JP6707518B2 - 工作機械へ給送するために特に適したリール交換装置 - Google Patents

Description

本発明の主題は、使い切られたリールに取って代わり、巻き取られた材料を再接続した後も作業を継続させる新しいリールに、使い切られたリールを置換することにより、リールに巻き付けられた材料を素早く自動的に交換することを保証するのに適した機構の組合せである。

今日、一般的に使用される工作機械において、機械が稼働していない間に手作業によってリールを交換することは通常のことであり、前記作業は、使い切られたリールから残存する材料を切断すること、リール（例えば、その芯）を取り外すこと、および新しいリールを取り付けてその先端部を使い切られたリールの残存する後端部に接続することを備え、これらの作業の後で機械は再始動され得る。動作位置に配置され、同一の材料を給送する際に交互に入れ替えられるべき２つのリール保持器を利用することによって保守時間は著しく減少される場合がある。しかしながら、これは、全体的な寸法の問題を伴い得、さらに、もしも機械が稼働している間にリールの交換のために作業員が２つのリールの１つに介入しなければならないとしたら、作業員の安全の問題を伴い得る。

本発明の主な目的は、コスト効率の良い方法で産業上利用可能な解決策を提供することによって、前述の問題を解決することである。

本明細書において、「リール保持器」という語は、その軸の周りを回転可能で、巻き出されるべき材料のリールがその上に取り付けられる心棒を意味し、そうではなく、巻き付けられた材料のリールを形成するために心棒がモータで駆動される巻き戻しリール保持器とは完全に異なる。

本発明による装置は主に、巻き取られた材料を切断し、再接続するための機構からなる。そのような機構は、ここで、以下に例として簡単に説明される。

本発明によるリール交換装置は、工作機械へ給送するために特に適しており、
自身の周りを回転可能であり、２つ以上のリール保持器を担持する要素であって、全体として実質的に回転部を形成する要素と、
前記回転可能要素が動作位置へ運ばれることおよびそこから離れるように移動されることを可能にする支持および案内手段と、
前記回転可能要素の案内回転のための手段であって、同一の動作角度位置にあるリール保持器のそれぞれを交互に入れ替えることを可能にする手段と、
前記回転可能要素を変位させる手段であって、前記要素を外側に向かって運び、その回転の後に、動作位置にあるリール保持器のうちの１つを再び運ぶことによって、前記要素を後退させることを可能にする手段と
を少なくとも備える。

リール保持器を備えた回転可能要素は、案内部上を摺動可能なキャリッジに固定され、キャリッジ自体に装着されたピストンによって前方および後方に移動される一方、ピストンから突出するシャフトは案内支持体に固着され、ピストンの装着および／またはシャフトの固着は、リール保持器の動作位置を確立するように適合された調節手段を介して調節可能である。

リール保持器を備えた要素のそれ自体の周りの回転のために、一定の距離を長手軸方向に摺動自在で、次いで止め具、好ましくは調節可能止め具によって阻止される歯付きラックによって係合される軸方向歯車が設けられる。

軸方向歯車は、一方向軸受けに取り付けられ、一方向軸受けは、リール保持器を備えた回転可能要素が動作位置から離れるように移動するときに係合され、前記位置に後退されたときに係合解除されるようになっている。

リール保持器は、クラッチデバイスまたはリール巻き出し制御デバイス内に係合するように適合された突起を有し、前記係合は各リール保持器の動作位置への後退の際にもたらされる。

リール交換装置は工作機械へ給送するために特に適しており、
巻き取られた材料が間もなく使い切られるときに巻き取られた材料の近くに自身が挿入される当接要素であって、後退可能な当接要素と、
使い切られたリールの下流で、前記材料の流れを阻止するデバイスと、
自身に付着された使い切られたリールの材料の端部を保持しながら当接要素に対して当接して材料を切断させ、次いで移動して、したがって、新しいリールが入るための空間を空け、続いて、新しいリールの先端部を以前の使い切られたリールからの保持された端部に係合させることによってその空間上に介入する可動要素と
を備える。

