专利名称：合并和精制多个卷筒纸的设备与方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述用于合并和精制多个卷筒纸的设备，以及涉及一种合并和精制多个卷筒纸的方法。
“精制卷筒纸”这一说法应理解为在最广泛意义上的任何形式的加工，这可以是印刷、涂膜、编号、打孔、冲制、或用塑料卡(如信用卡)、样品袋、标签涂覆或敷盖(粘贴)或制作地址窗口并用透明薄膜覆盖。
若精制单一的一个连续的卷筒纸，由于过程同步，所以此卷筒纸的无缺陷继续加工(如折叠或横向切割)唯一地取决于正确保持纸的速度。这例如这样实现在卷筒纸上设定位孔，沿加工或精制线设置的齿形带与这些孔啮合，并因而保证了卷筒纸同步送进。然而，这种沿纵向定位的方式证明是有缺点的，一方面打孔的边通常必须在继续加工机组中去除，而另一方面两侧的打孔边意味着昂贵材料本身的损失。
在一种已知的设备中，为消除此缺点是通过在卷筒纸上作标记，用卷筒纸测头来测量这些标记。测头设在继续加工机组的前面。因此，通过适当的控制，便有可能对已经加工过的，例如预先印刷的卷筒纸作计算通过情况的继续加工，如印刷、压花、冲压或切割。在这种情况下通过控制器调整退卷机组中退卷辊的传动，从而可以影响长度规格。此外按另一种方案，必要时还可以通过设在继续加工机组前影响送进辊传动的同步马达修正定位。
若应精制和继续加工的不仅是例如报纸印刷时所要求的一个卷筒纸，而应加工多个卷筒纸并可能按不同方式加工，例如打算粘贴样品小袋或可取出的答复卡，那么情况就完全不同了。迄今对此没有满意的解决办法。当然可以将所有的卷筒纸通过齿形带导引，但这样一来便不可能对卷筒纸独立加工。上面所介绍的另一种设备虽然可用于一个卷筒纸，但不能用于将多个卷筒纸共同(亦即叠置着)导引和必要时独立加工以及可能加工不同质量的卷筒纸或进行各种精制(例如盖膜)。
因此本发明的目的是提供一种设备和方法，借助于它们合并多个卷筒纸以及必要时彼此独立地精制，并能沿纵向准确定位地共同输往继续加工机组。达到此目的可能途径是通过实现权利要求1和权利要求8所述特征的组合。在从属权利要求中说明了有利的改进。
在本发明范围内术语“卷筒纸”应理解为所有的那些以卷筒的形式存在的材料，必要时它们要进行精制过程，至少与另一个卷筒纸合并，并接着与此另一个卷筒纸一起进行继续加工。因此，例如包括薄膜卷，如各种厚度和质量的薄卡纸卷和纸卷。
对于各个卷筒纸的“合并”这一术语应理解为，已经退卷的卷筒纸在它们通过加工段之前彼此并排(必要时互相有间距)，它们在加工段可能彼此独立地加工或根本不加工，换句话说也可能走过不同的途径。故按本发明有可能其中一个卷筒纸不作加工地通过加工段，而另一个卷筒纸经导向辊导引并进行精制过程。但也可以按相同的方式将所有的卷筒纸在一个加工机组中同时加工，例如卷曲或编号。
用于完全一致地沿纵向定位控制至少两个卷筒纸的装置，包括使此至少两个卷筒纸的每一个沿有关的纸的宽度造成基本上相同纸张力的装置，因此重要的是首先通过卷筒纸测头按画在卷筒纸上的标记的时间顺序记录这些标记，并可使用此记录用于调整此至少两个卷筒纸的纵向定位。只有使合并的卷筒纸处于规定的纸张力状态，在纵向定位中的差别才能重新消除，这些差别可能发生在例如经过加工段中精制后，而且被卷筒纸测头通过测量标记确定下来。此外，通过控制部件控制传动或制动装置，此装置主要配属于有关的排出辊，因为排出辊作为传动辊预先给定了卷筒纸速度。
为了保证通过加工段以及在通过一个个加工机组时，各卷筒纸能定位准确地加工和它们在继续加工机组中正确地共同继续加工，至少在加工段和继续加工机组之间设有造成纸张力的装置，并因为卷筒纸在继续加工机组中通常不再处于应力之下，故尽可能直接设在继续加工机组之前。
