(57)【要約】  本発明に係る巻戻装置は、ウェブ材料（Ｎ）の供給軌道と、ウェブ材料が通過するニップ（１５）を画定する第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１２）と、前記ニップ（１５）の下流にあり、第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１２）と協動してロール用の巻取クレードル（２２）を形成する可動軸を備えた第三巻取ローラ（２３）とを備えている。また、ニップ（１５）の下流で、第一巻取ローラ（１１）と第二巻取ローラ（１３）との間に挿入され得る可動軸を備えた補助巻取ローラ（４８）が設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ材料（Ｎ）の供給軌道と、
ウェブ材料が通過するニップ（１５）を画定する第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１２）と、
前記ニップ（１５）の下流にあり、第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１２）と協動してロール用の巻取クレードル（２２）を形成する可動軸を備えた第三巻取ローラ（２３）と
を備えたウェブ材料のロールを製造するための巻戻装置において、
ニップ（１５）の下流で、第一巻取ローラ（１１）と第二巻取ローラ（１３）との間に挿入され得る可動軸を備えた補助巻取ローラ（４８）を設けた
ことを特徴とする巻戻装置。
【請求項２】
前記補助巻取ローラ（４８）が第一巻取ローラ（１１）、第二巻取ローラ（１３）及び第三巻取ローラ（２３）の直径より小さい直径を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の巻戻装置。
【請求項３】
前記補助巻取ローラ（４８）が、第一巻取ローラ１１とほぼ同軸である実質的に円形の軌道に沿って移動可能である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の巻戻装置。
【請求項４】
前記ウェブ材料の供給軌道が、第一巻取ローラ（１１）の周りに伸びている
ことを特徴とする請求項３に記載の巻戻装置。
【請求項５】
前記補助巻取ローラ（４８）が、くし形の軸受け構造体（４３）を形成する複数の支持要素によって支持され、
該補助巻取ローラ（４８）が、複数の実質的に同軸の円筒状要素（４７）に分割されている
ことを特徴とする請求項４に記載の巻戻装置。
【請求項６】
前記円筒状要素（４７）が共通駆動軸（４５）にキー係合され、該駆動軸（４５）が前記軸受け構造体（４３）によって複数の位置で支持されている
ことを特徴とする請求項５に記載の巻戻装置。
【請求項７】
前記補助巻取ローラ（４８）が自律モータ（５３）によって回転駆動される
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項８】
前記第一巻取ローラ（１１）が、可動軸（１１Ａ）によって支持されている
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項９】
前記第一巻取ローラ（１１）が、第一巻取ローラ（１１）の回転軸（１１Ａ）と実質的に並行な枢軸（１７Ａ）にヒンジ止めされた一対のアーム（１７）によって支持されている
ことを特徴とする請求項８に記載の巻戻装置。
【請求項１０】
前記補助巻取ローラ（４８）が、前記アーム（１７）の一つによって支持された少なくとも一つのモータ（５３）によって回転駆動される
ことを特徴とする請求項９に記載の巻戻装置。
【請求項１１】
ロールの巻取サイクルの間、前記第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１３）が可変中心間距離を有する
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項１２】
前記補助巻取ローラ（４８）が、第一巻取ローラ（１１）と同軸の側壁（３３）によって支持されている
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項１３】
第一巻取ローラ（１１）と同軸の前記側壁（３３）が、第一巻取ローラ（１１）の軸（１１Ａ）を中心に旋回する
ことを特徴とする請求項１２に記載の巻戻装置。
【請求項１４】
前記補助巻取ローラ（４８）が、第一巻取ローラ（１１）と同軸である前記側壁（３３）上に旋回可能に支持されている
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の巻戻装置。
【請求項１５】
前記補助巻取ローラ（４８）が、第一巻戻ローラ（１１）と同軸である前記側壁（３３）にヒンジ止めされた軸受け構造体（４３）によって支持されている
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の巻戻装置。
【請求項１６】
前記軸受け構造体（４３）が、第一巻取ローラ（１１）に最も近づく位置に向けて付勢されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の巻戻装置。
【請求項１７】
前記軸受け構造体（４３）が、第一巻取ローラ（１１）に最も近づく前記位置に向けて弾性部材（５１）によって付勢されている
ことを特徴とする請求項１６に記載の巻戻装置。
【請求項１８】
第一巻取ローラ（１１）と同軸の側壁（３３）がアクチュエータ（３７）によって制御されて、ロール（Ｌ１，Ｌ２）の巻取サイクル毎に周期的に旋回し、前記補助巻取ローラ（４８）を、前記ニップ（１５）に最も近づく位置から前記ニップから最も離れた位置まで動かす
ことを特徴とする請求項１２〜１７の何れかい一項に記載の巻戻装置。
【請求項１９】
前記ニップ（１５）の上流に配置されたプレート（６１）を備え、
該プレート（６１）が前記第一巻取ローラ（１１）と共に、内部で前記ロールの巻取りを始める通路（６２）を画定する