後退可能な当接要素は鋭利である。

当接要素に対して当接する可動要素は、切断された材料の端部を保持するように適合された空気の吸込みを備えた揺動アームである。

本発明のいくつかの実施形態が、非限定的な例として添付の図面を参照して説明される。

装置の概略的な側面図である。 図１の装置の概略的な上面図である。 切断および再接続機構の概略的な前面図である。 多くの動作構成における図３の機構の詳細の拡大図である。 多くの動作構成における図３の機構の詳細の拡大図である。

図１に示されるように、２つの対向するリール保持器Ｂ１、Ｂ２は、回転シャフトＡに固定され、これにより、複合組立体ＳＳによって支持される回転部ＧＳを形成する。複合組立体は、回転シャフトＡを支持する軸受けを収容する鍔付き管状要素Ｓ１を備え、鍔付き管状要素Ｓ１は、スペーサを具備するネジを介して、板Ｓ２に接続され、はめ輪またはブッシュを内部に具備した中空の支持要素Ｓ３が板Ｓ２に固定される。約言すれば「キャリッジ」と定義されるこの複合組立体ＳＳは、図２においてより良好に示されるように、２つの案内シャフトＡＧ１、ＡＧ２に摺動可能に嵌合し、空気圧ピストンＰによって（機械壁Ｍに対して）前方および後方に制御可能である。

図２（上面図）はまた、キャリッジＳＳに摺動可能に挿入される歯付きラックＣと、シャフトＡと同軸であり、それに接続され、歯付きラックＣに係合している歯車１とを図示する。ラックは、支持フレームＴＬに固定された２つの当接要素Ｒ１、Ｒ２に接触することができる。

図１は、動作位置にあるリール保持器Ｂ１が既にそのリールからの材料を使い切り、一方、リール保持器Ｂ２（動作経路に対して外側位置にある）は新しいリールを有し、この新しいリールを動作位置に到達させるために、複合的な作業が提供されることを示す。

ピストンＰを作動させることによって、キャリッジＳＳは外側に向かって移動し、それによりリール保持器Ｂ１、Ｂ２の両方を動作経路から外に運び出し、歯付きラックＣを案内して当接要素Ｒ２に接触させる。その後、ピストンＰの動きをその端部が停止するまで継続することによって、移動を阻止されている歯付きラックＣと係合している歯車１は、シャフトＡおよび対応するリール保持器Ｂ１、Ｂ２とともに自身の周りを１８０°回転させられる。結果として、リール保持器Ｂ２は、角度的に、以前はリール保持器Ｂ１によって占められていた場所に位置し、新しいリールを機械壁Ｍに向かって回動させる。この新しいリールを動作位置に位置させるために、ピストンＰを作動させて新しいリールを後退させる必要があるが、一方で、歯付きラックＣがその開始位置に戻ることによってシャフトＡを反対方向に１８０°回転させることは回避する必要がある。このために、歯車１とシャフトＡとの間の接続は、ピストンＰの作動が外側に向けられたときだけ係合する一方向軸受けＳＬによって確立される。シャフトＡおよび対応するリール保持器の望ましくない移動を防止するために、図１においてＫ１、Ｋ２で示される、バネで付勢されたボール（いわゆる「クリック」ボール）を備えた２つのデバイスも設けられ、これらは互いに対して１８０°の角度で配置され、対応する半球状の凹部に作用する。リール保持器Ｂ１、Ｂ２とともにシャフトＡがピストンＰの外側に向けられた作動によって回転されると、バネで付勢されたボールは移動され、１８０°摺動して半球状の座に挿入され、ピストンＰがキャリッジＳＳを内側に向かって戻しても前記座から外へ出ることはなく、シャフトＡの回転の衝撃は、一方向軸受けによって防止される。リール保持器が定位置へ戻ると、対応する突起ＩＮは機械壁に固定されたクラッチＦＲＺに挿入される。このようにして、リールの適切な制御が、単一のクラッチによって保証され、リールの動作位置における各リール保持器Ｂ１、Ｂ２の完全な芯出しがより一層良好に確保される。リール保持器Ｂ２が再びリールの動作位置へと内側に向かって運ばれるとき、リール保持器Ｂ１は外側に向かって露出されたままであり、その結果作業員は、使い切られたリールの芯を取り外し、新しいリールを取り付けるためのリール保持器Ｂ１に対する介入を、機械が稼働していたとしても、完全に安全に実行することができる。工作機械は、通常、開かれたときにエンジンを停止させるドアを備えた透明なキャビネット状の保護部を備えるので、開くことのできる適切なドアが前述の介入のために設けられるであろう。

