专利名称：双重卷纸归一切纸机的制作方法
发明的背景和简述在用卷纸生产单页纸张，特别是，在生产预先印刷好的单页商业表格时，理想的情况是，在一个阶段中生产出大的卷纸，然后依次将卷纸切断成单页表格。然而，在一些情况下，特别需要将在大的卷纸上并排生产出来的表格集中在所产生的商业表格的最终系列中。本发明提供了一种低成本地实现这种功能的方法和设备。
按照本发明的方法和设备，在将一个至少有两个单页纸张(典型地为商业表格)宽的主卷纸分割成各卷纸部分以后，使用两个或多个切割装置作用在各卷纸部分上。切割装置以特别的方式同步运行。卷纸部分向切割装置送进，并且以这样的方式将单页纸张从切割装置处移走，即，生产出的一系列纸张(典型地为商业表格)中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分。这种结构在在线/即时环境下能够提供很高的可靠性，并得到很高的操作速度。同时，这样的系统还降低了切割装置下游设备的复杂性，使用和构造起来简单容易，并且有一个相对较小的“足迹”，因此占用较小的地板空间。同时，本发明特别适合于生产顺序排列的纸张系列，在纸张之间具有一个间隔(该间隔可以通过控制切割装置下游的元件的操作速度进行调整)。可以对该方法的使用以及该设备的操作进行改进，以生产出迭压纸张，或一个叠一个地相互堆叠在一起的纸张。
按照本发明的一个方面，提供了一种从卷纸中生产出一系列纸张的方法，其包括如下步骤(a)沿一第一方向移动卷纸，该卷纸至少具有两个纸张的宽度；(b)在进行步骤(a)的同时，分割卷纸，以至少形成两个卷纸部分；(c)将来自步骤(b)的两个卷纸部分改向，以使它们在不同的路径上运动；(d)将两个卷纸部分切割成单页纸张；以及(e)将单页纸张改向并合并，以形成一单一系列的纸张，其中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分。
步骤(c)通常通过将两个卷纸部分改向、以使得在进行步骤(d)之前它们相互之间大体上垂直排列的方式实现。步骤(d)最好通过对不同的卷纸部分采用不同的切割装置的方式实现，各切割装置同步运行，并且相互之间具有相位差。当只包括两个卷纸部分(而不是更多)时，切割装置之间的相位差大约为180°。
步骤(a)到(d)通常是在卷纸或卷纸部分以一第一线速度运动的情况下进行；并且步骤(e)是在一经切割后，立即提高纸张的速度，以使其以第二线速度运动的情况下进行，该第二线速度至少是第一线速度的两倍(假定这里为两个卷纸部分)，以及对于有三个卷纸部分时，该第二线速度至少为第一线速度的三倍，等等。在可以进行其他改进(例如在美国专利4,696,464中所示)的同时，步骤(a)到(e)的操作通常会形成一系列顺序排列的纸张，纸张之间的间隔通过步骤(e)中提供的速度的提高多少来确定。步骤(c)最好使卷纸部分在两个不同的大体上垂直排列的第一和第二环路中运动，第一环路的长度比第二环路长一些，以便第一环路的卷纸部分比第二环路的卷纸部分领先一个单页纸张的长度，该单页纸张通过被分为两部分在步骤(d)中形成。
在优选的操作方式中，用于步骤(a)中的卷纸包括一卷预印刷的纸制商业表格，而在步骤(e)的系列中的单页纸张为单页预印刷的纸制商业表格。
按照本发明的另一方面，提供了从一卷纸中生产一系列单页纸张的设备。该设备包括以下部件用于沿一第一方向移动卷纸的装置，该卷纸至少具有两个纸张的宽度；在卷纸沿第一方向运动的同时，用于分割卷纸的装置，以便至少形成两个卷纸部分；用于使两个卷纸部分改向的装置，以便使它们在不同的路径上运动；用于将两个卷纸部分切割成单页纸张的装置；以及用于将单页纸张改向并且合并成一个单一纸张阵列的装置，在该纸张列中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分。
