专利名称：用于卷绕器的传动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于纤维幅材卷绕器的驱动设备，其中所述卷绕器被设置用于连 续地使纤维幅材围绕鼓形辊卷绕成机器卷，其中所述驱动设备具有移动装置，以使第一接 合件从分离位置移动到与属于鼓形辊的第二接合件沿Y向接合的位置，其中彼此定位在接 合位置的第一接合件与第二接合件中的所述接合件被设置成借助传动轴在机器卷与轴驱 动装置之间传递转动能。
背景技术：
卷绕器是这样一种装置，其将待加工为连续纤维幅材的材料以滚动方式卷绕成机 器卷。在纤维幅材的生产过程中，卷绕器通常属于第一基本过程，在此第一基本过程中生产 依序被连续地中断。通过围绕用作卷芯的鼓形辊卷绕形成机器卷，也就是说，位于机器卷上 的纤维幅材拥有首端和尾端。本行业中不变的趋势在于持续增加机器卷的尺寸，这导致始 终存在对于卷绕器进行改进的需求。实际上鼓形辊的尺寸确定了机器卷的最大尺寸。但是 由于其涉及动态环境并且纤维幅材是对于各种误差都很敏感的待卷绕材料，因此用于保持 造纸机或纸板机的利用率的、由卷绕器执行的任务具有重大的意义。由于机器卷的尺寸不 断增加，希望在纤维幅材的生产中获得比以前更少的、对于生产不利或有干扰并且会降低 利用率的首端和尾端。由于待卷绕纤维幅材的性能方面而言能够以出色的方式形成机器卷的首端，芬兰 专利文献91383(EP 0483092 B1)中示出的方法在当时将机器卷的尺寸调整到了一个新的 尺寸级别。当待卷绕幅材的尺寸增大时，首端具有更大的意义，因为首端起到了卷结构的 “基础”的作用。这种技术发展的特征在此处是，借助先进的初级轴驱动装置和次级轴驱动 装置产生的用于机器卷的轴力距(Achsmoment)，使得可以在形成机器卷时使用多种卷绕参 数。这种技术方案之前的现有技术采用的是一种所谓的Pope-卷绕器，在该Pope-卷绕器 中通过使其压靠在牵引的卷绕滚筒上而形成机器卷，其中机器卷借助于卷绕滚筒与机器卷 之间的摩擦而形成。在前述专利文献的其它应用中，在初级轴驱动装置与次级轴驱动装置接合时应用 驱动单元，在驱动期间通过所述驱动单元可以借助与传动装置相连接的气缸装置接合在用 作机器卷的芯的鼓形辊上。在专利文献FI 81321 B(其与专利文献US 5 069 394属于同 族专利)中描述了这种设置。这种驱动设备能够与气缸装置接合和分离。
发明内容
与本发明的说明相关，为了简化描述而使用以下术语加工方向 (machinedirection, MD)使用术语 X 向，横向方向(cross direction, CD)使用术语 Y 向， 高度方向(elevation)使用术语Z向。因此XY平面基本上是水平的。纤维幅材的进入方 向使用术语上流向(obere Flie 0 richtimg)，而纤维幅材的离开方向使用术语下流向。就 此而论，卷绕芯使用术语鼓形辊，但是也可以使用卷绕轴。
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此外，本发明的目的在于，提供一种用于卷绕器的驱动设备，使得所述驱动设备可 以在与不同的卷绕器的连接中得到更广泛地应用。一种特别的应用为卷绕器，在该卷绕器 中设有使机器卷振动的可选功能，其中机器卷和卷绕滚筒在XY平面中围绕虚拟的竖直轴 线向前转动一定的角度并回转，所述竖直轴线穿过机器卷与卷绕滚筒之间的辊隙延伸。特 别在这种应用中，本发明的目的在于得到一种设备，在该设备中，在驱动侧的第一接合件能 够可靠且安全地接合在振动的鼓形辊的接合器处或者与其分离。此外，其目的在于，对于 由第一接合件和第二接合件构成的接合在一起的整体而言，能够具有比现有技术更多的空 间。