本發(fā)明涉及卷材處理領(lǐng)域，特別涉及在用于處理包裝材料卷材的機(jī)器中使用的包裝材料卷材的張力控制。本發(fā)明涉及用于所述控制的裝置以及方法。

背景技術(shù)：

在包裝技術(shù)領(lǐng)域中，通常使用配置用于單次使用的消費(fèi)包裝。這種包裝容器可以由包括紙或紙板芯和外保護(hù)層或塑料(例如聚乙烯)涂層的層壓包裝材料制造。塑料層提供對(duì)芯層的保護(hù)以免其受到來(lái)自包裝容器內(nèi)部的產(chǎn)品的濕氣或包裝容器外部的濕氣的影響。包裝層壓材料還可以包括另外的層，所述另外的層適于提供阻止氣體(例如氧氣)通過(guò)的阻擋層或阻止光通過(guò)的阻擋層。一個(gè)這樣的另外的層可以是布置在芯層和至少一個(gè)防潮層之間的金屬箔。通常使用鋁箔。任選地，芯層可以用非纖維素材料代替。值得強(qiáng)調(diào)的是，包裝層壓材料的領(lǐng)域是不斷發(fā)展的研究領(lǐng)域，并且由于本公開(kāi)不涉及包裝層壓材料本身，因此將不再對(duì)其進(jìn)一步討論。本公開(kāi)的應(yīng)用不應(yīng)限于給出的實(shí)施例，而是本發(fā)明可以用于任何包裝層壓材料的處理。

由包裝層壓材料制成的包裝容器對(duì)大多數(shù)人而言是公知產(chǎn)品。在現(xiàn)代處理線中，這樣的包裝容器在包裝線或填充線中被制造并填充，其中來(lái)自卷軸或以單個(gè)坯件的形式的包裝層壓材料在其一端被供給到機(jī)器，并且經(jīng)填充的由包裝層壓材料制成的容器在另一端退出。長(zhǎng)話短說(shuō)，在填充線中，包裝層壓材料已經(jīng)形成、填充和密封。與包裝層壓材料的情況一樣，填充線的領(lǐng)域本身是廣泛的領(lǐng)域，并且不是本公開(kāi)的首要問(wèn)題。而且，在一個(gè)實(shí)例中，包裝材料卷材被供給到填充機(jī)。在填充機(jī)中，卷材形成為管，并且其縱向邊緣彼此密封，從而形成具有縱向密封的中空?qǐng)A柱體。中空?qǐng)A柱體逐漸填充有可傾倒產(chǎn)品，并且通過(guò)在管中的產(chǎn)品水平面下方進(jìn)行橫向密封來(lái)形成枕形的填充的包裝容器鏈。然后可以將鏈切斷成單個(gè)的包裝容器，其形成為例如具有平行六面體形狀的包裝容器。這種容器的實(shí)例是Tetra Brik。如果每隔一個(gè)橫向密封件偏移90°，就可以形成著名的包裝Tetra Classic。在其他構(gòu)思中，單個(gè)坯料-而不是從卷軸饋送的包裝材料卷材-被供給到填充線。從倉(cāng)庫(kù)將坯料一個(gè)一個(gè)地進(jìn)給到填充線中，其中每個(gè)坯料被折疊成在一端被密封的包裝容器。在包裝容器已被填充之后，其在其另一端被密封和折疊。這種構(gòu)思中的典型包裝容器是Tetra Rex和Tetra Top。

更接近本發(fā)明的領(lǐng)域，上述類型的層壓包裝材料或包裝層壓材料在工業(yè)規(guī)模上由形成為卷的紙或紙板卷材制造。卷材(即卷的自由端)被引導(dǎo)到第一處理站，其中卷材的一側(cè)使用合適的印刷技術(shù)設(shè)置有具有美學(xué)或信息特征的重復(fù)的裝飾或圖案，其中存在一些合適的印刷技術(shù)。在相同的處理站中或在相鄰的處理站中，卷材設(shè)置有同樣重復(fù)的弱化線圖案。弱化線或折痕線的目的可以是便于在稍后階段折疊由包裝材料形成的包裝容器。折痕線的裝飾和圖案當(dāng)然應(yīng)該彼此對(duì)準(zhǔn)，以使得每個(gè)形成的包裝容器具有相同的外觀。

