用于控制運行幅材中的幅材拉伸的裝置的制造方法
【專利摘要】用于控制作用在移動幅材(27)上的軸向力的裝置和方法，該裝置(14)包括第一可轉動輥(15)、第二可轉動輥(17)和第三可轉動輥(19)。第三輥(19)被置于第一和第二輥(15和17)之間并可響應于任何時刻作用在幅材(27)上的軸向力在下部位置(21)和上部位置(22)之間的豎直平面上的圓形路徑移動。為了能簡單地手動安裝幅材(27)，第三輥(19)的上部位置(22)距離第一和第二輥(15和17)上方足夠的垂直距離以形成開放的水平通道，幅材(27)通過該水平通道可在第一和第二輥(15和17)以及位于上述位置的第三輥(19)之間自由通過。利用對抗第三輥(19)向上部工作位置(22)方向移動的力偏壓第三輥(19)，通過裝置(14)控制軸向力，其中所述力小于特定幅材(27)的極限抗拉強度。
【專利說明】
用于控制運行幅材中的幅材拉伸的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及用于控制作用在由可轉動的水平軸退繞并被引導和卷繞到相應的水平轉動軸的片材上的軸向力的裝置，該裝置包括可繞第一水平軸轉動的第一輥，可繞第二水平軸轉動的第二輥以及可繞第三水平軸轉動的第三輥，其中第三輥被設置在第一輥和第二輥之間，并響應于任何時刻作用在幅材上的軸向力沿下部位置和上部位置之間的豎直平面中的弧形移動路徑移動，旨在使所述幅材的一側與第一輥和第二輥接觸，而其另一側與第三輥接觸。
現有技術
[0002]在包裝工程中，一次性消費包裝通常用于包裝和運輸液體食品，例如牛奶。所謂的這種類型的一次性包裝通常由包含紙或紙板的基材層和聚乙烯外液密層的層壓包裝材料制成。在特殊情況下，例如對氧特別敏感的食品，例如果汁，需要提供至少另一層具有氧氣密封性能的材料的包裝材料，這種輔助材料層的最常見的例子是紙或紙板層和兩個外液密層一個之間的鋁箔。
[0003]此類消費包裝當今經常借助現代的合理的包裝機由包裝材料的幅材或預制坯生產、成形、灌裝并還密封成品包裝。
[0004]成形、灌裝和密封的消費包裝是由幅材產生的，例如，首先通過將幅材的兩個縱邊連接在一起成為縱向液密密封接頭(所謂的搭接接頭)而將幅材變成管。所述管灌裝有特定的食物，例如牛奶，并且通過沿管的灌裝產品水平以下管的縱軸橫向重復橫向熱密封所述管，分為連接的枕形包裝單元。通過切割橫向密封將灌裝的枕形包裝單元彼此分開，并隨后通過至少一個進一步成形和熱密封操作得到所希望的幾何形狀。這種市售的消費包裝的眾所周知的示例是Tetra Brik和Tetra經典包裝，用于運輸牛奶、果汁、酒和食用油類的液體食品。
[0005]由紙或紙板的卷材以工業規模生產上文所述的此類層壓包裝材料。從輥上退繞的幅材被引導到幅材另一側的第一工位上，通過適當的印刷技術，提供有美感的和/或信息性的重復圖案。與印刷一起或在印刷后直接給幅材提供有相同重復圖案的弱化線(所謂的折疊線)便于折疊。為了使隨后產生的一次性包裝具有所需的形狀和吸引人的外觀，將這兩個重復圖案彼此以可能最近的距離施加在幅材上是重要的。
[0006]提供有印刷和折疊線的幅材被向前引導至隨后的工作操作，其中幅材兩側各自被涂覆外液密層，通常是聚乙烯。在某些情況下，例如當所述包裝材料旨在用于包裝對氧氣特別敏感的產品的容器時，包裝材料還被提供有在紙或紙板層和兩個外液密涂層中一個之間的包裝材料的一側具有這種阻隔性能的材料例如鋁箔的至少一個另外的層。
[0007]最后，將包裝材料幅材劃分成單個部分幅材，其被卷到成品包裝卷中，以便產生成形的、經灌裝和密封的包裝容器。
