(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の(a)(b)(c)(d)を特徴とし、
リールの芯体(11)は、取り扱いユニット(19)の軸受け(21)が進入して、摩擦力でロックされる態様で固定される貫通中心口部（22）を備え、横断方向に移動できる保持部材によって、リール(10)を持ち上げ、運搬することができる包装材または煙草用紙の素材ウエブを巻着したリールの取り扱い装置。
（a）複数の細長いウエブクランプ板（23）が、互いに離間して軸受（21）の外周に沿って配置されており、軸受（21）の外周に沿ってその長手方向に延出している
（b）前記クランプ板（23）は、軸受（21）の長手方向軸に平行な方向に径方向に延出しており、リールをグリップし、リール芯体（11）の内面（13）に抗して押圧され、ウエブクランプ板（23）が、前記口部（22）内に延出する区域とともにリール芯体（11）の内面（13）と接する
（c）リール芯体（11）は、硬質の素材であるプラスチックまたは金属からなり、内面（13）に径方向の溝（14）を有する
（d）ウエブクランプ板（23）は、少なくとも１つの外側を向く径方向の突起（26）を有し、前記突起は、これが径方向に延出されるとき、積極ロックの態様で芯体（11）の内面において前記径方向の溝に進入する
【請求項２】
下記の諸点（a）〜（c）を特徴とする請求項１に記載の装置。
（a）複数の前記ウエブクランプ板（23）は、軸受（21）の長手方向軸に平行な位置において径方向に移動することができ、いずれも、複数のラグ(29)と平行四辺形接続で軸受け(21)にマウントされている
（b）複数のラグ(29)は、関節態様で軸受け(21)の一方の端部にマウントされ、また、関節態様でウエブクランプ板(23)の他方の端部にマウントされる
（c）ラグ(29)は、内側から外側に向って鋭角をなして傾斜して配置される
【請求項３】
下記の諸点（a）〜（c）を特徴とする請求項１に記載の装置。
（a）ウエブクランプ板(23)は、中空のシリンダー状軸受け(21)の内部に配置された押圧部材(32)によって、リール芯体(11)内部のクランプ位置へと延出される
（b）押圧部材(32)は、ウエブクランプ板(23)を延出するために、下方へと移動することができる
（c）押圧部材(32)は、関節ラグ(27)によって、各ウエブクランプ板(23)に接続され、前記ウエブクランプ板(23)は、押圧部材(32)の下降移動中に、ラグ(27)によって、径方向外側に向って移動されることができる
【請求項４】
下記の諸点（a）（b）を特徴とする請求項３に記載の装置。
（a）押圧部材(32)は、ウエブクランプ部材の延出位置において、圧縮バネ(34)によって、その移動方向に負荷される
（b）押圧部材(32)は、ウエブクランプ部材(23)を移動するために、気動シリンダー(36)によって圧縮バネ(34)に作用する負荷に抗して格納位置に移動される
【請求項５】
下記の諸点（a）〜（c）を特徴とする請求項１に記載の装置。
（a）軸受け(21)の下方自由端部には、軸受けの移動を制御するカメラ(38)が設けられる
（b）カメラ(38)は、軸受け(21)の下端部に形成された心合わせされた刻み目付与部(40)に付設される
（c）カメラ(38)は、中央の評価ユニットに接続される
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リールの芯体によって形成された中心口を備え、持ち上げおよび運搬ユニットの軸受けがこの中心口に導入される、材料ウエブが巻かれたリール、特に、包装材が巻かれたリールの取り扱い装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
包装機の効率増大に伴って、煙草の包装においては、とりわけ包装材を巻着したリールの取り扱いが特別な問題となっている。この問題は、煙草の巻紙を煙草製造機に供給する場合にも存在する。
【０００３】
時として大容量のリールは、主として壁厚の大きいカードボードで構成される不可欠のシリンダー状のリール芯体を備える。
【０００４】
