用于通过将带状体材料卷绕一成型芯轴来生产管体的机器的制作方法

本发明关于用于利用将一或多个织物材料带状体螺旋卷绕于芯轴来生产管体的机器。尤其是，甚至不是全部，本发明关于用于生产由硬纸板或类似材料制成的管体的机器，用于使纤维素材料(例如卫生纸或类似者，或其他连续织物材料)的卷筒卷绕于其上。

背景技术：

在制造卷绕织物材料(例如塑料薄膜、金属化板材、纸张及用于生产厕纸、厨房纸巾的卫生纸等)的卷筒领域中，管状卷绕芯时常被使用。这些管状卷绕芯是由螺旋卷绕一或多个织物材料带状体而形成，尤指硬纸板。为了这些管状芯机器生产使用，上述机器通过一或多个带状体螺旋卷绕一芯轴而连续地生产一管体，当围绕该芯轴而将形成该管体时，该管体利用一卷绕或重复卷绕机器而被切割以成为复数个区段(各该区段形成一卷筒的一管状卷绕芯)。

US 5,873,806揭露了一种用于生产硬纸板管体之这种态样的机器。为了以连续的方式形成围绕该芯轴的管体，该机器包括一卷绕单元，该卷绕单元将一或多个织物材料带状体螺旋卷绕于该芯轴上。举例来说，该卷绕单元可包括一电动皮带，该电动皮带围绕该芯轴而形成一个弧圈(turn)，来传动先前已紧附于至少一表面的一或多个织物材料带状体，使其卷绕于该芯轴。沿着该芯轴的延伸处，一切割单元被提供于该卷绕单元的下游，该切割单元包括至少一旋转切割刀片，以将围绕该芯轴而连续形成的管体切割成单一的区段。该切割单元被配置成在切割阶段期间，使该刀片沿着该芯轴而跟着该管体向前移动：其以与该管体形成实质上相同的线速率移动，并在一个切割与下一个切割之间移动来远离该管体。为了在该管体制造机器中控制该旋转切割刀片的这些移动，不同的系统已被发展，其多少有些复杂且难以使用。

在用于生产卷绕织物材料(例如纸及类似物)的管状芯的上述卷芯机中，该切割阶段的进行对该管状芯的质量方面的影响特别显著，且就该织物材料形成卷筒的卷绕效率的影响特别显著。该切割应精准，该切割的起始点及结束点应被校正及重叠，且该旋转刀片应以渐进与连续的方式进入该材料厚度。该切割也应尽可能的与该管体的轴线呈直角，且盘状刀片的速度应为可调整的，以实现高质量。此外，从结构的观点来看，该切割单元应为简单的；其应为可靠的、容易的且经济的维持，且应需要限制且容易调整。

因此需要存在用于利用卷绕于一芯轴的一管体生产机器，其具有用于将该管体切割成为单一的区段或管状芯的系统，是容易且可靠的。

技术实现要素：

根据一实施例，一机器被提供用于生产管体，该机器包括：一芯轴，一管体通过至少一个织物材料带状体卷绕而形成围绕于该芯轴上，该芯轴具有一纵轴；一卷绕单元，将至少一织物材料带状体卷绕于芯轴；一切割单元，包括至少一旋转切割刀片，其提供有往复运动以周期性地切割将形成围绕该芯轴的管体。该旋转切割刀片受限制以沿着一圆形轨迹往复运动。该圆形轨迹的中央受控制以往复地运动：

-至较靠近该芯轴纵轴的一位置，在该旋转切割刀片以与将形成的管体之进料方向相同的一方向的前进行程期间，其中该旋转切割刀片切割该管体；

-以及至较远离该芯轴纵轴方向的一位置，在与将形成的管体之进料方向相反的一方向之一旋转切割刀片的一后退行程期间。

该旋转切割刀片的旋转轴可被设置成实质上平行该芯轴的纵轴，且可具有一带齿切割边缘。

根据另一实施例，一种用于生产管体的机器包括：一芯轴，一管体通过至少一织物材料带状体而形成围绕于该芯轴上，该芯轴具有一纵轴；一卷绕单元，将至少一织物材料带状体卷绕该芯轴；一切割单元，包括至少一旋转切割刀片，该旋转切割刀片安装一滑动架上，该滑动架上提供有在实质上平行该芯轴纵轴的方向上进行往复运动。该旋转切割刀片安装于被该滑动架承载的一滑座上，并相对于该滑动架在实质上垂直该芯轴纵轴的方向上移动。该滑座连接至一控制致动器，该控制致动器带动该受控制的滑座移动以移动该滑座朝向该芯轴及远离该芯轴，以在与将形成的管体的进料方向相同方向的前进行程期间将该旋转切割刀片置于启用切割位置中，及在后退行程期间将其置于不启用位置。

