KR101960558B1 - 웨브-취급 기계 프레임 - Google Patents

Abstract

정밀 정렬 지점을 갖는 재구성가능한 상호연결 블록들로 적어도 부분적으로 구성된 웨브-취급 기계 프레임. 그러한 블록들로부터, 웨브-취급 작업을 위한 모듈형 장비 웨브-취급 라인이 별도의 정렬 절차에 대한 필요성 없이 그들의 샤프트 장착 웨브-접촉 장치가 정확한 위치에 있는 상태로 즉석에서 구성될 수 있다.

Description

웨브-취급 기계 프레임{WEB-HANDLING MACHINE FRAME}

본 발명은 무한 길이를 갖는 재료의 웨브(web)를 다루기 위한 장치에 관한 것이다.

오늘날 많은 제품은 무한 길이 재료의 웨브가 권취해제 스테이션(unwind station)과 하나 이상의 권취 스테이션(wind-up station) 사이에서 이송되는 동안 소정 방식으로 변화되는 제조 단계를 포함한다. 이들은 때때로 "롤 투 롤(roll-to-roll)" 공정으로 불린다. 권취해제와 권취 사이에서, 웨브는 웨브 경로를 따라 이송되며, 웨브 경로는 보통 피동 롤러(driven roller) 및/또는 아이들러 롤러(idler roller)를 포함한다. 코팅, 인쇄, 라미네이팅(laminating), 슬리팅(slitting), 및 많은 다른 것을 비롯해, 웨브가 웨브 경로를 따라 이송되는 동안 웨브를 변환시키기 위해 착수될 수 있는 많은 공정이 있다.

롤 투 롤 공정을 수행함에 있어서 어려움은 웨브가 이송되는 동안 주름, 접힘 및 다른 웨브 혼란을 피하는 것이다. 이동하는 웨브는 롤러 위를 지나갈 때 마찰 접촉을 견디며, 그 자신을 롤러의 이동하는 표면에 정렬시키기를 원한다. 웨브 접촉 롤러들 사이의 평행성은 웨브가 이송될 때 주름 및 다른 결함을 최소화기 위해 중요하다고 이해된다. 각자의 축들 사이의 고도의 평행성을 갖는 롤러들을 당업자는 "정확한 위치 및 레벨에(in tram and level)" 있다라고 말한다.

이러한 필요성 때문에, 일부 롤러 마운트(roller mount)는 조절가능하도록 제조되며, 정교한 광학 장비, 레이저 장비, 기계 장비, 또는 관성 장비가 일반적으로 롤러와 같은 웨브-접촉 장치를 고도의 평행성을 갖도록 설정하는 데 사용된다. 일단 웨브 라인 전체가 정확한 위치 및 레벨에 배치되면, 때때로 테이퍼 형성된 핀이 조절가능한 마운트를 제위치에 고정시키는 데 사용된다.

이동하는 웨브의 역학에 관한 논의가 문헌["Buckling of Orthotropic Webs in Process Machinery;" J. K. Good, J. A. Beisel; Proceedings of the Seventh International Conference on Web Handling, pp 133-149 2003]에 존재한다. 상기 문헌 내의 수학적 기술을 사용해, 주름을 피하는 데 필요한 롤러 평행성의 정도를 결정하기 위해 다양한 두께, 폭, 및 웨브 스팬 길이를 갖는 웨브 재료들의 모음에 대한 분석을 수행하였다. 많은 보통의 웨브-취급 상황을 다루기 위해서는 약 0.004 라디안(radian)까지의 롤러 평행성이 요구되며, 얇은 금속 포일 재료를 취급하는 것과 같은 소정의 어려운 응용의 경우에는 0.0005 라디안 이내 또는 심지어는 0.0001 라디안 이내의 평행성이 필요하다고 결정되었다. 그러한 정밀성에 대한 요구는 단기 생산 가동 또는 실험 장치의 설정을 어렵고 비용이 많이 들게 만든다.

변환 작업을 위한 웨브-취급 라인이 별도의 정렬 절차에 대한 필요성 없이 그의 웨브-접촉 장치들(예를 들어, 롤러들)이 정확한 위치 및 레벨에 있는 상태로 즉석에서 구성될 수 있도록 모듈형 장비가 제조될 수 있다는 것이 이제 결정되었다. 모듈형 장비는 실험 또는 단기 생산 가동의 특정 요건에 적합하도록 다양한 구성으로 적층 및 조립될 수 있는 재구성가능한 블록(block)의 형태의 소형 구성요소 모듈들로 구성된다. 샤프트-장착 웨브-접촉 장치의 샤프트가 블록 상의 소정의 정밀 정렬 지점(precision alignment point) 내에 배치되면, 웨브-접촉 장치가 추가의 조절 없이 정확한 위치 및 레벨에 지속적으로 있게 된다.