用于将两个(或更多个)卷纸部切割成单页纸张的装置，可以包括任何允许同步地将卷纸部分切割成纸张的传统结构。在可以采用任何传统设计的同时，在本发明的优选实施例中，该装置包括有第一和第二组(或者，如果从原始卷纸分割出两个以上卷纸部分时，可采用更多组)切割筒与砧筒。每一个切割筒最好都有一个切割刀片，当提供两个卷纸部分时，切割筒的切割刀片大约具有180°的相位差。不同组的切割筒和砧筒最好采用电控或机械驱动的方式同步驱动，以便在切割刀片之间保持适宜的相位关系。当然，筒可以更大，以便可以在每一个筒上安装两个或更多个切割刀片。在这种情况下，每一个切割筒的相应组的切割刀片大约具有180°的相位差。
在卷纸沿第一方向运动的同时用于分割卷纸的装置可以包括任何常用分割机构，其中包括(但不是限定)旋转轮切刀，往复式切刀，剪切式切刀等。
用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同路径上运动的装置也可以由任何可以完成该功能的常用元件组成，其中包括辊子，滑架，无论是拐角的、直线的，还是弯曲的或类似物的静止改向装置。在优选实施例中，用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同路径上运动的装置包括用于使两个卷纸部分改向、以使它们在接触切割装置之前相互基本上垂直排列的装置。例如，该用于使两个卷纸部分改向的装置可以包括第一组第一和第二曲面元件(其可以是辊子，但最好包括静止的曲面元件)，它们相互垂直间隔开，并且与水平方向夹角不同。而且，还可以安装有第二组第一及第二曲面元件(辊子或静止元件)，它们相互之间在垂直方向和水平方向上间隔开，并且比所述第一组曲面元件更靠近所述切割装置。
用于将单页纸张改向并且合并以形成一单一系列纸张的装置也可以包括任何可以完成该目的的常用结构，其中包括合并/归一组件，如美国专利4,696,464所示的复合输送系统，或类似装置。然而，为简单和可靠起见，用于改向和合并单页纸张的装置最好包括用于在被切割装置切割时夹紧纸张的第一和第二组夹紧辊子，以及分别与第一和第二组夹紧辊子配合的第一和第二归一输送带装置。第一和第二归一输送带装置可以包括上部和下部皮带部分，以及一个位于所述上部和下部皮带部分之间的中央会聚皮带部分。中央会聚皮带部分可以包括一个与上部皮带部分配合的第一皮带分部；一个与下部皮带部分配合的第二皮带分部；以及一个位于上部和下部皮带部分之间的第一和第二分部的公用辊子。与公用辊子一起使用的皮带可以包括间隔开的单个输送皮带或带。
用于沿第一方向移动至少两个纸张宽的卷纸的装置可以包括任何常用的输送装置。可以用于该目的的一些常用装置的例子包括有或没有导辊或改向辊的成套驱动辊子，针式送进牵引机，压力送进牵引机，气流驱动器等，它们通过任何合适的能源驱动，例如电动马达，液压马达或流体马达等。
该设备可以按常规操作，以使用于改向和合并单页纸张的装置生产出顺序排列的纸张系列，纸张之间的间隔通过与沿第一方向用于移动卷纸的装置的速度相比、用于改向和合并单页纸张的装置所提供的速度提高的多少来决定。该设备也可以这样被操作，以提供一个使单页纸张彼此堆积在一起、或者在迭压放置时以任何偏置程度迭压在一起的叠层。
由用于改向和合并单页纸张的装置提供的速度的提高可以通过使用具有特殊(可调或可变)齿轮传动比或带轮比的机械组合元件实现。或者，通过使用常用的计算机控制来实现，其同步操纵多个马达并且为它们提供不同的速度。
本发明的主要目的是高效地、相对简单且可靠地利用至少两个纸张宽度的卷纸来生产一系列纸张。通过本发明的详细描述以及附属的权利要求，本发明的该目的和其他目的将更加明了。
附图的简要说明
图1为按照本发明，用于实现本发明的方法的典型设备的侧面示意图；图2为用于图1的设备中的分割和改向装置的一个示例形式的顶部透视图，并且示出了卷纸部分被改向后的另一种排列方式；并且图3为一端部示意图，带有输送带部分的剖面，其示出了图1所示的用于将单页纸张改向和合并成单一系列的装置的公用辊子的优选实施例。
