专利名称：卷筒架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卷筒架或称卷纸架，该卷筒架包括一个设置有用于两个退卷台的卷筒支撑装置的框架，其框架包括将从一个带有转轴的卷筒上退卷出来的一条材料带在换卷操作中与从另一个同样带有转轴的卷筒上退卷出来的材料带的设有胶条或胶带的一个引出端相接合的装置，以及切断上述材料带的装置和制动该转轴的装置。
在那些与来自卷筒的运行带形式的材料一起工作的制造机器，如滚筒印刷机之中，其退卷滚筒安装在一个卷筒架，比如安装在一个轴上，并且在该轴上或其卷筒周边上设置有制动装置，以使制造机器与卷筒之间的运行纸带张力得到控制。在那些高速度的制造机器之中则使用了自动的换卷卷筒架，以增加机器的生产效率和减少材料损耗。
这种卷筒架至少带有两个卷筒固定结构，在一只退卷筒与至少一个新的卷筒之间留有一个空间。该自动工作卷筒架的结构是当退卷筒开始退空时，新的卷筒自动地、或被按键信号启动，由驱动带或由接靠该卷筒周边的驱动轮所驱动，进入旋转状态。该新卷筒的引出端(领纸端)轻轻地固定在下面的纸带圈上，并且在其端部备有胶涂层、双面胶带或类似材料。进行接合时，退卷筒和新卷筒的纸带借助于一个刷子和/或一只滚轮相互接触，当新卷筒的引出端与退卷材料带紧密粘合后，切断刀进行操作，裁开前一个退卷筒纸带。这时该新卷筒就与纸带接合上了。
要使上述机器工作，需要新卷筒周边速度与退尽带的速度之间的精确同步。这可以通过比如一种电子计算机系统予以实现，其方式是测量新卷筒的周边速度，将该速度与诸如制造机器的至轴相应信号相比较。借助于其它自动装置，新卷筒的周边速度得以与退卷带的速度同步。
在我们第GB2033347B号专利中，描述了一种小型卷筒架，该架有两个卷筒固定器，以两个转轴的方式座置在一个可旋转的框架上。一个卷筒在前面的退卷位置上退卷，直至其直径达到某一最大尺寸。该退卷筒于是获得一个足够小的直径，以使其可被容纳在一个后面的退卷位置上，因而该框架因此而旋转半圈。该前面的退卷位置这时变成空位，以便可安装一个新卷筒。在后面退卷位置上的带与该新卷筒带相接合之前，该新卷筒借助于作用在该新卷筒周边上的驱动轮增加转速，直至各自的带速相互一致。带于是相互接合，之后，后面的卷筒带由一专用裁刀裁断。在后面退卷位置上的卷筒接着通常被制动住，处于静止状态。在上述卷筒架之中有一个制动器，它始终控制带的张力，以使不产生带的皱折。制动器作用在传动机构上，后果将制动效果作用在转轴上。在每一转轴上座置的自由轮毂使制动效果仅到达旋转最快的转轴上。
上述类型的新型制造机器之中，目前要求增加带速和卷筒尺寸直径，同时在各个方面又在实质上维持卷筒架的整体尺寸。增加卷筒尺寸在卷筒架中产生空间问题。加速卷筒转速的驱动轮也不能适应。此外，上述驱动轮上还有进一步的缺陷。卷筒的周边备有粘结材料，通常为胶带或胶条，以便在进行接合中粘接来自另一卷筒的带。然而不可能使粘结材料覆盖带的整个宽度，因为粘结材料会粘到驱动轮上，于是纸层也会粘到驱动轮上。但又需要粘接材料覆盖整个带的宽度上，这样才能使接合操作在完全普通的条件下更可靠，特别是在带速增加的情况下进行更换的时候。驱动轮此外还能相对于纸面滑动，这样，如果纸薄或质量差，或者如果该卷筒在保管或运输之中操作不当，则纸会受到损害，因而还会在卷筒纸带的外圈带上产生划痕和其它损害。随着增加带速和卷筒尺寸，危险也会增加，从而导致驱动轮作用在卷筒表面上而引起停产。
本发明的目的是提供一种卷筒架，该卷筒架具有一种改进的加速与制动该卷筒而不呈现上述缺陷的机构。该卷筒架的加速马达和制动器借助于自由轮毂作用在卷筒各自中心位置的转轴上，这样使加速和制动力矩作用在瞬时正确的卷筒上。另外还有一个目的是提供一种对空间要求不高的卷筒架，以满足将来对卷筒尺寸和带速越来越高的要求。
