卷绕纤维幅材的卷起方法及纤维幅材的卷取机的卷起装置

摘要

本发明涉及一种卷绕纤维幅材的卷起方法及纤维幅材的卷取机的卷起装置，在该方法中，幅材由卷取机的卷筒卷绕成母卷，由此，当该母卷达到所期望的直径尺寸时，卷绕从期望尺寸的母卷转换到新的母卷上，在该方法中，利用射流切割装置切割幅材，并且所切割幅材的起始部分被导向新的母卷的卷绕轴。在该方法中，该射流切割装置的切割路径包括主切割路径和至少一个边缘区域切割路径，该主切割路径的长度包括从该幅材(W)的一个边缘到该幅材(W)的另一个边缘的整个切割路径的长度的至少60％。本发明的卷起装置包括一个切割模块(15)和至少一个用于射流切割的喷嘴(11)，该喷嘴(11)通过切割臂(12)可移动及可转动地附连到模块(15)。

说明书

技术领域

概括而言，本发明涉及纤维幅材机中的纤维幅材的卷绕。尤其是，本发 明涉及一种卷绕纤维幅材的卷起方法以及纤维幅材的卷取机的卷起装置 (turn-up device)。

背景技术

如现有技术中所公知的，纤维幅材生产工艺通常包括由连续地排列在一 条生产线中的多个装置构成的组件。通常的生产和处理线包括流浆箱、网部、 压榨部以及随后的干燥部和卷取机。该生产和处理线还可包括整饰装置，例 如压光机和/或涂布器。该生产和处理线通常还包括至少一个用于形成用户卷 的分切卷绕机以及卷包装装置。

卷取机(reel-up)是这样一种装置，其将生产为连续的纤维幅材形的材 料卷成如机器卷的卷形。在纤维幅材的生产工艺中，卷取通常是第一子过程， 在卷取过程中连续的生产被分断为依次连续进行。机器卷围绕用作卷芯的卷 轴而形成，即，卷绕在一个机器卷上的纤维幅材具有始端和末端。本领域中 的发展趋势是机器卷的尺寸不断增大，这就导致了对卷取机的持续研发的需 求。在实践中，卷轴的尺寸设计指定了机器卷的最大尺寸。然而，由于我们 需要关注动态环境，并且纤维幅材是对多种故障敏感的可卷绕材料，通过作 为造纸机或纸板机的效率的保持者的卷取机所执行的任务是非常重要的。机 器卷的尺寸持续增大的背后的原因是希望在纤维幅材的生产中产生更少的始 端和末端，这些始端和末端妨碍或者阻扰生产并降低效率。

在连续运转的纤维幅材机或者整饰部(例如涂布部或等同装置)的卷取 机中，当被卷绕的母卷(机器卷)被绕满或达到所期望的尺寸时，纤维幅材 从绕满的卷上转换到卷绕轴上以便通常以机器的最大运行速度开始卷绕新的 母卷。在这种情况下，为了使操作不会被迫中断，需要确保纤维幅材的切断 以及将纤维幅材转换到新的卷绕轴开始卷绕新的母卷时的操作可靠性。

在现有技术中，通过特定装置利用水射流(water jet)来切割纤维幅材是 广泛公知的。根据第6,135,000号美国专利的装置包括至少一个、优选为两 个的移动架(carriage)，其在导杆上移动并包括多个喷嘴，这些喷嘴沿着移 动架移动用以喷射出(多股)水射流来切割移动的纤维幅材。除了这些移动 的喷嘴之外，该装置还包括移动的软管轮，其目的是保持多个高压软管，这 些软管通向喷嘴，在移动架的快速移动期间直接被传送。软管的纵向馈给与 移动架的移动同步地关联，并且在切割和回动期间都能够对该供给进行控制。

