УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВОРАЧИВАНИЯ БУМАГИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE TO ROLL PAPER FOR PRODUCING ARTICLES

Область использования изобретения
[0001] Данное изобретение имеет отношение к устройству для переработки листов, рулонов и тому подобного, предпочтительно листов или рулонов гофрированной бумаги, в полезные изделия. Более конкретно, данное изобретение имеет отношение к устройству для сворачивания бумаги, посредством которого можно преобразовать лист или полосу бумаги в полезное продолговатое изделие, содержащее множество намотанных, свернутых слоев бумаги, пригодное для использования в качестве опорного элемента или продольной балки поддона.
Предпосылки создания изобретения
[0002] В таких отраслях промышленности как транспорт и производство на протяжении длительного времения используют деревянные изделия, такие как брусья, доски или планки, в качестве опор, распорок и разделителей для различных товаров или разнообразных материалов. Несмотря на то, что деревянные изделия отличаются своей прочностью, они имеют многочисленные недостатки.
[0003] Один из недостатков заключается в том, что древесина является относительно плотной и, следовательно, тяжелой. Вес деревянных элементов увеличивает транспортные расходы и уменьшает количество материалов, которые могут быть перевезены. Другим недостатком является то, что поверхности древесины являются шероховатыми и обычно неровными, что может привести к повреждению поверхности материалов, особенно хрупких материалов, которые упираются в упомянутые поверхности древесины или опираются на них. Кроме того, под воздействием влаги деревянные элементы могут коробиться, становясь неровными и непригодными для использования по назначению.
[0004] Поддон представляет собой передвижную платформу, обычно содержащую плоский горизонтальный элемент, который может быть использован в качестве основания для штабелирования, хранения, погрузки-разгрузки и транспортировки материалов или товаров, и обычно содержащую два или более разделителей, продольных балок, опорных элементов или им подобных деталей, которые удерживают основание на некотором расстоянии от земли, чтобы облегчить их перемещение. Обычно поддоны изготавливают из древесины с применением гвоздей или скоб. Поддоны изготавливают также из материалов на основе бумаги и из пластиков. Поддоны обычно имеют в своей конструкции проемы для размещения вилочного захвата вилочного автопогрузчика, или подобного приспособления, что позволяет поднять поддон с пола.
[0005] Предложены различные способы, конструкции и устройства в качестве средств для изготовления таких элементов, которые используются в поддонах и как изделия-заменители древесины.
[0006] Патент США №6736074 имеет отношение к облегченному опорному изделию или элементу, выполненному из гофрированной бумаги, которое используется в качестве заменителя деревянных изделий, таких как брусья, доски, планки и тому подобные изделия. Такие опорные элементы имеют высокое соотношение прочности к весу, что способствует экономии расходов на транспортировку и топливо. Эти опорные элементы сконструированы в виде непрерывной или частично непрерывной, плоской или продолговатой намотки гофрированной бумаги вокруг сердцевины или центральной области.
[0007] Патент США №6612247 имеет отношение к облегченному поддону для перевозки грузов и материалов, который может быть изготовлен из гофрированной бумаги или подобных материалов, которые являются пригодными для переработки. Упомянутый поддон содержит верхний настил, нижний настил и множество опорных элементов, соединенные между собой. Настилы независимо друг от друга располагаются в горизонтальной плоскости по существу параллельно друг другу, а также поверхности земли. Опорные элементы изготавливают из непрерывной намотки из единого листа гофрированной бумаги для придания поддону прочности и жесткости.
[0008] Патент США №5569148 имеет отношение к устройству для изготовления распорки поддона из цельной заготовки, причем цельная заготовка имеет по меньшей мере первый конец и второй конец, а также сегмент фиксации, расположенный между первым и вторым концами, который определяет границы отверстия фиксации, при этом второй конец содержит стопорный выступ, имеющий шарнир, причем устройство содержит основание, вращающийся узел оправки, установленный на основании, для наматывания цельной заготовки вокруг самой себя так, чтобы отверстие фиксации непосредственно примыкало к стопорному выступу, причем вращающийся узел оправки содержит средство выборочной фиксации для зажима первого конца цельной заготовки, когда цельную заготовку наматывают вокруг самой себя, пуансон для проталкивания стопорного выступа в отверстие фиксации и посредством этого удерживания цельной заготовки в намотанном виде с образованием распорки поддона, при этом устройство содержит съемник для удаления распорки поддона с вращающегося узла оправки.
[0009] Патент США №5385625 имеет отношение к устройству для изготовления гофрированных поддонов, состоящих из базовой панели из гофрированного материала, верхней панели из гофрированного материала и множества распорных блоков. Каждый из распорных блоков приклеен к базовому листу и верхнему листу. Устройство содержит позицию загрузки для приема базовой панели и верхней панели, а также клеенаносящее устройство для выдавливания множества непрерывных слоев клея на заданные участки базовой панели и верхней панели. Позиция сборки содержит систему позиционирования для приема и размещения базовых панелей, распорных блоков и верхней панели относительно базовой панели, когда верхнюю панель укладывают на множество распорных блоков с образованием гофрированного поддона. Предусмотрены позиция перемещения и обжатия для приложения непрерывного начального усилия к гофрированному поддону по базовой панели и верхней панели гофрированного поддона с одновременным перемещением гофрированного поддона в горизонтальном направлении, а также позиция окончательного обжатия для приложения усилия к гофрированному поддону для окончательного затвердевания клея. Предусмотрен транспортер для перемещения базовой панели и верхней панели с позиции загрузки через клеенаносящее устройство, причем транспортер также перемещает базовую панель и верхнюю панель из клеенаносящего устройства на позицию сборки. Транспортер позиции перемещения и обжатия перемещает гофрированный поддон с позиции сборки на позицию окончательного обжатия.
[0010] Патент США №3853670 имеет отношение к установке для изготовления одноразовых пригодных для переработки поддонов, которая содержит корпус установки, выполненный с возможностью поддерживания пакета листов для поддона, образованных из пригодного для переработки материала, и для поддерживания множества пакетов балок поддона, которые могут быть выполнены из дерева или другого пригодного для переработки материала. Установка также содержит систему для нанесения клеящего вещества, подающую клеящее вещество, используемое для скрепления балок поддона с листами поддона. Установка содержит механизм для перемещения листов поддона по одному в зону сборки поддона, размеры которой определяются корпусом установки. Балки поддона после их перемещения через систему для нанесения клеящего вещества, предназначенную для нанесения клеящего вещества на их верхнюю поверхность, устанавливаются механизмом транспортера ниже и на определенном расстоянии относительно листа поддона. Затем управляют определенным механизмом для перемещения листа поддона вниз для сборки в один узел с балками поддона и для приложения достаточного механического усилия к упомянутому узлу в течение заданного промежутка времени для предоставления возможности отверждения клеящего вещества. Поддоны, изготовленные с использованием упомянутой установки, могут иметь одинарный лист поддона или же могут иметь сдвоенные листы поддона, между которыми помещены балки поддона, и могут быть приспособляемыми для изготовления поддонов различных размеров.