リールを制御するための例示された解決策は、本質的に機械的なものであるが、その等価物は、電気的な制御、例えばリールを保持する回転部ＧＳを回転させるための電子的に制御されたモータ、または、キャリッジＳＳを前方および後方に移動させるための、これも電気的なものであるアクチュエータを採用したものであり得る。

提案された解決策は本発明を特徴づけるために排他的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義されることは、再び強調されるべきである。

今やリールを交互に入れ替える機構は説明されたが、巻き取られた材料が切断および再接続されるステップは依然として検討されるべきであり、これらのステップの間には、既に説明したリールの交互入れ替えのステップが行われる。実際のところ、リール保持器Ｂ１のリールからの残存する材料の切断の後にしか、キャリッジＳＳは外側に向かって移動し得ず、その一方で、新しいリールの材料Ｔの再接続は、リール保持器Ｂ２の新しいリールが動作位置に配置された後にしか行われない。既に説明された機構のために提供される機能と、依然として説明されるべき機構のための機能との相関関係は、それらを特許の観点から有機的に考察することを必要とさせる。それにもかかわらず、これらの技術的な解決策は相互に必要なものではなく、このことは、回転する回転部ＧＳ＋キャリッジＳＳの解決策が、本明細書において以下に説明される切断−再接続の解決策を必ずしも必要としなくてもよく、その逆もまたそうであることを意味するので、特許の単一性が満たされているにもかかわらず、個別の自律的な請求項としてそれらの解決策を保護することは好都合である。

切断および再接続機構の説明は、図３の基本的な図から始まる。図３は、パッケージング機械の概略的な前面図であり、図３においてＲＭは組立体ＧＲ１によって切断されてパッケージングされるべき材料のロールであり、ＧＲ２はパッケージを切断するための組立体であり、ＲＳおよびＢＢ１は、そこからパッケージを作成するための材料が供給されるリールである。ＢＢ１は、リール保持器Ｂ１に担持された使い切られたリールであり、既に図１の側面図に示されたが、ここでは機械の正面から見られており、実際にはそれを覆い隠しているリール保持器Ｂ２に担持されたリールＢＢ２（破線の円ＢＢ２を参照）を透過して図示される。

提供されるステップは、リール径の検出器による信号によって始まり、続いて、下方に位置するロールＲＬにピストンＰ２を介して作用するブレーキＦＲによって材料Ｔの前方移動を阻止する。これに付随して機械を停止させることは必要ない。というのは、リールＢＢ１が使い切られる前にあらかじめ十分に付勢されたピストンＰ３が、低速で、機械を停止することなく提供されるステップを実行するために十分な材料のストック（いわゆる「バッファストック」）を既に作り出しているからである。

同時に、機械壁に設けられたスロットＦＥからナイフＣＴが外へ出て、材料Ｔの背後で横方向に配置される。そのすぐ後に、吸込みヘッドＡＳＰを有する突起を備えた可動アームＢＭを備えた可動対抗(counter-acting)ツールが、材料Ｔの前面に対して移動し、材料Ｔを横方向ナイフＣＴの刃先に対して押し付けて材料を切断し、その上端部を空気の吸込みによって保持し、その一方、下端部は使い切られたリールＢＢ１の芯に装着されたままである（図４参照）。そのすぐ後に、可動アームＢＭは、その開始位置へと戻り材料Ｔの上端部をそれと共に引張り、同時に、横方向ナイフＣＴはスロットＦＥ内へと戻る。これによって、既に説明されたキャリッジＳＳ＋回転部ＧＳの組立体によって新しいリールＢＢ２を動作位置へと運ぶための自由空間が生まれる（図５参照）。

