纸幅卷绕成卷的 方法和设备 本发明涉及一种将纸幅卷绕成卷的方法和设备。
这种类型的方法和设备例如已由下列文件所公开：DF4007329、DE3244510、FR1513694、GB1297812、US1923670、EP0483092A1。
卷绕纸幅的卷纸机或设在造纸机的末尾，以便将在那里制成的纸幅卷成圆筒形。但卷纸机也可利用来将卷好的纸卷重卷，使纸卷有完全确定的卷绕质量。
在任何情况下卷绕都应有完全确定的性质，尤其指的是卷装硬度。卷装硬度大多应从某个初始值降至一个终值，其中刚开始有一硬的卷绕芯是尤为重要的。这种下降从第一层到最后一层应尽可能均匀。它应有一定的梯度，也就是说既不过强也不过弱。卷装硬度的变化应完全不存在突变点，例如突然下降。在纸卷中不允许产生任何损害或破坏纸幅的径向应力或切向应力。
所有这些都是迄今所企求但没有达到的。相反，已知结构型式的卷纸机所制成的卷，例如其芯部或极软或极硬，并在接近末尾时，亦即约在卷的直径的4/5处，出现卷装硬度的急剧降低。带来地结果是，第一部分亦即极软或极硬的芯不能用，因为纸幅在这一范围内受压缩和爆裂，所以这一部分必须作为废品扔掉；在端部，纸卷卷绕得不够硬，导致纸层彼此相对地侧向移动，以致成品卷的端面看起来象磨损的边缘以及纸幅边可能容易受损。
劣质的芯(过低或过高的硬度)不可能完美地构成其余的纸卷。对于压力敏感的纸，例如自复写(SD)纸，这一问题尤为严重，在这种情况下给圆筒和在它上面正在形成的纸卷靠在支承滚筒外表面的压力规定了狭窄的界限。
本发明的目的是设计一种卷绕连续纸幅的方法和设备，使卷装硬度从卷的开始到卷的末尾有预期的变化，亦即在卷绕过程的任何瞬间均将卷装硬度置于控制之下。此外，机械方面的费用当然应尽可能地低。
本发明的目的是这样实现的，即采用一种将纸幅卷绕成卷的方法，其中，纸幅主要或仅仅通过一个传入的中央扭矩卷绕在一个圆筒上；以及正在形成中的卷外表面上持续地至少作用一个沿幅宽延伸的用于挤压出空气的挤压件。
本发明人首先认识到，在已知卷纸机上生产的纸卷质量上的不足源于一系列干扰因素。这些干扰因素具体包括：
在卷绕期间圆筒沿支承滚筒的圆周摆动；开始被卷绕的圆筒在导轨上冲击式地就座；由于圆筒从初级杠杆对向次级杠杆对传递引起的冲击并因而不均匀性；传动装置更换时的不均匀性。决定性的看法是，不同类型的传动的组合是有缺点的，亦即中央传动装置和形成中的卷的周向传动的组合。本发明人因此一贯专注于中央传动装置，为了控制卷装硬度的形成这是最重要的装置。这样做的优点是，通过在中央施加的扭矩产生一个“卷入的(eingewickelte)”纸幅应力，这一应力是完全连续的，并在整个卷绕过程中保持常数或可持续改变。因此，在纸幅应力中绝对不会出现跃变点，所以在整个卷绕过程中卷装硬度保持处于控制之下，并可将它调整为任意值。此外，采用本发明还提供了下列可能：一个新的圆筒可以在圆筒更换后不久，便已经装在一个晚些时候可以检查圆筒更换的位置中(例如在水平导轨上)。尽管如此，圆筒起先与纸幅不接触，亦即起先不必被传动。因此，总之，(如果需要，例如例外地发生了有缺陷的纸卷始端时)可以在任何时刻进行圆筒更换，例如即使此时纸卷还没有卷满。
若纸卷应构成特别大的直径时，则最好在卷绕过程中由一个重量补偿装置来支承在形成中的纸卷，补偿装置设计为面状的，所以它沿圆周的一定部分作用在纸卷外表面上，而不只是沿一条线。因此从根本上避免了所施加的是值得重视的线状力，以及避免了这种线状力带来的不连续性。