若设置形式上为橡胶辊的拉辊对，作为用于造成纸张力的装置，则由于橡胶辊比较柔韧的表面，所以作用在合并的卷筒纸上的压力，可例如比已知的拉辊更均匀地沿纸的宽度分布，这恰恰是精制卷筒纸的一个重要的要求。若在这种橡胶辊的圆周上制有某种型面，则加在卷筒纸上的精制产品在卷筒纸通过橡胶辊时，被接纳在型面的相配槽中，因此作用在合并卷筒纸上的压力保持不变。根据所使用的纸的质量、卷筒纸数量和必要时各卷筒纸在加工段中进行的加工类型，也可以设置多对拉辊以代替唯一的一个拉辊对，以保证在各卷筒纸之间有足够的摩擦力连接，和/或必要时压出可能在卷筒纸之间存在的气泡。
若记录最上面卷筒纸标记的卷筒纸测头设在拉辊所在区，并在多对拉辊的情况下尤其设在纸传送装置最后一对拉辊所在区，便可保证后继的继续加工具有准确纵向定位地进行，尤其是在继续加工机组尽可能紧邻拉辊的情况下。在这种情况下通过设在加工段前面的卷筒纸测头实现在最上面卷筒纸之下运行的卷筒纸上标记的记录，并因此为分别加工所需的纵向定位同时也都是正确的，这尤其直接在与有关的各上部卷筒纸合并之前。也可以为最上面的卷筒纸在加工段之前设一个卷筒纸测头，由此，尤其在加工段有不同的加工机组时，除了可通过设在拉辊区内的卷筒纸测头获得的定位信息值外，可单独给出一个修正最上面卷筒纸纵向定位的信息，上述信息值主要只用来修正继续加工机组的部件和加工机组的部件。
下面借助于附图举例说明本发明。其中
图1一个退卷机组；图2按本发明有三个退卷机组用于合并和精制三个卷筒纸的设备侧视图；图3图2所示设备的俯视图。
图1表示一个退卷机组1，在此退卷机组1中卷筒纸3从一个卷筒2展开。为此，卷筒2的轴4支承在倾斜的卷筒导引装置5上，卷筒纸3通过一个靠在卷筒2圆周上一般被传动和起制动器作用的辊6退卷，两个排出辊7和8和差动传动装置以规定的可选择或可调整的速度拉出卷筒纸3。因此卷筒纸的速度是确定的。通过读数头26测定卷筒纸的定位记录，并作为基准值输入控制部件19中。之后，卷筒纸3通过一个纸边控制器9，它允许继续加工具有准确侧向定位的卷筒纸3。
由图2和3可见，通过多个并排的这样的退卷机组1a，1b，1c，卷筒纸或薄膜带3a，3b，3c被退卷。各卷筒纸通过转向交叉架10a，10b和10c，在那里它们经由导向辊13a，13b和13c导引，并总是使每一个随后的卷筒纸置于走在前面的那个(些)卷筒纸下面。然后，它们输往加工段11。
接着在加工段11中，这三个退卷的卷筒纸3a，3b和3c或一起或彼此独立加工，这取决于所要求的加工步骤。故例如可能设置编号机、印刷设备(例如喷墨或激光打印机)、穆蒂弗莱克斯机组、装钉孔打孔台或做小袋用的旋转推纸器。为每一个这些可自由安置的中间组件设传动箱12，它们各有360°定位。
如同现有技术公知的那样，卷筒纸在加工段11中不需要通过齿形带导引，而是在这里是自由张紧的，必要时根据所设的中间组件通过导向辊导引。尽管如此，主要由于在加工机组中各卷筒纸有可能独立加工，必要时仍有可能为至少一个卷筒纸设一个齿形带导引装置。
一个卷筒纸例如在加工段内受了潮，便会因此而伸长。为了补偿这一结果，使卷筒纸经中间辊或绕附加的滚筒运行，以保持必要的张力。
通过加工段11后，卷筒纸3a，3b和3c在两个被传动的橡胶滚筒14a和14b之间运行，并输往继续加工机组15。在此已知的加工和继续加工机组中，紧接着退卷机组设有牵引组，它们一般设计为机械式压辊。在加工段之后并在继续加工机组之前，不设其他的牵引组。设在继续加工机组之前并在必要时可以调整的导引辊，如一开始引言中所述，在已知的设备中用于修正卷筒纸的定位，并不用于造成规定的纸的张力。