[0008]為了確保成品包裝卷中的包裝材料滿足設置質量要求并且不具有可能危害最終包裝容器的化學和/或機械保護性能的嚴重故障和缺陷的困擾，對包裝卷進行質量控制，其中包裝材料被修復。
[0009]常規的修復線在其一端具有可轉動的水平軸并在其另一端具有相應的可轉動的水平軸。在可轉動的軸之間，修復線具有修復站，在其中修復所檢測到的缺陷并在包裝材料的固定幅材上進行處理。因為包裝材料可能通常受到許多制造缺陷的困擾，反過來，這些制造缺陷可在一個和同一包裝材料上的隨機擴散點發現，這意味著被引導通過修復站的包裝材料幅材可經受幾次與質量控制相關的停工和開工。一般可以進行幅材的停工而無大的問題，但是，另一方面，下一次重啟可能會帶來問題，因此為了避免進一步的問題，必須對其進行預見并且避免。這些進一步的問題與幅材的停止不能瞬間實現這一事實相關，而相反，由于固有慣性，幅材的停止在一定的滯后過程之后發生。在這一滯后過程中，減慢的幅材在工作站之前的區域中形成過剩材料環。當再重新啟動幅材時，這種剩余材料的長度隨幅材速度的增加會收縮并最終完全消失，由此幅材在同一時刻沿移動方向經受軸向拉力。為了防止幅材中的必然軸向拉力變大以至于可能超過幅材的極限抗拉強度并由此將幅材拉開，給已知的修復線配備裝置，幅材中的拉力通過該裝置可被控制并保持在遠低于幅材的極限抗拉強度的水平。
[0010]控制已知的修復線中的這種拉伸和屈服應力的裝置具有可繞第一水平軸轉動的第一輥，可繞第二水平軸轉動的第二輥，以及可繞第三水平軸轉動的第三輥。第一和第二可轉動輥之間的第三輥可以沿下部工作位置和下部工作位置之間的圓弧在豎直方向上移動的方式可轉動地安裝在第四水平軸上。第四水平軸被安裝在低于第一和第二水平軸的水平的水平上。在臂的幫助下第三輥能沿圓弧移動，第三輥的一端連接在第三水平軸的對應的軸端上，而另一端以相應的方式連接在第四水平軸的對應軸端上。
[0011]當包裝材料幅材進行檢查和修復時，其在修復線的一端的水平可轉動軸暫停。包裝材料幅材從暫停的輥退繞并手動推進卷繞到修復線的另一端的水平可轉動軸上。在卷繞到另一端的可轉動軸的過程中，幅材首先通過用于控制幅材的軸向應力的裝置，并從裝置向前通過工作站，在此處理幅材上的檢測到的生產缺陷。由于第一和第二可轉動輥的各自的水平軸處于高于第三可轉動輥的水平軸的對應水平的水平，所以幅材因此以U形幅材環通過整個輥的布置，使得幅材的一側(底側)被引導至與第一和第二輥接觸，同時幅材的另一側(頂側)被引導至與第三輥接觸。每當檢查和修復新輥時，這種手動拉動幅材沿U形環通過已知的輥布置不僅不必要地復雜，而且過度勞動密集且耗時。
[0012]因此，本發明的一個目的是消除這種缺點并提供引言中所述的那種裝置，該裝置與已知的裝置相比較而言顯著更容易并且耗時更少和勞動更不密集。
[0013]—個具體的目的是提供此種類型的裝置，通過其退繞的幅材可以手動沿整個裝置的大致直的水平路徑被引導。
發明簡述
[0014]在一個方面，本發明因此提供了用于控制作用在幅材上的軸向力使其從可轉動的水平軸退繞并被引導和卷繞到相應的水平可轉動軸上的裝置，該裝置包括可繞第一水平軸轉動的第一輥，可繞第二水平軸轉動的第二輥，以及可繞第三水平軸轉動的第三輥，其中第三輥位于第一輥和第二輥之間并沿弧形移動路徑在豎直平面中移動，并且可響應于在任何時刻作用在幅材上的軸向力沿下部位置和上部位置之間的豎直平面內的弧形移動路徑移動，其中幅材旨在被引導使其一側與第一輥和第二輥接觸而其另一側與第三輥接觸。該裝置的特征在于:第三輥，在其上部位置，與第一輥和第二輥具有足夠的豎直距離以形成開放的水平通道，在一個方面，幅材通過該通道可在第一輥和第二輥二者之間自由通過，在另一方面，可自由通過第三輥。
