Перемотно-резательный станок, включающий в себя устройство для заделывания заднего края рулона - RU2169691C2

Чертежи

Показать все 11 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к автоматическому перемотно-резательному станку для поверхностного наматывания, предназначенному для образования рулонов или длинных рулонов рулонного материала. Перемотно-резательные станки данного типа широко используются для производства рулонов или длинных рулонов из бумаги, которые впоследствии разрезают для получения имеющих меньший размер рулонов туалетной бумаги, кухонных полотенец и т.п.

Существует множество известных типов перемотно-резательных стаканов, основанных на принципе поверхностного наматывания и предназначенных для производства рулонов рулонного материала. Некоторые примеры таких автоматических перемотно-резательных станков с поверхностным наматыванием (другими словами, станков, на которых рулоны образуются автоматически с высокой скоростью последовательно друг с другом и в процессе формирования рулон приводится во вращение за счет контакта с внешней системой ремней или роликов) описаны в заявках на патент США US-A-4723724, US-A-4856725, US-A-4828195, US-A-4962897, US-A-4487377, US-A-4931130, US-A-5137225, US-A-5248106, US-A-5368252, заявке на патент Великобритании GB-A-2105688.

Некоторые из подобных перемотно-резательных станков, например, описанные в заявках на Европейский патент ЕР-A-0580561 и ЕР-A-0611723, также позволяют получить рулоны без центральных сердечников для намотки.

Эти перемотно-резательные станки производят большое количество рулонов в единицу времени, и эти рулоны впоследствии подаются к внешней зоне перемотно-резательного станка и собираются в устройстве для сортировки или в промежуточном приемнике-накопителе. Перед тем, как можно будет приступить к разрезанию каждого длинного рулона на рулоны меньшего размера и к последующей упаковке, необходимо приклеить свободный задний край намотанного рулонного материала на каждом длинном рулоне, чтобы предотвратить разматывание концевой части, которое вызывает проблемы на последующих операциях, в частности при упаковке.

С этой целью длинные рулоны, выгруженные из перемотно-резательного станка и собранные в накопителях или устройствах для сортировки, установленных за станком, по отдельности транспортируют к отдельной и расположенной дальше секции "перерабатывающей" линии, в которой предусмотрены один или более станков для приклеивания свободного заднего края материала каждого рулона, причем эти станки обычно называют "tail sealers" (устройствами для заделывания заднего края).

Примеры устройства для заделывания заднего края описаны в заявках на патент США US-A-3044 532, US-A-4475974, USA-4963223, US-A-5242525, Европейском патенте ЕР-В-0481929, документах WO-A-9515903, WO-A-9515902.

Все устройства для заделывания заднего края имеют позицию, на которой свободный задний край рулонного материала разматывается и устанавливается в заданное положение перед нанесением клеящего вещества.

Наиболее близким аналогом для заявленной группы изобретений является публикация WO 94/21545 (кл. В 65 H 19/22, 29.09.94). Из данного документа известен способ поверхностного наматывания рулонного материала для образования рулона, при котором в конце намотки указанного рулона рулонный материал разделяют для образования свободного заднего края и свободного переднего края, предназначенного для начала образования следующего рулона, а полностью намотанный рулон впоследствии выгружают.

Из этого же документа известен перемотно-резательный станок для поверхностного наматывания непрерывного рулонного материала в рулоны, содержащий средство для наматывания, образующее устройство для поверхностного наматывания, предназначенное для образования рулонов, средство разделения рулонного материала, которое расположено перед наматывающим устройством и которое в конце намотки рулона разделяют рулонный материал, тем самым образуя свободный задний край рулонного материала, намотанного на рулон, и свободный передний край рулонного материала, предназначенный для начала намотки следующего рулона; и поверхность выгрузки, которая расположена за наматывающим устройством и на которую в конце намотки выгружаются образованные рулоны.

Однако необходимость в наличии перемотно-резательного станка, промежуточного накопителя или устройства для сортировки и устройства для заделывания заднего края (которое, в свою очередь, содержит позицию разматывания и размещения свободного заднего края, подлежащего приклеиванию, в заданном положении и позицию приклеивания) приводит к тому, что общие габариты линии становятся достаточно большими, а кроме того, при этом возникает необходимость в синхронизации работы различных секций линии друг с другом, что вызывает большие затраты, связанные с системами программирования и управления. Такие затраты приемлемы для предприятий с высокой производительностью, превышающей порядка 9- 10 рулонов в минуту, но не всегда могут быть приемлемы при более низком объеме выпуска продукции.

Настоящее изобретение базируется на идее объединения перематывания и приклеивания свободного заднего края рулона в одной секции производственной линии, тем самым исключается не только промежуточный накопитель или приемник, но также позиция разматывания и установки свободного заднего края рулона в заданное положение.

