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Die
Erfindung gemäß der vorliegenden
Beschreibung betrifft Papierrollenprodukte mit Kernen und insbesondere
Verfahren zum Verringern der in Papierrollenprodukten verwendeten
Kernmaterialmenge.
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Papierrollenprodukte
wie etwa Toilettenpapierrollen und Papierhandtuchrollen weisen typischerweise
ein Papierbahnmaterial auf, das um einen zentralen Kern herum gewickelt
ist. Der Kern trägt
dazu bei, das Papierbahnmaterial zu stützen und die Gestalt der Rolle
zu definieren sowie eine zentrale Öffnung für das Zusammenwirken mit einer
Haltekonstruktion wie etwa einer Spindel an einer geeigneten Abgabevorrichtung
zu definieren.
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Bei
vielen Papierrollenprodukten hat der Kern eine einstückige Ausbildung,
die sich über
die Gesamtbreite des Rollenprodukts erstreckt.
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Bei
einigen bekannten Papierrollenprodukten ist der Kern von Kernabschnitten
gebildet, die voneinander beabstandet sind, um einen Zwischenraum
zwischen sich zu bilden, so dass die Gesamtlänge der Kernabschnitte geringer
als die Breite des auf die Kernabschnitte gewickelten Bahnmaterials ist.
Siehe beispielsweise die US-Patente
3 437 388 und 3 438 589 von Jespersen. Das Vorsehen von beabstandeten
Kernabschnitten, die durch einen Zwischenraum getrennt sind, trägt dazu
bei, die Kernmaterialmenge, die verwendet wird, zu verringern, wodurch
die Herstellungskosten gesenkt werden. In manchen Fällen, wie
etwa bei den oben genannten Patenten von Jespersen, dienen die beabstandeten Kernabschnitte
auch dazu, einem Benutzer anzuzeigen, dass das Bahnmaterial auf
der Rolle nahezu aufgebraucht ist.
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US-2366999
beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abgabe einer geschlitzten
Bahn, die auf eine Vielzahl von Kernen zu wickeln ist. Eine Kernachse stützt den
Kern, der in eine Vielzahl von Kernen unterteilt ist. Die durchgetrennten
Bereiche der Bahn werden gleichzeitig auf eine Vielzahl von Kernen
gewickelt.
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Es
besteht ein ständiger
Bedarf für
Papierrollenprodukte mit beabstandeten Kernabschnitten und für Verfahren
und Vorrichtungen, die bei der Herstellung solcher Papierrollenprodukte
verwendet werden.
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Die
Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von Papierrollenprodukten
mit beabstandeten Kernabschnitten. Die Vorrichtungen und Verfahren gemäß der vorliegenden
Beschreibung können
dazu verwendet werden, Papierrollenprodukte von dem beispielsweise
in dem US-Patent 6 491 251 beschriebenen Typ herzustellen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Verfahren zum Herstellen von Kernabschnitten zur Verwendung bei
der Herstellung von Papierrollenprodukten bereitgestellt. Das Verfahren
weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Kernsubstrats;
Anordnen des Kernsubstrats auf einem Dorn; Unterteilen des Kernsubstrats
in eine Vielzahl von Kernabschnitten; und Trennen von mindestens
einem Kernabschnitt von einem benachbarten Kernabschnitt auf dem
Dorn, um dazwischen einen Zwischenraum zu bilden.
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Bevorzugt
wird jeder Kernabschnitt von einem benachbarten Kernabschnitt getrennt,
um einen Zwischenraum zwischen jedem von den Kernabschnitten zu
bilden. Durch das Trennen der Kernabschnitte und anschließendes Wickeln
von Papierbahnmaterial auf die Kernabschnitte können Papierrollenprodukte mit
beabstandeten Kernabschnitten hergestellt werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von
Papierrollenprodukten mit Kern bereitgestellt. Das Verfahren weist
die folgenden Schritte auf: Anordnen eines Kernsubstrats auf einem
Dorn; Unterteilen des Kernsubstrats in eine Vielzahl von Kernabschnitten;
Trennen der Kernabschnitte voneinander auf dem Dorn, um einen Zwischenraum
zwischen jedem von den Kernabschnitten zu bilden; und Wickeln von
Papierbahnmaterial auf die Kernabschnitte.
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Das
Bahnmaterial kann eine kontinuierliche Papierbahn sein, die auf
sämtliche
Kernabschnitte gewickelt wird, um einen Rollenproduktblock herzustellen,
und das Verfahren kann ferner den folgenden Schritt aufweisen: Schneiden
des Blocks in eine Vielzahl von einzelnen Rollenprodukten.
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Das
Bahnmaterial kann eine Vielzahl von Papierbahnen sein.