하나 이상의 이점이 본 발명의 실시예와 관련된다. 재구성가능한 블록의 모듈 특성은 신제품 제조 또는 실험적 가동을 위해 일시적 설정이 구성될 수 있게 한다. 정밀 정렬 지점이 재구성가능한 블록 상의 고정된 위치에 있기 때문에, 샤프트-장착 웨브-접촉 장치는 조절을 필요로 함이 없이 신속하게 바로 장착될 수 있다. 또한, 종래의 웨브-접촉 요소를 정확한 위치에 배치하는 것에 관련된 시간 및 고가의 보조 장비가 회피된다.

따라서, 일 태양에서, 본 발명은 웨브-취급 기계 프레임(web-handling machine frame)에 관한 것이며, 이 웨브-취급 기계 프레임은 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록으로서, 각각의 재구성가능한 상호연결 블록은 적어도 3개의 측면 및 2개의 면(face), 및 면들 중 적어도 하나 내의 적어도 하나의 보어(bore)를 포함하고, 각각의 재구성가능한 상호연결 블록의 적어도 2개의 측면은 정밀 정렬 지점을 가지며, 정밀 정렬 지점은 정렬 지점을 보어에 연결하는 개구(aperture)를 포함하는, 상기 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록; 및 2개의 재구성가능한 상호연결 블록 각각의 정밀 정렬 지점 중 하나 내에 배치되고 해제가능하게 부착되는 적어도 하나의 샤프트를 포함한다.

제2 태양에서, 본 발명은 웨브-취급 기계 프레임에 관한 것이며, 이 웨브-취급 기계 프레임은 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록으로서, 각각의 재구성가능한 상호연결 블록은 적어도 2개의 정밀 정렬 지점을 갖는, 상기 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록; 및 회전축을 각각 갖는 적어도 2개의 샤프트-장착 웨브-접촉 장치를 포함하며, 웨브-접촉 장치의 샤프트가 각각의 재구성가능한 상호연결 블록의 정밀 정렬 지점 내에 위치된 때, 웨브-접촉 장치는 0.004 라디안 이내까지 정확한 위치 및 레벨에 있게 된다.

실시예들 중 임의의 것에서, 주어진 재구성가능한 블록 및 다수의 재구성가능한 블록으로 구성된 조립체 둘 모두 상에서의, 정밀 정렬 지점들 중 적어도 일부의 위치설정은 정밀 정렬 지점들 내에 배치된 샤프트들의 축들이 평면과 관련된 규칙적 간격의 격자(grid)의 정점(vertex)들에 있게 한다. 그 평면은 적절하게는 재구성가능한 블록의 면들 중 하나에 평행하다. 일부 실시예에서, 격자는 2개의 수직 축을 갖는 직선형일 것이며, 이때 정점들은 적절하게는 수직 축들 둘 모두에 있어서 미리결정된 거리 또는 그 미리결정된 거리의 배수로 이격된다. 미리결정된 거리는 적절하게는 7.62 cm(3 인치)일 수 있지만, 2.54, 5.08, 7.62, 10.2, 및 12.7 cm(1, 2, 3, 4, 및 5 인치) 또는 그 초과와 같은 값, 또는 이들 사이의 임의의 값이 사용될 수 있거나, 센티미터와 같은 임의의 적절한 단위의 미리결정된 거리 및 간격이 선택될 수 있다.

실시예들 중 임의의 것에서, 제2 샤프트가 정밀 정렬 지점들 중 제2 정밀 정렬 지점 내에 배치되고 그에 해제가능하게 부착되면, 2개의 샤프트는 추가의 조절을 필요로 함이 없이 정확한 위치 및 레벨에 있게 된다. 적절히 구성된 블록들에 의해, 웨브-취급 기계 프레임 또는 그 일부를 형성하는 모듈이 많은 블록, 예를 들어 약 2 내지 500개 이상 또는 10 내지 100개의 상호연결 블록들로 구성될 수 있으며, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 초과와 같은 몇 개의 웨브-접촉 장치의 샤프트들 - 이들 모두는 추가의 조절 없이 정확한 위치 및 레벨에 있음 - 을 지지할 수 있다.

