由厚纸板制造一侧封闭的基本圆柱形套筒的方法及装置

本发明涉及厚纸板成型技术，并涉及尤其是由卷绕厚纸板制造一侧上封闭的、基本上圆柱形的厚纸板套筒的方法及装置。

在这种圆柱形的、一侧封闭的厚纸板套筒的一种公知应用方面，即作为烟花火箭的上部套筒，在该烟花火箭中这种上部套筒总是套在另一个用作燃料部分的套筒上的，所要求的是成本合适及制作简便的制造方法及能使该封闭端尽可能作到密封的制造装置。此外，这种厚纸板套筒应单件地被制造出来。

为了解决这个任务，根据本发明的制造方法的特征在于至少具有以下的步骤：

a）制造预定直径及预定长度的圆柱形套筒;

b）在套筒的一端上将筒壁锥状地压拢;及

c）将被冲压的纸筒端部密封及将密封的纸筒顶端整成圆顶状，以使该顶部构成一个形状稳定的圆形顶。

通过这些作为特征部分的方法步骤的程序就会实现一种单侧封闭的、基本圆柱形的、尤其是由卷绕的厚纸板作的套筒，它的封闭尖 端即使在厚纸板套筒内部所容纳的烟火作用材料爆炸时，也能保持稳定形状及密封，以使得释放的烟火仅从纸筒的开口侧排出。此外还达到了使封闭的纸筒端对空气中的湿度具有相当程度密封的优点。

根据一个优选的构型在冲压步骤b中还具有另一步骤b1，利用这个步骤将在筒壁锥状地压拢的情况下，进行厚纸板材料的预压紧。最好在步骤c后面利用另一步骤d，对在密封的纸筒端的区域中进行内壁及外壁的一次平滑处理。

最好，根据本发明的制造方法其特征总地在于：厚纸板材料在步骤b，b1，c及d中总是在一个能轴向地运动到套筒内部的冲压头及对冲压头冲击力起反作用的钟形罩之间被冲压，密封及平滑的，其中冲压头及钟形罩具有与每次所需冲压、密封及平滑相对应的外部及内部轮廓。

对此最好冲压头的行程设置成可调节的，并且钟形罩是在轴向用弹簧支承的，其中该弹簧的行程决定了冲压力。

并且最好在压紧步骤c中整成圆顶是利用在轴向上能伸到钟形罩内且固定地安装的砧头来实现的，冲击头对着这个砧头的内凹砧头面冲击出密封的纸筒端部。

在作为烟花火箭的上部套筒的根据本发明制造的厚纸板套筒的优先应用情况下，在纸筒制造步骤a时，这个纸筒就已经具有了一个外部标签。

在这个情况下，最好在平滑步骤d的后面跟有一个压印步骤e，通过它在平滑处理过的纸筒顶端压印出所需的印墨。

对成型的纸顶端进一步加强密封性能最好是通过注胶步骤f来实现，通过它在纸筒尖端区域中纸筒的内部注入胶水。

为了获得使本发明的纸筒能尽可能密封地及牢靠地套在作为烟花火箭燃料部分的厚纸板筒上，最好在一个卷边步骤g中将纸筒开口侧的边缘卷向内部。

有利的方式在于这个卷边步骤g分成两个分步骤来完成，即一个预卷边步骤g1，在其中将边缘初略地卷向内部，以及一个二次卷边步骤b2，在其中将已卷过的边进一步向内卷成螺旋状。

最好制造步骤a至e是竖直地保持在冲压头上进行的，这就是说纸筒是以向上伸出的纸筒尖端站立的，而在步骤f及g中是在倒放的纸筒上进行的，这时纸筒的顶端向下。为此在步骤e及f之间设有一个纸筒翻转步骤。

一种根据本发明的由卷绕的厚纸板制造一侧上封闭的，其中上圆柱形的厚纸板的装置，其特征在于：

一个卷绕装置，用于将一个纸带绕成预定直径的圆柱形管;

一个切割装置，用于将纸管切割成预定长度的纸筒;

一个预冲压装置，在其中套在一个轴向运动的冲压头上的纸筒在它的一个端部上利用对冲压头冲压运动起反作用的外钟形罩冲压成锥形，其中每个冲压头及钟形罩上具有与锥形冲压形状相对应的 外部及内部轮廓;及一个压紧及整圆装置，它同样地具有一个伸入到纸筒内部的冲压头及围绕在纸筒尖顶上的钟形罩，它们具有与所需压紧及整圆形状相对应的外部或内部轮廓;以及一个与冲压头顶部反向作用的砧头，它使纸筒尖顶形成一个形状稳定的圆顶。