附图的详细说明图1示意性地描述了按照本发明利用卷纸10生产一系列单页纸张的基本设备。由于为实现各种不同功能可以使用大量的不同元件，并且这些元件本身都是常用的，且大部分都能够从市场上购买到，因此，图1中只是对该设备进行了示意性的描述。
按照本发明的设备在图1中总体上以参考标号11表示，其包括有用于使卷纸10沿第一方向12运动的装置。卷纸10(如图2所示)的宽度至少是单页纸张13宽度的两倍(即在与送进方向12垂直的尺寸上)，如果在生产时使用的本发明的元件适当加倍，还可以达到三倍或三倍以上的宽度。卷纸10最好为具有预先印刷好的商业表格的卷纸，以便纸张13成为预先印刷好的商业表格。
用于使卷纸10沿第一方向12运动的装置可以包括任何常规的卷纸移动装置。这些装置的实例包括具有或没有导辊或改向辊的动力驱动辊子，压力送进牵引机，或针式送进牵引机。在图1所示的实施例中，示意性地示出了针式送进牵引机14，其具有常规的针，这些针与设置在卷纸10边沿上的常规牵引孔15(见图2)配合。象常规情况一样，加工有牵引孔15的地方，可以在制造过程中被切掉或者在任何合适的地方从卷纸10上分离。
设备11还包括在卷纸10沿第一方向12运动的同时，用于将卷纸切开以至少形成两个卷纸部分16，17的分割装置。分割装置可以包括任何常规分割机构，例如在图1中18处示意性描述的旋转分割轮，或者如在图2中19处示意性描述的与可转动砧座配合的分割刀片，或者任何其他常规分割结构。分割元件18、19相对于卷纸10的位置可以调整。如图2所示，当卷纸10超过两个纸张13的宽度时，或者当卷纸10被分割以形成不同宽度(与送进方向12垂直的方向)的单页纸张13时，可以安装两个或两个以上的分割机构，例如附加分割器19’。
设备11还包括使两个卷纸部分16、17改向的装置，以便该两部分在不同的路径上运动--最好是如图1和图2中示意性描述的那样，该两部分被切割成单页纸张之前在不同的路径上运动时，它们大体上彼此竖直排列。改向装置可以包括任何能够使卷纸改向、以便完成本发明的目的的常规结构，这些结构包括或者为动力驱动辊或者为导辊的辊子，抓紧牵引机，直线或曲线的静止卷纸接触表面等。在附图中描述的优选实施例中，改向装置包括一系列的曲面组(为了节省费用最好为静止的，尽管必要时可以使用辊子)，以及送进输送机。
例如，卷纸部分16首先通过第一曲面静止元件21向外运动，而第二卷纸部分17通过第二曲面静止元件22被改向。元件21，22构成第一组元件。第二组元件进一步使卷纸16，17改向，该第二组元件包括与卷纸部分16接触的第一曲面静止元件23，以及与卷纸部分17接触的第二曲面静止元件24。正如在图1和图2中看到的一样，元件23，24最好为静止的，并且相互之间垂直隔开。并且，如图2所示，元件23，24最好布置成与水平面呈不同夹角。元件23，24可以以任何合适的方式安装，例如，安装在如图2所示的U形静止支撑结构中。
改向装置还可以包括第三组第一和第二曲面(最好是静止的)元件26，27，它们分别与卷纸部分16，17接触，并且，改向装置还可以包括输送结构28，29(见图2)。结构28，29可以是任何合适的输送结构，例如辊子、压力牵引机或类似机构。在图1的示意图中，输送结构28，29为针式送进牵引机。
改向装置--如图1和图2中所示的结构21至29--最好使卷纸部分16，17在不同的大体上垂直排列的第一和第二环路中运动，第一环路比第二环路稍长一些，以便第一环路的卷纸部分比第二环路的卷纸部分领先一个单页纸张/商业表格13的长度(在方向12上)，该单页纸张/商业表格通过被分为两部分(此处卷纸10为两个纸张13的宽度)而随后形成。通过使用图1和2中示出的特定改向结构21至27，可以按大体上垂直排列的方式，将输送结构28和29中的一个设置在另一个的上面。
