用于在纤维材料幅的卷取工艺中换卷的方法以及换卷设备

摘要

在纤维材料幅的卷取工艺中的换卷中，运行至卷满的纸卷上的纤维材料幅(W)通过将该幅粘附至新的卷芯(2)的表面上的方式，而改变为围绕处于换卷位置的新的卷芯(2)运行。该幅(W)通过改变位于卷芯(2)的表面上的材料的特性而粘附至该卷芯(2)的表面上。该材料为卷芯表面上的粘附区域(6a)与该粘附区域顶端上的保护层(6b)的结合体，并且材料的特性通过除去该保护层(6b)而改变。

说明书

技术领域

本发明涉及一种如所附独立权利要求前序部分中所述的用于在纤维材料幅的卷取工艺中换卷的方法，例如在造纸机或纸板机、或者在纸张或纸板的整饰装置的卷取工艺中换卷的方法。尤其是，本发明涉及一种在不减小幅的运行速度的条件下在连续卷取中换卷的方法。

背景技术

在造纸机的卷取中，在所谓的表面(pope)卷取中或在中心驱动辅助卷取中，经过压光机之后的成纸围绕诸如卷轴之类的卷芯被卷取。卷取本身通过以下方式进行，即，卷芯抵靠用于引导幅的件(即卷取缸)而装载，待卷取的幅通过卷取缸而行进，且围绕卷芯卷绕，从而形成完成的纸卷。卷取可以通过表面牵引(卷取缸等被驱动，且同时旋转所述纸卷)或中央驱动(卷芯也被驱动)来进行。

造纸机的这部分应该不中断地运行，并且接收来自造纸机的先前部分的连续幅。因此，当旧的纸卷卷满时需要切割幅，并且开始围绕新的卷芯卷绕切割点之后的幅。在实践中，上述操作通过以下方式实现，即，当纸卷卷满之后，新的空卷芯(即，例如卷轴)转移到卷取缸的与幅接触的表面上，随后通过适当的方法切割或撕裂幅，并且切割点或撕裂点之后的幅端部被引导在空的卷芯外围上，在所述外围，新的卷取开始积累。

事实上，在卷取中最关键的阶段是：切割或撕裂以制造速度运行至旧的纸卷的幅，以及使幅的新端部围绕空的卷芯卷绕的动作。为了避免不必要的破裂，必须可靠地进行这种更换。理想的情况是，使所述幅的新端部直接地、整洁地抵靠在诸如卷轴之类的空的卷芯的外围面，而没有幅的额外松脱部分或幅褶皱，否则可能会产生所谓的底部断裂。公知地，取决于待卷取的幅的等级或基重，具有多种用于更换的方法。

通常使用的更换方法为袋型(pocket)更换，其适用于所有等级的纸类，但是袋型更换通常会导致相当大量的底部断裂，并且可能导致卷取中的有害冲击。另一种方法为所谓的鹅颈管型(gooseneck)更换，在该鹅颈管型更换中，上述问题不会那么严重，但是其仅仅适用于薄的纸。第三种方法为带型(tape)更换，在该带型更换中，在卷芯和卷取缸的端部附近，带被引导至卷芯和卷取缸之间的压区中，此后，随着带横跨卷芯的宽度而螺旋卷绕的同时，所述带对角地切割纸幅，并引导纸幅的切割点之后的新端部围绕该卷芯卷绕。

当前，造纸机的速度通常为20m/s或更高，并且显然目标是获得更高的速度。切割快速行进的纸幅不存在问题，而且由速度产生的力甚至可以在切割中进行利用。关键之处在于，使得新纸幅的端部立即抵靠在卷轴的外围面，从而纸幅以较高的周向速度跟随所述外围面，且防止纸幅的端部不受控的偏移、及纸幅的端部在卷轴上的错误定位。当基重增加时，上述问题会变得更加明显。换言之，对于“重”纸必须利用较大的力来克服惯性力，也即，必须利用较大的力来使得沿初始行进方向(朝向旧纸卷)的纸幅偏移。

由于采用公知的方法时，需要停止机器才能进行胶合，因此在通过剪切卷绕机实施的卷取中，在连续的卷取操作中，开始卷取之前，该纸幅的端部不能胶合至卷芯。另一方面，胶合应当是通过纸幅的旋转运动将纸幅拉到新的卷芯周围的可靠方式。此外，当这样涂抹胶合剂时，该胶合剂以不受控的方式作用，从而可能会涂覆到卷轴的表面上，因此增加了清洁的需求。此外，由于一些胶合剂将粘结至碎纸上，从而碎纸的可再制浆性较差，因此涂覆胶合剂在其它方面也是有害的。

例如，在专利EP 658 504、EP 765 832、US4,445,646和US5,360,179中，公开了一种通过空气喷射进行的更换，在此方法中，在新的卷取缸之前，可以利用由纸幅切割而成的楔形端或尖端；或者可以利用带，在该带的区域通过刀片由两个平行的切口和横向切口而分离该带。

专利US5,441,221中公开了一种通过沿纸幅横向的切口和随后的粘附区域将纸幅换至新的卷芯的方法。通过设置在更换压区前方且配备有刀刃和紧随刀刃之后的双面胶带的滚轮，在纸幅中产生所述切口和随后的粘附区域。通过压区之后进行的鼓风可增强切口之后的纸幅围绕新的卷芯的传递、以及朝向边缘的纸幅的撕扯。

德国申请公开DE 2721883中也公开了一种纸带方法，也即，在纸幅的中央区域分离出纸带，从而利用刀片和设置在刀片下方的喷嘴，沿纸幅运行方向在更换压区之后进行切割；以及吹到新的卷芯外围。

通常，在所有的以全速运行的纸幅在更换压区之前被接触的更换方法中，均存在纸幅断裂的风险。当通过刀片形成切口时，或者当诸如粘合件的件贴附至纸幅时会发生这种情况。例如，在鹅颈管型更换(鹅颈管型更换是这种包括风险因素的更换方法的一个实例)中，在压区的后方，通过鼓风，纸幅可能会由于刀片形成的切口、以及为形成切口而在更换压区的前方形成的“冲击刀”而被切割(例如，在专利US5,360,179的图A1和A2中，作为现有技术公开的鹅颈管型更换)。