[0011] Патент США №3513053 имеет отношение к способу и устройству для изготовления поддонов комбинированной конструкции, имеющих пластиковую полимерную сердцевину и внешние элементы из волокнистого листового материала, такого как гофрированный картон. Устройство содержит транспортер, бункерное средство для подачи упомянутой сердцевины на транспортер, средство, взаимодействующее с транспортером, предназначенное для нанесения клеящего вещества на сердцевину, отрезное средство, взаимодействующее с транспортером, для разделения сердцевины на множество отдельных элементов сердцевины, подвижное поддерживающее средство для поддерживания листовых элементов и перемещения этих элементов на определенное место вблизи транспортера, транспортировочное средство для захвата отдельных элементов сердцевины и перемещения этих элементов в заданном взаимном положении к листовому элементу на транспортере, а также средство, взаимодействующее с транспортером, для перемещения другого листового элемента на отдельные элементы сердцевины и упомянутые листовые элементы с размещением листовых элементов на упомянутых отдельных элементах внутренней части в контакте с соответствующими поверхностями этих отдельных элементов. Упомянутый способ содержит операции подготовки сердцевины из пластикового полимерного материала, имеющей множество взаимосвязанных отдельных сегментов, разрезания сердцевины для разъединения сегментов, нанесения клеящего вещества на соответствующие противолежащие поверхности сегментов, размещения сегментов на заданном расстоянии друг от друга, размещения сегментов на определенном расстоянии от листового элемента заданных размеров и размещения второго листового элемента заданных размеров в контакте с противолежащими поверхностями упомянутых отдельных сегментов.
[0012] Для изготовления опорных элементов, таких как описаны в указанных выше патентах США №6736074 и №6612247, содержание которых в полном объеме включено в данное описание посредством ссылки, существует потребность в создании автоматизированного устройства, пригодного для быстрого изготовления опорных элементов высокого качества в условиях массового производства, для того, чтобы снизить затраты, связанные с производством такого опорного элемента. Задача массового производства опорных элементов с высокой точностью и повторяемостью размеров решена путем создания устройства для сворачивания бумаги по настоящему изобретению.
Сущность изобретения
[0013] Предметом настоящего изобретения является устройство для сворачивания бумаги, которое является пригодным для изготовления изделий из бумаги, такой как гофрированная бумага. Предпочтительное изделие представляет собой продолговатый намотанный опорный элемент, который может быть использован в качестве заменителя деревянных изделий, таких как брусья, доски, планки и тому подобных. Такие опорные элементы также могут быть использованы как опоры или продольные балки поддонов.
[0014] Устройство для сворачивания содержит узел подачи, который получает предпочтительно непрерывный лист или полосу бумаги, сворачиваемую или наматываемую из источника бумаги, такого как рулон бумаги. Узел подачи перемещает бумагу с использованием блока управления приводом подачи для управления расходом бумаги, ее ориентацией и тому подобным на формовочный узел через устройство для нанесения клеящего вещества, которое выборочно осуществляет нанесение клеящего вещества на требуемые части бумаги перед намоткой формовочным узлом. Формовочный узел содержит по меньшей мере пару намоточных пальцев, и бумага наматывается вокруг намоточных пальцев, которые вращаются вокруг определенной оси до тех пор, пока необходимое количество слоев не будет намотано на слой сердцевины для образования опорного элемента. Опорный элемент снимают с намоточных пальцев и отделяют от источника бумаги, после чего транспортировочный узел осуществляет перемещение опорного элемента на прессовочный узел, где опорные элементы зажимают с требуемым усилием для застывания или затвердевания клеящего вещества в опорном элементе.
[0015] Исходя из этого целью настоящего изобретения является создание устройства, которое может использоваться для быстрого и эффективного изготовления продолговатого несущего элемента, имеющего множество витков намотки.
[0016] Другой целью данного изобретения является создание устройства, которое содержит узел подачи, перемещающий материал, такой как бумага, предпочтительно гофрированная бумага, на формовочный узел, в котором образуют сердцевину, а также оборачивают дополнительные слои в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг упомянутой сердцевины в один или более слоев для изготовления опорного элемента, имеющего сплошную навивку из соприкасающихся слоев.
[0017] По одному из аспектов данного изобретения создано устройство для сворачивания бумаги, предназначенное для изготовления продолговатого опорного элемента, имеющего множество навернутых слоев, содержащее узел подачи, выполненный с возможностью приема бумаги из источника бумаги и содержащий блок управления приводом подачи, который осуществляет управление ориентацией бумаги, получаемой из источника бумаги, с использованием датчика и корректирует ориентацию, если датчик выявляет отклонение положения бумаги от надлежащего; и формовочный узел, предназначенный для сворачивания бумаги в виде опорного элемента и расположенный далее по направлению технологического процесса относительно узла подачи, а также осуществляющий прием бумаги из узла подачи для сворачивания бумаги в виде опорного элемента, причем формовочный узел содержит первый намоточный палец, второй намоточный палец и зажимное устройство, каждый(-ое) из которых выполнен(-о) с возможностью вращения вокруг оси вращения, при этом зажимное устройство содержит прижим, выполненный с возможностью перемещения относительно одного из намоточных пальцев и сцепления с ним для удерживания части бумаги между прижимом и намоточным пальцем во время по меньшей мере части процесса намотки.
[0018] По второму аспекту данного изобретения создано устройство для сворачивания листового материала, предназначенное для изготовления продолговатого опорного элемента, имеющего множество навернутых слоев, содержащее формовочный узел, имеющий намоточные пальцы, функционально присоединенные к вращающемуся валу двигателя, при этом каждый из намоточных пальцев выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения и выполнен с возможностью намотки листового материала, подаваемого из источника листа, в виде опорного элемента, имеющего один или более слоев намотки, при этом формовочный узел содержит зажимное устройство, имеющее прижим, выполненный с возможностью перемещения относительно одного из намоточных пальцев и сцепления с ним для удерживания части листового материала между прижимом и намоточным пальцем в течение по меньшей мере части времени вращения намоточных пальцев; устройство обрезки края, содержащее режущий элемент, пригодный для разрезания листового материала под углом от 0° до приблизительно 45°, измеренным относительно направления, перпендикулярного направлению подачи листового материала; и фиксирующее устройство, содержащее фиксирующий элемент, выполненный с возможностью вхождения в контакт с листовым материалом во время выполнения операции резания, при этом фиксирующее устройство направляет край листового материала между одним из намоточных пальцев и прижимом после выполнения операции резания.
[0019] По третьему аспекту данного изобретения создано устройство для сворачивания бумаги, предназначенное для изготовления продолговатого опорного элемента, имеющего множество навернутых слоев, содержащее формовочный узел, содержащий двигатель, имеющий вращающийся вал, при этом элемент регулировки длины присоединен к вращающемуся валу, при этом первый намоточный палец присоединен к элементу регулировки длины, а второй намоточный палец присоединен к вращающемуся валу или элементу регулировки длины, при этом первый и второй намоточные пальцы выполнены с возможностью вращения вокруг оси вращения и предназначены для намотки бумаги, подаваемой из источника бумаги, в виде опорного элемента, имеющего один или более слоев намотки, при этом формовочный узел также содержит зажимное устройство, имеющее прижим, выполненный с возможностью перемещения относительно одного из намоточных пальцев и сцепления с ним для удерживания части бумаги между прижимом и намоточным пальцем в течение по меньшей мере части времени вращения намоточных пальцев, и при этом двигатель формовочного узла присоединен к каретке намоточного пальца, выполнен с возможностью перемещения по существу в поперечном направлении относительно направления подачи бумаги и с возможностью отведения намоточных пальцев от опорного элемента после изготовления опорного элемента.