举例来说，该滑座可固定至该致动器，其利用将连接杆的一端铰接于该滑座的及将该连接杆的另一端铰接于该致动器。借此，由于滑动架及滑座的排列，后者因为作用于一交叉导引系统(crosswise guides system)上的结合运转的影响而沿着一圆形轨迹移动。该圆形轨迹的中央被介于连接杆及致动器之间的铰链轴或铰接轴定义。移动介于致动器及连接杆之间的接合点的致动器，根据沿着该圆形轨迹的运动方向，改变该滑座的圆形轨迹的位置，以使该旋转切割刀片位于切割位置及位于闲置位置。

在其他实施例中，该致动器可使介于连接杆及致动器之间的铰接轴相对于该滑动架的滑座的平移移动及相对于该芯轴的滑动架的平移移动协调地且同步地移动。该铰接轴的额外控制移动可改变该滑座的轨迹形状，因而改变该旋转切割刀片的轨迹形状。

根据另一实施例，本发明关于一种自一连续管体形成管状芯的方法，包括以下步骤：

-以连续的方式形成围绕芯轴的管体，该管体沿着该芯轴向前移动；

-沿着该芯轴设置一切割单元，包括一旋转切割刀片；

沿着一圆形轨迹移动该旋转切割刀片，该圆形轨迹周期性地执行：一前进行程，在该旋转切割刀片与围绕该芯轴形成的管体交互作用期间，以与其相同的方向向前移动以切割该管体；及一后退行程，在该旋转切割刀片未与将被形成的管体交互作用期间。

该圆形轨迹的中央设置成在该前进行程期间较靠近该芯轴，及在该后退行程期间较远离该芯轴。

附图说明

本发明通过以下关于附加图式所示的说明能够更好地理解，其中图式中相同的组件符号代表相同或相等的组件。更特别地，在图式中：

图1为利用卷绕于一芯轴上来生产管体的一机器的立体正投影图；

图1A为卷绕系统的图式；

图2为一实施例中的切割单元的立体正投影图；

图3为切割单元从不同角度的立体正投影图；

图4为根据图2的IV-IV线段的切割单元之一平面图；以及

图5为显示了根据图2的V-V线段的侧视图。

【符号说明】

1 机器

3 卷绕单元

3A 滑轮

3B 滑轮

3C 皮带

3D 弧圈

5 芯轴

6 静止结构

7 切割单元

9 旋转切割刀片

11 电机

13 滑座

15 滑动架

17 导引件

19 轨道

21 支撑件

23 电机

25 安装凸缘

27 滑轮

29 皮带

31 第二滑轮

33 连接杆

33A 铰链件

33B 铰链件

35 控制致动器

37 致动器

37A 杆体

39 板体

41 棒体

43 导引件

47 托架

A1 管状芯

S1 带状体

S2 带状体

T 管体

fT 箭头

fx 箭头

fy 箭头

具体实施方式

图1显示了一种用于生产围绕一芯轴卷绕的织物材料(web material)管体的机器的立体正投影图。该机器的整体以组件符号1标示；其提供了一切割单元，以将该管体分割成单一的区段或管状芯，例如其用来卷绕一织物材料，如卫生纸或类似者。

现阶段用于生产管体的机器的结构及操作本身为已知，因此将不作更详细地描述。此外，该机器的结构与图1中所例示的机器的结构不同，并简述于下。本质上，本发明中重要的地方在于该机器具有一芯轴，一管体通过螺旋卷绕连续供应至该机器1的一或多个织物材料而以一已知方式连续地形成围绕于该心轴。