在美国第5,360,179号专利公报中描述了一种卷绕幅材的方法和装置， 其中幅材由卷筒(reeling drum)卷绕到母卷上，由此当母卷达到所期望的直 径尺寸时，从具有期望尺寸的母卷到新的母卷而开始新的卷绕。在母卷达到 期望的直径尺寸之后，借助一个或多个水射流在幅材中切割出末端部，该末 端部被吹动而与新的母卷的卷绕轴接触，由此借助一个或多个水射流将幅材 切断。在该现有技术的布置型式中，该专利公报提及了具有在切割中使用的 两个水射流的装置，然而其仅公开了通过一个水射流进行切割作为参考，并 没有教示实际的装置。由于位于两侧的卷取机的不同部件所限，不具有供喷 嘴从一个边缘到另一个边缘的全程移动的空间，因此其图2C所示的具有一 个水射流的切割路径在许多情况下不可行，或者至少在实践时非常困难。因 此，靠近边缘的区域不能被水射流切割，并且幅材会被不可控制地撕裂，增 大了幅材断裂或其它故障的风险。如其图1所示的具有两个喷嘴的布置型式 和图2A至图2B所示的切割路径需要两套装备(每个喷嘴和切割路径使用一 套装备)，包括例如两个滑动装置、两台电机以及两个切割模块。在这些现有 技术的布置型式中，由于卷取机的其它部件的缘故，例如由于储存卷轴所需 的空间使臂部降低，因此直线形模块(linear module)的长度是受限的，进 而使切割在不使用复杂和专门的装置时无法达到幅材的边缘。这些现有技术 的装置的一个缺点是，仅在喷嘴(移动到)已经位于幅材上一定时间之后喷 嘴的切割压力才升高到合适的切割水平，并且在等待合适的压力水平的期间 会造成断裂。这一点在切割更厚的幅材，例如纸板时由于等待时间较长而尤 其是关键，因为在切割开始时，切割压力是否正确是至关重要的，否则幅材 不能被切割或者不可控制地撕裂。

在芬兰第120445号专利中描述了一种水射流卷起装置的布置型式，其中 用于一个和/或多个喷嘴的横梁可从切割位置移动和/或转动到维护位置，以 便更换水射流卷起装置的喷嘴以及进行对该装置的其它维护操作。

如果水射流卷起装置的喷嘴不起作用，则必须将其更换，并且必须人工 切割幅材，而卷取机由于更换喷嘴而必须至少部分地停止工作。由于这会造 成生产的中断，因此需要尽可能快地完成以使中断的时间最小化。

发明内容

本发明的另一个非限制性目的是设计出一种纤维幅材的卷绕的卷起操 作中的新的、改进的方法以及用于纤维幅材的卷绕的卷起装置，其中消除 或者至少最小化了公知的方法和装置的可能的缺点和问题。

本发明的一个目的是解决与根据现有技术的方法和装置有关的缺点和问 题的至少一部分。

为实现上述的及后文所述的目的，在本发明的纤维幅材的卷绕的卷起方 法中，所述幅材由卷取机的卷筒卷绕到母卷上，由此，当该母卷达到所期望 的直径尺寸时，卷绕从具有期望尺寸的该母卷转换到新的母卷上，在该方法 中，利用射流切割装置切割幅材，并且被切割的幅材的起始部分被导向新的 母卷的卷绕轴。根据本发明的方法的主要特征在于，在该方法中，该射流切 割装置的切割路径包括主切割路径和至少一个边缘区域切割路径，该主切割 路径的长度包括从该幅材的一个边缘到该幅材的另一个边缘的整个切割路径 的长度的至少60％。

根据本发明的纤维幅材的卷取机的卷起装置的主要特征在于，该卷起装 置包括一个切割模块和至少一个用于射流切割的喷嘴，该喷嘴通过切割臂可 移动及可转动地附连到该模块。

在本说明书和权利要求书中，射流切割意指这样的切割手段，其通过射 流，特别是水射流切割来实现纤维幅材的切割。应理解的是，射流切割也覆 盖激光切割、利用非水的其它液体的液体射流进行的切割、利用气态物质射 流的切割以及这些切割的结合的应用。

