專利名稱：卷筒紙傳送和切斷裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于展開卷筒紙原料母卷的卷筒紙復繞機，比如紙張，并將卷筒紙重卷在芯層上以制成卷筒紙制品的消費品卷，比如紙巾或者衛(wèi)生紙卷。更明確地說，本發(fā)明是關于卷筒紙的切割和傳送機構，提供給該卷筒紙復繞機改良的可靠性。
背景技術：
復繞機是用于展開卷筒紙原料的母卷的設備，比如紙張，并將卷筒紙重卷為消費品卷。這類消費品卷包括紙巾以及衛(wèi)生紙，它們都很代表性地由并聯(lián)的可撕開單張組成。復繞機可以包括用于在卷筒紙上以單張紙長度為間隔產(chǎn)生橫斷接縫孔線的穿孔圓筒，設置這些削弱線是為了便于撕開。復繞機經(jīng)常包括一個支撐著數(shù)個心軸的旋轉轉臺機組，這些心軸依次支撐著用于制造消費品卷而卷繞產(chǎn)品用的芯層。旋轉轉臺機組設有用于裝載芯層、芯層涂膠、卷筒紙重卷以及圓木剝離的機械裝置。卷筒紙自纏滿的芯層傳送到空的芯層的傳送由卷筒紙傳送和切斷機構完成。
對于常規(guī)的轉臺卷繞機，卷筒紙切斷發(fā)生在相鄰的心軸之間的位置。轉臺卷繞機可以配備數(shù)個心軸，比較典型的是六個或更多，每個心軸經(jīng)過相同的軌道軌跡。這使得心軸上可以裝配卷繞衛(wèi)生紙或紙巾的卡紙芯層，芯層表面涂有膠水，經(jīng)過實際的卷繞，最終卷成的卷被從心軸上除去。在某一給定心軸芯層上的復繞接近結束時，后繼心軸處在靠近快速移動的卷筒紙的位置，使得它可以拾取卷筒紙，并且當卷筒紙被切斷時，使復繞操作能繼續(xù)下去。在剛剛完成復繞操作和正要開始復繞操作的兩個心軸之間將卷筒紙切斷已是常規(guī)的作法。
對于常規(guī)的轉臺卷繞機，轉臺機組的轉動以停止和啟動的方式進行轉位，此方式以供心軸靜止時裝載芯層和卸載圓木。這種停止、啟動方式的轉臺卷繞機在如下美國專利中披露1956年12月6日授予Kwitek etal的2,769,600號專利；1962年9月17號授予Nystrand et al.的3,179,348號專利；1968年6月12號授予Herman公司的3,552,670號專利；1987年8月18號授予McNeil的4,687,153號專利。McNeil的專利包括在參考資料中。停止、啟動方式的轉臺機組在Paper Converting機器公司制造的150系列、200系列和250系列的復繞機上得到商業(yè)利用，該公司位于Green Bay，Wisconsin。
轉臺機組的轉位是不符合需要的，因為使旋轉轉臺機組加速和減速會引起隨之而來的內部壓力和振動。結果，這種轉位的轉臺機組被連續(xù)旋轉的轉臺機組替代，在如下美國專利中做出了說明1997年12月25日授予McNeil et al.的5,667,162號專利；1997年9月16日授予McNeil etal.的5,667,162號專利；1998年3月31日授予McNeil et al.的5,732,901號專利；1997年4月26日授予McNeil et al.的5,660,350號專利；及1998年9月22日授予McNeil et al.的5,810,282號專利，這些專利在此作為參考。連續(xù)旋轉的轉臺機組設有裝置以實現(xiàn)不間斷的芯層裝載、芯層涂膠、卷筒紙復繞以及圓木去除。
雖然連續(xù)旋轉的轉臺機組可以實現(xiàn)較快的復繞機運行速度，但卷筒紙切斷和傳送工藝過程仍然不是最優(yōu)化的。卷筒紙切斷一般需要在不連續(xù)穿孔線處進行，以獲得必要的卷紙張數(shù)。為實現(xiàn)卷筒紙從一個心軸到另一個心軸的傳送，必需將切斷與向開始卷繞操作的新的心軸傳送卷筒紙同步。如果這兩個操作不同時進行，切割卷筒紙時，卷筒紙會即刻失去控制，留下沒有支撐的自由端被推向空的芯層，導致起皺的、不勻的卷筒紙傳送到空的芯層上，進而導致次品產(chǎn)生。