该机器1包括一卷绕单元3，该卷绕单元3将一或多个织物材料带状体螺旋卷绕芯轴5，被连续供应的带状体适当地相对于该芯轴5倾斜。由螺旋卷绕的弧圈或织物材料带状体形成的带状体部分重叠，形成沿着该芯轴5移动的连续管状物体。于其他实施例中，不同的系统可被使用于卷绕上述带状体，举例来说，不是以螺旋的形式而是与芯轴5的轴线平行来卷绕上述带状体。

在该卷绕单元3的下游处设置一切割单元，该切割单元整体以组件符号7标示；该切割单元的功能为将连续地形成围绕该芯轴5的管体再分割为单一的区段。现有用于生产管体的机器1的操作本身为已知；其例示于图1A中，并简述于下。在图1A的图式中，两个织物材料的带状体S1及S2供应至该机器1；这些带状体之其中一者可于先前已紧附于其表面上。上述带状体S1及S2被供应至该芯轴5，且被螺旋卷绕于其上。为此，该芯轴可被电动化、固定或甚至闲置地安装于一静止结构6上。围绕该芯轴5的带状体S1及S2利用该卷绕单元3而移动，在图1A的图式中，该卷绕单元包括两个滑轮3A及3B，形成皮带3C围绕于上述滑轮3A及3B转动。上述滑轮3A及3B中至少一个能够被电动化。在一些实施例中，上述滑轮皆可被电动化。该皮带3C形成有围绕该芯轴5的一弧圈3D。上述带状体S1及S2在该芯轴5与该皮带3C的内表面之间传递，对应于围绕该芯轴5的弧圈3D。上述带状体S1、S2与该皮带3C的表面的摩擦力使得上述带状体S1及S2的连续供应被卷绕。

于其他实施例中，有可能仅供应一个织物材料带状体至该卷绕单元3，该织物材料带状体的螺旋弧圈部分地彼此重叠以形成一连续管体。

该切割单元7包括一旋转切割刀片9，旋转切割刀片9被提供以根据箭头fy而向前及向后移动，以朝向该芯轴5的一纵轴A-A移动及远离该芯轴5的纵轴A-A。该旋转切割刀片9也被提供以根据箭头fx(实质上平行于该芯轴5的纵轴A-A)而移动。该旋转切割刀片的旋转轴被指向，以实质上平行该芯轴5的纵轴A-A。

本质上，为了将管体T分割成单一的管状芯A1，通过将以一连续的方式卷绕上述带状体S1及S2来围绕该芯轴5，该旋转切割刀片9周期性地以一垂直移动fy而朝向该芯轴5移动，直到啮合该管体T，并根据平行于A-A轴的fx移动，因此沿着该芯轴5以与该管体T的纵向进料速度相同的速度跟着该管体T的向前移动。当形成时，该管体T绕着该芯轴5的纵轴A-A旋转。该旋转切割刀片9因而造成沿着该管体T的整段圆周延伸的一切割。该旋转切割刀片9保持与该管体T接触一段时间，直到足以使相同的管体之至少一完整弧圈围绕该纵轴A-A，在该管体藉由该旋转切割刀片9而被完整切割之后。一旦已经完成切割，该旋转切割刀片9轴可根据箭头fy而向后移动，以远离该芯轴5的纵轴A-A。一旦从该管体T释放，该旋转切割刀片9可根据fx而向后移动(与沿着该芯轴5的管体之进料方向fT相反的移动)，再次抵达一位置，以开始下一个切割循环。

该切割单元7包括一创新结构，以控制该旋转切割刀片9的移动。该切割单元7的结构具体参考图2至图5并详述于下，其中图2至图5分别显示与该机器1分开的切割单元7。

在一些实施例中，该旋转切割刀片9为一盘状带齿刀片。由于上述齿状物，该旋转切割刀片9可通过切削去除(chip removal)的方法来切割该管体T，而无须施加一特别大压力于该管体上。

在有利的实施例中，该旋转切割刀片9被电动化。为此，提供了一种合适的致动器。举例来说，于一些实施例中，提供了一电动电机11。该电动电机11较佳为一无刷电机。于其他实施例中，提供了一气动或液压致动器或类似者。有利地，该旋转切割刀片9可被直接嵌入该致动器轴上；当提供了一电动电机时，该刀片直接嵌入该电机的轴上。借此，减少了传输构件的数量，且该切割单元因此更简单、更经济且更可靠。