在根据本发明的方法中，切割路径包括主切割路径和边缘区域切割路径。 在该方法中，该主切割路径覆盖切割路径的长度的至少60％，有利地为至少 75％。有利的是，主切割路径由一个喷嘴进行切割，并使该喷嘴围绕一枢转 点转动，使得边缘区域切割路径偏离主切割路径。边缘区域切割路径有利地 处于切割路径的端部。

在本说明书和权利要求书中，边缘区域意指沿幅材的横向靠近幅材边缘 的区域。边缘区域切割(即在靠近边缘的区域中的切割)的长度通常小于幅 材的横向长度(即幅材的宽度)的25％。

根据本发明的有利的实施例，该装置包括一个喷嘴，并且通过转动喷嘴 来完成边缘切割，以实现一种偏离基本呈直线形的主切割运动的切割运动。 根据优选的特征，该装置包括枢转点(如转动接头)和机械控制杆机构，借 助该控制杆机构，当喷嘴到达转动接头的非锁定点时，提供切割臂的转动。

根据本发明的另一个实施例(该实施例中卷起装置具有两个喷嘴)，主切 割路径是通过来自一个喷嘴的一个水射流来切割，而边缘切割路径是通过来 自另一个喷嘴的另一个水射流来切割。

根据本发明的另外的有利的特征，该装置具有一个全宽度的直线形模块， 其提供从一个边缘到另一个边缘的幅材的全宽度切割。一个或两个喷嘴通过 切割臂附连到滑动装置，该滑动装置可转移地附连到该模块。切割臂配置为 用于将喷嘴转移到幅材边缘的外侧。如果使用两个喷嘴，则切割臂由T形臂 结构组成，从而仅需要一个来自水源的水通道。两喷嘴结构中的切割臂有利 地具有不同的长度，使得在切割状态下，第一个喷嘴比跟随其后的喷嘴更靠 近该模块，因此使处于切口之间的幅材切片变窄。

根据两个喷嘴的实施例中的另一个特征，该装置有利地设置有控制系统， 用以控制每个喷嘴的切割，并用以在利用第二喷嘴进行的切割中设置延迟， 来实现交叉的切割路径以使(幅材的)破断量最小化。

根据另一个有利特征，该装置具有用于更换喷嘴或喷嘴维护的转动装置 (turning means)。借助这些转动装置，将喷嘴转到卷取机一侧的下述位置： 在该位置处可容易地到达移动纤维幅材区域之外以便执行维护。在两个喷嘴 的实施例中，有利的是每个喷嘴在卷取机的不同侧转动，并能够在生产过程 中完成喷嘴的更换，这样可实现更高的生产效率。

本发明提供了提高压力水平以校正幅材区域外侧的切割压力的可能性， 由此，切割可以准确地从边缘开始进行，这样就消除或者至少最小化了破断 量。

附图说明

以下将结合附图详细论述本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的装置的一个实施例的一个示例；

图2示意性地示出了图1的放大的局部图；

图3示意性地示出了用于安装根据本发明的装置的一个实施例的示例的 一个示例布置型式；

图4示意性地示出了用于更换根据本发明的实施例的装置的喷嘴的示 例；

图5示意性地示出了关于本发明的一个实施例的切割路径的一些可能 性；

图6示意性地示出了根据本发明的装置的一个实施例的一个示例；

图7示意性地示出了本发明的一个实施例的切割路径的一些可能性；

图8示意性地示出了本发明的一个实施例的切割路径的一些可能性。

具体实施方式

在以下的描述中，若非另有说明，相同的附图标记均指代相似的部 件，并且应理解的是，这些示例是容许更改的，以便在本发明的框架下适 应不同的用途和条件。

在图1至图2的示例中，用于纤维幅材机的卷取机的卷起装置包括带有 电机14的直线形模块15。一个水射流喷嘴11附连到切割臂12。切割臂12 的另一端可动地附连到直线形模块15的滑动表面并具有转动接头17。在该 示例中，附连在直线形模块的每一端部并与该端部分隔开的止动部13限制 主切割运动，并且为带有喷嘴11的切割臂12的边缘区域的移动及围绕转动 接头17的转动提供机械冲力。