卷筒紙切斷和傳送機構包括與輥筒相結合的切斷輥。該切斷輥與輥筒的結合體包括一組通過將卷筒紙沿某一條穿孔線斷開而將卷筒紙分開的切割刃。該種復繞機的一個切割刃設置在切斷輥本身上，兩個設置在輥筒上，1987年8月18日授予McNeil的美國專利No.4,687,153披露了該種復繞機，這里作為參考資料附上，以便充分披露卷筒紙傳送中輥筒和切斷輥的操作。
在該復繞機中，輥筒是具有輔助切割和卷筒紙傳送部件的空心鋼制圓筒。這些部件包括凸輪驅動的刀刃和傳送針，以及獨立于刀刃和針之外運行的傳送墊。兩個輥筒刀刃包括前刃和后刃。傳送針被磨成尖端，使得它們可以刺入切開的卷筒紙并帶動它。接近切斷時，拉開裝有彈簧的機構的栓，輥筒的兩個刀刃被驅動，隨后與凸輪接觸將卷筒紙從輥筒的表面托起。當?shù)度型耆斐鰰r，卷筒紙被相接觸的后刃和前刃鋒利的鋸齒邊緣夾住。切斷輥上的刀刃在輥筒的兩個刀刃之間切入，并在此與它們嚙合。當發(fā)生嚙合時，運動中的卷筒紙伸入輥筒兩個刀刃之間的那段被拉伸成加深的V形。嚙合要充分到保證拉伸充分而引起卷筒紙撕裂或斷裂。對于更柔韌的處于較小張力下的運動卷筒紙，嚙合操作在消費品卷上無法達到預期的切割效果，出現(xiàn)錯誤的張數(shù)計算或者因卷筒紙纏結產(chǎn)生的設備故障期。刀刃嚙合的同時，跟隨著輥筒切斷刀刃的尖針刺入卷筒紙斷開位置之后一張的前邊緣。在針刺入的過程中，這張紙被頂靠在固定在切割輥上的泡沫塑料墊上。
力圖提供一種更大的切斷窗口，設計了一種改進的卷筒紙傳送和切斷裝置，設有機構來始終維持切斷刀刃在一卷結束的操作中處于平行關系。該裝置在1990年4月24日授予McNeil的No.4,919,351美國專利中做了描述，并作為參考資料附上。該改進的傳送和切斷裝置包括切斷輥上兩個并排的刀刃和與傳送針一塊位于輥筒上三個并排的刀刃。五個刀刃依平行于輥筒和切斷輥中間線的運動到嚙合在一起，當采用寬切斷窗口時，使得刀刃嚙合更深并且寬度更大。
對于描述的每個卷筒紙傳送和切斷裝置，穿孔時卷筒紙一斷裂，輥筒上的傳送針支撐著切斷的一端，將其傳送到下一個空的芯層上。其間，切斷的一端邊緣被吹向與卷筒紙傳送方向相反的方向，產(chǎn)生反方向折疊。該折疊的自由邊被傳送到空的芯層，會導致起皺的、不勻的卷筒紙被傳送到空的芯層，致使繞在芯層上的幾層成為劣質品，有時還會導致設備故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種卷筒紙傳送和切斷裝置，其中向轉臺機組上空的芯層傳送卷筒紙與將卷筒紙從剛完成卷筒紙卷繞周期的母卷上切斷大約同時開始。結果，在將卷筒紙在芯層之間傳送的整個卷筒紙復繞周期內，得以維持對卷筒紙的控制，得到改進的產(chǎn)品質量和復繞機可靠性。
經(jīng)常在紙質卷筒紙中加入性能增進液以提高卷筒紙的性能。常規(guī)作法是，該液體的應用一般發(fā)生在穿孔機輥子之前的流程，因為復繞機內部裝配空間不足，而且要將輥筒上的液體除去需要設備停機時間。結果，穿孔機輥子上覆蓋有一層液體，影響穿孔的完成，并導致清潔穿孔輥需要大量的設備停機時間。
本發(fā)明提供一種卷筒紙傳送和切斷裝置，具有改善的可維護性，同時通過減少卷筒紙復繞裝配對輥筒的需求，占用最小的空間。該卷筒紙傳送和切斷裝置簡化了卷筒紙復繞機內位于穿孔輥與卷筒紙傳送和切斷裝置之間的液體添加裝置的安裝。
一種用于卷筒紙復繞機的卷筒紙傳送和切斷裝置，能夠將卷筒紙沿著路徑傳送到表面涂有膠水的空的芯層，該芯層支撐在卷筒紙復繞轉臺機組一在先心軸上，大約同時卷筒紙被從支撐在轉臺機組的在后的心軸上被纏滿的芯層上切下。卷筒紙傳送和切斷裝置包括與卷筒紙路徑并列放置的卷筒紙傳送機構，以便將卷筒紙壓在空的芯層上并在卷筒紙傳送時在此形成傳送壓區(qū)。使卷筒紙加速的機構設置在傳送壓區(qū)的流程之后，以使向空的芯層的傳送卷筒紙開始時，能產(chǎn)生足夠的張力使卷筒紙從被纏滿的芯層斷開。