按本发明规定，纸幅主要或仅仅通过传入的中央扭矩，例如借助于一个中央传动装置卷绕在圆筒上，以及，在形成中的纸卷上持续地至少作用一个沿幅宽延伸的用于挤压出空气的挤压件或挤气件。
在此方法的进一步改进中可以规定，形成中的纸卷和圆筒的重量，至少在部分卷绕过程中，通过一个沿幅宽作用在卷外表面上的力，所谓的补偿力，来补偿。
补偿力最好是一个面状的作用力，它补偿纸卷和圆筒的自重。
在此方法的进一步改进中规定，在卷绕过程一开始，圆筒和导辊彼此靠近和互相平行地处于一个开始卷绕的位置，以及纸幅被引导在导辊上，所以纸幅沿一定的圆周角缠绕着导辊，通过圆筒和导辊之间的间隙流动并卷绕在圆筒上，在这种情况下沿幅宽延伸的第一挤压件作用在形成中的纸卷上。然后在开始卷绕位置开始卷绕的卷，按照本发明方法的这一实施形式，例如通过水平运动被置于主卷绕位置进行继续卷绕。在主卷绕位置此纸卷完成卷绕，其中至少另一个挤压件作用在形成中的纸卷外表面上。
在此方法的进一步改进中可以规定，在主卷绕位置，在开始卷绕位置便已经作用在卷上的第一挤压件与卷脱离接触，在这种情况下保证事先至少有另一个挤压件作用在卷的外表面上，从而满足按本发明的这一条件，即，在整个卷绕过程中至少有一个沿幅宽延伸的挤压件作用在卷上，以便挤压出空气。
在按本发明方法的最佳设计中，用于在此实施形式中仅积在主卷绕位置施加作用在卷上的补偿力的补偿装置，随着卷的增长与卷一起垂直移动，例如垂直向下。
按本发明的方法一般可考虑有三种最佳的可能方案。在第一种方案中，正在形成中的纸卷实施一种具有水平分量的运动，此时中央传动装置参与此水平运动，并在这种情况下被一滑座导引。
在本发明另一种实施形式中可以规定，正在形成中的纸卷在主卷绕位置与中央传动装置一起被位置固定，以及，与卷接触的挤压件随着卷直径的增长，实施一个具有水平分量的运动。在这种实施形式中，第一挤压件因而随着卷直径的增长从形成中的卷移开，并在最后阶段脱离接触，反之，此时另一个挤压件随着卷直径的增长与卷进入接触并停留在卷上，直至卷绕过程结束为止。
采用此方法的下列设计可以将机械方面的费用保持得特别低。为此按本发明规定，补偿装置设计为它包括一个加压件，此加压件既用于至少在部分卷绕过程提供一个补偿力，又用作为另一个挤压件。因此，采用这种实施形式有可能使按本发明的另一个挤压件由一个也施加补偿力以支承纸卷的加压件承担。
为了使补偿装置在圆筒沿水平方向移动时能始终施加足够的支承力，在一种特殊的实施形式中规定，补偿装置与圆筒和在形成中的卷一起实施水平运动。
特别有利的是，带有在形成中的卷的圆筒在导引上了纸幅后，实施一个从导辊离去的水平运动，并在开始水平运动后，第一挤压件或挤气件摆动到其工作位置。
除了此方法外，本发明还提供了一种用于将纸幅卷绕成卷的设备，它有一个圆筒，纸幅便卷绕在圆筒上。按本发明的设备的特征在于，设有一个中央传动装置，它主要或仅仅在圆筒上施加卷绕所需的扭矩。此外，此设备还至少包括一个挤气件或挤压件，它沿幅宽延伸。其中至少一个挤气件安排在形成中的纸卷上纸幅的入口区内，用于挤压出空气。
在本发明的进一步改进中可以规定，此设备有一补偿装置，它主要或仅仅补偿形成中的卷和圆筒的重量，以及，它作用在卷的外表面上。
在按本发明的设备的进一步改进中可以规定，设备有一导辊，它可置于一个与圆筒平行和靠近它的位置。
在按本发明的卷绕设备的最佳设计中，在形成中的卷在开始卷绕后运动一段具有水平分量的距离并处于这样的一个位置，亦即在这一位置完成主卷绕过程。对于在主卷绕位置中这种中央传动装置的方法，本发明在设备的一种特殊设计中建议，设置一滑座和一个用于在水平运动时导引滑座的导轨。