ことを特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項２０】
前記プレート（６１）がアーチ状に曲げられ、前記第一巻取ローラ（１１）の周りをのび、第一巻取ローラ（１１）の回転軸（１１Ａ）に面する凹面を有する
ことを特徴とする請求項１９に記載の巻戻装置。
【請求項２１】
前記プレート（６１）が、第一巻取ローラ（１１）に向けて旋回運動し、前記第一巻取ローラ（１１）に対してウェブ材料を挟む
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の巻戻装置。
【請求項２２】
最終巻取段階において第一ロール（Ｌ１）が、第一巻取ローラ（１１）から離れ、第二巻取ローラ（１３）及び第三巻取ローラ（２３）と接触するよう動かされ、
同時に、前記補助巻取ローラ（４８）が、第一巻取ローラ（１１）と第三巻取ローラ（２３）との間の前記ニップ（１５）に向けて挿入され、
初期巻取段階において第二ロール（Ｌ２）が前記ニップ（１５）を通り、前記補助巻取ローラ（４８）に接触するように
前記第三巻取ローラ（２３）及び前記補助巻取ローラ（４８）が制御される
ことを特徴とする請求項１〜２１の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項２３】
第一ロール（Ｌ１）が巻取クレードル（２２）から排出された時に、
巻取サイクルの少なくとも一部分のために前記第三巻取ローラ（２３）を第二ロール（Ｌ２）に接触させるように
前記第三巻取ローラ（２３）及び前記補助巻取ローラ（４８）が制御される
ことを特徴とする請求項２２に記載の巻戻装置。
【請求項２４】
前記第一巻取ローラ、前記第二巻取ローラ、前記第三巻取ローラ及び前記補助巻取ローラを回転させる第一モータ、第二モータ、第三モータ及び補助モータを備え、
これらのモータが共通の中央ユニットによって制御される
ことを特徴とする請求項１〜２３の何れか一項に記載の巻戻装置。
【請求項２５】
第一巻取ローラの軸、第三巻取ローラの軸及び補助巻取ローラの軸を動かす独立したアクチュエータを備え、
これらのアクチュエータが、前記共通の中央ユニットによって制御される
ことを特徴とする請求項２５に記載の巻戻装置。
【請求項２６】
それらの間にニップ（１５）を画定し、当該ニップを横切ってウェブ材料（Ｎ）が供給される第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１３）を設け、
前記ニップの下流に可動軸を備えた第三巻取ローラ（２３）を設け、該第三巻取ローラ（２３）、前記第一巻取ローラ（１１）及び前記第二巻取ローラ（１３）で巻取クレードル（２２）を画定し、
前記第一巻取ローラ（１１）、前記第二巻取ローラ（１３）及び前記第三巻取ロール（２３）と接触させてウェブ材料の第一ロール（Ｌ１）の少なくとも一部分を巻取り、
前記第一ロール（Ｌ１）を、前記第二巻取ローラ（１３）及び前記第三巻取ローラ（２３）との接触を維持したまま第一巻取ローラ（１１）から離す方向に動かし、
前記第一ロール（Ｌ１）と前記第一巻取ローラ（１１）との間に補助巻取ローラ（４８）を挿入し、
前記第一ロールの巻取りの最後にウェブ材料を遮断した後、前記第一巻取ローラ（１１）、前記第二巻取ローラ（１３）及び前記補助巻取ローラ（４８）の間で、初期巻取段階において、第二ロール（Ｌ２）を係合し、第二ロールの巻取りを開始する
ことを特徴とするウェブ材料（Ｎ）の巻芯なしロールの巻取方法。
【請求項２７】
巻取クレードル（２２）から第一ロール（Ｌ１）を排出し、
第二ロール（Ｌ２）に向けて第三巻取ローラ（２３）を動かし、巻取サイクルの一部分で、第二ロール（Ｌ２）と、前記第一巻取ローラ（１１）、前記第二巻取ローラ（１３）及び前記補助巻取ローラ（４８）との接触を維持する
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
補助巻取ローラ（４８）を第二ロール（Ｌ２）から離れる方向に動かし、
第一巻取ローラ（１１）、第二巻取ローラ（１３）及び第三巻取ローラ（２３）と接触させて第二ロール（Ｌ２）の巻取りを継続する
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ材料変換装置の分野に関し、特に、紙変換装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、ウェブ材料、例えば、単一又は複数の薄葉紙シートを巻き取って、消費されるロールを形成する、所謂、巻戻装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙変換分野及び他の工業部門の分野では、大きな直径のリールからウェブ材料のロールを製造する装置は公知である。前記ウェブ材料は、特別な、解き装置でリールか解かれ、巻取り又は巻戻装置に送られる。これらの巻取り又は巻戻装置は、ウェブ材料を巻回して、消費に供される製品の寸法に等しい直径寸法のロールを形成する。これらのロールは、幾つかの場合、多様な長さのものがあり、従って、巻戻装置によって製造されたロール又はログは、包装及び市場用の直径が小さい個々のロールに切断される。
【０００３】
これらのロールは通常、典型的には厚紙又はプラスチックで形成された筒状巻芯の周りに巻かれて形成される。この巻芯は、最終製品の内側に残る。米国特許公開２００５−０２７９８７５号及び同じパテントファミリの他の文献は、巻芯の周りに薄葉紙を巻いたロールを製造するために特別に設計された巻戻装置を開示している。
【０００４】
別の例では、ロールは、取り外し可能なスピンドルの周りに巻かれ、前記スピンドルは、ロール又はログが完成し、巻戻装置から排出されると、ロール又はログから引き抜かれる。米国特許第６５６５０３３号及び米国特許第６７５２３４５号は、取り外し可能なスピンドルを備えた巻取りシステムを開示している。
【０００５】