在本發(fā)明的數(shù)個實施例中，卷筒紙傳送和切斷裝置包括與卷筒紙路徑并置的輥筒。對于這些實施例，卷筒紙傳送裝置包括輥筒外圍上的傳送墊。在輥筒轉動過程中，傳送墊前部邊緣與空的芯層構成傳送壓區(qū)。傳送墊的長度制成能維持傳送壓區(qū)經(jīng)過空的芯層轉一整圈的長度，并在卷筒紙卷繞周期內清除掉芯層。
在本發(fā)明的其它實施例中，輥筒被取消，卷筒紙傳送裝置包括表面速度與卷筒紙速度相同的傳送輥。傳送輥可轉動地連接在傳送輥鉸鏈臂上。該傳送輥鉸鏈臂使傳送輥繞著鉸鏈端旋轉，自與空的芯層形成傳送面的位置，轉到從卷筒紙撤開使芯層通過并完成卷繞周期的另一個位置。
本發(fā)明的卷筒紙加速機構可以包括兩個置于傳送壓區(qū)流程后卷筒紙路徑相對兩側的切斷輥。每個切斷輥具有超過卷筒紙速度的表面速度。當傳送輥與空的芯層形成傳送壓區(qū)時，兩個切斷輥相向運動，與它們之間的卷筒紙形成切斷壓區(qū)。當卷筒紙?zhí)幵趥魉蛪簠^(qū)時，切斷壓區(qū)使卷筒紙加速，產(chǎn)生足夠的張力使卷筒紙斷裂。兩個切斷輥從卷筒紙撤回，允許芯層通過并完成卷繞周期。
附圖描述本發(fā)明的這些及其它特征、情況和優(yōu)點，參照下面的說明、附加權利要求及附圖，將會得到更好的理解

圖1是卷筒紙復繞機裝置的側視圖，說明了卷筒紙路徑、轉臺卷繞機組以及卷筒紙傳送和卷筒紙切斷裝置。
圖2是轉臺卷繞機的部分剖開的正面視圖。
圖3是一側視圖，表示了與上游流程常規(guī)復繞機裝置相關的閉合的心軸軌跡和轉臺卷繞機心軸傳動系統(tǒng)。
圖4是卷筒紙傳送和切斷裝置的側視圖，包括一個用于傳送卷筒紙的具有傳送墊的輥筒和用于切斷卷筒紙的兩個切斷輥。
圖5是圖4卷筒紙傳送和切斷裝置的側視圖，其中第二個固定在輥筒上的切斷輥被輥筒外表面的壓區(qū)墊取代。
圖6是圖5卷筒紙傳送和切斷裝置第二個切斷輥被切割臂替換后的側視圖。
圖7是圖4兩個切割輥被一個可旋轉地固定在輥筒內側空心輥替代后的卷筒紙傳送和切割機構的側視圖。
圖8是圖4兩個切割輥被一個可旋轉地固定在與輥筒相對的加載機構上的真空輥替代后的卷筒紙傳送和切斷裝置側視圖。
圖9是卷筒紙復繞機的側視圖，其中包括位于復繞機內的性能增進液添加機構，其中卷筒紙傳送機構包括固定在傳送輥鉸鏈臂上的傳送輥，傳送輥與空的芯層共同構成傳送壓區(qū)，切斷裝置包括一可旋轉地固定在切斷輥鉸鏈臂上的切斷輥，它與另一切斷輥形成切斷壓區(qū)。
圖10是圖9所示的卷筒紙復繞機的側視圖，其中卷筒紙切斷機構包括兩個固定在線性旋轉的可延伸桿上的切割墊。
圖11是圖9所示的卷筒紙傳送和切斷裝置的側視圖，其中切斷機構包括兩個位于傳送壓區(qū)和切斷壓區(qū)之間形成中間壓區(qū)的的兩個中間輥。
具體實施例方式
下面這些使用在這里的術語有如下含意“機器方向”，表示為MD，是與紙加工設備內紙運動方向平行的方向。
“垂直機器方向”，表示為CD，是與機器方向垂直的方向。
“壓區(qū)”是連接兩個平行軸中心的加載面。
“芯層卷繞周期”是完成將預定長度的紙復繞到單個芯層上以產(chǎn)生消費品紙卷所需的時間。
“圓木”是已經(jīng)完成了芯層卷繞周期的卷繞在芯層上的一卷紙。
以附圖1為例，是自母卷(沒有顯示)將卷筒紙50復繞到支撐在旋轉轉臺卷繞機100的心軸300的一個芯層302上的卷筒紙復繞裝置60。在卷筒紙復繞過程中，卷筒紙50按機器方向的路徑53運行，進入穿孔輥54，穿孔輥以垂直機器方向運行在卷筒紙上產(chǎn)生穿孔線。卷筒紙50可以在進入卷筒紙傳送和切斷裝置500之前經(jīng)過卷筒紙切割輥56。對于本發(fā)明，卷筒紙傳送和切斷裝置500將卷筒紙50傳送到空的芯層，一般幾乎同時，卷筒紙50被從剛完成卷筒紙卷繞周期的圓木51切斷。(對于本發(fā)明，“幾乎同時”包括自發(fā)生同時到空的芯層302完成一周或少于一周的卷筒紙傳送的范圍內的一段時間)。雖然本發(fā)明同樣適用于各種類型的復繞機，這里描述的卷筒紙傳送和切斷裝置500適用的卷筒紙復繞機包括用于生產(chǎn)消費品紙卷，比如紙巾、衛(wèi)生紙的連續(xù)轉動轉臺機組以及星形輪復繞機。
