特别适用于进料操作机的卷筒更换装置的制作方法

本发明的主题是适用于保证快速且自动更换卷绕在卷筒上的材料，以新的卷筒替换已用尽的卷筒，并在重新连接卷绕材料之后继续工作的组合结构。

背景技术：

如今，在常用的操作机中，通常在机器不运转的时候通过手动操作的方式来更换卷筒，所述操作包括将剩余的材料从用尽的卷筒上切下，拆卸所述卷筒(即，其轴芯)，安装新的卷筒并将其前边缘连接到所述用尽的卷筒的剩余后边缘上，在这些操作之后，可以重新启动所述机器。通过采用位于工作位置的并轮换的输送相同的材料两个卷筒架，可以大大地减少使用时间，然而，如果在机器运转的时候必须要对所述两个卷筒中其中一个进行更换的话，则可能会涉及到整体尺寸以及操作者的安全性问题。

本发明的主要目的是通过提供一种可在工业上以具有成本效益的方式来实施的解决方案来解决上述问题。

技术实现要素：

这里的术语“卷筒架”指的是可绕其轴线转动的主轴，其上安装有待退绕的材料卷筒，相反，与之完全不同的是一回转卷筒架，其中，所述主轴由电机驱动以形成卷绕材料的卷筒。

根据本发明，所述装置主要包括用于切割并再次连接所卷绕的材料的结构，该结构以示例性的方式简要描述如下。

本发明所述的卷筒更换装置特别适合用于进料操作机，且至少包括：

可绕其自身转动并具有两个或多个卷筒架的元件，整体形成一大致的转盘；

能将所述转动元件带至工作点并从该点移走的支撑和引导装置；

用于引导所述转动元件转动的装置，所述装置能轮换每一位于相同的角工作位置的卷筒架；

用于移动所述转动元件的装置，所述装置能带动所述元件朝着外部远离，并在其转动后，通过再次将所述工作位置的卷筒架中的一个带回而使所述元件退回。

配备有卷筒架的所述转动元件被固定到可在导向件上滑动的托架上，并通过一与所述托架本身相连的活塞向前和向后移动，而从所述活塞突出的轴被固定到导向支架上，所述活塞的连接和/或所述轴的固定可通过调节装置来调节以适用于建立所述卷筒架的工作位置。

为了使具有卷筒架的元件绕其自身转动，设置了通过齿条啮合的轴线齿轮，其可以纵向自由滑动一定的距离，然后由一止动件，优选是可调节的止动件阻挡。

所述轴向齿轮安装在单向轴承上，所述单向轴承在所述具有卷筒架的转动元件移动离开所述工作位置时开始接合，并在所述转动元件返回至所述位置时脱离。

所述卷筒架具有适用于接合到离合器装置或卷筒退绕控制装置中的突起，在所述卷筒架每次退回到所述工作位置时提供所述接合。

所述卷筒更换装置特别适合于进料操作机，并包括：

邻接元件，当所述卷绕材料接近于耗尽时，所述邻近元件本身插入到所述卷绕材料附近，所述邻近元件可退回；

阻止所述已用尽的卷筒的材料向下游移动的装置；

可移动元件，其抵接所述邻接元件切割所述材料的同时保持与其本身相连的耗尽的卷筒的材料的边缘，然后移动，从而留下用于新的卷筒入口的空间，随后将所述新的卷筒的前边缘与所保持的前面已耗尽的卷筒的边缘相接合。