По существу в соответствии с изобретением, как только рулон сформирован, он принудительно выгружается из опоры для намотки перемотно-резательного станка, причем при этом задний край рулона не намотан, и рулон выгружается непосредственно на поверхность выгрузки, вдоль которой клей наносится на рулон, чтобы заделать (закрепить) свободный задний край в процессе перекатывания рулона по поверхности выгрузки. Длину свободного заднего края и место нанесения клея на рулон выбирают таким образом, чтобы в процессе перематывания край покрывал линию с нанесенным клеем и выходил за нее на несколько миллиметров, образуя язычок, который можно захватить. Таким образом, размеры производственной линии существенно уменьшаются, и, кроме того, существенно упрощаются программирование и управление работой линии.

На практике способ наматывания в соответствии с изобретением может содержать следующие операции:
- подачу рулонного материала к средству для поверхностного наматывания;
- наматывание заранее определенного количества рулонного материала на рулон;
- разделение рулонного материала;
- выгрузку рулона, образованного с помощью средства для поверхностного наматывания, на поверхность выгрузки, при этом свободный задний край рулонного материала отмотан от рулона, а клей наносится на цилиндрическую поверхность рулона вдоль поверхности выгрузки;
- начало наматывания нового рулона при одновременной выгрузке образованного ранее рулона и приклеивании его свободного края.

Поверхностное наматывание можно выполнять с помощью одной из традиционных систем, известных в настоящее время. Предпочтительно используемая система наматывания содержит, по меньшей мере, два намоточных валика, вращающихся в одном и том же направлении, между которым образован зазор, через который проходит рулонный материал, подлежащий наматыванию. После зазора предусмотрена зона наматывания, которая предпочтительно образована третьим намоточным валиком, который выполнен с возможностью смещения для обеспечения возможности увеличения диаметра рулона и регулирования этого увеличения. Если принята такая система наматывания, в конце намотки рулонный материал разделяется перед опорой для намотки, и второй намоточный валик останавливают, чтобы заставить полностью намотанный рулон перекатиться по этому валику и заставить его выйти (выгрузиться) из указанной опоры для намотки. За счет остановки второго намоточного валика рулон можно выгрузить при таком положении, когда свободный край рулонного материала является достаточно длинным для того, чтобы обеспечить возможность удобного приклеивания, как будет более четко показано в нижеприведенном подробном описании.

Чтобы улучшить управление фазой выгрузки рулона из опоры для намотки, в данном случае предпочтительно обеспечить временное замедление первого намоточного валика в конце намотки вместе с остальными узлами машины, включая средство подачи рулонного материала.

На практике клей подается из прорези для подачи клея, предусмотренной вдоль поверхности выгрузки и проходящей параллельно оси рулона.

Целесообразно в конце намотки рулона подачу рулонного материала (N) временно прекратить и разделитель рулонный материал, заставляя его скользить назад по поверхности первого намоточного валика (83).

Перемотно-резательный станок для поверхностного наматывания в соответствии с изобретением содержит средство для намотки, образующее устройство для поверхностного наматывания, предназначенное для образования рулонов; средство для разделения рулонного материала, которое расположено перед наматывающим устройством и которое в конце намотки рулона разделяет рулонный материал, тем самым образуя свободный задний край рулонного материала, намотанного на рулон, и свободный передний край рулонного материала, предназначенный для начала намотки следующего рулона; и поверхность выгрузки, которая расположена за наматывающим устройством и на которую выгружаются образованные рулоны в конце намотки. Вдоль поверхности выгрузки также расположено подающее средство, предназначенное для нанесения клея на каждый из рулонов, когда они перекатываются по поверхности выгрузки, чтобы приклеить свободный задний край рулонного материала, намотанного на рулон, который выгружен с помощью наматывающего устройства на поверхность выгрузки с частично не намотанным свободным задним краем.

На практике поверхность выгрузки имеет прорезь для подачи клея, проходящую параллельно оси рулона. Рулон "собирает" клей из прорези при перекатывании через нее.

Для обеспечения надлежащего приклеивания свободного заднего края при перекатывании рулона по поверхности выгрузки целесообразно разделить рулонный материал в конце намотки таким образом, чтобы достаточно длинный свободный задний край остался не намотанным на рулон. Это может быть выполнено, например, за счет того, что перед зазором, образованным между намоточными валиками, предусмотрена поверхность для перекатывания, образующая с поверхностью первого намоточного валика канал, внутри которого начинается намотка каждого рулона.

Поверхность для перекатывания может быть выполнена с возможностью смещения относительно первого намоточного валика и связана с держателем, в который последовательно вставляют сердечники для намотки, на которых формируют рулоны из рулонного материала.