Краткое описание прилагаемых фигур
[0020] Сущность данного изобретения станет более понятной, а другие особенности и преимущества станут очевидными при изучении подробного описания данного изобретения с фигурами, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид сбоку в вертикальном разрезе одного из вариантов осуществления части устройства для сворачивания бумаги по настоящему изобретению, содержащего узел подачи, формовочный узел, устройство обрезки края и транспортировочный узел;
Фиг.2 представляет собой вид сверху в поперечном разрезе одного из вариантов осуществления части устройства для сворачивания бумаги по настоящему изобретению, содержащего узел подачи, формовочный узел и устройство обрезки края;
Фиг.3 представляет собой вид сбоку в вертикальном разрезе одного из вариантов осуществления прессовочного узла устройства для сворачивания бумаги;
Фиг.4 представляет собой вид спереди одного из вариантов осуществления блока управления приводом подачи, входящего в узел подачи, входящий в устройство для сворачивания бумаги;
Фиг.5 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе по линии 5-5, показанной на Фиг.4; и
Фиг.6 представляет собой местный вид в разрезе, на котором, в частности, показан один из вариантов осуществления устройства обрезки края и частично фиксирующее устройство по настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
[0021] Данное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения следует изучать совместно с прилагаемыми фигурами, которые являются неотъемлемой частью полного письменного описания настоящего изобретения. В настоящем описании соответственные номера позиций использованы для обозначения аналогичных или функционально подобных элементов. Соответствующие термины, такие как "горизонтальный", "вертикальный", "выше", "ниже", "верхний" и "нижний", а также их производные (например, "горизонтально", "вниз", "вверх" и тому подобные), следует понимать как обозначение ориентации, указанной в описании или показанной на рассматриваемой фигуре. Эти относительные термины использованы для удобства описания и не должны истолковываться как требующие определенной ориентации, если это специально не указано. Такие термины как "внутри" и противоположный ему "снаружи", "продольный" и противоположный ему "поперечный" и тому подобные должны истолковываться друг относительно друга или относительно продольной оси, либо оси или центра вращения, либо определенной части устройства по обстоятельствам. Термины, описывающие присоединения, соединения и тому подобное, такие как "соединен" и "взаимосвязан", означают взаимосвязь, при которой элементы конструкции прикреплены или присоединены друг к другу либо непосредственно, либо косвенно при помощи промежуточных элементов конструкции, а также как подвижные, так и жесткие присоединения или взаимосвязи, если прямо не указано иное. Термин "функционально соединен" представляет собой такое прикрепление, присоединение или соединение, которое обеспечивает функционирование элементов конструкции, обеспечиваемое благодаря этой взаимосвязи.
[0022] Предметом настоящего изобретения является устройство для сворачивания, предназначенное для изготовления полезных изделий из листа, полосы (полос), рулона или им подобного листового материала, такого как бумага, предпочтительно гофрированная бумага. Предпочтительно опорный элемент изготавливают из бумаги, предпочтительно из гофрированной бумаги, и он может быть использован в качестве заменителя деревянных изделий, таких как брусья, доски, планки, балки поддонов и тому подобных. Опорный элемент представляет собой продолговатое изделие, содержащее материал сердцевины и множество внешних слоев, обернутых вокруг сердцевины. Опорный элемент в большинстве случаев имеет закругленные концы, а длина между концами предпочтительно больше, чем ширина. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения опорный элемент, изготовленный с использованием устройства по настоящему изобретению, установлен между двумя гофрированными элементами покрытия с образованием поддона. Устройство для сворачивания предпочтительно выполнено с возможностью одновременного изготовления множества опорных элементов в виде единой конструкции, которая может быть разрезана на отдельные опорные элементы, имеющие требуемую или заданную высоту.
[0023] К листовым материалам, которые могут быть обработаны с использованием устройства по настоящему изобретению, относятся как натуральные, так и синтетические материалы или их комбинации. В большинстве случаев может быть использован любой листовой материал, который обладает относительной гибкостью и может быть навит или свернут относительно двух или более осей. К пригодным листовым материалам относятся такие материалы, как бумага, полимеры, сополимеры, резины и эластомеры, будь то армированные или нет, тканые или нетканые волокнистые материалы, однако без ограничения ими, причем предпочтительной является бумага, а наиболее предпочтительной - гофрированная бумага. Несмотря на то, что подробное описание, приведенное в настоящем документе, выполнено конкретно в отношении обработки бумаги, такой как гофрированная бумага, следует понимать, что использование устройства не является ограниченным ею.
[0024] Устройство для сворачивания содержит узел подачи бумаги, который получает бумагу из источника бумаги, такого как рулон бумаги. Узел подачи подготавливает бумагу для подачи ее на намотку в формовочном узле. Перед подачей на формовочный узел узел подачи предпочтительно транспортирует бумагу на или через устройство для нанесения клеящего вещества, где выборочно осуществляется нанесение клеящего вещества на требуемые части бумаги перед намоткой в формовочном узле по существу для склеивания смежных слоев бумаги при намотке. Формовочный узел содержит по меньшей мере два, а предпочтительно пару намоточных пальцев, один из которых захватывает край, то есть переднюю кромку бумаги, полученной с узла подачи. Формовочный узел приводят в действие, и бумага наматывается вокруг намоточных пальцев, которые вращаются вокруг определенной оси до тех пор, пока требуемое количество слоев не будет намотано на слой сердцевины с образованием опорного элемента. Намоточные пальцы освобождают бумагу и отводятся в поперечном направлении от изготовленного опорного элемента, предпочтительно после того, как устройство обрезки края отрезает подаваемую бумагу от опорного элемента. Транспортировочный узел осуществляет перемещение опорного элемента на прессовочный узел, где опорный элемент зажимают с требуемым усилием в течение заданного промежутка времени, предпочтительно до достаточного застывания или высыхания клеящего вещества. Опорный элемент может быть использован в таком виде или может быть дополнительно обработан, например, отделением или разрезанием предпочтительно перпендикулярно высоте элемента, например перпендикулярно продольному направлению гофров в случае, если бумага представляет собой гофрированную бумагу.
[0025] Варианты осуществления устройства для сворачивания бумаги и соответствующих его узлов по настоящему изобретению подробно описаны со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых одинаковые номера позиций обозначают подобные соответствующие детали на нескольких чертежах.
[0026] Фиг.1 представляет собой местный вид сбоку одного из вариантов осуществления устройства 10 для сворачивания бумаги по настоящему изобретению, содержащего узел 20 подачи, выполненный с возможностью приема бумаги 6 из источника 2 бумаги, такого как рулон 3 бумаги, которая может быть размотана с вала 4 источника бумаги, как это требуется в ходе процесса изготовления опорного элемента. В других вариантах осуществления узел подачи может получать бумагу непосредственно из машины для гофрирования, которая изготавливает гофрированную бумагу в процессе выполнения предшествующей операции. Такие машины для гофрирования хорошо известны специалистам в данной области техники. При этом бумага имеет определенную ширину, толщину слоя и длину, причем длина определяется используемым источником бумаги. В большинстве случаев может быть использована любая гибкая гофрированная бумага. Узел 20 подачи может быть выполнен с возможностью приема бумаги требуемой ширины. Например, в одном из вариантов осуществления узел 20 подачи выполнен с возможностью приема бумаги, имеющей ширину по существу от приблизительно 0,5 дюйма (1,27 см) до приблизительно 63 дюймов (160 см), а предпочтительно от приблизительно 36 дюймов (91,44 см) до приблизительно 60 дюймов (152,4 см). Кроме того, может быть использована по существу любая толщина бумаги, такая как гофрированная бумага промышленных стандартов, имеющая, например, гофры типоразмеров A, B или C.