在隨后的處理站中，卷材設(shè)置有塑料和/或箔的阻擋層。

處理步驟的順序可以變化；在一些構(gòu)思中，僅舉一個(gè)例子，在阻擋層已經(jīng)布置之后執(zhí)行印刷。

在該處理的這個(gè)階段，卷材具有對(duì)應(yīng)于若干個(gè)包裝容器的寬度，并且該卷材縱向地分成“單包裝寬度卷材”或子卷材，其被卷成卷以供以后在填充線中使用。在下文中，詞語(yǔ)“卷材”將主要指這些子卷材，但是作為一般原理，將要公開(kāi)的技術(shù)也可以應(yīng)用于原始較大卷材或完全不同的卷材。

在整個(gè)工藝期間，監(jiān)測(cè)包裝層壓材料的質(zhì)量，使得可以解釋物理或外觀錯(cuò)誤。記錄每個(gè)嚴(yán)重的缺陷，并且在單獨(dú)的處理中，“修補(bǔ)(doctor)”包裝材料卷材，這意味著卷材的缺陷部分被去除，然后將形成的自由端拼接在一起以形成連續(xù)卷材。以這種方式，在使用包裝材料卷材的填充線中稍后出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)降低。

用于上述目的的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的修補(bǔ)線在其一端具有第一水平可旋轉(zhuǎn)軸，在其另一端具有相應(yīng)的第二水平可旋轉(zhuǎn)軸。包裝材料卷材在第一端處被布置在可旋轉(zhuǎn)軸上的卷軸上，被引導(dǎo)通過(guò)修補(bǔ)線并且卷繞在布置在第二可旋轉(zhuǎn)軸上的卷軸上。在修補(bǔ)線中，存在設(shè)置成定位檢測(cè)到的錯(cuò)誤并去除卷材的段并將形成的自由端拼接在一起的設(shè)備。卷材從第一卷軸被卷繞到第二卷軸，并且當(dāng)錯(cuò)誤被定位時(shí)，卷材停止并且開(kāi)始修補(bǔ)序列，然后重新開(kāi)始卷繞。對(duì)于一個(gè)單卷包裝層壓材料，可以重復(fù)啟動(dòng)修補(bǔ)序列，并且在每個(gè)修補(bǔ)序列中，成段的卷材將被廢棄。

修補(bǔ)線通常是卷和卷軸以及用于卷材通過(guò)的壓區(qū)(nip)和制動(dòng)器的復(fù)雜構(gòu)造，并且當(dāng)新的包裝材料卷布置在第一卷軸上時(shí)，卷材的前端需要通過(guò)修補(bǔ)線。

修補(bǔ)線的一個(gè)部分是“牽引和制動(dòng)”裝置。牽引和制動(dòng)裝置的一個(gè)目的是通過(guò)控制卷材速度來(lái)控制卷材輸送?，F(xiàn)有的牽引和制動(dòng)裝置如圖8所示。該裝置包括四個(gè)輥，其中三個(gè)具有固定的旋轉(zhuǎn)軸線。第一和第二輥布置在相同的高度上，而第二輥在第一輥和第三輥之間的中心線上向下偏移。顯著且明顯地，上/下、左/右等僅作為示例給出，以便于理解一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的裝置。卷材通過(guò)第一輥上方、第二輥下方以及第三輥上方，基本上形成為U形。在第二輥下方布置有第四輥。第四輥可在上/下方向上移動(dòng)，并且其用于以可變的力將包裝材料卷材夾持在第二輥和第四輥之間。通過(guò)力的變化，可以控制包裝材料卷材中的張力?？梢岳斫獾氖牵@種牽引和制動(dòng)裝置的穿料(threading)是復(fù)雜的過(guò)程，并且由于需要對(duì)每卷包裝材料至少進(jìn)行一次該操作，因此其需要投入相當(dāng)大的努力。