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Das
Kernsubstrat kann in mehr als zwei Kernabschnitte unterteilt werden.
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Das
Unterteilen des Kernsubstrats kann das Schneiden des Kernsubstrats
in eine Vielzahl von Kernabschnitten aufweisen.
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Die
Kernabschnitte können
durch Verschieben einer Vielzahl von Kernabschnitten relativ zu dem
Dorn getrennt werden.
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Das
Verfahren kann das Abnehmen des Blocks von dem Dorn vor dem Schneiden
des Blocks aufweisen.
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Das
Verfahren kann das Schneiden des Blocks ungefähr durch die Mitte jedes Kernabschnitts aufweisen.
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Jeder
Kernabschnitt kann eine Länge
haben, die ungefähr
2/3 der gewünschten
Papierrollenproduktbreite ist.
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Jeder
Zwischenraum kann ungefähr
1/3 der Breite der gewünschten
Papierrollenproduktbreite sein.
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Es
wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Papierrollenprodukten beschrieben.
Die Vorrichtung weist auf: einen Dorn der eine Längsachse hat, und eine Kern schneidanordnung,
die dem Dorn benachbart positioniert ist. Die Kernschneidanordnung
hat eine Vielzahl von Schneideinrichtungen, und die Schneideinrichtungen
sind so angebracht, dass sie zwischen einer Nichtschneidposition,
in der die Schneideinrichtungen von dem Dorn entfernt sind, und
einer Schneidposition bewegbar sind, in der die Schneideinrichtungen
so positioniert sind, dass sie ein auf dem Dorn angeordnetes Kernsubstrat
in eine Vielzahl von Kernabschnitten schneiden. Außerdem sind
eine Vielzahl der Schneideinrichtungen so angebracht, dass sie relativ
zu dem Dorn in einer zu der Längsachse
parallelen Richtung bewegbar sind.
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Diese
und verschiedene weitere Vorteile und neuen Merkmale, welche die
Erfindung kennzeichnen, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen, die
einen Teil der vorliegenden Unterlagen bilden, herausgestellt. Für ein besseres
Verständnis der
Erfindung, ihrer Vorteile und Ziele, die durch ihren Gebrauch erreicht
werden, ist auf die Zeichnungen, die einen weiteren Teil der vorliegenden
Unterlagen bilden, und auf die beigefügte Beschreibung Bezug zu nehmen,
in der eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung beschrieben wird.
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Diese
und weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Diese
sollen die Erfindung erläutern und
nicht beschränken
und zeigen in:
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1A einen
Bereich einer Vorrichtung zum Herstellen von Papierrollenprodukten
gemäß der Erfindung,
mit einer Kernschneidanordnung in der Nichtschneidposition;
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1B die
Schneideinrichtungen der Kernschneidanordnung in der Schneidposition,
um das Kernsubstrat in eine Vielzahl von Kernabschnitten zu unterteilen;
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2A eine
Perspektivansicht der Kernschneidanordnung und einer Einstelleinrichtung
für eine
Hälfte
der Schneideinrichtungen der Anordnung;
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2B eine
Ansicht von unten auf die Kernschneidanordnungen, die jede Einstelleinrichtung
für jede
Hälfte
der Schneideinrichtungen zeigt;
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3 eine
Hälfte
der Schneidanordnung, wobei die Schneideinrichtungen außer Eingriff
mit den Kernabschnitten sind, gemeinsam mit einer Einstelleinrichtung;
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4 die
Greifeinrichtungen der Schneideinrichtungen in Eingriff mit den
Kernabschnitten;
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5 die
relativ zu dem Dorn bewegten Schneideinrichtungen zum Beabstanden
der Kernabschnitte voneinander;
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6 eine
Schneideinrichtung im Einzelnen;
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7 das
Schwenken der Schneideinrichtung, um die Greifeinrichtung mit dem
jeweiligen Kernabschnitt in Eingriff zu bringen;
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8 eine
Position der Schneideinrichtung, in der die Greifeinrichtung mit
dem Kernabschnitt nicht in Eingriff ist;
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9 eine
Schneideinrichtung in der Nichtschneidposition;
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10 das
Bahnmaterial vor Beginn des Wickelns auf die beabstandeten Kernabschnitte;
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11 eine
Papierrollenproduktblock nach dem Wickeln und nach dem Abnehmen
von dem Dorn;
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12 eine
Vielzahl von Papierrollenprodukten nach dem Schneiden des Blocks;
und
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13 ein
gemäß der Erfindung
hergestelltes Papierrollenprodukt.