參照附圖2和3，轉臺卷繞機100支撐著數(shù)個心軸300。心軸300與其上繞有卷筒紙的芯層302接合。心軸300在轉臺機組中心線202周圍閉合的心軸軌跡上被驅動。每個心軸300通常是沿著與轉臺組中心軸202平行的心軸軸線314延伸，從一端310延伸到另一端312。心軸300一端310被轉動的轉臺機組200支撐。心軸300另一端312通過可分離的心軸套裝置400支撐著。轉臺卷繞機100最好支撐三個以上的心軸300，更優(yōu)的是六個以上的心軸300，在一個實施例中轉臺卷繞機100支撐著十個心軸300。支撐十個以上心軸300的轉臺卷繞機100可以設有被轉動的轉臺機組200，該轉臺機組以相對低的角速度旋轉，與以較高角速度間歇旋轉的停止、啟動轉臺卷繞機相比，在增加生產(chǎn)量的同時，減少了振動和內部載荷。
如圖3所示，閉合心軸軌跡320可以是非圓形，可以包括芯層裝載部分322，卷筒紙卷繞部分324和芯層剝離部分326。
當芯層裝載到某一心軸300上時，芯層302就被送到閉合心軸軌跡320的卷筒紙卷繞部分324。在芯層裝載部分322和卷筒紙卷繞部分324，當芯層和與之接合的心軸被沿著封閉的心軸軌跡320傳送時，卷筒紙固定粘合劑由粘合劑添加裝置涂到芯層302表面。
在心軸和芯層沿著卷筒紙卷繞部分324運動過程中，心軸驅動裝置330使得每個心軸300和與之接合的芯層302圍繞心軸中心線314旋轉。心軸驅動裝置330將卷筒紙50從纏在圓木51上的卷筒紙原料卷繞到支撐在心軸300上的芯層302上。心軸驅動裝置330使卷筒紙50繞中心卷繞到芯層302上(即是，通過將心軸與驅動裝置連接，使心軸300繞中心線314轉動，以便將卷筒紙拉到芯層上)，其運動方向與表面卷繞方向相反，圓木51外表面的一部分通過轉動的卷繞鼓筒靠摩擦力連接在心軸上。本發(fā)明可以應用到中心卷繞和表面卷繞的心軸。
芯層302被沿著封閉心軸軌跡320的卷筒紙卷繞部分324傳送時，卷筒紙50被裝在轉臺復繞機100上游流程的復繞裝置60拉到芯層302。復繞裝置60表示在圖1中，它包括將卷筒紙50傳送到穿孔輥54的供料輥52，卷筒紙切割傳送輥56，和卷筒紙傳送和切斷裝置500。
穿孔輥54使卷筒紙50具有垂直機器方向的橫貫紙面寬度的穿孔線。相鄰的穿孔線沿卷筒紙50長度方向相隔預定的長度，形成了在穿孔線處結合的單張紙。一個單張紙的長度是相鄰的穿孔線間的距離。
在卷筒紙傳送和切割過程中，卷筒紙50被傳送到轉臺卷繞機心軸300上的空的芯層上，與此同時，卷筒紙50被從完成了芯層卷繞周期的圓木上剪掉。圓木51依次支撐在轉臺機組相鄰的心軸上。卷筒紙50的剪切發(fā)生預定的穿孔處，通過在卷筒紙截面產(chǎn)生足夠的張力，使卷筒紙在預定的穿孔處斷裂，將圓木51上的最后一張紙與傳送到空的心軸302上的第一張紙分開。
本發(fā)明的卷筒紙傳送和切斷裝置500可以包括與卷筒紙路徑53并列放置的輥筒510，圍繞著與轉臺機組軸線202平行的軸線512轉動。該輥筒510可以設有傳送墊514和切斷機構520，以使卷筒紙傳送和卷筒紙切斷同時進行。
如圖4所示，傳送墊514固定在輥筒510的外圍511上。輥筒510在卷筒紙復繞周期內完成整圈數(shù)，并與轉臺機組100同步，以便在卷筒紙傳送中傳送墊514與空的芯層302形成傳送壓區(qū)516。
傳送壓區(qū)516的持續(xù)時間由附在輥筒510上的傳送墊的長度控制，典型的是傳送墊的長度與空的芯層302的周長相同，以便在卷筒紙傳送中，傳送壓區(qū)516可以持續(xù)空的芯層302的一周。輥筒510表面旋轉的速度即是傳送墊514外表面的速度，它與卷筒紙的運動速度相同。
