專利名稱：薄片卷繞的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄片卷繞的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
一般說來，以一種連續(xù)的工藝制造諸如聚酯薄片或者其他片材的薄片并且將最終產(chǎn)品卷繞在輥上以便于儲放和運輸。
在將薄片卷繞在輥上的操作中，希望保證在輥上的均勻卷繞(即，無皺紋或者褶皺)并且盡可能少地將空氣留在輥上的每一個薄片層之間。
該問題對于厚度低至微米級并且速度高達1000米/分鐘的(超薄)薄膜是特別突出的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用軋輥(也被稱為壓輥)高速(即，每分鐘幾百米)卷繞片材(特別是薄片)以防止夾帶過多的空氣。
在p.33 to 35 of Air Entrainment with A Forced-Loaded NipRoller，Y.Bae Chang，F(xiàn).W.Chambers，J.J.Shelton，Web HandlingReseach Center，Oklahoma State University，05/1994中提出(aa)為了在高速工作時使夾帶的空氣量保持在特定水平下，最有效的方式是減小壓輥的直徑；(bb)如果壓輥(或者其包覆層)比卷繞輥軟并且會夾帶過多的空氣，那么可利用較硬的材料制造壓輥來解決這個問題；(cc)通過增大加壓載荷不能有效地減少夾帶的空氣量，如果所述載荷太大，會帶來其他卷繞問題。
另外，該文獻提出，在減小軋輥的尺寸方面可能存在實際問題或者限制，例如，如果軋輥太細，那么軋輥可能會變得太軟。但是，該文獻提出，由于壓輥在空氣夾帶方面的重要性而設(shè)計細長的壓輥，并且以示意圖的形式給出了可能的設(shè)計變化的兩個實施例。第一個附圖示出了在一個輥子和卷繞輥之間的細長輥，薄片從該輥子移動到細長輥，接著移動到卷繞輥。第二個附圖示出了在二個輥子和卷繞輥之間的細長輥，薄片從其中一個輥子移動到細長輥，接著移動到卷繞輥。
但是，該文獻沒有提供足以使這些原理得以實施的暗示，即，既沒有解決也沒有提及幾個關(guān)于實施的問題。第一個問題是，確保輥子與卷繞輥之間的細長輥的正確定位，這是由于細長輥的直徑小而變得柔軟。另一個問題是，確保細長輥和輥子的切向速度在它們的長度方向上在彼此之間的每一個點處都相等以避免使薄片受到摩擦。另一個問題是，在將薄片卷繞到卷繞輥上之前確保薄片展開，即，在將薄片卷繞到卷繞輥上后薄片上可能存在皺紋。另一個問題是，使薄片卷繞容易啟動困難在于薄片在輥子和細長輥之間的通過以及在細長輥和卷繞輥之間通過存在困難。另一個問題是，在卷繞輥的寬度上施加導(dǎo)致均勻的空氣排除的壓力分布。
本發(fā)明的目的是提供一種可避免上述問題的用于將薄片卷繞在卷繞輥上的設(shè)備和方法。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種用于將薄片卷繞在卷繞輥上的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法可確保良好均勻的空氣排除、薄片無扭曲變形、薄片的良好展開以及使薄片卷繞容易啟動，從而提高卷繞的速度和質(zhì)量。
權(quán)利要求1所涉及的設(shè)備和權(quán)利要求16所涉及的方法實現(xiàn)了上述目的。優(yōu)選實施例由從屬權(quán)利要求限定。
附圖的簡要說明

圖1a到1e是本發(fā)明所涉及設(shè)備的輥的示意性側(cè)視圖，示出了所述設(shè)備的運轉(zhuǎn)；圖2是示意性側(cè)視圖，示出了輥與滑架之間的機械聯(lián)結(jié)；圖3是互鎖的支撐裝置下部的示意性側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明一個替換實施例的示意性側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明另一個替換實施例的示意性側(cè)視圖；圖6a和6b示出了利用本發(fā)明所涉及設(shè)備的輥使薄片卷繞的備選可能性；圖7是本發(fā)明另一個實施例的示意圖；圖8是圖7實施例的另一個示意圖；圖9是圖7實施例的頂視圖；圖10是圖7實施例的放大側(cè)視圖；
圖11示出了圖7實施例所涉及的一個輥的位移可能性；圖12是圖7實施例的另一個示意圖；圖13表示圖7實施例的一個可能的卷繞程序；圖14表示圖7實施例的一個可能的換輥程序；圖15示出了本發(fā)明的另一個實施例；圖16示出了本發(fā)明的另一個實施例。
發(fā)明詳述圖1a到1e示出了本發(fā)明所涉及設(shè)備的優(yōu)選實施例的運轉(zhuǎn)，所述運轉(zhuǎn)是從啟動在卷繞輥上的卷繞的開啟狀態(tài)直到確保薄片(薄至約微米的聚酯薄片)在高速下(高達1000m/min)的高質(zhì)量卷繞的工作狀態(tài)。
