JP3434862B2 - 連続供給ウェブ材料を多数の巻取りコア上に巻き取る方法及び装置 - Google Patents
連続供給ウェブ材料を多数の巻取りコア上に巻き取る方法及び装置Info
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Description
項1及び2に記載の、連続供給ウェブ材料を多数の巻取
りコア上に巻き取る方法及び装置に関する。ロールの交
換時、すなわち完成ロールを巻取り装置から取り外すと
き、空の巻取りコアは、これが巻取りドラム上を走行す
るウェブ材料上に置かれる前に駆動され且つその後のウ
ェブ材料の巻取り中にも駆動された状態に保たれるとい
う事実から、種々の材料特性をもつウェブ材料を巻き取
って、高品位のロールを形成することができる。以下、
添付図面を参照して、本発明の実施例をより詳細に説明
する。
の好ましい一実施例の構造を以下に説明する。図1でそ
の一部のみを示す機械のフレーム1には、巻取りドラム
2が回転可能に取り付けられている。この巻取りドラム
2は、詳細には示さないが既知の方法で、軸線2aの回
りで矢印Dの方向に駆動される。この巻取りドラム2に
は、その回転方向Dに図3でその一方のみを示す1対の
支持アーム3が続いている。各支持アーム3は、軸線3
aの回りで矢印Aの方向に旋回できるようにフレーム1
に取り付けられている。支持アーム3には旋回駆動装置
4が作用する。該駆動装置4は図1のみに示されてお
り、例えば米国特許第4,191,341 号及びスイス国特許第
666,014 号(対応米国特許第4,552,317 号)により知ら
れているような流体作動形ピストン・シリンダユニット
(図示せず)を有している。各支持アーム3の自由端に
は、巻取りコア8の巻取りシャフト11を受け入れるた
めのベアリング5が設けられている。図1に示された支
持アーム3の位置において、アーム3の自由端は主巻取
り位置6を形成する。
ア8への供給装置7が設けられている。この供給装置7
は、2本のチェーン10に固定されたホルダ9を有して
いる。2本のチェーン10は矢印Bの方向に循環するよ
うに駆動され、図1には1本のチェーンのみが示されて
いる。巻取りコア8は、これらの巻取りシャフト11の
両端部がホルダ9上に載置される。巻取りシャフト11
上には、1つ(又は複数)のスリーブ12が押し込まれ
ている。巻取りドラム2の両側で、フレーム1には枢動
アーム13が配置されており、これらの枢動アーム13
も図1には一方のみが示されている。これらの枢動アー
ム13は、巻取りドラム2の回転軸線2aの回りで枢動
できるように取り付けられている。枢動アーム13は、
駆動装置(図示せず)により、後述のようにして回転軸
線2aの回りで旋回される。図示の巻取り装置の上記構
成に関しては、例えば米国特許第4,191,341 号に開示さ
れているような既知の巻取り装置と大体において同じで
ある。図2には、巻取りコア8をそれぞれ受け入れる枢
動アーム13の設計がより詳細に示されている。各枢動
アーム13の自由端には受入れ開口14が設けられてお
り、該受入れ開口14は巻取りコア8の巻取りシャフト
11を受け入れる機能を有している。この受入れ開口1
4内には、押え装置15が突出しており、該押え装置1
5は、ばね力に抗して押し戻され、巻取りシャフト11
が受入れ開口14内で回転している間、巻取りシャフト
11を受入れ開口14内の所定位置に保持し、巻取りシ
ャフト11が変位することを防止する機能を有する。
設けられ、該駆動機構はその全体が番号16で示され、
そのより詳細な構造が図3〜図5に示されている。この
駆動機構16は旋回アーム17を有しており、該旋回ア
ーム17は、ベアリング18を介して、突出中空シャフ
ト17aにより保持プレート19内に枢着されている。
この保持プレート19は、固定エレメント20により基
礎フレーム1に固定されている。この場合、旋回アーム
17の旋回軸線17′が巻取りドラム2の回転軸線2a
と整合するように構成されている。2アーム式旋回アー
ム17の一方の端部は、エアピストン・シリンダユニッ
トとして設計された駆動装置21と係合している。駆動
装置21のシリンダ22は、旋回できるように、その一
端22aが基礎フレーム1に取り付けられている。駆動
装置21のピストンロッド23は、その端部23aが、
関節連結により旋回アーム17に連結されている。旋回
アーム17の他方の端部には、カップリングアーム24
が旋回できるように配置されている。このカップリング
アーム24を取り付けるため、旋回アーム17にはベア
リング部分25(図3)が設けられており、該ベアリン
グ部分25内にはシャフト26が回転可能に配置されて