[0027] Узел 20 подачи содержит блок 100 управления приводом подачи, такой как показан слева на Фиг.1, который осуществляет подготовку бумаги для намотки. В одном из вариантов осуществления блок 100 управления приводом подачи содержит один или более датчиков 102, таких как показаны на Фиг.4 и Фиг.5. Они передают данные о выравнивании или ориентации бумаги относительно определенной контрольной точки устройства, и блок 100 управления приводом подачи может использовать такую информацию для корректировки неправильного расположения и таким образом поддерживать надлежащее выравнивание бумаги, перемещаемой через блок 100 управления приводом подачи. В одном из вариантов осуществления датчик 102 представляет собой фотоэлектрический датчик, такой как известный в этой области техники датчик отраженного света. Блок 100 управления приводом подачи содержит по меньшей мере один, а предпочтительно множество элементов управления приводом подачи бумаги, таких как направляющие валики 22, установленные с возможностью вращения на валу, прикрепленному к раме узла 20 подачи, и выполненные с возможностью приема бумаги соответствующей ширины из источника 2 бумаги и ее перемещения или направления на формовочный узел 30, дополнительно описанный ниже. В одном из вариантов осуществления валики имеют продольный размер приблизительно 63 дюйма (160 см) и диаметр приблизительно 3,5 дюйма (8,89 см).
[0028] Как показано на Фиг.4 и Фиг.5, устройство 100 управления приводом подачи содержит валик 22 и множество прижимных пластин 104, расположенных в непосредственной близости от валика 22, предпочтительно выше его, как показано на указанных фигурах, и предназначенных для обеспечения выравнивания бумаги в процессе ее подачи через устройство 10 для сворачивания бумаги. Один или более приводов 106, предпочтительно пневматических, предназначены для выборочного приложения усилия к одной или более прижимным пластинам 104 в одном или более местах по ширине бумаги, подаваемой между прижимной пластиной 104 и валиками 22, для выравнивания бумаги. Датчик 102 является регулируемым и выполненным с возможностью использования с бумагой, имеющей различную ширину. На Фиг.4 показаны три прижимные пластины 104, присоединенные с возможностью поворота к раме устройства 100 управления приводом подачи. Предпочтительно по меньшей мере один привод 106 соединен с центром или центральной прижимной пластиной 104 так, что прикладывается постоянное усилие, например, путем использования давления воздуха привода 106, который прикладывает направленное вниз усилие на прижимную пластину 104, прижимая прижимную пластину 104 к валику 22. Если бумага, подаваемая через устройство 100 управления приводом подачи, смещается, например, вправо или влево, то усилие выборочно прикладывается к одной из внешних прижимных пластин 104, то есть либо к правой пластине, либо к левой пластине, приводом 106 для восстановления требуемого выравнивания бумаги. Таким образом, устройство 100 управления приводом подачи образует систему для активного корректирования и оптимизации подачи бумаги в устройство 10 по направлению и ориентации.
[0029] Устройство 100 управления приводом подачи направляет бумагу на устройство 24 для нанесения клеящего вещества, которое может выборочно наносить клеящее вещество на определенную часть бумаги 6, когда она перемещается к устройству 24 для нанесения, через него или рядом с ним. Как показано на Фиг.1, бумага 6 проходит между прижимной пластиной 104 и валиком 22, а затем дополнительно под дополнительным валиком 22, после чего на устройство 24 для нанесения клеящего вещества. По меньшей мере один валик 22 приводится в действие двигателем. Скорость валиков может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от скорости проходящей по ним бумаги. В одном из вариантов осуществления для измерения скорости бумаги может быть использован датчик положения. Валики 22 блока 100 управления приводом подачи по существу не приводят бумагу в движение, а обеспечивают плавное направленное перемещение бумаги на формовочный узел 30. Регулирование подачи и скорости бумаги по существу осуществляется вращением намоточных пальцев 36, как описано ниже. После выхода с устройства 24 для нанесения клеящего вещества бумага предпочтительно подается между группой дополнительных направляющих валиков 22, таких как показаны на Фиг.1, перед перемещением на формовочный узел. Валики 22 предпочтительно вращаются вокруг горизонтальной оси. Бумага 6 лежит на верхней поверхности нижнего валика 22, расположенного ниже бумаги, когда бумага 6 активно не подается на формовочный узел 30.
[0030] В устройстве 24 для нанесения может быть использовано любое пригодное клеящее вещество. Обычно используют водорастворимые клеящие вещества. Примеры пригодных клеящих веществ включают в себя клеи на водной основе, клеи на основе каучука и клеи на акриловой основе, однако не ограничены ими. Предпочтительным клеящим веществом является поливинилацетатная эмульсия, выпускаемая фирмой Pioneer Adhesive Products of America Corporation, Orchard Park, New York. Клеящее вещество хранится в узле 28 подачи клеящего вещества до возникновения необходимости его нанесения на бумагу 6.
[0031] Устройство 24 для нанесения клеящего вещества содержит орган 26 для нанесения, такой как валик, подушечка или им подобные, причем валик является предпочтительным. Орган 26 для нанесения может иметь гладкую поверхность или пористую поверхность, такую как ткань, подушка или им подобную, которая может способствовать нанесению клея на бумагу при контакте с ней. В предпочтительном варианте осуществления орган 26 для нанесения представляет собой валик, такой как валик диаметром 5 дюймов (12,7 см), имеющий металлическую, например алюминиевую, поверхность, причем валик изготовлен из множества сегментов, имеющих углубления или пространства между ними. В предпочтительном варианте осуществления узел 28 подачи клеящего вещества содержит насос, который предназначен для подачи требуемого количества клеящего вещества в резервуар, функционально присоединенный к органу 26 для нанесения, тем самым обеспечивая нанесение указанного количества клеящего вещества на бумагу 6 с регулировкой при необходимости для получения прочного склеивания между смежными слоями или частями слоев опорного элемента, формуемого в соответствии с поставленными требованиями.
[0032] Орган 26 для нанесения предпочтительно содержит множество осевых углублений или зазоров, которые образуют пространство для размещения одного или более, а предпочтительно множества подъемных приспособлений 27, когда необходимо, чтобы бумага, проходящая через орган 26 для нанесения, была покрыта клеящим веществом. Каждое из подъемных приспособлений 27 имеет концевую часть, функционально присоединенную к устройству 10 таким образом, что после приведения в действие вторая часть подъемного приспособления 27 выходит из углубления или пространства внутри органа 26 для нанесения, то есть между валиками и им подобными элементами, тем самым предотвращая контакт бумаги 6 с органом 26 для нанесения. В предпочтительном варианте осуществления первая концевая часть подъемного приспособления 27 присоединена с возможностью поворота к определенной части рамы 12 устройства 10. Подъемное приспособление заходит в определенное место внутри углубления органа 26 для нанесения и не соприкасается с бумагой 6 в нерабочем положении, то есть не препятствует работе органа 26 для нанесения. В предпочтительном варианте осуществления один или более подъемных приспособлений 27 при работе управляются пневматическим цилиндром, который управляется датчиком положения и программируемым логическим контроллером устройства 10. Датчик положения передает на программируемый логический контроллер длину бумаги, которая прошла заданную точку, и тем самым приводит в действие пневматический цилиндр, что необходимо для того, чтобы привести подъемные приспособления 7 в рабочее или нерабочее положение. По существу, когда подъемные приспособления 27 приводятся в рабочее положение, второй конец подъемного приспособления 27 внутри углубления органа 26 для нанесения перемещается вверх и соприкасается с бумагой 6, и бумага 6 проходит по верхней кромке подъемного приспособления 27 выше поверхности органа для нанесения и непосредственно между последующими валиками 22 предпочтительно в начале операции намотки так, что передний край бумаги 6 не имеет покрытия для предотвращения накопления клеящего вещества на намоточных пальцах 36, 37. Прижимной рычаг 29 - такой как показан на Фиг.1 - предпочтительно содержится в устройстве 24 для нанесения клеящего вещества для приложения требуемого усилия к бумаге 6, обеспечивая сохранение соприкосновения с органом 26 для нанесения для улучшения нанесения клеящего вещества на бумагу. В одном из вариантов осуществления данного изобретения необходимо не наносить клеящее вещество на первый передний край бумаги 6, которую перемещают на формовочный узел 30, для предотвращения прилипания или накопления клеящего или ему подобного вещества на частях формовочного узла, таких как его намоточный палец. Таким образом, в одном из вариантов осуществления на первом краю бумаги клеящее вещество отсутствует до тех пор, пока он не соприкоснется с другим слоем, на который нанесен клей. Устройство 24 для нанесения может наносить клеящее вещество при необходимости с одной или обеих сторон бумаги 6, хотя в некоторых вариантах осуществления данного изобретения предпочтительно нанесение клеящих веществ только с одной стороны бумаги 6.