圖1a示出了開啟位置中的本發(fā)明所涉及的設(shè)備。薄片1(諸如聚酯箔)沿箭頭F所指示的輸送方向送達。當該設(shè)備處于開啟位置中時，薄片經(jīng)由例如空轉(zhuǎn)輥10(所述空轉(zhuǎn)輥10為固定的)朝向卷繞輥2(位于較下面的位置中)轉(zhuǎn)向。為了使薄片1在卷繞輥2上的卷繞(或是人工的或是通過自動裝置)容易啟動，空轉(zhuǎn)輥10與卷繞輥2之間的通路是自由的。第一組輥(3、8、9)設(shè)在所述通路的一側(cè)上。所述第一組輥由第一可移動滑架11(未示出)攜帶。包括細長輥5的第二組輥(4、5、6、7)設(shè)在相對于所述通路與所述第一組輥相對的側(cè)部上。所述第二組輥由第二可移動滑架12(未示出)攜帶。
一旦啟動了薄片1在卷繞輥2上的卷繞，第一滑架11就朝向在空轉(zhuǎn)輥10與卷繞輥2之間延伸的薄片1的部分移動，直到到達輥3抵靠薄片1的位置。在圖1b中示出了該狀態(tài)。在抵靠薄片1之前，最好使得輥3以切向速度并沿基本對應(yīng)于薄片1位移的那些方向旋轉(zhuǎn)。然而可能對于本實施例來說，所示的輥8和9并未抵靠薄片1。
一旦處于圖1b的階段，第二滑架12就朝向薄片1移動直到到達一個限定位置，在所述位置中，輥3和輥4之間的距離狹窄但并未相互接觸。在圖1c中示出了該狀態(tài)。為了節(jié)約操作時間，該步驟(即，使滑架12朝向薄片1移動)可與前一個步驟(即滑架11朝向薄片1位移)同步實行。第一滑架11和第二滑架12的同步位移是優(yōu)選的。在圖1c的位置中，細長輥5最好位于輥4的下面略微朝向輥3的位置處，即，細長輥5抵靠輥4但未抵靠輥3。輥4和細長輥5都未抵靠薄片1。第一滑架11的輥8和輥9與第二滑架12的輥6和輥7是這樣布置的，即，使它們形成在薄片上已經(jīng)閉合的夾。更確切地說，第二滑架12的輥7基本上位于第一滑架11的輥8和輥9之間，并且最好是以距離較窄但又沒有相互接觸的方式。第二滑架12的輥6基本上位于第一滑架11的輥8的下面并且最好靠近于輥8。這樣，使得薄片1抵靠輥9并經(jīng)過輥9向前到輥7、經(jīng)過輥7向前到輥8、經(jīng)過輥8向前到輥6，從而形成波浪。當由輥6、7、8和9所限定的夾靠在薄片1上時，將卷繞張力從引入張力中分離開來，所述卷繞張力可能太低或太高?？筛淖儤?gòu)成所述夾的輥數(shù)量。此外，在抵靠薄片1之前，最好使得輥6、7、8和9以切向速度并沿對應(yīng)于薄片1的方向旋轉(zhuǎn)(從而避免所述輥與薄片1之間的摩擦)；這樣，避免了受所述輥抵靠時在薄片1上的過多的張力(如果所述輥是空轉(zhuǎn)輥的話可能會出現(xiàn))。對于具有2米的寬度并在1000米/分鐘的速度下被輸送的薄片1來說，輥6、7、8和9最好具有約120毫米的直徑。最好，輥6與輥3以水平的方式相間隔，以使得薄片1基本上沿水平的方式從輥6移動到輥3。而且，如結(jié)合圖3所描述的，為了避免輥3和輥4之間位置的相對改變，在該位置中輥3和輥4最好互鎖。
一旦處于圖1c的階段，最好使得輥4在與薄片1的速度相對應(yīng)的切向速度并沿與輥3相同的方向旋轉(zhuǎn)。因此，輥4通過細長輥5抵靠輥4而導(dǎo)致的摩擦傳動使得細長輥5旋轉(zhuǎn)。而后使得細長輥5沿著輥4的圓周向上移動直到它通過薄片1與輥3抵靠。因此，細長輥5與輥3(通過薄片1)和輥4兩者相抵靠，并且，因此，細長輥5由那些輥3和4精確地定位。薄片1從輥3向前移動到細長輥5然后移動到卷繞輥2。細長輥5的軸線和卷繞輥2的軸線最好存在于垂直面中。在圖1d中示出了該狀態(tài)。
一旦處于圖1d的階段，滑架11和12所構(gòu)成的滑車被降低(即，整個輥組件)直到細長輥5抵靠卷繞輥2，最好抵靠在卷繞輥2的頂部。在圖1e中示出了該狀態(tài)。如從圖1e中可看出的，輥3和4未與卷繞輥抵靠?？赏ㄟ^例如一個可垂直移動的主滑架(未示出)實現(xiàn)所述降低，其中滑架11和滑架12以沿水平方向可滑動的方式安裝于其上(以使得滑架11和滑架12朝向薄片1位移，如結(jié)合圖1a到圖1c所提及的)。就在細長輥5抵靠卷繞輥2之前，最好在大約10毫米的距離處，最好停止輥3和輥4的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，以使得它們起到空轉(zhuǎn)輥的作用；通常，這可通過離合機構(gòu)的脫開而實現(xiàn)。當設(shè)備處于圖1e的位置中時，它是處于有效地將薄片1卷繞在卷繞輥2上的正常位置中，并且細長輥5起到軋輥的作用。
在從圖1a到圖1e的這些步驟的每一步驟期間，由于在設(shè)備的各種輥所導(dǎo)致的薄片1偏離過程中薄片1路徑的長度改變，因此最好使卷繞輥2的旋轉(zhuǎn)速度改變以便于保持薄片1基本恒定的張力。例如，這可通過控制在結(jié)合圖1c、1d和1e所述的步驟期間，作為輥6上的薄片1所施加的力的函數(shù)的卷繞輥2的旋轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)。
