用于从用来生产纸材料的卷材的主卷轴移除纸的设备的制作方法

本发明涉及用于从用来生产纸材料的卷材的主卷轴移除残留的纸的设备。

已知的是，生产由纸材料制成的卷材——从该卷材获得例如厕纸卷或厨房纸卷——暗示着在预定的路径上供给由一个或多个叠置的层形成的纸幅，在进行到卷材形成之前沿着该预定的路径执行各种操作，包括幅面的横向预切开，以形成将幅面分成可分离的撕开式片材的预切割线。卷材的生产通常涉及硬纸管的使用，硬纸管一般被称为“芯部”，在该芯部的表面上分布有预定量的胶，以允许将纸幅粘合到该芯部，该芯部被引入到生产卷材的一般被称为“复卷机(rewinder，重卷机)”的机器中。当芯部沿着包括端部区段的对应路径经过时，胶被分布在该芯部上，该端部区段由于其凹形的形状而一般被称为“摇篮部(cradle)”。卷材的形成也暗示着卷绕辊的使用，卷绕辊迫使每个芯部围绕其纵向轴线旋转，因此确定幅面卷绕在同一芯部上。当预定数量的片材被卷绕在芯部上时，过程结束，其中最后一片材的边舌部(flap，折翼)胶合在如此形成的卷的在下面的片材上(所谓的“边舌部胶合”操作)。在实现预定数量的片材被卷绕在芯部上时，已完成的卷材的最后一片材与下一卷材的第一片材分离，例如，通过被指引朝向对应的预切割线的压缩空气射流进行分离。此时，从复卷机卸载卷材。ep1700805公开了一种根据上文所公开的操作方案工作的复卷机。然后将这样生产的卷材运输到供应一个或多个切断机器的缓冲库，通过该切断机器实施卷材的横向切割以获得期望大小的卷。

还已知的是，注定要供给复卷机的纸由放置在合适的退绕机上的、通常称为主卷轴的大直径卷轴供应，该退绕机被定位在复卷机本身的上游。每个主卷轴由卷绕在管状芯部上的预设定量的纸形成。当主卷轴差不多被用完(exhausted，耗尽)时，从放置在第二退绕机上的另一个卷轴取纸，以便不中断卷材的生产，在这之后将第一卷轴从其座部移除并且在其位置装载另一个卷轴，以此类推。用完的卷轴在其芯部上始终具有一定量的残留的纸，且因为其芯部必须被再使用，所以必须移除残留的纸。为此目的，用完的卷轴的芯部被装载到叉车上并且被运送到清洁(clean，清理)站，在清洁站，操作者可能使用专用的设备来提供对残留的纸的移除。us4506575公开了一种用于从注定被再使用的纸卷的芯部移除残留的纸的设备。