发明内容

本发明的目的在于消除上述缺点，并且提出一种方法，通过该方法幅能够安全地围绕新的卷芯，而无须施加胶合剂，或无须其它涂抹操作，或没有底部断裂。

为实现这些目的，该方法的主要特征在于所附权利要求1的特征部分中的内容。在该方法中，所施加的材料被设置在卷芯或移动纸幅的表面上。通过材料的特性的变化(其可以在卷取的过程中，且当纸幅运行在旧的、卷满的纸卷上时进行所述变化)，在卷芯和纸幅之间可以实现足够的粘性，以使得(可能通过其它方法的帮助)在更换压区或在纸幅和卷芯之间的相应的接触区域的后方，将纸幅转移至卷芯的表面上。

根据一种有利的实施例，这种材料为具有双层结构的件，其具有基底层和保护层，并且可以预先(例如在卷芯转移到用于换卷的卷取部分之前)放置在卷芯的表面上。当卷芯位于更换位置中时，将保护层从件中除去，露出保护层下方的粘附区域，以将纸幅粘附至卷芯的表面。保护层的除去，即材料变化至粘附状态可以在卷芯旋转的同时例如通过利用鼓风机来进行。为此，该件配备有适当的气穴，从而可以有效地进行鼓风。

根据本发明的其它更换方法将在所附的从属权利要求中和下文的描述中阐述。

对于根据本发明的换卷设备，参考所附独立权利要求。该换卷设备包括具有适当结构的卷芯、和/或设置为向纸幅供应材料的供给或处理装置，该材料的特性可以通过某种方式改变，以促进纸幅的粘附，或者分别地通过以下方式处理纸幅和/或卷芯，即材料特性发生变化以促进纸幅和卷芯之间的粘附。

相应地，根据本发明的胶带的特征通过在所附独立权利要求中出现的特征界定。胶带具有特定的结构，并且构成材料件，所述材料件在换卷之前能够被容易地连接至卷芯的表面，并且能够在需要时改变其粘附特性。

本发明提供一种更换方法，其中，纸幅或部分纸幅在更换压区或卷芯和纸幅之间相应的接触区域的前方，没有机械碰触。如果沿纸幅的纵向对纸幅进行切割，以从全幅宽纸幅中分离出想要更换的部分，则材料喷射流(优选为高压水喷射流)优选地朝向纸幅的表面，以进行所述切割。

在本文中，词语“粘附”意味着卷芯和纸幅之间的吸引力，不能总是将其解释为通过胶合剂产生的吸引力，该术语的含义从上下文中应该变得清晰。

附图说明

本发明将参考附图在下文中进行描述，其中：

图1a为卷取部分的侧视图，其中示出了根据本发明的有利的实施例的更换状态；

图1a-b示出了对纸幅的切割，这种切割可用于图1a的实施例中，也可用于其它实施例中；

图1d为示出了用于检测更换中所使用的材料件的情形的俯视图；

图2a-b示出了在图1a的方法中使用的材料件；

图3示出了在更换状态中图2a中的材料件的功能；

图4-图7示出了其它材料件及其功能；

图8为卷取部分的侧视图，其中示出了本发明的第二实施例；

图9示出了本发明的第三实施例；

图10示出了更换方法的第四实施例中使用的卷芯；

图11-图12示出了更换方法的第四实施例；

图13示出了根据现有技术的更换方法；

图14为卷取部分的侧视图，其中示出了更换方法的第五实施例；

图15为卷取部分的侧视图，其中示出了当采用图1c的方法时，纸幅转移到卷芯上的有利方法；以及

图16示出了在纸幅的平面中图15的方法。

具体实施方式

在图1a的状态中，用作新的卷芯2的新的卷轴处于换卷位置，而运行至旧的、已经卷满的纸卷上的诸如纸幅之类的纤维材料幅W与此位置相连，因此，这种连接使得更换成为可能。卷芯2以如下方式接触在纸幅引导件(卷取缸1)的表面上运行的纸幅，所述方式为：卷芯与纸幅引导件形成更换压区N，并且基本上以与纸幅的运行速度相应的圆周速度旋转。在卷芯2和卷取缸1之间的更换压区N的后方，纸幅在纸幅引导件的表面上移动到实际卷取压区，通过该实际卷取压区，纸幅卷绕在逐渐卷满的纸卷上。在下文中，压区N指形成在更换位置中的压区，即更换压区。

在图1a中示出的换卷设备包括：切割装置3，其沿纸幅的行进方向，设置在新的卷芯2的前方；检测装置装置4，其沿新的卷芯2的旋转方向，设置在卷芯和卷取缸之间的压区的前方，在图中位于卷芯2的上方；以及鼓风装置5，其位于压区的紧接的后方(沿卷芯的旋转方向观察)，且位于检测装置装置4的前方。鼓风装置的鼓风口定向为与卷芯的旋转方向相对，且朝向压区N后方的间隙开口。鼓风装置可以包括公知的鹅颈管。

切割装置3优选地包括两个切割喷嘴，所述切割喷嘴能够通过从喷嘴喷射的材料，无须在切割点处进行机械接触而刺破纸幅，并且对相对于切割点以制造速度向前运行的纸幅产生纵向切口。在例如横跨纸幅设置的框架梁中，所述切割喷嘴可以沿纸幅的横向快速移动。优选地，用于切割纤维材料幅的介质为高压水喷射流。

图1a仅仅示出了各种部件的一种可行的布置。原则上，由于检测装置4用于计算旋转期间卷芯2的外围上的特定点的位置(尤其是其相对于压区N的位置)，因此检测装置4可以设置在任何位置。在图中示出的鼓风装置是公知的所谓的鹅颈管。然而，鼓风装置5可以设置在所谓的湿部的一侧，在这种情况下有利的是，鼓风的方向和卷芯的旋转方向相对。鼓风装置5可以被安装在例如切割装置3的框架梁上(可选的位置由虚线示出)。