设备11还包括用于将两个卷纸部分16，17切割成单页纸张13的装置。在图1中30和31处示意性示出的切割装置可以包括任何常用的切割工具，例如线性往复式刀片、剪切式刀片或类似切割器具。在图1所示出的优选实施例中，切割装置30包括一个切割筒32，其至少具有一个径向延伸的切割刀片33，该切割刀片33与砧筒34相配合(仅仅为了清楚起见，图1中刀片33以放大了的尺寸示出)。筒32，34每旋转一次，刀片33与卷纸部分16接触一次，从而切割出一张单页纸张13，该单页纸张13的长度相应于筒32，34的周长。根据将要被切割的纸张13的长度，每一个筒32可以安装一个以上的切割刀片33，或者，如果需要不同长度的纸张13，可以采用不同周长的切割筒32。
切割装置31包括另一个切割筒35，其具有一切割刀片36，并与另一个砧筒37配合。对于图1和图2中示出的具有两个纸张宽度的卷纸10的结构，刀片36与刀片33的相位差基本上为180°。这种相位差的安排，可以通过采用为达到此目的而设计的常用结构将筒32，35的旋转运动机械结合起来的方式实现，或者通过采用适宜的常用计算机或电子控制结构来实现。
象输送结构28，29一样，切割装置30，31相互之间最好大体上垂直排列，以便为了使纸张得到所需要的排列，不需要通过任何的下游设备使纸张13再次改向。
设备11还包括用于将单页纸张13改向并且合并成单一系列纸张的装置，该纸张系列在图1的39处示意性地示出。在系列39中，交替的纸张13分别来自于交替的卷纸部分16，17(在此有两个卷纸部分，如果使用三个或更多的卷纸部分，也可以形成同样的系列)。改向和合并装置可以包括任何可实现该目的的常用结构，例如，如专利4,696,464中所描述的复合皮带和辊子装置，或者采用传统的合并/归一组件。在本发明的优选实施例中，改向和合并机构在图1中总体上以参考标号40表示，其元件在图3中进行了描述。
在图1和图3中描述的优选实施例中，改向和合并机构40包括第一和第二组常规夹紧辊子41，42，分别用于在被切割装置30，31切割时夹紧纸张13；还包括分别在图1中43，44处示出的第一和第二归一输送带组件，它们分别与第一和第二组夹紧辊子41，42配合。第一和第二归一输送带组件43，44包括一个上部皮带部分45和下部皮带部分46，以及位于上部和下部皮带部分45，46之间的中央会聚皮带部分47。皮带部分45，46均由在其端部缠绕着驱动和/或从动辊子的常用环形带组成，并且分别包括有中间改向辊子48，49。
中央会聚皮带部分47包括有第一皮带分部50，其与上部皮带部分45配合；第二皮带分部51，其与下部皮带部分46配合；以及第一和第二皮带分部50，51的公用辊子轴52，其位于上部和下部皮带部分45，46之间。如图3所示，公用辊子轴52具有与第一皮带分部50相关联的第一组输送皮带或带53，以及与第二皮带分部51相关联的第二组输送皮带或带54。如图3所示，辊子轴52可以由马达55驱动，皮带部分45，46也可以由同一马达55以及与齿轮或滑轮一起来驱动。
装置40可以通过任何合适的方式提供单页纸张13，其中包括一张张地层叠，迭压等。在优选实施例中，纸张系列39为逐一顺序地排列。要完成这种排列，不仅需要利用上面描述的切割装置30，31的相位差，以及上面描述的特定改向结构21到29，而且需要在单页纸张或表格13离开切割装置30，31后立即提高其速度。直到它们以纸张13的形式离开切割装置30，31之前，卷纸10或卷纸部分16，17中的纸沿方向12以第一速度运动。一旦离开切割装置30，31，纸张13立刻以一第二速度运动，该第二速度至少是第一速度的两倍，与此同时，结构40也以该第二速度运行。结构40运行的速度比第一速度的两倍具体快多少，取决于纸张13和系列39之间所要求的间隔的大小，并且可以相应地进行调整(例如，调整变速马达55的速度)。