[0015]在根據本發明的裝置的一個實施方式中，第三輥通過臂可轉動地懸掛在第四水平轉動軸上，其一個端部連接在第四水平軸的對應軸端部，并且其另一個端部以相應的方式連接在第三水平軸的相應的軸端部。
[0016]第四水平軸可以但并不需要位于比第一和第二水平軸二者更高的豎直平面水平上。如果第四水平軸被安裝在第一和第二水平軸二者之上的水平上，那么當第三輥在其上部位置時臂大致水平。
[0017]在一個優選的實施方式中，利用對抗第三輥向上部工作位置方向移動的力偏壓第三輥。優選地，利用小于特定幅材的極限抗拉強度的力偏壓第三輥。
[0018]在實際應用中，根據本發明的裝置被用于控制在任何時刻作用在從水平可轉動軸退繞并且被引導和卷繞到相應的水平軸上的包裝材料幅材的軸向拉伸和屈服力，當包裝材料幅材通過兩個水平軸時，進行至少一個減速和停止與隨后的加速開始。
[0019]在進一步的實施方式中，利用可自由調整的對抗第三輥向上朝向上部位置的弧形樞轉運動的力偏壓第三輥。這種偏壓力可以通過合適的氣動、液壓和機械裝置以已知的方式產生。為了避免幅材由于過強的拉力和軸向力而斷裂，如上面描述的，這種反作用力必須設置在低于幅材的特定極限抗拉強度的值。如果幅材，例如，具有20，000N量級的極限拉伸力，那么反作用力可設置在達到僅該值的十分之一(1/10)，例如1800-2000N，以便因此使第三輥被移動，如果幅材被軸向力作用，那么已經遠低于幅材的極限抗拉強度。
【附圖說明】
[0020]下文將參照附圖更詳細地描述本發明，其中:
[0021]圖1示意性示出了根據本發明的裝置，與常規用于處理包裝材料幅材上的產品缺陷的線路相連接；
[0022]圖2示出了放大的圖1的圓圈區域。
【具體實施方式】
[0023]圖1由此示出了示意性代表根據本發明的裝置的放置和用途，用于控制包裝材料幅材上的軸向力，包裝材料幅材被引導通過修復線并被適當處理以除去被檢測到并且登記的與較早生產的包裝材料相關的故障和缺陷。修復線，通用符號為10，在本示例中其一個端部(右側)具有可轉動的水平軸11并且在其另一個端部具有相應的可轉動的水平軸12。在可轉動的水平軸11和12之間，修復線10還包括修復站13，通過該修復站幅材旨在被引導進行合適的處理以除去具體的故障和缺陷。
[0024]常見的這種方法基于幅材停止并保持靜止，同時橫跨整個幅材將幅材直切將其分開。由此切割的幅材的后部(在幅材的移動方向上)隨后前進一段距離并停止和保持靜止，并且再次同時橫跨整個幅材將由此前進的幅材部分直切除掉。幅材的兩個剩余部分被匯集在一起并隨后彼此連接在一起，在此之后，幅材被啟動并被引導向上直到其再次在修復站13進行下一次修復。
[0025]從修復站13，修復幅材被進一步向上引導并在修復線13的另一個端部(左側)被卷繞到可轉動的水平軸12上。
[0026]如前所述，幅材的停止可通常在沒有重大問題的情況下進行，但是，另一方面，問題和干擾經常與每一次停止和中斷后重啟幅材一起出現。這樣的問題和干擾至少部分地與包裝材料幅材的移動不能立即停止而幅材的減速和停止由于固有的慣性和其他動態效果而在連續延遲過程之后發生的事實有關，在此過程中減速的幅材的不斷累積或成環在修復站13或恰好在其之前形成。當幅材在其中斷后重新開始和加速時，幅材的積累或成環會逐漸減少并最后一起消失。同時，幅材因此將經受軸向拉力，從而使得幅材在幅材的移動方向上經受瞬時強勁的軸向力。
[0027]為了防止這種瞬時軸向力變大以至于甚至超過了特定幅材的極限抗拉強度，修復線10，在所示的示例中，被安裝有根據本發明的用于控制幅材上的軸向力并將其保持在低于極限抗拉強度的水平的裝置14。裝置14，在所示的示例中被放置在修復線10的一個端部(右側)上的可轉動的軸向軸和修復站13之間，將參照圖2更詳細地描述，其中示出了放大的圖1的圓圈區域。