いる。カップリングアーム24はこのシャフト26に枢
着されている。カップリングアーム24は延長部分27
を有しており、該延長部分27にはエアピストン・シリ
ンダユニット29のピストンロッド28が作用してい
る。このエアピストン・シリンダユニット29には、別
のエアピストン・シリンダユニット30が連結されてい
る。この目的のため、これらの両ピストン・シリンダユ
ニット29、30は、これらの底部が相互連結されてい
る。図1及び図3から明らかなように、第2ピストン・
シリンダユニット30のピストンロッド31は、旋回ア
ーム17の一端上で、駆動装置21のピストンロッド2
3の端部23aと並んで作動する。
リングアーム24の延長部分27とは反対側の端部に
は、ベアリング部分32が設けられている。このベアリ
ング部分32内には軸33が回転可能に取り付けられて
おり、該軸33には歯車34がキー止めされている。歯
車34は、巻取りシャフト11の端部に取り付けられた
別の歯車35と係合することを目的としている。図3〜
図5には、カップリングアーム24が連結位置で示され
ており、この位置では歯車34と歯車35が互いに係合
している。シャフト33を、従って歯車34を、駆動す
るために、シャフト33には、ベルトプーリ36が配置
されており、該ベルトプーリ36は、ベルト37を介し
て、シャフト26の一端に固定された第2ベルトプーリ
38に連結されている。シャフト26の反対側端部には
別のベルトプーリ39が取り付けられており、該ベルト
プーリ39は、ベルト40を介してベルトプーリ41に
連結されており、該ベルトプーリ41は、旋回アーム1
7の中空シャフト17a内に回転可能に取り付けられた
軸42に取り付けられている。このシャフト42には第
2ベルトプーリ43が取り付けられており、該ベルトプ
ーリ43は、ベルト44を介して、駆動モータ46のシ
ャフト46aに取付けられたベルトプーリ45に連結さ
れている。図1及び図3から明らかなように、このモー
タ46はフレーム1に固定されている。
32を備えた側の端部には保持部分47が支持されてお
り、該保持部分47内には、クランプボルト48が矢印
Cの方向に変位可能に取り付けられている(図4)。こ
のクランプボルト48は、保持部分47に固定されたエ
アピストン・シリンダユニット50のピストンロッド4
9に取り付けられている。カップリングアーム24がそ
のカップリング位置にあるとき、伸長したボルト48
は、巻取りシャフト11の端部11aに嵌着されたボー
ルベアリング又はローラベアリング51のアウタリング
を固定クランプする機能を有する(特に、図4及び図5
参照)。図4及び図5から明らかなように、保持部分4
7には、クランプボルト48と対向する円筒状の端ぐり
面52(図4)が形成されており、該端ぐり面52に対
し、ボールベアリング又はローラベアリング51のアウ
タリングが当接する。クランプボルト48が伸長する
と、ボールベアリング又はローラベアリング51のアウ
タリングが、クランプボルト48と上記端ぐり面52と
の間に固定的にクランプされる。巻取りシャフト11の
端部11aには別のボールベアリング又はローラベアリ
ング53が設けられており(図5)、該ベアリング53
は枢動アーム13の受入れ開口14内に受け入れられる
ようになっている。
動原理をより詳細に説明する。これらの図面に使用され
る参照符号は、図1に用いたものと同じである。図6
は、基本位置にある駆動機構を示し、この基本位置は、
駆動機構が通常とる位置すなわち、主巻取り位置6にお
いてロールを形成するときの位置とする。この図6にお
いて、矢印Eの方向に連続的に供給され且つ巻取りドラ
ム2上を走行するウェブ材料(例えばプラスチックシー
ト)が番号54で示され、主巻取り位置6において形成
されたロールが番号55で示されている。矢印Fの方向
に回転するロール55を形成するためのウェブ材料54
の巻上げは、支持アーム3のベアリング5内に取り付け
られる巻取りシャフト11を駆動して、或いは、駆動す
ることなく、既知の方法で行われる。以下の記載におい
て、支持アーム3に取り付けられる巻取りシャフト11
は、前述の米国特許第4,191,341 号により、知られてい
るような駆動装置(図示せず)により駆動されるものと
する。駆動機構16のこの基本位置において、駆動装置
21のピストンロッド23は完全に伸長される。旋回ア
ーム17は、その後端位置に配置される。これに対し、
ピストン・シリンダユニット29、30のピストンロッ
ド28、31は完全に引込み、これは、カップリングア
ーム24がその後端位置に保持されることを意味する。
駆動モータ46はスイッチがオフの状態にある。同様
に、枢動アーム13もこれらの基本位置(時計の6時の