所述可伸缩邻接元件是锋利的。

抵靠所述邻近元件的可移动元件是设置有适用于保持所述切割材料的边缘的空吸的摆动臂。

附图说明

本发明的一些实施方式将结合附图以非限制性示例的方式进行说明，其中：

图1为所述装置的示意性侧视图；

图2为图1所述装置的示意性俯视图；

图3为所述切割和再连接结构的示意性前视图；

图4和图5示出了图3所示的结构在更多操作配置中的细节放大图。

具体实施方式

如图1所示，两根相对的卷筒架B1，B2固定在转动轴A上，从而形成由复合组件SS支撑的转盘GS，所述组件包括带凸缘的管状元件S1，其容纳支撑所述转动轴A的轴承，通过设置有间隔件的螺钉连接至板S2上，所述板S2上固定有中空的、且其内设置有球套筒或衬套的衬垫元件S3。该复合组件SS，简称为“托架”，被可滑动地安装到如图2中更清晰可见的两个导向轴AG1、AG2上，并通过气动活塞P控制向前和向后(相对于机器壁M)。

图2(俯视图)还示出了齿条C，其可滑动地插入到所述托架SS中，以及，与所述轴A同轴并与之相连的齿轮1与所述齿条C啮合，所述齿条可与固定在支撑框架TL上的两个邻接元件R1，R2相接触。

图1示出了处于工作位置的所述卷筒架B1已经用尽了其卷筒上的材料，而所述卷筒架B2(处于相对于工作路径的外部位置)具有新的卷筒，提供一组合操作以使得所述新的卷筒到达所述工作位置。

通过致动所述活塞P，所述托架SS向外移动，从而带动两个卷筒架B1、B2离开所述工作路径并引导所述齿条C与所述邻接元件R2相接触，然后继续致动所述活塞P直到其止端，与受阻挡的所述齿条C啮合的所述齿轮1连同所述轴A以及相应的卷筒架B1、B2绕其自身被迫转动180°。因此，所述卷筒架B2成角度地位于之前卷筒架B1所在的位置，将新的卷筒朝着所述机器壁M转动，为了使所述新的卷筒到达工作位置，然后需要致动活塞P以使其缩回，但同时避免所述齿条C返回到起始位置而带来轴A反向转动180°，为此，通过单向轴承SL来建立所述齿轮1和轴A之间的连接，所述单向轴承SL仅在所述活塞P向外动作时才得到接合。为了防止所述轴A以及相应的卷筒架发生不希望的移动，还设置了如图1中K1、K2所示的两个具有弹簧偏置球(所谓的“点击”球)的装置，它们相对于彼此被布置成180°，并作用在相应的半球形凹部上，当具有卷筒架B1，B2的轴A在活塞P的向外运动下转动时，所述弹簧偏置球移动并滑动180°，直到它们将自身插入到半球形座中，当活塞P将所述托架SS向内带回时不从所述座中出来，单向轴承防止了所述轴A的旋转冲击。当所述卷筒架返回到其位置时，其对应的突起IN插入到固定在所述机器壁上的离合器FRZ中，以这种方式可通过单个离合器来确保对卷筒的适当控制，并且更好地确保每一卷筒架B1，B2在其工作位置的完美定心。当所述滚筒架B2再次向内被带回其工作位置时，所述卷筒架B1仍然向外露出，从而使得操作者即使是在机器正在运行时也能完全安全地进行处置，以移除所耗尽的卷筒的卷芯并安装新的卷筒。由于操作机通常配备有具有门的透明柜式保护装置，当门打开时，发动机停止，所以将为上述处置提供适当的可打开的门。

用于控制卷筒的解决方案基本上是机械的，但是其等同物可以采用电气控制，例如，用于旋转所述卷筒架转盘GS的电子控制电机，或是也是电的致动器，以用于向前或向后移动所述托架SS。

必须再次强调的是，所提出的解决方案并不是唯一地用于表征本发明，本发明的范围由权利要求书所限定。

现在已经描述了用于轮换所述卷筒的结构，还需要检查切割所述卷绕材料并再连接的步骤，所述步骤插入到已经描述的卷筒轮换的步骤中，实际上，只有在切割卷筒架B1的卷筒上剩余的材料之后，所述托架SS才能向外移动，而只有在所述卷筒架B2的新卷筒被位于所述工作位置之后，才能再连接新的卷筒的材料T。已经描述的结构所提供的功能与那些还需说明的功能之间的相关性使得有必要从专利的角度进行系统地考虑，然而，由于这些技术方案不是相互必须的，这意味着所述转动转盘GS+托架SS的解决方案可能不一定需要如下所描述的切割-再连接，反之亦然，合适的是用满足专利单一性的独立权利要求来进行保护。