新しいリールＢＢ２は、適切には接着剤を具備、または接着性の添付物を具備するその先端部が、可動アームＢＭの吸込みヘッドを備えた突起に向けられるように配置される。アームは、即座に移動し、材料Ｔの残存する上端部をリールＢＢ２の先端部の接着剤に接触させ、それによって、機械に給送されるべき材料の連続性を回復させる接続が作り出される。このとき、アームＢＭによる吸込みは停止し、したがって、アームは材料から分離され、その開始位置へと戻る。これはピストンＰ２を用いてブレーキＦＲによってなされる。一方、ピストンＰ３によって作り出された材料の「バッファストック」は使い切られており、既に説明されたステップのために必要な低速のフェーズが完了したなら、ピストンＰ３は、徐々に、フルスピードで動作する機械のために提供される状態へと戻る。その結果、ピストンＰ３のシャフトは完全に外に出て、ロールＲＵ３をロールＲＵ１およびＲＵ２の下方に運び、その結果材料Ｔの経路は、ロールの作用によって曲げられることなく、フルスピードで直線的になる。その後、リールの交互入れ替えならびに材料の切断および再接続の全てのステップが数秒のうちに行われた後に、機械は再びフルスピードでの動作を開始することができる。

Claims (7)

1. 巻き取られた材料（Ｔ）を切断し、再接続するための組立体が設けられた、工作機械へ給送するためのリール交換装置であって、
   動作位置にあって使い切られた又は間もなく使い切られる第１のリール（ＢＢ１）から巻き出された帯状部材の前記材料（Ｔ）の第１の面を切断するように位置決めされる可動切断ツール（ＣＴ）と、
   前記可動切断ツール（ＣＴ）のところで、前記帯状部材の前記材料（Ｔ）の第２の面を切断することができ、吸込みヘッド（ＡＳＰ）を具備する対抗ツール（ＢＭ）であって、開始位置から、使い切られた又は間もなく使い切られる前記第１のリール（ＢＢ１）から巻き出された前記帯状部材の前記材料（Ｔ）に接触する動作位置へと移動することができる対抗ツールと
   を備え、
   前記可動切断ツール（ＣＴ）および前記対抗ツール（ＢＭ）は、前記第１のリール（ＢＢ１）から巻き出された前記材料（Ｔ）を切断するために互いに協働し、前記対抗ツール（ＢＭ）は、空気の吸込みによって、前記第１のリール（ＢＢ１）から切断された前記材料の端部を保持して、前記装置によって前記第１のリール（ＢＢ１）の代わりに前記動作位置へと運ばれた第２のリール（ＢＢ２）の先端部に、前記端部を再接続させ、
   前記可動切断ツール（ＣＴ）は、切断されるべき前記帯状部材（Ｔ）に対して、前記帯状部材（Ｔ）の幅方向に移動可能であり、使い切られた又は間もなく使い切られる前記第１のリール（ＢＢ１）から巻き出された前記材料（Ｔ）が通過する領域に入ることができ、新規のリールの挿入を可能にするように後退することができる、リール交換装置。
2. 前記対抗ツールは、制御ユニットによって支援される揺動アーム（ＢＭ）を備え、前記制御ユニットは、
   前記揺動アームを、開始位置から、前記動作位置にあるリール（ＢＢ１）から巻き出された前記帯状部材の前記材料（Ｔ）に接触する動作位置へと前方移動させ、
   前記吸込みヘッド（ＡＳＰ）を介した空気の吸込みをオンに切り替え、
   前記帯状部材の前記材料（Ｔ）の切断のために協働し、
   前記帯状部材の切断された前記端部を保持するための前記空気の吸込みの動作を維持しながら、前記アームを、前記動作位置から前記開始位置へと後退させ、
   切断された前記端部を新規のリールの先端部へと運ぶために前記アームを前方移動させ、
   空気の吸込みをオフに切り替えた後、前記アームを前記動作位置から前記開始位置へと後退させる
   ようにプログラムされる、請求項１に記載の装置。
3. 請求項１に記載のリール交換装置であって、さらに、
   案内された走行移動が可能な可動支持体（ＳＳ）と、