また、装置は、スピンドル又は巻芯なしのウェブ材料、典型的には、薄葉紙のログ又はロールを製造するために設けられる。米国特許公開Ａ−5538199、米国特許公開Ａ-5603467、米国特許公開Ａ-5639046、米国特許公開Ａ-5690296及び米国特許公開2009-0101748は、この種の装置を開示している。
【０００６】
米国特許公開Ａ-5639046に開示された装置は、例えば、ウェブ材料供給用通路と、ウェブ材料が通過するニップを形成する第一巻取ローラ及び第二巻取ローラと、ニップの下流に設けられ、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラと協働して、前記ロール用の巻取クレードルを形成する可動軸を有する第三巻取ローラと、ニップの上流に配置され、各ロールの最初の巻回を形成するための通路を区切る表面とを有する。
【０００７】
この巻取り技術は、巻芯又はスピンドルの周りに巻取りをするための従来のシステムに比べると、また、取り外し可能なスピンドルの周りに巻取りをするためのシステムに比べると、幾つかの利点を有する。特に、同じ外径でも、巻芯又はスピンドルなしで形成されたロールは、より多くのウェブ材料が巻かれ、即ち、それらは、巻かれている材料の量が同じなら小さな体積になる。従って、保管及び輸送コストが低減される。巻芯を必要としないので、所謂、コアワインダーと呼ばれる巻芯の製造のための装置の製造ラインを必要としない。これによりライン配置がより簡単になり、スペースが節約され、製造ラインを管理するための労働コストが削減されることになる。また、製造コストが低減し、筒状の巻芯を製造するために必要とされていた段ボールや糊の消費がなくなる。
【０００８】
取り外し可能なスピンドルを備えた巻取システムと比べると、スピンドル及び筒状芯がない巻取システムは、巻取スピンドルを除去し再利用するための複雑な機構を必要としない。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、フルロール、即ち、公知の装置で得ることができるロールに比べて高品質の巻芯なしロールを製造することができる巻戻装置を提供することにあり、特に、外周巻戻装置、好ましくは自動及び連続巻戻装置を提供することを目的とする。本明細書では、外周巻戻装置は、可動表面部材、即ち、形成されるべきロールの円筒状表面に作用する部材との接触を通してロールに回転及び巻取運動を与えることによって巻取りが行われる装置を意味する。オペレータを介在させることなく連続する巻取サイクルが自動的に実行されるので、その装置が自動である。さらにまた、巻取りが、中断されることなく、実質的に、巻回されるべきウェブ材料の連続する送り速度で、好ましくは、実質的に一定の速度で行われるので、その装置は、連続巻戻装置である。
【００１０】
実質的に、本発明によれば、ウェブ材料の供給軌道と、ウェブ材料が通過するニップを画定する第一巻取ローラ及び第二巻取ローラと、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラと協動してロール用の巻取クレードルを形成する可動軸を備えた第三巻取ローラとを備えたウェブ材料のロールを製造するための巻戻装置において、第一及び第二巻取ローラの間にある前記ニップの下流で、第一巻取ローラと第二巻取ローラとの間に挿入され得る可動軸を備えた補助巻取ローラを設けた巻戻装置が提供される。補助巻取ローラは、前の巻取サイクルの間に形成されたロールが完全に装置から排出される前に、従って、可動軸を備えた第三巻取ローラが形成されるべき新しいロールに接触するようになる前に、初期の形成段階においてロールに近づく。
【００１１】
この配置により、第一形成段階においてロール全体をよりよく制御することが可能になる。これにより、幾つかの実施例では、巻取密度がより均一になることが可能になる。特に、実質的に巻取サイクル全体にわたって少なくとも三つの巻取ローラにロールが接触している状態が維持されているので、従来の芯なし巻取装置において、二つの巻取ローラだけの間で第一巻取段階が実行されていたことが原因で生じていた密度変化が回避される。実際、この第一巻取段階の間は、ロール全体の制御及びグリップを維持するために、巻取ローラによって加えられる圧力は高く、従って、巻取密度は、ロール形成サイクルの残りの段階の間に比べて高い。本発明は、この問題点を取り除くか又は低減させ得る。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施例では、補助巻取ローラは、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラより小さい直径を有する。補助巻取ローラの直径は、例えば、第一、第二及び第三巻取ローラの中で最も小さい直径の３分の１より小さいか、好ましくは、４分の１と等しいかそれより小さいものであり得る。第三巻取ローラは、通常、第一及び第二巻取ローラより直径が小さい。このように補助巻取ローラの直径を小さくすることで、このローラを、第一及び第二巻取ローラの間に画定された空間の中に奥深く挿入することが可能になり、それをローラ間のニップの中心面の近くで動かすことが可能になる。また、補助巻取ローラの円筒状表面を、第一及び第二巻取ローラの軸が位置する面まで、即ち、第一及び第二巻取ローラ間のニップの中心線まで（又はそれを超えた位置まで）入れることも可能である。
【００１３】
補助巻取ローラは、好ましくは第一巻取ローラと同軸に近い実質的に円形の軌道に沿って好ましくは移動可能である。これにより、非常にコンパクトで簡単な構造を得ることが可能になる。しかし、異なる方法で、補助巻取ローラを支持し動かすことも可能である。
【００１４】
有利な実施例では、三つの巻取ローラの中の第一巻取ローラ、即ち、その周りで補助巻取ローラが動くローラは、ウェブ材料をガイドするローラであり、言い換えれば、その周囲にウェブ材料の供給軌道がのびている。
【００１５】
