(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯の周りに巻かれるウェブ材料のロールを製造する連続自動表面巻戻し装置であって、
第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラの間に形成される第一巻取クレードルと、
第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間に形成される第二巻取クレードルと
を備え、
第一巻取ローラと第二巻取ローラとがニップを形成し、周りにウェブ材料が巻かれる巻芯が前記ニップを通り、ニップを通して、第二巻取クレードル内で形成されるロールに向けてウェブ材料が供給される
連続自動表面巻戻し装置において、
該連続自動表面巻戻し装置が、
巻芯と第二巻取クレードルで形成されるロールとの間のウェブ材料上に作用して、ウェブ材料を切断し、完成したロールの後端縁と、新しく巻かれるロールの先端縁とを生成する可動切断部材を備え、
前記可動切断部材が、ウェブ材料を第三巻取ローラに対して選択的に挟み、前記ウェブ材料を切断するように制御される押圧部材を備え、かつ、
該連続自動表面巻戻し装置が、さらに、
第三巻取ローラの周りでのび、第二巻取ローラで終端する湾曲した転動面を備え、
転動面から第二巻取ローラまで形成されるロール及び巻芯の通路用領域を形成し、
湾曲転動面と第三巻取ローラとの間に、巻芯を供給するための供給通路を画定し、
前記転動面が、複数の割り込み部分を有し、
これらの割り込み部分を通して、第三巻取ローラに対してウェブ材料を挟むために巻芯供給通路に押圧部材が入るようにした
ことを特徴とする巻戻し装置。
【請求項２】
巻取ローラが、
第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラの間で、ロール巻取の第一部分を実行し、
第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間で、ロール巻取の最後の部分を実行する
ように配置され、かつ、制御され、
第四巻取ローラが巻芯供給方向に対してニップの下流に配置され、
第三巻取ローラが巻芯供給方向に対してニップの上流に配置され、
第三巻取ローラ及び第四巻取ローラが可動軸を有し、ロールの成長段階の間、及び第一巻取クレードルから第二巻取クレードルへの移動の間、ロールの動きに追従して、それらの軸に対して直角に動くように制御される
ことを特徴とする請求項１に記載の巻戻し装置。
【請求項３】
前記可動切断部材の動きが、第三巻取ローラの移動動作に同期させられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の巻戻し装置。
【請求項４】
前記押圧部材に、第三巻取ローラに向かう方向及び第三巻取ローラから離れる方向への往復動作が与えられる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項５】
湾曲転動面が、供給通路に沿った巻芯の供給方向に対して上流第一部分と下流第二部分とを有し、
転動面の第一部分が、転動面の第二部分よりも小さい間隔で、第三巻取ローラから離間される
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項６】
前記第一巻取ローラ及び第二巻取ローラの少なくとも一つが、第一巻取ローラと第二巻取ローラとの間の間隔を制御するために可動軸を有する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項７】
第一巻取ローラ及び第二巻取ローラの両方が、可動軸上に配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載の巻戻し装置。
【請求項８】
第一巻取ローラ及び第二巻取ローラが、第一巻取ローラと第二巻取ローラとの間に形成されるニップを通過する中心面に関して対称的に移動する軸を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の巻戻し装置。
【請求項９】
ロール巻取の第一部分が、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラとロールとの接触を生じさせ、
ロール巻取の第二部分が、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ、第三巻取ローラ及び第四巻取ローラとロールとの接触を生じさせ、
ロール巻取の第三部分が、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラとロールとの接触を生じさせるように
ロールが形成されている間、四つの巻取ローラの動きが制御される
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１０】
ウェブ材料を巻き取り、巻芯の周りに巻かれた前記ウェブ材料から成るロールを順次形成する方法であって、
第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラの間に第一巻取クレードルを画定し、かつ、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間に第二巻取クレードルを画定するように四つの巻取ローラを配置するステップと、
第一巻取クレードル内で各ロールの巻取サイクルの第一部分を実行し、第二巻取クレードル内で各ロールの巻取サイクルの次の部分を実行して、第一巻取クレードルと第二巻取クレードルとの間に画定されたニップを通して、巻回ロールが、第一巻取クレードルから第二巻取クレードルへ通過するようにするステップと
を有し、かつ、
転動面を第三巻取ローラの周りに配置し、第三巻取ローラと共に巻芯用の供給通路を形成するステップと、
一度ロールが巻かれると、ロールの巻き取りの最後に、新しい巻芯を供給通路に挿入して、転動面及び第三巻取ローラの周りで動かされているウェブ材料に接触させ、供給通路において巻芯の角速度を加速するステップと、
可動切断部材を供給通路における新しい巻芯の下流に挿入し、前記可動切断部材を用いて、第三巻取ローラに対してウェブ材料を挟み、新しい巻芯と第二巻取クレードルにおいて形成されたロールとの間でウェブ材料にテンションをかけて破断を生じさせるステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
第三巻取ローラの表面に対して前記可動切断部材を通して作用するステップを含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記可動切断部材が、往復運動によって、第三巻取ローラに向けて動かされ、かつ、そこから離れる方向に動かされる
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
巻き取りの第一部分と巻き取りの第二部分との間で、巻取サイクルの中間部分が実行され、
その中間部分で、巻かれたロールが第一巻取ローラ、第二巻取ローラ、第三巻取ローラ及び第四巻取ローラに接触する
ことを特徴とする請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第三巻取ローラを、ロール形成段階において第一巻取ローラ及び第二巻取ローラの間のニップに向けて動かすステップ、
ロールが第四巻取ローラと接触する時に、第三巻取ローラをニップから離れる方向に動かし、第三巻取ローラを、前記可動切断部材と共に作用する位置に配置するステップ、及び
前記可動切断部材を、第三巻取ローラの位置決めと同期させて駆動するステップ
をさらに備えていることを特徴とする請求項１０〜１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ａ）第一巻芯を、第一巻取クレードルに挿入して、第三巻取ローラの周りで動かされているウェブ材料に接触させるステップ、
ｂ）第一巻芯にウェブ材料の先端縁を固定するステップ、
ｃ）第一巻取クレードル内に第一巻芯を維持することによってウェブ材料のロールの一部を巻き取り、次いで、第一巻芯を第二巻取クレードルに向けて前方へ動かすステップ、