Держатель имеет упруго деформируемый элемент, предназначенный для удерживания сердечника для намотки, причем этот элемент деформируется и выпускает сердечник в канал, когда поверхность для перекатывания смещена к первому намоточному валику, при этом сердечник вводится в контакт с поверхностью первого намоточного валика. Держатель может быть связан с толкателем, который выталкивает сердечник из держателя к поверхности первого намоточного валика, а толкатель связан с прижимным элементом, который при выталкивании сердечника к поверхности первого намоточного валика прижимает рулонный материал к поверхности первого намоточного валика в точке, которая является промежуточной между полностью намотанным рулоном и точкой контакта между сердечником, который вытолкнут толкателем, и первым намоточным валиком.

При этом прижимной элемент состоит из гибкой упругой пластины, которая путем прижатия рулонного материала к первому намоточному валику заставляет его немного смещаться назад и тем самым разрываться.

Разделение рулонного материала производится вблизи от входа в канал. Разделение рулонного материала можно выполнять различными способами, которые, помимо прочих соображений, зависят от того, производится ли намотка при наличии центрального трубчатого сердечника или без него. Некоторые примеры средств для разделения рулонного материала описаны ниже.

Краткое описание чертежей
Изобретение можно более четко понять при изучении описания и приложенных чертежей, которые показывают практический и неограничивающий пример осуществления изобретения. В чертежах:
фиг. 1 представляет собой вид производственной линии сбоку, частично в разрезе;
фиг. 2 представляет собой вид в плане по линии II-II на фиг. 1;
фиг. 2А представляет собой показанный в увеличенном масштабе элемент в сечении по линии IIА-IIА на фиг. 2;
фиг. 3 представляет собой увеличенное изображение зоны намотки;
фиг. 4A-4D показывают последовательные стадии намотки и приклеивания свободного заднего края рулона;
фиг. 5A-5D схематично показывают четыре последовательных мгновения рабочего цикла в том случае, когда используются сердечники для намотки;
фиг. 6 схематично показывает следующий вариант осуществления изобретения с сердечником для намотки; и
фиг. 7 и 8 показывают различные варианты осуществления разных фаз рабочего цикла.

Подробное описание изобретения
Применение изобретения в компактной производственной линии, в которой также имеются устройства для разматывания рулонов и резальное устройство, которое разрезает рулоны на рулоны меньшего размера, проиллюстрировано в нижеприведенном описании, выполненном, в частности, со ссылкой на фиг. 1-4. Это описание предназначено для того, чтобы показать, как путем использования способа и перемотно-резательного станка по настоящему изобретению можно получить линию, размер которой таков, что она вся может быть установлена в контейнер для транспортировки. Однако следует понимать, что идея изобретения также может быть применена для линий другой конструкции и конфигурации, например, для линий по производству промышленных рулонов, другими словами, рулонов большего диаметра.

Как показывают фиг. 1-3, производственная линия, обозначенная в целом поз. 1, содержит позицию разматывания, на которой рулон рулонного материала N, имеющий большой диаметр и обозначенный поз. В, разматывается так, чтобы его можно было перемотать в рулоны, диаметр которых равен диаметру изделия, предназначенного для конечного пользователя. Рулон В с центральной опорной осью А опирается на обоих концах на соответствующую пару неприводных опорных роликов 3, 5 и удерживается в данном положении с помощью третьего верхнего ролика 7, закрепленного на кронштейне 9. Кронштейн 9 шарнирно установлен в поз. 9А и имеет противовес 9В, который, в свою очередь, закреплен шарнирно в поз. 9А и совершает колебательные движения относительно кронштейна 9. В угловом положении, показанном на фиг. 1, противовес 9В прижимает кронштейн к неподвижному упору 11. Упор 11 находится в таком положении, что при прижатии кронштейна 9 к нему ролик 7 оказывается в таком положении, при котором ролик 7 удерживает сердечник А рулона В в надлежащем положении для разматывания.

Установка рулона В в данное положение осуществляется с помошью пары замкнутых параллельных цепей 13, которые расположены на обеих сторонах станка, проходят вокруг колес с зубьями (звездочек) 15 и 17 и направляются с помощью соответствующей криволинейной направляющей 1-9. Каждая из замкнутых бесконечных цепей 13 несет опору 21, предназначенную для приема соответствующего конца оси А, вставленной в середину (сердечник) рулона В.

Две опоры 21 и направляющие 19 имеют такую форму, что они обеспечивают плавную выгрузку опорной оси А рулона В на опору, образованную опорными роликами 3 и 5, причем эта операция становится возможной при колебательном смещении кронштейна 9, который несет третий ролик 7, против часовой стрелки. Когда ось А рулона В будет установлена в самом нижнем возможном положении между роликами 3 и 5, ролик 7 под действием противовеса 9В возвращается в положение, показанное на фиг. 1, тем самым удается избежать опасности смещения рулона В в обратном направлении. Падение вперед рациональным образом предотвращается за счет того, что ролик 5 расположен более высоко, чем ролик 3. Сердечник "пустого" (размотанного) рулона и соответствующая опорная ось А затем выгружаются из опоры 3, 5 с помощью указанных опор 21, которые приводятся в движение в обратном направлении с помощью цепей 13. Это смещение становится возможным после того, как ось А будет освобождена путем смещения противовеса 9В вручную в положение, показанное штриховыми линиями на фиг. 1. Это вызывает достаточное (колебательное) смещение кронштейна 9 и ролика 7 против часовой стрелки, чтобы освободить ось А.