幾つかの実施例では、補助巻取ローラは、くし形の軸受け構造体を形成する複数の支持要素によって支持されている。補助巻取ローラは、好ましくは、実質的に同軸の複数の円筒状要素に分割される。幾つかの実施例では、円筒状要素は、共通の軸にキー係合される。くし形の軸受け構造体は、補助巻取ローラの軸線方向の伸張部分に沿って分配された一連の支持部材を形成し、これにより、補助巻取ローラが非常に小さい直径を持つことを可能にしている。その上に補助巻取ローラを形成する円筒状要素がキー係合される軸は、有利には、モータ駆動される。好ましくは、装置の他のローラの回転を制御する一つ又は複数のモータと異なるモータが補助巻取ローラの回転のために設けられる。これらの他のローラは、単一の共通モータによって、又は二つのモータによって、又は前記第一、第二及び第三巻取ローラのそれぞれについて一つの三つの異なるモータによって回転駆動され得る。中央制御ユニットは、モータを、それらを段階的に維持しながら電子的に制御し得る。この目的のために、様々なモータ用のエンコーダが適切に設けられ得る。
【００１６】
本発明の別の実施例では、第一巻取ローラは、可動軸によって支持される。これにより、制御された方法で、第一及び第二巻取ローラ間の中心間距離を変更して、各ロールの巻取りの初期段階と、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラ間のニップを通り、第一、第二及び第三巻取ロールの間に画定された巻取クレードルに向かうその移動とを最適化することが可能になる。
【００１７】
幾つかの実施例では、第一巻取ローラは、第一巻取ローラの回転軸と実質的に並行な枢軸にヒンジ止めされた一対のアームによって支持される。第一巻取ローラを支持するアームの該枢軸は、有利には、第一及び第二巻取ローラ間のニップの下流であって、第三巻取ローラを支持し、それに必要な旋回運動を与える一対のアームの揺動軸又は回転軸の近くに配置され得、巻取クレードル内で形成される各ロールの直径が制御されて増大することを可能にしている。
【００１８】
有利な実施例では、補助巻取ローラを回転状態に駆動するモータは、第一巻取ローラを支持するアームの一方で支持され得る。
【００１９】
幾つかの実施例では、ロールの巻取りの開始は、第一及び第二巻取ローラの間で直接的に生じ得る。これらの巻取ローラは、例えば、ローラ間のニップでウェブ材料をグリップし、その切断を生じさせ、ウェブ材料の切断によって形成された最初の自由端の巻取りを開始するために、お互いに向けて動かされ得る。別の実施例では、装置は、好ましくは、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラ間のニップの上流に設けられたプレートを有する。このプレートは、プレートとローラとの間にウェブ材料を挟むために第一巻取ローラに向けて動かされ得る。有利な実施例では、プレートは、前記第一巻取ローラと共に、ロールの巻取りを開始する通路を形成する。このプレートは、好ましくは、アーチ形であり、第一巻取ローラの周りでのび、第一巻取ローラの回転軸に面する凹部を有する。好ましくは、前記プレートは、巻取ローラから除々に離れる方向に動かされ、各ロールのウェブ材料の最初の巻回を形成することを可能にする。
【００２０】
巻取り最終段階において、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラと接触したまま、第一のロールが第一巻取ローラから離れる方向に動かされ、同時に、前記補助巻取ローラが第一巻取ローラと第三巻取ローラとの間の第一及び第二巻取ローラ間に形成されたニップに向けて、前記ニップを通過する初期巻取段階における第二ロールに向かって挿入され、前記第二ロールが前記補助巻取ローラと接触するように、第三巻取ローラ及び補助巻取ローラは、好ましくは、制御される。
【００２１】
第三巻取ローラ及び補助巻取ローラは、好ましくは、第一ロールが巻取クレードルから排出される時に、第三巻取ローラが、巻取サイクルの少なくとも一部分で第二のロールと接触するように制御される。
【００２２】
本発明の別の特徴によれば、
それらの間にニップを画定し、当該ニップを横切ってウェブ材料が供給される第一巻取ローラ及び第二巻取ローラを設け、
前記ニップの下流に可動軸を備えた第三巻取ローラを設け、該第三巻取ローラ、前記第一巻取ローラ及び前記第二巻取ローラで巻取クレードルを画定し、
前記第一巻取ローラ、前記第二巻取ローラ及び前記第三巻取ロールと接触させてウェブ材料の第一ロールの少なくとも一部分を巻取り、
前記第一ロールを、前記第二巻取ローラ及び前記第三巻取ローラとの接触を維持したまま第一巻取ローラから離す方向に動かし、
前記第一ロールと前記第一巻取ローラとの間に補助巻取ローラを挿入し、
前記第一ロールの巻取りの最後にウェブ材料を遮断した後、前記第一巻取ローラ、前記第二巻取ローラ及び前記補助巻取ローラの間で、初期巻取段階において、第二ロールを係合し、第二ロールの巻取りを開始する
ことを特徴とするウェブ材料の巻芯なしロールの巻取方法が提供される。
【００２３】
好ましい実施例では、本発明による方法は、補助巻取ローラを第二ロールから離れる方向に動かし、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラと接触させて第二ロールの巻取りを継続する。
【００２４】
本発明による方法及び装置のさらに別の特徴は、添付図面を参照して以下に説明される。
【００２５】
本発明は、発明の非限定的実施例を示す以下の説明及び添付図面を理解することによって、より一層、理解されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図２におけるＩ−Ｉ線に従った、本発明の一実施例の装置の概略断面図を示している。
【図１Ａ】図２におけるＩＡ−ＩＡ線に従った断面図を示している。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に従った断面図を示している。
