸，開始展開原卷。馬達121以合適的加速度起動，使原卷B2開始旋轉。直到幅狀材料N2的速度(即原卷的圓周速度)達到原卷B1的輻狀材料N1的供給速度時可有角度地加速。如果合適，幅狀材料N1的供給速度可臨時降低。
將第二原卷B2的圓周速度達到第一原卷B1的圓周速度的時間并不長。在此階段，原卷B2供給的幅狀材料N2收集在電動輥的周圍，幅狀材料前端預先與輥貼上。最后，運行馬達26，根據原卷B2的圓周速度適當控制其速度。在幅狀材料N2與幅狀材料N1拼接之前，所述的兩種材料通過層粘接組159的輥155和平衡壓力輥153，在這兩個元件相互壓在一起之前，平衡壓力輥也可為下一生產線的輻狀材料作規矩部件和空轉輥。
在接下來的圖1I中，展示了幾乎空的原卷B1的幅狀材料N1與原卷B2的幅狀材料N2的拼接階段。最后，運行層粘接組159和161分別使輥155和157壓在平衡壓力輥153上。在這個階段，圖7A展示了承擔這些元件的位置。這兩組層粘接輥155和157在壓力下拼接這兩個幅狀材料，它們以平行且相同的速度供給。
在原卷B2加速期間，部分幅狀材料N2卷繞在卷24上，自動取出這部分幅狀材料，如果層粘接組的關閉，開始所述的拼接操作，速度可能會下降，馬達26和輥24的旋轉方向可能倒轉，可使幅狀材料N2的前端與(仍處于原卷B1的供給階段的)幅狀材料N1和原卷B2正松開的幅狀材料N2一起輸送到轉化線L。圖7B詳細展示了這種狀態。
在運行階段的恰當時刻，第一原卷的幅狀材料N1以中斷元件171切割。圖1J展示了幾乎空的原卷B1的幅狀材料的切割或中斷階段。在開始拼接操作后，直到幅狀材料N1末端和材料N2前端通過拼接設備151后，拼接設備151可供給三層的材料，例如幅狀材料N1和雙層的幅狀材料N2。在與輥24分開的幅狀材料N2的前端和幅狀材料N1的末端通過平衡壓力輥153和層粘接輥157形成的輥隙之后，在拼接設備151的出口端，將會再有僅一層的材料，例如幅狀材料N2，起動下游加工線的正常供給。形成拼接的這部分在下游將被已知的系統舍棄再循環。
接下來的圖1K展示了收集裝置131如何收回支承架133上的尾架81和83釋放的空原卷B1。然后收集裝置移到與圖1A相似的位置，用下方位置的支承架133卸下原卷B1的剩余物。
由圖1A和1K對比可以看出，用與圖1A所示的基本對稱結構的展開設備繼續供給幅狀材料N2。當原卷B2用完時，設備將會進行與所述基本對稱的替換循環，臂49和51分別具有各自的元件，與所述相比，它們運行時將會顛倒部分操作。
由此可見，希望所述的展開設備能用新原卷替換幾乎空的原卷，將新原卷的幅狀材料與幾乎空的原卷的幅狀材料拼接而不停止下游生產線的供給。在拼接階段，也能重新得到新原卷的所有幅狀材料，從而簡化了再循環操作。在梭子9上沒有幅狀材料的剩余物。這部分空原卷B1部分松開的幅狀材料(在空原卷和中斷設備171之間)，通過倒轉臂51的尾架83的旋轉方向，重新取出在原卷B1的管狀心軸周圍，這樣它可不能阻止卸載操作。
在切割幅狀材料后，即將用完的原卷B1的速度慢下來直到停止，繼續松開一定長度直到原卷B1的旋轉方向回轉，使其取出。為了避免幅狀材料的殘余部分妨礙機器的其它元件，尤其是拼接設備的元件，收集元件優選以曲面172的形式或其它的封鎖系統。
正如所述的兩個層粘接組159和161的使用，可以確保在幅狀材料N1和N2之間的拼接部分，沒有阻礙材料本身供給的自由端。事實上，當關閉第一個層粘接組159來拼接時，開始產生這兩個幅狀材料N1和N2之間的層粘接拼接區域。若沒有第二個層粘接組161，在拼接后，臨時存儲在輥24上的部分幅狀材料可以很容易地被材料拉進，自由端有非正常運行的危險。第二個層粘接組的存在可以確保以層粘接使這部分幅狀材料N2與控制的、非自由的方式下游加工線L的材料附著上。第二層粘接組也可確保拼接層更可靠，借助足夠的牽引力，使臨時繞在輥24上和存儲在輥24上的部分材料更容易取出。
為臨時存儲原卷B2的輻狀材料N2，輥24特別布置在第一層粘接組159位置的下游，例如幅狀材料N1和N2拼接區，在拼接前，可使第二原卷B2明顯加速，所以基本上不需過多地降低幅狀材料的供給速度。與此同時，與一般的設備相反的是，拼接裝置與松開的原卷的位置之間沒有必要有很大的間隔。從附圖可以看出，拼接發生的位置與原卷很近，這使幅狀材料更好地控制和生產線更緊湊。