因此，可以看出，通过采用从图1到图3的设备，提供了一种用卷纸10生产一系列纸张的非常便利的方法。该方法包括下列步骤(a)沿第一方向12移动卷纸10，该卷纸10的宽度至少为纸张13宽度的两倍(见图2)；(b)在实施步骤(a)的过程中，分割卷纸(使用分割刀片18，19等)，以至少形成两个卷纸部分16，17；(c)将步骤(b)中得到的两个卷纸部分16，17改向，以使它们在不同的路径上运动(采用结构21到29，并如图1所示，最好使卷纸部分16，17在不同的大体上垂直的第一和第二环路中运动，以便第一环路的卷纸部分比第二环路的卷纸部分领先一个单页纸张/商业表格13的长度，该单页纸张/商业表格13通过被分为两部分的方式随后形成；(d)将两个卷纸部分16，17切割成单页纸张13(通过使用相互之间大体上具有180°的相位差的刀片30，31)；(e)将单页纸张改向并合并成纸张13的单一系列39，其中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分16，17。步骤(d)通过结构40实现，步骤(a)到(d)是在卷纸10或卷纸部分16，17以第一线速度运动的情况下进行，而步骤(e)是在基本上一经切割后，立即提高纸张13的速度，以使纸张13以至少两倍于第一线速度的第二线速度运动的情况下进行。最好是，通过步骤(a)到(e)形成纸张13的一个顺序排列的系列39，纸张13之间的间隔通过进行步骤(e)时速度提高的多少来决定。
因此，可以看出，本发明提供了一种利用卷纸生产一系列纸张的便利方法和设备。此外，在此还通过目前设计的最可行的方法和优选实施例对本发明进行了图示和描述。本领域的普通技术人员应当明白，在本发明的范围内可以进行许多改进，该范围与附属权利要求的最大范围解释一致，以便包括所有的等效结构和方法。
权利要求
1.一种用卷纸生产一系列纸张的方法，包括如下步骤(a)沿第一方向移动卷纸，该卷纸至少具有两个纸张的宽度；(b)在进行步骤(a)的同时，分割卷纸，以至少形成两个卷纸部分；(c)将从步骤(b)得到的两个卷纸部分改向，以使它们在不同的路径上运动；(d)将两个卷纸部分切割成单页纸张；并且(e)将单页纸张改向并且合并成一系列纸张，其中，在该纸张系列中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(c)这样实现，即将两个卷纸部分改向，以便在进行步骤(d)之前，使它们相互之间大体上垂直排列。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤(d)通过对不同的卷纸部分采用不同的切割装置的方式实现，切割装置之间具有大体上为180°的相位差。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(a)到(d)在卷纸或卷纸部分以第一线速度运动的情况下进行；并且步骤(e)是在一经切割后，立即提高纸张的速度，以使其以第二线速度运动的情况下进行，该第二线速度至少为第一线速度的两倍。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，通过步骤(a)到(e)形成一系列顺序排列的纸张，纸张之间的间隔由步骤(e)中提供的速度提高的多少来决定。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(c)使卷纸部分在不同的大体上垂直的第一和第二环路中运动，第一环路的长度比第二环路长一些，以使第一环路的卷纸部分比第二环路的卷纸部分领先一个单页纸张的长度，该单页纸张通过被分为两部分在步骤(d)中形成。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，步骤(d)通过对不同的卷纸部分采用不同的切割装置的方式实现，切割装置之间具有大体上为180°的相位差。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于，步骤(a)到(d)是在卷纸或卷纸部分以第一线速度运动的情况下进行；并且步骤(e)是在一经切割后，立即提高纸张的速度，以使其以第二线速度运动的情况下进行，该第二线速度至少为第一线速度的两倍。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，通过步骤(a)到(e)形成一系列顺序排列的纸张，纸张之间的间隔由步骤(e)中提供的速度提高的多少来决定。