本发明的上述和其它目的可通过后面权利要求书中所述发明特征而得到实现。
本发明的进一步特征和其它各个方面可从下面优选实施例的说明中得到。
在下述优选实施例的说明中请参阅附图，其中
图1表示了一幅部分为剖面的卷筒架的纵向图，图2是本发明卷筒架的侧面图，图3是一支卷筒臂的剖面图，其中可以看到制动器和加速马达对于两转轴的作用，
图4为一示意图，表示在转轴171退卷、转轴181静止时的操作程序之中自由轮毂的作用，图5为一示意图，表示在转轴171退卷、转轴181加速时的操作程序之中自由轮毂的作用，图6为一示意图，表示当纸带换到转轴181上而转轴171已停止旋转时的自由轮毂的作用。
根据图1和2，卷筒架1′的框架3′有两个托架4′、5′，托架带有两个支撑轴6′、7′。借其辅助，具有两个退卷台A′和B′的卷筒支撑装置71得到旋转性地连接。卷筒支撑装置71具有两个卷筒托架72和129，它们与靠近两只导向滚筒76和77的两个杆74和75相连接，该导向滚筒76和77用于将来自各自退卷台A′和B′的纸带通过压力滚筒和导向滚筒导引至印刷单元2′。卷筒支撑装置71借助于马达91和传动装置及安装装置70可以旋转(图3)。
在每一退卷台A′和B′之中，卷筒轴171和181可以各自插入，以便可以可旋转式地连接各自纸卷12和12a。每一卷筒轴171和181，在其各自的一端，由各自的齿轮174和184驱动，该齿轮与卷筒臂129可旋转地相连接。
图3中表示了制动装置115和加速装置116，它们与两个轴向安置并不相连的轴件117和118共同构成卷筒核心10。该轴件包括空心轴件117和芯轴件118。与上述轴件117和118外端相垂直的为一卷筒臂129，它具有两个等长的腿件170和180以及两个与腿件170和180的端部以旋转式相接的两个转轴171和181。轴件117和118。穿过支撑轴6′并且在各自面对卷筒臂129的端部上有它们的中心齿轮172和182。轴件117和118安装于若干滚珠轴承179和189之上。由于轴件117和118围绕着它们共同的中心线旋转，各自的中心齿轮172和182通过各自的卷筒臂传动机构173和183作用于各自的转轴171和181。卷筒臂传动机构各自分别包括有3个齿轮174，175和176以及184，185和186，它们将齿轮172和182的力传输至各自的卷筒轴171和181上，反之也然。
轴件117和118的内端分别通过两个自由轮毂157和195与制动装置115连接。自由轮毂157将制动力矩从制动装置115传输至空心轴件117上，并进而通过卷筒臂129的腿件170之中的卷筒臂传动机构173传输至卷筒轴171。自由轮毂195将制动力矩从制动装置115传输至芯轴件118上的楔形轮毂环197上，并进而通过卷筒臂129的腿件180中的卷筒臂传动机构183传输至卷筒轴181。自由轮毂157和195设定成当制动装置115启动时将制动力矩传至旋转速度最快的卷筒轴上。
加速装置116构成卷筒核心10的一部分，它包括加速马达161、加速轴163、两个齿带轮167和168及两个自由轮毂165和166，其中自由轮毂165设置在加速轴163上的齿带轮167的中心，自由轮毂166设置在加速轴163上的齿带轮168的中心。两个齿带轮156和196固定地连接在轴件117和118的内部。两条齿带169和169a通过自由轮毂165和166以及齿带轮167和168将旋转力矩从加速装置116传至轴件117和118，且通过齿带轮156和196传至各自的空心轴件117和芯轴件118，并且通过卷筒臂的相应腿件170和180中的各自卷筒臂传动机构173和183传至卷筒轴171和181。自由轮毂165和166设定成在加速时将旋转力矩传至旋转最慢的卷筒轴。
根据本实施例的一种变型，用于加速卷筒轴的自由轮毂165和166可安装在空心轴件117和芯轴件118上的齿带轮156和196的中心部位。