근의 제곱합(Root Sum of Squares, RSS) 방법을 사용한 적층의 분석은, ± 50 미크론 이내까지의 정밀 정렬 지점들의 간격 정밀도가 측면에서 최대 1930.4 cm(760 인치) 이상의 치수를 갖는 기계 프레임 전체에 걸쳐 샤프트들 사이의 평행성을 0.004 라디안 이내까지 유지할 것임을 나타낸다. ± 5 미크론 이내까지 정확한 정밀 정렬 지점들의 간격은 측면에서 최대 127 cm(50 인치) 이상의 치수를 갖는 기계 프레임 전체에 걸쳐 샤프트들 사이의 평행성을 0.0001 라디안 이내까지 유지할 것이다. 이러한 보다 제한적인 정렬 기준은 200개 이상의 모듈형 상호연결 블록으로 구성된 기계를 포함할 수도 있다. 따라서, 실시예들 중 임의의 것에서, 정밀 정렬 지점들의 간격 정밀도는 ± 50 미크론, ± 25 미크론, ± 10 미크론, ± 5 미크론, 또는 심지어는 ± 2.5 미크론 이내일 수 있다. 실시예들 중 임의의 것에서, 웨브-접촉 장치가 0.004 라디안 이내, 0.001 라디안 이내, 0.0005 라디안 이내, 0.00025 라디안 이내, 또는 0.0001 라디안 이내까지 정확한 위치 및 레벨에 있는 것이 바람직하다. RSS 방법에 관한 추가의 논의가 문헌["Review of Statistical Approaches to Tolerance Analysis;" S. D. Nigam, J. U. Turner; Computer-Aided Design, Vol. 27, No 1, pp. 6-15, 1995]에서 확인될 수 있다.

본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는 한, 본 발명의 실시예를 기술하는 데 사용되는 용어는 당업자에 의해 그 용어의 것으로 생각되는 동일한 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다. 특히, 본 명세서에 사용된 바와 같이, "샤프트-장착, 웨브-접촉 장치"는 피동 롤러 및 아이들러 롤러, 롤링 인코더(rolling encoder), 인쇄 롤러, 엠보싱 롤러(embossing roller), 라미네이팅 닙(laminating nip), 열 전달 롤러, 슬리터 롤러(slitter roller), 스프레딩 롤러(spreading roller) 또는 스프레딩 바아(spreading bar), 스티어링 롤러(steering roller) 및 마이크로플렉소 롤러(microflexo roller)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 또한, "샤프트-장착, 웨브-접촉 장치"의 정의는 단일 관통 샤프트를 갖는 장치로 제한되는 것이 아니라, 부분 샤프트를 갖거나 구형 또는 원환체형 마운트를 갖는 장치이기도 하다. 정밀 정렬 지점 내에 배치된 베어링에 의해 지지되는 라이브 샤프트 롤러(live shaft roller)가 또한 이 정의에 포함된다. 웨브가 변환 기계 또는 다른 웨브 취급 기계 내에서 웨브 경로를 따라 횡단할 때 이동하는 웨브와 의도적으로 접촉하도록 배치된 비회전 요소가 또한 이 정의에 포함된다. 유사하게, 비접촉 요소, 예를 들어 드라이어, 비접촉 센서 또는 다른 장치가, 정밀 정렬부 내에 배치되고 이동하는 웨브에 매우 정밀하게 인접하여 위치된 샤프트에 의해 지지될 수도 있다.

당업자는 상세한 설명, 실시예, 및 특허청구범위를 포함한 본 명세서의 나머지 부분을 고려할 때 본 발명의 특성을 보다 완전히 이해할 것이다.

본 발명의 실시예를 기술함에 있어서, 다양한 도면을 참조하며, 도면에서는 도시된 실시예의 특징부가 도면 부호로 지시되어 있으며, 이때 유사한 도면 부호는 유사한 구조를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 웨브-취급 기계 프레임을 형성하는 데 사용되는 재구성가능한 블록들 중 하나의 실시예의 사시도.
도 2는 함께 결합된, 정사각형 면을 갖는 2개의 재구성가능한 블록의 측면도.
도 2a는 함께 결합된, 정사각형 면을 갖는 2개의 대안적인 재구성가능한 블록의 측면도.
도 3은 정사각형 면을 갖지만, 정밀 정렬 지점이 정사각형의 모서리에 위치된, 함께 결합된 몇 개의 대안적인 재구성가능한 블록의 측면도.
도 4는 함께 결합된, 삼각형 면을 갖는 몇 개의 재구성가능한 블록의 측면도.
도 5는 함께 결합된, 육각형 면을 갖는 몇 개의 재구성가능한 블록의 측면도.
도 6은 일군의 재구성가능한 블록들을 단단한 기반에 결합시키기에 적합한 특수화된 재구성가능한 블록의 사시도.
도 7은 웨브-취급 스테이션의 사시도.