[0028]從圖2(使用與圖1相同的參考符號)可以看出，裝置14具有可繞第一水平軸16轉動的第一輥15、可繞第二水平軸18轉動的第二輥17以及可繞第三水平軸20轉動的第三可轉動輥19。第三可轉動輥是可移動的，響應于任何時刻作用在幅材上的軸向力，沿第一和第二可轉動的輥15和17二者之間的位于下部位置(21)和上部位置(22)之間的豎直平面內的弧形移動路徑(以虛線示出)移動。
[0029]在圖2所示的示例中，第三可轉動輥19的這種反應性移動能通過經兩個臂24(其中僅示出一個)將該輥19可樞轉地懸掛在第四可轉動軸23上進行，其中臂24的一個端部連接在第四可轉動的軸23的相應的軸端上，而另一個端部相應地連接在第三可轉動的軸20的相應的軸端上。
[0030]為了對抗當幅材被加速時作用在幅材上與拉動相關的強軸向力，用可自由調節的在第三輥離開下部位置21的移動方向上作用的力偏壓第三可轉動輥19。這樣的反作用力可以已知的方式使用氣動和液壓和機械方式產生，其直接作用在第四可轉動的軸23上。為了避免幅材由于作用在幅材上的過強的拉力和軸向力而斷裂，如上面描述的，反作用力必須被設置在低于幅材的特定極限抗拉強度的值。如果幅材，例如，具有20000N量級的極限抗拉強度，則反作用力可被設置在達到此值的僅十分之一(1/10)，例如1800N至2000N，以便因此能使第三輥移動，如果幅材被施加了軸向力，則已經遠低于幅材的極限抗拉強度。
[0031]當必須檢查并采取措施除去所檢測到并登記的已在包裝材料的早期生產中出現的故障和缺陷的包裝材料的卷繞幅材時，包裝材料卷被卷繞在修復線10的一個(右側)端部的水平轉動軸16上。幅材27從輥15上退繞并在圖1左側的箭頭方向上被手動引導，直到被卷繞到修復線10的另一個端部(左側)的水平轉動軸18上。在到達修復線10的另一端部的水平轉動軸18的過程中，幅材27首先通過用于控制幅材27的軸向應力的裝置14，并且然后，前進并通過工作站13，在此處理所檢測到的幅材27上的產品缺陷。
[0032]為了便于沿整個修復線10手動拉動退繞的幅材27，第三可轉動輥19在臂24的作用下被置于其上部位置22上，臂24已被擺動到其大致水平的位置，如前面已說明。
[0033]完成手動拉動幅材27之后，將第三可轉動輥19下降到下部和上部位置之間的可選的工作位置中，其中，在該工作位置，幅材27的一側與第三可轉動輥19接觸，同時幅材27的另一側與第一和第二可轉動輥15和17 二者接觸。在修復線10的另一個端部(左側)的可轉動的水平軸18在合適的驅動裝置例如與轉動軸連接的電動馬達的幫助下轉動，并將幅材27的速度增加到預定的速度，同時用合適的電子和/或光學裝置連續讀取幅材的瞬時位置。當在運行的幅材27上檢測到已登記的缺陷時，在延遲的制動之后幅材停止并保持靜止，而所檢測的幅材上的缺陷在修復站13被處理，如上文所述。一旦缺陷被糾正，幅材27重新啟動并加速到預定的幅材速度用于持續的檢查和修復。
[0034]在幅材被保持沿修復線10移動的整個過程中，借助于根據本發明的裝置14進行監測和控制幅材所經受的軸向力，特別是與靜止后重新開始相關的。特別控制這種軸向應力，使它們不會在任何點超過特定幅材的極限抗拉強度，如上面更詳細描述的。
[0035]盡管已經特別參照與包裝材料幅材相關的用途描述了本發明，但是在任何方面均不僅限于該用途。原則上，根據本發明的裝置可用于其移動處于經受過大的軸向應力的風險的任何其它類型的幅材。下面的專利權利要求書因此應在其最廣泛的可能范圍內進行解釋。