【図３】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【図４】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【図５】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【図６】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【図７】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【図８】図１及び図２の装置におけるロール又はログの巻取サイクルの一連の連続するステップの一つを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
最初に図１、１Ａ及び２を参照して、本発明による巻戻装置の主たる構成要素を、本発明を理解するために必要な部分及び構成要素についてのみ説明していく。該装置は、その全体の中に、当業者に公知の、他の構成要素、他のグループ、他の装置及び他の付属品を備えることができるが、これらについては説明されない。
【００２８】
全体が符号１で示された装置は、ウェブ材料Ｎのためのフィードパスを有する。前記フィードパスは、一連のローラ、特に、一対のローラ２及び３によって画定される。前記一対のローラ２及び３は、符号７で全体が示された巻取ヘッドの（ウェブ材料Ｎの供給方向に対して）上流で、かつ、穿孔ユニット５の下流に配置されている。穿孔ユニット５は、既知の方法で、回転ローラ５Ａを備え、該ローラ５Ａはブレード５Ｂを有する。ブレード５Ｂは、固定ローラ又はビーム５Ｄによって支持されたカウンターブレード５Ｃと協働する。穿孔ユニット５の構造は公知であるので、詳細には説明しない。穿孔ユニット５は、矢印ｆＮに従って実質的に一定の速度で進むウェブ材料Ｎを横断方向に穿孔し、装置の方向、即ち、ウェブ材料Ｎの長手方向に対して実質的に直交する穿孔ラインを形成する。穿孔ラインは、ウェブ材料Ｎを、単独で切り取られ得る小さいシートに分割する。
【００２９】
有利な実施例では、巻取ヘッド７は第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３を備え、それらの間に、ウェブ材料Ｎが通過するニップ１５が画定される。第一巻取ローラ１１は、それ自身の軸１１Ａを中心に矢印ｆ１１に従って回転し、第二巻取ローラ１３は、軸１３Ａを中心に矢印ｆ１３に従って回転する。
【００３０】
いくつかの有利な実施例では、第一巻取ローラ１１は、その両端が一対のアーム１７によって支持されている。前記一対のアーム１７は、その一方だけが図１に示されており、揺動軸１７Ａを中心に揺動する。両方向矢印ｆ１７に従ったアーム１７の揺動は、ロッド２１を介して一対のアーム１７に接続されたアクチュエータ１９によって与えられる（図２参照）。
【００３１】
第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３は、第三巻取ローラ２３と共に、巻取クレードル２２を画定する。巻取クレードル２２の中で、巻戻装置１によって形成される各ログ又はロールの巻取サイクルの少なくとも一部分が行われる。これについては、図３〜図８を参照して以下により良く説明される。第三巻取ローラ２３は、軸２５Ａを中心に旋回する一対の揺動アーム２５によって支持され、その結果、第三巻取ローラ２３の軸２３Ａは、軸２５Ａを中心に移動し得る。アーム５の揺動は、ロッド２７を介してアクチュエータ２９によって制御される。巻取ローラ１１、１３及び２３の軸１１Ａ、１３Ａ及び２３Ａは、実質的に相互に平行である。
【００３２】
図２において、符号１１Ｂは、第一巻取ローラ１１の回転軸を示している。モータ３１によって軸１１Ｂに回転が与えられ、そして従って、第一ローラ１１に回転が与えられる。図示実施例では、モータ３１は、モータ３１は、第一巻取ローラ１１と同軸であり、アーム１７の一方で支持されている。
【００３３】
側壁３３はベアリング３５を介して軸１１Ｂ上で支持されている。従って、側壁３３は、第一巻取ローラ１１の軸１１Ａを中心に揺動し、又は回転し得る。側壁３３の揺動又は回転運動は、二つの側壁３３に、符号４１の位置でヒンジ止めされたロッド３９を介してアクチュエータ３７によって与えられる（図２参照）。くし形の軸受け構造体４３は、側壁３３上で支持され、第一巻取ローラ１１の軸１１Ａと実質的に平行な軸を備えたシャフト４５を支持する。巻取ローラ１１、１３及び２３の軸と並行な軸を有する補助巻取ローラ４８を実質的に形成するように、円筒状の同軸要素４７がシャフト４５上にキー係合される。
【００３４】
図１及び２に特に示されるように、補助巻取ローラ４８の直径は、巻取ローラ１１、１３及び２３の直径よりはるかに小さい。補助巻取ローラ４８の直径は、典型的には、ローラ１１及び１３の軸１１Ａ及び１３Ａが配置されている平面の近くに到達するまで、ウェブ材料を供給するためのニップ１５の下流で、第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３の間に画定された空間内に挿入され得るような寸法である。実質的に、補助巻取ローラ４８は、ニップ１５まで、実際に持っていかれ得る。即ち、上述した回転軸１１Ａ及び１３Ａが位置する平面と合致するニップの中心ポイントまで、補助巻取ローラ４８は持っていかれ得る。
【００３５】
補助巻取ローラ４８を支持する軸受け構造体４３は、好ましくは、側壁３３をアクチュエータ３７に接続するロッド３９がヒンジ止めされた軸と合致する、側壁３３によって支持された軸４３Ａを中心に旋回される。図２に示された弾性要素５１は、側壁３３の少なくとも一方に設けられる。弾性要素５１は、空気圧シリンダ・ピストン・アクチュエータによって構成され得、空気ばねとして作用する。他の実施例によれば、弾性要素５１は引張バネを含んでもよい。
【００３６】
弾性要素５１は、軸受構造体４３を保持し、そして従って、第一巻取ローラ１１の回転軸１１Ａに最も近づく位置で補助巻取ローラ４８を保持するが、以下に説明するように、緊急時に第一巻取ローラ１１の回転軸１１Ａから巻取ローラ４８が離れる方向に移動することを許容する。弾性要素５１がシリンダ・ピストン・アクチュエータの形態である場合、幾つかの実施例では、それは、装置の保守、修理又は清掃の目的で補助巻取ローラ４８及び対応する軸受構造体４３を持ち上げるためにも使用され得る。