これらのリールを取り扱い保持するために、リール芯体の中心口内にほぼ整合する態様で嵌まり合うシリンダー状の軸受けが知られる。リールを収容する軸受けを備え、リールを運搬する取り扱い装置もすでに知られる(US 5,562,393)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、特にリールの持ち上げおよび運搬ユニットを備える取り扱い装置を、リールを取り扱う間、これが軸受けに信頼性高くしっかりと保持されるように開発し改良するという目的に基礎を置く。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、この目的を達するために、軸受けがリール芯体の口内に、非積極的および／または積極的ロック態様で、取り外し可能に固定される。この軸受けは保持または軸支部材、特に、横方向に突出したクランプ部材またはクランプジョーを備える。これらは、リールを軸受けにしっかり保持または固定するために、リールの芯体の内面と向き合って、非積極的なロック態様で、有利にはさらに積極的ロック態様で接する。クランプ部材は、可動すなわち格納、突出が可能で、クランプ部材はリールを取り外すために径方向に格納される。
【０００７】
この発明の特別な様相は、好ましくはプラスチックまたは金属のような寸法安定性のある素材で構成されるリールの芯体が、その内側面に１つまたは多数の刻み目、特にあらゆる方向に向く一本の溝を有するという事実に存する。これに対応して造形される軸受けの部材、すなわち特に可動なクランプウエブが前記の刻み目付与部内に進入し、積極的なロック態様でリールをグリップし保持する。リールはかくて特に積極的なロック係合によって確実に保持される。
【０００８】
この発明の別の様相によれば、持ち上げおよび運搬ユニットの軸受けが、複数個のリール、例えば煙草用紙のリールがその軸線方向において、上下に重なって、または隣接してグリップされるように寸法決めされる。この場合、軸受けの可動部材を、対応する構造のリール芯体に積極的ロック態様で接続することは、有利にも、下部または端部リールの区域においてのみ行われる。
【０００９】
さらに、リールを軸受けに追加的に固定すること、すなわち特定の可動な回動性保持部材を設けることが、この発明の特別な態様として提供される。この特定の回動性保持部材は、軸受けが１個または複数個のリールを収容したとき、下部または外側のリールに対向して移動することができ、この場合、この回動性保持部材は、安全部材として、下部または外側のリール／リール芯体またはこれらから距離を隔てて配置すべきリール／リール芯体と接することができる。
【００１０】
この発明のべつの特徴は、軸受けと持ち上げおよび運搬ユニットの改善に関する。
【００１１】
添付図面を参照しつつ、以下に模範具体例をもっと詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図示の具体例およびその細部は、煙草製造技術の分野におけるリール１０の取り扱いに関する。これらのリール１０は、包装材のウエブ、例えば錫箔が巻着される（図３参照）。図３のリールは、ダブル幅のウエブで構成される。これとは対照的に、図１は、比較的幅の狭いリールを示し、これは例えば、煙草用紙用である。
【００１３】
リール１０はその中央部に中心となる芯体１１を備える。芯体１１はセルロース材でよい。しかしながら、現模範具体例においては、リールの芯体１１は堅固な硬質の素材、例えばプラスチックから作られる。
【００１４】
シリンダー状のリール芯体１１は、その外面１２に巻着された素材ウエブを有する。シリンダー状の内面１３は突出部および／または刻み目を備える。図３、４の模範具体例においては、すべての向きに向かう溝１４がリール芯体１１の下部区域またはその端部に隣接して設けられ、グリップまたは保持部材を（積極的ロックして）取り付けるために機能する。この場合、溝は、すべての方向に向かう上部傾斜面１５、下部傾斜面１６を備える断面が台形であるように形成される。リール１０が適切に装着されたとき、リールの芯体１１の上端部には、保持部材をリール芯体１１内に容易に導入することを可能にする円錐形の漏斗状の端面１７が形成される（図４）。反対側には、対応対称面１８が、リール芯体１１の端部限界部として形成される。この対応対称面１８は、巻着ウエブの区域を越えて突出するリールの芯体１１の突起の一部であり、上下に配列された複数のリール１０が重ねられたとき、隣接するリール同士をリールの芯体１１の区域で中心合わせをもたらす。
【００１５】
リール１０を取り扱うために、すなわち、これらを持ち上げ、運搬するために取り扱いユニット１９が設けられる。ここでは、これが（図示しない）可動コンベヤー、特に工場ビルディングの高所に配置されるレールトラックに沿って移動する頭上コンベヤーの一部である。この場合、取り扱いユニット１９は、上方にむかって広がり、その底部において共通の支持プレート２０に関節の態様で取り付けられた（３本の）テレスコープ型のアーム６０で構成される（図１）。前記の支持プレート２１に（間接的に）取り付けられる部材が、１つのまたは複数のリール１０をグリップするために下方を向く軸受け２１である。この取り扱いユニット１９は、US特許第 5,562,393号にしたがって形成されることが好ましい。