本发明的另一目的在于得到一种设备，通过该设备实现在卷绕结束过程中尽可能小地 产生在卷绕结束过程中因执行驱动装置的更换而可能导致的干扰。根据本发明的设备的特征在于，在第一接合件与传动设备之间弹性地设置传动 轴，使得在第一接合件的转动轴线与传动设备的从动轴的转动轴线之间能够进行沿X向的 平动和在XY平面中的转动。在此处，在第一接合件与轴驱动装置的传动设备之间弹性地或可移动地设置传动 轴，使得在第一接合件的转动轴线与传动设备的从动轴的转动轴线之间能够进行沿X向的 平动和在XY平面中的转动。例如当第二接合件由于振动而沿X向移动或者前后移动时，第 一接合件借助平动停留在沿X向朝向第二接合件的适当的位置。此外，相对于鼓形辊和卷 绕滚筒处于平直状态(即振动为零)的情况，第一接合件可以通过在其全部长度上的平动 而沿X向移动。相应地，第一接合件和第二接合件通过其转动轴线在XY平面上进行的转动 而保持彼此同心。在此，例如第一接合件与第二接合件之间的啮合力(zahnkraft)保持得 很小并且在齿之间的啮合力不会导致磨损。根据一个有利的应用形式，驱动设备实现为，能够获得所述的弹性，在传动轴中设 置至少两个接头，由此传动轴的转动轴线的方向可以根据接头的位置而变化。以此方式可 以通过相对简单的结构实现期望的可动性和/或弹性。
33定心装置33a,33b锥形面
5, 5a鼓形辊57轴套
571轴颈距离59第二接合件
6机器卷7第一轴驱动装置
72制动杆8第二轴驱动装置
82制动杆C中线
ff纤维幅材
具体实施例方式图1示出了用于纤维幅材的卷绕器1的驱动设备2。卷绕器1用于连续地将纤维 幅材W围绕鼓形辊5卷绕成机器卷6。驱动设备设置有移动装置25，所述移动装置25用于 使第一接合件29从分离的位置沿Y向移动到与属于鼓形辊5的第二接合件59接合的位置。 这些组件在其处于平直位置时用实线表示，而仅用虚线表示鼓形辊5a和与鼓形辊5a接合 的驱动系统的部件在沿X向振动时处于其运动轨迹的可能的极限位置。在此，在振动时鼓 形辊的转动轴线0例如是沿Z向以双点划线示出的中线C。当第一接合件29与第二接合件 59位于彼此接合的接合位置时，所述接合件29、59设置成借助传动轴20和传动装置3在 机器卷6与轴驱动装置7、8之间传递转动能。此能量在不同的卷绕阶段沿不同的方向传递 (bewegen)。在正常卷绕期间，轴驱动装置7、8沿机器卷6的方向提供能量，此时的扭矩是 令人满意的。在机器卷6被安置完成之后，通过制动扭矩或阻碍旋转的扭矩来停止机器卷 6的转动，此时轴驱动装置7、8相应地用作发生器。图2示出了图1的细节。在此更精确地示出在第一接合件29与传动装置3之间 弹性地设置传动轴20，使得所述传动轴20能在第一接合件29的转动轴线290与传动装置 3的从动轴32的转动轴线320之间进行沿X向的平动和XY向的转动。以此方式还可以实 现传动轴在传动装置3与位于鼓形辊5端部的第二接合件59之间的移动。在图2中，处于 振动位置的转动轴线290用附图标记290a表示。图2示出了驱动设备的一个实施例，其中为了实现上述弹性，在传动轴20上设有 至少两个接头22、24，由此传动轴20的转动轴线200的方向可以在接头22、24的位置处发 生变化。因此，传动轴20例如除了接头之外由三个轴部件这样构成，即在鼓形辊侧的端部 处设置第一接合件29，随后设置接头22、中间轴23、第二接头24以及作为外部部件的从动 轴32。借助这两个接头，在传动轴的外部部件之间可实现平动(例如侧向移动)以及转动， 这种转动的回转点(Drehpimkt)有利地例如可以与振动的转动轴线0相同。根据(图4示出的)有利的实施方式以如下的方式实施根据图2的驱动设备，即 所述接头22、24的至少其中之一包括多片式离合器(Lamellenkupplimg)。多片式离合器为 抗扭的接合装置，但是允许在一定范围内存在角度误差和轴向误差。在多片式离合器中通 常通过金属部件来传递扭矩。除了多片式离合器之外，为了实现合适的接头或接合装置的 解决方案存在有很多种可能，其中首先推荐一种解决方案的选择，其完全用作标准的速度 轴(Geschwindigkeitswelle)，即尽管可能的角度不变，但是在轴的端部之间仍能保持轴的 不同旋转角的转速。在此处，在机器卷上对均勻扭矩的调整始终与旋转角和振动位置无关， 此时也可得到可接受的卷的结构。