從所述可以看出，也很明顯，在這個實施例中設備的優勢之一是不需人工干擾，可以收回新原卷(將要替換空原卷的)的幅狀材料的前端。這需要使用電動輥26。
不過，其它的布局也可實現存儲元件存儲來自新原卷幅狀材料的初始部分。圖8A和8B展示了另外一種布局。與前面的附圖(尤其是圖7A和7B)相同或相似的元件用相同的標記表示。在這種情況下，輥24和各自的馬達26是空缺的，棒23是空的且有吸氣縫口或孔，在準備階段，它容納幅狀材料N2前端直到各自的原卷B2插入展開工位7中。
在原卷B2的加速階段，幅狀材料N2的初始部分吸入到展開工位7的內腔200里面。由于吸管202，內腔200里面的壓力稍小于大氣壓力。通入中空棒23的吸氣被阻止。在前面的具體實施例中，幅狀材料原卷繞在輥24周圍，從而存儲在內腔200中。為了避免存儲在吸入腔200中的幅狀材料阻塞吸入，籃204固定在內腔里以保存幅狀材料。
如圖8B所示，如果兩個幅狀材料的拼接完成，內腔200里面的吸氣可以被阻止，所有的存儲材料可以與前述臨時卷繞在輥24周圍相似的方式收回。
借助這種布置，或借助應用輥24，實現幅狀材料的暫時聚集，其后輸送至生產線，并包括在包含兩層間拼接的輥上。在任何情況下，這種輥注定要被重復利用。這樣，避免了用手或其它系統從展開工位7或梭子9去除幅狀材料碎屑。
圖9A-9F展示了一種簡化的展開設備，展示了本發明拼接階段的不同步驟。圖10展示了拼接區域的放大圖。
展開設備提供了2個展開位置。在圖9A中，第一個幾乎用完的原卷B1布置在第一展開位置，此原卷的第一幅狀材料供給下游的加工或處理線(未示出)。以表面展開元件30使原卷B1以循環帶的形式圍繞輥303，304，305，306，307旋轉，用馬達(未示出)來驅動輥306旋轉。輥303以一對擺臂308支撐，擺臂308以汽缸活塞驅動器309起作用，由于供給材料原卷B1的直徑減小，使帶301處于壓力下。輥304，305，306，307以臂311支撐，臂311與展開設備的固定結構相連。原卷B1的軸A-A以臂302支撐，臂302主要在C-C處與展開設備結構相連。這種布置可使帶301一直處于壓力作用下，壓在原卷B1的外層，為了使原卷旋轉，供給幅狀材料，它的直徑隨著原卷減小而減小。當原卷B1的直徑減小時，臂302逐步降低，而下降步驟與下一帶之間的張力由汽缸活塞驅動器來提供。
原卷B1以通常的方法固定在轉體主懸臂302上，未示出。
幅狀材料N2的第二原卷B2已固定在第二展開位置，以轉體主懸臂302B在軸B-B上支撐。輥或輪304B、306B、307B周圍的展開帶301B可驅動原卷B2旋轉。與臂302相似的是，當原卷直徑減小時，臂302B也逐步下降，汽缸活塞布置309B與支撐輥303B的擺臂相連，可使帶處于壓力作用下，與原卷B2的外層圓周接觸。
在圖9A中，當原卷B1仍在運送它的幅狀材料N1時，原卷B2還沒有旋轉。后者圍繞導輥311-318轉動進入下游的生產線(未示出)。原卷B2處于等待位置，如果后者是空的，準備替換原卷B1。幅狀材料N2的前端部分布置在導輥314周圍，它的前端已錨定與尾架(未示出)相吻合的心軸321B，尾架可使它圍繞自己的軸旋轉。幅狀材料N2的前端與心軸321B相連，例如以沿著幅狀材料邊緣應用的壓敏粘貼帶。壓力元件323B用于將幅狀材料的邊壓在心軸321B上。幅狀材料N2的前端可以眾所周知的方式插入到心軸321B中，例如用插入帶。
相似對稱的布置321、323可錨定心軸321上的幅狀材料N1的前端。
層粘接單元325布置在心軸321、321B的上游，用于拼接所需的兩個幅狀材料N1、N2。
擺動切割設備331、333和331B、333B以各自的汽缸活塞驅動器起作用，布置在心軸321、321B之間和層粘接單元325之間和分別在后者與輥313、314之間。通過下面對拼接循環的闡述，這些設備的目的將會很明顯。
從圖9A所示的狀態開始，設備運行如下。原卷B1幾乎是空的，必須用新原卷B2來替換。原卷B2的前端與心軸321B相連。
在幅狀材料N1和N2拼接在一起之前，驅動器原卷B2旋轉并加速直到其圓周速度達到幅狀材料N1的速度。在圖9B中，兩原卷B1、B2都在旋轉，原卷B1可能會稍慢慢降下來或仍可以正常的生產速度旋轉。在加速階段期間，原卷B2減少的幅狀材料原卷繞到心軸321B上，可使它旋轉形成存儲元件。