切斷機構520可以包括兩個相對旋轉的切斷輥，第一個切斷輥522可旋轉地固定在輥筒510內部，第二個切斷輥524與輥筒510相對并可旋轉地固定在轉臺機組上。每個切斷輥522、524直徑大約都可以有3.0英寸并以表面速度超過卷筒紙運動速度的角速度旋轉。最優(yōu)地是，切斷輥超過卷筒紙速度約20％到40％。在卷筒紙切斷過程中，第一和第二個切斷輥522、524形成切斷壓區(qū)526，使傳送壓區(qū)516之后流程的卷筒紙50的一部分加速，產(chǎn)生足夠的張力，使卷筒紙50在預定的穿孔處斷裂。
第一個切斷輥522包括與輥筒軸心512不同心且平行運行的軸523，第一個切斷輥522的外圍525延伸到超過輥筒510外圍約0.125英寸，使它可以在芯層卷繞周期內清除芯層。第二個切斷輥524可旋轉地固定在加載機構527上，該加載裝置在卷筒紙切斷時帶動第二個切斷輥524與第一個切斷輥522相接觸，在卷筒紙卷繞周期內，將第二個切斷輥524縮回以允許芯層通過。
在空的芯層302到達傳送位置之前，第二個切斷輥524與卷筒紙50相接觸，并在持續(xù)加載的同時使之偏轉向輥筒510?？盏男緦?02到達傳送位置并與傳送墊514前邊緣515接觸。穿孔設置在傳送壓區(qū)516與切斷壓區(qū)526之間。當卷筒紙50固定在空的芯層302和傳送墊514之間時，第二個切斷輥524與第一個切斷輥522接觸，在此夾緊卷筒紙50。傳送墊514繼續(xù)將卷筒紙50壓在芯層302上直到芯層轉過一周，此時切斷輥522、524的超速度在卷筒紙50上產(chǎn)生足夠的張力，使之穿孔線處分開。
圖5表示的另一個備選實施例中，第一個切斷輥522被壓區(qū)墊528替代，壓區(qū)墊位于輥筒外表面511上并與傳送墊514的前邊緣515相鄰。卷筒紙50在傳送壓區(qū)516被夾緊時，第二個切斷輥524與卷筒紙50接觸，使它偏轉向輥筒510并與壓區(qū)墊528形成壓區(qū)526。卷筒紙50處于傳送壓區(qū)516和切斷壓區(qū)526之間的部分被加速，產(chǎn)生足夠的張力將卷筒紙50在穿孔處撕開。
另一個實施例中包括位于輥筒510外圍511上的壓區(qū)墊528，第二個切斷輥524可以被圖6中所示的從動切割臂代替。切割臂530旋轉產(chǎn)生了超過卷筒紙50速度的表面速度。切割臂530固定在加載機構532上，在卷筒紙切割時將切割臂送進，與可選擇的壓區(qū)墊528接觸，形成切斷壓區(qū)526，在卷繞周期時縮回切割臂以清除芯層。
如圖7所示，在另一個實施例中，切割裝置520可以包括可轉動地固定在輥筒510內的真空輥534。真空輥534包括一個覆蓋真空輥外圍538選定部分的空腔536，它在卷筒紙切斷過程中提供吸力以固定住卷筒紙50。雖然真空輥534可以變化，但建議真空輥534的直徑大約是3.0英寸。真空輥534以表面速度超過卷筒紙速度的角速度旋轉。真空輥534具有與輥筒軸511偏心并平行的軸537，以使真空輥534的外圍538超出輥筒外圍511一定量，允許它在卷繞周期內清除心軸。
在傳送程序的開始，傳送墊514的前邊緣515與空的芯層302構成傳送壓區(qū)，并且真空腔536與卷筒紙50接合。穿孔位于傳送壓區(qū)516和真空腔536之間。當傳送墊514將卷筒紙50壓在空的芯層302上持續(xù)芯層302轉動一周時，真空輥534的超速度產(chǎn)生足夠大的張力將卷筒紙在穿孔處分開。
如圖8所示，可選擇地，真空輥534可以可旋轉地固定在與輥筒510相對的加載機構539上，并與輥筒運動方向相反。對于本實施例，真空輥534在空的芯層302到達傳送位置之前就開始向內靠向輥筒510。因為空的芯層302與傳送墊514構成傳送壓區(qū)516，真空輥534與卷筒紙50接觸。傳送墊514將卷筒紙50壓在空的芯層302上持續(xù)到芯層302轉動一整周，真空輥534的超速度產(chǎn)生足夠大的張力將卷筒紙50在穿孔處分開。一旦卷筒紙50被切斷，真空輥534縮回，允許芯層通過并完成卷繞周期。