現(xiàn)在參照圖2，我們將描述用以確保細長輥5在輥3和輥4之間正確定位的機構(gòu)。圖2只示出了當所述設(shè)備處于圖1c位置中時與輥3和輥4以及細長輥5相關(guān)的設(shè)備的一部分。通過相應(yīng)的雙動式壓力缸19使得細長輥5(用附圖標記31表示其軸線)在每端上受控制。更確切地說，細長輥5的每端被鏈接在相應(yīng)的壓力缸19的桿20的端部。壓力缸19最好以與它們向下延伸的桿20基本垂直的方式延伸。最好使每個壓力缸19固定于一個相應(yīng)臂27的端部上，通過相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)連結(jié)物28使所述臂27鏈接于滑架12。最好將樞轉(zhuǎn)連結(jié)物28布置于臂27的中間區(qū)域中。每個臂27的相對端通過樞轉(zhuǎn)連結(jié)物29被鏈接在相應(yīng)壓力缸25的桿26上。通過相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)連結(jié)物30使壓力缸25都被鏈接在滑架12上。壓力缸25最好基本上以水平的方式延伸。這種結(jié)構(gòu)可通過控制壓力缸19和25來改變細長輥5的水平和豎直位置。因此，當細長輥5從圖1b的位置移動到圖1c的位置時，細長輥5被正確地定位在輥4的下面，也就是說，通過使得壓力缸19和25的桿20和26處于舒展狀態(tài)而使細長輥5不抵靠薄片1。接著，為了從圖1c的位置移動到圖1d的位置，桿20縮回，從而細長輥5沿輥4的圓周行進直到它也通過薄片1抵靠輥3；在該操作過程中，為了使細長輥5在沒有過度強度的情況下保持抵靠在輥4上，以已知的方式控制壓力缸25中的壓力。最好，一旦細長輥5抵靠輥3，就不再向壓力缸25施加壓力，從而使得細長輥5只是由輥3和輥4通過壓力缸19的牽引力而定位。
在卷繞期間，即，在圖1e的位置中，壓力缸19保持縮回狀態(tài)以便于在與卷繞輥2寬度無關(guān)的情況下保持細長輥5的兩端與輥3和輥4相抵靠。
至于輥3和輥4，它們都以可旋轉(zhuǎn)的方式被安裝在相應(yīng)的支撐物13和14上，用附圖標記17和18來表示它們的軸線。支撐物13和14相配合以便于限定出如已提及的用于使得輥3與輥4互鎖的互鎖機構(gòu)這將結(jié)合圖3進行更詳細的描述。以可滑動的方式沿豎直方向?qū)⒅挝?3安裝在滑架11上(未示出導(dǎo)軌裝置)并通過例如雙動式壓力缸21使支撐物13以豎直的方式定位。同樣的，以可滑動的方式沿豎直方向?qū)⒅挝?4安裝在滑架12上(未示出導(dǎo)軌裝置)并通過例如壓力缸23使支撐物14以豎直的方式定位。因此，壓力缸21和23相互平行地延伸并與它們各自的向下延伸的桿22和24垂直。壓力缸19、20和21自動地處理卷繞輥2的直徑增量。然而，它們只適用于在對應(yīng)于例如幾毫米的限定檢測距離上提升輥3和輥4以及細長輥5。之后，被提升到所述限定高度上并在該新位置中堵塞的是由滑架11和12所構(gòu)成的整個滑車，同時壓力缸19、21和23保持輥3和輥4與細長輥5相抵靠以及保持細長輥5與卷繞輥2相抵靠。從那里，壓力缸19、21和23再次處理卷繞輥2的直徑變化，直到在整個滑車被再次提升等等以后從所述限定距離處被再次縮回。
參照圖3，我們將描述輥3與輥4的互鎖機構(gòu)，所述互鎖機構(gòu)在圖1c到1e中所示的設(shè)備狀態(tài)下使用。圖3是示出了支撐輥3的支撐物13(用附圖標記17表示其軸線)的下部和支撐輥4的支撐物14(用附圖標記18表示其軸線)的下部的示意性側(cè)視圖。支撐物13的下部表示朝向支撐物14橫向延伸的臂13a。在臂13a的自由端處布置有槽15。支撐物14的下部表示朝向支撐物13橫向延伸的臂14a。在臂14a的自由端上布置有凸頭16。臂14a自由端的形狀與臂13a自由端的形狀相匹配，更具體地說，凸頭16適配于槽15。凸頭16最好具有斜緣以有助于與槽15之間的接合。這樣，當設(shè)備處于圖1c的位置時，支撐物13和支撐物14互鎖。此外，支撐物13和14都是通過例如隨滑架11和12行動從而避免相互之間橫向脫開而保持互鎖的。這樣，支撐物13和14都構(gòu)成剛性嵌段消除了支撐物11和支撐物12之間水平或豎直的相對振動。
下面我們將從機械方面的觀點來描述輥3和輥4、細長輥5和卷繞輥2之間的關(guān)系。當設(shè)備處于圖1e的位置即，有效卷繞的正常位置中時，細長輥5起到軋輥的作用。為了使得薄片1和卷繞輥2之間的夾雜空氣最小化，細長輥5的直徑最好盡可能地小。因此，細長輥5在其整個長度上變得具有撓性，并且在沒有輥3和輥4的情況下，當卷繞時可在卷繞輥2上彎曲和振動。甚至可出現(xiàn)共振。細長輥5的彎曲和振動都將不利地導(dǎo)致細長輥5和卷繞輥2之間的切向速度差，引起薄片1上的摩擦、薄片1中的張力改變以及關(guān)于薄片1展開及關(guān)于夾雜空氣的不利影響。因此，在卷繞時最好避免細長輥5的彎曲和振動。為了這個目的，輥3和輥4在細長輥5的上半圓周上與細長輥5側(cè)面相接以便于在卷繞時將細長輥5夾在它們與卷繞輥2之間。