當兩幅狀材料N1、N2的速度基本相同時(圖9C)，以層粘接單元325進行拼接。應用輥(形成層粘接單元的)之間的兩幅狀材料上的壓力可使兩幅狀材料N1、N2之間拼接。幅狀材料N2的前端已卷繞在心軸321B上，以切割設備331B切割(圖9D)，而幅狀材料N1的末端以切割設備333分離(圖9E)。如果已運行這兩個切斷操作，那么原卷B1停止，生產線下游的展開設備供給原卷B2的幅狀材料N2(圖9F)。
幅狀材料N2的第一部分已存儲在心軸321B上，將心軸321B移走。這個心軸由紙板制成。在這種情況下，它可以通過將它們回轉到碎漿機與幅狀材料N2一起再循環。另外，心軸321、321B可以由塑料、金屬或類似物制成。在這種情況下，當再使用心軸時，卷繞在其上面的幅狀材料可移走再循環。
一旦是空的，通過存儲新原卷B1(心軸321上)幅狀材料的前端部分，可用所述的相同方式替換原卷B2，用切割設備331拼接和切割前端部分，也用切割設備333B切割幅狀材料的末端部分。
這兩個幅狀材料N1和N2不用層粘接拼接，例如，如圖11所示(相同的標記代表圖9A-9F、10中相同或相似的零件)一套橫向排列的噴霧嘴340布置幅狀材料的整個寬度。當這兩個幅狀材料必須拼接在一起時，管口340將黏合劑噴在幅狀材料N2上，用輥342、344將這兩種輻狀材料壓合在一起。相似的拼接設備也可以用在圖1-8所示的實施例中。
如前面所示的實施例所展示的，將所述的心軸321，321B從切割幅狀材料的機器上移走，回收卷繞在其上的幅狀材料的前端部分，心軸321，321B的旋轉方向可能倒轉，至少部分存儲其上面的幅狀材料可能在下游返回重新取出。
可以理解，附圖僅展示了本發明可實行的實施例，在本發明定義的范圍內可在形式和布置上作一些變動。在附加的權利要求書中提供了所有的標記，僅為了使參考前面的說明和附圖更容易理解權利要求書，而不是限制權利要求書的權限。
權利要求
1.一種展開設備，用于展開幅狀材料(N1，N2)的原卷(B1，B2)，包括展開元件，用于同時展開第一原卷(B1)和第二原卷(B2)，拼接裝置(151；325；340，342)，用于將來自所述第一原卷(B1)的第一幅狀材料(N1)與來自所述第二原卷(B2)的第二幅狀材料(N2)拼接在一起，至少一個存儲元件(24，200；321，321B)，在與由所述第一原卷(B1)供給的幅狀材料(N1)拼接之前，用于存儲由所述第二原卷(B2)供給的幅狀材料(N2)。
2.如權利要求1所述的展開設備，其特征在于所述的存儲元件沿著幅狀材料的路經位于所述第一和所述第二幅狀材料開始拼接的區域的下游。
3.如權利要求1所述的展開設備，其特征在于所述的存儲元件是可逆的，在第一和第二幅狀材料(N1，N2)拼接在一起之后，它可返回存儲的幅狀材料。
4.如權利要求1或2或3所述的展開設備，其特征在于可以用如下方式來控制所述的拼接裝置和所述的展開元件，即當所述的第一和第二原卷(B1，B2)以基本相同的圓周速度旋轉時，拼接裝置將第一和第二幅狀材料拼接在一起。
5.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的存儲元件包括至少一個輥(24)，所述第二幅狀材料(N2)的自由前端錨定在此輥上，當使第二原卷(B2)旋轉和在第二幅狀材料與第一幅狀材料拼接之前，第二幅狀材料卷繞在所述輥的周圍。
6.如權利要求5所述的展開設備，其特征在于所述的輥是電動化的。
7.如權利要求5或6所述的展開設備，其特征在于所述輥是吸輥，用于控制幅狀材料的自由前端。
8.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的存儲元件包括一個吸入腔。
9.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的存儲元件位于固定的位置。
10.如權利要求1-8中一項或多項所述的展開設備，包括一個梭子(9)，它在至少一個裝載工位(3)和展開工位(7)之間可以移動，用于將原卷從所述的裝載工位運到所述的展開工位，其特征在于所述的存儲元件由所述的梭子支撐。
11.如權利要求10所述的展開設備，其特征在于所述的梭子包括固定設備(24，23)，用于固定卷繞在由所述梭子(9)支撐的原卷(B1，B2)上的幅狀材料(N1，N2)的自由前端。
12.如權利要求5-11所述的展開設備，其特征在于所述的固定設備與所述的電動輥(24)相連。