Разматывание рулона В производится с помощью комплекта плоских разматывающих ремней 31, которые параллельны друг другу и только один из которых виден на чертеже, при этом остальные расположены параллельно ему. Разматывающий ремень 31 приводится в движение вокруг приводного цилиндра 33 и комплекта шкивов 34, 35, 36, 37, 38, 39. Шкивы 36 и 37 отвода ремня смонтированы на кронштейне 41, установленном в поз. 43 с возможностью поворота на соответствующем боковом элементе станка и присоединенном к исполнительному механизму 45 типа поршень-цилиндр. При таком расположении обеспечивается возможность поддержания натяжения разматывающего ремня 31 при изменении диаметра рулона В.

Рулонный материал N, который размотан из рулона в результате движения разматывающих ремней 31 и трения между ними и наружной поверхностью рулона В, перемещается вокруг цилиндра 33, вокруг которого перемещаются ремни 31, и проходит через устройство 51 для тиснения, содержащее пару цилиндров 53, 55 для тиснения. Цилиндр 53 опирается на пару кронштейнов 57 (на фиг. 1 виден только один из них), закрепленных с возможностью поворота в поз. 59 на соответствующем боковом элементе и прижимаемых с помощью пневматического исполнительного механизма 61 к регулируемому упору 63. В показанном примере цилиндр 55 для тиснения имеет неподвижную ось. Устройство 51 для тиснения может быть исключено из конструкции, и в этом случае рулонный материал N проходит вокруг ролика 52, показанного штриховыми линиями на фиг. 1.

Затем рулонный материал N (с тиснением или без него) проходит через устройство 71 перфорации известного типа, которое в примере, изображенном на чертеже, имеет вращающийся перфорированный ролик 73 с множеством режущих пластин 74, взаимодействующих с неподвижной режущей пластиной (ножом) 76, закрепленной на невращающемся ролике или балке 75, положение которой может регулироваться с помощью исполнительного механизма 77. Режущие пластины 74 или режущая пластина 76 выполнены с пилообразными зубьями. Перфоратор 71 известным образом создает множество расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга линий перфорации на рулонном материале N, который после такой обработки направляется к перемотно-резательному устройству, обозначенному в целом поз. 81.

Перемотно-резательное устройство 81 содержит три намоточных валика 83, 85 и 87, которые впоследствии называются соответственно первым, вторым и третьим намоточными валиками и которые вращаются в одном и том же направлении (в данном примере - против часовой стрелки). Рулонный материал перемещается вокруг первого намоточного валика 83 и наматывается с образованием рулона L, который на промежуточной стадии процесса, показанной на фиг. 1, входит в контакт с тремя валиками 83, 85, 87. Намотка осуществляется известным образом и здесь не будет описываться более подробно, поскольку может быть сделана ссылка, например, на заявку на Европейский патент, опубликованную под номером ЕР-В-0580561, содержание которой включено в настоящее описание. Здесь достаточно отметить то, что возможность увеличения диаметра рулона L обеспечивается за счет колебания рычага 89, служащего опорой третьему намоточному валику 87, вокруг его оси 91 поворота. Качение рычага регулируется исполнительным механизмом 93, который может представлять собой исполнительный механизм любого типа и исключительно для удобства показан в виде исполнительного механизма, типа поршень-цилиндр. Валик 87 также может подниматься при увеличении диаметра образующегося рулона. Кроме того, намотка исходной центральной части рулона происходит между первым намоточным валиком 83 и криволинейной поверхностью 84 для перекатывания, которая выполнена на качающемся узле 86, установленном с возможностью поворота вокруг оси второго намоточного валика 85. Колебательное движение узла 86 и, следовательно, криволинейной поверхности 84 для перекатывания вызывается кулачком 88 или другой пригодной системой. Как более подробно будет раскрыто в нижеприведенном описании и, кроме того, как уже известно из заявки на Европейский патент ЕР-А-0580 561, в конце намотки рулона качающийся узел 86 поворачивается в направлении по часовой стрелке, и поверхность 84 для перекатывания вводится в контакт с верхним валиком 83. Таким образом рулонный материал захватывается между поверхностью 84 для перекатывания и валиком 83 и отрывается, и тем самым образованный свободный передний край начинает наматываться вокруг самого себя между валиком 83 и поверхностью 84 для перекатывания, проходя вперед в направлении зазора, образованного между валиком 83 и валиком 85, для завершения намотки нового рулона между тремя валиками 83, 85, 87. Таким образом получается рулон L без центрального трубчатого сердечника.