ｄ）その周りにロールが巻かれた第一巻芯を、第一巻取ローラと第二巻取ローラとの間のニップを通して動かし、ロールが形成された第一巻芯を、第二巻取クレードルに移動し、前記第二巻取クレードルにおいてウェブ材料のロールの巻取を完了させるステップ、
ｅ）第二巻芯を第一巻取クレードルに挿入して、第三巻取ローラの周りで動かされているウェブ材料に接触させるステップ、
ｆ）前記可動切断部材を用いてウェブ材料を切断してウェブ材料の先端縁を形成し、かつ、ウェブ材料のロールを第二巻取クレードルから移動させるステップ、及び
ｇ）ステップ（ｂ）〜（ｆ）を繰り返して、ウェブ材料の供給を中断することなく、前記第二巻芯の周りにさらにロールを形成するステップ
を備えていることを特徴とする請求項１０〜１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ａ）第一巻芯を受け取るためのスタート位置に第三巻取ローラを配置するステップ、
ｂ）第一巻芯を、第三巻取ローラの周りで動かされているウェブ材料に接触させ、第一巻芯の角速度を加速して第一巻芯を第一巻取クレードルに向けて動かすステップ、
ｃ）第一巻芯にウェブ材料の先端縁を固定するステップ、
ｄ）第一巻取クレードルに第一巻芯を維持することによってウェブ材料のロールの一部を巻き取り、次いで、第一巻芯を第二巻取クレードルに向けて前進させるステップ、
ｅ）周りにロールが巻かれた第一巻芯を、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラ間のニップを通して動かし、第三巻取ローラが、スタート位置から第一巻取ローラ及び第二巻取ローラ間のニップに向けて動き、第一巻取クレードル内で動き、次いで、第二巻取クレードルに向けて動く形成されたロールに追従するステップ、
ｆ）ロールが形成された第一巻芯を第二巻取クレードルに移動させるステップ、
ｇ）第二巻取クレードル内でウェブ材料のロールの巻取を完了させるステップ、
ｈ）第三巻取ローラをスタート位置に戻すステップ、
ｉ）第二巻芯を第三巻取ローラの周りで動かされるウェブ材料に接触させるステップ、
ｊ）スタート位置にある第三巻取ローラと共に前記可動切断部材を用いて、ウェブ材料を切断して、ウェブ材料の先端縁を形成し、ウェブ材料のロールを第二巻取クレードルから移動させるステップ、及び
ｋ）ステップ（ｃ）〜（ｊ）を繰り返して、ウェブ材料の供給を中断することなく、前記第二巻芯にロールを形成するステップ
を備えていることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
ウェブ材料の切断後に、挿入動作とは逆の動作で前記可動切断部材を巻芯用の供給通路から移動させ、新しい巻芯が供給させることを可能にする
ことを特徴とする請求項１０〜１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記可動切断部材が、巻芯用の供給通路に前記可動切断部材が入った側の反対側で、巻芯用供給通路から引き出される
ことを特徴とする請求項１０〜１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ材料のロールを製造する方法及び装置に関し、具体的には、限定するものではないが、紙ロール、特に、例えば、トイレットペーパーやキッチンタオル等の薄葉紙ロールを製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙産業において、特に、トイレットペーパーやキッチンタオル等のログの製造においては、連続製紙装置から直接、薄葉紙を巻き取ることによって（親リールと呼ばれる）大径のリールが形成される。その後、これらのリールは、消費に供される最終製品の直径に対応する直径の小さいロール即ちログを製造するために解かれて巻き戻される。これらのロールは、販売向きの完成ロールの倍数に等しい長さの軸を有し、従って、切断装置によって使用するための最終製品を形成するために切断され、その後、包装され、販売される。
【０００３】
ウェブ材料のログ又はロールを製造するために、現在の巻戻し装置は、様々な方法で組み合わせれ、かつ、配置され、適切に制御される複数の巻取ローラを使用し、ウェブ材料の連続供給によって高効率にログ即ちロールを自動的に製造することを可能にする。ロールが巻かれた後、そのロールは巻取領域から出され、（その切断又は破断若しくは他の方法を通して）ウェブ材料を切断し、次のログ即ちロールの巻き取りを始めることを可能にする。通常、巻き取りは、排他的ではないが、典型的には、厚紙、プラスチック又は他の適当な材料で形成される巻芯の周りで実行される。幾つかのケースでは、巻き取りは、取り除いて再利用することができる心棒の周りで実行され、この場合、心棒は、ロールが完全に巻かれた後に、完成したロールから取り除かれ、その後、新しいロールを巻くために巻戻し装置に再び挿入される。
【０００４】
最新の巻戻し装置では、巻取動作は、制御された速度で回転する二つ又はそれ以上のローラとの接触を通してログ又はロールに与えられる。これらの巻戻し装置は、表面巻戻し装置と呼ばれ、巻取動作は、巻取ローラの表面と、形成されるロール即ちログの表面との間の接触を通して、周辺的に与えられる。この種の自動連続表面巻戻し装置の例は、米国特許第５，９７９，８１８号、及びこの特許で引用されている参照文献に加えて、同じ分類の他の特許に開示されている。この米国特許に開示されている装置の改良は、国際公開ＷＯ２０１１／１０４７３７号及び国際公開ＷＯ２００７／８３３３６号に開示されている。これらの公知の巻戻し装置では、ウェブ材料は、切断又は破断部材を用いて切断され、前記切断部材は、その周りにウェブ材料が供給され、第二巻取ローラと共に、巻芯が挿入されるニップを画定する、固定軸を有する巻取ローラと共働する。
【０００５】
これらの装置は、また、連続及び自動装置として参照され、各ロールの巻取サイクルの様々なステップがお互いに自動的に続けて起こり、言い換えると、一つのロールの製造から、次のロールの製造まで、停止することなく、ほぼ実質的に一定の速度でウェブ材料を供給する。この明細書及び特許請求の範囲において用語「自動連続巻戻し装置」は、この種の装置を示すために用いられる。
【０００６】
上述したタイプの連続自動表面巻戻し装置における重要な段階の一つは、所謂、交換段階であり、即ち、ウェブ材料の切断、完成したログの排出及び巻取ニップに挿入された新しい巻芯の周りへの新しいログの巻取の開始を実行するステップである。
【０００７】
これらの行程を自動的に、素早く、かつ効率的に実行するために、様々な解決法が研究されており、例えば、完成したロール及び新しい巻芯が正しく動くようにするために同期した方法で加速及び／又は減速をする制御された速度で巻取ローラを回転させる。幾つかの場合、破断システムが設けられ、そこでは、ウェブ材料は速度差によって切断される。他の場合には、加圧空気システム、吸引システム又は機械システム等がウェブ材料の切断のために設けられている。
【０００８】
国際公開ＷＯ２０１２／０４２５４９号は、四つのローラを備えた自動表面巻戻し装置を開示している。それら全て又は少なくとも幾つかが可動軸を有する四つのローラの使用することによって、二つの巻取クレードルを画定し、形成されるロールをより効率よく制御することが可能になる。この文献に開示されている幾つかの実施例では、形成されるロールは、常に、少なくとも三つの巻取ローラと接触し、そして、幾つかの場合、ロールは、四つの巻取ローラに一時的に接触し得る。これにより、非常に効率的な方法で、巻取サイクル、ロールの形状及び巻取密度を制御することが可能になる。幾つかの実施例では、ウェブ材料は、二つの巻取ローラ間のその軌道を伸ばすことによって切断される。これにより、ウェブ材料は切断され、完成したロールの自由後端縁と、次のロールの自由先端縁が形成され、新しい巻芯上で次のロールの巻取が開始される。この装置は、巻取の正確性及び動作の信頼性に関して、かなりの成果を達成することを可能にする。しかし、改良することができる幾つかの特徴を有する。具体的には、幾つかの場合、巻取サイクルの正確な作業及び再現性が、処理する材料の特徴、即ち、ウェブ材料及び／又は巻芯の材料の特徴に依存し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，９７９，８１８号