在按本发明设备的进一步改进中，补偿装置通过相应的机构随着卷的增长沿垂直方向移动，例如垂直向下。
若圆筒和形成中的卷沿水平方向移动，那么有利的做法是使补偿装置随之移动，亦即同样沿水平方向运动。
本发明的一项特别有利于降低成本的设计规定，补偿装置包括一加压装置，它既起补偿装置的作用并因而为逐渐增长的纸卷卸荷，又用作为另一个挤压或挤气件，用于挤压出空气。
在一项特殊设计中规定，补偿装置有一条循环的支承带，它例如环卷着补偿装置的两个支承辊。特别有利的是令补偿装置有一防滑装置，它设在支承带的回路内部并且支承带通过它滑动。
下面借助附图所示实施例对本发明作进一步的详细说明，附图中：
图1至4表示本发明卷纸机的第一种实施形式；
图5至6表示本发明卷纸机的第二种实施形式；
图7至11表示本发明卷纸机的第三种实施形式；
图12表示本发明卷纸机的第四种实施形式；
图13至14表示本发明卷纸机的第五种实施形式。
附图中可见圆筒1，纸幅2卷绕在圆筒上，以形成纸卷3。
还设有一个可传动的补偿装置4，它包括一条循环带4.1和三个导轮4.2，4.3和4.4。带和导轮沿形成中的卷3的宽度延伸。
由图中还可看到一可传动的导辊5。它可借助于一摆臂5.1摆动到直至与圆筒1接触，并可重新从圆筒1摆开。圆筒1可旋转地支承在滑座9中；滑座可沿导轨6移动。此外，导轨还用作另一个用于图中只示意表示的中央传动装置11的滑座的支架，中央传动装置在圆筒1中央，传入使纸幅2卷绕的扭矩。
由图中还可见带挤气机构7.1的摆杆7，在这里挤气机构7.1或是一个可自由旋转的滚轮，或是设有驱动装置的滚轮。
此设备的工作如下：
在图1的左部可见一导辊8。必要时可为导辊8配设一个对辊8.1，后者可借助于一杠杆和气动机构压靠在导辊8上。在这种情况下辊8和8.1意味着是一个拉伸压力机(Zugpresse)，它同样是可驱动的。
图1表示起始或开始卷绕位置和传送过程。圆筒1装在滑座9中并加速到机器的速度。导辊或传送辊5压靠在圆筒1上。纸幅2从导辊8下方导引到导辊5上，缠绕着导辊5，然后穿过圆筒1和导辊5之间的挤压间隙流动，并由于图中未表示的风嘴而缠绕在圆筒1上，所以可以进行起始卷绕。
接着，带有纸幅2开始卷绕的始端的圆筒1在图中表示的实施例中向右移动，而且移到补偿装置4所处的水平位置。在这里进行真正的卷绕过程即“主卷绕过程”，见图2和3。在这种情况下，卷绕过程仅仅由所表示的中央传动装置11来保证。由图3可见，补偿装置4在主卷绕过程期间实施垂直运动。起先它处于虚线所示的位置，实线则表示接近卷绕过程结束时补偿装置4的位置。
在主卷绕过程期间，摆杆7带着挤气轮7.1实施向左下方回移的摆动运动。另一个挤气轮7.3取代挤气轮7.1借助于一根短得多的摆杆7.4摆动到靠在纸卷3上。
滚轮7.1的摆动运动可以穿过由圆筒1和在形成中的纸卷3的水平移动构成的空间进行。导辊5和所属的摆臂5.1在卷绕过程中同样可以向下摆动。因此，在任意时刻都可以将一个新的圆筒1.1装入另一个滑座对9.1中。此时，此圆筒暂时与纸幅2不接触；亦即在此期间它还不必被传动。
两个滑座9和9.1中之一在外面运动，而另一个则在里面在导轨6上运动。这样做是必须的，以便这两个滑座能彼此从旁边经过。例如可见DE4401804。