位置)に位置している。図6(及び7〜図12)には、
ウェブ材料の分離装置56も示されており、該分離装置
56は枢動アーム13に連結されており、既知の設計形
式からなる。
の時点が示されている。供給装置7が僅かに動かされ、
巻取りコア8を図6に示す位置から待機位置57へと下
降させている。この待機位置57では、巻取りコア8
は、未だ、巻取りローラ2上を走行するウェブ材料とは
接触していない。巻取りシャフト11は、枢動アーム1
3の受入れ開口14と整合され、該枢動アーム13は、
この間に、これらの基本位置から図7に示す引継ぎ位置
へと矢印Gの方向に枢動される。駆動機構16の部品
は、依然として、図6に関連して説明したこれらの部品
の基本位置にある。更に図7は、次にウェブ材料54が
分離装置56上を走行することを示している。次に、図
8に示すように、駆動機構16が、待機位置57に配置
された巻取りコア8に連結される。この目的のため、ピ
ストン・シリンダユニット30が付勢され、ピストンロ
ッド31が伸長する。カップリングアーム24は有効位
置へと時計回り方向に旋回され、この位置で歯車34が
巻取りシャフト11の歯車35と係合し、且つ、保持部
分47の端ぐり面52が巻取りシャフト11のボールベ
アリング又はローラベアリング51のアウタリング上に
当接する。次に、ピストン・シリンダユニット50が付
勢されて、図3〜図5に示すように、クランプボルト4
8が伸長する。次に、巻取り位置57に配置された巻取
りコア8の巻取りシャフト11が駆動機構16に固定的
に連結される。駆動モータ46がスイッチオンされる
と、巻取りシャフト11が、従って、巻取りコア8が、
ウェブ材料54の移動速度と一致する周速度で反時計回
り方向に駆動される。従って、巻取りコア8は、これが
巻取りローラ2上に設置される前に同期速度が与えられ
る。
ーム24の連結後、ピストン・シリンダユニット21、
29、30を減圧する。すなわち、これらのピストンロ
ッド23、28、31は、事実上全く抵抗なく、旋回ア
ーム17及びカップリングアーム24の動きに加わるこ
とができる。次に、駆動されている巻取りコア8が待機
位置57から下降され、巻取りドラム2上を走行してい
るウェブ材料54と接触する。駆動されている巻取りコ
ア8のこの下降は、一方で重力の作用により行われ、且
つ、他方で、再び動かされる供給装置7(図9)により
行われる。巻取りコア8がウェブ材料54上に設定され
る直前に、ウェブ材料54が分離装置56により切断さ
れる。ウェブ材料54の移動方向で見て分離装置56の
後方にあるウェブ材料54の端部54′はロール55上
に巻き取られ、一方、後続部分は、図9に番号58で示
す補助巻取り位置において依然として駆動されている巻
取りコア8上に巻き取られる。その後、図10に示すよ
うに、完成ロール55を備えた支持アーム3が、主巻取
り位置6から矢印Aの方向に旋回される。次に、完成ロ
ール55が支持アーム3から取り外され、且つ、運び出
される。その後、支持アーム3が旋回されて、再び巻取
り位置に戻される。
ール59が形成される。ここで、枢動アーム13が引継
ぎ位置から矢印Gの方向(時計回り方向)に枢動され、
巻取りコア8すなわち新しいロール59が補助巻取り位
置58から主巻取り位置6(図11)へと移動される。
この旋回移動の間も、巻取りコア8は依然として駆動さ
れている。前述のように、ピストン・シリンダユニット
21は減圧されているので、旋回アーム17は旋回移動
に参加できる。同様に、カップリングアーム24も、新
しいロール59の増大する直径に対応する方向に自由に
旋回できる。枢動アーム13がひとたび図11に示す移
送位置に到達すると、枢動アーム13から支持アーム3
上への巻取りコア8、すなわち新しいロール59、の移
送が行われる。ひとたび支持アーム3上への巻取りコア
8の移送が行われると、支持アーム3に配備された巻取
りシャフト11の駆動装置21が作動されて、駆動機構
16の連結が解除される(図12)。これは、クランプ
ボルト48を引込み位置に退避させ、且つ、付勢したピ
ストン・シリンダユニット30によりカップリングアー
ム24を旋回させることにより行われる。枢動アーム1
3は再びこれらの基本位置(図6)に枢動される。同様
に、ピストン・シリンダユニット21を付勢することに
より、旋回アーム17を旋回させて基本位置に戻す。
ロール59が完成形態に巻き上げられる。ロール59が
その特定サイズに到達する直前に、図7〜図12に関し
て前述したように、次のロール交換を開始し且つ実行す
る。ロールの交換に際し、空の巻取りコア8が、巻取り
ドラム2上を走行するウェブ材料54上に置かれる前に
駆動されるという事実から、巻取りが困難なウェブ材料