【００３７】
いくつかの実施例では、補助巻取ローラ４８はそれ自身のモータ５３によって回転される。モータ５３は、好ましくは、第一巻取ローラ１１を支持するアーム１７の一つによって支持される。より詳細には、様々な機械要素の容積及び配置を最適化するために、モータ５３は、第一巻取ローラ１１を始動させるモータ３１を支持するアーム１７の反対のアーム１７によって支持される。モータ５３はプーリ５４を駆動し、該プーリ５４は、ベルト５５を介して、第一巻取ローラ１１のシャフト１Ｂ上に有利に支持されたダブルプーリ５６に動きを伝達する。ダブルプーリ５６の周囲では別のベルト５６が駆動され、該ベルト５６は、別のダブルプーリ５８を介して、第三ベルト５９に運動を伝達する。第三ベルト５９は、補助巻取ローラ４８のシャフト４５上にキー係合された別のプーリ６０の周りで駆動される。
【００３８】
軸受構造体４３を支持する一対の側壁３３は、アクチュエータ３７の制御の下で、第一巻取ローラ１１の軸１１Ａを中心に揺動し得る。従って、補助巻取ローラ４８の軸は、巻取ローラ１１と同軸の円形軌道に従って進み、同時に、軸受構造体４３及び側壁３３がどんなな角度位置にあっても、上述したベルト及びプーリの配置は、モータ５３から補助回転ローラ４８への回転運動伝達を持続する。
【００３９】
ニップ１５の（ウェブ材料の供給方向に関する）上流には、プレート６１が配置され、該プレート６１はビーム６３によって支持されている。前記ビーム６３は、第二巻取ローラ１３の軸１３Ａにヒンジ止めされた側壁６５によって支持されている。側面３３の少なくとも１つは、矢印ｆ６９に従って軸６９Ａを中心に回転するカム６９用のフィーラを支持する。プレート６１は、有利には、突起部６１Ａを有し、該突起部６１Ａは、ウェブ材料Ｎの供給方向に対して横方向に伸び、従って、第一巻取ローラ１１の軸１１Ａと並行である。図３〜図８のシーケンスに示されたオペレーションサイクルを参照して以下に説明するように、突起部６１Ａは、第一巻取ローラ１１の円筒表面上にウェブ材料Ｎをグリップし、各ローラの巻取サイクルと同期する方法でウェブ材料Ｎの切断を生じさせるようにする。
【００４０】
上述の装置は、次の方法で作動する。図３では、ウェブ材料Ｎの第一ログ又はロールＬ１が完成しており、スライド２４に向かう排出段階の間、第二巻取ローラ１３と第三巻取ローラ２３との間に位置している。シュート２４へ向かう完成したロールＬ１の前方移動は、巻取ローラの回転速度の変化によって、例えば、巻取ローラ１３の回転速度を下げ、及び／又は巻取ローラ２３の回転速度を上げて、ローラ１３及び２３の周速間に差が生じるようにすることによって得ることができる。ローラの周速の変化は、別の作用、例えば、ウェブ材料にテンションをかけて、その切断を促進すること、及び、ニップ１５を横切って通る初期成形過程においてロールを形成することも可能にする。
【００４１】
次のロールを巻き始めるために、プレート６１が、第一巻取ローラ１１の円筒状表面に対して押圧され、その結果、プレート６１の突起部６１Ａが、巻取ローラ１１の表面に対してウェブ材料Ｎを挟む。第一巻取ローラ１１に向かうプレート６１の動きは、フィーラ６７上に作用するカム６９によって制御され、プレート６１を支持しているビーム６３を支持する側壁６５を軸１３Ａを中心に揺動させる。プレート６１の表面が実質的に静止しているので、プレート６１の突起部６１Ａと第一巻取ローラ１１の円筒状表面との間で挟まれたウェブ材料Ｎは、急に止められ、それにより、突起部６１Ａによって画定された挟持点と完成した回転Ｌ１との間でウェブ材料Ｎが切断される。この目的のために、巻取ローラ１１の円筒状の表面の摩擦係数より、好ましくは、大きな摩擦係数を有するように、プレート６１の表面又はその一部（例えば突起部６１Ａ）を処理又は塗装することができる。
【００４２】
いくつかの実施例では、突起部６１Ａは不連続であり得、即ち、それは、ウェブ材料Ｎの供給方向と交わる方向に沿った一連の中断部分を有し得る。逆に、巻取ローラ１１は異なる摩擦係数によって特徴付けられる複数の環状バンドを有し得る。低い摩擦係数を持った一連の環状バンドと、高い摩擦係数を持った一連の環状バンドとは、高い摩擦係数を持った環状バンドが突起部６１Ａの中断部分に配置されるような位置で、巻取ローラ１１に沿って長手方向に配置され得る。従って、高い摩擦係数を持った環状バンドがウェブ材料Ｎをグリップして、引っ張り、そしてそれを巻き付け、同時に、低い摩擦係数を持った環状バンドは、ウェブ材料が、低い摩擦係数を有する環状バンドの位置で非連続突起部６１Ａによって挟まれた時に、ウェブ材料を滑らすことを可能にする。
【００４３】
切断は、好ましくは、穿孔機５によって形成された穿孔ラインで生じる。この目的のために、ロールＬ１を完全に巻き終わった後にウェブ材料を切断する時に、穿孔ラインが、プレート６１の突起部６１Ａと完成したロールＬ１との間の最も適切な位置にくるように、巻線サイクルは、穿孔ローラ５Ａの角度位置に同期させられる。
【００４４】
巻取サイクルのこの段階で、補助巻取ローラ４８は、ウェブ材料Ｎの軌道から離間させられ、即ち、それを通してウェブ材料Ｎが供給されるニップ１５から所定の距離、離間させられる。
【００４５】
巻取ローラ１１に対するプレート６１の形状及び位置は、巻取ローラ１１の回転運動により、図３に示した段階において穿孔ラインに沿った切断によって生成されたウェブ材料の自由先端部が、それ自身の周り巻き付くようにされている。その結果、ウェブ材料は巻取核を形成し始める。該巻取核は、前記プレートの表面と第一巻取ローラ１１の円筒状表面との間に画定された通路に沿って、プレート６１の表面上を前に回転して移動する。
【００４６】