Когда желательное количество рулонного материала N будет намотано на рулон или когда рулон достигнет желательного диаметра или веса, рулонный материал N разделяется и полностью намотанный рулон L выгружается на поверхность 101 выгрузки. Более точное описание процесса выгрузки рулона L в конце намотки будет описано далее со ссылкой на фиг. 4A-4D.

Выгруженный рулон L перекатывается по поверхности 101 выгрузки, проходя над прорезью 103 для подачи клея. Клей подается с помощью подающего устройства, обозначенного в целом поз. 105 и расположенного под поверхностью 101 выгрузки, так что он обеспечивает приклеивание свободного заднего края рулона к наружной поверхности рулона. Устройство 105 для подачи клея подробно не описывается, поскольку оно может быть выполнено, например, в соответствии с одним из конструктивных решений, описанных в заявке на Европейский патент ЕР-В-0481929, заявках на патент США US-A-5242525, US-A-5259910, документе WO-A-9515903. Основное свойство подающих устройств данного типа заключается в том, что они взаимодействуют с поверхностью для выгрузки рулона, так что приклеивание и заделывание свободного заднего края осуществляется просто путем перекатывания рулона по поверхности 101 выгрузки, вдоль которой выполнена поперечная прорезь 103 для подачи клея.

Рядом с концом поверхности 101 выгрузки предусмотрен валик 107 для заделывания рулона. Положение валика 107 можно регулировать путем поворота опорного рычага 109, установленного с возможностью поворота вокруг оси 111 на базовой детали станка. Валик 107 приводится во вращение мотор-редуктором 108, чтобы вызвать регулируемое вращение рулона, который проходит между валиком 107 и расположенной под ним поверхностью 101 выгрузки, и, следовательно, заделывание свободного заднего края. Положение валика 107 и оси 111 его поворотного смещения можно регулировать таким образом, чтобы контакт между рулоном и валиком 107 имел место в зоне нанесения клея.

Рулон, заделанный таким образом, выгружается в опору 121 устройства для разрезания, обозначенного в целом поз. 123 (фиг. 2). В опоре 121 рулон L с помощью толкателя 125 принудительно подается вперед в направлении режущей головки, содержащей вращающуюся пластину 127, закрепленную с помощью шпонки на приводном вале 129, который вращается по существу с постоянной частотой. Толкатель 125 перемещается с помощью замкнутой бесконечной цепи 126, проходящей вокруг двух колес, одно из которых приводится во вращение с помощью электродвигателя 128.

Вращающаяся пластина 127 служит опорой оси 131 дискового ножа 133, предназначенного для разрезания рулона L на рулоны желательной ширины. Вращение оси 131 и, следовательно, дискового ножа 133 осуществляется за счет шестерни 135, установленной на цапфе оси 131 с помощью шпонки и входящей в зацепление с кольцевым зубчатым колесом (зубчатым венцом) 137, коаксиальным с осью пластины 127 и выполненным за одно целое с неподвижной базовой деталью станка. Таким образом, вращение пластины 127 также вызывает вращение дискового ножа 133 вокруг его собственной оси. Описанное выше устройство для разрезания имеет более простую, более компактную и более экономичную конструкцию по сравнению с обычными ножницами для рулонов.

Рулоны, отрезанные ножом 133, выталкиваются толкателем 125 в направлении транспортера, состоящего из пары небольших ремней 141, 143 круглого сечения, один из которых проходит дальше, чем другой. Два небольших ремня 141, 143 приводятся в движение мотор-редуктором 145 и выгружают рулоны на транспортер, который перемещает их в направлении упаковочной машины или другого устройства (непоказанных). То обстоятельство, что два ремня имеют разную длину, обеспечивает возможность выгрузки обрезков, другими словами, двух "кусков", которые отрезаны от передней и задней части рулона. Обрезки имеют значительно меньшую ширину по сравнению с рулонами и обычно опрокидываются, при этом они оказываются в положении, при котором они опираются на небольшие ремни 141, 143, когда их ось вертикальна. За небольшим ремнем 141 расположена регулируемая гладкая штанга 147, которая установлена более высоко по сравнению с небольшим ремнем 141, как видно на увеличенном изображении по фиг. 2А. Разница по высоте между небольшим ремнем 141 и гладкой штангой 147 такова, что опрокинутые обрезки проходят под гладкой штангой 147, падают и собираются в зоне, находящейся ниже. Напротив, рулоны продолжают перемещаться вперед, опираясь с одной стороны на гладкую штангу 147, которая обеспечивает возможность их легкого перемещения вперед путем скольжения, и с другой стороны они опираются на небольшой ремень 143, который продолжает перемещать их в направлении выхода из линии 1. Если какой-то из обрезков не будет опрокинут до того, как он дойдет до гладкой штанги 147, он опрокинется, как только он войдет в контакт с ней, благодаря своему малому размеру в осевом направлении и моменту трения, который заставляет его терять равновесие и, следовательно, падать в пространство между гладкой штангой 147 и небольшим ремнем 143.