の場合でも、非常に高品位のロールを得ることができ
る。図示の例示実施例の多くの変形例について、以下に
簡単に説明する。ピストン・シリンダユニット21、2
9、30には空気圧ユニットを使用するのが好ましく、
空気圧ユニットの使用は、枢動アーム13への巻取りコ
ア8の移送及び枢動アーム13から支持アーム3への巻
取りコア8の移送を、ウェブ材料54の張力とは無関係
に行なう、他の圧力媒体を用いた解決法より優れてい
る。2つの相互に連結したピストン・シリンダユニット
29、30を用いる代わりに、単一のピストン・シリン
ダユニットを使用することもできるが、しかしながら、
単一のピストン・シリンダユニットを使用すると、ピス
トンをその端位置だけでなく中間位置にも保持しなけれ
ばならないため、より複雑な制御が必要になる。
ーム24の半径方向の連結は、巻取りコア8上に形成さ
れるロール59の直径に対するより良い適用が可能とな
り、かつ、いかなる軸線方向の力も生じないという長所
を有する。しかしながら、駆動機構16を巻取りシャフ
ト11に軸線方向に連結することも考えることができ、
この目的のためには、巻取りシャフト11の端面及び駆
動機構16の両方に、対応するカップリング部品を設け
る必要がある。図3〜図5に関連して説明した駆動機構
16は、既存の巻取り装置に後で組み付けることができ
る別々の構造ユニットとして設計することができる。駆
動モータ46から歯車34に至るベルト駆動による上記
説明の動力伝達により、駆動モータ46を基礎フレーム
1上に静止して配置することができる。上記巻取り装置
は、いかなる圧力も加えられるべきではないウェブ材料
すなわちプラスチックシートの巻取りに使用することも
できる。このようなウェブ材料の場合には、ニップがロ
ール55と巻取りドラム2との間に常に存在するような
いわゆるニップローリングと呼ばれている既知の方法
で、主巻取り位置6でのロール55上への巻取りが行わ
れる。この場合には、ニップが、巻取りコア8と巻取り
ドラム2上を走行するウェブ材料54との間に存在する
ときにのみ、駆動されている巻取りコア8が待機位置5
7から下降される。この場合には、巻取りコア8が補助
巻取り位置58から主巻取り位置6へと移動する間、す
なわち枢動アーム13が引継ぎ位置から移送位置へと枢
動する間にニップが維持される。従って、ロールの交換
中でも、ウェブ材料54が巻取りドラム2に対して押し
つけられることはない。
ある。
る。
るところを示す図1と同様な側面図である。
るところを示す図1と同様な側面図である。
るところを示す図1と同様な側面図である。
るところを示す図1と同様な側面図である。
あるところを示す図1と同様な側面図である。
あるところを示す図1と同様な側面図である。
あるところを示す図1と同様な側面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 連続的に供給されるウエブ材料を多数の
巻取りコアに巻取る装置であって、 該巻取り装置は、固定軸(2a)を中心に回転可能に取
付けられ且つそこに前記ウエブ材料(54)が導かれる
巻取りドラム(2)を有し、 該巻取り装置は、巻取りコア(8)を受け入れ且つこれ
を補助巻取りポイント(58)から、ウエブ材料(5
4)の移動方向(E)の下流側であり前記ウエブ材料
(54)が前記巻取りコア(8)に巻き取られて所定サ
イズのリール(55)を形成する主巻取りポイント
(6)に移動させる支持構造(13)と、 空の巻取りコア(8)を、各場合において、待機位置
(57)から、空の巻取りコア(8)が巻取りドラム
(2)上を走行しているウエブ材料と接触する補助巻取
り位置(58)に供給し、且つ、各場合において、空の
巻取りコア(8)を回転駆動する手段(7、16)とを
備え、 これら手段(7、16)が、係合および非係合可能であ
り、且つ、ピストン/シリンダユニットであるのが好ま
しい第1の駆動機構(21)によって固定軸(17’)
を中心に回動可能なピボットアーム(17)の一端に配
置されたカップリング構造(24)を備え、 該カップリング構造が、固定側駆動モータ(46)で駆
動され且つ待機位置(57)に配置された巻取りコア
(8)と連結可能であり且つ巻取りコアから再解放可能
なカップリングエレメント(34)と、前記補助巻取り
ポイント(58)に空の巻取りコア(8)があるとき前
記ウエブ材料(54)を切断する切断装置(56)を有
する、巻取り装置において、 前記切断装置(56)が前記補助巻取りポイント(5
8)と主巻取りポイント(6)の間に配置され、 前記ピボットアーム(17)が前記補助巻取りポイント
(58)の領域から前記主巻取りポイント(6)に向か