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１１／１０４７３７号
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００７／８３３３６号
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１２／０４２５４９号
【発明の概要】
【００１０】
上記した説明によれば、四つのローラを備えた自動連続表面巻戻し装置が提供され、この装置では、非常に速い頻度で、ウェブ材料の供給を停止することなく、即ち、ウェブ材料を連続的に又は実質的に連続的に巻取ヘッドに向けて供給しながら、巻芯の周りにウェブ材料のロールが巻き取られ、この装置は、巻取ローラに加えて、各巻取サイクルの最後にウェブ材料を切断する機構を備えている。
【００１１】
「連続的又は本質的に連続的な供給」は、ウェブ材料の供給速度が、巻取サイクルとは実質的に無関係であることを意味し、他の要因が、ウェブ材料の供給速度を変更し得ることが理解される。例えば、そこからウェブ材料が供給される親リールを交換するために、又は、ウェブ材料がちぎれてしまった場合、巻取ヘッドへのウェブ材料の供給を遅くしたり、又は停止したりする必要がある。しかし、この速度変化又は停止は、シングルロールの巻取サイクルとは結び付けられない。
【００１２】
有利には、巻戻し装置の巻取ヘッドは、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラを有し得、これらは第一巻取クレードルを画定する。第四巻取ローラは、第一巻取ローラ及び第二巻取ローラと共に、第二巻取クレードルを形成する。第一巻取ローラ及び第二巻取ローラはニップを形成し、周りにロールが形成され、第一巻取クレードルから第二巻取クレードルへ移動する巻芯がニップを通過する。
【００１３】
有利には、第三及び第四巻取ローラは両方、可動軸を有し、第一巻取クレードル、第二巻取クレードル及びこれらのクレードル間にあるニップにおいて巻芯及びロールの動きに追従する。
【００１４】
適当には、ウェブ材料用の切断部材は、第三巻取ローラ、即ち、巻取領域又は巻取ヘッドに入る時にウェブ材料が通る最初のローラと共働する。
【００１５】
切断部材は、切断部材と第三巻取ローラとの間でウェブ材料を挟むように設計され制御され得る。第三巻取ローラは、切断部材が押圧する領域において低い摩擦係数を持った有し得、例えば、低摩擦係数を有する環状バンドを有し得る。ウェブ材料が、切断部材の押圧部材又は切断部材に設けられた他の同様の部材によって第三巻取ローラに対して挟まれた時、それはこのローラ上でスライドし、切断部材によって保持されて実質的に静止した状態になる。この結果、ウェブ材料には切断部材の下流に向けてテンションがかけられ、結果として、ウェブ材料は切断される。孔が開けられたウェブ材料の場合、切断はミシン目線で生じる。
【００１６】
挟み動作は、切断部材のみによっても完全に実行され得る。幾つかの実施例では、挟み動作は、第三巻取ローラによって実行され得、又は、第三巻取ローラによって部分的に、そして切断部材によって部分的に実行され得る。一般的には、この動作は、装置の固定構造物による。
【００１７】
別の実施例では、切断部材は、ウェブ材料の供給軌道を横切ってのび、従って、実質的に巻取ローラの軸と並行な線形要素を有し得る。この切断部材の線形要素の切断動作は、連続的又は交互であり得、線形要素がウェブ材料の供給軌道を通過することによって、線形要素によってウェブ材料はされる。この場合、切断部材は、有利には、第三巻取ローラと共働し、第三巻取ローラと第二巻取クレードルにおいて形成されたロールとの間のウェブ材料の部分に作用する。線形要素の軌道は、第一巻取ローラと第三巻取ローラとの間でのび得る。
【００１８】
実施例では、線形要素の動きは、線形要素の長手方向に対して実質的に直交している。例えば、線形要素には、円形軌道に沿った動きが与えられ得る。有利な実施例では、線形要素は、回転軸上で旋回するアームによって支持され得る。別の実施例では、線形要素の動きは、平行移動であり得る。
【００１９】
線形要素は、ワイヤーを有し得る。ウェブ材料の効率の良い切断のために、線形要素には張力がかけられ得る。この目的のために、一つ又は複数の油圧ジャッキ等のようなテンショニング部材が設けられ得る。
【００２０】
有利な実施例では、線形要素は、ワイヤー、ケーブル、より線、又はその断面が動作中の動的応力による曲げ変形を低減させるような他の要素であり得る。幾つかの実施例では、線形要素は、ほぼ円形の横断面を有する。
【００２１】
線形要素は、高い引張強度を有する材料、例えば、ケブラー（商標）から成る繊維、即ち、アラミド繊維で形成され得る。
【００２２】
線形要素には、それに沿って線形要素が動く軌道の両端に画定され得る二つの停止位置の一方から他方へ交互に動くように制御された往復運動が与えられ得る。これら二つの位置は、ウェブ材料の軌道の両側に適当に配置される。この方法では、線形要素の動作は往復し、言い換えれば、一つの作業サイクルにおいて、第一巻取が終わった時、線形要素はウェブ材料に作用して、第一位置から第二位置に移動する過程でそれを切断し、ウェブ材料の軌道を一方向に横切る。第二、即ち、次の巻取サイクルが終わった時、線形要素は、前の作業サイクルと反対に動く第二の作業サイクルを実行し、即ち、第二位置から第一位置に動いて、ウェブ材料の軌道を反対方向に横切る。
【００２３】
別の実施例では、線形要素は、ロールの形成に同期し、不連続である一方向の回転運動を有し得る。線形要素は、例えば、第一巻取ローラの軸の周りを旋回するアームよって支持され得る。
【００２４】
概して、第三巻取ローラ及び切断部材の両方が移動可能である。第三巻取ローラ（又はより詳細にはその回転軸）は、第一の巻取ステップにおいて、第一及び第二ロールの間にあるニップに向かうロールの前方への移動に追従し、かつ、新し巻芯を受けるためにスタート位置に戻るように移動可能である。幾つかの実施例では、切断部材は、第三巻取ローラと共働する位置と、巻取が開始する時に新しい巻芯の通過を可能にする位置とを採るために移動可能である。これらの二つの動きは、適当には、お互いに統合され得、その結果、第三巻取ローラは新しい巻芯の挿入動作と同調して正確に位置決めされる。第三巻取ローラは、巻芯が正確に挿入されて制御されることを可能にするように、かつ、ローラと切断部材とが共働することを可能にするように位置決めされる。切断部材が設けられた公知の巻戻し装置では、切断装置が、通常、固定軸を有する巻取ローラと共働するのに対して、この明細書で説明されている巻戻し装置の幾つかの実施例によれば、切断部材は、巻き取りを開始する時に、新しい巻芯及びロールに追従するために比較的広く動き、かつ、新しい巻芯を挿入するために開始位置まで続けて戻る動きを実行する可動軸を有する巻取ローラと共働する。
【００２５】
一実施例によれば、巻芯の周りにウェブ材料を巻いたロールを製造するための連続自動表面巻戻し装置が提供され、この装置は、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラの間に形成された第一巻取クレードルと、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間に形成された第二巻取クレードルとを有し、第一巻取ローラと第二巻取ローラとがニップを画定し、周りにウェブ材料が巻かれる巻芯が前記ニップを通過し、ウェブ材料が第二巻取クレードル内で形成されるロールに向けて供給される。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の間でロールの巻き取りの第一部分を行い、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間でロールの巻き取りの最後の部分を行うように配置され制御される。第四巻取ローラは、巻芯の供給方向に対してニップの下流に配置され、第三巻取ローラは巻芯の供給方向に対してニップの上流に配置される。第三巻取ローラ及び第四巻取ローラは、可動軸を有し、それらの軸に対して直交する方向に移動して、ロールが成長している間にロールの動きに追従し、ロールを第一巻取クレードルから第二巻取クレードルに移動させるように制御される。この装置は、さらに、切断部材を備え、切断部材は、第三巻取ローラと共働し、巻芯とニップとの間でウェブ材料に作用してウェブ材料を切断し、従って、完成したロールの後端縁と、巻き回されるべき新しいロールの先端縁を生成する。幾つかの実施例では、切断部材は、有利には、第三巻取ローラに対して押圧する押圧部材を備えている。別の実施例では、切断部材は、ウェブ材料が完全に巻かれた後にウェブ材料を切断するために、ウェブ材料（の供給軌道）を横切って移動する直線要素、即ち、ワイヤー状要素を備える。