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Es
wird auf 1A Bezug genommen, die ein Kernsubstrat 10 zeigt,
das auf einem Dorn 12 einer Vorrichtung zum Herstellen
von Papierrollen angeordnet ist. Eine Vorrichtung zum Herstellen
von Papierrollen, die für
die praktische Ausübung
der Erfindung geeignet ist, ist die Wickelvorrichtung Centrum Center
Winder von Papier Converting Machine Company, Green Bay, Wisconsin.
Der Kern 10, der eine herkömmliche Konstruktion hat, besteht
bevorzugt aus Pappe oder anderem geeigneten Material auf Papierbasis.
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Das
Kernsubstrat 10 wird ungefähr auf die Mitte des Dorns 12 aufgesetzt.
Während
des Aufsetzens werden die Dornfinger des Dorns zurückgezogen,
um das Aufsetzen zuzulassen. Wenn das Kernsubstrat 10 in
seiner Position ist, werden die Dornfinger ausgefahren, um das Kernsubstrat
in seiner Lage zu halten. Die Verwendung von Dornfingern und ihre Ausfahren
und Zurückziehen
sind in der Technik bekannt. Siehe beispielsweise das US-Patent
4 635 871. Der Dorn 12 wird auf bekannte Weise drehbar angebracht,
um das Papierbahnmaterial auf die aus dem Kernsubstrat 10 gebildeten
Kernabschnitte zu wickeln.
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Dem
Dorn 12 benachbart ist eine Kernschneidanordnung 14 gemäß der Erfindung
positioniert. Die Kernschneidanordnung 14 weist eine Vielzahl
von Schneideinrichtungen 16 auf, die so ausgebildet sind,
dass sie das Kernsubstrat 10 in eine Vielzahl von Kernabschnitten
schneiden. Zum Durchführen
des Schneidens weist jede Schneideinrichtung 16 auf: einen
Schneidkopf, der eine Schneidscheibe 18 aufweist, und einen
Schneideinrichtungszylinder 20, um den Schneidkopf in Richtung
zu dem Dorn 12 und davon weg zu betätigen. Der Zylinder 20 kann ein
Pneumatik- oder Hydraulikzylinder sein.
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In 1A sind
die Zylinder 20 außer
Eingriff, so dass die Schneidköpfe
zurückgezogen
sind, um das Aufsetzen des Kernsubstrats auf den Dorn 12 zuzulassen.
In 1B sind die Zylinder 20 in Eingriff, um
die Schneidköpfe
und die Schneid scheiben 18 zu dem Dorn 12 hin
in die Schneidposition auszufahren, um das Kernsubstrat 10 in
eine Vielzahl von Kernabschnitten 22a, b, ...n zu schneiden.
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Zum
Schneiden wird der Dorn 12 gedreht, während gleichzeitig die Schneidscheiben 18 mit dem
Kernsubstrat 10 in Eingriff sind. Während des Schneidens sind die
Dornfinger bevorzugt ausgefahren, um das Halten des Kernsubstrats
und der resultierenden Kernabschnitte 22a...n in ihrer
Lage auf dem Dorn zu unterstützen.
Es können
auch angetriebene Stützrollen 24a, 24b (in 7 gezeigt)
verwendet werden, um den Schneidvorgang zu unterstützen und
ein Durchbiegen des Dorns 12 während des Schneidens zu begrenzen.
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Die
Schneidscheiben 18 sind in einer Ebene orientiert gezeigt,
die zu der Mittelachse des Dorns 12 im Wesentlichen senkrecht
ist, so dass die Schnitte in dem Substrat 10 in einer Ebene
erfolgen, die zu der Dornachse im Wesentlichen senkrecht ist. Die Schneidscheiben 18 können jedoch
so orientiert sein, dass die Schnitte relativ zu der Dornachse schräg oder unter
einem Winkel erfolgen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
haben die resultierenden Kernabschnitte 22a ... n jeweils eine
Länge,
die ungefähr
2/3 der gewünschten
Breite des fertigen Papierrollenprodukts ist. Andere Kernabschnittlängen können verwendet
werden.
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Es
können
Einrichtungen verwendet werde, die von den Schneidscheiben 18 verschieden
sind, um das Substrat 10 in Kernabschnitte 22a...n
zu unterteilen. Beispielsweise können
Wasserstrahlen oder andere großtechnische
Verfahren angewandt werden, um das Substrat in die Kernabschnitte
zu unterteilen. Nach dem Unterteilen des Substrats in die Kernabschnitte 22a...n
werden die Kernabschnitte voneinander getrennt, um einen Zwischenraum
zwischen den jeweiligen Kernabschnitten zu bilden.