卷芯2的表面设有在需要时能够粘附至纤维材料幅1的材料。在更换位置，这种材料可以穿过压区N数圈，而不会粘附至纤维材料幅。但是当纸幅需要在新的卷芯表面上运行时，所述材料变换为可粘附至所述纸幅。在如图中所示的更换方法中，这是通过连至新的卷芯表面且配备有保护层的双面胶带6来实现的。保护层6b覆盖胶带的基底层中的粘附区域6a，并且由此随着卷芯2的旋转，保护层6b与压区N中的幅W相对。当材料需要形成粘附状态时，通过鼓风装置5将保护层6b从所述粘附区域的顶端去除。图中示出了通过鼓风装置的鼓风使得保护层6b被吹到粘附区域的后侧(沿旋转方向观察)，从而露出所述粘附区域6a的情形。

在图1a中示出的方法通过以下方式执行：即为了进行更换，首先进行鼓风以用于打开胶带，即除去胶带的保护层6b，从而露出其中的粘附区域6a。切割装置3设置为将纸幅的中央区域切割为沿纸幅的运行方向延伸的“舌部”或尖端，即楔状物，且其后部连接至纸幅。必须选择切割的时机以使得舌部进入到压区的同时粘附区域6a露出。由此，舌部粘附至粘附区域6a，并且开始跟随卷芯2。同时，通过切割装置将纸幅从舌部直到边缘切断，以使整个纸幅确定地跟随粘附至卷芯表面的舌部。为了避免使用其前端与纸幅的其余部分完全分离(在较薄纸类的情况下，使得舌部巧妙地进入压区时可能会出现问题)的舌部，由切割装置3切割成窄的纸带，所述纸带的前端连接至纸幅，并且仅纸带的边缘与纸幅其余部分分离。如果粘附区域的保持力超过纸幅的抗拉强度，则当胶带通过卷芯沿着纸幅被拉伸时，胶带被切断，或者在压区的后方，胶带以其它方式被吹断或切断。当利用纸带时，切割装置3的加宽移动(喷嘴从中央向边缘的运动)与粘附区域进入压区的运动同步。确保胶带切断的一种方式是从纸幅上切下非常窄的纸带，例如比粘附区域6a的宽度更窄。通过切割装置对宽度大于粘附区域6a的纸带的加宽通过以下方式与粘附区域进入压区的运动同步：即较宽的点与粘附区域6a同时或在粘附区域6a之前进入到压区。

对于切割装置3而言，可以采用上述喷水切割装置，所公知的喷水切割装置例如配有两个喷嘴，所述两个喷嘴在适当的控制下，例如在梁中，沿纸幅的横向移动，从而沿横向转移相应的切割点，并且如果目标是切割在前端松脱的舌部或尖端，则所述喷嘴能够彼此“经过”纸幅的中央区域。在图1a中，切割装置3通过与卷取缸1的表面相对的水喷射流切割纸幅，然而装置3还可以设置在卷取缸1的前方，其中，纸幅可以通过分离的支撑基底(诸如板状件)从下方支撑，或者通过在卷取缸上且通过压区N在纸幅下方运行的支撑线从下方支撑。

图1b和图1c示出了沿垂直于纸幅平面的方向观察时的更换过程。压区N的位置(即开始具有压区压力以使得粘附区域6a和幅W彼此粘附的位置)以点化线标示。图1b示出了通过舌部或尖端(楔状物)而进行更换的情形。并且如图1b所示，在形成舌部之后，可以立即继续将幅W加宽至边缘，例如，切割点可以恰好从舌部的尖端继续均一地向边缘运动，或者可以放缓或停止运动，并且在检测到确定已经进行了更换(舌部已经卷绕在卷芯上)之后，首先加宽至边缘(虚线)。图1c相反地示出了将具有均一宽度的纸带与纸幅分离，并且纸带加宽至边缘的情形，并且虚线示出了在连接至纸幅的位置之前，较窄的纸带的形成，在连接位置之前，纸带加宽到比粘附区域6a更宽，并且在连接位置之后(粘附区域6a)对加宽至边缘。

切割装置3的运作通过以下方式同步：即在卷芯2旋转的同时，检测装置4检测卷芯表面上的胶带6。这种检测装置通过与胶带的位置相关的可检测特征来检测胶带6的位置，并向检测装置4发出响应。因此，在卷芯中的其它位置，例如在卷芯的端部可设置胶带位置的标记，其中检测装置也可以位于卷芯的端部。只要能得知粘附胶带6的精确距离，所述标记也可以沿周向位于卷芯中的不同位置。检测装置4例如可以为光电管，然而也可以使用其它的检测方法，优选为无接触的方法。重要的是知道胶带6何时通过压区N，这可通过以明确地方式标示出胶带位置的标记来实现。因此，通过快速控制逻辑可以采用以下步骤：将保护层6b从粘附区域6a的顶端中除去，并且切割装置3通过以下方式与所述除去保护层的运动同步：在合适的时刻通过沿横向转移切割点而在纸幅中形成所需的切割。由于切割装置3与压区N的距离是已知的，并且幅W的运行速度是已知的，因此所述运动总是可以恰好彼此同步。例如，如果沿幅W测量的、切割装置3与压区N的距离大于沿卷芯的周向测量的、粘附层6b的除去位置和压区N之间的距离(假定纸幅的运行速度等于卷轴的周向速度)，则可以在材料被粘附(粘附层6b被除去)之前，即开始切割纸幅。如上所述，切割装置3的沿纸幅的横向移动切割点的准确定时的功能可能是用于纸幅前侧松脱的舌部或尖端，或者如果通过切割装置形成连续的纸带，则可用于对将较窄的纸带至少加宽至粘附区域6a的宽度的运动进行定时，或者用于对在距纸带的粘附位置相对较短的距离处开始加宽的横向运动进行定时。