【００２６】
実施例では、装置は、第三巻取ローラの周りをのび、第二巻取ローラで終端する湾曲した転動面を有し、転動面から第二巻取ローラにかけて巻芯及びロールの通路用領域を形成し、湾曲転動面と第三巻取ローラとの間に、巻芯を供給する供給通路が画定されている。
【００２７】
別の特徴によれば、ウェブ材料の巻き取りをし、順次、巻芯の周りに前記ウェブ材料のロールを形成する方法であって、四つの巻取ローラを配置し、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラの間で第一巻取クレードルを画定し、第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第四巻取ローラの間で第二クレードルを画定し、第一巻取クレードルにおいて各ロールの巻取サイクルの最初の部分を実行し、第二巻取クレードルにおいて各ロールの巻取サイクルの次の部分を実行し、第一巻取クレードルと第二巻取クレードルとの間に画定されたニップを介して、巻き回されるロールを第一巻取クレードルから第二巻取クレードルに動かす方法が提供される。ロールが完全に巻かれた時、ウェブ材料は、第三巻取ローラと共働する切断部材によって切断される。幾つかの実施例では、ウェブ材料は、それを第三巻取ローラに対して挟むことによって切断される。別の実施例では、ウェブ材料は、可動切断直線要素によって切断される。前記直線要素は、第三巻取ローラの下流でウェブ材料の供給軌道と交差する。線形要素は、第三巻取ローラと第二巻取クレードルにある完全に巻かれたロールとの間で、その供給軌道を横切って、ウェブ材料を切断する。
【００２８】
第三巻取ローラが可動であり、各ロールの巻取サイクルの間、移動するように制御されているので、本発明による装置及び方法によれば、有利には、第三巻取ローラの軸の動きと切断部材の動きとが同期させられる。
【００２９】
幾つかの実施例では、装置は、第三巻取ローラの周りをのび、第二巻取ローラで終端する湾曲転動面を有し、前記転動面から第二巻取ローラまで巻芯及びロールの移動のための領域が形成される。湾曲転動面と第三巻取ローラとの間には、巻芯を供給するための供給通路が画定される。切断部材が線形要素を有する場合、線形要素は、湾曲転動面に設けられたシートにはいり得る。幾つかの実施例では、湾曲転動面は、相互に隣接され、巻取ローラの軸にほぼ並行に整列された複数の薄板要素の縁部で画定される。この場合、各薄板要素は、その中に線形要素が入り得る溝又はノッチを有し得る。薄板要素の溝又はノッチは、有利には、相互に整列され、長細いシートを形成し、ウェブ材料の軌道のその上に転動面が配置される側に向けて移動している時に、その中に線形要素が入る。
【００３０】
本発明のさらに別の特徴及び実施例は、添付図面を参照して以下により詳細に説明され、この出願の一部を形成する特許請求の範囲で画定される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による巻戻し装置の第一実施例の動作シーケンスを概略的に示している。
【図２】本発明による巻戻し装置の第一実施例の動作シーケンスを概略的に示している。
【図３】本発明による巻戻し装置の第一実施例の動作シーケンスを概略的に示している。
【図４】本発明による巻戻し装置の第一実施例の動作シーケンスを概略的に示している。
【図５】本発明による巻戻し装置の第一実施例の動作シーケンスを概略的に示している。
【図６】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図７】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図８】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図９】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１０】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１１】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１２】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１３】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１４】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１５】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１６】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【図１７】本発明による巻戻し装置の別の実施例の二重動作シーケンスを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、本発明の非限定的実施例を示す添付図面及び以下の説明により、容易に理解することができるようになる。
【００３３】
図１〜図５は、本発明による連続表面巻戻し装置の一実施例を示している。これらの図面は、特に、交換段階、即ち、ログ又はロールが完全に巻かれた後にログ又はロールを排出し、ログ又はロールの形成を開始するために新しい巻芯を挿入する段階の動作シーケンスを示している。
【００３４】
図１〜図５は、装置の全体的な動作と、本発明に基づく概念の理解に必要な、巻戻し装置の主要な構成要素のみを示している。構成の詳細、補助的なグループ及びその他の構成要素は公知であるか、及び／又は従来技術に従って設計され得るので、添付図面には示されてなく、詳細には説明されない。当業者であれば、紙変換装置の経験と知識に基づいて、これらのその他の構成要素は製造し得る。
【００３５】
要約すると、図示実施例において、全体が符号２で示された装置は、回転軸１Ａを有する第一巻取ローラ１を備え、この第一巻取ローラ１は、回転軸３Ａを有する第二巻取ローラ３の側方に配置されている。これらの回転軸１Ａ及び３Ａは、相互に並行である。二つの巻取ローラ１及び３の間には、ニップ５が画定され、このニップ５を通して、（少なくとも、各ロールの巻取サイクルの間）、その周りにログ又はロールＬ１が形成される巻芯Ａ１及びＡ２に巻き回されるべきウェブ材料Ｎが供給される。
【００３６】
以下に説明するように、巻芯は巻取ニップ５を通過する。巻芯Ａ１及びＡ２は、ニップ５の上流にある装置の第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第三巻取ローラ７によって形成された第一巻取クレードル６に挿入される。符号７Ａは、第三巻取ローラ７の回転軸を示しており、この軸７Ａは、第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ３の各々の回転軸１Ａ及び３Ａと並行である。
【００３７】
巻芯は、それらがニップ５の下流に配置された第二巻取クレードル１０に位置している時に、それらの周りに巻かれるウェブ材料Ｎの受け取りを終了する。第二巻取クレードルは、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第四巻取ローラ８によって形成されている。第四巻取ローラ８の回転軸は、符号８Ａで示されている。符号１２は、符号１２Ａの位置でヒンジ止めされた一対のアームを示しており、これらのアーム１２が、第四巻取ローラ８を支持している。矢印ｆ１２は、揺動運動、即ち、アーム１２及びそれに伴う第四巻取ローラ８の往復回動運動を示している。別の実施例では、第四巻取ローラ８は、軸の周りで揺動、即ち、往復回動するアームの代わりに、線形ガイド部材上で移動可能であるスライドで構成されるシステムによって支持され得る。