이제 도 1을 참조하면, 재구성가능한 블록(20)의 사시도가 도시되어 있다. 재구성가능한 블록(20)은 2개의 면(22, 24), 및 이 실시예에서는 4개의 측면(26, 28, 30, 32)을 갖는다. 도시된 블록은 일반적으로 직각 평행육면체로서 구성되지만, 도 3, 도 4, 및 도 5와 관련하여 하기에 논의되는 바와 같이, 본 발명이 직사각형, 평행사변형, 삼각형 또는 육각형과 같은 다른 형상의 면을 갖는 블록으로 실행가능하다는 것을 기술자들은 용이하게 인식할 것이다. 적어도 하나의 보어(34)가 면(22) 내에 존재하며, 이 실시예에서 보어(34)는 면(24)까지 쭉 연장되는 관통 보어이지만, 단부가 막힌 보어를 갖는 재구성가능한 블록(20)이 또한 적합하다. 일부 실시예에서, 보어는 상당히 클 수 있고 반드시 원형일 필요는 없으며, 도 7에 도시된 바와 같이 하나 초과의 정밀 정렬 지점이 측면에 존재하는 경우 개방부(opening)로서 대안적으로 기술될 수 있다. 보이는 바와 같이, 정밀 정렬 지점들 중 일부는 작은 원형 보어와 연결되는 개구를 갖고, 다른 것들은 큰 중심 개방부와 연결되는 개구를 갖는다.

도시된 실시예에서, 4개의 측면(26, 28, 30, 32) 모두는 각각 정밀 정렬 지점(26p, 28p, 30p, 32p)을 갖는다. 도시된 정밀 정렬 지점들 각각은 절두(truncated) 반원형 형상을 각각 갖는 홈(26a, 28a, 30a, 32a)에 의해 각각 부분적으로 한정된다. 각각의 정렬 지점은, 적절하게는 면(22, 24) 사이의 대략 중간에 홈(26a, 28a, 30a, 32a)의 중심에 각각 위치될 수 있는 개구(26b, 28b, 30b, 32b)를 각각 추가로 포함한다. 이들 개구(26b, 28b, 30b, 32b)는 그들 각자의 정렬 지점(26p, 28p, 30p, 32p)을 각각 보어(34)에 연결한다.

일부 실시예에서, 단일의 정밀 정렬 지점만이 재구성가능한 블록의 적어도 2개의 측면 상에 존재한다. 다른 실시예에서, 단일의 정밀 정렬 지점만이 재구성가능한 블록의 각각의 측면 상에 존재한다. 다른 실시예에서, 재구성가능한 블록의 적어도 하나의 측면이 적어도 2개의 정밀 정렬 지점, 적어도 3개의 정밀 정렬 지점, 적어도 4개의 정밀 정렬 지점, 또는 적어도 5개 이상의 정밀 정렬 지점을 갖는다. 측면 상에 위치되는 정밀 정렬 지점의 수는 제한되지 않으며, 블록의 전체 크기 및 선택된 정밀 정렬 지점들의 선택되는 간격에 기초해 용이하게 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 재구성가능한 블록은 적절하게는 세라믹, 중합체 또는 금속과 같은 적합한 구조적 재료로 제조된다. 금속이 사용되는 경우, 스테인레스강 또는 알루미늄이 적절하게 채용된다. 보다 구체적으로, 7075 T6 알루미늄이 적합한 것으로 여겨진다. 알루미늄이 사용되는 경우, 하드 코트 양극산화 처리가 유리할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 샤프트(40)를 통해 서로 결합된, 도 1에 따른 2개의 재구성가능한 블록(20, 20')의 측면도가 도시되어 있다. 샤프트(40)는, 예를 들어 개구(26b) 내에 배치되고 샤프트(40) 내로 나사결합되는 볼트(42)를 통해 홈(26a) 내에 유지된다. 이러한 실시예에서, 홈(예를 들어, 26a)은 절두 반원형 형상을 갖는다. 적절하게는, 홈(26a)은 단면이 완전히 반원형인 것으로부터 0.25 mm(0.01 인치) 절두된 것이다. 샤프트는 홈의 반경과 동일한 반경으로 그리고 유사한 허용오차(tolerance)를 갖고서 정밀 연삭된다. 샤프트(40)는 샤프트-장착 웨브-접촉 장치의 지지 샤프트일 수 있거나, 재구성가능한 블록(20. 20')을 함께 결합시키는 것 외에는 다른 목적을 갖지 않는 매우 짧은 샤프트일 수 있다.