根据图2，在退卷台B′之上、与轴件101旋转式地连接着一个杠杆102，它有一个旋转连接的压力滚筒103，一个未予图示的活塞缸装置以普通方式驱转杠杆102，从一上部中立位置转至压力滚筒103可抵靠在退卷台B′之中的卷筒12a周边107上的位置。卷筒架还以公知的方式包括有从纸卷筒12上裁剪纸带11的装置。其中包括裁刀108，它可相对于纸带围绕该杠杆旋转的中心109旋转，然后用其刀通过纸带11将其裁下。卷筒架此外还包括若干个导向滚筒111和113、在裁刀108通过纸带11的同时将卷筒12实质上制动成静止状态的制动部件(未图示)，以及为导向和张紧纸带的摇摆转轮112。
本卷筒架的工作情况根椐图2予以描述，在其中，卷筒12在退卷台A′上正在退卷，新卷筒12a已装在退卷台B′上，卷筒12a的引出端已被覆上能覆盖纸带全宽的胶带或胶条，以使其可在加速过程中用所谓的“拉带”把该引出端固定在卷筒的剩余部分上。退卷台A′在此退转、卷筒轴171旋转，卷筒臂传动机构173和空心轴117也旋转，同时制动装置115的制动力矩通过制动卷筒轴1 71的自由轮毂157传输至空心轴117以使带绷紧。退卷台B′、卷筒轴181以及芯轴118静止不动。
本实例由图4所示，其中有四幅图3中的剖面图，剖面图1-1、2-2、3-3和4-4编排在一起表示力矩是如何传输的。剖面图1-1表示空心轴117在旋转中的状态，该空心轴通过已接合的用于制动卷筒轴171的自由轮毂157作用于制动盘151。制动力矩此时传输到空心轴上，以便保持纸带的张力。从剖面图2-2中可以看到，制动盘比芯轴118上的楔形毂环197旋转的快，此时轴118为静止状态，因此用于制动卷筒轴181的自由轮毂195产生滑动。剖面图3-3表示了齿带轮167和处于中间的加速轴163(齿带轮167借助于空心轴117的作用通过空心轴上的齿带轮167和齿带169旋转)，此时加速轴163为静止状态，因此，用于加速卷筒轴171的自由轮毂165在它们之间产生滑动。在剖面图4-4之中，齿带轮为静止状态(因为芯轴118、齿带轮196以及齿带169a处于静止状态)，同时加速轴163也是静止的，在这种情况下，没有加速力矩通过用于加速卷筒轴181的自由轮毂166而得以传输。
一旦通过导向滚筒74的纸带11用尽到卷筒12的直径减小到某一预定值的程度时，加速轴163受到加速马达161的作用而启动，这样就只能作用于其中安置有新卷筒12a的退卷台B′，因为齿带轮168(与芯轴118相连接)比齿带轮167(与连续旋转的空心轴相连接)要转得慢得多。卷筒12a必须要加速到与卷筒12的周边速度相同的速度上，因此，卷筒12a由于它具有较大的直径，要维持同样的周边速度，就必须大大低于卷筒12的旋转速度，因为加速装置116总是作用在轴117和118之中旋转最慢的那个轴上，卷筒12就不会被加速装置116所驱动。
此一实例由图5表示，图5利用了与图4相同的剖面图。剖面图1-1以与图4中相同方式表示出旋转状态的空心轴117，它通过已接合的、用于制动轴171的自由轮毂157作用于制动盘151。制动力矩在这里被传输到该空心轴上，以保持纸带的张力。从剖面图2-2中可见，制动盘比芯轴118的楔形轮毂环197旋转得更快，因而用于制动卷筒轴181的自由轮毂195产生滑动。剖面图3-3表示了齿带轮167(借助于来自空心轴117的作用通过空心轴上的齿带轮156以及齿带169进行旋转)以及中间的加速轴163，加速轴163此时要比空心轴117旋转得慢，因此，用于加速卷筒轴171的自由轮毂165在其间产生滑动。在剖面图4-4中，加速轴163旋转，旋转力矩通过用于加速卷筒轴181的自由毂166传输至齿带轮168、齿带169a、齿带轮197以及芯轴118等等，直到卷筒12a。