如图3的示例中所示，装置10通过框架部18附连到卷取机的框架，该 框架部18支撑该装置10并附连到直线形模块15。待切割的幅材W位于装 置10的下方，带有喷嘴11的切割臂12的切割运动被设置为通过主切割运 动和边缘切割运动的结合而覆盖幅材的整个宽度。

在一个喷嘴的实施例中的装置10包括一个喷嘴11，并且通过转动切割 臂12来完成边缘切割21A、21B，以实现一种偏离基本呈直线形的主切割 运动20的切割运动。根据优选的特征，装置20包括转动接头17和机械控 制杆机构，即止动部13，借助该控制杆机构，当切割臂12到达止动部13 时，由控制杆机构(图中未示)提供对转动接头17的解锁，以供切割臂12 转动。

图4示出了关于切割臂12的喷嘴更换和维护位置的一个示例。在该图 中，喷嘴11和切割臂12处于切割位置，但带有喷嘴11的切割臂12可围绕 转动接头17转动到该装置的该侧上的更换和维护位置，如由运动路径M所 示。在两个喷嘴的实施例中，有利的是每个喷嘴在卷取机的不同侧转动。

如图5所示，用于切割幅材的水射流的切割路径包括主切割路径20， 该主切割路径20是通过本发明的使用一个喷嘴的实施例中的切割臂12和喷 嘴11的主切割运动而形成。主切割路径20覆盖幅材宽度的至少60％，优 选地为覆盖幅材宽度的至少75％。边缘切割路径21A、21B是通过使带有 喷嘴11的切割臂12围绕转动接头转动而形成。依据幅材的速度、转动运动 的速度、转动的设定值等的不同，可能会有边缘切割路径21A、21B的若 干不同的形式。

图6中是本发明的一个实施例的非常示例性的图示，其中使用两个喷 嘴11A、11B而非一个喷嘴11，并且每个喷嘴具有其自身的切割臂12A、 12B，优选地切割臂12A、12B整合为T形，由此仅需要一个连接到直线形 模块15的连接。在本实施例中，例如图7和图8的示例中所示的，主切割 路径是通过一个喷嘴实现的，而边缘切割路径是通过另一个喷嘴实现的。

图7和图8是示例性的切割运动的示例。在图7的示例中，通过使用两 个喷嘴11A和11B一起切割幅材，并且在切口之间形成幅材切片(web  slice)WB。在图8的示例中，每个喷嘴11A、11B具有其自身的控制阀， 因此这些切口中的一者能够仅被限制到边缘区域。

如在前述附图中所示的，水射流卷起装置10包括一个切割模块15，其 有利地包括直线形模块和至少一个喷嘴11、11A、11B。在该方法中，切割 路径包括主切割运动20和边缘区域切割运动21A、21B。在该方法中，超 过50％的、有利地为至少60％，并且更有利地为超过75％的切割路径是由 一个喷嘴11、11A、11B切割的，并且边缘区域切割有利地处于切割路径 的端部。根据其它的有利的特征，装置10具有一个全宽度的直线形模块 15，其提供从一个边缘到另一个边缘的幅材W的全宽度切割。一个喷嘴11 或两个喷嘴11A、11B通过切割臂12/12A、12B附连到滑动装置，该滑动 装置可转移地附连到该模块。这个/这些切割臂配置为用于将这个/这些喷 嘴转移到幅材边缘的外侧。如果使用两个喷嘴，则切割臂由T形臂的结构 组成，从而仅需要一个来自水源的水通道。两喷嘴结构中的切割臂有利地 具有不同的长度，使得在切割状态下，第一喷嘴比跟随其后的一个喷嘴更 靠近该模块，因此使处于切口之间的幅材切片变窄。

在两个切割喷嘴的实施例中，该装置有利地设置有控制系统，用以控 制每个喷嘴的切割，并用以在利用第二喷嘴进行的切割中设置延迟，来实 现交叉的切割路径以使(幅材的)破断量最小化，如图8所示。

以上描述了本发明的一些优选的实施例和示例，然而，可对所提出的 实施例做出多种更改。