【００１６】
１個のリール１０（または上下に重なった複数個のリール１０）をグリップするために、軸受け２１がリールの芯体１１によって形成される中心口２２内に導入される。不可欠的にシリンダー状をなす軸受け２１は、その外径が、前記中心口２２の内径よりも僅かに小さいように大きさが決められる。
【００１７】
軸受け２１は、リール１０が軸受け２１によって持ち上げられるように、口部２２またはリールの芯体１１の内側に取り外し可能に固定される。この目的で、保持部材が横方向に、すなわち軸受け２１を横断する方向に突出することができ、、リールの芯体１１と非積極的および／または積極的な接続を形成する。
【００１８】
現模範具体例においては、数個（３つの）の細長いクランプ部材、すなわち、クランプ板２３が、軸受け２１の外周面に沿って設けられる。このクランプ板２３は、軸受け２１を形成するシリンダー状のジャーナル体２４の一部である。クランプ板２３は、それぞれ、軸受け２１の長手方向に延出する直立スロット２５内に僅かな遊びを備えて座着する（図３）。
【００１９】
細長いクランプ板２３は、ジャーナル体２４の外側面を越えて突出してリール１０をグリップするように横断方向に突出する。その結果、クランプ板２３は、上部の区域において、リール芯体１１の内側面と向かい合って、これと非積極的に接するようになる。これに加えてさらに、クランプ板２３とリールの芯体１１との間に積極的ロック接続が提供される。クランプ板２３の横方向に向く突起２６は、積極的なロック態様で溝１４内に進入し（図３）、現具体例では上部傾斜面１５と接する（図３）。突起２６は、クランプ板２３の両下端部に装着される。運搬されたリール１０を取り外すには、クランプ板２３がその初期位置へと内側に後退される。このようにすれば、クランプ板２３がその突起２６を含み、軸受け２１の外面を越えて突出することはない。
【００２０】
クランプ板２３の付勢は、中空の軸受け２１の内部で行われる。各クランプ板２３は、軸受け２１の内部で複数のラグ２７、２８、２９によって支持される。各端部に関節をなす態様で装着されるラグ２７、２８、２９は、クランプ板２３を外側または内側にほぼ平行な移動をもたらすように平行運動機構を形成する。
【００２１】
下部の比較的短いラグ２８、２９は、軸受け２１の横断方向を向く内側の中間壁３０、３１に支持される。ラグ２８、２９は、リール１０が持ち上げられるとき、リール１０の死荷重によって自動的クランプ効果が発生するように、それらの寸法と位置が決定される。図３に特に明瞭に示されるように、この目的でラグ２８、２９が、リール１０の死荷重の下においては死点位置を越えて移動することができないように、その支持位置において内側から外側へ上に向かって極端な鋭角をなして僅かに傾斜する。
【００２２】
上方のラグ２７は両用の付勢に、すなわち、クランプ板２３の突出および後退の両用の付勢を行うように機能する。このために、軸受け２１の内側に付勢部材が設けられる。この目的で、（３つの）ラグ２７が共通の付勢部材、すなわち、押圧プレート３２に設けられる（図３）。押圧プレート３２は、軸線方向すなわち押圧プレート３２とともに上下方向に移動可能なピストンロッド３３の（下方）端部に配置される。押圧プレート３２を下方へ押圧することによって、（長い）ラグ２７は、広がる態様で作用するので、クランプ板２３は外側に移動する。押圧プレート３２を上方に移動すると、上記と反対の移動が発生する。
【００２３】
押圧プレート３２は、下に向かって広がる、すなわち付勢移動を行わせる押圧部材の作用を受けて付勢される。現具体例の場合、この押圧部材は（予めテンションを付与された）螺旋状圧縮バネ３４である。この螺旋状圧縮バネ３４は、ピストンロッド３３に装着されており、押圧プレート３２の底部と固定支持部材３５の上部とで支持される。ピストンロッド３３は、圧縮バネ３４が圧縮されるとき、支持部材３５内をスライドする態様で通過して移動することができる。
【００２４】
したがって、クランプ板２３は、圧縮バネ３４によって、すなわち、外部からの供給エネルギー、特に圧力媒体に依存しない部材によって広がった位置に移動する。１つの（圧力媒体）シリンダー３６、特に気動シリンダーが、出発位置に復帰する移動を行う機能を遂行する。前記シリンダーは、圧縮バネ３４とクランプ板２３が出発位置に移動して復帰するときに、押圧プレート３２が持ち上げられるように圧縮空気によって作動される。