一旦卷筒12a转速增加到其周边速度实质上已与小卷筒12的周边速度相同的速度时，压力滚筒103借助活塞缸装置(未示出)的作用落下并抵靠在退卷带11上，并且将退卷带11压至新卷筒12a的领纸转面上，这样，由于卷筒12a引出端上有胶带或胶条，卷筒12a的引出端与退卷带11胶粘在一起。裁刀108这时围绕其旋转中心109而旋转并且从卷筒12上裁断纸带11。与此操作的同时，卷筒12被制动。同时，加速装置116亦被关断。然后压力滚筒103返回其开始时的位置上。
在上述剖面图1-1、2-2、3-3和4-4之中会产生图6所示情况。在剖面1-1之中，空心轴117是静止的，因为在退卷台A′上的卷筒12是静止的。同时，制动盘151进行旋转，它目前为水平放置并制动芯轴118。用于制动芯轴171的自由轮毂157此时产生滑动。剖面2-2表示了旋转状态的芯轴118，它通过用于制动接合的转轴181的自由轮毂195作用于制动盘151。制动力矩此时传输至芯轴118的楔形轮毂环197上，以便保持纸带的张力。在剖面图3-3中，在加速轴163为静止的同时齿带轮167是静止的(因为空心轴117、齿带轮157以及齿带169是静止的)，在这种情况下，没有加速力矩通过用于加速卷筒轴171的自由轮毂165得到传输。剖面图4-4表示了齿带轮168(借助于芯轴118的楔形轮毂环197之上的齿带轮196以及齿带169a的力产生旋转)以及处于中间的、此时为静止的加速轴163，因此用于加速卷筒轴181的自由轮毂166在其间产生滑动。
一旦新卷筒12a的直径由于带的退卷而减小到某一特定值并且转换臂102已回到其原始位置上时，卷筒支撑装置71顺时针旋转半圈。卷筒12a于是占据退卷台A′的位置上，而卷筒12呈现在退卷台B′之上以备换卷。
按照这一实施例，卷筒架设有一装置，它可使纸带11得以在侧向轻微地移动，以保证它以正确方式通过印刷装置2′。该装置可从我们的上述专利GB2033348B中获悉，此处不再赘述。
采用自由轮毂157和195的优点是不需考虑任何与制动装置115的联接与否，因为总是由两卷筒轴171和181中旋转最快的那一个来控制制动盘151的旋转。同样，采用自由轮毂165和166的优点是不需考虑任何与加速装置116的连接，因为总是两个轴171和181中旋转最慢的那一个需要加速轴的加速力矩。
由于使转轴以上述方式作用于各自的传动机构170和180以及通过自由轮毂连接至制动装置和加速马达的轴件117和118，转轴171和181的加速与制动可从卷筒核心10内部予以控制。这样做的好处在于实现接合时，粘结材料可覆盖整个带的宽度上；在加速过程中，卷筒接触表面不受机械作用以及上述大型卷筒可适用于该卷筒架之中而不至于使卷筒架占用较大地面。
此处所描述的将加速和制动力矩分别从一个驱动装置和一个制动装置传输到两个分立的卷筒上的方法可应用于其它实例之中，如用于具有静止卷筒位置的卷筒架之中以及用于从侧面换卷筒的结构之中。将加速轴163的动力，传输到轴117和118上也可采用可作用在绳轮、齿轮和V型带轮等的绳索、链条、V型带以及类似物来实现。
组成卷筒架I′一部分的电气控制元件，比如用于自动执行各类控制操作的限位开关以及光电管器件在图中未予示出，因为它们已由专业人员所熟知。这同样也适用于劳保设备。
本发明可在下列权利要求的范围内予以改进。比如，制动装置115，与加速装置116类似，可安置成相对于同轴设置的轴117和118侧向偏置并可通过V型带作用于控制高速卷筒制动的传动机构上。
权利要求