10.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(a)的卷纸包括一卷预先印刷好的商业表格纸，并且步骤(e)的系列中的单页纸张为单页预先印刷好的商业表格纸。
11.用卷纸生产一系列单页纸张的设备，包括用于沿第一方向移动卷纸的装置，该卷纸至少具有两个纸张的宽度；在卷纸沿第一方向上运动的同时，用于分割卷纸以便至少形成两个卷纸部分的装置；用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同的路径上运动的装置；用于将两个卷纸部分切割成单页纸张的装置；用于将单页纸张改向并且合并成单一系列纸张的装置，其中，在该纸张系列中，交替的纸张来自于交替的卷纸部分。
12.按照权利要求11的设备，其特征在于，所述用于将两个卷纸部分切割成单页纸张的装置包括第一和第二组切割筒与砧筒。
13.按照权利要求12的设备，其特征在于，所述每个切割筒具有一个切割刀片，并且其中所述切割筒的所述切割刀片大约具有180°的相位差。
14.按照权利要求11的设备，其特征在于，所述用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同路径上运动的装置还包括用于使两个卷纸部分改向、以使它们在接触所述切割装置之前相互间大体上垂直排列的装置。
15.按照权利要求14的设备，其特征在于，所述用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同的路径上运动的装置还包括第一组第一及第二曲面元件，它们相互之间垂直隔开，并且与水平方向呈不同角度。
16.按照权利要求15的设备，其特征在于，所述第一及第二曲面元件包括静止的曲面元件。
17.按照权利要求16的设备，其特征在于，用于使两个卷纸部分改向、以使它们在不同的路径上运动的装置还包括第二组第一及第二曲面元件，它们相互之间沿垂直方向和水平方向上隔开，并且比所述第一组元件更靠近所述切割装置。
18.按照权利要求11的设备，其特征在于，所述用于将单页纸张改向并且合并成一系列纸张的装置包括第一和第二组夹紧辊子，用于在被所述切割装置切割之前夹紧纸张，以及第一和第二归一输送带装置，它们分别与所述第一和第二组夹紧辊子配合。
19.按照权利要求18的设备，其特征在于，所述第一和第二归一输送带装置包括上部和下部皮带部分，以及一个位于所述上部和下部皮带部分之间的中央会聚皮带部分。
20.按照权利要求19的设备，其特征在于，所述中央会聚皮带部分包括一个第一皮带分部，其与所述上部皮带部分配合；一个第二皮带分部，其与所述下部皮带部分配合；以及一个位于所述上部和下部皮带部分之间的所述第一和第二皮带分部的公用辊子。
全文摘要
一种用于将卷纸加工成一系列单页商业表格的方法和设备,其能够从一单一卷纸中形成两组或多组表格,并集中在一最终序列中,该序列最好顺序排列且各表格之间相互隔开。至少为两个纸张宽的卷纸(10)沿第一方向(12)移动,并被分割成至少形成两个卷纸部分(16,17)。两个卷纸部分被改向,以便沿不同的路径运动,例如通过静止曲面元件(23,24)改向,曲面元件(23,24)相互之间垂直隔开,并布置成与水平面呈不同夹角。典型地,卷纸部分被改向,以便它们大体上彼此垂直排列。然后该两个卷纸部分被切割成单页纸张,以及将单页纸张改向并合并成一系列纸张(13),在该纸张系列中,交替的纸张来自于交替的卷纸部分。在改向和合并过程中,纸张一经切割后,立即提高其速度,以使其以至少为先前速度两倍的速度运动。
文档编号B65H23/26GK1270565SQ98809212
公开日2000年10月18日 申请日期1998年9月8日 优先权日1997年9月23日
发明者罗杰·A·雅克 申请人:穆尔美国公司