【００３８】
特に指定がない場合、明細書及び特許請求の範囲における用語「上流」及び「下流」は、ウェブ材料の供給方向及び巻芯の軸の送り方向を参照する。
【００３９】
第三巻取ローラ７には、巻取ニップ５に向かう動き及びニップ５から離れる動きが与えられる。この目的のために、幾つかの実施例では、第三巻取ローラ７は、一対のアーム９によって支持されている。前記アーム９は、軸９Ａによって枢止され、振動、即ち、両方向矢印ｆ９に従って往復するように回動する。不図示の別の実施例では、第三巻取ローラ７は、直線軌道をたどるように、線形ガイド部材上で移動可能なスライドによって支持され得る。
【００４０】
ウェブ材料Ｎの軌道は第三巻取ローラ７の周りを通り、そして、第一巻取ローラ１の周りを通り、巻取サイクルの幾つかのステップ（例えば、図１参照）の間、二つのローラ７及び１の間にウェブ材料の一部を形成する。
【００４１】
巻取ニップ５、第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ３の上流には、任意の適当な方法で設計され得る芯供給装置１１が配置されている。
【００４２】
巻芯は、所謂、コアワインダー、即ち、巻戻し装置２が配置されたウェブ材料Ｎに対する変換ラインと関連して巻芯を形成する装置から送られて来る。
【００４３】
この実施例では、巻芯供給装置１１は、グリップ部材１５を支持する回転装置１４を有する。前記グリップ部材１５は、巻芯と係合し、巻芯を以下に説明する供給通路に向けて移送する。
【００４４】
幾つかの実施例では、巻戻し装置は、巻芯用の転動面１９を有する。転動面１９は、ほぼ円筒形状であり、可動軸を有する第三巻取ローラ７が図１に示す位置にある時に、第三巻取ローラ７と略同軸であり得る。転動面１９は、その長手方向に沿った中間位置にステップ１９Ａを有し得る。ステップ１９Ａの下流及び上流には、転動面１９の二つの部分１９Ｂ及び１９Ｃがある。これら二つの部分１９Ｂ及び１９Ｃは、異なる曲率半径を有し得、部分１９Ｃの半径は、好ましくは、大きく、部分１９Ｂの半径は、好ましくは、小さい。
【００４５】
転動面１９及び第三巻取ローラ７の円筒状表面は、巻芯Ａ１及びＡ２のための供給通路２１を形成する。第三巻取ローラ７が図１〜図４の位置にある時、巻芯用の供給通路２１の高さは、転動面１９の部分１９Ｂに対応する第一通路部分においては低く、転動面１９の部分１９Ｃに対応する第二部分においては高い。この供給通路２１の高さの変化が、以下に説明するように、供給通路２１に挿入される各新しい巻芯Ａ１及びＡ２の回転を促進する。
【００４６】
幾つかの実施例では、転動面１９は、くし型構造体によって形成される。くし型構造体は、相互に隣接し、その間にフリースペースがある複数の弓型プレートを有する。全体が符号２３で示されたウェブ材料Ｎのための切断部材が、転動面１９を形成する隣接するプレート間の前記フリースペースを通して挿入され得る。切断部材２３は、複数の押圧部材２４を備えた圧搾装置であり得る。切断部材２３は、巻取ローラの回転軸と略平行な軸２３Ａの周りを往復回動運動で動く。ｆ２３は、切断部材２３の動作方向を示している。各々の押圧部材は、押圧パッド２４Ａを有し得る。押圧パッド２４Ａは、例えば、ゴム等の、例えば、高い摩擦係数を有する弾性的に柔軟性のある材料で形成され得る。
【００４７】
装置の他の部材の動きと同期させて、動作サイクルを参照して以下に説明するように、切断部材２３は、第三巻取ローラ７に対して押圧され、押圧部材２４と第三巻取ローラ７の表面との間でウェブ材料Nを挟む。第三巻取ローラ７は、高い摩擦係数を有する環状バンドと、低い摩擦係数を有する環状バンドとを備えた表面を有し得る。ここで、用語「高い」及び「低い」は、交互に設けられた二列の環状バンドの摩擦係数の相対値を表している。低い摩擦係数を有するバンドは、押圧部材２４が押圧する領域に対応する位置にある。この方法では、ウェブ材料Nが、押圧部材２４によって巻取ローラ７に挟まれた時に、ウェブ材料は、パッド２４Aによって止まろうとし、第三巻取ローラ７の低い摩擦係数を有する環状バンドはスライド使用とする。
【００４８】
図１は、第一ロール又はログL２の巻取サイクルの最後の段階を示している。図１に示すように、第一巻芯A１に対する第一ログ又はロールL１の巻取サイクルのこの段階の間、ロールL１は、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第四巻取ローラ８に接触した状態で、第二巻取クレードル１０の中にある。ウェブ材料Nは、矢印ｆNに従って、第三巻取ローラ７の周りを通り、かつ、第一巻取ローラ１の周りを通って供給され、ローラ１，３及び８によって回転させられ、かつ、これらのローラによって巻取クレードル１０に保持されたロールL１に巻き取られる。符号２７は、巻取ローラ１，３，７及び８によって画定された巻取ヘッドの上流でウェブ材料Nをガイドするためのガイドローラを示している。
【００４９】
好ましくは、ウェブ材料Nの供給速度は、実質的に一定である。実質的に一定の速度とは、巻取速度に対して、ゆっくり変化する速度を意味し、巻取サイクルを実行し、完成したロールを排出し、新しい巻芯を入れ、かつ、巻取ローラ群、特に第三巻取ローラ７へ向けたウェブ材料の一定の供給速度で新しいロールの巻取を開始するように制御された上述した巻取ヘッドの部材達によって実行される動作の影響を受けない、
【００５０】
ロールL１が巻き取られている間、所謂、排出段階、即ち、装置の動作の一時的な段階は別として、巻取ローラ１，３，７及び８の周速度は、実質的に等しく、添付図面に矢印で示すように、様々な巻取ローラの全てが同じ方向に回転する。「実質的に等しい」とは、この場合、速度が、巻取の緊密さ、及び、巻取ローラ７と巻取ローラ８との間のウェブ材料Nのテンションを制御し、例えば、巻取ローラ間の軌道に沿って、形成されるべきロールの中心が移動することによって生じ得るテンションの変化のバランスをとるための必要性にのみ従って変化し得ることを意味している。幾つかの実施例では、このローラの周速度の差は、典型的には、０．１〜１％の間、好ましくは、０．１５〜０．５％の間、例えば、０．２〜０．３％の間であり得、これらの値は、非限定的実施例によって与えられているだけであることは理解され得る。さらにまた、周速度は、以下に説明するように、形成すべきロールを前方に動かし、そのロールを第一巻取クレードル６から第二巻取クレードル１０へ渡すために、僅かに変化し得る。
【００５１】
以下、図１〜図５を参照してロール形成サイクルを説明していく。
【００５２】
図１においては、ローラ１，３及び８によって形成される巻取クレードル１０の中にあるロールL１は、殆ど完成されており、所望の量のウェブ材料Nが第一巻芯A１の周りに巻かれている。第二巻芯A２は、巻芯供給装置１１によって供給通路２１の入口に置かれる。
【００５３】
符号Cは、第二巻芯A２の外面に設けられた、接着剤の一本の連続した線、又は一連の接着剤の点を示している。
【００５４】
図２は、排出段階の開始、即ち、完成したロールL１を排出し、かつ、新しい巻芯A２を導入する段階の開始を示している。
【００５５】
第二巻芯A２は、巻芯供給装置１１によって、第三巻取ローラ７と転動面１９との間に画定された供給通路２１の中に押される。
【００５６】
巻取サイクルの、このステップにおいて、第三巻取ローラ７は、略円筒状の転動面１９と略同軸になるように位置決めされている。転動面１９の部分１９Bと、第三巻取ローラ７の円筒面との間の距離は、巻芯A２の直径より僅かに小さい。この方法では、巻芯A２は、供給通路２１の中に入るまで押され、従って、その巻芯A２の表面と転動面１９との間に加えて、巻芯A２の表面と、第三巻取ローラ７の円筒面の周りで動かされているウェブ材料Nとの間に摩擦力が生じる。従って、第三巻取ローラ７の回転と、ウェブ材料Nの前方への動きによって、巻芯A２の角速度が加速され、巻芯A2は転動面１９上を転がる。転動面１９の第二部分１９Cに沿って、供給通路２１の半径寸法が大きくなり、巻芯A２の直径のゆがみが小さくなり、その周りにウェブ材料Nを巻き始めることが可能になり、その結果、新しいロールの形成が始まる。