홈(26a)이 완전한 반원이 아니기 때문에, 2개의 재구성가능한 블록(20, 20')의 측면들은 간극(44)만큼 분리된다. 간극은 적절하게는 대략 0.5 mm(0.02 인치)이지만, 정밀 정렬 지점들의 위치를 과도하게 제한하는 것을 피하기에 충분히 크기만 하면 그것은 중요한 치수가 아니다. 이 실시예에서, 2개의 재구성가능한 블록(20, 20')의 상대적 배치의 정밀도는 홈(예를 들어, 26a)들의 간격의 정밀도 및 샤프트의 직경의 정밀도에 따른다. 이러한 접근법으로부터 실현되는 이점은, 많은 횟수로 재사용될 때의 재구성가능한 블록(20)의 측면(예를 들어, 26)에 대한 마모 및 인열이 상대적 배치의 정밀도를 파괴하지 않는다는 것이다. 또한, 그것은 요망되는 경우 주어진 재구성가능한 블록(20)이 다수의 재구성가능한 블록들의 조립된 필드(field)로부터 용이하게 제거될 수 있게 한다. 재구성가능한 블록들 각각 사이의 간극 때문에, 샤프트-장착 웨브-접촉 장치를 삽입하거나 제거할 때 생성되는 웨브 경로를 크게 변경하기 위해 웨브-취급 기계 프레임의 분해가 더 적게 요구된다.

웨브-취급에 사용되는 대부분의 샤프트-장착 웨브-접촉 장치는 원형 샤프트를 가지며, 도 2 및 다른 곳의 도시된 실시예가 원형 샤프트를 갖지만, 이는 본 발명의 요건으로 간주되지 않는다. 예를 들어, 샤프트-장착 웨브-접촉 장치는 정사각형 또는 삼각형 샤프트를 갖도록 제조될 수도 있으며, 정사각형 또는 삼각형 홈을 갖는 정밀 정렬 지점이 이들을 수용하도록 제조될 수도 있다. 추가적으로, 요망되는 경우 삼각형 또는 V-형상의 홈이 웨브-접촉 장치의 원형 샤프트를 중심에 오도록 하고 정렬시키도록 크기설정될 수도 있다.

이제 도 2a를 참조하면, 2개의 재구성가능한 블록(20'', 20''')의 측면도가 도시되어 있다. 이 도면은 2개의 재구성가능한 블록(20'', 20''')이 개구(26b) 내에 배치되는 볼트(42)를 통해 홈(26a) 내에 유지되는 샤프트(40)를 통해 함께 결합되는 점에서 도 2와 유사하다. 그러나, 이 실시예에서 홈(예를 들어, 26a)은 완전히 반원형인 형상을 갖고, 샤프트(40)는 홈(26a)보다 작은 직경을 가지며, 샤프트는 반드시 정밀 연삭될 필요는 없지만 홈(예를 들어, 26a)과 활주 끼워맞춤(sliding fit)으로 정합해야 한다.

기술된 구성에 의해, 2개의 재구성가능한 블록(20'', 20''')의 측면들은 서로 접촉하며, 샤프트(40)는 간극(46)만큼 홈(예를 들어, 26a)의 벽으로부터 분리된다(선택된 간극은 주어진 샤프트 크기에 대한 활주 끼워맞춤일 수 있으며 ANSI 표준 B4.2-1978로부터 계산될 수 있음). 이 실시예에서, 블록(20'', 20''')의 측면(예를 들어, 26)들은 접촉하며, 2개의 재구성가능한 블록(20'', 20''')의 상대적 배치의 정밀도는 블록(20'', 20''')의 측면(예를 들어, 26)들의 배치의 정밀도에 따른다. 이러한 접근법으로부터 실현되는 이점은, 어려운 응용의 경우에 간극(46)이 0.004 라디안 또는 심지어는 0.0001 라디안의 각도보다 큰 샤프트(40)의 오정렬을 야기하지 않는 한에 있어서는 샤프트(40)의 연삭의 치수 정밀도가 중요하지 않다는 것이다.