って回動し、そして、戻ることができ、 前記カップリング構造(24)が前記ピボットアーム
(17)に回動可能に取付けられ且つ少なくとも一つの
ピストン/シリンダユニットであるのが好ましい第2の
駆動構造(29、30)によって回動可能であり、さら
に、 前記カップリング構造(34)が、前記補助巻取りポイ
ント(58)から主巻取りポイント(6)までの前記巻
取りコア(8)の動きの間に前記巻取りコア(8)に駆
動連結を有する、 ことを特徴とする巻取り装置。 - 【請求項2】 前記ピボットアーム(17)は、ピボッ
トアーム(17)の回転軸(17’)が巻取りドラム
(2)の回転軸(2a)と整列するように、前記巻取り
装置のフレーム(1)に固定されている、 請求項1に記載の巻取り装置。 - 【請求項3】 前記カップリング構造(24)のカップ
リングエレメント(34)が、前記巻取りコア(8)の
もう一つのカップリングエレメント(35)と解放可能
に係合することができる、 請求項1または2に記載の巻取り装置。 - 【請求項4】 前記カップリング構造(24)が、休止
位置から、カップリングエレメント(34)が前記巻取
りコア(8)のもう一つのカップリングエレメント(3
5)と係合可能な駆動位置に回動可能である、 請求項3に記載の巻取り装置。 - 【請求項5】 前記2つのカップリングエレメント(3
4、35)がギア歯車である、 請求項3または4に記載の巻取り装置。 - 【請求項6】 前記カップリング構造(24)がクラン
プ構造(47、52、48)を備え、該クランプ構造に
より、前記カップリングエレメント(34、35)が係
合されたとき、巻取りコア(8)のシャフト(11)に
ついているボールベアリングまたはローラベアリング
(51)の外側リングがしっかりとクランプされる、 請求項3ないし5のいずれか1項に記載の巻取り装置。 - 【請求項7】 前記支持構造が、空の巻取りコア(8)
を収容する2つロータリアーム(13)を有し、これら
のアームが、前記巻取りドラム(2)の両側に配置さ
れ、前記巻取りドラム(2)の回転軸(2a)を中心に
回動可能である、 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の巻取り装置。 - 【請求項8】 前記支持構造(13)が、受取り位置
と、前記巻取りコア(8)が第2の支持構造(3)に移
送される移送位置との間を移動可能であり、 該第2の支持構造(3)は、ウエブ材料(54)の移動
方向(E)でみて巻取りドラム(2)の下流側であり、
各場合において、巻き取りコアを解放可能に支持し、 前記カップリング構造(24)のカップリングエレメン
ト(34)は、前記巻取りコア(8)が前記第1の支持
構造(13)から第2の支持構造(3)に移送された
後、前記巻取りコア(8)と非連結とされる、 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の巻取り装置。 - 【請求項9】 前記第2の支持構造が、回動可能に取付
けられ、前記巻取りコア(8)を収容するの使用される
2つの支持アーム(3)を有している、 請求項8に記載の巻取り装置。 - 【請求項10】 前記空の巻取りコア(8)を、各場合
において、待機位置から補助巻取りポイント(58)に
供給する供給装置(7)を備えている、 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の巻取り装置。 - 【請求項11】 前記補助巻取りポイントにおいて、前
記空の巻取りコア(8)が、前記巻取りドラム(2)に
当接している前記ウエブ材料(54)上に配置される、 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の巻取り装
置。、 - 【請求項12】 前記空の巻取りコア(8)が、巻取り
ドラム(2)に当接している前記ウエブ材料(54)か
ら離れかつ補助巻取りポイント(58)に維持され、前
記巻取りコアが前記補助巻取りポイント(58)から前
記主巻取りポイント(6)に移動する、 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の巻取り装
置。 - 【請求項13】 前記駆動ユニット(16)が、ピボッ
トアーム(17)を備え、 前記駆動構造(21)が、前記ピボットアーム(17)
に割り当てられ、 前記カップリング構造(24)が、モジュラーユニット
として構成されている、 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の巻取り装
置。
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