于一些实施例中，该旋转切割刀片9及该电机11安置于一滑座13上，能够根据双箭头fx及双箭头fy进行双方向移动(如图4所示)，以在实质上平行及实质上垂直分别该芯轴5的纵轴A-A之一方向中双向移动，其中上述织物材料带状体S1及S2系卷绕于该芯轴5上且该管体T系形成于该芯轴5上。

于一些实施例中，该滑座13安装于一滑动架15上。该滑座13可根据该fy方向相对于该滑动架15移动。该滑动架可根据fx方向而移动。

于一些实施例中，该滑动架15可被提供有一导引件17，导引件17与该滑座13滑动啮合该导引件17。该导引件17根据实质上垂直该芯轴5的纵轴A-A的一方向延伸。

该滑动架15可被导引，根据fx方向沿着实质上平行该芯轴5的纵轴A-A的一导引件而移动。该导引件可由安装于一支撑件21上的两个轨道19构成，其与该机器1的固定结构为一体成型的。

滑动架15可通过施加的一电动电机23根据该双箭头fx移动，其仅于图1中例示，而于图2至图5中省略。组件符号25代表该电机23的安装凸缘。该电机23可驱动一第一电动化滑轮27进行旋转。该滑轮27较佳为一带齿滑轮，围绕带齿滑轮的一带齿皮带29可驱动该带齿滑轮。该带齿皮带29的使用特别有用于准时控制该滑动架15的移动，其将明确地说明于下。于其他实施例中，一系列或一不同连续可挠式构件可被使用来取代该带齿皮带29。

该皮带29可围绕第二滑轮31传动，其系闲置地安装于该支撑件21上。该皮带29形成一可挠式致动构件，其紧固至该滑动架15。更特别地，该滑动架15可被固定至该皮带29的上分支。该电机23使该皮带29及该滑动架15根据该双箭头fx进行一往复运动。该电机23可为一电子控制电动电机，例如一无刷电机。

围绕带齿滑轮传动的一皮带作用是具有非常简单的、经济的、轻量的及容易维持的传输系统。

然而，使该滑动架15进行往复动作的其他系统也可被使用，适用于将该电机的旋转运动转变为直线运动的其他系统。举例来说，齿轮齿条系统或杆曲柄机构能够使用。

于有利的实施例中，该滑座13通过一机构根据双箭头fy移动，该机构包括连接杆33，其中该连接杆33将该滑座13铰链于33A及将一控制致动器铰链于33B，该控制致动器整体以组件符号35标示。

该控制致动器35可包括一线性致动器，例如液压或气动式的一气缸活塞致动器37。于其他实施例中，该控制致动器35可为一电动千斤顶、一线性电机或一等效致动器(图未示)。

组件符号37A表示该气缸活塞致动器37的活塞的杆体。该杆体37A通过导引装置与板体39紧固，导引装置包括例如在固定导引件43滑动的棒体41。借此，移动该气缸活塞致动器37可带动该板体39根据该双箭头fy移动。该连接杆33的铰接件33B可对应该板体39。借此，该板体39通过气缸活塞致动器37控制根据fy而移动，并带动该连接杆33的铰接件33B以相同方向fy移动。

于一些实施例中，该控制致动器35可通过托架47支撑，上述托架47与该支撑件21为一体成型，该支撑件21承载着用于该滑动架15的导引轨道19及下述的电机化的皮带29。

根据fy进行线性移动的该气缸活塞致动器37造成以该铰链件33A的相同方向之一对应移动，该铰炼件33A连接该连接杆33至该滑座13。因此，该气缸活塞致动器37可将该滑座13根据该双箭头fy而移动。

尤其如图1中所示，具有该滑座13、该旋转切割刀片9及该电机11的滑动架15设置于相对于该芯轴5的一侧。在由该电机23利用该皮带21造成的移动的期间，该滑座13跟着一圆形轨迹，该圆形轨迹的中央与该铰接件33B对应，其被保持在固定位置。该旋转切割刀片9及其切割边缘沿着与该滑座13相同的轨迹。此轨迹的位置可利用该气缸活塞致动器37而被改变，其移动移开该支点或铰接件33B。