为了在纸筒顶端区域上获得尽可能平滑的外表面，最好设置一个平滑装置，它在被压紧及被整圆的纸筒顶端区域中对其内壁及外壁施行一定平滑处理。

同样地，该平滑装置最好也具有一个冲压入到纸筒内部的冲压头及与该冲压头反向作用的钟形罩。

如果纸筒顶端的压力是由外面施加的，最好再设置一个压印装置，用于在平滑了的纸筒圆顶的外侧涂上印墨。为了进一步使纸筒的端部密封，设置了一个注胶装置，它将胶水注入到纸筒圆顶区域中的纸筒内部。该胶水最好是一种快干型热胶。根据另一优选构型，还设置了一个卷边装置，它将纸筒开口端的边缘卷向内部。

在一个有利的构型中，该卷边装置构成一个预卷边站及一个二次卷边站的形式，其中在预卷边站中将纸筒边缘初略地卷向内部，而在二次卷边站中将纸筒边缘进一步向内卷成螺旋状。

最好该制造装置从一个具有可转动圆形供料桌的圆形流水作业机中的预冲压装置开始，圆形供料桌具有给定数目的布置成圆圈形的厚纸板筒的接受站，并且该作业机还具有一系列的设在圆形供料桌周围、上方及部分下方的、相应于接受站角度间隔布置的加工站， 其中第一站具有用于方位正确地输入预定直径及预定长度的处于垂直位置的纸筒的给料装置;第二至第四站中每站分别具有预冲压装置;压紧及整圆装置及平滑装置;第五站具有压印装置;第六站具有翻转装置;第七站具有注胶装置;第八站及第九站具有预卷边及二次卷边装置;以及第十站具有一个输出装置，用以输出制造好的纸筒。

为了控制圆形流水作出机最好设置一个要存储程序的控制装置（SPS），它从设置在圆形流水作业机处的各种不同传感器取得信号并将控制信号发送给制造装置。

圆形流水作业机最好这样地构成：在每个加工站的每个上，冲压头从圆形供料桌的下方伸入到纸筒的内部，而钟形罩及钻头则是从圆形供料桌的上方压到纸筒顶端上。

翻转装置具有的功能是将纸筒翻到倒置的位置，在该位置上纸筒的开口变成向上，而纸筒的圆顶变成向下。

根据本发明的一个特别有利的构型，本发明的圆形流水作业机最好这样地构成：预冲压装置，压紧及整圆装置及平滑装置均设在一个公共的机架上，其中以机架作为一方面，预冲压装置、压紧及整圆装置和平滑装置的钟形罩作为另一方面，在这二方面之间总是设有预定数目的、轴向布置的盘形弹簧，该弹簧对每个冲击钟形罩的冲压头施加一个弹簧力，以使得由相应的弹簧行程来确定施加在纸筒上的冲击力。

压紧及整圆装置的砧头最好无弹性地支承在机架上。

在圆形流水作业机的该优选实施形式中，从下方冲压到纸筒内部的冲压头进行轴向的冲压运动;而对于作为冲模的钟形罩-如果不考虑弹簧行程-以及砧头是不运动的。

当然这个过程从运动学角度也可颠倒过来进行，即让支承钻头及钟形罩的机体具有轴向冲压运动，而将冲压头固定或仅是弹性地支承。此外也可以用这两种运动类型的组合来实施，其中无论是冲压头还是相应的支承砧头与钟形罩的机件均是运动的，这些方式都没有偏离本发明的精神。

本发明的优选实施形式中在纸筒坯给料装置及纸筒输出装置之间设置了十个加工站Ⅰ-Ⅹ。

这个数目自然应被看成是一个范例。当然还可根据要求加工的类型设置具有较多或较少加工站的此类圆形流水作业机。

例如可在平滑站Ⅳ及压印站Ⅴ之间插入一个贴标签站。在各个加工站之间根据需要还可插入另外的站，例如检验站，作为检验站中的一种可以是在注胶步骤后利用充气来检验纸筒被压紧端部的密封性。

以上所述的冲压头和/或钟形罩以及砧头的冲压运动，冲压装置及卷边装置均可被或是机械地或是液压地、气动地传动，或是通过这些传动方式的组合来传动。

以下将借助附图对根据本发明的制造方法及装置的一个优选实施例的另外特征及优点作详细说明。其附图为：

图1：制造根据本发明的厚纸板套筒优先采用的、设有加工站Ⅰ-Ⅹ的圆形流水作业机的顶视图;