【００５７】
転動運動の間、巻芯A２に設けられた接着剤線Cが、ウェブ材料Nと接触し、ウェブ材料Nを巻芯に接着させる。
【００５８】
巻取サイクルのこのステップでは、切断部材２３を用いたウェブ材料の破断、即ち、切断も行われる。この切断部材２３は、第三巻取ローラ７に対して搖動し、パッド２４Aを用いて、ウェブ材料Nを第三巻取ローラ７の表面に対して挟む。巻取ローラ１，３及び８が回転し続け、ロールL１へのウェブ材料の巻取が行われているので、前記ロールL１と、ウェブ材料Nが切断部材２３によって第三巻取ローラ７に対して挟まれている点との間で、ウェブ材料にはテンションがかけられる。このテンションが、限界点を超えると、例えば、切取線に対応する位置に、ロールL１に巻かれて終わるテイルエッジLfと、新しい巻芯A２に巻かれるべきリーディングエッジLｉが生成されることになる。
【００５９】
図３は、次のステップを示しており、このステップで、転動面１９を転動する第二巻芯Ａ２が、第二巻取ローラ３の円筒状表面に接触する。この第二巻取ローラ３には、一連の環状溝が設けられ得、これらの環状溝に、転動面１９を形成するプレートの端部が収容される。この方法により、巻芯Ａ２は、転動面１９から第二巻取ローラ３の表面にスムースに受け渡される。
【００６０】
巻芯Ａ２が、供給通路２１に沿って前方へ移動することを可能にするために、切断部材２３は、供給通路２１から出るまで、軸２３Ａを中心に回転される。接着剤Ｃによって、ウェブ材料Ｎは巻芯Ａ２に接着されてウェブ材料Ｎが巻芯Ａ２上に巻かれ始め、巻芯Ａ２２が通路２１に沿って前方に向けて転がりながら移動している間に、第二ロールＬ２の巻取が始まる。
【００６１】
第一ロールＬ１は、例えば、ローラ１，３及び８の周速度を作用させることで、第二巻取クレードル１０からの排出動作を開始する。幾つかの実施例では、ローラ８の角速度が加速され得、及び／又はローラ３の各速度が遅くされ得、第二巻取クレードル１０から排出スライド３１に向けたロールＬ１の動きを生じさせる。第四巻取ローラ８は、ロールＬ１が排出スライド３１に向けて通過することができるように上方に搖動する。
【００６２】
図４では、第二巻取コアＡ２は、第一巻取クレードル６の中にあり、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第三巻取ローラ７に接触している。
【００６３】
完成したロールＬ１は、スライド３１上に排出されている。
【００６４】
新しい巻芯Ａ２の周りにウェブ材料Ｎを供給して、第二ロールＬ２の形成が続き、新しいロールＬ２の直径は、結果として、大きくなる。第三巻取ローラ７は、枢軸、即ち軸９Ａ周りのアーム９の動きによって、第二ロールＬ２の直径の増大に追従して動くことができる。
【００６５】
巻取サイクルの一部が、巻取クレードル６で行われた時点で、ロールＬ２は、巻取が完成する第二巻取クレードル１０に移される。この目的のために、ロールＬ２がニップ５を通過する必要がある。このため、幾つかの実施例では、巻取ローラ１及び３の一方、又は好ましくは両方が、各々、搖動軸１Ｃ及び３Ｃの周りを搖動する各々アーム１Ｂ及び３Ｂによって支持されている。
【００６６】
巻取クレードル６から巻取クレードル１０への移動の中間のステップを示している図５に示すように、巻取ローラ１及び３の間の中心間距離は、徐々に大きくされ、その結果、ロールＬ２は、巻取クレードル１０に向けてニップ５を通過できるようになる。ロールＬ１が大きくなることを可能にし、かつ、スライド３１へ向けてロールＬ１が排出されることを可能にするために上昇された第四巻取ローラ８は、ニップ５に向けて戻され、ニップ５を介して前進するロールＬ２と接触する。このステップでは、ロールＬ２は、四つの巻取ローラ１，３，７及び８の全てと接触し得る。第三巻取ローラ７は、ロールＬ２に追従して、ロールＬ２がローラ１及び３の間の距離が最小になる領域を超えて通過するまで、ニップ５に向けて動く。この位置からロールＬ２は、ローラ１，３及び８のみと接触するようになり、その巻取が第二巻取クレードル１０で完了される。
【００６７】
ロールＬ２の軸の前方への動きは、巻取ローラの動きを、それらの軸の相互の位置を動かすことによって、ローラ１及び３の間の最小間隔の領域を通してロールを前方へ動かすように制御することによって、適切に得ることができる。例えば、前方への動きは、第三巻取ローラ７によってロールを押すことによって得ることができる。幾つかの実施例では、ローラの周速を一時的に変化させることによって、例えば、第二巻取ローラ３の周速を短時間だけ減速することによって、ロールの動きを促進し、支持し、又は作用することを可能にしている。
【００６８】
図５の実施例では、ロールＬ２が四つの巻取ローラ１，３，７及び８に接触しているステップを示しているが、他の実施例では、ロールＬ２がニップ５を通過し、巻取ローラ１及び３の間の最小間隔の地点を超えて、第四巻取ローラ８に接触する状態になる前に、第三巻取ローラ７がロールＬ２との接触を無くすことができる。しかしながら、前記実施例においては、ロールが常に少なくとも三つの巻取ローラと接触しているので、様々な行程の間、ロールがよりよく制御され得る。
【００６９】
第二巻芯Ａ２が図４の位置に残っている時間、即ち、巻取クレードル６に残っている時間は、巻取ローラ１，３及び７の周速及び／又はこれらのローラの位置に影響を与えることによって簡単に制御され得る。第二巻芯Ａ２は、巻取ローラ１，３、及び７の周速が相互に同じである間はずっと、前方へ動くことなく、この位置に実質的に残る。上述したように、例えば、第二巻取ローラ３を原則することによって、前方への動きが得られる。従って、巻芯Ａ２を保持し、所望の時間、巻取ローラ１，３及び７で、その周りに第二ロールＬ２を形成することで、巻芯Ａ２に巻かれるウェブ材料Ｎの量は自由に設定することが可能である。
【００７０】
ロールＬ２が第二巻取クレードル１０にある時、第二ロールＬ２の巻取は、図１に示す状態に達するまで継続する。第二巻取クレードル１０の中へのニップを介したロールＬ２の動きに追従してニップ５に向けて動かされる第三巻取ローラ７は、図１に示した、切断部材２３と協働する初期位置に戻され得る。
【００７１】
巻戻し装置の構成部材の構造は、巻芯Ａ１及びＡ２が二つのローラ１及び３に接触するようになる時から、ロールがローラ１との接触をなくしてローラ３及び８の間から排出され始める時まで、巻芯Ａ１及びＡ２の中心が進む軌道が、実質的に直線になるようにされる。これにより、より均一な巻取が可能になり、かつ、このことが、例えば、米国特許第７，７７５，４７６号及び米国特許公開Ａ２００７／０１７６０３９に開示されている表面巻取技術と軸即ち中心巻取とを組み合わせた巻取サイクル中の巻芯及びロールの回転及び前方への移動全体の制御を改善するために、巻芯の対向する端部に挿入され得る軸の使用を促進する。
【００７２】
図６〜図１７は、本発明による巻戻し装置の別の実施例を示している。同じ符号は、図１〜図５を参照して説明した部品、構成要素又は構成部材と同一又は同等のものを示している。
【００７３】
この実施例では、全体が符号２で示された装置は、回転軸１Ａを有する第一巻取ローラ１を備え、この第一巻取ローラ１は、回転軸３Ａを有する第二巻取ローラ３の横に配置されている。回転軸１Ａ及び３Ａは、実質的に、相互に平行である。二つの巻取ローラ１及び３の間には、ニップ５が画定されており、このニップ５を通して、その周りにログ即ちロールＬ１及びＬ２が形成される巻芯Ａ１，Ａ２に巻き回されるべきウェブ材料Ｎが供給される。巻取ニップ５を通過する巻芯Ａ１及びＡ２は、ニップ５の上流から、装置の第一巻取クレードル６に導入される。第一巻取クレードル６は、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び符号７Ａで示された軸の周りを回転する第三巻取ローラによって形成される。
【００７４】
巻芯は、それらがニップ５の下流に配置された、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第四巻取ローラ８によって形成された第二巻取クレードル１０にきた時に、それらの周りでウェブ材料Ｎを受け取ることを止める。第四巻取ローラ８の回転軸は符号８Ａで示されている。符号１２は、符号１２Ａの位置でヒンジ止めされ、かつ、第四巻取ローラ８を支持する一対のアームを示している。矢印ｆ１２は、ピボット運動、即ち、アーム１２従って第四巻取ローラ８の往復回転運動を示している。