因此，该切割单元7如下所操作。在该滑动架15根据该箭头fT并以将形成的管体T的进料方向的前进行程期间，支点或铰链件33B使通过该旋转切割刀片9的切割边缘所沿着的圆形轨迹与围绕该芯轴5形成的管体T交互作用。于所示的例子中，在此阶段，该气缸活塞致动器37的活塞是压缩的。

在该滑动架15的行程为相反方向期间，由于藉由该汽缸活塞致动器的行程所造成的铰链件33B之平移的影响，该铰链件33B的位置更远离该芯轴5的轴线，其中该汽缸活塞致动器的活塞(于所示的例子中)是伸出的。

因此，该气缸活塞致动器37或其他适合的致动器(较佳为一线性致动器)让该旋转切割刀片9的轨迹之位置从其与该管体T(该滑动架15的前进行程，箭头fT)交互作用之位置修正为其未与该管体T(该滑动架15的后退行程)交互作用之位置。

在一线性气缸活塞致动器37(例如液压或气动式)的例中，其被配置成仅控制该滑座13的轨迹之两个不同位置，且因而该旋转切割刀片9仅两个不同位置。

该气缸活塞致动器37的移动与该滑动架15的往复平移运动同步，但他们完全同步为并非必要。事实上，相对于该芯轴5的轴线，该切割的开始及结束的位置仅通过滑座13(及该旋转切割刀片9的切割边缘)的圆形轨迹之间的相对位置而被决定。该轨迹被很好地定义且为不变的，因此确保该切割长度的一机械准确性。

该气缸活塞致动器37的移动须与该滑动架15的往复平移运动相配合，亦即相对于该滑座13的前进行程中的圆形移动，其应实质上预先将该铰链件33B带至靠近该芯轴5的轴线位置。该致动器37的移动应亦根据该滑动架15的反向动作而被决定时，以使该旋转切割刀片9于如此的一充足时间而被带至该后退位置(该铰链件33B应被移动远离该芯轴5的轴线)，该充足时间为该旋转切割刀片9在该返回运动(相对于fT为相反方向)中与该管体T未交互作用。

当该圆形轨迹的中央的位置(由该铰链件33B的位置定义)被该致动器37决定时，后者可通过该旋转切割刀片9而决定用于该管体T的切割之开始及结束位置。该铰链件33B愈接近该芯轴5的轴线，该旋转切割刀片9与该管体T交互作用的点愈早开始，此交互作用的结束的点愈延迟；意味着，该铰链件33B愈靠近该芯轴5的轴线，该旋转切割刀片9维持在该管体T中的切割时间愈长。该气缸活塞致动器37的位置之调整可被使用来调整该管体T的切割之开始及结束点。

于一些实施例中，系统可被提供而有助于该气缸活塞致动器37的调整，以及因此有助于该旋转切割刀片9的启用轨迹之位置的调整。举例来说，该气缸活塞致动器37可被安装至板体上，且可通过螺丝系统来进行调整。

亦有可能使用更复杂的致动器37，而非简单的汽缸活塞，例如一线性电动电机或具有齿轮齿条系统的一电机，以平移该铰链件33B的位置。在此状况中，例如电动控制该致动器37，有可能不仅将该铰链件33B自较靠近该芯轴5的位置移动至较远的位置。在该旋转切割刀片9的启用前进行程期间，亦有可能电动调整靠近该芯轴5轴线的铰链件33B的位置，以调整该管体T的切割之开始及结束位置。换言之，该旋转切割刀片9切割该管体T的开始及结束点可通过该致动器37的作用而被电动调整。

于一些实施例中，亦有可能使用电动控制的致动器37，其使该铰链件33B在该切割阶段期间(亦即在该滑动架15根据fT而前进移动期间)自该芯轴5的轴线以逐渐移动远离该滑动架15。借此，有可能提供一直线轨迹，该直线轨迹是根据fx及fy的移动之结合而得出，传递至该旋转切割刀片9及该滑座13。然而，在此状况中，一非常准确同步于该致动器37及该电机23的移动之间是必须的。

然而，仅确定两个位置的简单的致动器37(例如气缸活塞致动器37)允许利用经济的一系统而获得精准的切割，其中该经济系统亦易于保养、排程程序化及可控制。

上述的移动在合适的时间间隔下周期性地重复，以将该管体T切割为复数个单一的区段或管状芯(图1A的A1)，其长度依据该管状芯A1的将来使用而决定。