   前記可動支持体（ＳＳ）によって回転可能に支持された回転部（ＧＳ）と、
   前記回転部に接続され、前記回転部の回転軸に対して対称に配置された２つ以上のリール保持器（Ｂ１、Ｂ２）と、
   前記回転部（ＧＳ）を前記軸の周りに回転させることが可能であって、同一の動作角度位置において前記リール保持器（Ｂ１、Ｂ２）の各々を交互に入れ替える移動作動デバイス（Ｃ、１）と、
   前記可動支持体（ＳＳ）の前記案内された走行移動を制御し、動作位置から離れるように前記可動支持体（ＳＳ）を後退させることが可能であり、第２のリール保持器（Ｂ２）を前記動作位置へ運ぶために、前記回転部がその回転軸の周りを一回転した後、前記可動支持体を反対方向に前方移動させることが可能である制御デバイス（Ｐ）と
   を備えるリール交換装置。
4. 前記可動支持体（ＳＳ）はキャリッジを備え、その内部には、
   中央回転要素の回転シャフト（Ａ）の軸受けを収容する鍔付き管状要素（Ｓ１）と、
   前記鍔付き管状要素（Ｓ１）に接続された支持板（Ｓ２）と、
   前記支持板（Ｓ２）に固定され、案内部上を摺動可能なはめ輪またはブッシュを内部に備えた中空の支持要素（Ｓ３）と
   が設けられ、
   前記案内部は、前記装置の固定された部分に固定される案内シャフト（ＡＧ１、ＡＧ２）を備える、請求項３に記載の装置。
5. 前記キャリッジは、
   前記キャリッジに摺動可能に挿入され、前記案内部と平行な歯付きラック（Ｃ）と、
   前記中央回転要素の前記回転シャフト（Ａ）と同軸であり、一方向軸受けまたは単方向軸受けによって前記回転シャフト（Ａ）に接続され、前記歯付きラック（Ｃ）と係合する歯車（１）であって、前記可動支持体（ＳＳ）が前記第１のリール保持器（Ｂ１）を前記動作位置から離れるように移動させるために後退するときに、前記軸受けは係合され、前記可動支持体（ＳＳ）が前記第１のリール保持器を前記動作位置へと運ぶために前方に移動するときに、前記軸受けは係合解除されるようになっている、歯車（１）と、
   前記歯付きラック（Ｃ）の走行の端部に固定的に配置される一対の当接要素（Ｒ１、Ｒ２）と
   を備える、請求項４に記載の装置。
6. 各リール保持器（Ｂ１、Ｂ２）は、自身の回転軸を有する対応する回転心棒と、前記心棒に取り付け可能な、巻き出されるべき材料のリール（ＢＢ１、ＢＢ２）とを備え、前記心棒は、前記装置が関連する工作機械に設けられたクラッチ（ＦＲＺ）内に係合可能な突起（ＩＮ）を具備する、請求項３または４または５に記載の装置。
7. 工作機械へ給送するための、請求項４から６のいずれか一項に従って作成されたリール交換装置を制御する方法であって、
   前記動作位置にある前記装置のリール保持器（Ｂ１）に取り付けられたリール（ＢＢ１）から巻き出された前記材料（Ｔ）が間もなく使い切られることを検出するステップと、
   前記材料（Ｔ）の帯状部材が給送される前記機械を停止することによって、またはブレーキ（ＦＲ）によって、前記動作位置にある前記装置のリール保持器（Ｂ１）に取り付けられた、使い切られようとしているリール（ＢＢ１）から巻き出された前記材料（Ｔ）の前記工作機械への移動を阻止するステップと、
   前記使い切られようとしているリールから巻き出された前記材料（Ｔ）を切断するステップと、
   前記開始位置へと前記使い切られようとしているリールを運ぶために、前記動作位置から離れる前記可動支持体（ＳＳ）の後退移動を駆動するステップと、
   前記回転部（ＧＳ）を回転させるステップと、
   第２のリール保持器（Ｂ２）に取り付けられた第２のリールを前記動作位置へと運ぶために、前記動作位置へ向かう前記可動支持体（ＳＳ）の前方移動を駆動するステップと
   を備える、方法。

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