図４は次の段階を示しており、この段階では、完成したログ又はロールＬ１、第二巻取ローラ１３と第三巻取ローラ２３との間に保持されたままであり、二番目のロール又はログＬ２の初期の巻取核が、プレート６１と第一巻取ローラ１１の円筒状表面との間に画定された通路６２内で形成されている。この初期の部分、即ち、第二ロールＬ２の中心核は、第一巻取ローラ１１と第２の巻取ローラ１３の間のニップ１５のセンターラインを横切り、つまり、それは、第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３の回転軸１１Ａ及び１３Ａが位置する面を通過し、第二巻取ローラ１３に接触するようになる。
【００４７】
ウェブ材料Ｎが切断された時に、最後尾ＬＣがロールＬ１の周りへのその巻取りを完了させ、補助巻取ローラ４８は、初期形成段階においてロールＬ２に向かって下方に動かされ得、巻取ローラ１１と巻取ローラ１３との間の間隔が最も小さい領域に向けて移動する。その高度に縮小された直径のおかげで、補助巻取ローラ４８は、ニップ１５のセンターラインの下流で、第一巻取ローラ１１と第二巻取ローラ１３との間に画定された空間に深く挿入され得、第二ロールＬ２がまだ非常に小さい直径を有する時に、初期形成段階において第二ロール２に接触するようになる。従って、巻取サイクルの初期段階において、三つの巻取ローラ１１、１３及び４８の間で、新しいロールＬ２の巻取りを開始することが可能である。
【００４８】
図４は、ロールＬ２が第二巻取ローラ１３と接触した後に、カム６９の回転により第一巻取ローラ１１の円筒状の表面から離され得るプレート６１を示している。
【００４９】
図５は、図４に説明された段階より後の段階における巻戻装置を示している。第一ロールＬ１は、巻取ローラ１１、１３及び２３によって形成された巻取クレードルから放出されている。その結果、第三巻取ローラ２３は、第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３に向けて下方（矢印ｆ２３）に動き始めることができる。この段階では、形成されているロールＬ２は、第一巻取ローラ１１、第二巻取ローラ１３及び補助巻取ローラ４８との接触したままである。前記第二のロールＬ２の直径は、巻取ローラ１１、１３及び４８の回転と、実質的に一定なウェブ材料Ｎの供給速度とによって、増大される。
【００５０】
この巻取段階では、過度に押圧されることなく第二のロールＬ２の直径を容易に増加させることを可能にするために、第一巻取ローラ１１を支持するアーム１７が、アクチュエータ１９及びロッド２１の制御の下で矢印ｆ１７に従って、回転軸１７Ａを中心に回転する。従って、第二のロールＬ２の直径増大のために利用可能な空間に加えて、第一巻取ローラ１１と第二巻取ローラ１３との間の中心距離も増大する。
【００５１】
ロールＬ２の直径の増大を可能にし、かつ、ロールＬ２がローラ１１及び１３の間の空間の出口に向けて動くことを可能にするために、補助巻取ローラ４８を支持し、かつ、軸受構造体４３を支持する側板３３が、アクチュエータ３７及びロッド３９の制御の下で矢印ｆ３３に従って回転する。これにより、補助ローラ４８は、第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３との間に画定されたニップ１５から離れる方向に徐々に移動する。ロールＬ２の直径の時間に対する増大が、ウェブ材料Ｎの厚さ及び供給速度のパラメーターに依存するので、ローラ１１及び４８の軸の移動は、有利には、ウェブ材料Ｎの厚さ及び供給速度に従って制御され得る。さらに、ローラ１１及び４８の軸の移動を制御することによって、ロールＬ２の巻取密度を制御することが可能になる。ローラ１１及び４８の回転軸の移動に影響を与えることによって、ロール直径に従って、密度をほぼ一定にさせたり、変化させることが可能である。第一の巻取段階から三つの巻取ローラ１１，１３及び４８に接触させてロールを巻き取ることにより、最初の巻回しの密度を限られた値に維持することを可能にし、従って、外側部分の密度より内側部分の密度が実質的に大きくなることが防止される。
【００５２】
巻取サイクルのこの段階で、巻取ローラ１１の周速及び巻取ローラ１３の周速が、ロールＬ２が制御された動きで前方に移動するように制御される。実際、形成されているロールＬ２の中心は、上述のローラ１１の周速とローラ１３の周速との間の差の半分に等しい速度で前進する。より詳細には、形成されているロールＬ２が除々に制御された動きで前方に移動することを可能にするために、有利な実施例では、好ましくは、ウェブ材料Ｎの直進供給速度と等しい一定の周速で回転する第二巻取ローラ１３の周速は一時的に第一巻取ローラ１１及び補助巻取ローラ４８の周速より低くされる。上記したように、ローラ１１及び１３の周速の差により、形成されているロールＬ２の中心は、巻取ローラ１１の周速と巻取ローラ１３の周速との間の差の半分に等しい速度で前進する。図５に示されるように、ロールＬ２は、３つの巻取ローラ１１、１３及び４８の間で保持され制御される。
【００５３】
図６は、第三巻取ローラ２３が下方に下げられ、その円筒状表面が、形成されているロールＬ２の表面に達した瞬間を示している。ロールＬ２の直径は、図５に示される段階に比べて増大しており、かつ、それは、巻取ローラ１１及び１３の軸がある面から離れる方向に前方に動かされ、従って、それは、前記ローラ間に形成されたニップ１５から離れる方向に動かされる。
【００５４】
図６の段階では、ロールＬ２は、好ましくは、補助巻取ローラ４８に加えて、第一巻取ローラ１１、第二巻取ローラ１３及び第三巻取ローラ２３に接触している。この時点で、補助巻取ローラ４８を、形成されているロールＬ２から離す方向に動かすことが可能になるが、図６と図７とを比べると分かるように、本発明による方法の有利な実施例では、第二のロールＬ２の巻取りは、四つの巻取ローラ１１、１３、２３及び４８と接触した巻取サイクルを所定の時間維持する。
【００５５】
