专利名称：用于塑料薄膜生产线中的卷绕装置，特别是可延长塑料薄膜，和塑料薄膜卷的卷绕方法
用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置， 特别是可延长塑料薄膜，和塑料薄膜巻的巻绕方法
技术领域：
本发明涉及用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置，特别是可延长塑 料薄膜，并涉及塑料薄膜巻的巻绕方法。
可延长塑料薄膜也被称为拉伸薄膜，是在包装领域中广泛使用的 产品，在欧洲和美国代表最普遍的包装类型。
这样的薄膜类型有许多应用，涵盖在工业上和在家庭环境中通常 使用的多数产品。
.塑料薄膜根据它们的组成的不同而不同，该组成的不同允许获得 带有不同特性的薄膜，所述特性包括韧性、拉伸性、极限抗拉强度、
弹性记忆、穿刺性(puncture)等等。
它们可以由三个或更多层组成，所述层例如由线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、低密度和超低密度聚乙烯(LDPE， VLDPE， ULDPE )、 聚乙烯基金属茂合物(mLLDPE)、不同百分比的乙烯醋酸乙烯酯(9 % -20%的EVA)、聚丙烯均聚物、共聚物或三聚物(PP homo， PP copo， PPter)或生物可降解材料(Mater-Bi)的混合物构成。
的配方，以便获得可以满足它们的预期应用的要求的层化。
根据薄膜的类型和厚度，可以确定不同的应用领域，其中最重要 的应用领域包括食品制造厂、药物制造厂、造纸厂、砖瓦和陶瓷制造 厂、大型物流、农业和家庭使用。
这样的大范围使用意味着同样大范围的薄膜类型，所述类型既与 组成有关，也与厚度有关，所述厚度通常从12jim变化到100nm以上， 并且另外从巻绕的观点来看，根据随后必须如何使用薄膜，即，根据 随后是手动使用还是在自动、半自动机器中使用等等，其自身具有不
4同的形式。
例如，在拉伸薄膜巻用于工业包装的情况下，不考虑薄膜自身的 机械强度和极限伸长特性，使用特殊的自动包装机或"堆列机"，具有 良好限定的尺寸和重量的拉伸巻被定位在其上。
特别地，对于该类型的应用，有总重量大约12.5kg的巻被巻绕在 具有大约76mm的内径和具有等于大约500mm的条宽的纸板芯体上。
以类似的方式，用于手动使用的巻改为具有内径等于50mm并且 总重量为大约2.5kg的芯体，因此导致更易处理。
所以该领域特别需要优化塑料薄膜生产线以获得这样的生产线的 最佳利润，使它们尽可能自动化以将错误概率减小到最小，加速产生 并且同时保留高度灵活性。
如果考虑到为了将用于存储、运输等的庞大后勤费用减小到最小， 人们总是倾向于"恰好及时"地生产，生产线的灵活性特别地呈现日益 提高的重要性。只有当装置能够在时间损失最小化的条件下、特别在 设备更换、启动和生产线卸载的程序期间时间损失最小化的条件下， 提供足够的灵活性，以用于产生根据薄膜或巻绕类型的不同而不同的 薄膜巻，这样一种生产策略才是可能的。
塑料薄膜生产线包括根据希望给予产品的特性由不同数量的挤出 机构成的挤出和冷却装置，接收被挤出和已冷却的薄膜并且将它巻绕 成巻的巻绕装置定位在所述挤出和冷却装置的下游。
挤出和冷却部分在灵活性方面并不造成特别的困难，但是具有高 成本从而需要具有很高产量，考虑到最终产品具有非常有限的附加价
值的事实，所以为了达到足够的营业毛利，必须利用大规模生产的效应。
为此，需要以极高的实际速度生产塑料薄膜，该速度如果不大于
的话则接近500m/min。
在挤出和冷却装置下游的巻绕装置因而必须具有足够的巻绕能力
以适应随着时间累积生产的薄膜量。
高速巻绕薄膜自然地会导致滞留在搭叠部分之间的空气的存在，这实际上使随后薄膜自身的使用变得困难，在任何情况下表现为运输 空间的浪费。