所述切割和再连接结构的描述从图3所示的开始，图3为包装机的示意性前视图，其中，RM是需要通过组件GR1切割和包装的材料卷，而GR2为用于切割所述包装的组件，以及RS和BB1是卷筒，通过其可传送用于制造所述包装的材料。BB1是由卷筒架B1承载的已经用尽的卷筒，并可从图1的侧视图中以及从此处的机器的前面可见的，并示出为透明地通过由卷筒架B2所承载的以曲线圆圈所示、实际上会遮盖住它的的卷筒BB2。

所提供的步骤起始于所述卷筒直径的检测器发出信号，随后以所述制动器FR通过所述活塞P2作用于下面的辊RL来阻挡断材料T向前移动；不需要同时停止所述机器，因为活塞P3在卷筒BB1耗尽之前已充分偏置，形成了材料备料(即，所谓的缓冲备料)，这对于在低速下用于执行所提供的步骤而不停止机器是足够的。

同时，切刀CT从设置在机器壁上的槽FE中伸出，且其本身横向位于所述材料T的后面，随后，包括装配有具有抽吸头ASP的突起的可移动臂BM的反向移动作用工具抵靠所述材料T的前表面移动，并将其推向横向切刀CT的切割边缘，切割所述材料并通过空吸保持其上边缘，而其下边缘仍然连接至已耗尽的卷筒BB1的卷芯上(参见图4)。随后，所述移动臂BM立即返回至其起始位置并且夹带所述材料T的上边缘，同时，所述横向切刀CT移回到槽FE中，从而有了用于如上所描述的(参考图5)利用托架SS+转盘GS的组合将新的卷筒BB2带至工作位置的自由空间。

新的卷筒BB2被放置成：其设置有粘合剂或设置有粘合剂附加物的前边缘朝向所述可移动臂BM的具有抽吸头的突起，所述可移动臂立即移动并带动所述材料T的剩余上边缘与所述滚筒BB2的前边缘的粘合剂接触，从而形成一连接，恢复需供给到机器中的材料的连续性。此时，停止所述臂BM的抽吸，从而所述臂与所述材料分离并返回至其起始位置，并且同样地，所述制动器FR通过所述活塞P2来完成返回；同时，一旦已经完成已描述步骤所需的低速相位，由活塞P3所产生的材料的“缓冲备料”开始用尽，且所述活塞P3逐步返回至为所述机器提供全速运转的条件；所述活塞P3的轴完全脱落，使得辊RU3位于辊RU1和RU2的下面，从而使得所述材料T的路径在全速下是直线的，不受辊的作用而偏转，随后，在卷筒轮换以及所述材料的切割和再连接的所有步骤运行几秒钟后，所述机器可以全速重新开始运转。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.适用于进料操作机的卷筒更换装置，其中，设置有用于切割和再连接卷绕材料(T)的组件，包括：

切割工具(CT)，其设置用于能够截取位于工作位置的、且已用尽或接近于用尽的第一卷筒(BB1)上退绕的带材材料(T)的第一面；所述切割工具能够自身横向设置在所述卷筒(BB1)上退绕的材料(T)的第一面上；

反向作用工具(BM)，其能在所述切割工具(CT)处截取所述带材材料(T)的第二面，并设置有抽吸头(ASP)，所述反向作用工具能从静止位置移动到工作位置与所述已用尽或接近于用尽的卷筒(BB1)上退绕的带材材料(T)相接触；