图2：每个加工站Ⅰ-Ⅹ中出现的纸筒形状图;

图3A，3B，3C：在预冲压装置、压紧及整圆装置及平滑装置中所采用的每种工具;

图4;在预冲压装置、压紧及整圆装置及平滑装置中所采用的冲压头;

图5：具有优选应用型式的根据本发明制造方法制造出的纸筒的一个纵向剖面图。

图1中所示的圆形流水作业机总地用标号40表示，其中在一个圆形送料桌41上设有十个布置成圆圈的站Ⅰ-Ⅹ，该桌在各个不同的加工站中的每个上接纳一个厚纸板圆筒。其上加工站同样地用罗马数字Ⅰ-Ⅹ表示。在圆形送料桌41的四周及上方或部分下方设置了各个加工装置，它们用阿拉伯数字1-10表示。作为例子我们假定圆形送料桌41逆时针地转动。在第一站Ⅰ上有一个给料装置1，利用它将预定直径及预定长度的纸筒以正确的方位送入并送到接受站Ⅰ上。该纸筒坯料可能具有一个外面标签。

第二加工站Ⅱ设有一个预冲压及预压紧装置2，利用它将使转到站Ⅱ上纸筒坯料获得一个锥形地逐渐缩小的但仍有开口的尖顶。

利用以下将借助于图3A及4所描述的冲压头及钟形罩装置除去尖顶的锥形造型外，还可在该尖顶区域中作到厚纸材料的预压 紧。该冲压头对着用弹簧安装在机架20上的钟形罩施行一个自下而上的冲压运动。

这样地被预冲压及预压紧的厚纸板圆筒被递送到加工站Ⅲ上，借助一个压紧及整圆装置3对纸筒施行又一次压紧及使筒尖被整成圆顶状。对于在压紧及整圆装置3中所使用的工具在下文中将借助于图3B及4详细地描述。在这里冲压头也在纸筒的内部对着用弹簧安装在机架20上的钟形罩施行一次冲压运动，其中钟形罩接触到纸筒尖顶区域中的纸筒的外侧上。在机架20上还有一个固定地安装的砧头，它具有内凹的砧头表面，用来使纸筒尖顶整成圆顶状。

接着，这个用压紧及整圆装置在其尖顶区中压紧及整圆了的纸筒被传送到加工站Ⅳ上，在这里设有一个同样是装有冲压头及钟形罩的平滑装置4。

最好，对于加工装置2-4利用一个公共的机架20。

这个被平滑过的及整成圆顶状的纸筒被传送到加工站Ⅴ，在此处利用一个压印装置5将纸筒圆顶上压印上油墨。该压印装置5最好是一种棉塞型印机（Tampondruker）。在下一站Ⅵ上实际上不进行对纸筒的任何加工。仅是利用一个翻转装置6使其位置颠倒过来，即使其圆顶向下。

在下一站Ⅶ上设有一个注胶水装置7，它向纸筒内部其圆顶区域上注入一种快干型热胶，这起着又一次加强纸筒顶部密封性能的作用。在后一加工站Ⅷ上设有一个预卷边装置8，它将纸筒开口侧 的边缘初略地向内卷入。在再下一加工站Ⅸ上借助一个二次卷边装置9再一次地卷边，以使得这个边向内卷成螺旋状。最后是另一加工站Ⅹ，它设有一个输出装置10，它起着使制成的纸筒输出的作用。

整个圆形流水作业机40受到一个可存储程序的控制装置（SPS）11的控制，它从装在各个加工站上的各个不同的传感器获得传感器信号，传感器用以监督这些加工站的正确工作方式。该SPS发送控制信号到各个加工站Ⅰ-Ⅹ上，以保证圆形流水作业机无冲突的及预定的工作流程。

现在借助图2与制造步骤一起来说明在各个站Ⅰ-Ⅹ中每个站上的纸筒。可以清楚地看出，在站Ⅱ-Ⅳ中，在一个基本上无毛刺的及顶部区域上完全闭合的纸筒上提供了一个达到完全闭锁的、密封的及平滑的纸筒顶端。在站Ⅵ上翻转位置后利用在站Ⅶ上的注胶使其密封性能更加改善。在加工站Ⅷ及Ⅸ上的预卷边及二次卷边后就最终地在纸筒开口端构成了一个优先适用于烟花火箭上部套筒的边缘，利用该边缘就能使根据本发明的纸筒密封地套在一个燃料圆筒上。