紙制品，如紙巾、衛(wèi)生紙等，經(jīng)常施加性能增進液。性能增進液的添加典型地是在復繞程序之前，導致液體沾污了穿孔輥，會影響穿孔可靠性和出現(xiàn)設備停機期。雖然性能提高液添加系統(tǒng)600可以設置在穿孔輥54之后和輥筒510之前，但輥筒510的尺寸經(jīng)常給該系統(tǒng)的安裝只留有很小空間。另外，輥筒510將被性能改進液覆蓋，需要經(jīng)常清理，會導致顯著的設備停機時間。
沒有輥筒也可以完成將卷筒紙50傳送到空的芯層，通過一些不同的途徑，例如，利用動力學的噴射空氣流或真空或機械途徑的凸輪或鐘形曲柄的操作。傳送輥540，它的直徑可以是大約3.0英寸，以表面速度等于卷筒紙速度的角速度與芯層相對轉動。傳送輥540可以可旋轉地固定在與轉臺機組相對的加載機構上。加載機構將傳送輥540從與空的芯層302構成傳送壓區(qū)516的第一個位置移動到從卷筒紙50上撤開的第二個位置，以使芯層在卷繞周期內能通過。加載機構可以包括線性電機或線性液壓缸。
在圖9表示的一個實施例中，傳送輥540的加載機構包括傳送輥鉸鏈臂542。傳送輥鉸鏈臂542包括鉸鏈端543及另一端545。傳送輥540可轉動地連接在鉸鏈臂542的另一端545上，鉸鏈臂的尺寸做成鉸鏈臂一端543與傳送輥軸線541距離3.5英寸。
在復繞過程中，傳送輥540繞著傳送輥鉸鏈臂542的鉸鏈端543旋轉，從與空的芯層302構成傳送壓區(qū)516的位置到從卷筒紙50上撤開的另一位置。對于本實施例，傳送輥鉸鏈臂542的旋轉與轉臺機組100同步，并設置成使傳送壓區(qū)持續(xù)到芯層旋轉一整周，同時在一個芯層卷繞周期內完成圍繞鉸鏈端543旋轉一周。
切斷裝置可以省略輥筒510。兩個切斷輥522、524(每個直徑約3.0英寸)可以設置在卷筒紙相對的兩側，以在卷筒紙傳送中使傳送壓區(qū)516的流程下部形成切斷壓區(qū)526。兩個切斷輥522、524相對旋轉，其角速度保持在使兩個切斷輥外表面的速度超過卷筒紙的速度。
每個切斷輥522、524可以可轉動地連接到一個單獨的加載機構上。該加載機構將兩個切斷輥從加緊卷筒紙50，形成切斷壓區(qū)的位置526，移動到從卷筒紙50上撤開的另一位置。與傳送輥540相像，兩個切斷輥522、524的加載機構包括線性電機或線性液壓缸。
在空的芯層302到達傳送位置之前，兩個切斷輥522、524向卷筒紙50運動，形成切斷壓區(qū)526。在傳送程序的開始，卷筒紙被固定在傳送壓區(qū)516處，穿孔位于傳送壓區(qū)516和切斷壓區(qū)526之間。兩個切斷輥522、524的超速度使處于516、526兩個壓區(qū)之間的卷筒紙部分在穿孔處破裂。
在圖9說明的實施例中，第一個切斷輥522的加載機構包括具有鉸鏈端547和另一端549的切斷輥鉸鏈臂546。第一個切斷輥522可旋轉地連接切斷輥鉸鏈臂546的另一端549上。切斷輥鉸鏈臂546的尺寸可以做成使鉸鏈端547與第一個切斷輥軸線523距離約3.5英寸。
在復繞過程中，第一個切斷輥522繞切斷輥鉸鏈臂的鉸鏈端547，在與第二個切斷輥524夾緊卷筒紙形成切斷壓區(qū)526的位置到從卷筒紙50上撤開的位置之間轉動。切斷輥鉸鏈臂546可以制造成能在一個卷繞周期內完成轉動一周。
在圖10說明的另一個實施例中，切斷裝置520包括固定在第一個繞軸線性旋轉的可延伸桿553上的第一個切割墊552，以及固定在第二個線性旋轉的可延伸桿555上與第一個切割墊552相對放置的第二個切割墊554。線性的可延伸桿553、555將切割墊552、554推向卷筒紙50，到達形成切斷壓區(qū)526的位置，在卷筒紙切斷過程中將卷筒紙在它們之間夾緊，并在芯層卷繞周期內將切割墊552、554從卷筒紙50上縮回。