因此，当位于新的卷芯2和纸幅引导件之间的压区N闭合时，顶端具有保护层6b的粘附区域6a可以多次通过压区N。如果一些粘结剂在位于更换位置的卷轴上露出，则当舌部或尖端进入压区时，压区N应当在此时闭合。这方面的错误可能导致诸如过早粘附或舌部折叠等故障。

图1d示出了在卷芯2的旋转期间用于检测胶带6的位置的有利装置。这种方法用于替换上述的其它标记，所述标记可能是易于被检测装置的光电管检测的反射体。在图中示出的装置中，胶带6直接由检测装置4检测，该检测装置4沿卷芯2的轴线方向位于与胶带6的位置近似相同的位置。虚线示出了例如由于干扰反射，检测装置4沿轴线方向略微偏离的位置，然而即使在这种情况下，检测装置4也是直接朝向卷芯2的外表面，以检测卷芯2上的胶带。实践中，通过胶带6的可见表面(即保护层6b的外表面)和卷芯2的外表面之间的足够的光学差异来获得胶带的直接检测。这在示出细节(即示出胶带和包围卷芯的外表面)的附图中示意性地示出。保护层6b的位置的数据同时为保护层6b下方的粘附区域6a的位置的数据。检测装置4可以包括特定的光电管，即能够从由卷芯2的其余外表面形成的暗色背景或各反射较弱的背景中检测胶带6的表面的光检测器，所述胶带6的表面发光或者反射光。胶带6的保护层6b的外表面能够发出例如足够的光。胶带6的可见表面(保护层6b的外表面)在其它方面可以形成为：具有可通过远离卷芯2的表面设置的检测装置4进行光学检测的性能。胶带的表面可以设有具体的特性，例如具有特定的颜色。例如，所使用的胶带6可配有防粘纸(保护层6b)，防粘纸的颜色显然不同于卷芯2的外表面的颜色。胶带也可以设有发光特性(例如具有荧光)以形成颜色。由此，光电管感测相应的正常颜色，或由于荧光而具有的颜色。图中的装置具有以下优点，即在卷芯2转移至更换位置之前，只有胶带6需要设置在卷芯2上，而无须任何其它便于其检测的辅助装置，这样当例如在卷芯的存储中准备更换卷芯时，使得换卷之前的测量更加容易。而且，避免了胶带总是布置在由固定识别标记确定的同一位置中，因此不存在所述位置磨损或污染的风险。

如果保护层的纸的透明度对于进行检测的波长而言足够高，则还可能对保护层6b下面的材料(即基底层的材料)的光学特性存在不同的检测需求。类似地，在本文中，光和相关的术语“光学”不仅仅指可见光的范围，而且还指紫外线(UV)和红外线(IR)的范围。

图2a示出了胶带6的左手侧的结构，其中保护层6b位于粘附区域的顶端，并且在右手侧，由粘附材料构成的粘附区域6a在鼓风后露出。保护层6b通过以下方式设置在粘附区域6a上：在保护层的前边缘下形成缝隙，即所谓的“气穴”6c，可以对着所述气穴6c鼓风，并且当空气渗入保护层6b下方时，保护层从粘附区域6a被扯掉。气穴6c具有如下特性，即由卷芯的旋转运动而导致的空气阻力不能使保护层脱离，而是只能通过足够强的鼓风才能使保护层脱离。实践中，适当的气穴可以通过以下方式形成：即在胶带的前部设置保护层6b相对于卷芯2的表面、且之间没有胶带6的基底层的区域；如图2中所示，这可通过提供具有楔形向后变窄的切除部分(这部分由保护层6b覆盖)的基底层而实现。

图3示出了图2中所示胶带的侧视图和俯视图。鼓风方向由箭头B表示。胶带的基底层可以由双面胶带形成，这种双面胶带粘贴在卷芯2的表面上，并且其上表面设有粘附材料(胶粘物)，这种粘附材料由适当材料(例如涂布有防粘材料的背纸)的保护层6b覆盖，类似于自粘标签，防粘材料与粘合剂抵接。上表面设有粘附区域6a的基底层设有适当的凹口，在该凹口的顶部，保护层6b延伸以提供气穴6c。保护层6b优选通过以下方式连接至胶带：即使保护层6b被脱离，该保护层6b在基底层的后边缘处仍然保持固定在胶带上。由此，在除去保护层后，保护层不会保持游离脱离。图3示出了保护层的后边缘如何能够折叠在胶带6的基底层的下面。如果保护层的边缘和基底层对准，则能够通过在胶带的后端向基底层的下面转动保护层6b和基底层，来防止保护层被脱离，换言之，胶带在此位置被折叠。

如果不希望保护层6b和基底层(在开口的胶带中，保护层6b和基底层彼此部分地重叠)作标记于纸卷的底部(在粘附区域6a的后边缘处的较厚位置)，则基底层和保护层可以由折叠的、均一的材料制成。其中，在开口的胶带中，保护层保持在折叠处连接至基底层。这种选择在图2b中示出。从而，胶带的基本材料为均匀件，所述均匀件的一个边缘设有适于切断的部分，以提供气穴6c。在所述均匀件折叠之前，要被折叠的表面配有适当的粘合剂A(基底层)和防粘剂E(保护层6b)。在图2b的下部中示出了成品自粘标签6。在基底层的下面(在与卷芯抵靠的表面上)涂敷有粘合剂。为了便于使用，底侧也可以覆盖有保护层6d，这种保护层6d可以包括与如保护层6b中的粘合剂形成抵靠的、类似的防粘剂E。在形成基底纸的过程中不进行切割的情况下，气穴6c也可以通过将直的均匀件的折叠位置转换为“off”(通过保护层延伸到基底层的边缘外侧的方式)来形成。由于材料A和E位于直的均匀件中的折叠线的不同侧，因此自然需要考虑由材料A和E覆盖的区域的大小。用于胶带中的基底材料可以是在自粘标签中通用的纸。

如图1中所示，与胶带6的结构无关，在胶带的制造中可以考虑直接检测胶带的需求。因此，形成保护层6b的件或部分的外表面(即在成品胶带中可见的表面)可以配有适当的颜色或发光特性，以实现上述目的。如果保护层6b的透明度足够大，则可以对基底层的特性进行同样的考虑。