此外，為了能夠支撐細長輥5，輥3和輥4最好比細長輥5更具有剛性最好通過使輥3和輥4具有大于細長輥5的直徑來實現(xiàn)這一點。輥3和輥4最好都具有細長輥5直徑一到六倍的直徑，最好是具有細長輥5直徑三倍的直徑。輥3和輥4最好具有相同的直徑并位于相同的豎直面處。此外，由薄片1所包繞的輥3的表面(在該實施例中)最好是光滑的；最好，其表面為金屬性的并被拋光，其粗糙度Rt(即，該表面最高點與最低點之間的差)低于或等于25μm。因此，薄片1在不與輥3表面相接觸的情況下浮在氣動的邊界層上。這形成了展開效果。同樣地，輥4的表面最好與輥3一樣光滑。細長輥5最好存在于具有彈性涂層的芯部中，所述涂層自身與卷繞輥2的表面相一致。對于具有高達2米寬度以及在高達1000米/分鐘的速度下輸送的薄片1來說，細長輥5最好具有約50毫米的直徑、輥3和輥4最好各具有約150毫米的直徑。這樣輥3和輥4可使細長輥5精確地定位在它們之間，因此細長輥5被正確地定位在卷繞輥2上，而且，在卷繞時輥3和輥4提供動態(tài)穩(wěn)定性。
圖1d中細長輥5和卷繞輥2之間的距離最好如此小，以致于從圖1d的位置移動到圖1e的位置所需的時間很少，因此，它限定了在還未與卷繞輥相抵靠時細長輥5在輥3和輥4下面可能彎曲和振動的時間。下面將結(jié)合圖3更詳細地描述用以確保細長輥5在輥3與輥4之間正確定位的機構(gòu)。
如已經(jīng)描述的，當?shù)竭_圖1c的位置中時支撐物13和14最好互鎖并在隨后的步驟(即對應(yīng)于圖1d和1e)中保持互鎖，從而在卷繞時避免了輥3與輥4之間的相對移動，更具體地說，避免了輥3與輥4之間的振動，因此，它避免了細長輥5的不希望的彎曲和振動，所述彎曲和振動可能由輥3與輥4之間的相對移動或振動引起。
此外，以這種方式設(shè)計設(shè)備，即，當處于圖1e的位置中時，可避免滑架11和12所構(gòu)成的滑車與它們的互鎖狀態(tài)下的支撐物13和14的橫向移動，更具體地說，是橫向振動，以及輥3、4和細長輥5相對于卷繞輥2的橫向移動，更具體地說，是橫向振動。然而，輥3、4和細長輥5所構(gòu)成的單元的豎直位置適合卷繞輥2的直徑，而如結(jié)合圖2所描述的，卷繞輥2的直徑在卷繞期間增加。為了在卷繞輥2和細長輥5之間限定可調(diào)節(jié)的接觸壓力并且吸收可能發(fā)生的豎直振動，壓力缸21和23最好是氣動型的。壓力缸19最好也是氣動型的。如上所述的，薄片1最好基本以水平的方式從輥6移動到輥3，以使得最終殘留的輥3和細長輥5的豎直移動或振動(由于用完了卷繞輥2而導(dǎo)致的)不會如在薄片1是以豎直方式輸送到輥3處的情況那樣的引起薄片1中張力的實質(zhì)變化。
在圖1e的位置中，如下所述那樣分配關(guān)于細長輥5的強度。
輥3和輥4(互鎖著的)的重量W由卷繞輥2通過細長輥5支撐。輥3和輥4最好具有相同的重量。然而，它們的重量W中的至少一小量ΔW最好由位于所述輥3和輥4各個端部的壓力缸21和23支撐，所述壓力缸在每端處向上拉動所述量的一半，即，ΔW/2。最好，這樣選擇量ΔW，即，使得其足以實現(xiàn)由細長輥5作用在卷繞輥2上的壓力在細長輥5的中間中最大，并且朝向其邊緣逐漸減少。然而，如此限定壓力缸21和23的牽引力ΔW/2以使得細長輥5在薄片1的整個寬度上保持與卷繞輥2相抵靠。因此，當它在細長輥5與卷繞輥2的抵靠區(qū)域中從薄片1的中間向邊緣驅(qū)除夾雜在薄片1和卷繞輥2之間的空氣時，進一步提高了細長輥5減少薄片1和卷繞輥2之間的夾雜空氣的效果。實際上，壓力缸21和23所產(chǎn)生在每端上的向上的拉力ΔW/2最好通過為差動式的壓力缸21和23(在每端)供以產(chǎn)生W/2向上恒力的第一壓力(a)和產(chǎn)生(W/2-ΔW/2)向下恒力的第二壓力(b)而獲得這樣，輥3和輥4每端上的合力為指向上方的ΔW/2。
關(guān)于細長輥5抵靠于輥3和輥4上，由于輥3和輥4的至少一部分重量由卷繞輥2通過細長輥5支撐所導(dǎo)致的細長輥5在輥3和輥4上的反作用力最好保持得盡可能低，輥3和輥4恰好避免細長輥5的彎曲和振動并確保其正確定位。這樣，將細長輥5與輥3之間的薄片1的壓縮保持較低，因此，避免損害薄片1。從這點上來看，由細長輥5的軸線界定并包含輥3軸線的半平面與由細長輥5的軸線界定并包含輥4軸線的半平面之間的角度最好盡可能低，例如，為130°。因此，如果相關(guān)的話，對于從卷繞輥2作用在細長輥5上的給定強度來說，使得細長輥5作用在輥3和輥4上的強度最小化。
實際上，由于卷繞輥2本身的重量以及其支撐于其端部上的這個事實，卷繞輥2略微向下彎曲。然而，如果適當?shù)卦O(shè)計，卷繞輥2會比細長輥5和輥3及輥4更具有剛性，因此，卷繞輥2可能比細長輥5和輥3及輥4向下彎曲的程度小。所以，事實上，細長輥5和輥3及輥4比卷繞輥2多彎曲相同量，如前面所述的，所述卷繞輥2至少在薄片1的寬度上連續(xù)支撐細長輥5。然而，最好壓力缸19在細長輥5的每端處產(chǎn)生足以確保對于卷繞輥2的任何寬度來說細長輥5的端部區(qū)域都與輥3和輥4相抵靠的向上壓力。