本公開(kāi)的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的牽引和制動(dòng)裝置，其便于修補(bǔ)線的穿料或至少其牽引和制動(dòng)布置的穿料。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，該新穎裝置的效果是顯著簡(jiǎn)化了在修補(bǔ)過(guò)程中形成的廢棄物的處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于控制作用在從第一卷軸卷繞到第二卷軸的包裝材料卷材上的縱向力的裝置，所述裝置包括具有第一旋轉(zhuǎn)軸線的第一輥和具有第二旋轉(zhuǎn)軸線的第二輥。在該裝置中，第一旋轉(zhuǎn)軸線是固定的，而第二旋轉(zhuǎn)軸線是能移動(dòng)的，導(dǎo)致將在詳細(xì)描述中以及下面進(jìn)一步描述的幾個(gè)有利效果。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第二旋轉(zhuǎn)軸線可以是沿著圓弧段能移動(dòng)的，并且在其他的和相關(guān)的實(shí)施方式中，圓弧的中心點(diǎn)可以與第一旋轉(zhuǎn)軸線重合。這將使得第二輥能夠圍繞第一輥以對(duì)稱的方式沿著圓弧移動(dòng)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，圓弧的半徑大約對(duì)應(yīng)于第一輥的半徑和第二輥的半徑之和，并且可選地對(duì)應(yīng)于包裝材料卷材的厚度。這使得第二輥能夠在移動(dòng)的同時(shí)總是與第一輥接觸，或者使第一輥能夠在其周邊的幾個(gè)位置與第二輥接觸。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第二旋轉(zhuǎn)軸線還可以是沿著直線路徑能移動(dòng)的。這使得第二輥能夠移動(dòng)成與第一輥不接觸或不接合以及與第一輥接觸或接合。在一個(gè)或多個(gè)相關(guān)實(shí)施方式中，直線路徑可以具有沿著從第一旋轉(zhuǎn)軸延伸的半徑的延伸部。

上述特征中的一個(gè)或幾個(gè)可以通過(guò)懸掛第二輥以使其沿著機(jī)構(gòu)上的直線路徑移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該機(jī)構(gòu)進(jìn)而被布置為能繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。以這種方式，圓形和線性這兩種運(yùn)動(dòng)分別可以去耦合并容易實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)第二構(gòu)思，本發(fā)明涉及包括前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置的卷材處理線，其中，所述卷材被配置成在穿料位置沿著直線路徑穿過(guò)所述裝置，而在操作位置，所述卷材被布置成與所述裝置接合，其中通過(guò)所述裝置(即通過(guò)所述第二輥的移動(dòng))能夠?qū)崿F(xiàn)從所述穿料位置到所述操作位置的切換。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，卷材處理線是修補(bǔ)線。

根據(jù)第三構(gòu)思，本公開(kāi)涉及一種用于在卷材處理線的操作期間控制任何前述或下述描述的裝置的方法。所述方法可以包括：將所述第二輥布置在所述第一輥的一個(gè)第一側(cè)，這些輥不接觸；布置材料卷材以遵循直線路徑在第一輥和第二輥之間通過(guò)；將第二旋轉(zhuǎn)軸線沿直線路徑以及沿圓形路徑平移，使得所述第二輥布置在所述第一輥的第二側(cè)上，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)。現(xiàn)在，所述第一輥和所述第二輥布置在操作位置。該方法可以以任何順序進(jìn)行，例如，直線運(yùn)動(dòng)可以在沿圓形路徑的運(yùn)動(dòng)之前、期間或之后執(zhí)行，以及事件的順序可以相反，即從操作位置到穿料位置的運(yùn)動(dòng)，或反之亦然。在詳細(xì)描述中，還存在廢棄位置的公開(kāi)，其也可以形成如所要求保護(hù)的本公開(kāi)的實(shí)施方式的一部分。