实际上，这样的产品的大大减小的附加价值使运输成本必然对生 产成本具有相当大的影响，因此也由于该原因，除了上面给出的实际 薄膜可用性原因之外，需要"硬的"和紧凑的巻，即，在搭叠部分之间 没有介入的空气。特别地，在拉伸薄膜的情况下，薄膜的非常性质(非 常粘)进一步使接触巻绕变成是强制的，即，所述巻被"挤压"在机动 化圆柱上，这有助于排出在薄膜围绕心轴的巻绕运动中由薄膜自身不 可避免地挟带的空气。
为了提高生产线巻绕能力，因而发现了所谓的"特大"巻的巻绕更
为容易；这样的巻具有的条宽等于500mm但是外径高达和超过 500mm，即使以有助于侧面排空另外存在于搭叠部分中的空气的减小 速度巻绕，也会由于它们的大直径尺寸而保持高巻绕能力。
在用于手动使用的小直径(即，小量度)巻的流水生产的情况下， 高速生产的要求将需要大约几秒量级上的非常频繁的更换(成品巻的 卸载和新芯体的装载)，其始终代表整个生产线的生产速度的最大限 度。
本发明的总体目标是以极其简单的、经济而又特别有实效的方式 解决现有技术的上述缺陷。
另一目标是设计一种用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置，其能够 保证高生产速度，进一步缩短以上定义的更换步骤所需的时间。
进一步的目标是构思一种塑料薄膜巻绕方法，其中卸载成品巻和 装载新芯体的步骤在缩短的时间内发生。
鉴于上述目标，根据本发明，提供了具有在所附权利要求中所述 的特性的用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置以及相关巻绕方法。
通过阅读参照附图的以下描述将更加清楚本发明的结构和功能特 性和相对于现有技术的优点，所述附图显示了一种根据本发明自身的
6创新原理制造的用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置。
在图中
图l显示了根据本发明的巻绕装置的截面图； 图2显示了在第一巻的巻绕步骤期间
图1的巻绕装置的示意图； 图3是在巻绕巻筒更换步骤之后图1的巻绕装置的示意图； 图4是在卸载一绕成的巻(wound roll)和装载一新芯体的配置中图 1的巻绕装置的示意图5是在第二巻的巻绕步骤期间图1的巻绕装置的示意参考附图，作为本发明的目标的巻绕装置总体用IO表示。这样的 装置10包括星形巻筒载体15，高达四个巻筒11-14绑定到所述巻筒载 体，所述各巻筒围绕星形巻筒载体15分别例如以90。的节距布置。
备选地，可以提供三个单独巻筒，围绕星形巻筒载体15分别例如 以120。的节距布置。
在巻筒11-14的一端，进一步设有用于支承尾架(未示出)的星 形法兰16,所述尾架支撑巻筒11-14的心轴26。基本带有圆形表面的 这样的星形法兰16在它的周边上具有为大体圓扇形的两个槽口 23、 24。这样的槽口 23、 24被适当地确定尺寸，以分别便于薄膜20围绕 其巻绕的芯体22的通过以及薄膜20的成品绕成的巻21的通过。
在确定的所谓的巻绕角位置提供适当的机动化装置，该巻绕角位 置在所示的实施例中对应于图1中第一巻筒11的位置，该机动化装置 适于以确定的巻绕速度围绕在这样的角位置中设置的巻筒而巻绕薄膜 20，以及提供牵引和压力装置，该提供牵引和压力装置适于在巻绕期 间调节薄膜20的张紧。
这样的牵引和压力装置包括至少一个圓柱18，在薄膜20在巻筒
上巻绕期间，所述圆柱与各自的巻筒接触，并且与涂胶辊19一起形成 薄膜20自身的牵引装置。
在巻绕和巻更换步骤期间，前述装置围绕扭杆28确定的轴线自由 旋转，以便总是保持由气动活塞27控制的相同接触压力。
7而且，在巻绕位置，在薄膜的完整的巻21的巻绕步骤结束之后， 刀片17被提供用于切割薄膜20。
横向切割刀片的抽出和再进入由未在图中示出的一对气动缸控制。
现在将参考支承四个巻筒11-14的实施例描述根据本发明的巻绕 装置的工作。
在正常工作期间，薄膜20被巻绕于位于巻绕位置处的巻筒11上， 即，与牵引和压力装置接触(参见图2)。
如图2中所示，在巻在巻筒11上巻绕期间，在另一巻筒14上有 先前已被巻绕完成的巻，其处在用于接下来的卸载的等待位置。