13.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的拼接設備是層粘接設備。
14.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的拼接設備具有2個拼接區域，這兩個區域沿著幅狀材料的路經串連布置。
15.如權利要求13和14所述的展開設備，其特征在于所述的拼接設備包括兩個層粘接組(159，161)。
16.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，包括切斷設備(171，173，175；333，333B)，在與來自新原卷的幅狀材料拼接在一起之后，用于中斷來自將要用完的原卷的幅狀材料。
17.如前述的權利要求中一項或多項所述的展開設備，其特征在于所述的至少一個存儲元件(321，321B)在構造和布置上適于固定拼接后存儲在它上面的幅狀材料。
18.如權利要求17所述的展開設備，包括切斷設備(331，331B)，用于切斷存儲在所述存儲元件上的幅狀材料。
19.一種用于展開幅狀材料(N1和N2)的原卷(B1和B2)的方法，包括如下階段展開來自第一原卷(B1)的第一幅狀材料(N1)，并將所述的幅狀材料供給生產線(L)，使第二原卷(B2)旋轉，并且開始展開來自第二原卷(B2)的第二幅狀材料(N2)，將所述第二幅狀材料存儲在存儲區，將所述的第二幅狀材料(N2)拼接在所述的第一幅狀材料(N1)上，并將所述的第二幅狀材料供給所述的生產線。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于將所述的第二幅狀材料(N2)拼接在所述的第一幅狀材料(N1)上后，取出存儲在所述存儲區域內的幅狀材料，并將其供給所述的生產線。
21.如權利要求19或20所述的方法，其特征在于在將所述的第一幅狀材料拼接到所述的第二幅狀材料上之前，使所述的第一和所述的第二原卷以基本相同的圓周速度旋轉。
22.如權利要求19或20或21所述的方法，其特征在于將所述的第二幅狀材料吸入所述的存儲區。
23.如權利要求19或20或21所述的方法，其特征在于將所述的第二幅狀材料臨時繞在輥(24)的周圍。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于使所述輥以卷繞的方式旋轉，用于臨時存儲所述的第二幅狀材料，并且在將第一幅狀材料與第二幅狀材料拼接在一起之后，使所述輥反向旋轉。
25.如權利要求19-24中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的存儲區域沿著幅狀材料路經位于第一幅狀材料與第二幅狀材料之間開始拼接的區域的下游。
26.如權利要求20-25中一項或多項所述的方法，其特征在于臨時存儲在所述區域內的那部分幅狀材料被粘接到取出時的幅狀材料上。
27.如權利要求19-26中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的第一和所述的第二幅狀材料通過層粘接拼接在一起。
28.如權利要求19-27中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的第一和所述的第二幅狀材料由沿供給路徑串連布置的兩個不同的拼接組拼接在一起。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于所述的存儲區布置在所述第一和第二拼接組之間。
30.如權利要求19-29中一項或多項所述的方法，其特征在于存儲在所述存儲區內的幅狀材料與來自各自原卷的幅狀材料分開，并且再循環。
全文摘要
一種展開設備，包括展開元件，用于同時展開第一原卷(B1)和第二原卷(B2)；拼接設備，用于將來自所述的第一原卷(B1)的第一幅狀材料(N1)和來自所述的第二原卷(B2)的第二幅狀材料(N2)拼接在一起；存儲元件(24，200)，在與所述的第一原卷(B1)供給的幅狀材料(N1)拼接之前，用于存儲由所述的第二原卷(B2)供給的幅狀材料(N2)。
文檔編號B65H19/18GK1777555SQ200480010641
公開日2006年5月24日 申請日期2004年2月27日 優先權日2003年3月13日
發明者A·本韋努蒂, R·莫雷利, R·馬達萊尼 申請人:法比奧·潑尼股份公司