【００７５】
第三巻取ローラ７は、巻取ニップ５に向けて及びそこから離れる方向に動かされる。幾つかの実施例では、第三巻取ローラ７は、両矢印ｆ９に従った往復運動で回転するために、軸９Ａに枢止された一対のアーム９によって支持されている。
【００７６】
ウェブ材料Ｎの軌道は、第三巻取ローラ７の周囲及び第一巻取ローラの周囲を通ってのび、巻取サイクルの幾つかのステップの間（例えば、図６参照）、二つのロール７及び１の間にウェブ材料の一部を形成する。
【００７７】
巻取ニップ５、第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ３には、巻芯供給装置１１が配置されており、該装置１１は、任意の適当な方法で設計され得る。
【００７８】
幾つかの実施例では、巻戻し装置は、巻芯用の転動面１９を備えている。この転動面１９は、ほぼ円筒の形状を有し得、ローラ７が図６に示す位置にある時に、第三巻取ローラ７とほぼ同軸上にある。転動面１９の長さ、即ち、ウェブ材料の供給通路に沿ったその長さは、図１〜図５を参照して説明した実施例の転動面１９の長さより実質的に短い。この実施例の場合にも、転動面１９は、二つの部分１９Ｂ及び１９Ｃによって形成されている。転動面１９の各部分１９Ａ及び１９Ｂ又はそれらのうちの少なくとも一方は、相互に、かつ、この図面の平面に対して平行な成形シートによって形成され得る。また、この実施例の場合、転動面は、相互に平行で、かつ、巻取ローラ７に面している一枚のプレートから成る湾曲されたエッジによって形成されている。
【００７９】
転動面１９及び第三巻取ローラ７の円筒状面は、巻芯Ａ１及びＡ２の供給通路２１を形成する。第三巻取ローラ７が図６の位置にある時、巻芯のための供給通路２１の高さは、転動面１９の部分１９Ｂに対応する第一通路部分においては低く、かつ、転動面１９の部分１９Ｃに対抗する供給通路２１の第二部分においては高い。供給通路２１のこの高さの違いが、以下に説明するように、供給通路２１に導入される各新しい巻芯Ａ１及びＡ２の回転を促進する。
【００８０】
巻戻し装置２は、切断部材を備えている。この切断部材は、第三巻取ローラ７と共働し、かつ、第三巻取ローラ７と形成されるロールとの間の位置で、ウェブ材料と相互に作用するように、より正確に配置され、かつ制御されている。図６〜図１７の流れを参照しながら、より詳細に説明していく。
【００８１】
この実施例でも、切断部材は、その全体が符号２３で示されている。切断部材２３は、線形要素５３、例えば、適当にテンションがかけられたワイヤー又はケーブル、若しくは実質的に硬質な線形要素を備えている。前記線形要素は、可能なかぎり直線に近い線に従って配置され、好ましくは、巻取ローラ１，３，７及び８の軸とほぼ並行に配置されている。そして、線形要素は、以下に説明するように、その作業動作に起因する動的応力の作用の下での曲げ変形に対して制限された性質を有する。
【００８２】
線形要素５３には、巻取ローラ１及び７又は、より一般的には、巻取ローラ７及び巻取サイクルの最終段階におけるロールの間に形成される領域において、線形要素の長手方向に対して直交する方向で、かつウェブ材料の軌道と交わる作動軌道に従った動きが与えられる。
【００８３】
幾つかの実施例では、線形要素５３は、枢軸５１Ａの周りで旋回する一対のアーム５１によって支持され、以下により詳細に説明する目的のために、以下に説明する方法で、二重矢印ｆ５３に従って線形要素５３を動かす。
【００８４】
切断部材２３は、二つの最終位置、即ち、停止位置の間にのびる軌道に沿って動き得る。停止位置の一方は図６に示され、他方は図１２に示されている。
【００８５】
図６は、第一ロール、即ち、ログＬ１の巻取サイクルの最終ステップを示している。巻取サイクルのこのステップの間、ロールＬ１は、第二巻取クレードル１０の中にあり、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ３及び第四巻取ローラ８と接触している。ウェブ材料Ｎは、矢印ｆＮに従って第三巻取ローラ７及び第一巻取ローラ１の周りに供給され、ローラ１，３及び８によって回転させられ、巻取クレードル１０の中でそれらによって保持されているロールＬ１に巻かれる。符号２７は、巻取ローラ１，３，７及び８によって画定された巻取ヘッドの上流に配置されたウェブ材料用の案内ローラを示している。好ましくは、ウェブ材料Ｎの供給速度は、実質的に一定である。
【００８６】
少なくとも、ロールＬ１が巻かれている間は、装置の動作の一時的な段階である、所謂、交換段階を除いて、巻取ローラ１，３，７及び８の周速は実質的に相互に等しく、全ての巻取ローラは、図面に矢印で示すように、同じ方向に回転する。「実質的に等しい」とは、この実施例の場合、巻取ローラ７及び巻取ローラ８の間のウェブ材料Ｎの張力及び巻取の緊密さを制御する必要性に従ってのみ速度を変えることができることを意味し、例えば、周知のように、巻取ローラ間の軌道に沿って形成されるべきロールの中心が移動することによって生じる得る張力の変化を平衡するために速度を変えることができる。さらにまた、周速は、形成されるロールの前方への動きを生じさせるために、又は促進するために、僅かに変化し得、以下に説明するように、第一巻取クレードル６から第二巻取クレードル１０へのロールの通過を促進する。速度の変化は、当業者に公知のように、ニップ５のロールの通過を生じさせて促進するために、そして、第二巻取クレードルからロールを排出するために有益であり得る。
【００８７】
図６〜図１７の流れは、各ログ、即ちロールＬの巻取が終了した時に、ウェブ材料の切断をする二つの連続するステップを示している。
【００８８】
図６では、第一ロールＬ１は、第一巻芯Ａ１の周りに巻かれ終わっており、同時に、第二巻芯Ａ２は、供給部材１５によって係合され、巻取ヘッドの中に導入される準備がされている。切断部材２３は、その線形要素５３が、巻取ローラ１及び７の間のウェブ材料の供給軌道の一側にあるように配置されている。より正確には、巻芯を導入するための通路２１が配置されている側とは反対側に線形要素５３が位置するようにされている。
【００８９】
図７は、矢印ｆ５３に従った切断部材２３の動き始めを示している。その配置は、線形要素５３が、ニップ、即ち、第一巻取ローラ１と第三巻取ローラ７との間の空間を通って動き、ウェブ材料Ｎの第一巻取ローラ１と第三巻取ローラ７との間の部分に向けてだんだん動いていくようにされている。
【００９０】
図７では、巻芯供給部材１５によって通路２１に導入された筒状巻芯Ａ２が、転動面１９の部分１９Ｂと第三巻取ローラ７との間で加圧されている。転動面１９の部分１９Ｂによって画定された通路２１のこの最初の部分では、通路２１の高さは、好ましくは、筒状巻芯Ａ２の直径より小さい。筒状巻芯Ａ２は、可撓性材料、例えば、厚紙又はプラスチック等で形成され、その結果、図８の次のステップに示すように、圧力によって巻芯Ａ２は弾性的に変形され得、同時に、巻芯Ａ２は、角速度が加速され、転動面１９を転がり始める。
【００９１】
図８は、切断部材２３の線形要素５３が、ウェブ材料Ｎに接触し始め、第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ７に接する面を超えて、即ち、ウェブ材料Ｎの通常の供給軌道を確定する面を超えて、移動する時の次の瞬間を示している。図８では、ウェブ材料Ｎは、線形要素５３によって押圧され、その通常の供給軌道に対して、移動された位置で示されている。
【００９２】
転動面１９上での筒状巻芯Ａ２の転がり始めの影響によって、筒状巻芯Ａ２の外面上に付与された接着剤の線Ｃが、第三巻取ローラ７の周りに引っ張られた部分でウェブ材料に接触する状態になる。
【００９３】
図９では、切断部材２３の線形要素３５は、転動面１９を超えて移動している。そして、該線形要素３５は、その周囲でウェブ材料が駆動され、かつ、新しい巻芯Ａ２によって、前記ウェブ材料がそれに対して挟まれる第三巻取ローラ７と協働して、ウェブ材料Ｎの切断を完了させる。ウェブ材料Ｎは、接着剤Ｃによって新しい巻芯Ａ２に接着し、その巻芯Ａ２に巻かれ始める。切断部材２３の線形要素５３は、（図面における）下方に向けて動き続け、転動面の、巻芯供給通路２１が配置されている側と反対側にある停止位置、即ち、アイドル位置に達する。この目的のために、幾つかの実施例では、シート５４が設けられ得る。該シート５４は、例えば、転動面１９、より正確には転動面１９の部分１９Ｃを形成するプレートの各々に設けられたノッチ又は溝で形成され得る。