이제 도 3을 참조하면, 그들의 정밀 정렬 지점(예를 들어, 26p)들에서 함께 결합된 몇 개의 대안적인 재구성가능한 블록(47)의 측면도가 도시되어 있다. 재구성가능한 블록(47)은 2개의 면 및 4개의 변을 갖는 정사각형 면 형상을 갖지만, 도 1의 재구성가능한 블록(20)과는 대조적으로, 정밀 정렬 지점(예를 들어, 26p)이 에지를 따라 위치되기보다는 정사각형의 모서리에 위치된다. 재구성가능한 블록(47)들 중 일부는 샤프트(40)를 통해 함께 결합된다. 샤프트(40)는 볼트(42)를 통해 홈(26a) 내에 유지된다. 이 실시예에서, 홈(예를 들어, 26a)은 절두 반원형 형상을 가지며, 샤프트는 홈(26a)의 반경과 동일한 반경으로 정밀 연삭되어 인접한 재구성가능한 블록(47)들이 간극(44)만큼 분리된다.

이제 도 4를 참조하면, 그들의 정밀 정렬 지점(예를 들어, 26p)들에서 함께 결합된 몇 개의 대안적인 재구성가능한 블록(48)의 측면도가 도시되어 있다. 재구성가능한 블록(48)은 2개의 면 및 3개의 변을 갖는 삼각형 면 형상을 가지며, 이때 정밀 정렬 지점(26p)의 홈(26a)은 삼각형의 에지의 중심에 위치된다. 재구성가능한 블록(48)들 중 일부는 샤프트(40)를 통해 함께 결합된다. 샤프트(40)는 볼트(42)를 통해 홈(26a) 내에 유지된다. 이 실시예에서, 홈(예를 들어, 26a)은 절두 반원형 형상을 가지며, 샤프트는 홈(26a)의 반경과 동일한 반경으로 정밀 연삭되어 인접한 재구성가능한 블록(47)들이 간극(44)만큼 분리된다.

이제 도 5를 참조하면, 그들의 정밀 정렬 지점(예를 들어, 26p)들에서 함께 결합된 몇 개의 대안적인 재구성가능한 블록(49)의 측면도가 도시되어 있다. 재구성가능한 블록(49)은 2개의 면 및 6개의 변을 갖는 육각형 면 형상을 가지며, 이때 정밀 정렬 지점(26p)의 홈(26a)은 육각형의 에지의 중심에 위치된다. 재구성가능한 블록(49)들 중 일부는 샤프트(40)를 통해 함께 결합된다. 샤프트(40)는 볼트(42)를 통해 홈(26a) 내에 유지된다. 이 실시예에서, 홈(예를 들어, 26a)은 절두 반원형 형상을 가지며, 샤프트는 홈(26a)의 반경과 동일한 반경으로 정밀 연삭되어 인접한 재구성가능한 블록(47)들이 간극(44)만큼 분리된다.

기술자는 도 1 내지 도 5의 실시예의 재구성가능한 블록들이 어느 정도의 회전 대칭성을 갖는다는 것을 알 것이다. 이는 웨브-취급 기계 프레임을 구성함에 있어서의 유연성에 관해서 굉장히 편리한 것일 수 있지만, 본 발명의 요건으로 간주되지는 않는다. 재구성가능한 블록의 두께는 그 두께가 인접한 재구성가능한 블록에 대한, 또는 재구성가능한 블록을 요구되는 바에 따라 정렬시키기 위해 샤프트에 대한, 각각의 재구성가능한 블록에 관한 견고한 배치를 허용하기에 충분하기만 하면 중요하지 않다. 대략 2.54 cm(1 인치)의 두께가 많은 실시예에 적합한 것으로 간주된다. 보다 얇거나 보다 두꺼운 블록이 다른 실시예에 대해 사용될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 특수화된 재구성가능한 블록(50)의 사시도가 도시되어 있다. 재구성가능한 블록(50)은 웨브-취급 라인의 레일, 광학적 브레드보드(breadboard), 또는 베이스 플레이트와 같은 고정된 기반에 본 발명에 따른 일군의 재구성가능한 블록들을 결합시키기에 특히 적합하다. 재구성가능한 블록(50)은 2개의 직사각형 면(22, 24), 및 이 실시예에서 4개의 측면(26, 28, 30, 32)을 갖는다. 4개의 보어(34)(전형적임)가 면(22) 내에 존재하며, 이 실시예에서 보어(34)는 면(24)까지 쭉 연장되는 관통 보어이다.