1.卷筒架(1′)，它包括设置有用于两个退卷台(A′B′)的卷筒支撑装置(71)的框架(3′)，该框架(3′)包括有在换卷操作中用于把从带有转轴(171，181)的一个卷筒(12，12a)退绕下的材料带接到同样带有转轴(171，181)的另一个卷筒(12，12a)的具有粘接材料的材料带的引出端上的装置(101，102，103)、用于裁断上述首次提到的材料带的装置(108、109)以及一个用于制动所述转轴的机构，其特征在于包括一方面将卷筒转轴(171，181)的旋转力矩传输到制动机构(115)、在另一方面当开始换卷时将一个加速装置(116)的加速力矩传输到卷筒转轴(171，181)上的装置(117，118，172，173，182，183和197)，其中包括将制动机构(115)与瞬时最高速旋转的卷筒转轴(171，181)予以连接的自由轮机构(157，195)，所述加速装置包括将加速装置与瞬时最低速旋转的卷筒转轴(171，181)予以连接的自由轮机构(165，166)。
2.根据权利要求1的卷筒架，其特征在于该制动和加速力矩分别通过两个穿过支撑轴(6′)的同轴设置的轴(117，118)分别从制动用自由轮机构157，195)以及加速用自由轮机构(165，166)被传输至各卷筒转轴(171，181)的卷筒臂传动机构(173，183)。
3.根据权利要求1和2中任一个所述的卷筒架，其特征在于该卷筒支撑装置(71)包括有与两个轴(74，75)相连接的两个卷筒托架(72，129)，在其中的一个卷筒臂(129)中设置有所述卷筒臂传输机构(173，183)。
4.根据权利要求1至3中任一个所述的卷筒架，其特征在于卷筒转轴(171，181)的制动机构(115)和加速装置(166)设置在同一托架(5′)上。
5.根据权利要求1至4中任一个所述的卷筒架，其特征在于所述加速装置(116)的加速轴(163)相对于同轴设置的轴(117，118)而侧向偏移。
6.根据权利要求1至5中任一个所述的卷筒架，其特征在于该制动机构(115)围绕着轴(117，188)设置并且与其直接相连。
7.根据权利要求1至6中任一个所述的卷筒架，其特征在于该卷筒支撑装置(71)在卷筒(12，12a)换位时受到马达(91)的作用而旋转半圈。
8.根据权利要求1至7其中之一的卷筒架，其特征在于该用于卷筒(12，12a)换位的马达(91)座置在托架(4′)上。
9.根据权利要求1至8中任一个所述的卷筒架，其特征在于加速轴(163)至轴(117，118)的动力传输，取代V型带(169，169a)的是可以利用绳索、链条、V型带以及类似物来实现，在此情况下可配合采用绳轮、齿轮、V带轮等等。
10.根据权利要求1至5或7-9中任一个所述的卷筒架，其特征在于该制动装置(115)相对于同轴设置的转轴(117，118)而侧向偏置，并且与相应的侧向偏置的制动轴一起偕用皮带、链条、绳索或类似物作用于自由轮毂(157)和(195)。
全文摘要
本发明涉及一种卷筒架(1′)，它包括设置有用于两个退卷台(A′B′)的卷筒支撑装置(71)的框架(3′)，该框架(3′)包括有在换卷操作中用于把从带有转轴(171，181)的一个卷筒(12，12a)退绕下的材料带接到同样带有转轴(171，181)的另一个卷筒(12，12a)的具有粘接材料的材料带的引出端上的装置(101，102，103)、用于裁断上述首次提到的材料带的装置(108、109)以及一个用于制动所述转轴的机构，其特征在于包括一方面将卷筒转轴(171，181)的旋转力矩传输到制动机构(115)、在另一方面当开始换卷时将一个加速装置(116)的加速力矩传输到卷筒转轴(171，181)上的装置(117，118，172，173，182，183和197)，其中包括将制动机构(115)与瞬时最高速旋转的卷筒转轴(171，181)予以连接的自由轮机构(157，195)，所述加速装置包括将加速装置与瞬时最低速旋转的卷筒转轴(171，181)予以连接的自由轮机构(165，166)。
文档编号B65H19/18GK1133585SQ9419384
公开日1996年10月16日 申请日期1994年9月16日 优先权日1993年9月20日
发明者汉斯·赫格伯格, 史蒂芬·巴克 申请人:奥莫尔艾特伯格公司