在空的芯層302到達傳送位置之前，線性旋轉的可延伸桿553、555將切割墊推向卷筒紙路徑53，使切割墊552、554在切斷壓區(qū)526會聚。當卷筒紙50被固定在傳送壓區(qū)516時，一個穿孔線處于傳送壓區(qū)516和切斷壓區(qū)526之間。為了穿孔處破裂，線性旋轉可延伸桿553、555繼續(xù)同步伸長到其全部長度，此時會將卷筒紙50在切斷壓區(qū)夾緊。
在另一個由圖11表示的實施例中，切斷裝置可以包括一個中間輥562和另一個置于卷筒紙路徑53另一側相對位置的中間輥564，它們位于傳送壓區(qū)516和切斷壓區(qū)526之間。每個中間輥可轉動地安裝在一個加載機構上，使得中間輥可以從形成中間壓區(qū)506并將卷筒紙50夾緊在中間的位置，移動到從卷筒紙路徑53上撤開后的另一個位置。
對于該實施例，兩個中間輥562、564相對旋轉，其表面速度與兩個切斷輥522、524的表面速度不同。中間壓區(qū)506和切割壓區(qū)526形成時，速度差會產(chǎn)生足夠的張力使卷筒紙50在預定的穿孔位置破裂。因此，兩個切斷輥522、524反向旋轉的表面速度可以被制造成與卷筒紙速度相等，而中間輥562、564以低于卷筒紙速度的表面速度反向旋轉。相反，兩個中間輥562、564也可以被制造成以與卷筒紙速度相等的表面速度相對旋轉，而切斷輥522、524以超過卷筒紙速度的表面速度旋轉。
在每種情況下，在傳送程序的開始，卷筒紙固定在傳送壓區(qū)516，并且穿孔處處于中間壓區(qū)506和切割壓區(qū)526位置之間。中間輥562、564和切斷輥522、524向著卷筒紙運動，分別形成壓區(qū)506和526。當傳送輥540連續(xù)維持傳送壓區(qū)516經(jīng)過空的芯層轉動一整周時，兩個壓區(qū)506和526之間的表面速度差在介于它們之間的卷筒紙區(qū)域產(chǎn)生足夠大的張力，將卷筒紙50在穿孔處分開。
在另一實施例中，兩個中間輥562、564可以制造成以與卷筒紙路徑33方向相反的表面速度旋轉。對于該實施例，兩個切斷輥562、564可以以與卷筒紙速度相等的表面速度相對旋轉。當卷筒紙固定在傳送壓區(qū)516時，一處穿孔線位于中間壓區(qū)506和切割壓區(qū)526的位置之間。中間輥562、564和切斷輥522、524向著卷筒紙路徑運動，分別形成中間壓區(qū)506和切割壓區(qū)526。兩個壓區(qū)506和526方向相反的表面速度將卷筒紙拉向相反的方向，產(chǎn)生足夠的張力使卷筒紙在穿孔處破裂。
雖然這里用圖解說明和描述了本發(fā)明的一些特定的實施例，不脫離本發(fā)明要旨和范圍所做出的各種其它變化和修改對于本領域的技術人員都是顯而易見的。所有本發(fā)明范圍內的這類變化和修改都意味著會落入所附權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種卷筒紙傳送和切斷裝置，用于將以一定卷筒紙速度沿路徑運動的卷筒紙附著在支撐在卷筒紙卷繞轉臺機組的一個心軸上的空的芯層上，幾乎同時將卷筒紙從支撐在轉臺機組的另一個心軸上向芯層卷繞卷筒紙的周期已經(jīng)結束的圓木切斷，該卷筒紙傳送和切斷裝置包括具有鉸鏈端和鉸鏈端遠端的傳送輥鉸鏈臂；傳送輥可旋轉地連接在傳送輥鉸鏈臂的遠端，使得傳送輥鉸鏈臂繞著傳送輥鉸鏈端轉動傳送輥，將傳送輥置于卷筒紙傳送中與空的芯層構成傳送壓區(qū)并將卷筒紙擠在中間的第一位置以及從卷筒紙上撤開后的第二位置；具有鉸鏈端和鉸鏈端遠端的切斷輥鉸鏈臂；第一個切斷輥可旋轉地連接在切斷輥鉸鏈臂的遠端，使得切斷輥鉸鏈臂繞著切斷輥鉸鏈端轉動第一個切斷輥，將切斷輥置于傳送壓區(qū)流程之后與卷筒紙路徑并列的第一位置和從卷筒紙路徑撤開后的第二位置；并且第二個切斷輥安置在與第一個切斷輥相對，卷筒紙介于兩者之間，第二個切斷輥在卷筒紙切斷過程中向第一個切斷輥靠近以形成切割壓區(qū)，并在向芯層卷繞卷筒紙的周期內從卷筒紙撤開。