[0033] В еще одном факультативном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 24 для нанесения клеящего вещества содержит устройство 25 для нанесения покрытия, такое как показано на Фиг.1, предназначенное для нанесения клеящего вещества на верхнюю поверхность бумаги 6. Управление работой устройства 25 для нанесения покрытия осуществляется датчиком положения и программируемым логическим контроллером. Устройство 25 для нанесения покрытия может наносить требуемое клеящее вещество, например, путем распыления, заливки и им подобных. Устройство 25 для нанесения покрытия может наносить то же самое клеящее вещество, которое наносится органом 26 для нанесения, или другое клеящее вещество.
[0034] Бумага 6 перемещается из узла 20 подачи через устройство 70 обрезки края или рядом с ним и фиксирующее устройство 120 формовочного узла 30, причем оба устройства подробнее описаны ниже. Формовочный узел 30 содержит первый намоточный палец 36, расположенный, как показано на Фиг.1, для приема свободного конца бумаги 6. Намоточный палец 36 установлен с возможностью регулировки на необходимом расстоянии от оси 34 вращения и может вращаться вокруг нее при приведении в действие двигателя 32. В предпочтительном варианте осуществления ось 34 вращения является по существу горизонтальной и проходит через вал 33 двигателя 32. Намоточный палец 36 присоединен к элементу 38 регулировки длины, который в свою очередь присоединен к вращающемуся валу 33 двигателя 32. В одном из вариантов осуществления данного изобретения намоточный палец 36 представляет собой стержень, имеющий требуемую длину, причем продольная ось пальца параллельна оси 34 вращения формовочного узла 30. Длина намоточного пальца 36, по существу перпендикулярного элементу 38 регулировки длины, может изменяться. Когда в одном из вариантов осуществления данного изобретения использован один намоточный палец, длина этого намоточного пальца по существу превышает ширину бумаги. Когда использованы два или более намоточных пальца, как показано на Фиг.1 и Фиг.2, длина намоточного пальца должна быть достаточной для того, чтобы обеспечивать надлежащую поддержку обрабатываемой бумаги без существенного провисания в процессе намотки. Расстояние намоточного пальца 36 от центральной оси 34 может быть отрегулировано с использованием регулировочной прорези 39. Соответственно могут быть изготовлены опорные элементы различной длины путем простой регулировки расстояния одного или обоих намоточных пальцев 36 от оси вращения. В одном из вариантов осуществления данного изобретения один из намоточных пальцев расположен вдоль оси вращения и может представлять собой продолжение вала 33. Это значит, что расстояние между двумя намоточными пальцами при необходимости может изменяться для изготовления опорного элемента определенной длины. Например, длина между двумя намоточными пальцами может в большинстве случаев составлять от приблизительно 4 дюймов (10 см) до приблизительно 96 дюймов (244 см), и предпочтительно от приблизительно 32 дюймов (1 см) до приблизительно 72 дюймов (183 см). Разумеется, количество витков или слоев бумаги вокруг первого слоя или сердцевины будет также влиять на общий продольный размер опорного элемента.
[0035] Формовочный узел 30 имеет зажимное устройство 40, такое как показано на Фиг.1 и Фиг.2, которое выборочно взаимодействует, контактирует с намоточным пальцем 36 или функционально присоединено к нему так, что бумага, наматываемая в виде опорного элемента, может быть захвачена между намоточным пальцем 36 и прижимом 42 зажимного устройства 40. Зажимное устройство 40 функционально присоединено к элементу 38 регулировки длины и вращается вместе с намоточным пальцем 36 во время изготовления опорного элемента. Предпочтительно зажимное устройство 40 представляет собой поршневой узел с пневматическим приводом, таким как цилиндр двойного действия с креплением к передней крышке, выпускаемый фирмой Grainger Inc., Lake Forest, Illinois. Предпочтительно поршневой цилиндр 44 зажимного устройства установлен на одной из частей элемента 38 регулировки длины, а шток 46 выполнен с возможностью перемещения относительно него. Ход штока 46 при необходимости может изменяться для закрепления бумаги между намоточным пальцем 36 и прижимом 42. Прижим 42, такой как V-образный элемент, дугообразный элемент или другой элемент, отвечающий форме намоточного пальца 36, предпочтительно присоединен к наружному концу штока 46, находящемуся с противоположной стороны относительно цилиндра 44. Прижим 42 может иметь любую требуемую длину, обычно измеряемую перпендикулярно элементу 38 регулировки длины, которая предпочтительно составляет в большинстве случаев от приблизительно 5 дюймов (12,7 см) до приблизительно 24 дюймов (61 см), желательно от приблизительно 8 дюймов (20 см) до приблизительно 18 дюймов (46 см), а более предпочтительно от 10 дюймов (15 см) до приблизительно 12 дюймов (30,5 см).
[0036] Взаимодействие прижима 42 с намоточным пальцем 36 в одном из вариантов осуществления осуществляется следующим образом. Передний край бумаги 6, принятой с узла 20 подачи, размещается над намоточным пальцем 36, то есть между намоточным пальцем 36 и прижимом 42, который находится во втянутом положении, отведенном от пальца 36, как показано на Фиг.1. Перед началом работы устройства 10 для сворачивания бумаги бумагу 6 предпочтительно вручную направляют через узел 20 подачи и устройство 24 для нанесения клеящего вещества так, что передний край бумаги 6 устанавливается в определенное положение для ее зажатия между намоточным пальцем 36 и прижимом 42. Затем приводят в действие зажимное устройство 40, шток 46 выдвигается из цилиндра 44, и край бумаги 6 зажимается между намоточным пальцем 36 и прижимом 42 так, что может быть выполнена операция намотки. Прижим 42 предпочтительно остается прижатым к пальцу 36 в течение всей операции намотки.
[0037] После прикрепления бумаги 6 к формовочному узлу 30 начинается процесс намотки. Приводят в действие двигатель 32, вал 33 которого вращается либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Намоточные пальцы 36 вращаются вокруг оси 34 вращения, и слои бумаги наматываются на намоточные пальцы 36. Образуется слой сердцевины бумаги 6, который является по существу узким и длинным, поскольку первый слой наматывается от первого намоточного пальца 36, к которому прикреплен край бумаги 6, вокруг второго намоточного пальца 36. Бумага 6 во время процесса намотки вытягивается формовочным узлом 30 на достаточную длину до тех пор, пока изготавливаемый опорный элемент 8 не будет иметь требуемое количество намотанных слоев. Опорный элемент может быть изготовлен при по меньшей мере одном полном обороте намоточных пальцев вокруг оси 34 вращения. По существу намоточный палец 36 выполняет от 1,5 до 30 оборотов или циклов, а предпочтительно от 3 до 15 оборотов для изготовления опорного элемента.