利用该胶带的优点在于可保持与卷芯的连接，并且由此不能与部分纸幅一起进入碎浆机。在基底层(基底纸)的下侧使用的粘合剂可以是压敏粘合剂，这种压敏粘合剂沿基底纸的平面方向(沿卷芯的周向)被良好地固定，并且可以通过沿径向拉扯而容易地与卷芯分离。

从下文中看，图4示出了用于胶带6的基底层的结构的多种选择。气穴6c(基底层中的)可以设有多种形状，然而它们共同的特征是必须在胶带6的前边缘开口，这样，在鼓风的作用下，空气可以渗入保护层6b下面。胶带的基底层的大体形状也可以变化。

图5示出了从下方观察的胶带的一个实施例(没有基底的保护层6d)，其中胶带6在某种程度上由图3中示出的一系列的胶带构成。换言之，沿卷芯的轴线方向延伸的均一胶带包括多个彼此相继的气穴6c，所述气穴6c由切断部分或形成在基底层中的凹口提供，并且沿旋转的方向开口。通过图5的胶带，在纸幅的较宽区域上实现粘附。所述胶带也可用于薄等级的纸，也即，通过切割装置形成相应宽度的纸带，并且在压区N之后通过粘附区域6a拉扯所述纸带和胶带时，撕裂所述纸带。鼓风装置5的一个喷嘴或多个喷嘴可以被设置为以相应的方式对较宽区域起作用。考虑到薄纸的特殊要求，即使全幅宽的更换也是可行的，其中胶带6基本上延伸在幅W的全幅宽上。

同样在图4和图5的实施例中，保护层6b覆盖基底层中的切割部分和基底层的粘附区域6a，并且如上所述，保护层6b通过基底层后方(沿卷芯的旋转方向观察)的鼓风而被卷取，从而被除去。

图6示出了一种实施例，其中鼓风并非沿着周向、与卷芯的旋转方向相对地作用，而是从两侧成对角地(箭头B)、与卷芯的旋转运动相对的、朝向各自的气穴而进行鼓风。这种方法的原理(关于幅W的粘附和同步切割)和上述完全相同，而其区别仅在于鼓风的方向和胶带的结构。在这种情况下，气穴6c的形成要考虑鼓风的方向，即鼓风时空气渗入其中的保护层6b下面的缝隙必须相对鼓风方向开口。在这种情况下，保护层6b向粘附区域6a和胶带的整个基底层的外侧延伸，而不具有基底层的形状；即也是在这种情况下，在保护层6b和卷芯2的表面之间形成缝隙。图5中，保护层6b比基底层宽，其中气穴6c形成在胶带6的纵向边缘。

图7a示出了从前方成对角地鼓风的情况下，胶带的多个实施例。图中示出的为从下方观察的所述胶带，即示出了保护层6b在基底层的边缘上方延伸的区域。

鼓风也可以沿轴线方向从侧面径直作用，即无须与旋转运动相对，只要胶带6具有面向鼓风方向的气穴6c即可。鼓风从两侧作用，其中，气穴6c位于胶带6的侧面。

鼓风装置5通过利用现有的鹅颈管并将其修改为适于除去这种胶带，或者通过构造新的鼓风装置，而设置为与脱离方法相对应(胶带的结构和布置)。喷嘴的数量和布置设置为与胶带的形状和布置相对应。

出于某些原因，更换可能会不成功，即纸幅不能跟随卷芯2，这样在最差的情况下可能导致纸幅断裂。图7b示出了用于改善更换可靠性的装置。胶带的粘附区域可以逐步露出。如果在第一粘附区域露出之后，更换不成功，则可以再次尝试。在胶带的结构中，覆盖均一粘附区域6a的保护层6b覆盖由两部分构成。在这种结构中，胶带类似于图6的胶带和图7a中左侧的胶带；即保护层6b延伸超过基底层的两个边缘。由于保护层沿纵向从中央分开，因此保护层由分离的半部6b′和6b″组成。保护层的任一半部能够通过从相应的侧面(机器的保持侧或驱动侧)进行鼓风而被除去。因此，只有位于这半部的这部分粘附区域6a露出。如果出于某些原因此后纸幅没有卷取到新的卷芯2上，则可以通过从相对的侧面进行鼓风而除去保护层6b的第二部分，此后可以利用保护层6b下的这部分粘附区域6a。

图7b示出了这种方法的步骤。最上方的图示出了胶带6是完整的情况。卷芯2的表面的运行方向(卷芯的旋转方向)由箭头指出。在中间的图中，第一部分6b′已经被除去，并且粘附区域6a的一部分已经露出。在最下方的图中，保护层的剩余部分6b″也被分离。

图7b的中间的图示出了鼓风是如何从前方(箭头B)成对角取向的(即与卷芯的旋转方向相对)。如果只有保护层的一个部分要被除去，则鼓风仅在该侧上作用(在中间的图的右侧)。图7b的最下方的图也示出了可以用在所有上述更换方法中的辅助装置。如果胶带具有这种结构，并且连接为保护层6b或其一部分在除去后不保持连接至基底层。由保护层构成的松脱件由抽吸装置或抽吸喷嘴11吸取，所述抽吸装置或抽吸喷嘴11与胶带6适当地靠近，并且其抽吸作用方向与除去用鼓风的方向B相同。因此，由保护层6b或其一部分构成的、且从粘附区域6a的顶端除去的材料件将不会如“谷壳”那样保持漂浮，而是能够以受控的方式被吸除，并且通过抽吸通道(诸如管道或软管)而被引导离开卷芯2的附近。在最下方的图中，在进行鼓风之后，胶带6的后边缘恰好位于喷嘴11的抽吸孔的前方。

如果从纸幅上切割下窄条带，以在更换中粘附至粘附区域6a的一部分，则所述窄条带沿卷芯的轴线方向的位置始终可以通过切割装置的转移而经常被快速重新定位，这样窄条带能够更好地与露出的粘附区域的位置相对应。