本发明的主要目的是提供允许改进对主卷轴的芯部的清洁操作的设备。

根据本发明，通过具有独立权利要求中所表示的特征的机器和过程，已经实现了这一结果。本发明的其他的特点是从属权利要求的目的。

由于本发明，可以通过引入使得过程更安全和更高效的相同操作的自动化控制模式来改进对主卷轴的芯部的清洁操作。

由于作为实施例被提供但不应被考虑为限制性意义的以下描述和所附附图，本发明的这些和另外的优点和特征对于本领域任何技术人员都将更明显，在附图中：

-图1a示出了使用根据本发明的设备的成套机械的示意性侧视图；

-图1b是图1a的放大的细节；

-图2a至图2e示意性地表示了图1中所示出的成套机械的可能的使用模式；

-图3a示意性地表示了根据本发明的用于从用完的主卷轴的芯部移除残留的纸的设备(8)；

-图3b和图3c是图3a的放大的细节；

-图4a是图3a中所示出的设备处于操作构造的示意性侧视图，其中，一些元件被省略以更好地凸显其他的元件；

-图4b表示了图4a的放大的细节；

-图5是与根据本发明的设备(8)在成套机械中的可能位置有关的示意性表示；

-图6a至图6b示意性地表示了设备(8)的另外的构造；

-图7a至图7e示意性地表示了关于根据本发明的设备的一系列操作步骤；

-图8示出了抽吸筒柱(81)的一部分的纵向截面图，该纵向截面图特别地示出了抽吸筒柱的内部腔体和径向孔。

简化至其主要结构并且参考所附附图的图，用于生产纸材料的卷材的成套机械(plant，工厂、车间、成套设施)——例如在该成套机械中可以使用根据本发明的设备(8)——包括：复卷机(1)，该复卷机生产卷材；以及多个退绕机(2a、2b、2c、2d)。所述退绕机中的每一个均适合于支撑对应的主卷轴(3a、3b、3c、3d)，纸幅从主卷轴被退绕，以用于供给复卷机(1)。成套机械还包括桥式起重机(4)。此外，成套机械(pl)可以设置有若干粘合单元(5a、5b)，粘合单元意在将由处于用完阶段的主卷轴供给的幅面的尾部与由被安装在相应的退绕机上的另一个主卷轴供给的幅面的头部相结合。成套机械(pl)也可以设置有单元(6)，以用于对被放置成关于幅面被主卷轴供给的方向在复卷机器(1)的上游的幅面进行胶合和压花。

所述主卷轴由围绕管状支撑芯部(30)卷绕的纸幅构成。

退绕机的数量、匹配单元的存在和数量、以及胶合及压花单元的可能的存在不应当被认为是出于对本说明书限制的目的，而仅适用于示例的目的。

成套机械(pl)的操作单元，即复卷机、退绕机、粘合单元以及胶合及压花单元被安装在区域(z)上，桥式起重机(4)在该区域上方操作，因此该桥式起重机能够服务这些单元中的每一个。

在所述区域(z)内，在停泊点(p3)中还存在用于主卷轴的支撑单元，主卷轴(3e)可以被临时地定位在该停泊点处，等待被放置在退绕机上。

在例如wo2016/046852中公开了上文所指示的类型的成套机械(pl)，参考其进行更详细的描述。成套机械(pl)的各个操作单元(1、2a至2d、3a至3d、4、5、6)的结构和操作本身是已知的。特别地，桥式起重机(4)是包括两个臂(40)的类型，两个臂中的每一个均适于接合和移动可扩展销(7)，该可扩展销可以插入主卷轴(3a、3b、3c、3d)的任何芯部(30)中。在例如wo2016/046852中公开了适合于实施该功能的可扩展销(7)。

成套机械还包括清洁设备(8)，该清洁设备被设计成从用完的主卷轴的芯部(30)移除残留的纸。事实上，如在介绍中所提到的，需要执行该操作以便再使用主卷轴的芯部(30)。

优选地，所述设备(8)被定位在由桥式起重机(4)服务的区域(z)内的预定的点处。以该方式，如在下面进一步描述的，桥式起重机(4)可以用于甚至在生产卷材时移动用完的主卷轴的芯部(30)。