[0038] После того, как требуемое количество слоев намотано на намоточные пальцы 36, элемент 38 регулировки длины останавливают в положении загрузки/разгрузки, которое предпочтительно является горизонтальным, как показано на Фиг.1, для чего останавливают двигатель 32. Устройство 70 обрезки края и фиксирующее устройство 120, как показано на Фиг.1, перемещаются во внутреннее положение, по существу к краю опорного элемента, намотанного на намоточный палец 36, и режущий элемент 72 отрезает или иным способом отделяет изготовленный опорный элемент от подаваемой бумаги. После этого формовочный узел 30, включая намоточные пальцы 36, отводят от изготовленного опорного элемента. Перед отведением намоточного пальца или пальцев 36 прижим 42 разжимают и отводят от намоточного пальца, таким образом освобождая первый край бумаги 6 от намоточного пальца 36 и прижима 42. В этом варианте осуществления данного изобретения на этой стадии процесса опорный элемент расположен по существу горизонтально, то есть через его закругленные концы можно провести горизонтальную линию. Подъемную платформу 61 транспортировочного узла 60, которая функционально присоединена к раме 12 устройства 10 для сворачивания, поднимают с основания упомянутого устройства так, что опорный элемент 8 может лечь на нее. Платформа 61 предпочтительно содержит рычаг или другой элемент, который соприкасается со свернутым опорным элементом 8, тем самым удерживая опорный элемент на месте на платформе во время разрезания бумаги 6 при отделении свернутого опорного элемента 8 от подаваемой бумаги. После этого формовочный узел 30 перемещают в поперечном направлении наружу относительно опорного элемента 8, и намоточные пальцы 36 выводятся из внутренней полости опорного элемента 8 с использованием каретки 31 намоточных пальцев, которая по существу представляет собой систему с направляющими или с узлом возвратно-поступательного движения, такую как показана на Фиг.2. По существу намоточные пальцы 36 отводят в зону 48 отведенного положения намоточных пальцев, как показано на Фиг.2.
[0039] Устройство 70 обрезки края содержит узел 74 возвратно-поступательного движения режущего элемента, которое позволяет передвигать режущий элемент 72 в поперечном направлении к намоточному пальцу и от него. Таким образом, устройство 70 обрезки края во время намотки втягивается в положение, например, такое, как показано на Фиг.1, тем самым предотвращая любые препятствования при намотке опорного элемента. Узел 74 возвратно-поступательного движения режущего элемента в одном из вариантов осуществления данного изобретения содержит управляемый цепной привод 75, обеспечивающий перемещение по направляющим. Подобным образом фиксирующее устройство 120 содержит узел 122 возвратно-поступательного движения фиксирующего элемента, такой, как показан на Фиг.1, который содержит привод 124, осуществляющий перемещение фиксирующего элемента 126 к намоточному пальцу 36 и от него и установку фиксирующего элемента 126.
[0040] После того, как требуемый опорный элемент сформирован, устройство 70 обрезки края и фиксирующее устройство 120 приводятся в действие и перемещаются в рабочее положение вблизи одного из намоточных пальцев 36. При выдвижении в требуемое рабочее положение фиксирующий элемент 126 фиксирующего устройства 120 опускается, приходя в соприкосновение с определенной частью бумаги 6. Бумага 6 на этой стадии процесса удерживается между фиксирующим элементом 126 и плитой 73 для резания, которая представляет собой по существу опору, такую как стальная пластинка, имеющую канавку для режущего элемента 72. Фиксирующий элемент 126 содержит приводимое в действие крепежное приспособление 130, такое, как показано на Фиг.6, которое по меньшей мере временно прижимает бумагу 6 к фиксирующему элементу 126, причем крепежное приспособление 130 может содержать один или более зубцов, зажимов или им подобных элементов, которые в одном из вариантов осуществления могут прокалывать определенную часть бумаги 6 или могут захватывать бумагу 6 иным способом. В некоторых вариантах осуществления может быть использована вакуумная фиксация или подобный способ крепления. Когда фиксирующий элемент 126 находится на месте и контактирует датчиком положения с бумагой 6, режущий элемент 72, который предпочтительно содержит отрезное устройство или резак, такой как нож, лезвие или им подобные элементы, перемещается по направляющей и разрезает бумагу 6, таким образом отрезая и отделяя изготовленный опорный элемент от подаваемой бумаги. Отрезное устройство предпочтительно прикреплено с возможностью снятия к режущему элементу 72 так, что легко выполнима замена, когда нож изношен или сломан. В предпочтительном варианте осуществления режущий элемент 72 закреплен между двумя элементами, такими как металлические пластины, для обеспечения устойчивости режущей кромки. В одном из вариантов осуществления желательно выполнение перемещения относительно бумаги перпендикулярно линии кромки подаваемой бумаги так, как показано на Фиг.6. В одном из вариантов осуществления режущий элемент режет бумагу или листовой материал под углом от 0° до приблизительно 45°, измеренным относительно направления, перпендикулярного направлению подачи листового материала или бумаги. Режущий элемент 72 по существу перемещается от одной боковой кромки устройства 70 по поверхности бумаги к другой боковой кромке устройства 70. В процессе выполнения следующего цикла режущий элемент 72 выполняет обратный ход в противоположном направлении вдоль следующего края последующего опорного элемента. После отрезания бумаги фиксирующий элемент 126 отводят вверх к узлу 122 возвратно-поступательным движением фиксирующего элемента, а устройство 70 обрезки края отводят к зоне входа бумаги, то есть к узлу подачи. Таким образом, устройство 70 обрезки края располагается вне зоны выполнения следующего цикла намотки. Фиксирующий элемент 126 опускается с помощью привода 128 фиксирующего элемента, а образовавшийся новый край бумаги загибается через намоточный палец 36 между намоточным пальцем 36 и прижимом 42. Прижим 42 приводится в действие, удерживая бумагу между собой и намоточным пальцем 36. После этого фиксирующий элемент 126 и крепежное приспособление 130 раскрепляют, освобождая бумагу 6, и отводят вверх к узлу 122 возвратно-поступательного движения фиксирующего элемента. Узел 122 возвратно-поступательного движения отводят из зоны перемещения намоточных пальцев 36 к узлу 20 подачи так, что может начинаться следующий цикл изготовления другого опорного элемента.
[0041] Перед выводом намоточных пальцев 36 из изготовленного опорного элемента определенную часть транспортировочного узла 60 - предпочтительно подъемную платформу 61 - поднимают и приводят в контакт с опорным элементом 8. В одном из вариантов осуществления данного изобретения транспортировочный узел выполнен в виде имеющего платформу 61 подъемника, высота которого является регулируемой при помощи механической передачи 65 узла 60. Во время выполнения процесса намотки платформа 61 находится в отведенном положении и расположена ниже формовочного узла 30 вне зоны перемещения намоточных пальцев 36, как показано на Фиг.1.