通过橡胶滚筒14a和14b则与之相反，可以在继续加工机组15前沿纸的宽度造成均匀的纸张力，并可控制此纸张力。不同型面的橡胶套可以套在辊上，并因而可以适应不同的加工过程。故例如可在此橡胶滚筒上设槽，借助于设在加工段中的卡片分配器在卷筒纸之一上粘贴的塑料卡或借助于旋转推纸器制成的小样品袋可恰好在此槽中通过。因此，作用在所有已合并的卷筒纸上的压力，在此地点沿纸的宽度方向仍保持均匀。橡胶滚筒14a和14b均被驱动，并与图象印刷展开装置(Druckbildabwicklung)基本同步。卷筒纸因而受拉并沿着加工段11保持张紧。在这种情况下，基本的调整由操作人员通过对叠置着的卷筒纸的监控进行，在加工过程中经常的再修正则通过下面所介绍的控制设备来实现。
还可设其他的拉辊对，它们同样最好设计为橡胶滚筒。这样一种配置在涉及许多层的制品时是有优点的，因为在合并多个卷筒纸时，在各个(尤其是最里面的)卷筒纸之间容易留有气垫，它们会在各个位置产生不应有的改变。为此至少应设置前后两对拉辊，由于气垫造成的变化因而得以消除。但也可以在加工段中某些加工机组之间附加地设置拉辊对，尤其在长的加工段中业已证实是有利的，以便可靠地保证沿加工段的张力。
一般作为拉辊采用标准周长为24英寸(60.96厘米)的辊。拉辊对的两个圆柱滚筒14a，14b都被传动，并且是同步的，所以有相同的圆周速度。两个滚筒14a，14b的轴线准确地上下对齐，并垂直于纸的输送方向。因而，拉辊对施加在处于它们之间的卷筒纸上的压力相等，卷筒纸在没有丝毫包缠角的情况下沿直线输送。
显然，例如与拉辊外套的材料或弹性有关，这些拉辊的圆周速度必须与在它们之间运行的卷筒纸厚度相匹配。
由于可通过测量标记提供信息，所以拉辊的圆周速度还可以修改。为此，通过控制部件19控制一个伺服调节器22d，用来操纵一个在最好设计为橡胶滚筒14a和14b的拉辊的传动装置21d处的伺服马达20d。从而保证，卷筒纸在邻接的继续加工机组15中可定位准确地加工。但加工机组11的设备正确定位也可以按这种方法调整。中间组件12的传动装置可通过控制部件19按相应的(没有表示的)方式控制。
设有主驱动装置23，用于驱动排出辊7和8，用于驱动中间组件12、橡胶滚筒14a和14b以及继续加工机组15的各个工作站。
继续加工机组15可例如是一个切割、打孔或装钉设备。橡胶滚筒14a和14b与继续加工机组15之间的距离一般应尽可能小，因为沿卷筒纸运行方向看在橡胶滚筒14a和14b后面不再保持纸的张力。加工完成的产品在传送台16上被送出，或必要时输往附加的继续加工设备，例如装钉机或折叠机。
沿卷筒纸运行方向看在转向交叉架10b或10c后面，分别为第二或第三个卷筒纸设一个卷筒纸测头17b和17c，另一个卷筒纸测头18直接设在橡胶滚筒14a和14b的前面。这种直接在滚筒14a，14b前面或在最后一对拉辊前面安排卷筒纸测头18的配置通常是有优点的，因为卷筒纸在后续的继续加工机组内，可能由于在其中所进行的加工而不再处于张力状态，并可能有些倾向于颤动而使定位标记的读数不可靠。卷筒纸3a、3b和3c上有标记，它们按规定和相等的距离制作。根据卷筒纸测头的类型可以选择标记的类型，例如划线标记，它们可用光传感器测得。
若在第一和最上面卷筒纸3a上的第一个记号被卷筒纸测头18检测到，则通过此测头18发生一个信号，此信号输往控制部件19。
若操作人员判定纵向定位是正确的，则因而可获得一个基准值，它再给出所要求的卷筒纸速度并可用于最上面的卷筒纸相对于继续加工机组15或相对于加工机组11的各组件沿纵向的定位控制(因而确定了可通过卷筒纸测头18获得的信号的时间顺序)。
因为卷筒纸3a的张力通过这两个橡胶滚筒14a和14b产生，所以它们必须始终以一个略高于实际要求的卷筒纸速度的圆周速度运行。如保证所需要的纵向定位，通过卷筒纸测头18获得的信号不断地与基准值在控制部件19中进行比较。