도시된 실시예에서, 3개의 측면(26, 28, 32)만이 정밀 정렬 지점(26p, 28p, 32p)을 각각 가지며, 이들 정밀 정렬 지점은 각각 홈(26a, 28a, 32a), 및 보어(34)들 중 하나를 홈(26a, 28a, 32a) 중 하나에 연결하는 개구(26b, 28b, 32b)를 각각 포함한다. 적절하게는, 각각의 홈(26a, 28a, 32a)은 절두 반원형 형상을 갖는다. 볼트가 재구성가능한 블록(50)을 지지 기반에 결합시키는 데 사용될 수 있게 하기 위해 몇 개의 카운터-보어형(counter-bored) 관통 구멍(52)이 존재한다.

웨브-취급 라인은 전형적으로, 대략 수 미터의 거리만큼 분리될 수 있지만 그의 샤프트-장착 웨브-접촉 장치들은 그럼에도 불구하고 서로 정확한 위치 및 레벨에 있어야 하는 다수의 스테이션으로 구성된다. 이제 도 7을 참조하면, 웨브-취급 스테이션(60)의 사시도가 도시되어 있다. 임의로, 실제 웨브-취급 장치를 지지하는 재구성가능한 블록들의 조립체를 도시하기 위한 목적으로, 도시되어 있는 웨브-취급 스테이션(60)은 외팔보형 권취해제 스탠드(cantilevered unwind stand)(62), 댄서 롤러 조립체(dancer roller assembly)(64), 및 한 쌍의 아이들러 롤러(66, 68)를 포함한다. 웨브-취급 스테이션(60)은 단위 크기의 블록(20)뿐만 아니라 보다 큰 재구성가능한 블록(70, 72)을 포함한다. 재구성가능한 블록(70, 72)은 단위 블록(20)보다 더 많은 정밀 정렬 지점(예를 들어, 26a)을 갖지만, 앞서 논의된 직선형 격자 내에서의 이들 정밀 정렬 지점들의 간격은 단위 블록(20)과 동일한 미리결정된 값이며 동일한 정도까지 정확하다.

웨브-취급 스테이션(60)은 재구성가능한 블록(70, 72) 사이의 거리에 걸쳐 있는 긴 타이 샤프트(tie shaft)(74)(정밀 정렬 지점(26p) 내에 장착됨) 및 긴 타이 샤프트(76)(정밀 정렬 지점(30p) 내에 장착됨)에 의해 조립된 상태로 도시되어 있다. 다른 긴 타이 샤프트(78)가 재구성가능한 블록(70) 상에 장착된 단위 크기의 재구성가능한 블록(20)과 재구성가능한 블록(72) 상에 장착된 단위 크기의 재구성가능한 블록(20) 사이의 거리에 걸쳐 있다. 짧은 타이 샤프트(80)들이 또한 단위 크기의 재구성가능한 블록(20)들 중 일부를 함께 부착시키기 위해 다양한 위치에 존재한다. 긴 타이 샤프트(74, 76, 78) 및 짧은 타이 샤프트(80)는 재구성가능한 블록(20, 70, 72)을 서로 정밀 평행 정렬로 유지하는 데 사용될 수 있다.

따라서, 재구성가능한 블록들로 제조된 전형적인 웨브-취급 라인 또는 모듈은 몇 개의 재구성가능한 블록으로 일반적으로 구성되는 2개의 측부 프레임을 포함할 것이지만, 각각의 측부 프레임은 소형 모듈의 경우에는 간단히 하나의 매우 큰 재구성가능한 블록일 수 있다. 웨브-취급 라인 또는 모듈은 또한 일반적으로 하나의 측부 프레임으로부터 이웃의 측부 프레임까지 걸쳐 있지 않지만 인접한 재구성가능한 블록들을 연결하는 짧은 타이 샤프트 또는 스터브 샤프트(stub shaft), 및 미리결정된 거리로 서로 평행하게 이격되도록 2개의 측부 프레임을 연결하는 긴 타이 샤프트를 포함할 것이다. 측부 프레임들 사이의 간격은 일반적으로 웨브의 폭 및 측부 프레임들 각각에 대한 웨브의 필요한 여유(clearance)에 의해 결정된다. 마지막으로, 웨브-취급 라인 또는 모듈은 일반적으로 하나 이상의 샤프트 장착 웨브-접촉 장치, 및 가능하게는 각각의 측부 프레임의 정밀 정렬 지점 내에 배치되는 하나 이상의 샤프트 장착 웨브 비접촉 장치를 포함한다.