【００２５】
モニター部材すなわち１つの起動部材６９が軸受け２１の上部横断壁３７の区域に設けられ、特定の相対位置において、もしも、シリンダー３６による取り外しの後リール１０を収容するために押圧プレート３２が圧縮バネ３４によって下に移動しない場合、すなわちリール１０のグリップに関して誤認が起きた場合に、エラー信号が発生するように軸受け２１内に突出する。
【００２６】
軸受け２１の移動は、リール１０を収容するために、軸受け２０が口部２２と正確に整合するように、自動的に制御される。この目的で、制御ユニットが軸受け２１の下部区域に、すなわち中間壁３０によって隔てられた下部室内に収容される。前記制御ユニットは、そのレンズ３９が底部または端部において軸受け２１内に配置されるカメラ３８とともに作動する。現行模範具体例においては、レンズ３９は、軸受け２１内において下に向かって開く刻み目付与部４０内に座着する（図３、５）。
【００２７】
取り扱いユニット１９が作用移動を行う間、カメラ３８は収容対象であるリール１０の位置を記録する。この場合、カメラ３８は、リールの芯体１１のイメージに好都合に向けられる。この目的で、リールの芯体１１にはカラーでマークが施される。カメラ３８によって記録されたこのイメージは、電子工学ユニット４１によって処理され導線４２を経て、軸受け２１外の中央演算ユニットに送られる。導線４２は、プラグ４３によって電子工学ユニット４１と接続する。
【００２８】
この装置または軸受け２１は、不正な取り扱いを律するセーフガード部材を専用に備える。これらは特に、リール１０に関する軸受け２１のどのような不正な位置も探知する。
【００２９】
軸受け２１の自由な、すなわち下端部には、軸受け２１が口部２２に対してオフセットした位置にある場合にエラー信号をトリガーする機械的な走査部材が設けられる。この走査部材は、軸受け２１に対する弾性圧力に対してその軸線方向すなわち軸受け２１内に移動することが可能なインパクト部材４４である。このインパクト部材４４は、筒状またはシリンダー状の形をなし、刻み目付与部４０を包囲する。このインパクト部材４４は、支持バネ４５によって軸受け２１のハウジングと接して、特定すれば下部中間壁３１と接して支持される（図３）。数本の、すなわち３本の案内ロッド４６、４７は、インパクト部材４４を案内する役割を有し、インパクト部材４４の周辺部に沿って分布する。支持バネ４５は、案内ロッド４６、４７に座着する。これらは、インパクト部材４４内の対応する凹部内をスライドすることができるので、インパクト部材４４は、その自由端部または自由縁部に負荷が加わると、支持バネ４５の圧縮とともに刻み目付与部４０内に押し込まれる。
【００３０】
出発位置において、インパクト部材４４は軸受け２１を越えて突出する。この場合は、インパクト部材４４の肩部が軸受け２１のストッパー部４９と接する。
【００３１】
エラー信号を発生するために、案内ロッド４６は、付勢部材として軸受け２１の内部へ上方に突出する。案内ロッド４６は、中間壁３０にまで突出する（図３）。無接点走査部材すなわちイニシエーター５０（図３）が、前記中間壁の下側に設けられる。案内ロッド４６の肉厚部が、図３または図５の位置に上昇する間に切り換え信号が発生するように、スイッチ部材またはイニシエーター５０と相互作用を行う。
【００３２】
軸受け２１は、取り扱いユニット１９上で全体で可動なように装着される。軸受け２１の一部としてポット状に造型された上部横断壁３７（図３）は、取り扱いユニット１９上で、すなわち、軸受け２１上で移動できるように装着される。軸受け２１または横断壁３７は、選択される接続によっては取り扱いユニット１９または支持プレート２０に対し傾斜する位置を占めてもよい。これらの結果としてエラー信号が発生する。
【００３３】
この目的で、現行具体例においては、この横断壁３７が支持ボルト５１で支持プレート２０に接続される（図３）。支持ボルト５１は、底部においては横断壁３７に固定的に接続されるが、反対側の端部においては、支持プレート２０内の対応するボア５２内で長手方向に移動できるように装着される。その結果、軸受け２１は、支持プレート２０に対して、横断壁３７と一緒に持ち上げられることができ、支持ボルト５１は、ボア４２内で上方へ移動される。図３における正常な位置は、横断壁３７上および支持プレート２０上で支えられる圧縮バネ５３によって確保される。支持プレート２０に対する軸受け２１の移動は、結果として支持ボルト５１の１つに設けられたスイッチラグ５５と相互作用を行う切り換え部材すなわちイニシエーター５４を付勢する。