通过图7b中示出的抽吸，保护区域6b的材料或其一部分能够全部从卷取工艺中除去。因此，无须确保保护层通过特定结构的胶带或通过对胶带的直切后端折叠(这样会导致材料厚度增加，从而在纸卷的底部处的纸幅上留下标记)而连接。

当如在图7a的左侧胶带中，以及在图7b的胶带中，胶带的结构沿横向不变时，可以制造沿纵向连续的胶带，这种胶带可以存放在辊上，且在换卷之前可从所述辊例如通过切割而分离出所需长度的胶带6。因此，易于自动地将胶带连接至卷芯2。

本发明并不限于上述的实施例，而是可以通过多种方法和辅助装置来实现相同的功能以及相同的最终结果。例如，也可以通过鼓风以外的其它方式(例如通过机械接触)从粘附表面的顶端除去保护层。因此，除去方法在设计胶带时即予以考虑。类似地，如果卷芯的转速和粘附区域的位置在卷芯旋转运动期间至少一次可被确切地知晓，则在更换位置处，卷芯上粘附区域的位置并非必须被连续地监控。由此可以计算何时胶带进入鼓风或其它除去方法的作用范围，和/或何时粘附区域(起作用的胶带)进入压区。

对于轻重量等级的纸张而言，并非必须预先进行切割(舌部、纸带)，而是作为粘附的结果，幅W可以仅仅被撕裂并跟随卷芯2。因此，能够通过在压区N后加宽鼓风来帮助纸幅撕裂至其边缘。

图8示出了一种方法，其中卷芯2的表面上的、在所需时刻变成粘合剂的材料为辊涂层2a本身。在卷轴处于更换位置之前，卷轴被加热(箭头T)，其中所述涂层变得有粘性。当卷芯2的转速被加速至与纸幅的运行速度相应的周向速度时，可以同时进行加热。随后，当卷芯2与纸幅形成接触时，最迟当压区N闭合时，通过卷芯2的旋转运动带动纸幅。产生粘性的卷芯与纸幅进行的接触，或压区的接触(压区的闭合)能够被定时为在通过切割而与纸幅分离的舌部或尖端进入接触点的时刻进行。因此，卷芯仅在相应宽度区域上涂布所述特定材料的涂层就足够了，从而涂层的其余部分可以采用更通用的材料(例如常规塑胶涂层)。在相应的方式中，可以使用全宽度的特定材料涂层，以在纸幅跟随卷芯的同时撕扯轻重量纸张等级的纸幅。图8通过箭头示出了来自下方(如果对于相对于卷轴2的纸幅而言，则从相对侧)的辅助鼓风AB，以帮助纸幅相对于卷轴2移动。

当卷轴2已经位于压区接触中时，也可以加热卷轴2。因此，当涂层变得足够粘时，纸幅粘附在卷轴上。

有利的是，卷轴的表面在更换时而不是在更换前开始变得有粘性，其中，当储藏卷芯(例如卷轴)时，表面的胶粘剂是无害的。

所述涂层可以是物理特性为在一定温度下变粘的特定聚合体。这些类型的特定聚合体中所熟知的有例如贴膏(所述贴膏通过在变化的温度下冷却而与表皮分离)。这些聚合体(例如在EP专利471 757和US专利6,572,600中公开)的特征在于具有较窄的变化范围和可逆的变化。当聚合体被冷却时，聚合体再次处于不粘的状态。在换卷中，由于在恢复阶段纤维材料幅W已经围绕卷芯2卷绕了数圈，因此这种恢复特性不会产生任何危害。这种方法非常适于更换光滑的纸类(例如涂布纸类)，在聚合体冷却后，这种纸类相对容易从卷芯的表面除去。

还可以利用通过诸如压力、水/化学制品、或电流/磁场之类的其它外部刺激的作用形成可逆的粘性聚合体。当外部刺激不再作用于涂层上时，所述聚合体将再次恢复至其初始状态。如果这种因素是温度，则必要时，可以通过冷却实现纸幅与卷芯的分离。

图9示出了一种更换方法，在该更换方法中，材料被带到新的卷芯2的表面上，所述材料在压力下在卷芯2和纸幅引导件1之间的压区N中成为液体(通过压区的线性压力的作用)。当压力的作用停止时，材料的状态再次变成固体。在压区压力减小之后，当幅W(如图9中所示)在压区后、在特定的部分且以特定的张力跟随卷芯2的外周时(在其取向为朝向旧的纸卷R之前)，由于液体材料不但粘附至卷芯的固体表面，而且在压区中被吸收入到卷芯上运行的纤维材料层中，因此凝固可使得所述材料粘附至卷芯2的表面。材料通过压力作用改变其状态的最普通的实例为冰(冰变成将被再次冻结的水)。在图9中示出的卷取包括材料供给装置7，所述材料供给装置7置于纸幅引导件1(卷取缸)和新的卷芯2之间的压区N的上方，其中所述材料供给装置7在所需时刻将材料供给至幅W和卷芯2之间的压区N中。

在轻重量纸类的情况下，作为粘附的结果，能够容易地断裂纸幅，而无须纸幅的分离切口。然而，可以通过以下方式在压区N的前方执行对纸幅的同步切割：即在固体材料被供给入压区中的同时在特定切割点进入压区N。这样，可以采取与上述胶带更换类似的步骤。因此，材料的供应沿宽度方向局限在在压区的前方与幅W分离的舌部或尖端所达到的区域。类似地，可以在纸幅的中间区域中分离出连续的纸带，并且沿横向限制材料供应至纸带的位置。