若实际值偏离，控制部件9(必要时无接触式地)控制一个伺服调节器22a，用于操纵在退卷机组1a中的排出辊7a和8a的差动传动装置21a上的伺服马达20a。因此可以将卷筒纸3a略往回拉，即所谓制动。
因此通过这两个橡胶滚筒14a和14b交替地升高来控制纸的张力。
另外的卷筒纸3b和3c也必须准确地沿纵向定位，并且与第一卷筒纸3a共同进行，因为这三个卷筒纸与它们的可能不同的加工无关地共同在继续加工机组15中加工。
现在通过转向交叉架10b后的第二卷筒纸3b经过卷筒纸测头17b，故此测头17b记录这些标记，并将信号发送给控制部件19。卷筒纸3b而且上面的卷筒纸3a上的准确的纵向定位，是在卷筒纸测头18所在地点两个卷筒纸的标记完全一致时达到的。现在一方面被第二卷筒纸3b后移的在卷筒纸测头17b和测头18之间的距离是已知的，另一方面由于两个橡胶滚筒14a和14b在两个卷筒纸3a和3b上施加的压力在两个卷筒纸上造成了一定的拉力。因此，由卷筒纸测头17b测得的信号的时间顺序可以确定，卷筒纸3b是否已正确定位。
按照针对卷筒纸3a所说明的控制，对于卷筒纸3a也进行同样的控制。通过控制部件19控制一个伺服调节器22b，用于操纵在退卷机组1b中排出辊7b和8b的差动传动装置21b上的伺服马达20b。
对于第三卷筒纸3c也以相同的方式调整为准确的纵向定位。为此设置卷筒纸测头17c，通过它的信号间接地控制一个伺服调节器22c，用于操纵在退卷机组1c中排出辊7c和7b的差动传动装置上的伺服马达20c。
在经过橡胶滚筒14a和14b后，合并后的卷筒纸3a，3b和3c继续加工；卷筒纸在这里通常不再保持张力。因此为使卷筒纸保持完全一致，应当使继续加工机组尽可能直接邻接橡胶滚筒14a和14b。
可有选择地设置一个配属于最上面卷筒纸的测头17a，通过它，如已在上面说明的那样，必要时可以附加地或交替地对最上面的卷筒纸3a进行定位监测或控制。
在加工段11内可按已知的方式设置附加的用于监控各个定位记录器的装置。
可邻接于转向交叉架10a、10b和10c设置导引辊27(在图2和3中用虚线表示)，它们必要时也被传动，并主要用作卷筒纸导引，而不是夹紧它们。在后一种情况下则应为每一个卷筒纸设一个用于修正定位的可能按传统设计的牵引组。
权利要求
1.合并和精制至少两个卷筒纸或薄膜料带的设备，它有至少两个退卷机组(1a，1b，1c)，在每个退卷机组中，一个按周期性间距作有标记的卷筒纸(3a，3b，3c)借助于排出辊(7a，8a；7b，8b；7c，8c)从卷筒(2a，2b，2c)上排出，必要时经导向辊(13a，13b，13c)导引，与至少第二个卷筒纸(3a，3b，3c)合并，并输入加工段(11)，在加工段(11)中最好此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)必要时彼此独立地通过加工机组，并输往继续加工机组(15)，其特征为设有用于完全一致地沿纵向定位控制此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)的装置，它们包括下列部分-用于使此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)的每一个沿纸的宽度造成基本上相同的纸的张力的装置；-用于记录每个卷筒纸(3a，3b，3c)上标记的时间顺序的卷筒纸测头(18，17a，17b，17c)；以及-一个控制部件(19)，用于控制每一个主要配属于有关排出辊(7a，8a；7b，8b；7c，8c)的传动装置或制动装置。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为作为造成纸张力的装置，至少设一对尤其形式上为橡胶辊(14a，14b)的拉辊，它们设在加工段(11)之后和最好直接在继续加工机组(15)之前。