在这样的第一步骤结束时，即，当完成薄膜的巻21时，发生所谓 的更换步骤，其中起初第二巻筒12以稍大于巻绕速度的圆周速度被巻 绕，并且随后星形巻筒载体15相对于图1的视图例如沿逆时针方向旋 转90°,将第二巻筒12带到巻绕位置(参见图3 )。
星形巻筒载体15的旋转速度加上巻筒11的圆周速度保证了薄膜 20被进一步张紧。
这样的旋转进一步将薄膜20带到刀片17，由于过度张紧，所述 刀片能够切割薄膜20，而不会存在它被丟失在从第一巻筒11到第二 巻筒12的通道中的风险。
为此，第二巻筒12进一步借助于静电放电以这样的方式被预装 载，使得能够将薄膜20吸引到那里而不需要胶水或粘合剂。
一旦更换步骤完成，星形法兰16抽出支撑着心轴26的尾架，并 且与星形巻筒载体15的旋转相反地旋转90。加上取决于最终装置几何 形状的另一角部分，从而使槽口 23和24分别处于待用的第三巻筒13 和支承先前的绕成的巻21并且现在准备被卸载的第四巻筒14。
星形法兰16因此以这样的方式定位自身，使得允许在第三巻筒 13上装载新芯体22,并且同时在另一巻筒14上卸载先前绕成的巻21 (参见图4)。
在星形法兰16的旋转期间，第二巻绕巻筒12由合适的快速夹持系统支撑，所述快速夹持系统以合适的特性保持它对应于接触圆柱18 的位置。
成品的巻21卸载操作和新芯体22装载操作借助于以持续速度操 作的合适的机械致动器同时发生。
由于根据本发明的装置，这样的操作通常具有大约15秒的最大持
续时间。
在成品的巻21卸载和新芯体22装载的同时操作结束时，星形法 兰16与它的初始旋转相反地旋转，从而将尾架带到在最接近心轴26 的工作位置。
这里所述的整个过程在很快的时间内发生，所以需要借助于特别 敏感的控制和管理装置进行驱动。以这样的方式，可以在更换步骤期 间管理薄膜20上的张力，以防止空气滞留现象。
而且，为了进一步改进巻21的最后方面，有利地预见了外部滚动 装置(未示出)的使用，所述装置作用在正在巻绕的巻21上，并且在 更换步骤期间跟随它，特别是当正在巻绕的巻21未与圆柱17接触时。
这样的系统借助于带有高频控制的气动或液压杠杆系统实现，从 而在星形巻筒栽体15的旋转期间恒定地伴随巻21的运动。
这样的滚动系统可以由单一附加接触辊构成，所述接触辊在巻绕 步骤中专门作用在巻上，所以与机器的固定结构一体化运动由不同 的自由度表征，原因是它必须跟随星形巻筒载体15的旋转运动，然而 其不能使滚动系统自身具有轴向旋转中心。
备选地，滚动可以通过使用用于每一单个巻筒的附加辊实现，因 此与星形巻筒载体一体化并且配备有由更简单的杠杆机构组成的接近 和接触巻的系统。
从参考附图的上述内容显而易见根据本发明的用于塑料薄膜生产 线中的巻绕装置为何是特别有用和有利的。说明书引言中所述的目标 因此得以实现。
由于在所述装置中可以同时发生的卸载成品巻和装载新芯体所需 的快速时间，使用根据本发明的巻绕装置可以用极少的测量(extremely
9reduced measurements)来生产塑料薄膜巻。
根据本发明的巻绕装置可以被预先布置以用于巻绕内芯体等于 50mm的巻，即用于手动使用的巻，以及用于巻绕在76mm芯体上的 巻，即用于自动机器的巻，因此提供了高度的灵活性。
它也可以成对地用于巻绕机的挡板布置，其也允许同时生产在 50mm心轴上的两个巻和在76mm心轴上的两个巻，由于可以在不改 变任何生产线参数的情况下区分最后生产结果，因此进一步增加了生 产线的灵活性。
所以本发明的保护范围由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种用于塑料薄膜生产线中的卷绕装置，所述卷绕装置包括连接到星形卷筒载体(15)的多个卷筒(11-14)，所述星形卷筒载体(15)能围绕其自身的轴线旋转，所述卷筒(11-14)围绕所述星形卷筒载体(15)布置成使得所述多个卷筒的至少第一卷筒(12)位于薄膜(20)的操作卷绕位置以形成成品的卷(21)，每一所述卷筒(11-14)均包括由尾架支撑的心轴(26)，所述尾架与至少包括第一槽口和第二槽口(23、24)的法兰元件(16)相关联，其中当所述尾架从所述心轴(26)释放时，所述法兰元件(16)能围绕其自身的轴线以独立于所述星形卷筒载体(15)的方式旋转，从而将所述第一槽口(23)带到第二卸载卷筒(13)并将所述第二槽口(24)带到装载有薄膜(20)的卷(21)的第三卷筒(14)。