图3示出了驱动设备的可选应用。根据此第二种应用，在同一轴颈距离 (Achsschenkelabstand)571的区域中或相邻轴颈距离571的区域中设置有具有多个制动 杆72、82的控制接头27，所述制动杆72、82与鼓形辊5上的轴套57接合。由此，与上述说 明相关联而应用的措辞“同一轴颈距离的区域”表示沿宽度方向或Y向的区域，所述区域在 鼓形辊的轴和轴套处包括直径不同的锯齿形部件并且具有毗邻设置的直径变化区域之间 的区域。这在图3中由双点划线571表示。此外，所述“同一轴颈距离的区域”可以是通常 由吊车钩提升鼓形辊的轴颈区域，可以是在位于鼓形辊的轴套中的轨道(schienen)上的 凹部(Aush6hlung)的区域，可以是在位于鼓形辊的轴套中的轨道上的、中线侧的凹部上 的区域，可以是在位于轨道上的凹部之外的区域，等等。借助这些特征可实现下述技术效 果鼓形辊的制动装置和控制接头27的铰接点(Gelenkpimkt)270基本上彼此相邻。制动 杆72、82在两侧沿X向固定地保持轴套57并由此将鼓形辊5的沿X向偏移的振动运动定 位在待实现的结构上(例如在卷绕车(Aufrollwagen)上)，由此设有接头并转动设置的第 一接合件29的轴心也相对于卷绕车位于制动杆72、82之间的直线(geraden)附近。在此 几乎消除了不同的平动/转动或转动/平动类型的负荷限度，这对于结构的寿命再次起到 有利的作用。根据图3的驱动设备2包括控制接头27，所述控制接头用于控制XY平面中第一 接合件29的转动轴线290的转动，其中控制接头27的铰接点270设置成相对于第一接合 件29定位在中线C(见图1)的侧面。在这种驱动设置中，第一接合件29可移动地设置在 控制接头27与推力轴承28之间。此外，根据此实施方式，控制接头27和传动轴20的轴驱 动装置7、8侧的端部的间距可以设置为不变或可变。图3还示出了用于安置第一接合件29的可能的实施方式。第一接合件29借助轴 承可旋转地设置，由此其能够在驱动装置7、8与机器卷6之间传递转动能。此外，根据一个 实施方式，至少一个轴承设置为推力轴承28，由此其除了能够沿径向传递负载之外还可以 沿轴向(Y向)传递负载，这是通过使第一接合件29移动至接合位置或从分离位置移动出 或者由以可能的方式将第一接合件29保持于接合位置所需的力来完成的。当次级驱动装 置接合于自身旋转的鼓形辊上时，在生产操作期间在卷绕器中由与驱动转换装置相连接的 初级/次级驱动装置执行这种接合运动。相应地，在通过驱动装置实现卷绕的这种卷绕模 式中，在停止的鼓形辊处执行所述接合运动。出于解释说明的目的，图3中除了第一接合件 29和推力轴承28之外并未示出用于传动轴20的其他结构。驱动设备还包括移动装置25，所述移动装置用于使第一接合件29沿Y向从分离 位置移动至与属于鼓形辊5的第二接合件59接合的位置。根据图5的应用形式，移动装置 25可以定位设置在推力轴承28的中线C的侧面，或者如图3所示的应用形式将移动装置 25定位设置在推力轴承28之外。图5以概略的说明实例示出了一种实施方式，其中传动轴20的接头22、24以可制 动的方式设置，由此属于传动轴的部件29、20、32的转动轴线290、200、320在制动状态下基 本上共线(Konzentrisch)。