[0042] После остановки намоточного пальца 36 предпочтительно в горизонтальном положении, как показано на Фиг.1, платформу 61 поднимают до приведения в контакт с изготовленным опорным элементом. После этого намоточные пальцы отводят, оставляя опорный элемент на платформе 61, изготовленный опорный элемент 8 отрезают от бумаги 6, подаваемой из источника 4 бумаги, при помощи устройства 70 обрезки края, и опорный элемент переходит на платформу 61 транспортировочного узла 60 с формовочного узла 30. Затем платформу 61 опускают ниже формовочного узла 30. Транспортировочный узел 60 содержит перегрузочную руку 62, расположенную по существу вблизи платформы 61 напротив пресса 90. Перегрузочная рука 62 имеет край, выполненный с возможностью взаимодействия с краем опорного элемента на платформе 61, когда она находится в нижнем положении, и подает или перемещает опорный элемент к прессовочному узлу 90. Приведение в действие перегрузочной руки 62 приводит ее в соприкосновение с опорным элементом. Перегрузочная рука 62 снимает опорный элемент с платформы 61, таким образом направляя и подавая опорный элемент на прессовочный узел 90 для выполнения заключительных операций. В одном из вариантов осуществления Транспортировочный узел 60 содержит один или более укладчиков 63, таких как показаны на Фиг.3, которые при приведении в действие выдвигаются наружу и вниз, приходя в соприкосновение с верхней поверхностью опорного элемента во время движения перегрузочной руки. Укладчики 63 предпочтительно выполнены в виде силового пневматического цилиндра, присоединенного с возможностью поворота к раме 12, и имеют утяжеленные концы, которые после выдвижения наружу опускаются вниз под действием силы тяжести и приходят в соприкосновение с верхней поверхностью опорного элемента во время движения перегрузочной руки. Укладчик 63 способствует удерживанию внешнего края бумаги при ее движении к прессовочному узлу, не давая опорному элементу разматываться.
[0043] В предпочтительном варианте осуществления перегрузочная рука 62 воздействует на край опорного элемента и перемещает опорный элемент в горизонтальном направлении на прессовочный узел 90. Одна или более направляющих 64, таких как валики, расположены на входе в прессовочный узел 90 для приема опорного элемента. Когда перегрузочная рука воздействует на край опорного элемента, противоположный край приходит в соприкосновение с одной или более направляющими 64, которые также облегчают перемещение опорного элемента в прессовочный узел 90. В одном из вариантов осуществления опорные валики могут иметь привод от двигателя и управляться программируемым логическим контроллером. Как показано на Фиг.3, транспортировочный узел 60 в одном из вариантов осуществления данного изобретения содержит одну или более прижимных направляющих 66, которые при приведении в действие из положения, где они хранятся, которое расположено по существу вне камеры формовочного узла 30 для предотвращения препятствования намотке опорного элемента, выдвигаются наружу в формовочную камеру и вниз, приходя в соприкосновение с верхней поверхностью опорного элемента, расположенного на платформе 61. В предпочтительном варианте осуществления прижимная направляющая 66 приходит в соприкосновение с внешним краем бумаги 6, образованным устройством 70 обрезки края, прикладывая к нему усилие и таким образом способствуя предотвращению разворачивания конца бумаги с поверхности опорного элемента. Прижимная направляющая 66 предпочтительно содержит один или более валиков, которые приходят в соприкосновение с опорным элементом при обращении с ним и перемещении опорного элемента в прессовочный узел 90. Прижимная направляющая 66 может содержать один или более пневматических цилиндров с креплением к передней крышке, которые выдвигают валики вперед и приводят в соприкосновение с опорным элементом.
[0044] Прессовочный узел 90 содержит плиту 92 основания, на которую перегрузочная рука 62 подает опорный элемент 8. Прессовочный узел 90 также содержит прижимную плиту 96, расположенную по существу напротив плиты 92 основания и приводимую в действие приводом 94. При приведении в действие привод 94 перемещает прижимную плиту 96 вниз к плите 92 основания, при этом опорный элемент 8 находится между ними. Затем заданное усилие прикладывают к опорному элементу для выполнения опорного элемента требуемой формы, имеющего множество слоев намотки, приклеенных друг к другу. При этом на их поверхность нанесен клей. В одном из вариантов осуществления давление по существу от приблизительно 50 фунтов/кв. дюйм (345 кПа) до приблизительно 200 фунтов/кв. дюйм (1379 кПа) и предпочтительно от приблизительно 80 фунтов/кв. дюйм (551,6 кПа) до приблизительно 100 фунтов/кв. дюйм (689 кПа) прикладывают к опорному элементу в течение заданного промежутка времени, такого как приблизительно 40 с, пока устройство для сворачивания бумаги используется для подготовки следующего опорного элемента, который затем перемещают в прессовочный узел. После выполнения требуемой операции прессования на опорном элементе 8 опорный элемент 8 перемещают на позицию 98 выгрузки и следующий опорный элемент при необходимости загружают в прессовочный узел 90 для выполнения заключительных операций изготовления, если это необходимо.
[0045] Устройство 10 для сворачивания по настоящему изобретению содержит соответствующий блок управления или пульт 80, используемый оператором. Пульт управления предоставляет оператору возможность устанавливать, контролировать и оптимизировать по существу все операции, выполняемые устройством 10 для сворачивания. В одном из вариантов осуществления данного изобретения пульт управления содержит один или более программируемых контроллеров, таких как программируемый логический контроллер. Программируемый логический контроллер по существу представляет собой набор цифровых релейных схем, которые управляют параметрами компонентов устройства 10 для сворачивания бумаги по настоящему изобретению. Датчики, приводы и тому подобные узлы подключены к программируемому логическому контроллеру. По существу программируемый логический контроллер выполнен с возможностью считывания сигналов концевых выключателей, переменных процесса и положения различных узлов или систем, имеющихся в устройстве для сворачивания бумаги. Программируемый логический контроллер осуществляет управление работой двигателей, пневматических или гидравлических цилиндров, электромагнитов, реле и тому подобных органов. Такие программируемые логические контроллеры известны и выпускаются такими фирмами, как Allen-Bradley Company и Eaton Cutler-Hammer. Программируемый логический контроллер содержит интерфейс пользователя, который позволяет управлять различными переменными процесса, необходимыми для конечного пользователя. В одном из вариантов осуществления данного изобретения примененный программируемый логический контроллер представляет собой изделие Eaton Cutler-Hammer ELC. Примеры переменных, которыми осуществляется управление с использованием пульта управления, включают в себя ширину материала, количество оборотов намотки, длину материала, объем клеящего вещества и скорость выполнения процесса для различных операций процесса, но не ограничены ими. Кроме того, как указано выше, логический контроллер осуществляет управление всеми параметрами пневматической системы, как давлением, так и временем, различными реле, нанесением клеящего вещества и пуском-остановом. Логический контроллер осуществляет управление перемещением и работой устройства обрезки края и фиксирующего устройства. Может отслеживаться количество циклов и изготовленных опорных элементов, а также подача бумаги. Логический контроллер может выполнять расчеты относительно того, сколько бумаги будет использовано для изготовления одного опорного элемента на основании количества витков намотки и расстояния между намоточными пальцами.
[0046] Один из способов изготовления опорного элемента 8 с использованием устройства 10 для сворачивания по настоящему изобретению состоит в следующем. Бумагу 6 из рулона 6 бумаги направляют на узел 20 подачи. Как показано на Фиг.1, бумагу 6 подают через блок 100 управления приводом подачи под прижимными пластинами 104 и над валиком 22, как показано на Фиг.5, рядом с устройством 24 для нанесения клеящего вещества, через группу валиков 22, а ее край перемещают к намоточному пальцу 36. Край бумаги устанавливают между намоточным пальцем 36 и прижимом 42. Зажимное устройство 40 приводят в действие, и прижим 42 зажимает край бумаги 6 между прижимом 42 и намоточным пальцем 36. Приводят в действие двигатель 32, и горизонтальный регулировочный элемент 38 начинает вращаться вокруг оси 34 вращения. Бумага вытягивается из рулона 3 и наматывается вокруг намоточных пальцев 36 до тех пор, пока не будет выполнено требуемое количество витков намотки. Устройство 24 для нанесения клеящего вещества используют во время выполнения процесса намотки для выборочного нанесения клеящего вещества при необходимости с одной или обеих сторон бумаги 6.