其中，所述可移动切割工具(CT)和所述反向作用工具(BM)彼此配合以切割所述第一卷筒(BB1)上退绕的带材材料(T)，且所述反向作用工具(BM)通过空吸保持从所述第一卷筒(B1)上切割下的材料的边缘以带动所述边缘与通过所述装置带至所述工作位置替换所述第一卷筒(BB1)的第二卷筒(BB2)的前边缘再连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述切割工具(CT)可相对于将被切割的带材(T)横向移动，并且能够进入到已用尽或接近于用尽的卷筒(BB1)上退绕的材料(T)所空出的区域并退回以允许插入新的卷筒。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述反向作用工具包括由控制单元辅助的可移动臂(BM)，所述控制单元被编程为：

使得所述可移动臂从静止位置向前移动到工作位置与位于所述工作位置上的卷筒(BB1)上退绕的带材材料(T)相接触；

通过所述抽吸头(ASP)打开空吸；

配合切割所述带材材料(T)；

使所述臂从所述工作位置退回到静止位置，同时维持所述空吸的作用以保持所述带材的切割边缘；

使所述臂向前移动以带动所述切割边缘抵靠新卷筒的前边缘；

在关闭空吸后，使所述臂从工作位置退回至静止位置。

4.用于进料操作机的卷筒更换装置，包括：

能引导进行移动的可移动支撑件(SS)；

由所述可移动支撑件(SS)可转动支撑的转盘(GS)；

与所述转盘相连且相对于所述转盘的转动轴对称设置的两个或多个卷筒架(B1，B2)；

能使得所述转盘(GS)绕所述轴转动的移动致动装置(C,1)，所述装置轮换位于相同的角工作位置的每一卷筒架(B1，B2)；

控制装置(P)，其控制所述可移动支撑件(SS)的引导行进，并且能够使得所述可移动托架(SS)从工作位置退回，并且，一旦所述转盘绕其转动轴进行一次旋转，所述控制装置能使得所述可移动托架在相反的方向上向前移动，以将第二卷筒架(B2)带到所述工作位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述可移动支撑件(SS)包括托架，所述托架中设置有：

具有凸缘的管状元件(S1)，其容纳中心转动元件的转动轴(A)的轴承；

与所述具有凸缘的管状元件(S1)相连的支撑板(S2)；

固定在所述支撑板(S2)上的中空衬垫元件(S3)，其内部设置有可在导向件上滑动的球管套筒或衬套；

并且，所述导向件包括固定到所述装置的固定部分上的导向轴(AG1，AG2)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述托架包括：

齿条(C)，其可滑动地插入到所述托架中并平行于所述导向件；

与所述中心转动元件的转动轴(A)同轴并通过与所述齿条(C)相啮合的单向式或单向轴承与所述转动轴相连的齿轮(1)；当所述可移动支撑件(SS)退回以使得所述第一卷筒架(B1)移动远离所述工作位置时，所述轴承开始啮合，且当所述可移动支撑件(SS)向前移动以将所述卷筒架带到所述工作位置时，所述轴承开始脱离；

固定设置在所述齿条的移动端部的一对邻接元件(R1，R2)。

7.根据权利要求4或5或6所述的装置，其特征在于：每一滚筒架(B1，B2)包括自身具有转动轴的相应旋转主轴，待退绕的材料卷筒(BB1，BB2)安装在所述主轴上，所述主轴设置有能够与离合器(FRZ)相接合的突起(IN)，所述离合器(FRZ)设置在与所述装置相关的操作机中。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的用于进料操作机的卷筒更换装置的控制方法，其提供有以下步骤：

检测安装在位于工作位置的进料装置的卷筒架(B1)上的卷筒(BB1)上退绕材料接近用尽；

通过停止输送材料带材(T)的机器或通过制动器(FR)阻止安装在位于工作位置的进料装置的卷筒架(B1)上的已用尽的卷筒(BB1)上退绕的材料(T)向前移动；

切割所述已用尽卷筒上退绕的材料(T)；

驱动所述可移动支撑件(SS)退回以将所述已用尽卷筒带回至静止位置；

使所述转盘(GS)转动；

驱动所述可移动支撑件(SS)向前移动以将安装在第二卷筒架(B2)上的第二卷筒带至所述工作位置。