最好如圖1e所示的那樣，細長輥5抵靠在卷繞輥2的頂部(或者，在另一個實施例中，卷繞輥2抵靠在細長輥5的頂部)。這樣，卷繞輥2與細長輥5的切向速度以及細長輥5與輥3的切向速度對于薄片1寬度上的每一點來說都基本相同，因此在薄片1上不會產(chǎn)生摩擦。如果細長輥5以橫向的方式抵靠卷繞輥2的話就不能實現(xiàn)這一點，(這樣，輥3和輥4會橫向地與細長輥5側(cè)面相接)。實際上，輥3和輥4都基本向下彎曲相同的定量(如果它們是以相同的方式設(shè)計的)，并且卷繞輥2以另一種量向下彎曲，當卷繞在卷繞輥2上的薄片1導(dǎo)致卷繞輥2直徑增加時，所述量進一步變化。因此，輥3和輥4沒有在其整個長度上將細長輥5正確定位在卷繞輥2上，因此，導(dǎo)致了輥3與細長輥5的切向速度向量以及細長輥5與卷繞輥2的切向速度向量上的差異，從而引起了薄片1上的摩擦。此外，由于細長輥5在其整個長度上不再被正確夾持在(一方面)輥3和輥4與(另一方面)卷繞輥2之間，因此細長輥5甚至可略微振動。
在另一個優(yōu)選實施例中，提出了與目前所述相同的設(shè)備，但是具有與圖1a到1e的步驟相比進行修正的步驟。設(shè)備的初始位置是圖1a的位置。以與前述從圖1a移動到圖1c相同的方式進行第一滑架11和第二滑架12的位移，但是橫向位移距離改變了，因此該設(shè)備到達圖4的狀態(tài)而不是到達圖1c的狀態(tài)。接著，如前述的從圖1c移動到圖1d，使細長輥5沿輥4移動直到它與輥3相接觸。接著，為了進入圖1d的位置中，使得第一滑架11和第二滑架12所構(gòu)成的滑車(其支撐物13和14如前述那樣互鎖)橫向移動，然后，移動到圖1e的位置。
在另一個優(yōu)選實施例中，提出了一種相似的設(shè)備，所述設(shè)備可沿水平方向增加空間。在結(jié)合圖1a到1e所示的實施例中，輥3相對于輥8和輥9橫向位移，所述輥8和輥9以基本豎直對準的方式示出。同樣地，輥4和細長輥5相對于輥6和輥7橫向位移，所述輥6和輥7也以基本對準的方式示出。這樣，當該設(shè)備處于如圖1a中所示的打開位置中時，它沿水平方向占據(jù)了一些空間。例如可將輥3安裝于一個滑架上而將輥8和輥9安裝于另一個滑架上，所述兩個滑架沿橫向方向都可移動。同樣地，可將輥4和細長輥5安裝于一個滑架上而將輥6和輥7安裝于另一個滑架上，所述兩個滑架沿橫向方向都可移動。這樣，當設(shè)備處于先前圖1a實施例中所示的打開狀態(tài)下時，可近似于以豎直的方式將輥3、輥8和輥9對齊在空轉(zhuǎn)輥10與卷繞輥2之間的薄片1通路的一側(cè)上，并且可近似于以豎直的方式將輥3、輥8和輥9對齊在所述通路的另一側(cè)上。因此，可節(jié)省先前將輥8和輥9與輥3相分離的水平距離以及將輥4和細長輥5與輥6和輥7相分離的水平距離。因此，可使得載有輥3以及載有輥8和輥9的滑架都朝向薄片1同步移動以抵靠所述薄片1，然后(也可能同步)使得載有輥4和細長輥5以及載有輥8和輥9的滑架都朝向薄片1同步移動，直到輥3和輥4以及細長輥5都處于先前圖1c所示的位置中。在該階段，輥8和輥9以及輥6和輥7構(gòu)成了先前所述的靠近薄片1的夾(jaw)，但是如圖5中所示的，所述夾隨后基本以豎直的方式與輥3和輥4以及細長輥5對準。輥6相對于該豎直位置位于輥3和輥4的略微上方。輥8和輥9以及輥6和輥7的滑架從這個位置上沿水平方向同步地移動以到達圖1 c中所示的位置，接著正常執(zhí)行先前實施例的隨后步驟。然而，在進行所述移動之前，可預(yù)先實行先前實施例中所述的從圖1c中所示設(shè)備的位置移動到圖1d位置的步驟。
在與先前所述不同的一個實施例中，當設(shè)備處于標準卷繞位置(即，圖1e中所示的位置)中時，薄片1穿過輥3和細長輥5之間，而后穿過細長輥5和卷繞輥2之間?；蛘?，可卷繞穿過包括輥3和4以及細長輥5的裝置中的不同通路的薄片1，以便于將薄片1卷繞在卷繞輥2上。
例如，如圖6a中所示的，薄片1可首先穿過輥4和細長輥5之間、接著穿過輥3和細長輥5之間，最后穿過細長輥5和卷繞輥2之間。因此，該設(shè)備最好具有一個打開位置，其中在卷繞輥2上卷繞期間細長輥5位于薄片1通路的一側(cè)上，而在卷繞輥2上卷繞期間輥3和輥4位于薄片1通路的另一側(cè)上。接著，當使得設(shè)備處于標準卷繞位置(即，通過使得輥3、輥4和細長輥5朝向其位置可被固定的卷繞輥2移動，或通過使得細長輥5和卷繞輥2朝向其位置可被固定的輥3和輥4移動)時，可隨之卷繞薄片1。
如圖6b中所示的，薄片1可在沒有穿過輥3和細長輥5之間或輥4和細長輥5之間的情況下直接穿過細長輥5和卷繞輥2之間。這樣，該設(shè)備最好具有一個打開位置，其中在卷繞輥2上卷繞期間輥3和輥4以及細長輥5都位于薄片1通路的同一側(cè)上。而且，輥3和輥4以及細長輥5最好使它們的相對位置都對應(yīng)于標準卷繞位置中的相對位置。接著，當使得設(shè)備處于其標準卷繞位置(即，通過使得輥3、輥4和細長輥5朝向其位置可被固定的卷繞輥2移動，或通過使得卷繞輥2朝向其位置可被固定的細長輥5以及輥3和輥4移動)時，可隨之卷繞薄片1。