参考图3a至图3c中所示出的实施例，根据本发明的设备(8)包括固定的支承结构(80)，在该固定的支承结构上安装有：具有水平轴线的抽吸筒柱(81)；配备有刀片(83)的托架(82)；电动机(84)，该电动机通过皮带与滑轮连接件(85)确定抽吸筒柱(81)围绕其轴线的旋转；电动机(86)，该电动机通过相应的皮带连接件(860)确定托架(82)沿着与抽吸筒柱(81)的轴线平行的引导件(87)的移动；以及具有两个座部(88)的上层结构，该两个座部中的每一个均被成形为容纳对应的可扩展销(7)。所述刀片(83)被相应的壳体(830)覆盖，并且是例如被由所述托架(82)支撑的对应的电动机(831)驱动的圆形刀片。筒柱(81)被连接到在其内部产生低气压的抽气装置(811)。图8例示了筒柱(81)的一部分，示出了内部腔体(81c)和径向孔(81h)，由抽气装置(811)产生的抽吸通过该径向孔传递到外部。此外，筒柱(81)的每个端部通过相应的臂(812)支撑。如下文被进一步描述的，臂(812)允许将抽吸筒柱(81)保持在降低的位置和升高的位置。每个臂(812)具有铰接在结构(80)上的后侧，其中，铰接轴线(801)平行于抽吸筒柱(81)的纵向轴线。此外，每个臂(812)具有前侧，该前侧具有附属部(813)，该附属部在降低的筒柱(81)位置搁置在结构(80)的邻接部(800)上。在每个臂(812)的前侧与后侧之间的预定的位置，该每个臂具有摇篮座部(817)，筒柱(81)的对应端部被约束在摇篮座部中。每个臂(812)被连接到相应的致动器(814)，以允许该臂围绕铰接轴线(801)旋转以升高和降低筒柱(81)。参考附图中所示出的实施例，每个致动器(814)被连接到相应的臂的下部附属部(815)，并且在相反侧(816)上被约束到结构(80)。当支撑待清洁的用完的主卷轴(3d)的芯部的销(7)被桥式起重机带到结构(80)上的座部(88)中时，如在图7a中所示出的，可以开始清洁循环：抽吸筒柱(81)被对应的气动致动器(814)提升并且与卷轴(3d)接触，如图7b中示意性地示出的；同时，启动抽气装置(811)。图7a和图7b示出了从卷轴(3d)凸出的残留的纸的边舌部(l)。取决于卷轴从其被移除的退绕机的定向，通过电机(84)使抽吸筒柱(81)顺时针或逆时针旋转，从而通过摩擦使卷轴(3d)旋转并且在该抽吸筒柱上缠绕从该卷轴退绕的纸。图7c示出了前面提到的边舌部(l)由于抽吸筒柱(81)的旋转和所施加的抽吸处于粘附到抽吸筒柱的位置。该旋转持续直到芯部是清洁的(图7d)。在实践中，抽吸筒柱(81)根据将纸卷绕在卷轴上的方向在适合于从卷轴退绕该纸的方向上旋转，因此充当复卷筒柱。光电管(在附图中不可见)在清洁阶段期间检测卷轴(3d)的直径，以便识别卷轴上不再存在纸的时间。该光电管将检测传递到管理抽吸筒柱的抽吸、旋转和定位的控制单元。此时，抽吸筒柱(81)通过相应的致动器返回到其降低的初始位置，如图7e中所示出的，并且旋转直到设置在其外表面上的槽(810)与刀片(83)对准。然后开始切割阶段：托架(82)使刀片(83)与卷绕在筒柱(81)的表面上的纸接触，并且随着连续的通过，从该筒柱移除纸。切割作用是特别有效的，因为其由于下述而发生：将刀片(83)引入槽(810)中，以便穿过筒柱上存在的所有纸层，因为槽(810)比其上缠绕有纸的筒柱的表面更向内。在切割单元(82、83)从筒柱(81)移除纸的同时，桥式起重机(4)可以继续改变成套机械中的主卷轴的循环，因此确定了停滞时间的急剧减少。在图7a至图7e中，经受转移的纸，即从卷轴(3d)移除并且转移到筒柱(81)上的纸用较粗的线表示。在前述的槽(810)中，可以有利地定位一橡胶插入件，该橡胶插入件在附图中不可见，该橡胶插入件在将纸从筒柱(81)移除期间充当用于刀片的弹性接触表面。

取代光电管，例如，可以使用机械探头。

例如，托架(82)包括被约束到由电机(86)驱动的皮带(860)的基部(820)，该电机确定了托架沿着由引导件(87)限定的方向的移动。两个气动致动器(821)定位在所述基部(820)上，该两个气动致动器通过一组链接杆(822)被连接到板(823)，该板支撑驱动该刀片(83)的电机(831)。在实践中，致动器(821)允许使刀片(83)靠近筒柱(81)，并且反之亦然，以使刀片移动远离该筒柱。电机(86)确定托架(82)的平移平行于抽吸筒柱(81)，并且致动器(821)使刀片(83)移动到筒柱(81)和使该刀片从该筒柱移走。如先前所陈述的，随着托架(82)沿着引导件(87)交替地移动，刀片(83)在若干次通过中将纸从筒柱(81)移除。