【００３４】
相対移動は、横断壁３７の上側にあるカバー５６によって規定される。カバー５６上には、その口部が支持プレート２０の外周よりも大きいスペーサーリング５７が設けられるので、もしも軸受け２１の不整合が起きると支持プレート２０がスペーサーリング５７内に挿入される。
【００３５】
軸受け２１は、複数個のリール１０が同時に収容されるような大きさに設計される（図１）。軸受け２１は、中心が一致し、互いに接するリール１０によって形成される共通の口部２２内に進入する。現模範具体例においては、その大きさが、積み重なったリールの下部リール１０の区域において、クランプ板２３の特記２６（図３）が、先に説明した態様の構造を持つ溝１４（図４）内に進入するように設定される。複数個のリールのうち、下位の１つのリールだけが、積極的ロック態様でグリップされ、前記下位のリールの上に重なるその他のリールはクランプ板２３によって非積極的に支持される。
【００３６】
取り扱いユニット１９は、リール１０が軸受けから落下するという望ましくない事態を防止するための（付加的な）セーフガードを備える点に、別の特徴を有する。この目的で、可動な支持部材が設けられ、この部材は、取り扱いユニット１９に接続され、１つまたはそれ以上のリール１０が軸受け２１によって収容されたとき、リール１０の下側または軸受け２１の自由端部と向き合うように移動する。
【００３７】
図１の模範具体例においては、支持リム５８が設けられ、この部材は回動アーム５９、すなわち、テレスコープ型アーム６０を介して取り扱いユニット１９に接続される。そのホルダー６１はテレスコープ型アーム６０に装着される。前記ホルダーにおいては、回動アーム５９が回動軸受け６２に装着される。トランスミッション６４を備えるモーター６３が回動運動を行う。
【００３８】
リール１０を軸受け２１に支持または固定するために、保持部材すなわち支持リム５８が、回動アーム５９によって、上部の出発位置から、リール１０または軸受け２１の下側にある図１に示す位置へと回動される。もしも、リール１０が、軸受け上で下方に移動するとすれば、それは望ましくなく、この支持リム５８がリールの脱落を防止する。
【００３９】
支持リム５８に切り換え部材が設けられ、もしリール１０が前記切り換え部材上に落下すると、この切り換え部材がエラー信号をトリガーするという事実にさらに独自の特徴が存在する。この場合は、それが、支持リム５８上に設けられた１つの弾性的に装着された切り換えプレート６５であり、リールが軸受け２１上で、望ましくない相対位置を占めたり移動したりする結果、もしも（下位の）リール１０またはそのリール芯体１１が、切り換えプレート６５に作用すると圧力バネ６６に抗して下方に移動される。
【００４０】
以上に説明した装置は、代替的な態様で設計することができる。例えば、保持部材は、軸受け２１に装着することができ、保持部材は、軸受け２１が口部２２に導入されたとき、リール１０またはリールの芯体１１の下側と係合する。この場合、リール１０を、例えば、説明したグリップ部材が、リール１０またはリールの芯体１１の下側にある対応する間隙内に進入するように、パレット上に設けることは意義があり、また必要なことである。リール１０は、ベース上に、すなわち、リールの芯体１１の下に対応する自由なスペースを提供する、口部２２の区域内に大きな穴を持つ、マット、プレートその他に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リール用の持ち上げおよび運搬ユニットの一部の側面図。
【図２】図１のユニットの細部の拡大側面図。
【図３】リール内を貫通する軸受けの垂直方向断面図。
【図４】リールの内側区域の極端な垂直方向拡大断面図。
【図５】軸受けの下部または端部区域の垂直方向断面図。
【図６】軸受けの水平方向断面図。
【符号の説明】
１０…リール，１１…芯体，１３…内面，１４…溝，１９…取り扱いユニット，２１…軸受け，２２…口部，２３…クランプ板，２６…突起，２７…ラグ，３２…押圧プレート，３４…圧縮バネ，３６…押圧部材（気動シリンダー），４４…インパクト部材，４５…支持バネ，５８…支持リム。
【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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