在圖6a和6b的實施例中，設(shè)備最好還具有用于自動地將細長輥5定位于標準卷繞位置中的輥3和輥4之間的裝置。此外，在卷繞輥2為可移動的情況中，為了與卷繞輥2的直徑適配，最好是卷繞輥2在卷繞過程中在標準卷繞位置中移動的卷繞輥2。
在結(jié)合圖1到5所述的實施例中，當設(shè)備處于其標準卷繞位置時，薄片1穿過輥3和細長輥5之間而后穿過細長輥5和卷繞輥2之間。此外，輥3和輥4以及細長輥5從打開位置到標準卷繞位置是可移動的，卷繞輥2的位置被固定。為了便于更容易的卷繞，還存在這樣的可能性，即限定輥的固定或可移動的位置。例如，為了進入到標準卷繞位置中，可使得輥4和細長輥5的位置固定(然而，設(shè)備最好還具有用于自動地將細長輥5定位于所述標準卷繞位置中的輥3和輥4之間的裝置)，而使得輥3和卷繞輥2可移動。接著，為了與卷繞輥2的直徑適配，它最好是在卷繞過程中在標準卷繞位置中移動的卷繞輥2。
應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明所示的實施例中，用于將薄片1卷繞在卷繞輥2上的包括輥3、輥4和細長輥5的三輥系統(tǒng)可獨立于輥6、7、8和9所構(gòu)成的夾使用。
與一些現(xiàn)有生產(chǎn)線相對應(yīng)，本發(fā)明還非常適合于在基本水平(例如+/-10°，尤其是+/-5°，最好正好水平)的平面中的輥3、4和5的布置。
圖7示出了一種水平輥布置。膜穿過輥3和輥5之間，然后穿過輥5和輥2之間，箭頭指示卷繞輥2的形狀。在所示出的情況中，第一輥3是上部輥，而第二輥4是下部輥。該平面布置非常適合于寬生產(chǎn)線，具體為5到15m寬，特別是7到11m寬。在這種情況中，可使輥5的直徑改變?yōu)槔?50-300mm，最好是200-280mm，而輥3和輥4的直徑可為例如300-900mm，最好是420-500mm。構(gòu)成材料可與先前所述的相同。輥4和輥5可為任何型式的，包括雙缸約束輥。所述輥還可為分段的或可由獨立輥制成。
在水平布置的情況下，可依照圖8的實施例布置輥3、輥4和輥5。如圖8中所示的，具有載有輥3和輥5的一個滑架32，同時輥4被安裝在一個獨立滑架33上，所述滑架33最好以可滑動的方式安裝于滑架32上?；?2本身以可滑動的方式安裝于滑架34上?；?4是機械滑架，當卷繞輥2的直徑增加時所述滑架34縮回。箭頭指示每個滑架的位移。
圖9是上述實施例的頂視圖。輥5裝配有端軸或軸35a和35b，軸35a和35b本身被安裝于滑動臺36a和36b上。每個滑動臺包括相互垂直的兩個滑軌。因此，由于滑動臺是空轉(zhuǎn)滑動臺，所以每個軸35a和35b都可在二維平面中自由移動。所述滑動臺與滑架32相鏈接。當輥5抵靠在卷繞輥2上時，這通過輥5相對于輥3、輥4和輥2的自動居中使得輥5與輥3、輥4和輥2具有均勻的接觸。
圖10是上述實施例的放大側(cè)視圖。軸35a首先延伸到輥5中足夠的長度，例如為輥5直徑的1倍和3倍之間。軸35a和輥5通過(滾動)軸承(未示出)相連接。軸35a在其另一端與滑動臺36a相連接?；瑒优_由兩個元件示意性地表示，一個元件緊固于滑架32而另一個表示滑動元件。通過球接頭37a執(zhí)行軸35a和滑動臺36a之間的連接。該球接頭可確?；瑒优_和軸之間的全角自由度，以便于確保輥(5)相對于輥(3)、輥(4)和輥(2)之間的自動對準功能。軸35a與杠桿38a相連接。杠桿38a的目的是為軸35a施加彎矩，進而為輥5施加彎矩。杠桿38a在其另一端與移動活塞39a相連接。取代活塞39a(最好為壓力缸)依照箭頭F1所示的移動杠桿28a的一端。而所述杠桿將在軸35a上隨后在輥5上施加彎矩，如箭頭F2所示的。移動活塞39a還進一步與滑軌40a相連接，所述滑軌40a可沿一條直線(所述直線作為第三半面基本上是水平的)自由地移動?；瑒优_36a與滑軌40a通過鉸接桿件41a相連接。位移可能性如圖11中示意性表示的，在圖11中，A1和A2表示活塞39和球接頭37a的初始位置、A3和A4表示其移動后的位置，而A3和A5表示其在進一步旋轉(zhuǎn)后的位置。因此，輥5到輥3、4和2之間的自動中心的自由移動不會被彎曲機構(gòu)削弱，所述彎曲機構(gòu)包括杠桿38a和活塞39a，所述彎曲機構(gòu)只跟隨輥5位移。
相同的布置還可適用于另一軸35b；兩個布置都以平行的方式進行，或者如果需要的話，依照獨特的程序進行。
應(yīng)該注意的是，本實施例可適用于任何系統(tǒng)，不必非是以水平方式布置的。本實施例尤其適用于圖1-6中所示的系統(tǒng)。
圖12示出了另一個實施例，其中輥裝有與結(jié)合壓力缸19和25所描述的系統(tǒng)相同的系統(tǒng)。在該示例中，缸42a和43a固定于滑架32上。這些缸可在輥5的端部上施加水平和豎直的力。
在標準卷繞位置中，缸39a，b和42a，b在水平面中分別施加彎矩和力，為了使得輥5與輥3和輥4在其整個長度上進行緊密均勻的接觸，最好一起施加彎矩和力。實際上輥3和輥4可具有非直線的彎曲線，輥5必須與所述彎曲線相一致。