Вся линия, которая была описана до сих пор, с единственным исключением в виде небольших ремней 141 и 143, кожуха 140 и направляющих 19 и соответствующих цепей 13, если они есть, может быть размещена в транспортном контейнере, имеющем длину 2200 мм, высоту 1950 мм и ширину, которая во всех случаях меньше наибольшего размера контейнера.

Это существенное уменьшение размеров может быть достигнуто также в результате определенных конструктивных изменений, которые особенно целесообразны для уменьшения габаритов линии. В частности, значительное уменьшение длины достигается за счет размещения устройства для заделывания свободного заднего края и соответствующего падающего устройства 105 непосредственно у выхода из зоны намотки, образованной валиками 83, 85, 87. Действительно, в отличие от обычных линий, в которых устройство для заделывания свободного заднего края рулона имеет позицию разматывания и установки свободного заднего края в заданное положение для приклеивания, в показанной производственной линии операции установки свободного заднего края в заданное положение выполняются как последняя фаза самого процесса перемотки, другими словами, процесса, который проходит между валиками 83, 85, 87.

Операции выгрузки полностью намотанного рулона, приклеивания свободного заднего края и начала намотки следующего рулона показаны на фиг. 4A-4D. На этой стадии, известной как стадия обмена, выполняются следующие операции: второй намоточный валик 85 существенно замедляется (замедление его осуществляется в большей степени, чем это обычно имеет место на традиционных перемотно-резательных станках), при необходимости до нулевой частоты вращения (фиг. 4А). Происходит зажим рулонного материала между наружной поверхностью валика 83 и поверхностью 84 для перекатывания, которая за счет колебательного движения смещается в направлении валика 83. Рулонный материал N разрывается вдоль линии перфорации в результате зажима и вращения валиков 83, 87 так, как известно специалистам в данной области и как, в частности, например, известно из публикаций, упомянутых в настоящем описании. В частности, разрыв можно обеспечить путем выполнения части поверхности валика с низким коэффициентом трения, при этом происходит захват материала N на данной части и его принудительное скольжение в обратном направлении по отношению к движению валика, что вызывает разрыв, причем за этой частью поверхности валика следует часть поверхности с более высоким коэффициентом трения, как описано в заявке на Европейский патент ЕР-А-0611723, содержание которой включено в данное описание.

На этой фазе скорость станка и, в частности, окружная скорость валика 83 предпочтительно уменьшаются, что соответственно приводит к уменьшению скорости подачи рулонного материала N. Окружная скорость валика 87 также уменьшается пропорционально, но она всегда поддерживается более высокой по сравнению с окружной скоростью валика 85. Разница между окружной скоростью валика 87 и окружной скоростью валика 85 заставляет рулон L перекатываться по валику 85 в направлении поверхности 101 выгрузки до тех пор, пока рулон L не выйдет из контакта с валиком 85 и не произойдет его выгрузка на поверхность 101 (фиг. 4В).

Синхронизация этих операций и управление ими осуществляется таким образом, что, когда рулон L начинает касаться поверхности 101 выгрузки, длина свободного заднего края LL, не намотанного на рулон (отмотанного от него), известна и выбирается такой, чтобы с учетом допуска, сделанного на последующее перекатывание и, следовательно, на постепенное наматывание свободного заднего края на рулон L, рулон входил в контакт с поперечной прорезью 103 для подачи клея в правильном положении, чтобы заставить свободный задний край приклеиться к рулону вблизи от конечной линии. С этой целью специально предусмотрено, чтобы разделение рулонного материала происходило на достаточном расстоянии от рулона L с целью получения достаточной длины ненамотанного свободного заднего края. Кроме того, для предотвращения чрезмерного наматывания свободного заднего края на рулон L при перекатывании рулона в направлении поверхности 101 выгрузки и в направлении подающей прорези 103 валик 85 существенно замедляют или предпочтительно останавливают.

После того, как рулон L коснется прорези 103 и, следовательно, захватит клей С (фиг. 4C), перекатывание продолжается до тех пор, пока свободный задний край LL не будет полностью намотан на рулон L и не закроет линию нанесенного клея С, тем самым этот край будет прикреплен к рулону (фиг. 4D). Одновременно скорость станка возвращается к рабочему уровню. Вывод валика 85 на рабочую скорость происходит в течение более длительного периода времени по причине, которая будет описана ниже. Свободный передний край, образованный на рулонном материале, поступающем от рулона В, наматывается сам на себя в канале, образованном поверхностью 84 для перекатывания и поверхностью валика 83, с образованием центральной части нового рулона (фиг. 4В). Эти исходные витки намотки перекатываются до тех пор, пока они не пройдут через зазор, образованный валиками 83, 85 (фиг. 4C, 4D), и не окажутся введенными в опору для намотки, образованную тремя валиками 83, 85, 87 (фиг. 4D), для образования нового рулона. Разница между окружными скоростями валиков 83 и 85 заставляет образуемый рулон перемещаться через зазор, и эта разница имеет место в течение всего времени, необходимого для того, чтобы исходные витки намотки вошли в указанную опору, благодаря тому, что возврат валика 85 к рабочей скорости происходит в течение более длительного периода времени по сравнению с валиками 83, 87.