图10示出了可以用在以下方法中的卷芯：即在该方法中纸幅通过冻结至卷芯的表面上而连接至设置在该表面上的冷却件E上。这种更换的情况可以与先前的图9中示出的情况相同，然而在这种情况下，没有固体材料供应至压区N中。通过将液体物质供应至幅W的与卷芯2形成抵靠的表面上来进行通过冻结连接的更换。在与冷却件E形成接触之后，所述物质冻结，并且固定在卷芯的表面上。在与冷却件接触之前，纸幅可以通过在纸幅的表面上熔化成水的过冷水或冰晶而润湿。冷却件E可以在卷芯(最上方的卷芯)的表面上构成给定尺寸的区域，所述区域可以为沿围绕卷芯(中间的卷芯)的周向延伸的给定宽度的区域、或者沿卷芯(最下方的卷芯)的轴向的区域、或者可选的在这种情况下从卷芯的一个边缘向另一个边缘螺旋延伸的区域。最上方的两个卷芯适于将舌部或尖端，或在压区N的前方从纸幅上切割下来的、在其前边缘连接的纸带卷取至卷芯，并且最下方的卷芯适于所谓的全幅宽卷取(纸幅以其全幅宽粘附并且被撕扯)，所述全幅宽卷取适于薄纸类。冷却件E由其导热率与卷芯的表面材料的剩余部分的导热率所不同的材料(例如为金属)制成。卷芯2可以为例如自动卷取的卷轴。所述材料可以包括不锈钢、铝、或铜。

图11和图12示出了在纤维材料幅的连续卷取中，更换至在图10中示出的一个卷轴上的纸幅的侧面。在压区N的前方，利用供给装置8将所述可冻结物质(图11)供应在幅W的表面上。在压区N的后方，在更换位置，以特定的张力抵靠卷轴2的纸幅延伸超过给定部分的长度，随后纸幅取向为朝向已经卷满的旧纸卷R。在该区域中，纸幅在冷却件E处通过一定时间冻结至卷轴2，随后纸幅断裂并开始跟随卷轴2(图12)。与图8中的鼓风相应的辅助鼓风在图12中也由箭头AB示出。有利的是，待通过装置供给的物质在一定的时间以液体形式某种程度地被吸收至纸幅，这样可促进粘附。

冷却件E能够从卷芯2的外侧冷却，例如通过向冷却件E鼓吹冷空气而进行冷却，上述方法例如可通过公知的涡流管进行，在涡流管中所供应的压缩空气流在管的相对端转化为热蒸汽和冷蒸汽，其中通过冷蒸汽可以获得低于-30℃，甚至低于约-40℃的温度。一种可替代方式是将干冰(即固体二氧化碳)直接压抵在冷却件E上，或者冷却件E的结构可以是中空的，以填充所述物质。

另一种获得-30℃或更低的温度的可选方式为利用液氮(-196℃)来冷却所述冷却件。在实践中，所述冷却件通过分离的冷却致动器冷却，例如在卷芯的储藏中，或在初始的卷取设备中，在卷芯置放在更换位置之前，这种冷却致动器被压至接触所述冷却件。

在卷芯被加速至所需周向速度并置于与纸幅接触之前，可以采取各种方法将冷却件E冷却至足够低的温度。此外，根据与上述相同的原理，可以利用在纸幅中预先实施的切割，并且可以将所述切割(以及所述液体物质)与冷却件E相配合。虚线示出了相应的切割装置3，该切割装置用于切割抵靠在卷取缸1的表面的纸幅，且可以以与胶带的更换相关的上述方法实施。

图11和图12的方法也适于所谓的线卷取，当线在抵靠卷轴的给定部分中压迫纸幅时，这种方法能够保持长期接触。

在图10的实施例中，卷芯2也可以为在剪切机后的卷绕中使用的卷绕芯(例如纸板芯)。卷芯2也可以为用于卷取薄纸的卷绕芯。

当在冷却/凝固变化中使用惰性物质(水/冰、二氧化碳)时，随后不会产生危害。而且，卷芯表面和纤维材料幅之间的连接物的熔化随后将不会干扰卷取，这是由于在该阶段，纸幅已经围绕卷芯卷绕了数圈。

为了清楚起见，图13示出了现有技术的更换方法，即上述提到的所谓的鹅颈管更换。进入纸卷的纤维材料幅W(例如纸幅)由切割装置3进行切割，由于上述原理，由切割装置3在纸幅的中央区域形成舌部或尖端、“楔形物”，并且围绕新的卷芯2由鼓风装置5(鹅颈管)进行鼓风。还可以在纸幅的中间区域中切割出纸带，所述纸带可以在压区后被切断，并通过鹅颈管被鼓吹到卷芯的表面上。所述切割可以根据上述实施例中提及的原理来进行，例如可以通过与卷取缸1的表面相对的水流进行切割。

仅在鼓风的帮助下进行更换所产生的问题在于：在薄纸类的情况下，鼓风倾向于在舌部或尖端、或“楔形物”的两侧撕扯完整的纸幅。因此，例如在薄纸的情况下，几乎不可能使用鹅颈管来卷取所述纸幅。

图14示出了根据本发明的更换方法，其中在切割点的后方，舌部或尖端会带有静电。在切割装置3和压区N之间设有纸幅充电装置9，所述纸幅充电装置9对通过切割而从幅W分离的部分进行处理，该部分可以为所述舌部或尖端或纸带。与使用鼓风相比，其有利之处在于完整的纸幅在舌部或尖端的边缘没有被撕扯(通过鼓风也可以容易地实现)，然而，楔形物能够巧妙地卷取到新的卷芯2上，并且通过将切割加宽至幅W的边缘，幅可以以受控的方式跟随卷芯2。如果在压区N的后方对纸带进行切割(例如通过沿纸带的横向的水流切割)，则纸带也可以卷取到卷芯2上。这样，可以避免产生“谷壳”，即与纤维材料幅分离的松脱件。

为了向幅W的表面充电，可以利用公知的电晕点电极。由此，卷芯2(卷轴)优选地覆盖有金属，至少在压区N中的由舌部或尖端或纸带碰到的区域覆盖有金属，在这种情况下，卷芯处于地电势。

然而必要时，还可以在新的卷芯2(卷轴)的表面上提供有电荷，所述电荷与纸幅的电性相反，从而改善了纸幅和卷芯的表面之间的粘附，并且这可以由相同的装置9来实施，该装置9设置在卷取缸的上方，并且其另一个电极直接朝向卷芯2。还可以仅对卷芯2的表面充电。