此外，当第一接合件29位于与第二接合件59接合的接合位置 时，制动装置设置为开。借助这种特征可以防止下述情况，即由传动轴20、第一接合件29 和接头22、24构成的整体在移动至接合位置或从分离位置开始移动的过程中不受控制地 来回摆动。如果卷绕器1是下述这种类型就会发生上述情况，在这种类型的卷绕器中，传动装置被快速地更换，亦即首先通过一个所谓的起始卷绕驱动装置卷绕而由一个所谓的次级 驱动装置卷绕末尾部分。如果卷绕器是下述这种类型，即全部卷绕都是通过唯一一个驱动 装置来执行，则轴驱动装置或第一接合件行进至停止的第二接合件59。在此，通过制动一 个或多个接头暂时消除弹性并非是绝对必不可少的。这种实施方式可以根据所选的接头来 实现传动轴的一个或多个或者所有的接头。以这种可选的技术方案实施接头类型和其他结 构，其中特别地偏离平衡的结构相对于其转动轴线的倾斜是最重要的因素之一。有利之处 在于，尤其传动装置的第一接头22、24沿第一接合件的方向固定地且可制动地设置，因为 有关的接头处于平衡或失衡时的作用是较大的。在图5示出的实施方式中，接头的制动装置被设置为可液压地或通过其它压力介 质(例如压缩空气)或电动机械地由锥形的定心装置33控制。在图5示出的示例中，左侧 接头22的制动装置处于“开”位置，由此定心装置33并非位于锥形面33a、33b相抵靠的制 动位置，而使接头22可以弯曲。右侧接头24的定心装置相应地位于“关”位置，由此锥形 面33a、33b彼此接触。锥形的定心装置是最易于实现的目标之一，其能够实现这种功能性， 但是相应的功能也可以以其它方式方法实现，例如通过球形的、圆柱形的或相应的制动构 件或者通过各种各样的电磁装置。此外，根据进一步改进的实施方式，第一接合件29可接合在振动循环中的任意位 置上，也就是说，同时第二接合件59位于其沿X向的运动轨迹的任意位置上。此外，这种驱 动设备包括线性装置(Linierungsvorrichtung)，第一接合件29的转动轴线290的方向能 够通过所述线性装置与鼓形辊的转动轴线基本上同轴地设置。在此处“基本上同轴”指的是 例如这种同轴度使得第一接合件和第二接合件的接合能力不会受到损害。这当然与第一接 合件29和第二接合件59的几何形状有关。此外，在此实施方式中有利的是设有一种线性 装置，该线性装置使第一接合件29沿X向移动，以便与第二接合件59的振动位置相匹配。对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明及其实施方式并非受限于上述实 施方式。对于包含在权利要求中的技术特征的表述措辞，例如“传动设备包括移动装置”，是 开放式的，由此技术特征的描述并不排除未在独立权利要求和从属权利要求中说明的、此 类其他技术特征的存在。
权利要求
一种用于纤维幅材卷绕器(1)的驱动设备(2)，其中所述卷绕器(1)设置成用于连续地使纤维幅材(W)围绕鼓形辊(5)卷绕成机器卷(6)，所述驱动设备具有移动装置(25)，以使第一接合件(29)从分离位置移动到与属于所述鼓形辊(5)的第二接合件(59)沿Y向接合的接合位置，其中彼此定位在所述接合位置的所述第一接合件(29)与所述第二接合件(59)中的接合件(29，59)设置成借助于传动轴(20)在所述机器卷(6)与轴驱动装置(7，8)之间传递转动能，其特征在于，所述第一接合件(29)与传动装置(3)之间的所述传动轴(20)弹性地设置，使得所述第一接合件(29)的转动轴线(290)和所述传动装置(3)的从动轴(32)的转动轴线(320)能够在X向平动并且在XY向转动。
2.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，为了实现所述传动轴(20)的所述弹性， 设置有至少两个接头(22，24)，由此所述传动轴(20)的转动轴线(200)的方向能够在所述 接头(22，24)的位置处变化。
3.如权利要求2所述的驱动设备，其特征在于，所述接头(22，24)中的至少一个是多片 式罔合器。
4.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述驱动设备(2)具有控制接头(27)， 所述控制接头用于控制所述第一接合件(29)的转动轴线(290)在XY平面内的转动，其中 所述控制接头(27)的铰接点(270)设置成相对于所述第一接合件(29)定位在中线(C)的 侧面。
5.如权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，所述第一接合件(29)设置成能够在所 述控制接头(27)与推力轴承(28)之间移动。
6.如权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，所述控制接头(27)在同一轴颈距离 (571)的区域中设置有制动杆(72，82)，所述制动杆(72，82)与所述鼓形辊(5)的轴套(57)接合。
7 如权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，所述控制接头(27)和所述传动轴(20) 的轴驱动装置(7，8)侧的端部的间距不变或可变。
8.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述传动轴(20)设置为标准的速度轴。
9.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述移动装置(25)定位设置在推力轴 承(28)的中线(C)的侧面。
10.如权利要求4所述的驱动设备，其特征在于，所述移动装置(25)定位设置在推力轴 承(28)之外。
11.如权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，所述传动轴(20)的接头(22，24)设置 为能够被制动，由此属于所述传动轴的部件(29，20，32)的转动轴线(290，200，320)在制动 状态下基本上是共线的。
12.如权利要求11所述的驱动设备，其特征在于，制动装置设置为能够通过锥形的定 心装置(33)液压地或通过其它压力介质例如压缩空气控制。
13.如权利要求11所述的驱动设备，其特征在于，制动装置设置为能够通过锥形的定 心装置(33)电动机械地控制。
14.如权利要求11所述的驱动设备，其特征在于，当所述第一接合件(29)处于与所述 第二接合件(59)接合的位置时，制动装置设置为打开。
全文摘要
一种用于纤维幅材卷绕器(1)的驱动设备(2)，该卷绕器(1)用于连续地使纤维幅材(W)围绕鼓形辊(5)卷绕成机器卷(6)，该驱动设备具有移动装置(25)，以使第一接合件(29)从分离位置移动到与属于鼓形辊(5)的第二接合件(59)沿Y向接合的位置，其中彼此定位在接合位置的第一接合件(29)与第二接合件(59)中的接合件(29，59)设置成借助传动轴(20)在机器卷(6)与轴驱动装置(7，8)之间传递转动能，第一接合件(29)与传动装置(3)之间的传动轴(20)被弹性地设置，使得第一接合件(29)的转动轴线(290)和传动装置(3)的从动轴(32)的转动轴线(320)能在X向平动且在XY向转动。
文档编号B65H18/10GK101823641SQ20101011101
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月2日 优先权日2009年2月2日
发明者亚里·蒂塔, 萨米·卢米耶尔维, 里斯托·梅基宁, 马尔科·蒂立凯宁 申请人:美卓造纸机械公司