На фиг. 5A-5D показан вариант осуществления изобретения, в котором намотка производится на трубчатый сердечник T для намотки. Детали, идентичные или соответствующие деталям, описанным со ссылкой на предыдущие фигуры, обозначены идентичными номерами позиций. Поверхность для перекатывания перед зазором между валиками 83, 85 обозначена поз. 84X и выполнена на узле 86X, установленном с возможностью поворота вокруг оси второго намоточного валика 85. Поз. 88X обозначает кулачок, вызывающий колебательное движение (качение) узла 86X и, следовательно, поверхности 84X для перекатывания. Расстояние между поверхностью 84X для перекатывания и цилиндрической поверхностью валика 83 больше, чем в предыдущем случае. Поверхность 84X для перекатывания связана с упругой пластиной 151, которая вместе с опорой 153 образует держатель для трубчатого сердечника T для намотки. На фиг. 5А, на которой рулон L показан на начальной фазе намотки между валиками 83, 85, 87, качающийся узел 86X находится в своем самом нижнем положении. В этом положении трубчатый сердечник T вставляется, например, сбоку и направляется неподвижной опорной поверхностью 155, которая временно образует - вместе с опорой 153 - держатель при вставке сердечника. Вставка трубчатого сердечника T, на который предварительно была нанесена линия из клея, параллельная оси сердечника, может происходить известным образом, например, как описано в заявке на патент США US-A-4931130. По мере того, как продолжается намотка рулона L, узел 86X поднимается до тех пор, пока он не достигнет положения, при котором трубчатый сердечник удерживается на очень небольшом расстоянии от поверхности намоточного валика 83, причем он удерживается в этом положении с помощью упругой пластины 151 и упора, образованного опорой 153. В конце намотки рулона L сердечник T подается к поверхности валика 83 (фиг. 5В) и затем прижимается к ней (фиг. 5C) за счет дальнейшего поворота узла 86X. В положении, показанном на фиг. 5C, рулонный материал N зажимается между сердечником T и цилиндрической поверхностью валика 83 с последующим разрывом рулонного материала N в точке, которая является промежуточной между положением зажима и полностью намотанным (законченным) рулоном L. Синхронизация работы станка осуществляется таким образом, что вблизи от сердечника T будет проходить линия перфорации, так что разрыв происходит в точке, которая находится близко от трубчатого сердечника Т и довольно далеко от рулона L, чтобы образовать достаточно длинный свободный задний край LL. Разрывание облегчается за счет того, что на валике 83 предусмотрены четыре зоны 83В с высоким коэффициентом трения (например, покрытые абразивным полотном) и между ними, чередуясь, четыре зоны 83А с низким коэффициентом трения (например, выполненные из полированной стали). Синхронизация работы станка происходит таким образом, что трубчатый сердечник Т прижимается к полированной зоне 83А в тот момент, когда линия перфорации, по которой происходит разрыв, предпочтительно находится в зоне перехода между зоной 83А, к которой прижимается сердечник, и зоной 83В с высоким коэффициентом трения, соседней с вышеупомянутой зоной 83А и расположенной за ней относительно направления подачи рулонного материала вперед.

Когда трубчатый сердечник T прижимается к валику 83, он приводится во вращение валиком 83 и перекатывается вдоль поверхности 84 для перекатывания. Линия предварительно нанесенного клея заставляет свободный передний край рулонного материала N закрепляться таким образом, чтобы обеспечить возможность начала намотки нового рулона. Упругая деформация пластины 151 позволяет сердечнику оставить держатель и перекатиться на поверхность 84Х для перекатывания.

Полностью намотанный рулон выгружается на поверхность 101 выгрузки, и его свободный задний конец LL приклеивается с помощью операции, описанной выше со ссылкой на фиг. 4A-4D.

В альтернативном варианте сердечник T может быть свободным от клея, и намотка начинается известным образом с помощью одного или более комплектов сопел.