在換輥結(jié)構(gòu)中，缸39a，b和42a，b在水平面中施加彎矩和力也是有用的。事實上，在該步驟期間，輥5以其標準速度轉(zhuǎn)動，所述標準速度相當高，但是輥5不會抵靠卷繞輥2上。在這種情況下，存在振動的危險，所述振動對于總穩(wěn)定性以及對于膜質(zhì)量來說都是不利的。當被施以彎矩和水平力時，輥5被迫在其整個長度上朝向輥3和輥4，從而徹底地減少振動。
在卷繞模式中，當輥3處于縮回位置中時，缸43a，b可施加豎直力以便于壓迫輥5與輥4和輥2相接觸。
圖13示出了一個可行性卷繞程序。
步驟1(圖13a).薄片1穿過輥3與輥4和5之間，載有輥3的滑架33位于上部位置中。接著薄片被卷在芯部2′上，首先在輔助輥46B上傳遞。轉(zhuǎn)動架47包括芯部2和2′，以及輔助輥46A和46B。這允許通過轉(zhuǎn)動架47的上側(cè)人工卷繞。
步驟2(圖13b).使滑架34移動靠近輥2，以使得輥4、輥5和輥2相接觸。此時，作業(yè)線速可為，例如150m/min。
步驟3(圖13c).使滑架33下降以便于使得輥3與輥5相接觸。此時，可增加作業(yè)線速。
步驟4(圖13d).滑架32從芯部2處向后移，并且轉(zhuǎn)動架47沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)360°。
步驟5(圖13e).滑架32再次向輥2移動；以標準方式啟動切削機構(gòu)(未示出)以便于切割薄片并使其卷繞在芯部2上。
還可具有以下順序步驟1；步驟4、步驟2、步驟3；或步驟1；步驟4、步驟3、步驟2。
圖14示出了一個可行性換輥程序。
步驟1(圖14a).滑架32從卷繞輥2處向后移。
步驟2(圖14b).轉(zhuǎn)動架47沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)180°。
步驟3(圖13c).滑架32再次向輥2′移動；以標準方式啟動切削機構(gòu)(未示出)以便于切割薄片并使其卷繞在芯部2′上。
在另一個實施例中，在標準狀態(tài)下向輥3、輥4和輥5中至少一個施加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，以防止剪切力作用在膜受夾的位置上。該實施例與結(jié)合圖1a、1b或1c所描述的實施例(其中為了避免輥的任何撕裂出于啟動程序的目的使得輥旋轉(zhuǎn))不同。這可避免滾動摩擦。
圖15示出了這樣一個實施例。此處的系統(tǒng)是“豎直”系統(tǒng)。薄片1穿過輥3和輥5之間。輥4(該輥不直接與薄片相接觸)與滑輪48相連接，由傳動帶49驅(qū)動。帶49本身由滑輪50驅(qū)動，而滑輪50本身又由帶51驅(qū)動。帶51由滑輪52驅(qū)動，所述滑輪52與馬達(未示出)的軸相連接，所述馬達本身固定在滑架12上。兩個鉸接杠桿49a和51a支撐滑輪50并可拉緊所述帶。更確切地說，杠桿49a的一端鉸接于輥4，而另一端鉸接于杠桿51a。杠桿51a進一步在作為滑輪52中心的同一位置被鉸接。該系統(tǒng)在不明顯增加其慣性質(zhì)量的情況下跟隨輥4位移。因此慣性質(zhì)量保持常量。
此外，在滑輪48與50的直徑都相同的情況下，輥4的可能豎直位移(由于例如輥2用完而導(dǎo)致)在輥4的旋轉(zhuǎn)速度上沒有影響。
該滾動摩擦-減少設(shè)備可適用于前述任何裝置(豎直或水平)。
在不脫離其精神的條件下可對本發(fā)明進行各種修正。例如，可使得附加輥與輥3和輥4相接觸。在圖16中示出了這種情況。事實上，可使用任何多輥布置。
當然，本發(fā)明不局限于以上所述的實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于將至少一個薄片(1)卷繞在卷繞輥(2)上的設(shè)備，所述設(shè)備包含相互平行并平行于所述卷繞輥(2)的第一輥(3)、第二輥(4)和第三輥(5)的設(shè)備，所述設(shè)備具有標準卷繞位置，其中所述第一和第二輥(3、4)和所述卷繞輥(2)都與所述第三輥(5)相接觸；在所述第一輥(3)和所述第二輥(4)之間、所述第一輥(3)和所述卷繞輥(2)之間以及所述第二輥(4)和所述卷繞輥(2)之間不存在接觸；在由所述第三輥(5)的軸線劃分并包括所述第一輥(3)軸線(17)的第一半面與由所述第三輥(5)的軸線劃分并包括所述第二輥(4)軸線(18)的第二半面之間所形成的第一角度小于180°；在由所述第三輥(5)的軸線劃分并包括所述卷繞輥(2)軸線的第三半面與由所述第三輥(5)的軸線劃分并包括相交線的第四半面所形成的第二角度大于90°，所述相交線被定義為所述第一角度的平分線平面與包括所述第一輥(3)軸線(17)和所述第二輥(4)軸線(18)的平面之間的相交線，其中，在所述標準卷繞位置中，為了抵償所述設(shè)備的滾動阻力，向輥(3)、輥(4)和輥(5)的至少一個施加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩以便于沿所述薄片(1)的方向旋轉(zhuǎn)。