附圖說(shuō)明

所有附圖是用于說(shuō)明本發(fā)明的操作原理的示意圖。

圖1是具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的處于其卷繞模式的牽引和制動(dòng)裝置的修補(bǔ)線的側(cè)視圖。

圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的牽引和制動(dòng)裝置的隔離側(cè)視圖

圖3是具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的處于其穿料模式的牽引和制動(dòng)裝置的修補(bǔ)線的側(cè)視圖。

圖4是具有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的處于其廢棄模式的牽引和制動(dòng)裝置的修補(bǔ)線的側(cè)視圖。

圖5是處于圖1的模式中的牽引和制動(dòng)裝置的詳細(xì)視圖。

圖6是處于圖3的模式中的牽引和制動(dòng)裝置的詳細(xì)視圖。

圖7是處于圖4的模式中的牽引和制動(dòng)裝置的詳細(xì)視圖。

圖8是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的牽引和制動(dòng)裝置的詳細(xì)視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出了修補(bǔ)線100。修補(bǔ)線具有第一旋轉(zhuǎn)軸或卷軸102和第二旋轉(zhuǎn)軸或卷軸104。包裝材料卷材106從第一卷軸102卷繞到第二卷軸104，并且可以以合適的方式在由矩形108指示的修補(bǔ)站中去除潛在的缺陷。如何執(zhí)行修補(bǔ)將不在本公開(kāi)中詳細(xì)討論，而是對(duì)于本發(fā)明的一些實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)的小貢獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)討論。

本公開(kāi)的牽拉和制動(dòng)裝置110包括第一輥112和第二輥114，第一輥112和第二輥114均被設(shè)置為分別圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線116和第二旋轉(zhuǎn)軸線118旋轉(zhuǎn)。在修補(bǔ)過(guò)程中，裝置110的操作位置是使得沿著S形路徑引導(dǎo)卷材通過(guò)該裝置。在本公開(kāi)的設(shè)置中，第一輥112布置在第二輥114上方。如從第一卷軸102觀察的，卷材在其遠(yuǎn)側(cè)上被引導(dǎo)到第二輥的下方并圍繞第二輥的約一半，然后跟隨第二輥圍繞其大約半個(gè)圓周，然后繼續(xù)朝向修補(bǔ)站和第二卷軸。

在裝置110上游和其下游的卷材的路徑使得如果其不是針對(duì)第二輥114，那么當(dāng)?shù)诙?14在操作位置被布置在該輥的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上時(shí)卷材將在第一輥的第一側(cè)上通過(guò)，從而能夠形成S形路徑。

第一輥112的旋轉(zhuǎn)軸線(第一旋轉(zhuǎn)軸線116)可以靜態(tài)布置，而第二輥114的旋轉(zhuǎn)軸線(第二旋轉(zhuǎn)軸線118)可以能移動(dòng)地布置。將參照?qǐng)D2的詳細(xì)視圖描述第二旋轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)，即第二輥的運(yùn)動(dòng)。

圖2以實(shí)線示出了第一輥112，而用虛線示出了第二輥114的多種位置。存在與圖1所示的位置相對(duì)應(yīng)的位置P1；“操作位置”。存在對(duì)應(yīng)于“接合位置”的位置P2，該“接合位置”更多是在其它位置之間移動(dòng)時(shí)通過(guò)的位置。存在“廢棄位置”P3，其中該裝置將向下引導(dǎo)通過(guò)的卷材。還存在“穿料位置”，其中第二輥114與第一輥112完全脫離，使得卷材僅僅通過(guò)遵循直線路徑可以方便地布置(或穿料)通過(guò)裝置110。第一輥112被布置為圍繞第一軸線116旋轉(zhuǎn)并且具有半徑R1。第二輥114布置成圍繞第二軸線118旋轉(zhuǎn)并且具有半徑R2。第一和第二輥平行布置，具有平行的旋轉(zhuǎn)軸線。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，兩個(gè)輥僅從其軸向一側(cè)懸掛，基本上對(duì)應(yīng)于一端連接到構(gòu)造裝置而第二端自由的每個(gè)輥的旋轉(zhuǎn)軸線。