3.按照权利要求2所述的设备，其特征为在橡胶辊(14a，14b)的圆周上制有型面，用于容纳相应的精制产品。
4.按照权利要求2或3所述的设备，其特征为橡胶辊(14a，14b)的轴线上下互相对齐，并处在一个垂直于卷筒纸(3a，3b，3c)运行方向的平面内。
5.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征为卷筒纸测头(18)设在拉辊所在区内，尤其是沿卷筒纸运行方向看直接位于拉辊前面，而用于每一个非最上面的卷筒纸(3b，3c)的每一个第二卷筒纸测头(17b，17c)，则设在加工段(11)的前面，并尤其直接位于与至少第二个卷筒纸合并之前。
6.按照权利要求2至5之一所述的设备，其特征为可通过控制部件(19)控制拉辊的圆周速度。
7.按照前述权利要求之一所述的设备，其特征为继续加工机组(15)直接与拉辊邻接。
8.合并和精制至少两个卷筒纸的方法，按此方法，每一个总是按周期性间距作有标记的卷筒纸(3a，3b，3c)，在每一个退卷机组(1a，1b，1c)中借助于排出辊(7a，8a；7b，8b；7c，8c)从每一个卷筒(2a，2b，2c)上排出，并在必要时经导向辊(13a，13b，13c)导引，随后此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)合并并输入加工段(11)，在此加工段(11)中它们必要时彼此独立地通过加工机组，以及输往继续加工机组(15)，其特征为沿此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)每一个的纸的宽度，造成基本上相同的纸的张力；以及，记录每个卷筒纸(3a，3b，3c)标记的时间顺序，上述记录以信号的形式输入控制部件(19)并与一个预定的基准值作比较，以及用于控制一个主要配属于有关排出辊(7a，8a；7b，8b；7c，8c)的传动或制动装置。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征为卷筒纸(3a，3b，3c)至少直至加工段(11)末端总是保持处于张力之下。
全文摘要
一种合并和精制至少两个卷筒纸或薄膜料带的设备包括退卷机组(1a，1b，1c)，其中每一个按周期性间距作有标记的卷筒纸(3a，3b，3c)借助于排出辊(7a，8a；7b，8b；7c，8c)从卷筒(2a，2b，2c)排出，必要时经导向辊(13a，13b，13c)导引，以及与至少第二个卷筒纸(3a，3b，3c)合并，并输入加工段(11)。在加工段(11)中，此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)必要时彼此独立地通过加工机组，并输往继续加工机组(15)。设有用于完全一致地沿纵向定位控制此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)的装置，其中包括用于使此至少两个卷筒纸(3a，3b，3c)的每一个沿有关的纸的宽度造成基本上相同纸张力的装置；用于记录每个卷筒纸(3a，3b，3c)上标记的时间顺序的卷筒纸测头(18，17a，17b，17c)；以及一个控制部件(19)，用于控制每一个传动或制动装置。作为用于造成纸张力的装置，设有一些尤其形式上为橡胶辊(14a，14b)的拉辊，它们位于加工段(11)之后，并最好直接设在继续加工机组(15)之前。
文档编号B65H39/16GK1149862SQ95193406
公开日1997年5月14日 申请日期1995年4月13日 优先权日1994年4月13日
发明者J·施怀格 申请人:布兰斯塔尔印刷参与企业公司