2.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述輥(3)、輥(4)和輥(5)能夠沿不垂直于所述第三半面并最好基本平行于所述第三半面的方向自由移動。
3.依照權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，在所述標準卷繞位置中，輥(3)、輥(4)和輥(5)的至少一個的驅(qū)動裝置包括帶和滑輪系統(tǒng)。
4.依照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述系統(tǒng)包括位于所述至少一個從動輥上的滑輪(48)，所速滑輪通過帶(49)與第二滑輪(50)相連接，所述第二滑輪(50)本身通過帶(51)與第三滑輪(52)相連接，所述第三滑輪(52)由馬達驅(qū)動。
5.依照權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述滑輪(48)和(50)由杠桿(49a)連接，而滑輪(50)和(52)由杠桿(51a)連接，所述杠桿被鉸接在滑輪(50)處，從而滑輪(50)可相對于滑輪(48)和(52)自由移動。
6.依照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述杠桿(49a)基本上垂直于輥(3)、輥(4)和輥(5)自由移動所沿的共同方向，并且最好基本垂直于所述第三半面。
7.依照權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，所述杠桿(51a)基本上垂直于杠桿(49a)。
8.依照權(quán)利要求4到7中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述滑輪(48)和(50)具有相同的直徑。
9.依照權(quán)利要求3到8中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，杠桿(49a)、滑輪(48)和(50)以及帶(49)的總質(zhì)量低于所述至少一個從動輥質(zhì)量的10％。
10.依照權(quán)利要求3到9中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述系統(tǒng)的馬達是固定的。
11.依照權(quán)利要求1到10中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述薄片(1)穿過所述第一和第三輥(3、5)之間，然后穿過所述第三輥(5)和所述卷繞輥(2)之間，但是不穿過所述第二輥(4)和所述第三輥(5)之間，并且所述第二輥(4)和所述第一輥(3)中的至少一個被驅(qū)動，并且使得所述第三輥(5)沿所述第二輥(4)或所述第一輥(3)的圓周移動，從而所述第二輥(4)或所述第一輥(3)使得所述第三輥(5)由于該方向的摩擦驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，并且在與所述薄片(1)的切向速度相對應(yīng)的切向速度下旋轉(zhuǎn)。
12.依照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，只有所述第二輥(4)被驅(qū)動。
13.依照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二輥(3、4)都被驅(qū)動。
14.依照權(quán)利要求1到13中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三半面基本上是豎直的。
15.依照權(quán)利要求1到13中任何一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三半面基本上是水平的。
16.一種使用依照權(quán)利要求1到15中任何一項所述的設(shè)備將至少一個薄片(1)卷繞在卷繞輥(2)上的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將至少一個薄片(1)卷繞在卷繞輥(2)上的一種設(shè)備，所述設(shè)備至少包括相互平行并平行于所述卷繞輥(2)的第一輥(3)、第二輥(4)和第三輥(5)，所述設(shè)備具有標準卷繞位置，其中，為了抵償所述設(shè)備的滾動阻力，向輥(3)、輥(4)和輥(5)的至少一個施加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩以便于沿所述薄片(1)的方向旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B65H18/26GK1486271SQ01820991
公開日2004年3月31日 申請日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者L·尼科萊, L 尼科萊 申請人:美國杜邦泰津膠片合伙人有限公司