2.如權利要求1所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中第一和第二個切斷輥具有超過卷筒紙速度約20％到40％的表面速度。
3.如權利要求1所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中傳送輥保持在第一位置持續(xù)到空的芯層旋轉約一周。
4.一種卷筒紙傳送和切斷裝置，用于將以一定卷筒紙速度沿路徑運動的卷筒紙附著在支撐在卷筒紙卷繞轉臺機組的一個繞軸線旋轉的心軸上的空的芯層上，幾乎同時將卷筒紙從支撐在轉臺機組的另一個心軸上向芯層卷繞卷筒紙的周期已經(jīng)結束的圓木切斷，該卷筒紙傳送和切斷裝置包括與轉臺機組相對放置的輥筒，卷筒紙介于它門之間，輥筒圍繞與轉臺機組的軸線平行的軸轉動；傳動墊固定在輥筒的外表面并覆蓋其上一部分，當輥筒旋轉時，傳動墊與空的芯層構成傳送壓區(qū)并將卷筒紙擠在它們之間；并且切斷裝置設置在傳送壓區(qū)和圓木之間。
5.如權利要求4所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中卷筒紙切斷裝置包括，具有一定表面速度可旋轉地固定在輥筒內與傳送墊相鄰的第一個切斷輥，第一個切斷輥具有與輥筒軸線平行并偏心的旋轉的軸，在輥筒旋轉過程中第一個切斷輥與卷筒紙路徑并列放置；具有一定表面速度的第二個切斷輥，第二個切斷輥與輥筒相對放置且卷筒紙介于它們之間，第二個切斷輥向著輥筒運動，以在卷筒紙切斷時與第一個切斷輥構成切割壓區(qū)，并在向芯層卷繞卷筒紙的周期內從輥筒上撤開。
6.如權利要求4所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中卷筒紙切斷裝置包括在傳送壓區(qū)流程之后可旋轉地固定的真空輥，該真空輥具有用于吸住卷筒紙的真空腔，真空輥在真空腔處吸住卷筒紙，幾乎與此同時，傳送墊與空的芯層形成壓區(qū)。
7.一種卷筒紙傳送和切斷裝置，用于將以一定卷筒紙速度沿著路徑運動的卷筒紙附著到與卷筒紙路徑并列放置的空的芯層上，幾乎與此同時，卷筒紙被從向芯層卷繞卷筒紙的周期已經(jīng)結束的圓木剪斷，該卷筒紙傳送和切斷裝置包括用于將卷筒紙移動到空的芯層上的卷筒紙傳送裝置；以及介于空的芯層和圓木之間的切斷裝置。
8.如權利要求7所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中卷筒紙傳送裝置包括與空的芯層形成傳送壓區(qū)的傳送輥，該傳送輥以與卷筒紙相等的表面速度旋轉。
9.如權利要求7所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中卷筒紙切斷裝置包括兩個置于卷筒紙路徑相對兩側的切斷輥，兩個切斷輥向著卷筒紙路徑運動，在卷筒紙切斷過程中形成切割壓區(qū)，并在芯層卷繞周期內從卷筒紙路徑縮回。
10.如權利要求7所述的卷筒紙傳送和切斷裝置，其中卷筒紙切斷裝置包括兩個置于卷筒紙路徑相對兩側的切割墊，兩個切割墊固定在兩個線性旋轉的可延伸桿上，當切割卷筒紙時兩個桿推著切割墊向著卷筒紙路徑運動，形成中間壓區(qū)，當在芯層卷繞周期內時，將切割墊從卷筒紙路徑縮回。
全文摘要
一種用于紙質卷筒紙復繞機上能夠一直保持對卷筒紙進行主動控制加工操作的卷筒紙傳送和切斷裝置。該卷筒紙傳送和切斷裝置將卷筒紙傳送到表面涂有膠水并支撐在卷筒紙卷繞轉臺機組一個心軸上的空的芯層上,幾乎與此同時,卷筒紙被從支撐在轉臺機組另一個心軸上被纏滿的芯層上切斷。
文檔編號B65H19/26GK1340022SQ00803608
公開日2002年3月13日 申請日期2000年2月4日 優(yōu)先權日1999年2月9日
發(fā)明者凱文·本森·麥克耐爾, 杰弗瑞·莫斯·沃克恩 申請人:寶潔公司