웨브-취급 스테이션(60)이 하나 이상의 정밀 정렬 지점(32p)에 의해 웨브-취급 스테이션(60) 전에 위치된 본 발명의 재구성가능한 블록을 채용하는 다른 스테이션에 연결되고, 하나 이상의 정밀 정렬 지점(28p)에 의해 웨브-취급 스테이션(60) 후에 위치된 본 발명의 재구성가능한 블록을 채용하는 다른 스테이션에 연결되면, 웨브 상류측 스테이션 및 웨브 하류측 스테이션 상의 임의의 샤프트-장착 웨브-접촉 장치는 확실하게 정확한 위치 및 레벨에 있게 될 것이다.

권취해제 스탠드(62)는, 예를 들어 무한 길이 재료의 롤의 코어와 맞물리는 스핀들(92)의 회전을 제어하기 위한 구동 유닛(90)을 포함한다. 이는 웨브-취급 요소가 하나 이상의 재구성가능한 블록(이 경우에 72)에 외팔보 방식으로 성공적으로 장착될 수 있음을 나타낸다. 댄서 롤러 조립체(64)는 스윙 아암(swing arm)(96, 98) - 이는 이어서 타이 샤프트(100) 상에 피벗가능하게 장착됨 - 상에 회전가능하게 장착된 댄서 롤러(94)를 포함한다. 타이 샤프트(100)는 이어서 재구성가능한 블록(70, 72) 상의 정밀 정렬 지점(26a) 내에 위치된다. 종래 유형의 웨브 장력 제어기(102) 및 모션 스톱(motion stop)(104)이 존재한다. 이는 댄서 롤러(94)와 같은 샤프트-장착 웨브-접촉 장치가, 이 경우에 재구성가능한 블록(70, 72)에 대한 타이 샤프트(100)의 정밀 배치에 의지하여, 간접적으로 정확한 위치 및 레벨에 배치될 수 있음을 나타낸다.

본 발명에 대한 다른 수정 및 변형이 첨부된 특허청구범위에 보다 구체적으로 기재된 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 실시될 수 있다. 다양한 실시예의 태양들이 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있거나, 다양한 실시예의 다른 태양들과 조합될 수 있음이 이해된다. 특허증을 위한 상기 출원에서 인용된 모든 참고 문헌, 특허, 또는 특허 출원들은 일관된 방식으로 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 포함되는 참고 문헌의 부분과 본 출원 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명의 정보가 우선할 것이다. 당업자가 청구된 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 주어진 전술한 설명은 특허청구범위 및 그에 대한 모든 등가물에 의해 한정되는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (23)

1. 웨브-취급 기계 프레임(web-handling machine frame)으로서,
   적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록(block)으로서, 각각의 재구성가능한 상호연결 블록은 적어도 3개의 측면 및 2개의 면(face), 및 상기 면 중 적어도 하나 내의 적어도 하나의 보어(bore)를 포함하고, 각각의 재구성가능한 상호연결 블록의 적어도 2개의 측면은 정밀 정렬 지점(precision alignment point)을 가지며, 상기 정밀 정렬 지점은 상기 정밀 정렬 지점을 상기 보어에 연결하는 개구를 포함하는, 상기 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록; 및
   상기 2개의 재구성가능한 상호연결 블록 각각의 상기 정밀 정렬 지점 중 하나 내에 배치되고 해제가능하게 부착되는 적어도 하나의 샤프트를 포함하며,
   상기 적어도 2개의 재구성가능한 상호연결 블록은 간극만큼 분리되거나, 상기 샤프트는 상기 2개의 재구성가능한 상호연결 블록 각각의 정밀 정렬 지점 중 하나로부터 간극만큼 분리되는, 웨브-취급 기계 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 정밀 정렬 지점 중 적어도 일부의 위치설정은 이들 정밀 정렬 지점 내에 배치된 샤프트의 축이 규칙적 간격의 격자(grid)의 정점(vertex)에 있게 하는 것이며, 상기 정점은 미리결정된 거리 또는 이 미리결정된 거리의 배수로 이격되는, 웨브-취급 기계 프레임.
3. 제2항에 있어서, 상기 미리결정된 값은 ± 50 미크론 이내까지 정확한, 웨브-취급 기계 프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 2개의 재구성가능한 상호연결 블록 각각의 상기 정밀 정렬 지점 중 하나 내에 배치되고 해제가능하게 부착되는 제2 샤프트를 더 포함하고, 2개의 샤프트는 0.004 라디안(radian) 이내까지 평행한, 웨브-취급 기계 프레임.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제

Images