返回圖2，第二輥能移動(dòng)地布置，使得其可以僅通過(guò)允許第二旋轉(zhuǎn)軸遵循弧形路徑120(即，圓形路徑的段)而從位置P1旋轉(zhuǎn)到位置P2。從位置P2，第二輥可以進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到位置P3，或者其可以沿著直線路徑122在直線方向上移動(dòng)到位置P4。

實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)模式的一種方便的方式是將第二輥的一端布置在滑板(未示出)上，該滑板被構(gòu)造成沿著直線方向在板或軌道上執(zhí)行平移運(yùn)動(dòng)，該板或軌道又被布置成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。平移運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)伺服電機(jī)使用氣動(dòng)缸、液壓缸或任何其他合適的裝置來(lái)進(jìn)行。板或軌道的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以用任何合適的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)器直接作用在旋轉(zhuǎn)軸上或者通過(guò)合適的連桿間接地作用在旋轉(zhuǎn)軸上。可以容易地理解這樣的布置如何能夠使運(yùn)動(dòng)模式如圖2所示。如果板或軌道的旋轉(zhuǎn)軸線與第一旋轉(zhuǎn)軸線重合，則運(yùn)動(dòng)被簡(jiǎn)化。第二輥移動(dòng)所沿的路徑的半徑R3對(duì)應(yīng)于第一輥的半徑R1和第二輥的半徑R2之和，至少對(duì)應(yīng)于近似值。然而，在第一輥將從第一位置P1移動(dòng)到第四位置P4的情況下，可以在給出另一半徑的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之前執(zhí)行徑向移動(dòng)。

能夠啟動(dòng)第二軸線的平移運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器也可以用于改變朝向第一輥按壓第二輥的力。

圖3是示出在穿料操作中(即，當(dāng)包裝材料卷材的自由端特別是首次將被引導(dǎo)通過(guò)修補(bǔ)裝置和牽引和制動(dòng)裝置時(shí))第二輥的位置的視圖。在穿料之前，第二輥移動(dòng)到位置P4。當(dāng)布置在位置P4時(shí)，可以沿著直線路徑牽引包裝材料卷材通過(guò)該裝置。容易理解的是，如果第二輥已經(jīng)處于操作位置P1，則穿料的操作將更麻煩。在卷材被拉動(dòng)通過(guò)該裝置之后，第二輥可以移動(dòng)到位置P2，將卷材夾緊在第一和第二輥之間。此后，第二輥可以向下旋轉(zhuǎn)到操作位置P1，從而結(jié)束穿料操作。

在圖4的視圖中，第二輥已經(jīng)布置在廢棄位置P3。在該位置中，第二輥與第一輥接觸，與卷材106的中間部分接觸，并且該接觸的切線方向向下，使得能夠在可選方向上引導(dǎo)卷材。在本實(shí)施方式中，卷材被引向由回收箱示意性指示的廢棄物組件。包裝材料的廢棄可以是在卷材的穿料之后的第一操作。這意味著第一輥從位置P4移動(dòng)到位置P2，然后移動(dòng)到廢棄位置P3。另一個(gè)示例可以是第二輥從第一位置P1直接移動(dòng)到廢棄位置P3。不管情況如何，本裝置仍然能夠使得第二輥處于位置P3。

在詳細(xì)描述中還參考附圖描述了作為相關(guān)效果的一些特征。已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是這仍然不應(yīng)被解釋為限制由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一般構(gòu)思。從能夠?qū)嵤┑膶?shí)施方式和相關(guān)描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠相比已描述的實(shí)施方式來(lái)構(gòu)造新的實(shí)施方式而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。