附图示出了倾斜的平面(ep)，被移除的纸从该平面离开。从芯部移除的纸通过重力被收集在下面的篮筐中，该篮筐在图2a至图2e和图4a中由附图标记“ce”指示并且其可以是有轮子的篮筐。

根据设置有根据本发明的设备的成套机械的使用的可能的实施例并且参考所附附图中的图2a至图2e(其中，图2a与图1a相同，但是被重复用于更好地例示与设备8的使用有关的可能的操作顺序)，当主卷轴(3d)用完时，桥式起重机(4)被带到相应退绕机(2d)对应处。此时，桥式起重机(4)接合存在于如图2a中所示出的用完的卷轴的芯部(30)的端部处的销(7)中的每一个。

以该方式，桥式起重机(4)可以提升卷轴，将卷轴从退绕机移除，并且将卷轴带到设备(8)，如图2b中所示的。在这里，操作者开始从用完的卷轴(3d)移除残留的纸的循环，同时用完的卷轴仍然通过插入在其芯部中的销(7)被约束到桥式起重机(4)。一旦清洁操作完成，则桥式起重机(4)将被清洁的芯部(30r)携载到停泊点(9)，并且通过将销(7)从该芯部取出而释放该芯部，如图2c和图2d中所示出的。随后，如图2e中所示出的，桥式起重机(4)使用相同的销(7)从停泊点(p3)捡起新的主卷轴(3e)且然后将其转移到空闲的退绕机(2d)。在该实施例中，只要经受清洁的芯部(30)被保持在设备(8)上，桥式起重机(4)就被占用。替代性地，桥式起重机(4)可以将待清洁的芯部(30)释放在前述的设备(8)的座部(88)上，而无需从芯部(30)取出销(7)。在该情况下，销(7)将依然被约束到芯部(30)并且将由适合的夹紧件(89)保持，夹紧件布置在座部(88)处并且由通过连杆(890)连接到该夹紧件的相应的致动器(11)控制。在该情况下，桥式起重机(4)在接合等待点(p3)处的新的卷轴(3e)之前将先捡起在预定的销停泊区域处的两个销。

图4a和图4b示出了与由支撑件(88)支撑的用完的卷轴(3d)接触的抽吸筒柱(81)。当筒柱(81)中的抽吸被启动并且筒柱(81)围绕其轴线旋转时，用完的卷轴(3d)与筒柱(81)之间的接触确定了纸从用完的卷(3d)的芯部(30)到筒柱(81)的转移，如先前所说的，该筒柱因此充当复卷筒柱并且在其外表面上收集从芯部(30)移除的纸。

图6a示出了处于等待配置的设备(8)，等待利用在降低的等待位置中的抽吸筒柱(81)来清洁用完的主卷轴。图6b示出了在清洁循环结束时的同一设备(8)，其中，芯部(30)被清洁，并且其中，抽吸筒柱(81)被带回到与芯部间隔开的位置。图6b中所示出的抽吸筒柱(81)的位置也对应于下述位置：一旦该抽吸筒柱的旋转停止，由托架(82)携载的刀片进行干涉时采取的位置。

用完的盘圈的芯部的处理以及新的盘圈的装载与未中断的卷材的生产并行地发生。

设备(8)在由桥式起重机(4)服务的区域(z)内的一点处的设置提供了下述可能性：更高效地使用桥式起重机并且增加成套机械自身的自动化水平。同时，存在对可用空间的更合理的使用。

经受前面提到的清洁操作的卷轴的芯部可以被桥式起重机放置在积聚站中。

根据前面的描述明显的是，抽吸筒柱(81)用于从用完的主卷轴(3d)移除残留的纸。换言之，抽吸筒柱(81)将从用完的主卷轴(3d)移除的纸收集到其自身上，使得该用完的主卷轴的芯部(30)可以开始被再使用，甚至是在移除纸之后立即开始被再使用。从用完的卷轴移除的纸的最终去除由如先前所描述的作用在抽吸筒柱(81)上的刀片(83)来确定。