На фиг. 6 показано решение, при котором намотка осуществляется с трубчатым сердечником и рулонный материал разрывается с помощью элемента, предназначенного для этой цели, а не с помощью прижатия сердечника. В этом решении поверхность 84Y для перекатывания, которая выполнена неподвижной, а не качающейся, расположена перед зазором, образованным между двумя валиками 83, 85. Эта поверхность заканчивается держателем 157, в который сбоку вставляют трубчатый сердечник Т, причем на этот сердечник предварительно может быть нанесена линия из клея. Когда намотка рулона L будет закончена (момент, показанный на фиг. 6), происходит проталкивание трубчатого сердечника Т в направлении валика 83, причем это проталкивание выполняется толкателем 161, расположенным на качающемся узле 163, установленном с возможностью поворота относительно оси 165 на базовой детали станка и приводимом в движение исполнительным механизмом 167 типа поршень-цилиндр или аналогичным исполнительным механизмом. На качающемся узле 163 также смонтирован прижимной элемент 169, который при проталкивании сердечника толкателем 161 к наружной поверхности валика 83 зажимает рулонный материал N между самим прижимным элементом 169 и поверхностью валика 83, вызывая разрывание рулонного материала N и тем самым образование свободного заднего края LL, подлежащего наматыванию на полностью намотанный рулон L и приклеиванию к нему, и свободного переднего края, который крепится к поступающему трубчатому сердечнику T. В этом случае валик 83 также имеет участки поверхности 83А, 83В соответственно с низкими и высокими коэффициентами трения. После этого устройство заставляет трубчатый сердечник T проходить вперед путем перекатывания вдоль канала, образованного между цилиндрической поверхностью валика 83 и поверхностью 84Y для перекатывания, до тех пор, пока он не дойдет до зазора между валиками 83 и 85.

На фиг. 7 и 8 показан следующий вариант осуществления изобретения, при котором рулоны также образуются на трубчатом сердечнике. Детали, идентичные или аналогичные деталям, показанным на фиг. 6, обозначены теми же номерами позиций. В данном варианте осуществления средство, предназначенное для разделения рулонного материала N, представляет собой упругую пластину или множество параллельных упругих пластин 181, смонтированных на качающейся системе 183, установленной с возможностью поворота вокруг оси, которая в показанном примере совпадает с осью вращения валика 85 (но которая, очевидно, может быть расположена и по-другому). Колебательное движение системы 183 вызывается исполнительным механизмом 185.

В процессе намотки рулона L упругая пластина 181 удерживается в положении, показанном пунктирными линиями на фиг. 7, в то время как в держатель 157 вставляют новый трубчатый сердечник T, показанный пунктирными линиями на фиг. 7 и 8. Когда намотка рулона L будет завершена, упругая пластина 181 вводится в контакт с рулонным материалом N, проходящим вокруг валика 83, и толкатель 161 проталкивает трубчатый сердечник T в направлении входа в канал, образованный между поверхностью 84Y и валиком 83, и прижимает сердечник к валику 83. Последующее прижатие упругой пластины 181 к наружной поверхности валика 83 с помощью исполнительного механизма 185 вызывает упругую деформацию изгиба пластины (фиг. 8) и тем самым скольжение ее конца назад относительно направления подачи рулонного материала N. Это вызывает разрыв рулонного материала N по линии перфорации, которая расположена непосредственно за точкой контакта рулонного материала с упругой пластиной 181. В этом случае валик 83 также выполнен с частями поверхности 83А и 83В, имеющими соответственно низкие и высокие коэффициенты трения. Упругая пластина 181 касается рулонного материала N возле участка 83А поверхности с низким коэффициентом трения, так что рулонный материал N может легко скользить назад в результате изгибания упругой пластины 181 и образовывать петлю NA между упругой пластиной 181 и новым трубчатым сердечником T.

Образованный при этом свободный край может быть прикреплен к новому трубчатому сердечнику T с помощью клея, ранее нанесенного на сам сердечник, или с помощью соответствующей системы сопел, которые создают струи сжатого воздуха (непоказанные).

В варианте осуществления, показанном на фиг. 7 и 8, разделение рулонного материала N может происходить даже при полностью остановленном валике 83, поскольку смещение, вызываемое изгибом упругой пластины 181, достаточно для того, чтобы вызвать разрыв рулонного материала. Следовательно, решение, описанное в данном случае, обеспечивает возможность разрыва рулонного материала N даже при остановленном станке.

Следует понимать, что чертежи показывают только пример, выполненный исключительно в качестве демонстрации практической реализации изобретения, и что данное изобретение может быть изменено с точки зрения формы и местоположения деталей, не отходя от объема главной концепции изобретения. Любое присутствие (наличие) номеров позиций в приложенных пунктах формулы изобретения имеет целью облегчить изучение пунктов формулы со ссылкой на описание и чертежи и не ограничивает объем защиты, определяемый формулой изобретения.

Реферат

Изобретение относится к станку для перемотки бумажных рулонов и направлено на уменьшение габаритов и повышение надежности работы устройства. При поверхностном наматывании рулонного материала для образования рулона в конце намотки рулона рулонный материал разделяют для образования свободного заднего края и свободного переднего края, предназначенного для начала образования следующего рулона. Полностью намотанный рулон выгружают непосредственно из зоны намотки на средство для приклеивания, которое обеспечивает нанесение клея на намотанный материал. В процессе выгрузки рулона свободный задний край снова наматывается и закрывает нанесенный клей. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула