专利名称：卷筒纸的加工方法及加工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卷筒纸加工方法及加工系统，该系统可以完成例如通过印刷、复印或其它印记方法(下文总称为“印刷”)在卷筒纸(例如纸)上印出图象等类操作，和/或进行折叠或调节尺寸的大小。本发明尤其是(不是唯一的)涉及加工系统，在该系统中纸和其它材料来自卷轴上的连续卷筒纸(本发明中所称的卷筒纸不仅指普通纸，还指其它材料)。
已知的这种加工系统是把来自卷轴上的纸送入印刷机，通过印刷机后其上印有一系列图案，然后再卷起来，切成或折叠成各种尺寸。但是，这种系统还存在着很大问题，这些问题严重地限制了机器的效率，问题之一是“停机时间”。一旦印刷机调整完毕，纸运动起来，印刷过程可以进行得很快。然而，这种机器当对印刷对象或递送方法作任何改动时，就得耽误很长时间。例如，要印刷不同的图案，或改变图案的重复长度，或要使用不同的颜色，或改变折叠尺寸，此时就得停止印刷。由于已知的这种印刷机结构存在这些问题，使上述的这些改变极难进行，通常机器的不工作时间(停机时间)比有效工作时间长得多。
已知的印刷机的结构还有一个问题，即印刷机被设计成用于专门的印刷，机器被设计成一个整体，在实际中这就意味着，如果机器用户想在他的机器上进行比现在可以进行的作业来得更复杂的作业时，他必须进行大的改装或购买一套新机器。
本发明克服了(或至少不同程度地解决了)这些问题，设计出卷筒纸加工系统，当该系统运行时(可称为“在飞行中”)可以进行许多变动，而且还具有标准化的优点，该系统在必要时可以扩大其加工能力。
本发明涉及印刷机构和其后的卷筒纸加工的关系。印刷工业在两个方向发展。其中一个方向涉及细长卷筒纸的加工，例如上述的那样)，而另一个方向涉及单张纸材料的加工。一般来说，每一种设备都存在一些问题，本领域的工作者一般都把注意力集中在他们自己的技术领域。然而人们已经认识到，发生在细长卷筒纸加工领域上的折叠问题可用单张纸加工领域的技术有效地解决，该技术已经发展到用于加工单张纸印刷机的产品上。因而，本发明提出了把卷筒纸印刷机输出的纸裁成单张纸，并送入单张纸折叠系统。
按本发明，提供了一种加工至少一卷原料卷筒纸的方法，包括在至少一卷卷筒纸上印刷，以与印刷有一定时间关系的方式把印刷过的卷筒筒或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间，其中材料从印刷之前到开始折叠单张纸是连续运动的。
本发明提供了另一种加工至少一卷原料卷筒纸的方法，包括在至少一卷卷筒纸上印刷，纵向折叠印刷过的卷筒纸或各卷筒纸，以与印刷有一定时间关系的方式把卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间。
本发明还提供了另一种加工至少一卷原料卷筒纸的方法，包括在至少一卷卷筒纸上印刷，纵向折叠印刷过的卷筒纸或各卷筒纸，以与印刷有一定时间关系的方式把卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间。
本发明提供了另一种加工至少一卷原料卷筒纸的方法，包括印刷至少一卷卷筒纸，在印刷过的卷筒纸上横向穿孔，以与印刷有一定时间关系的方式把卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间。
本发明还提供了一种卷筒纸加工系统，包括用于连续地印刷至少一卷原料卷筒纸的设备，用于输送印刷过的卷筒纸的装置，和用于输送单张纸的装置，输送印刷过的卷筒纸的装置把印刷过的卷筒纸连续地输送到用于把卷筒纸裁成多张单张纸的装置，该裁切装置的动作与印刷装置有一定的时间关系，输送单张纸的装置把单张纸连续地输送到折叠单张纸的装置，折叠装置的动作取决于单张纸到达折叠装置的时间。
本发明还提供了一种卷筒纸加工系统，包括用于印刷至少一卷原料卷筒纸的设备，用于纵向折叠卷筒纸或各卷筒纸的装置，用于把卷筒纸裁成多张单张纸的装置和用于折叠单张纸的装置。
本发明又提供了一种卷筒纸的加工系统，包括用于印刷至少一卷原料卷筒纸的设备，用于在卷筒纸或各卷筒纸上横向穿孔的装置，用于把卷筒纸裁成多张单张纸的装置和用于折叠单张纸的装置。
一旦卷筒纸被裁开，它可送到栅栏式铡刀式或组合式折页器，该折页器可对每一单张纸进行各种人们熟悉的折叠作用。当加工较轻的材料时，该系统特别有优越性，在已知的单张纸系统中不能容易地加工这类材料，除非把运转速度降到非常低，否则是加工不了的。但是从本卷筒印刷机出来的卷筒纸很容易进行最初折叠，因因加强了卷筒纸材料。而且还可以在由折叠机进行第一次折叠时穿孔。
下面通过举例并参考附图，将对本发明的实施例进行详细说明，其中
图1是本发明涉及的纸加工系统的概括图;
图2是卷筒纸输入系统的示意图;
图3a和3b分别是平面和侧视图，显示了图2中输入系统的准直机构;
图4显示了卷筒纸双面胶印机的第一个实施例;
图5表示用于图4中的印刷机的驱动系统的平面图;
图6是用于图4中的印刷机的驱动系统的侧视图;
图7是卷筒纸双面胶印机的第二个实施例，图8和图9显示了卷筒纸双面胶印机的第三个实施例，其中图8为侧视图，图9为平面图;
图10显示了图4或7或8或9中印刷机滚筒运动系统的细部，图11和12显示了直径可调的滚筒，每图分别由滚筒轴向和径向图组成;
图13和14示出了可采用的纸张折叠系统;
图15示出了加工和折叠从卷筒纸印刷机出来的纸的一种方式;
图16示出可采用的纸张加工布置方案。
首先参考图1，本发明所涉及的卷筒纸(在本例中为纸)加工系统包括三部分。第一部分，概括地由1来表示，这部分将纸以卷筒纸幅2的形式从一个或多个纸卷轴上拆卷出来并输送到印刷单元3和任选的干燥单元4。如图1所示，卷筒纸幅2通过一转向棒5实现直角转向，通过印刷单元3和干燥单元4以后。为方便起见，卷筒纸幅2又通过另一转向棒6再转90°角，又送到一裁切和折叠机构(概括地由图7来表示)。经过适当的印刷、裁切和折叠加工的单张纸沿箭头8所示的方向送去堆叠。当然，可任意布置卷筒纸输入单元1、印刷单元3、干燥单元4以及裁切和折叠装置7，但是实际的结构布置取决于空间和其它类似的限制条件。
如上所述，本发明涉及这种系统的部件的各种改进。
图2示出了用于输送和送进卷轴上的材料(例如纸)的设备1的一个实施例，它包括一个用件号10来表示的接头单元和一系列可移动的卷轴支架，它们采取卷轴运输车11，12的形式(尽管只示出两辆，但可用更多辆)。每个运输车包括在一个具有轮子或脚轮14的底座13，底座支承卷轴的升降和承载臂。每个运输车11，12的臂15上载有一个纸的卷轴16，臂的轴线大致为水平，这样卷筒纸幅可由卷筒上被拉出并输送到接头单元10。每个运输车都有控制装置，控制例如运输车11，12的臂15上所载卷轴的拆卷。每个运输车11，12的前端可装有与另一运输车后缘相互连接的装置，它们也可不连接而排成一行。这样便可在接头单元10的下方顺序推动运输车11，12，使得一卷纸用完时另一卷便能开始使用。这种排成一行的纸卷轴的运输车的方案可在高速接头情况下使用，而零速时则更优越，在图2中示出用于后者的设备。
运输车用于从贮存处的机器的运送和返回，并作为拆卷时的卷轴架，运输车可顺序排列在靠近接头单元的位置上，并可移动，使得当一卷卷筒纸用完时(在运输车12上)下一卷卷筒纸(在运输车11上)能够到达工位，运输车12上的运转中的卷筒纸幅在接头单元10内通过辊子17时大致呈相同的倾角，这样使得每个后来的接头都有一预定的切断长度并且都在纸幅的同一面上。这减少了卷轴的搬运及处理量。使得机器在这部分与其它机器操作部分的衔接工作更灵活;使机器及材料流程布局更佳，特别是在需要将一部分用过或报废的卷轴从机器上卸下的情况下。
如图2所示，从前面的运输车12来的卷筒纸幅18通过辊子17和压板19送到一个悬吊系统20，悬吊系统20有一辊子21，此辊可在图示实线位置与虚线位置之间移动。载有准备投入使用的下一卷筒纸幅22的卷轴16安装在第二运输车11上，其前端装在一可摆动单元23上。可摆动单元23具有一加压系统24，在此系统内卷筒纸幅22的前端被固定，最好是在摆动单元23处于虚线所示的退回位置时固定。
在第一卷筒纸18运转时，辊子21移动到实线所示的位置，这样还有相当多一部分纸在悬吊单元内运行。当从运输车12拉出的卷筒纸幅18接近末端时或想要更换卷筒纸时，停止向悬吊单元输入卷筒纸18，但由于辊子21向着虚线位置移动，纸继续输出(沿箭头25所指的方向)。由于卷筒纸18邻近压板19的部分静止不动，摆动单元23摆动通过图示的实线位置一直到连接单元24与压板接触为止，因此将卷筒纸幅22(上面涂有粘接剂)压到卷筒纸幅10上完成一次接头。然后卷筒纸幅18在压板19的下方被刀26裁断，摆动单元23退回，卷筒纸幅22又被送入悬吊单元20，辊子21又移回到实线所示的原始位置。
输送卷筒纸幅18，22进入接头单元10没通过悬吊单元20到印刷机的精确度取决于卷轴16的轴线的对准精度。如果卷轴16的轴线不是精确地垂直于箭头25所指示的由悬吊单元20输出的方向，那么卷筒纸幅18，22就有在印刷机内起折或“越轨”(例如跑偏)的危险。为了防止这种现象，需设置运输车11，12以及接头下方的卷轴16的定位装置。图3a和3b中示出了可采用的这样一种对准装置。
为保证卷轴的轴线与卷筒纸幅运动方向精确垂直并保证卷轴的轴线到接头器10的距离正确，需要两种不同的对准。图3a示出了第一种对准装置。如图所示，在运输车11的其中一个臂15的外表面可转动地安装有两个导向滚珠30，另外一个臂15的外表面安装有一个导向滚珠31，导向滚珠31不仅可转动并可对臂15的外表面加以弹性载荷。当运输车11通过接头器10下方时(如图2所示)滚珠30，31与运输车两侧的一对导轨32分别接触。两个滚珠30保证对应的臂15及整个运输车的其余部分精确地与导轨32准直，弹簧加载的滚珠31保证在整个运输车宽度上的轻微变化的调整。滚珠30，31的三点接触使运输车能与导轨32精确准直，而导轨32可以和卷筒纸幅的运动方向精确准直。
如上参照图2所述及的，运输车安装在轮子或脚轮14上，从理论上讲，如果地面33非常平，轮子做得非常精确，则可以保证卷轴16的轴线精确地垂直定位。而实际上这种精确定位是不可能做到的。因此图3b中示出了获得这种垂直定位的一种方法。每个运输车11在其两侧具有一对支撑滚珠柱25，大致在接头器下方的地面33上装有斜道36。当运输车的前轮14移到斜道36上时，支撑滚珠柱35与导轨37配合，运输车11两侧各装有一根导轨37。导轨37在运输车11的运动方向上倾斜。当运输车11移动时，支撑滚珠柱35和导轨37的作用是将运输车11的后轮或后脚轮14从地面33升起离开地面。因此运输车及车上的卷轴16的垂直定位主要由导轨37来确定。
当运输车向前移动时，支撑滚珠35由图3b中的位置A移动到位置。
上述系统在运输车11通过接头器10的下方移动过程中，运输车11上的臂15需锁定在适当位置上。还可用适当的止动装置使臂15移动到某一确定位置时停止的方法达到卷轴的精确的垂直定位，尽管这种方法不是最优的。
这样图3a和3b示出了排成一行的安装有低卷轴的运输车的实施例，此实施例是本发明的第一个方面。
如上文参考图1所描述的，卷筒纸幅然后输送到印刷单元3去，图4示出了根据本发明的第二个方面的印刷单元3的一个实施例，此实施例为一卷筒纸双面胶印机。如图所示，印刷机有三个框架40、41和42，每个框架上有一对B-B式橡皮滚筒43、44和一对印版滚筒45、46，在印版滚筒外表面形成一个印版，印版分别与橡皮滚筒43、44中对应的一个相接触即每个框架可包括一“印刷对”。通常印版滚筒和橡皮滚筒具有相同的直径，但已知还有印版滚筒周长为对应的橡皮滚筒周长的一半的。如图所示，框架40、41和42紧密邻接，这种排列使得框架排的尺寸很小。还可以将框架40，41，42间隔排列。卷筒纸幅2绕过辊子47再从每个框架40、41、42上的一对橡皮滚筒43，44之间通过。最好将框架40，41和42基本垂直层叠布置，但也可以基本上水平布置，还可以使框架在垂直于卷筒纸幅方向上做成可移动的。印版滚筒45和46上载有准备印刷到卷筒纸幅2上的图象，通过橡皮滚筒(“胶印”印刷)转印到纸幅上。这个过程是公知的。
如图4所示，卷筒纸两侧设有一个包括印刷介质，例如着墨和润版传送装置48，49，的单元。着墨和润版传送装置48，49可以单独或一起沿垂直方向移动，并分别包括一断开机构以便于上述装置垂直移动(对照装置48和49)。
当印刷过程开始时，着墨和润版传送装置48，49沿垂直方向运动去和框架40，41和42中的一个套准。着墨及润版辊50通过能保证正确操作压力和图形的机构和印版滚筒进入啮合状态。如图所示，着墨与润版传送装置48，49设在卷筒纸幅2的两侧并为三个框架40，41和42所共用。如果要用框架41印刷，传送装置48，49就将着墨和润版辊50送到与框架41上的两个印版滚筒45和46接触的位置上，然后印刷过程开始。在印刷过程结束时，着墨和润版传送装置48，49又回到其断开位置(图中件号48所示)。传送装置48，49沿垂直方向运动，直到和另两个框架40、42中的一个相邻为止。然后着墨与润版滚筒又与另一个框架40或42上的印版滚筒45、46进入接触状态，一个新的印刷过程又开始。
还有一种可能就是框架垂直运动而运载装置保持静止不动，但这用机械的方法更难达到，注意这个方案使框架可以“在机”储存，这比公知的方案更有效。
一个与图4中的印刷机配套的驱动系统将在下面参考图5和6描述到。如图5中的平面图所示，着墨和润版运载装置要装在一可相对印刷机主机架52移动的支承机架51上，主机架又通过端部支架52a支承滚筒43，44，45和46。着墨与润版传送装置48，49的水平运动机构未示出，但图4中示出了安装在支承机架51上的限位器53，用于限定这种水平运动。
支承机架51以及其上的着墨与润版运载装置的垂直运动是由支承机架51上安装的升降电动机54来控制的。电动机54驱动一轴55，此轴横跨支承机架51并通过伞齿轮56，57和两个轴58，59联接。轴58带动一安装在主机架52上的小齿轮60转动，小齿轮60与齿条61相啮合。同样，轴59带动安装在主机架52相对一侧的两个小齿轮62，63，该小齿轮又分别与对应的齿条64，65啮合。这样电动机转动并驱动轴55，58，59，由此引起小齿轮60，62，63沿对应的齿条61，64，65或上或下运动，由此带动支承机架51相对主机架52或上或下运动，在这种结构中用了三点安装，但也可以通过在主机架52上的轴58，59上配置更多的小齿轮，齿条副来实现四点或更多点安装。支承机架的精确的垂直定位可以通过对电动机54的精确的控制达到，或通过在主机架52上安装一限位器66(见图4)达到。限位器66可以是弹簧加载的，这样当支承机架51移动它时，它便从主机架52中弹出，支承机架51便降到限位器的位置上。很清楚，当支承机架51向下运动时，例如，在图4中到框架40的工位去;必须将限位器66压下以允许支承机架通过。
现在叙述滚筒43，44，45和46的驱动机构。事实上，滚筒43，45的传动装置和滚筒44，46的传动装置相同，下面将只涉及滚筒43和45的传动装置。
一轴67沿主机架52向上延伸，并可在主机架上移多，其上安装有一齿轮68，齿轮68与一轴上安装的齿轮69相啮合以转动，沿轴70延伸有一蜗杆71，蜗杆71与蜗轮72相啮合。一根轴73固定在蜗轮72的孔内，并通过一支撑件74被支承机架51所支承。在远离卷筒43，45的轴73的轴端有一气缸75，气缸75可使轴73作轴向运动。在轴73的另一端有一离合片76，离合片76与从印版滚筒45延伸出的短轴78上的离合片77啮合。离合片76，77以及它们的联接轴73，78穿过主机架52上的一个孔79。在印版滚筒45的端部有齿轮80，齿轮80与橡皮滚筒43上的齿轮81啮合。
这样当轴73被气缸所移动时，就使得离合片76，77进入啮合状态，来自轴67的驱动力通过齿轮68，69，轴70，蜗杆71，蜗轮72，轴73，离合片76，77以及短轴78传送到印刷滚筒，并由印刷滚筒通过齿轮80，81传递到橡皮滚筒。
当轴73被气缸所移动而使得离合片76、77脱离啮合时，没有任何动力传动过来。进一步可认为轴73的这种移动足够使离合片76离开孔79，使得整个支承机架上的装置都能够相对主机架52移到与另一框架相邻的工位去。这种装置的优越性在于对处于非工作状态的框架上的滚筒不输送任何动力过去，因此可以安全地处置，例如，更换该筒上的印版。因为滚筒传动机构随着着墨和润版传送装置运动，所以不可能在滚筒处于非印刷状态的任意特定时间内偶然驱动它们。
由离合片76、77组成的离合器具有另一作用。离合片76、77构成一个“唯一位置”离合器，使离合器预定了印版滚筒45与相应的驱动系统之间的同步位置。这样不考虑印版滚筒45的初始位置，它的旋转将与轴67的旋转同步。
有时，需要改变轴67与印版滚筒45的同步以相对于主驱动系统提前或延迟印刷图象。为达到上述目的，蜗杆71被一直线运动致动器82驱动沿轴70移动，此直线运动致动器正常时使蜗杆71在轴70上保持不动。蜗杆的移动使蜗轮72转动，蜗轮再通过轴73和离合片76、77使印版滚筒相对驱动轴67的位置旋转。蜗杆71的运动还可来自一电动机或液压油缸。另一印版滚筒46相对于轴67的运动可以通过相同的方法获得，可以同时或分别由印版滚筒45的运动来获得。
着墨与润版传送装置48、49上的着墨与印版滚筒50的驱动系统将在下面参照图6叙述，虽然图6是图4等同的视图，但为清楚起见，将框架40、41、42省略了，上述传送装置由来自升降电动机54的动力驱动支承机架51相对于主机架52运动。
如图6所示，轴70的一端安装有齿轮83，另一端安装有齿轮69，中间为蜗杆71。这些齿轮83与另一轴85上安装的行星齿轮传动系84相啮合。轴85的两端分别安装有齿轮86，齿轮86与齿轮87啮合，齿轮87与着墨和润板单元内的传动系统以传统的方式啮合。这样轴70就和轴85联结在一起了，并和上面参照图5所讨论的驱动轴67联结在一起，驱动轴67驱动滚筒43、44、45、46，并且还驱动着墨与润版辊50。
可是，这种同步还依赖于印版滚筒45、46的直径，并且如果印刷机有两种不同直径的滚筒，上述传动系统只适用于一种直径的滚筒，而且当着墨和润版单元48、49移动到带有不同直径的滚筒的框架时，整个印刷将失去同步。图6的方案使用了一种辅助电动机88将动力从行星齿轮传动系84传递到轴85来克服上述问题。辅助电动机88的转速是受到检测的，检测结果输入一个比较装置89，此装置对印版滚筒和辊子90的转速进行比较(卷筒纸由辊子90之间通过)。这些辊子90同样也可以与行星齿轮传动系发生联系。如果发现传动系统不同步，就让电动机88加速或减速，直到同步为止。这样电动机88的变速通过行星齿轮传动系84使轴85改变转速。
图6示出了此系统的进一步的特征，即，驱动印版和橡皮滚筒的轴67由印刷单元外面延伸的轴91所驱动。这样，对轴67还可附加更多的印刷单元，或如图6所示，可以联接一预折页器92的打孔机或裁切单元的打孔机或切纸机。这些将在后面详细叙述，但可看到主轴91具有齿轮93，齿轮93再驱动预折页器92的轴94，轴94又驱动打孔机95，在这一系统中还可加上行星齿轮传动系96，并配上比较装置89。
如图4所示，一对着墨和润版传送装置48、49为三个框架所共有。通常，三个框架可以在它们的印版滚筒上具有不同的图象，或者甚至滚筒的直径不同。通过更换框架的方法，可以改变印刷长度。另外的方案也是可行的，图7中示出了一个实施例，其中包括四个框架100、101、102、103，每一个都与图4中所示的框架40、41、42相似，卷筒纸幅2由框架100、101、102、103当中通过，设置有四个着墨和润版传送装置，上方的一对104、105用于上方的两个框架100、101，下方的一对106、107用于下方的两个框架102、103。通过这种方法，例如，有可能用相同直径的印刷滚筒来印刷两种不同的颜色，而仍保留改变图象和/或重复长度的可能性。同样，如图7所示，支架上的滚筒可以有不同的直径，例如，框架100、102上的滚筒的直径比框架101、103上的滚筒直径小些。图7中所示的印刷单元，除了上面所讨论的配置了四个框架外其它与图4中的印刷单元大致相似，并具有图5和图6中所叙述的类似的传动系统，因此对图7的机构的进一步的详细说明将省略。
这个系统的一个特点是增设了附加框架，以及在可能时附加的着墨和润版传动系48、49，这样就增加了不同的印刷作业的数量。
以上参照图4至图7所叙述的实施例中的着墨和润版单元是相对于一排垂直叠置的框架作垂直运动。同样，也可以水平设置，即框架排成水平的一排，着墨和润版单元相对于这些框架运动，并在框架上进行印刷。可以采用一个或两个着墨和润版单元，印版滚筒以及着墨和润版单元的驱动仍同所描述的垂直单元(示于图5)一样。区别仅在于可以用同主动力轴平行运转的水平动力轴来带动印版滚筒。从主动力轴传过来的动力通过一垂直轴输入，该垂直轴通过两对伞齿轮连接主动力轴和水平轴。
如以上所述，整排框架是固定的，而着墨和润版单元则是可动的。由于本发明是靠相对运动，故也可以使着墨和润版单元固定而使框架排运动。使框架运动可以采取任何方式，如辊子，导轨，或气压千斤顶，框架上的印版滚筒的运动可以通过参照图6所描述过的单齿离合器来实现。采用可动框架的优点在于着墨和润版单元是固定的，因此，系统的传动也是固定的。但是，通常人们都认为使框架运动要比使着墨和润版单元运动困难。
图8和图9所示为本发明的另一个实施例，它所涉及的就是固定的着墨和润版单元及运动的框架。这个实施例具有4个框架111，112，113，114，它们形成一个转盘115。如图8所示，每个框架都有一对印版滚筒116和一对橡皮滚筒117，它们的形式同图4所示实施例中的框架40、41、42的印版和橡皮滚筒基本类似。但是，从图8中可以看出，框架111，113的印版和橡皮滚筒116、117要比框架112、114的印版和橡皮滚筒116、117小。这就使得框架111，113和框架112、114具有不同的点重复长度。
卷筒纸2通过辊子118，119进入印刷机，并通过转盘115的四个框架111，112，113，114中的两个112，114沿一水平路线运动。该转盘可旋转地支撑在一个机架120上，第二机架121则支撑着一个或两个着墨和润版单元122(从图9中可以更清楚地看到一个着墨和润版单元)。当装有一个着墨和润版单元时，它最好位于转盘115的卷筒纸输入一侧。当装有两个着墨和润版单元时，它们通常位于转盘115的相对两侧，以使得框架111，113或框架112，114能被驱动。
图8和图9所示的印刷机可以以几种形式中的一种工作。例如，可以仅用框架114进行印刷作业，框架112可以准备另一种不同的印刷作业。当用框架114的印刷作业完成后，框架114上的橡皮滚筒117可以卷筒纸2上移开，并且停止对该框架的驱动，然后将框架112上的橡皮滚筒117移到同卷筒纸相接触，并驱动框架112。然后就可以用框架112进行印刷作业而框架114进行准备。如果框架112和114具有相同的印刷重复长度或印刷直径，就可能用框架112和114一前一后地进行两种颜色的印刷。
要改用框架111，113进行印刷时，一个马达123带动转盘115，使其在机架120上转动90°，这样框架111，113就对准了卷筒纸2。转盘的准确定位可以分级实现(图中未示)。转盘115的这种转动意味着卷筒纸2必须断开以从一对框架转换到另一对框架上。因此，本实施例就不如图4所示的实施例优越。如箭头124所指，转盘115可以按需要顺时针转动或逆时针转动。
现在来叙述图8和图9所示实施例的驱动机构。参见图9，一个轴125(此轴可以联接到如参照图6所讨论过的整个印刷系统的驱动系统上)通过齿轮126带动一个轴127，再通过齿轮128带动一个着墨和润版单元122的驱动机构129。驱动机构129可以是同参照图6所叙述过的机构相类似，即传动可以通过行星齿轮130来实现，行星齿轮则靠一个附加马达131来动作以达到驱动的同步。
轴127上还有一个齿轮132，它同一个蜗杆133连接，蜗杆133再同一个蜗轮134作用。这个蜗轮转动一根轴135，它的一端是一个线性致动器136，另一端是一个离合器137。离合器137同一根轴138相联，这根轴带动框架111，112，113，114之一上的印版滚筒116。这样，本实施例的驱动大致上同参照图5所叙述过的类似，因此它的操作就成为显而易见的了。
如图9的右面所示意画出的，轴127也可以伸向转盘115的另一侧，以驱动另一个着墨和润版单元(图中未示)。
图4(或图7或8和9)所示机构的一个进一步改进是关于滚筒在框架40，41，42(100，101，102，103或111，112，113，114)内的安装。显然，如果滚筒以常规方式安装，每次改换框架时，都需要花费时间精确地调整印刷位置。因此，本发明的第三方面是关于一个能够容易地将橡皮滚筒移到或移离它们的精确接触位置的机构。当它们接触后，就可以进行印刷了。当它们移离接触后，它们就不会妨碍下一步，例如采用别的框架的印刷。还有，可以把一个框架从印刷位置移开，而用另一个带有不同尺寸滚筒的框架代替它，并快速方便地进行精确的运动中定位。以这种方式，就能用最少的停机时间对机器进行多次改换。
图10所示为这种系统的一个实施例，用于将橡皮滚筒43，44移到或移离同卷筒纸和与它们相邻的滚筒的接触。实线表示滚筒在印刷时的位置，虚线表示不印刷时的位置。一个橡皮滚筒44由啮合在一起的齿轮79，80(见图5)推到同与其相关联的印版滚筒46相接触，同时还靠在另一个橡皮滚筒43上(卷筒纸就被咬入橡皮滚筒43和44之间以保证印刷时的良好接触)。然后，橡皮滚筒43靠在它的印版滚筒45上。通常，在安装橡皮滚筒43、44时留有一个很小的间隙，因此当橡皮滚筒44被推到同与其相邻的滚筒接触时，由于同与它们相关联的印版滚筒和与它们共同作用的橡皮滚筒之间的接触压力，两个滚筒都会自动地自我定位在其精确的印刷位置上。
要使橡皮滚筒43，44接触，它们中的一个(图10中的滚筒44)应是可动的，它们的轴在位置B和A之间运动。这可以这样来实现，例如将滚筒的端头安放在支撑件的一个槽内，槽的一端对应于在位置B的滚筒轴，另一端被加工成能使滚筒轴在位置A时在该槽两侧有一自由度。在不印刷时，滚筒轴被一个加载的活塞140推向位置B，即虚线表示的橡皮滚筒44所在的位置。这时，橡皮滚筒44同它的印版滚筒46和另一个橡皮滚筒43也都脱离了接触。
另一个橡皮滚筒43安装在一个摆动支撑件141上，摆动支撑件141使得滚筒轴能在一个大孔(图中未示)中沿一限定的弧线运动。这个孔的边缘不影响橡皮滚筒43同印版滚筒45接触时的轴的位置，但却限制了它移开印版滚筒时的移动量。这样，当橡皮滚筒44运动到位置B时，橡皮滚筒43和印版滚筒45之间就能产生一个间隙，而且由于橡皮滚筒43能随滚筒44而运动，在橡皮滚筒43和44之间也能产生一个间隙，但又不能远至脱离接触。类似功能也可以通过在一个槽内安装橡皮滚筒43的支撑件来实现，既能使它同印版滚筒45接触，又限制了脱离开印版滚筒的移动。如果没有东西使橡皮滚筒43保持同印版滚筒45的接触，它就会在一个使其分离的力(可以由重力提供)的作用下在它的摆动支撑件141上作分离运动。使其分离的力要求不超过一个临界值。如果作用在辊子43上的重力(或其它的力)超过了这个值，这个分离力就会被作用在摆动支撑件141上的一个弹簧142或其它的偏置装置(例如气缸)来减弱。
如图10所示，橡皮滚筒44也安装在一个机架143上，机架143同一个杠杆144连接在一起，杠杆144可绕点145转动。当杠杆144通过例如一个气压系统146而向图中实线所示位置运动时，一个力就施加到橡皮滚筒44上，并使得它的轴克服活塞140的压力离开位置B运动到位置A(即印刷位置)。橡皮滚筒44抵住它的印版滚筒46，同时还同另一个橡皮滚筒43接触，并使得它也移动到同另一个印版滚筒45接触。靠两个橡皮滚筒与它们相邻滚筒之间的作用力和使它们移动到位的受控的力就可得到最后精确的定位和压力(而不再靠它们的安装槽或孔则的作用)。
这样，在“开”位置时，靠使滚筒中的一个移到或移离一个印刷位置的装置及使另一个滚筒在一限定距离内由于力的反作用而随动的装置，在“关”位时，靠槽或孔的限制，即便在印刷时换上一个不同的框架也能很快很容易地实现印刷的脱离接触和再接触。这就是说，该系统能实现压力装载和自动定位。理想地，滚筒应在一连续表面上作业，这最好通过滚筒支承(将在以后讨论)来实现。
因此，参照图4至图10所讨论的机器能实现连续印刷，而且使得在更换框架时能快且容易地按所要求的精度定位。这对缩短停机时间来说是非常重要的。图4所示机构特别适用于单色印刷(包括黑色)。它也适用于彩色印刷，虽然此时会由于公用的着墨和润版传动系造成困难，此时需要有多个的框架及着墨和润版传动系。
图11和图12所示为特别适用于本发明的滚筒设计。每个滚筒都有一个给定尺寸的筒芯150，在筒芯上可以根据需要装上不同厚度的轮缘单元。图11所示为一个装有较厚的轮缘单元151的滚筒，图12所示为一个装有较薄的轮缘单元152的滚筒。更换轮缘单元就可改变滚筒的有效直径而不必从印刷机上取下筒芯150。轮缘单元151，152是抗腐蚀的(否则润版液中的酸性胶会腐蚀它)，而取下轮缘单元后也就很容易进行维修。
见图11和12，轮缘151，152上有一印版153，它靠夹子154，155固定，使印版153围绕绷在滚筒上。从图11和12中还可见到滚筒端部的端环156和卡紧装置157，用以将轮缘单元151，152固定在筒芯150上。环156还起到一个支承件的作用，以保证如前所述的滚筒的平稳转动。应注意，环156要比轮缘单元151，152稍厚，这样它们的外径向表面就完全与印版153的外表面对应了。
当卷筒纸印刷完后，本发明的又一个方面就要起作用了。在大多数情况下，成卷筒纸形式的纸的折叠是很难的(虽然可能实现一种或几种纵向折叠，这将在下文叙述)，但是在卷筒纸印刷机输出处装上少数的几种复杂的折叠系统是可能的。另一方面，折叠纸页的技术有很多种，例如门式折叠，多层横向折叠和纵向折叠，图13和14所示为其中的两种。
图13所示为一种被称作刀式折页机的机构，在该机构中，纸张160在一对反向旋转的辊子161，162上面通过。当纸张160固定在该位置时，一个刀163向下运动迫使纸张160进入“辊缝”164，纸张就被牢靠地折叠起来。然后纸张160从辊子161，162之间向下拉出作下一步用途。刀163通常连接有一个光电管或类似的检测器以检测刀下面是否有纸160。这样，折叠作业就与纸张的到达折页器同步起来，而不是与前一工序的印刷作业同步。
图14所示为一种被称作栅栏式折页器的机构，在该机构中，纸张170在第一对反向旋转的辊子171，172之间通过，它的前端碰到一个斜面173。辊子171，172的作用迫使纸张170沿斜面173向上，直到其前端碰到一个挡板174，挡板174的位置是根据所需的折叠位置决定。当纸碰到挡板174后，它就不能继续沿斜面向上运动，所以辊子171，172的作用迫使纸张170进入辊子172和另一个辊子175之间的辊缝。这就使纸产生了准确的折叠，然后，由于辊子172和175的作用，它又沿另一个斜面176向下运动直到碰到另一个挡板177。在这个位置，纸张170受到辊子175和178的作用，它们之间的又一个辊缝使得纸张又一次被折叠。还可以使纸通过辊子179之间的穿孔辊缝在折叠后的纸的纵向穿孔。这样，图14所示的系统就能进行连续横向折叠和对纸张的穿孔。设置几个这种带有一个或两个斜面的单元，就能实现任何数量的横向折页。如果改变一台栅栏式折页机和另一台栅栏式折页机之间纸张的运动方向，纵向和横向的折叠就都能实现了。然而，一般第一次折叠都是横向折叠，否则就需要附加的设备。同样，纸张170的折叠是根据它到达折页机的时间决定，而不是根据印刷作业的时间。
也可采用一种刀式和栅栏式组合的折页机。
现在参看图15和16，从一台卷筒纸印刷机(例如图4所示的)上出来的卷筒纸2被一个切纸刀装置180切成单张纸。图15是该装置的透视图，从印刷机2出来的卷筒纸2先由一个杆6使其转过90°，这已参照图1叙述过。当然，这不是必须的，卷筒纸到达切纸刀装置180的路线也可以如图15中虚线所示那样是直的。切纸刀装置180可以由一个与印刷机构公用的驱动轴驱动，如参照图6所叙述过的，即图15和16中的切纸刀装置180相应于图6中的元件91。还可以设置一个如参照图1所叙述过的干燥器单元。当切纸刀装置180将卷筒纸2切成纸页(单张纸)后，它们就通过一个折页机181，该折页机可以是例如图14所示的那种栅栏式折页机，也可以采用图13所示的刀式折页机。应注意的一件事是，从印刷机出来的卷筒纸的速度可能要大于已知的纸张折叠系统能够处理的速度，所以可以将流送过来的纸张分流到两个或更多的路线。在这个例子中，系统装有一个分流器183，所以一部分纸张直接送到折页机181，而另一部分则分流到另一个折页机182。在单元184，185处还可以进一步改变方向。这种纸张的双路处理是公知的，这里就没有必要作更详细的讨论了。显然，根据纸的用途，可以进行任何次数的折叠。
其实，如以上所述，在进纸系统中第一次折叠一般都是横向折叠。图16所示为一种第一次就纵向折叠的简单方法。这对于不太容易用如图14所示的栅栏式折页机处理的薄纸来说尤为重要。从印刷机和(可能的)干燥机出来的卷筒纸2通到一个三角形的压纸型机190，因此，当纸从一个滚柱191向下运动到一对导辊192(它们之间有一狭缝)时，纸就被纵向折叠了。这样，传到一个总标号为193的栅栏式折页机的纸已经被纵向折叠过一次，因此就不大会在折叠时出现错误。同样，在卷筒纸进入栅栏式折页机193之前的位置上应装配上刀或类似的切纸装置194。