因此，本发明的目的是用于从用来生产由纸材料制成的卷材的主卷轴的芯部移除纸的设备，该设备包括支撑系统(88)，该支撑系统适于支撑用完的主卷轴(3d)，其中，用完的主卷轴(3d)包括管状芯部(30)，待移除的残留的纸卷绕在该管状芯部上；并且该设备包括移除装置，以用于在用完的主卷轴(3d)被放置在所述支撑系统(88)上时从所述芯部(30)移除残留的纸，其中，所述移除装置包括：

-基部结构(80)，在该基部结构上沿着水平轴线安装有抽吸筒柱(81)，该抽吸筒柱具有被穿孔的且与内部腔体(81c)连通的外表面，该内部腔体又连接到适于在筒柱(81)内产生低气压的抽吸单元(811)，从而所述低气压被传递到筒柱(81)的外表面；

-致动器(84)，该致动器确定筒柱(81)以预定的角速度和旋转方向围绕所述轴线的旋转，

其中

-所述支撑系统(88)适于将用完的主卷轴(3d)支撑为平行于所述筒柱(81)；

并且其中，设置以下装置：

-用于调整所述支撑系统(88)与所述筒柱(81)之间的距离的装置，以允许在移除残留的纸的阶段中筒柱(81)与用完的主卷轴(3d)之间接触；

-检测装置，该检测装置用于检测放置在支撑系统(88)上的用完的主卷轴的即时直径；

-控制单元，该控制单元连接到所述检测装置并且适于根据由检测装置检测到的用完的主卷轴(3d)的即时直径来控制确定筒柱(81)的旋转的致动器(84)，所述控制单元被编程以在用完的主卷轴(3d)的即时直径达到预定的最小值时使筒柱(81)的旋转停止；

并且其中，

-当筒柱(81)与用完的主卷轴(3d)接触时，所述筒柱(81)的旋转和在同一筒柱(81)的外表面上的低气压确定用完的主卷轴(3d)的旋转以及残留的纸从用完的主卷轴(3d)到该筒柱的转移。

根据如上文所公开的本发明的特别的方面，

-支撑系统(80)被固定并且所述筒柱(81)连接到相应的致动器，在从用完的主卷轴移除残留的纸的循环的启动阶段，该相应的致动器将筒柱置成与该用完的卷轴接触，并且当达到所述最小直径时，该相应的致动器将筒柱置成远离该用完的卷轴。

-筒柱(81)在其外表面上设置有纵向腔体(810)。

-托架(82)被关联到基部结构(80)，该托架被相应的致动器(86)沿着与筒柱(81)的轴线平行的引导件(87)移动，并且该托架携载适于插入所述纵向腔体(810)中的刀片(83)。

-所述控制单元被编程以在筒柱(81)不与用完的主卷轴(3d)接触时致动托架(82)。

-所述控制单元驱动筒柱(81)的旋转，使得当筒柱(81)不与用完的主卷轴(3d)接触时纵向腔体(810)与刀片(83)相对应。

-用于锁定用完的主卷轴(3d)的锁定装置(89)与支撑系统(88)相关联。

-所述锁定装置作用于插入到用完的主卷轴中的销(7)。

-该设备被定位在包括下述的成套机械中：复卷机(1)，该复卷机适于使用纸幅生产纸卷材；预定数量的退绕机(2a、2b、2c、2d)，退绕机中的每一个适于支撑对应的主卷轴(3a、3b、3c、3d)，被供应到复卷机(1)的纸幅从该对应的主卷轴退绕；桥式起重机(4)，该桥式起重机被设置在区域(z)上并且在该区域上作用，在该区域内放置有复卷机(1)和退绕机(2a、2b、2c、2d)；其中，所述清洁设备(8)位于由桥式起重机(4)所服务的区域(z)内，使得该桥式起重机可以用于将所述芯部(30)移动到清洁设备(8)和将所述芯部从该清洁设备移走。

-所述检测装置是光学检测装置，或者

-所述检测装置是机械检测装置。

在实践中，在任何情况下，细节可以根据所描述的和例示的单独元件进行变化，不会因此背离所采用的方案理念的范围并且因此依然处于本专利所提供的保护的限制内。