第三巻取ローラ２３は、形成されているロールＬ２との接触を残しながら除々に上昇（図７における矢印ｆ２３）される。このように除々に上がることにより、形成されているロールＬ２の直径が増大することが可能になる。この動きは、ロッド２７を介してアクチュエータ２９によって制御される。補助巻取ローラ４８は、アクチュエータ３７及びロッド３９を介して側壁３３を旋回させることによって、ニップ１５から離れる方向に似たように動かされ、この場合、形成されているログ又はロールＬ２の直径が増大することを可能にする。巻取サイクルのこの段階では、四つの巻取ローラ１１、１３、２３及び４８の周速は、相互に等しくされ得る。
【００５６】
また、一つ又はそれ以上の巻取ローラの回転速度を変えることによって、例えば、巻取密度を制御して変更したり、巻取サイクルの前の段階、特に、交換段階、即ち、ウェブ材料を切断して第二のロールＬ２を巻取り始める段階において生じた何らかの緩みを直すことが可能になる。
【００５７】
ログ又はロールＬ２が、第一巻取ローラ１１、第二巻取ローラ１３及び第三巻取ローラ２３とだけに接触している時の巻取サイクルの巻取段階を示している。第三巻取ローラ２３は、ロッド２７を介してアクチュエータ２９によって制御された軸２５Ａ周りのアーム２５の回転によって、除々に上昇され続ける。補助巻取ローラ４８は、ロッド３９を用いて側面３３に接続されたアクチュエータ３７を介した第一巻取ローラ１１の回転軸のまわりの側面３３の別の回転により、ロールＬ２から離れる方向に動かされる。
【００５８】
別の実施例では、より長い時間、又は全巻取サイクルの間、補助巻取ローラ４８をロールＬ２に接触させたまま残しておくことも可能である。
【００５９】
ロールＬ２の巻取りは、ほぼウェブ材料Ｎが最終的な量に達するまで、三つの巻取ローラ１１、１３及び２３との接触状態を維持する。巻取りが完成した時、図３のロールＬ１の位置を達成するために、ロールＬ２を第一巻取ローラ１１から離れる方向に移動させ始めなければならない。この目的のために、上述のように、一つ又は両方の巻取ローラ１３及び２３の周速を変更することが可能である。
【００６０】
実施例では、巻取ローラ１３が減速させられる。このローラ１３は、ロールＬ２が、ローラ１１，１３及び２３の間に配置され、かつ、それらと接触している時に、前の巻取段階において、ローラ１１及びローラ２３の周速と同じ周速にされている。巻取ローラ１３を減速し始めることによって、ロールＬ２は、第二巻取ローラ１３と第三巻取ローラ２３との間に形成されたニップ内で前進し始め、第一巻取ローラ１１との接触がなくなり、そこから離れる。この方法では、ウェブ材料Ｎの自由部分は、プレート６１の突起部６１Ａで巻取ローラ１１の表面に対してグリップすることでウェブ材料Ｎを切断することによって形成される（図３参照）。
【００６１】
幾つかの実施例では、ウェブ材料Ｎに過剰なテンションをかけ、第一巻取ローラ１１の円筒状表面とプレート６１の突起部６１Ａとの間でウェブ材料Ｎが挟まれると直ぐに、素早く安全にウェブ材料を引き裂くように、第三巻取ローラ２３を一時的に加速することも可能である。また、巻取ローラ１３を減速させずに、第三巻取ローラ２３のみを加速することにより、ローラ１１から離れる方向にロールＬ２を動かすことも可能である。しかしながら、巻取ローラ１３の減速は、新しいロールがニップ１５を通って転動する次の処理のために、装置が、通路６２からニップ１５へロールを動かし、ニップ１５から巻取ローラ１１，１３及び４８によって画定され、次いで巻取ローラ１１，１３，４８及び２３によって画定された巻取クレードルに向けてロールを動かす上で有利である。
【００６２】
上記した説明から、第三巻取ローラ２３の直径より実質的に小さい直径を有する巻取ローラ４８を使用することによって、各ログ又はロールＬ１，Ｌ２の巻取サイクルのほぼ全てが、少なくとも三つの巻取ローラに接触して実行され得ることが明らかである。実際、ニップ１５の中に位置する時に、ロールの核に巻かれる最初の巻回だけが、二つの巻取ローラのみ、即ち、第一巻取ローラ１１及び第二巻取ローラ１３のみに接触して、又は、第一巻取ローラ１１とプレート６１の実質的に静止している表面との間で形成される。補助巻取ローラ４８との接触（図４）は、第三巻取ローラ２３が形成されるログ又はロールと接触することができるようになる瞬間よりも、極めて前に始まる。このことは、補助巻取ローラ４８が非常に縮小された直径を有しているという事実、そして、第三巻取ローラ２３がまだ、前の巻取サイクルの間に形成されたロールＬ１と接触し、このロールＬ１の巻取サイクルの最終仕上し、シュート２４に到達するまで第二巻取ローラ１３の周りでロールＬ１を除々に転がしている時に、ロールＬ２に接触する工程を開始することができるという事実によって生じる。
【００６３】
有利な実施例では、巻取ローラ１１、１３、２３及び４８の回転運動は、４つの別個の電子的に制御された電気モータによって与えられる。また、巻取ローラ４８、１１及び２３の軸の並進移動は、３つの別個のアクチュエータ（例えば、電子的に制御された電気モータ）によって制御される。四番目のアクチュエータはカムあるいは偏心器６９を回転させる。巻戻装置に取り付けられる全てのアクチュエータ又はモータは、単一のプログラム可能な電子中央制御装置によって適切に制御される。有利には、適当なエンコーダが、様々な部材の位置を確認して、制御リングにフィードバック信号を送るために設けられ得る。
【００６４】
図面は、単に、本発明の実用的な構造によって提供された実施例を示しているにすぎず、本発明の概念の範囲から外れることなく、形式及び配置を変更することができることは理解される。特許請求の範囲に付された参照符号は、発明の詳細な説明及び図面を考慮して特許請求の範囲を読み易くすることを唯一の目的とするもので、特許請求の範囲によって表される保護範囲を限定するものではない。
【図１】
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【図１Ａ】
2014501211.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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