最后，图15示出了在压区向上到达卷芯2(卷轴)之前，切割并卷取与纸幅分离的纸带的方法。在任何上述的更换方法中均可以采用这种方法来帮助纸幅在通过两个纵向切口分离的纸带处转移到卷芯上，这种方法的目的是在压区后方切割条带，从而通过纤维材料幅和卷芯表面之间的粘附将条带转移到卷芯上，这种粘附可以基于任何上述的现象。然而，通过适当的装置，该方法也可以仅用作辅助性手段，用于将比纤维材料幅窄的纸带卷取至卷芯上。

在压区的后方切割出条带的方法中，无须在压区的前方切割出舌部或楔形物，然而切割装置采用沿纸幅的横向彼此相距恒定距离的切割位置。因此，无须留意松脱的舌部或楔形物转移至压区中并通过压区，对于薄(柔软)纸类而言，这至少需要与具体基底或纸幅引导件(卷取缸1)的表面相对的切割，并且可能有空气吹向压区。

在本方法中使用的换卷设备10包括切割喷嘴10a和鼓风喷嘴10b。切割喷嘴用于通过材料喷射流S(其有利的为高压水喷射流)切割压区N和鼓风喷嘴10b的冲击点之间的纸幅。喷射流S沿纸幅的横向，切割抵靠所述引导件(卷取缸1)的纸幅。在切割之前，通过喷嘴10b的鼓风与纸幅的运行方向相对地启动。在通过材料喷射流S在纸幅中切割出足够的宽度时，来自鼓风喷嘴10b的鼓风将切割后的纸幅卷取至卷芯的表面上。

如果通过切割装置3在纸幅的中间部分中形成纸带，则在横向切割之后，只需要通过鼓风喷嘴10b进行中央鼓风而无须加宽鼓风来使纸带卷取。通过由切割装置3将纸带加宽至全幅宽纸幅，围绕卷芯的纸幅被加宽至其全幅宽。

切割喷嘴10a具有两种选择。例如，可以利用旋转轴线大约垂直于纸幅的平面的旋转喷嘴本体。由于喷嘴10b位于旋转喷嘴本体中，且距旋转轴线一定距离处，因此喷嘴10b连续切割穿过特定宽度的区域。在旋转运动的不同阶段，所述本体可以包括两个或两个以上的喷嘴。当利用这种切割喷嘴时，由于一个或多个喷嘴可以沿横向以一定的宽度连续地以某种方式切割喷嘴，因此鼓风和切割不能准确地同步。如果这种宽度大于即将通过压区N的纸带的宽度，则喷嘴10连续地切割纸带。

另一种选择是采用一个喷嘴10a，所述喷嘴10a或者具有线性运动，或者具有枢转运动。在后一种选择中，取向为朝向纸幅的杆的端部设有切割喷嘴10a，杆的另一端设有旋转接头。所述杆必须足够长，以使得喷嘴10a在其运动的弯曲路径的各点保持足够地靠近卷取缸1的表面。这样，可以沿幅W的横向执行宽度例如为150mm的切割，并且相应地可以切断该宽度的预切纸带。当利用可沿纸幅和纸带的横向移动(线性运动或枢转运动)的切割喷嘴10a时，切割和卷取鼓风的同步必须更加精确，从而使得切割点处幅W下方的鼓风更有效。

切割喷嘴10a和鼓风喷嘴10b可以连接至相同的框架，例如现有的鹅颈管装置。也就是说，在图中，在更换状态，在卷取缸1和新的卷芯2之间的压区N的后方，切割喷嘴10a和鼓风喷嘴10b被从新的卷芯2的上方带入缝隙开口中。也可以沿鹅颈管装置引入切割喷嘴1 0a的切割喷射流S(例如高压水流)的材料。高压水软管或管可以由此被连接为与鼓风喷嘴10b的空气通道平行。在由旋转喷嘴装置(包括一个或更多喷嘴)喷射高压水喷射流的情况下，用于旋转喷嘴装置所需的驱动力，或用于沿纸幅的横向移动(线性运动或枢转运动)所述喷嘴所需的力可以通过相同的线路被引入。如果利用旋转高压水喷射流，产生其喷嘴本体的旋转运动的介质可以为压缩空气(所谓的空气动力旋转喷射流)。由于采用空气作为卷取鼓风或作为卷取且加宽鼓风，因此用于旋转喷射流的驱动力由此可以由相同的压缩空气源来获得。

图16示出了由喷嘴获得的切割线L，在这种情况下，喷嘴10a穿过纸带和鼓风喷嘴10b的位置直向运行。

上述切割喷嘴可进行安全地切割，并且可以用于替代在压区的前方沿纸幅的横向的切割，或者用于替代先前使用的穿孔刀。同时，由于在压区N的后方，首先执行沿纸幅的横向延伸的切割，因此可以减少由于在压区的前方沿纸幅的横向的切割和切口而导致的纸幅断裂的风险。

图15的方法也可以被用于将这种纸幅卷取至卷芯(卷轴)上，其中并未通过两个纵向切口形成纸带，而是纸幅从边缘到边缘是完整的。这适用于薄纸类。如果在原纸幅中通过喷射流S沿横向进行切割，则换卷设备10必须用于正常的卷取和加宽鼓风，对于使用鹅颈管装置的情况下，上述方法是已知的。对于此，鼓风装置可包括用于卷取和加宽鼓风的几个鼓风喷嘴10b。

附图示出了卷取部分，其中，在卷取部分中引导纸幅的引导件为卷取缸1，抵靠卷取缸1形成有更换压区N。诸如支撑线之类的连续柔性支撑件被引导至卷取缸1的上方，以将纸幅供应至所述卷取部分。同时在这种情况下，抵靠卷取缸1形成更换压区，然而由此纤维材料幅W在压区中位于卷芯的表面和支撑件之间。所述卷取也可以是所谓的线卷取，其中线圈的引导辊与卷取缸相对应。还可能是，当在卷取中卷芯2仅抵靠柔性支撑件，且所述支撑件以一定的张力将纤维材料幅压向卷芯的外围面时进行所述更换。