工業實用性
[0036]根據本發明的裝置特別但不是僅專用于控制經受反復停機以及重新啟動導致加速度變化時作用在包裝材料幅材上的軸向拉伸應力。該裝置特別可用于控制和保持拉伸應力在遠低于特定幅材的極限抗拉強度的水平。
【主權項】
1.用于控制作用在幅材(27)上的軸向力的裝置，所述幅材從水平可轉動軸(11)上退繞并被引導和卷繞到相應的水平可轉動軸(12)，該裝置(14)包括可繞第一水平軸(16)轉動的第一輥(15)、可繞第二水平軸(I 8)轉動的第二輥(17)以及可繞第三水平軸(20)轉動的第三輥(19)，其中第三輥(19)被置于第一和第二輥(15和17)之間并且可響應于在任何時刻作用在幅材(27)上的軸向力沿下部位置(21)和上部位置(22)之間的豎直平面內的弧形移動路徑移動，其中幅材(27)旨在被引導使其一側與第一和第二輥(15和17)接觸，而另一側與第三輥(19)接觸，其特征在于第三輥(19)的上部位置(在22)與第一和第二輥(15和17)上方具有足夠的豎直距離以形成開放的水平通道，幅材(27)通過該水平通道可在第一和第二輥(15和17)以及位于上述位置的第三輥(19)之間自由通過， 其中利用對抗第三輥(19)向上部工作位置(22)方向移動的力偏壓第三輥(19)，所述力小于所述幅材(27)的極限抗拉強度。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于第三輥(19)通過臂(24)可樞轉地懸掛在第四水平可轉動軸(23)上，所述臂(24)的一個端部連接在第四水平軸(23)的相應的軸端部而其另一端部以相應的方式連接在第三水平軸(20)的相應的軸端部上。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于第四水平軸(23)在該豎直平面上位于比第一和第二水平軸(16和18)更高的水平上。4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于當第三輥(19)在其上部位置(22)時臂(24)基本上是水平的。5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其用于控制在任何時刻作用在包裝材料幅材上的軸向張力和屈服力，所述包裝材料幅材從水平可轉動軸(11)上退繞并被引導和卷繞到相應的水平軸(12)上，并且當其通過兩個水平軸之間時在運動中經受至少一次減速和停止以及隨后的加速啟動。6.用于控制作用在幅材(27)上的軸向力的方法，所述幅材從水平可轉動軸(11)上退繞并被引導和卷繞到相應的水平可轉動軸(12)上，所述方法包括: -引導幅材的一側與第一輥(15)和第二輥(17)接觸，所述第一和第二輥(15、17)可分別繞第一和第二水平軸(16、18)轉動， -從距離第一和第二輥上方足夠的豎直距離降低可繞第三水平軸(20)轉動的第三輥(19)以形成開放的水平通道，所述幅材通過該水平通道與幅材接觸，從而使所述幅材的不同于與第一和第二輥接觸的一側接觸第三輥(19)， -利用力偏壓第三輥以對抗向上部工作位置(22)方向上的第三輥的移動，所述力小于所述幅材(27)的極限抗拉強度。
【文檔編號】B65H20/34GK105829222SQ201480068627
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月19日
【發明人】托馬斯·彼得森, 英格瓦·安德森, 彼得·奧赫曼
【申請人】利樂拉瓦爾集團及財務有限公司