图4表示圆筒更换前不久的状况。新的圆筒1.1现在被传动；导辊5和挤气轮7.1都向上摆动到靠在新的圆筒1.1上。现在，切断装置(箭头T)可将纸幅横向切断，所以新的纸幅始端卷绕在此新的圆筒1.1上。卷满的纸卷3制动并接着从此设备离开。然后，如上面借助于图2-4说明的那样进行下一个卷绕过程。
作为面状的支承装置，例如考虑采用如DE4418900A1中(见那里的图2)介绍的一种装置。
图5和6表示本发明另一种实施形式。图中表示的卷纸机具有与前面那些图中表示的机器基本相同的构件。
由图5可见在那里用实线表示的纸幅2正常的轨迹变化过程。这一状态与图3的类似。在这里，新的圆筒1.1已经处于滑座9.1中，但还处于静止状态，与纸幅2不接触。
由图5还可见用点划线表示的在圆筒更换前不久纸幅2a的流动状况。在这一时刻圆筒1.1旋转。
图6表示了卷绕工作的另外两个阶段。用实线表示圆筒更换后的纸幅2b。成品纸卷3(图5)已经取走。新的已经开始卷绕的圆筒1.1与其滑座9.1一起移到(右面的)卷绕位置。两个挤气轮7.1和7.3压靠在新的圆筒上。用虚线表示纸幅2c“处于ENDEFELD(端区)正常状态”，类似于图3。在这种情况下导辊5和滚轮7.1已向下摆动。
图7至11表示按本发明卷纸机另一种实施形式。
在此机器中仍设有摆杆7，其上仍带有挤压轮7.1，但同时还带有一个圆筒1。导辊5′固定安装。第二个挤压轮7.3可在导轨上沿水平移动。卸荷装置4设计为类似于图1至4中的补偿装置4。在这里，卷纸机的入口同样设有导辊8，也可能还设有压辊8.1，它与导辊8一起构成拉伸压力机。
图7表示此机器处于纸幅2开始卷绕在圆筒1上的阶段。
图8表示卷纸机在主卷绕过程中。带有圆筒1和挤压轮7.1的摆杆7现在下降到通过卸荷装置4进行支承。卷纸工作的主要部分是在各个构件处于这一位置下完成的。
图9表示主卷绕过程结束前不久的状况。其中挤压轮也进行更换。也就是说，在摆杆7上的上挤压轮7.1从纸卷3移开，而下挤压轮7.3压靠在纸卷3的圆周上。
图10表示全部完成卷绕过程时的情况。现在纸卷3已制成。带挤压轮7.1的摆杆7向上摆动。新的圆筒1.1装在摆杆7中，但仍处于静止状态(未与纸幅接触)。
在图11中，摆杆7远远地从纸卷3摆开，并将圆筒1.1贴靠在导辊5′上。图中只用箭头象征性表示的切断器切断纸幅2然后开始新的卷绕过程。
图12表示卷纸机的一种实施形式，它类似于图7至11表示的卷纸机。但与按图7至11的实施形式不同的是，在这里这两个挤压轮7.1和7.3的更换在纸卷3直径很小时已经进行。因此，很早就可以装入一个新的圆筒1.1。
图13和14表示了一种实施形式，与前面的那些实施形式相比，它有明显的区别。
在这两个图中纸幅的流动途径既用实线也用点划线表示。在图13中，实线所示的纸幅2表示纸幅去往圆筒1上正在形成中的纸卷3的正常流动轨迹。在这时下一个圆筒1.1仍处于静止状态。相反，点划线表示的纸幅轨迹2a是圆筒更换前不久的纸幅轨迹。此时，下一个圆筒1.1旋转。
在图14中，纸幅轨迹2b是圆筒更换后不久存在的纸幅轨迹，而纸幅轨迹2c则仍表示正常的流动过程，故与图13实线表示的一样。在这种情况下已经可以装入再下一个圆筒1.2。
与前面的一些实施形式相比，图13和14所示机器的重要区别在于设有一个装置10，它按例如由DE3503240(PA04174)已知的具有一靴座20的靴状压力机的类型设计。此装置10承担纸卷3重量卸荷的作用，与此同时起挤压轮7.3的作用。
在图14中表示了按图13的机器的一种略加修改的实施形式。在此实施形式中一条循环带4.1环绕着补偿装置。