以上所叙述的都是直接对该纸进行折叠。但是，为了使横向折叠容易进行，也可以在刀或其它切纸装置194的前面安装上个横向打孔机构195。还有，可以通过连续穿孔轮196穿出孔197，这样就可以用卷筒纸印刷机穿出纵向孔以有利于图16所示的纵向折叠。另外，这个穿孔轮196可由参照图6时所叙述的印刷系统的主驱动轴来带动。同样，任何纵向折叠都可连续进行。由于在折叠过程中空气可以从孔中排出，所以穿孔也有助于提高质量。
权利要求
1.一种加工至少一卷原料卷筒纸的方法，包括在至少一卷卷筒纸上印刷，以与印刷有一定时间关系的方式把印刷过的卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间，其中原料从印刷之前到开始折叠单张纸是连续移动的。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于还包括在把卷筒纸裁成单张纸之前纵向折叠卷筒纸或各卷筒纸。
3.一种加工至少一卷原料筒纸的方法，包括在至少一卷卷筒纸上印刷，纵向折叠印刷过的卷筒纸或各卷筒纸，以与印刷有一定时间关系的方式把卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间。
4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于在纵向折叠之前，在卷筒纸或各卷筒纸上纵向穿孔。
5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其特征在于在把卷筒纸或各带筒纸裁成单张纸之前在卷筒纸或各卷筒纸上横向穿孔。
6.一种加工至少一卷原料筒纸的方法，包括印刷至少一卷卷筒纸，在印刷过的卷筒纸上横向穿孔，以与印刷有一定时间关系的方式把卷筒纸或各卷筒纸裁成多张单张纸，用折页器折叠各单张纸，折页器的动作取决于单张纸到达折页器的时间。
7.根据权利要求1-6中任何一项的方法，其特征在于在把卷筒纸或各卷筒纸裁成单张纸以后，单张纸就被交替地送到单独的各折叠位置，单张纸在该处折叠。
8.一种卷筒纸加工系统，包括用于连续地印刷至少一卷原料卷筒纸(2)的设备，用于输送印刷过的卷筒纸的装置和用于输送单张纸的装置，输送印刷过的卷筒纸的装置把印刷过的卷筒纸连续地输送到用于把卷筒纸(2)裁成多张单张纸的装置(180，194)，该裁纸装置(180，194)的动作与印刷装置有一定的时间关系，输送单张纸的装置把单张纸连续地输送到折叠单张纸的装置(181、182、193)，该折叠装置(181、182、193)的动作取决于单张纸到达折叠装置的时间。
9.根据权利要求8的卷筒纸加工系统，其特征在于在印刷设备和裁切设备(180、194)之间有纵向折叠卷筒纸或各卷筒纸的装置(190)。
10.一种卷筒纸加工系统，包括用于印刷至少一卷原料卷筒纸(2)的设备，用于纵向折叠卷筒纸或各卷筒纸(2)的装置(190)，用于把卷筒纸(2)裁成多张单张纸的装置(180、194)和用于折叠单张纸的装置(181、182、193)。
11.根据权利要求9或10的卷筒纸加工系统，其特征在于具有用于在纵向折叠之前在卷筒纸或各卷筒纸(2)上纵向穿孔的装置(196)。
12.根据权利要求8-11中任何一项的卷筒纸加工系统，其特征在于具有用于在把卷筒纸裁成单张纸之前在卷筒纸(2)上横向穿孔的装置(195)。
13.一种卷筒纸加工系统，包括用于印刷至少一卷原料卷筒纸(2)的设备，用于在卷筒纸(2)上横向穿孔的装置(195)，用于把卷筒纸(2)裁成多张单张纸的装置(194)和用于折叠单张纸的装置(193)。
14.根据权利要求8-13中任何一项的卷筒纸加工系统，其特征在于用于折叠单张纸的装置(181、182、193)包括栅栏式折页器。
15.根据权利要求8-14中任何一项的卷筒纸加工系统，其特征在于在裁切装置(180，194)和用于折叠单张纸的装置(181、182、193)之间设有用于把单张纸交替地送到对应的折叠装置的两个折页器(181、182)之一的装置(183)。
全文摘要
卷筒纸加工系统，包括印刷设备，用于输送印刷过的卷筒纸的装置；把卷筒纸裁成多张单张纸的装置，其动作与印刷装置有一定的时间关系；输送单张纸的装置和折叠单张纸的装置，其动作取决于单张纸到达折叠装置的时间。本系统有效地解决了细长卷筒纸的加工折叠问题。
文档编号B65H45/00GK1050856SQ9010070
公开日1991年4月24日 申请日期1987年5月14日 优先权日1986年5月14日
发明者肯尼思·阿尔伯特·鲍曼, 罗格·弗里德里奇·马斯林, 戴维·格登, 乔纳森·希思·里波 申请人:迪尔格有限公司