2. 根据权利要求l所述的用于塑料薄膜生产线中的巻绕装置，其 特征在于所述第一槽口 (23)为圆扇形并且具有的尺寸基本相当于 心轴(26)的截面尺寸。
3. 根据权利要求1或2所述的用于塑料薄膜生产线中的巻绕装 置，其特征在于所述第二槽口 (23)为圆扇形并且具有的尺寸基本 相当于成品的巻(21)的截面尺寸。
4. 根据前迷权利要求中任一项所述的用于塑料薄膜生产线中的 巻绕装置，其特征在于它包括用于在完成所述巻(21)之后切割所 述薄膜(20)的刀片元件(n)。
5. 根据前迷权利要求中任一项所述的用于塑料薄膜生产线中的 巻绕装置，其特征在于它包括牵引和压力装置，所述牵引和压力装 置包括被布置成与处于操作巻绕位置的所述第一巻筒(12)接触的至 少一个圆柱(18)，所述牵引和压力装置能围绕扭轴(28)旋转并且通 过气缸(27)被控制在压力下。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的用于塑料薄膜生产线中的 巻绕装置，其特征在于它包括至少一个滚动装置，所述滚动装置适于跟随所述成品的巻(21)的旋转移动远离所述巻绕位置，所述滚动 装置包括与所述巻绕装置(10) —体化的至少一个辊。
7. —种用于驱动根据前述权利要求中任一项所述的用于塑料薄 膜生产线中的巻绕装置的方法，该方法包括由下列组成的步骤a) 将装载有芯体(22)的第一巻筒(12)带入巻绕位置并且围绕 所述芯体(22)以巻绕速度巻绕所述薄膜(20);b) 从所述心轴(26)释放所述尾架；c) 旋转所述法兰元件(16)，从而将所述第一槽口 (23)带到第 二卸载巻筒(13)并将所述第二槽口 (24)带到装载有薄膜(20)的 成品的巻(21)的第三巻筒(14);d) 从所述第三巻筒(14)卸载所述成品的巻(21)并且同时在所 述第二巻筒(13)上装载新的芯体(22);e) 旋转所述法兰元件(16)，从而致使所述尾架与所述心轴(26) 接合。
8. 根据权利要求7所述的用于驱动巻绕装置的方法，其特征在于 在步骤b) -d)期间，所述第一巻筒(12)由快速夹持装置保持巻绕。
9. 根据权利要求7或8所述的用于驱动巻绕装置的方法，其特征 在于该方法还包括由下列组成的步骤f) 以大于所述巻绕速度的圆周速度启动装载有所述芯体(22)的 所述第二巻筒(13);g) 借助于静电放电预装载所述第二巻筒(13)。
全文摘要
一种用于塑料薄膜生产线中的卷绕装置包括多个卷筒(11-14)，所述卷筒连接到能围绕其自身的轴旋转的星形卷筒载体(15)。根据本发明，所述卷筒(11-14)以这样的方式围绕所述星形卷筒载体(15)布置使得所述多个卷筒的至少第一卷筒(12)位于薄膜(20)的操作卷绕位置以形成成品的卷(21)。所述卷筒(11-14)均包括由尾架支撑的心轴(26)，所述尾架与至少包括第一和第二槽口(23、24)的法兰元件(16)关联，其中当所述尾架从所述心轴(26)释放时，所述法兰元件(16)能围绕其自身的轴以独立于所述星形卷筒载体(15)的方式旋转，从而将所述第一槽口(23)带到第二卸载卷筒(13)和将所述第二槽口(24)带到装载有薄膜(20)的卷(21)的第三卷筒(14)。
文档编号B65H19/22GK101516752SQ200780035843
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月19日 优先权日2006年9月26日
发明者F·隆巴迪尼 申请人:科林斯股份公司