[0047] После того как требуемая операция намотки выполнена, вращение элемента 38 регулировки длины прекращают и возвращают его в положение, показанное на Фиг.1, так, что формовочный узел может быть отведен от опорного элемента, который изготовлен на нем. Платформу 61 поднимают, обеспечивая опору для изготовленного опорного элемента 8. Затем приводят в действие устройство 70 обрезки края, которое перемещают в формовочную камеру, и оно отрезает или иным способом отделяет от подаваемой бумаги 6 изготовленный опорный элемент 8, предпочтительно используя перемещение режущей кромки режущего элемента 72 по линии, перпендикулярной направлению подачи бумаги. Фиксирующее устройство 120 также приводят в действие и подают в формовочную камеру предпочтительно одновременно с устройством 70 обрезки края. Фиксирующий элемент 126 приходит в соприкосновение с бумагой 6 предпочтительно перед разрезанием бумаги при помощи устройства 70 обрезки края и во время него. Крепежное приспособление 130 предпочтительно выдвигают, внедряя в бумагу 6 для надежного ее фиксирования во время выполнения разрезания. Прижим 42 выводят из соприкосновения с намоточным пальцем 36 и формовочный узел 30 отводят от опорного элемента, причем намоточные пальцы 36 выходят из внутреннего пространства опорного элемента. Устройство 70 обрезки края возвращают в его нерабочее положение. Для начала следующего цикла фиксирующий элемент 126 опускают так, что передний край бумаги 6 проходит между намоточным пальцем 36 и прижимом 42, после чего приводят в действие прижим 42, зажимая передний край бумаги между прижимом 42 и намоточным пальцем 36. Фиксирующий элемент 126 отводят от бумаги 6 и возвращают к узлу 122 возвратно-поступательного движения фиксирующего элемента, а фиксирующее устройство 120 возвращают в его нерабочее положение до тех пор, пока оно не понадобится после следующего цикла намотки. Платформу 61 опускают, и перегрузочная рука 62 толкает изготовленный опорный элемент в прессовочный узел 90. После этого к изготовленному опорному элементу прикладывают заданное усилие в течение заданного промежутка времени, так что клеящее вещество приходит в соприкосновение с примыкающим слоем опорного элемента, и его высушивают или выдерживают перед тем, как опорный элемент перемещают на позицию выгрузки.
[0048] В альтернативном варианте осуществления одновременно на узел подачи может подаваться более чем один лист бумаги, а множество листов бумаги функционально соединяют в формовочном узле и таким образом наматывают с образованием опорного элемента. Однако использование одного листа бумаги является предпочтительным.
[0049] Гофрированная бумага, используемая для изготовления опорного элемента по настоящему изобретению, является трехслойной, пятислойной, семислойной или им подобной. Как известно в данной области техники, трехслойные гофрированные листы формируются из двух внешних листов, соединенных слоем гофр. Трехслойная гофрированная бумага является предпочтительной для использования при изготовлении опорного элемента с использованием устройства для сворачивания по настоящему изобретению. Гофры могут быть описаны как имеющие повторяющийся S-образный, синусоидальный, несинусоидальный или волнообразный профиль. Высота гофр, то есть размер от вершины до впадины, как известно в данной области техники, может изменяться и может быть типоразмеров А, В, С и Е, но не ограничена ими. Как описано выше, опорный элемент изготовлен из одного или более листов гофрированной бумаги, намотанных или свернутых в определенном направлении вокруг самих себя, таким образом получая требуемую длину, а также ширину или толщину.
[0050] Размерами устройства для сворачивания бумаги и его компонентов определяется размер опорного элемента 8, который может быть изготовлен с его использованием. Так как ширина бумаги может изменяться, то одновременно может быть изготовлено множество опорных элементов. После обработки в устройстве 10 для сворачивания бумаги опорный элемент большой ширины может быть, например, разрезан на несколько опорных элементов, имеющих требуемые размеры, причем операцию разрезания выполняют перпендикулярно продольному направлению гофр. Габаритный размер опорного элемента по высоте в большинстве случаев может изменяться в диапазоне от приблизительно 3 дюймов (7,62 см) до приблизительно 5 дюймов (12,7 см) или приблизительно 6 дюймов (15,24 см), желательно от приблизительно 3,5 дюймов (8,89 см) до приблизительно 4 дюймов (10,16 см), и предпочтительно составляет приблизительно 3,5 дюйма (8,89 см). Ширина по существу изменяется в диапазоне от приблизительно 2 дюймов (5 см) до приблизительно 4 дюймов (10,16 см) или приблизительно 6 дюймов (15,24 см), желательно от приблизительно 2 дюймов (5 см) до приблизительно 3 дюймов (7,62 см), и предпочтительно от приблизительно 2 дюймов (5 см) до приблизительно 2,5 дюймов (6,35 см). Длина по существу изменяется в диапазоне от приблизительно 6 дюймов (15,24 см) или приблизительно 12 дюймов (30,5 см) до приблизительно 72 дюймов (183 см), и предпочтительно от приблизительно 32 дюймов (81,28 см) до приблизительно 72 дюймов (183 см). Способ изготовления обеспечивает получение опорного элемента 8, имеющего закругленную или криволинейную концевую часть, сердцевину, образованную из первого слоя, и сплошную навивку из соприкасающихся слоев, свернутых в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг упомянутой сердцевины в один или более слоев, образующих опорный элемент, имеющий требуемую длину, высоту и ширину. Предпочтительно длина опорного элемента по меньшей мере вдвое превышает ширину опорного элемента.
[0051] Опорные элементы, изготовленные по настоящему изобретению, преимущественно используются в таких поддонах, как описаны в патенте США №6612247, а также патенте США №6736074. Кроме того, опорный элемент может быть использован в качестве такой распорки, которую устанавливают на полу грузового автомобиля, автоприцепа, железнодорожного вагона или же которая может быть использована между прилегающими изделиями или рядами изделий. Два или более опорных элементов также могут быть при необходимости скреплены для получения большей площади поверхности.
[0052] Опорный элемент по настоящему изобретению имеет отличную прочность. Свернутая конструкция обеспечивает жесткость и устойчивость опорного элемента. Криволинейная концевая часть является очень устойчивой и способствует предотвращению отделения слоев друг от друга. Упомянутый опорный элемент используют в любых случаях, когда необходима распорка, опора и тому подобное. Упомянутый опорный элемент обеспечивает амортизирующие свойства и поглощает вибрации, которые могут возникать при перевозке, тем самым уменьшая повреждение изделия. Кроме того, упомянутый опорный элемент не имеет гвоздей, сколов или других выступов, опасных для изделий, которые могут устанавливаться на них. Упомянутые опорные элементы являются пригодными для переработки и для превращения в волокнистую массу, что уменьшает образование отходов на свалках.
[0053] Как описано выше, по настоящему изобретению создано устройство для сворачивания бумаги, предназначенное для быстрого изготовления гофрированных опорных элементов, форма которых может быть выполнена в соответствии с конкретной потребностью.
[0054] В соответствии с патентным законодательством объем данного изобретения ограничивается не приведенным лучшим вариантом осуществления и предпочтительным вариантом осуществления, а объемом прилагаемой формулы изобретения.