【００９４】
図１０は、線形要素５３が、完全にシート５４の中に収容された段階を示している。ウェブ材料Ｎが周りに一巻きされた筒状巻芯Ａ２は、巻取ローラ１，３及び７によって画定された第一巻取クレードル内で係合され、所定の時間、この位置で保持され、第一巻取ステップが始められる。第四巻取ローラ８は、第一巻取ローラ１と第二巻取ローラ３との間のニップ５から離れる方向に動かされており、巻芯Ａ１の周りに完全に形成された第一ロール即ち、第一ログＬ１の排出を可能にし、従って、巻取ローラ１，３及び７によって成された第二巻取クレードルから出るために、前記ロールＬ１はスライド３１の上を移動する。排出は、当業者に公知のように、巻取ローラの周速の適当な変化によって行われ得る。
【００９５】
図１１では、第一及び第二巻取ローラ１及び３は、相互にお互いから離れる方向に動かされ、周りにロール即ちログＬ２が部分的に形成された第二巻芯Ａ２が、第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ３の間に形成されたニップ５を通過することを可能にしている。矢印ｆ１及びｆ３は、巻取ローラ１及び３の相互に離れる方向への動きを示している。別の実施例では、二つの巻取ローラ１及び３の一方だけが、ニップ５を広げて、ニップ５を新しいロールＬ２が通過することを可能にするために移動可能である。図１〜図５を参照して上述したように、二つの巻取ローラ１及び３が相互に離れる方向に対称的に動くことによって、巻芯Ａ２が連続直線軌道を進むことが可能になり、少なくとも巻取サイクルの一部分の間、巻芯Ａ２を不図示の軸によって簡単な方法でガイドすることが可能になるという利点が得られる。
【００９６】
巻取サイクルのこの段階では、第三巻取ローラ７は、枢軸９Ａの周りでアーム９が回転（矢印ｆ９）することによって移動し、ロールＬ２がニップ５を通過する間、ロールＬ２の動きに追従する。この方法では、第二ロールＬ２は、三つの巻取ローラ１，３及び７に接触して巻かれる。
【００９７】
第一ロールＬ１が、第二巻取クレードルから排出された後、第四巻取ローラ８は下方（矢印ｆ８）に下げられ、第二ロール２がニップ５を通っている間、又は、第二ロール２がニップ５を通過してローラ１，３及び８間の第二巻取クレードルに入った時、第二ロールＬ２と接触する。図１１に示された段階では、この実施例においては、ロールＬ２が四つの巻取ローラ１，３，７及び８と接触している。
【００９８】
第一巻取ローラ１及び第三巻取ローラ３の間のニップ５を通る新しいロールＬ２の前方への動きは、ローラ１，３及び７の相互の動きと共働して、周速を変えることによって、例えば、第二巻取ローラ３を減速することによって与えられ、また、この速度変化によって促進され得る。
【００９９】
一度、ロールＬ２がニップ５を通過すると、巻取部材は、図１２に示す位置を採り、この位置において、ロールＬ２は第二巻取クレードルの中にあり、巻取ローラ１，３及び８と接触し、第三巻取ローラ７は、この段階では、巻取ローラ１，３及び８の間の巻取クレードルに実質的に一定の速度で実質的に連続して供給されるウェブ材料をガイドして駆動する機能だけを持つ。切断部材２３は、図１１の位置に残り、線形要素５３はシート５４の中にある。
【０１００】
図１３は、第三巻芯Ａ３を導入し、第二巻芯Ａ２への第二ロール即ちログＬ２の巻取が、第二巻取クレードル１，３及び８内で完了しているステップを示している。図１３においては、各巻取ローラは、実質的に、図７における位置と同じ位置にあり、切断部材２３は、矢印ｆ２３に従って、（図面における）上方へ動き始め、前のサイクル（図７及び８）でウェブ材料の切断を開始した側の反対側からウェブ材料Ｎに干渉する。
【０１０１】
図１４では、図８に示したことと同様に、新しい巻芯Ａ３が回転し始め、通路２１において転動面１９上を転がり始めている。同時に、切断部材２３は、線形部材５３が、第一巻取ローラ１及び第三巻取ローラ７の間の部分において、ウェブ材料の供給軌道に干渉する位置まで動いている。
【０１０２】
図１５においては、ウェブ材料Ｎは、その上に新しい巻芯Ａ３が押圧され、従ってウェブ材用Ｎを挟む第三巻取ローラ７と共働して、ウェブ材料の上に作用する線形要素５３によって切断されている。ウェブ材料の先端部分は、巻芯Ａ３に付与された接着剤Ｃの影響で、巻芯Ａ３に巻かれ始める。図９に示したステップと同様に、その周りにウェブ材料Ｎが一巻された巻芯は、転動面１９上を転がって前進し、第二巻取ローラ３及び第三巻取ローラ７と接触する。
【０１０３】
線形要素５３は、そこからウェブ材料Ｎの次の切断サイクルを実行するために動き始める最終静止位置（図１６）まで、第一巻取ローラ１及び第三巻取ローラ７によって形成されるニップを通過する動作を継続する。ロールＬ２は、まだ第二巻取クレードル内にあるが、図９で説明したことと同様に、第一巻取ローラ１から離れるが、第二巻取ローラ３及び第四巻取ローラ８とは接触したままの状態で残るように動く排出動作を始める。
【０１０４】
図１６では、第二巻芯Ａ２に巻かれた第二ログ即ちロールＬ２は、第二巻取クレードルから完全に排出されており、スライド３１上を転がっており、同時に、第四巻取ローラ８は（矢印ｆ８で示すように）第一巻取ローラ１及び第二巻取ローラ３の間のニップ５に向けて移動している。第三巻取ローラ７は、ニップ５に向けて移動しており、第三巻芯Ａ３の周りに形成されている第三ロールは、ここで、第一巻取クレードルを形成する三つの巻取ローラ１，３及び７に接触している。
【０１０５】
次の図１７では、巻取部材は、図１１の位置に戻り、第三巻芯Ａ３の周りに巻かれた第三ロール即ちログＬ３は、第一巻取ローラ１と第二巻取ローラ３との相互に離れる方向への相互の動きによって拡げられたニップ５を通っている。このステップにおける巻取は、図１１を参照して説明したように、ログＬ３に接触する四つの巻取ローラの間で実行される。
【０１０６】
図１７から、図６〜図１０のシーケンスに従って巻取サイクルが継続し、第三ロールL３の巻取を完了し、装置内に導入される第四巻芯の周りに次のロールの巻取を開始する。
【０１０７】
図６〜図１７に示した実施例では、巻芯を導入するための通路２１及び転動面１９は、図１〜図５の実施例より小さい。従って、接着地点、即ち、ウェブ材料Nが新しい巻芯状に接着する地点は、線形要素５３を用いて切断することによって形成されるウェブ材料の先端縁により近い。これにより、より良く、しわが少なく、巻芯上での紙の最初の折り畳みが、図１〜図５の構成で得ることができるものよりも短くなり、より高い巻取品質を得ることができる。
【０１０８】
さらにまた、図６〜図９のシーケンスと、図１〜図３のシーケンスとを比べると明らかなように、巻芯が転動面１９との接触をなくし、第一巻取ローラ１、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラ７と接触する第一巻取クレードル内で巻取を開始する前の各巻芯A1〜A3の周りに巻かれるウェブ材料Nの量が、図１〜図５の実施例における実施例に比べて、図６の実施例の方が実質的に少ない。三つの巻取ローラとの接触で実行される巻取の品質が、転動面１９にロールが接触している時に実行される巻取の品質より高いので、図６〜図１７における実施例では、各ロールの最初の部分で巻かれるウェブ材料のより高い巻取品質と、より良い均一性が達成される。
【０１０９】
図面は、単に、本発明の実用的な構成を用いて提供された実施例を示しているにすぎず、発明の概念の範囲から逸脱することなく形態及び構成を変更し得ることは理解され得る。特許請求の範囲における参照符号は、添付図面及び説明を参照して特許請求の範囲を読み易くするもので、特許請求の範囲によって表される保護の範囲を限定するものではない。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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