图3A表示在预冲压及预压紧装置2中优先采用的工具，它与在图4中所示的冲压头17一起实现纸筒顶端的锥形构型及预压紧。其中作为钟形罩19的工具部分的内部轮廓18′相当于纸筒顶端所需的锥形构型及压紧形状并且选得与图4所示的冲击头17的外部轮廓18相匹配。因为在预冲压及预压紧装置2中纸筒顶端尚未完全封 闭，在钟形罩19中具有一个轴向的囊形孔21，纸筒锥形缩小的端部的厚纸板材料可以延伸到该孔中。在机架20及钟形罩一个外凸缘之间放置着预定数目的盘形弹簧，以使得由弹簧的行程决定冲压力。最大的弹簧行程是通过工具颈部的一个长孔23及固定在机架20上并穿过长孔23的一个销子来限定的。

在图3b中所示的压紧及整圆装置3同样地具有一个作为冲压工具的钟形罩29，它具有的内部轮廓28与图2中的冲压头17的外部轮廓18协同作用。然而与图3不同的是，在钟形罩29内表面的底部具有一个轴向的穿孔30，以使得通过冲压头17的压力使该底部可运动到一个砧头的周围，该砧头正好能穿入钟形罩的穿孔30。砧头31的加压面是内凹形状的，它相应于冲压头17与之对压的圆顶面的凸轮廓。

该钟形罩29以与图3A中钟形罩19类似的方式利用给定数目的盘形弹簧32相对机架20弹性地支承，而砧头31则是固定地支承在机架20上。利用在图3B中所示的结构并与冲击头17相结合就在加工站Ⅲ上实现了纸筒端部的压紧及整成圆顶状。其中在钟状罩29的内边缘36的及砧头31外边缘的区域中会形成一个嵌入厚纸板材料的两边缘间非常小的间隙，尤其是在磨损的工具情况下，其间隙将会在纸筒顶端形成毛刺。因为既然在加工站Ⅱ的预冲压及预压紧装置2中已经将厚纸板材料压紧，则在压紧及整圆装置3中就不再用很大压力地使厚纸板材料压嵌到边缘36及砧头31的周缘之间 的缝中，由此就使毛刺及工具的磨损减少到最小程度。因为由于较大的挤压力不能排除会在边缘36的区域中产生某些毛刺，因此在下一站Ⅳ上通过平滑装置4使被挤压出的纸筒圆顶变得平滑，以使得仍会产生的毛刺被整平。

这种平滑是利用图3C中所示的工具来实现的，它同样具有通过盘形弹簧35支承在机架20上的钟形罩38，它与冲压头17联合地工作。与图3A中相同地，钟形罩38的最大行程是由一个长孔33限定的，一个机架20上的销钉穿伸在该长孔中。在加工站Ⅳ上进行的对压紧的纸筒顶端的平滑就减小了下一个压印装置5中的压印塞的磨损。

这个被压成型的纸筒根据图1在站5中端顶被压印后将从冲压头上卸出并借助于翻转装置翻转180°使其顶端朝向下方。

在翻转后该纸筒被接受到一个导环中（站Ⅵ）。

在站Ⅶ中借助一个热胶喷嘴将热胶由上方喷入到纸筒顶端区域中的纸筒内部，并在后面的站Ⅷ及Ⅸ中纸筒利用一个反向夹持件由下方固定并总是利用一个来自上方的工具进行卷边。这分两个步骤完成：在站Ⅷ上纸筒的边缘被紧卷在内面的周围。而在站Ⅸ上将这个被卷的边缘继续在卷成螺旋状。

还必须注意到图4中所示的冲压头17，其冲压行程是可以调整的。图5表示根据本发明制好的一个厚纸板的套筒12，该图的上方是一个纵向截面图，而其下方是硬纸筒圆顶13的顶视图。在该图中 表示出在纸筒内部纸筒圆顶13的区域中的胶水注入层14及在纸筒12开口侧处的卷边15。利用预卷边及二次卷边装置8及9作到使该卷边具有尽可能大的半径。这点对于使作为烟花技术效果材料容器用的厚纸板筒12尽可能牢固地及密封地安装在烟花火箭的燃料管16上是重要的。

利用所述的圆形流水作业机及所述的工具就能以合理及节省场地的方式制造出一端密封地闭合的厚纸板筒，该纸筒尤其优先适用于烟花火箭的上部套筒。通过利用SPS控制装置可以实现一种非常灵活的圆形流水作业装置，它也允许对制作流程作补充修改。利用所述的优选圆形流水作业机与所述的工具一起生产出的厚纸板筒能在高的成品率情况下获得大的产量，也就是说仅出现极少的不能使用的纸筒。