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Es
wird auf die 2 bis 5 Bezug
genommen, in denen weitere Einzelheiten der Schneidanordnung 14 gezeigt
sind. Die Schneidanordnung 14 weist eine erste und eine
zweite Hälfte 15a, 15b auf,
die jeweils eine Vielzahl von Schneideinrichtungen 16 aufweisen,
wie am besten aus den 2A und 2B ersichtlich
ist. Jede Schneidanordnungshälfte 15a, 15b ist
mit einer Einstelleinrichtung 25a, 25b versehen,
die mit den Schneideinrichtungen 16 verbunden ist. Die
Einstelleinrichtungen 25a, 25b sind jeweils so
ausgebildet und angeordnet, dass sie die Schneideinrichtungen 16 in
einer zu der Längsachse
des Dorns 12 parallelen Richtung betätigen. Jede Schneideinrichtung 16 ist
ferner so ausgebildet und angeordnet, dass sie mit einem Kernabschnitt
in Eingriff gelangt, so dass dann, wenn die Schneideinrichtungen
in einer zu dem Dorn 12 parallelen Richtung bewegt werden,
der Kernabschnitt 22a...n, mit dem die jeweilige Schneideinrichtung 16 in
Eingriff ist, sich mit der Schneideinrichtung bewegt, um die Trennung
der Kernabschnitte zu erzielen.
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Die 6 bis 9 zeigen
eine der Schneideinrichtungen 16 im Einzelnen, wobei es
sich versteht, dass die anderen Schneideinrichtungen im Wesentlichen
identisch sind. Die Schneideinrichtung 16 weist eine Tragkonstruktion 26 auf,
die eine Stützplatte 28 und
eine erste Endplatte 30 und eine zweite Endplatte 32 aufweist.
Wie 6 zeigt, ist der Schneideinrichtungszylinder 20 an
einer Seite der Endplatte 30 angebracht. Außerdem sind
ein Paar von Lagersegmenten 34, 36 an den einander
zugewandten Oberflächen
der Endplatten 30, 32 angebracht. Ferner ist ein
Gleitklotz 38, der eine zentrale Öffnung 40 definiert,
an der Stützplatte 28 fest
angeordnet. Der Zweck der Lagersegmente 34, 36 und des
Gleitklotzes 38 wird aus der Beschreibung noch ersichtlich.
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Unter
Bezugnahme auf die 2A, 2B und 3 wird
die Einstelleinrichtung 25a im Einzelnen beschrieben. 3 zeigt
nur die Schneidanordnungshälfte 15a und
ihre zugeordnete Einstelleinrichtung 25a, wobei die Hälfte 15b aus
Gründen
der Klarheit entfernt ist. Es versteht sich, dass im Betrieb die
Schneidanordnungshälfte 15b links
von der Hälfte 15a in 3 positioniert
ist und dass sich das Kernsubstrat nach links in 3 um
den Dorn 12 herum erstreckt, um mit der Schneidanordnungshälfte 15b in
Eingriff zu gelangen. Außerdem
versteht es sich, dass die Einstelleinrichtung 25b hinsichtlich Konstruktion
und Funktion mit der Einstelleinrichtung 25a identisch
ist, jedoch an der der Einstelleinrichtung 25a gegenüberliegenden
Seite der Schneidanordnung 14 positioniert ist, wie 2B zeigt.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
weist die Einstelleinrichtung 25a vier Stangen 42a bis
d auf, deren benachbarte Enden an einem Joch 44 fest angeordnet
sind. Ein Betätigungszylinder 46 hat
eine Betätigungsstange 48,
die an dem Joch 44 ungefähr in dessen Mitte fest angeordnet
ist. Der Zylinder 46, der entweder pneumatisch oder hydraulisch
betätigbar
ist, fährt
die Stange 48, die das Joch 44 in einer zu der
Längsachse
des Dorns 12 parallelen Richtung bewegt, aus oder ein.
Die Bewegung des Jochs 44 bewirkt eine Bewegung der Stangen 42a bis
d, was wiederum in einer Bewegung der Schneideinrichtung 16 resultiert.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
der Schneidanordnungshälfte 15a sind
drei Schneideinrichtungen 16 an jeder Stange 42a bis
d angeordnet, wobei sich die Stangen durch die Öffnungen 40 in den
Gleitklötzen 38 der
jeweiligen Schneideinrichtungen erstrecken. Wie die 2A und 3 zeigen, sind
die Gleitklötze 38 von
benachbarten Schneideinrichtungen 16 an verschiedenen Stellen
entlang der Länge
der Stützplatten 28 positioniert.
Die Position der Gleitklötze 38 der
drei Schneideinrichtungen an jeder Stange 42a bis d befindet
sich jedoch an der gleichen Position an den Stützplatten 28.
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Die
Anzahl der Stangen 42a bis d und die Anzahl der Schneideinrichtungen 16 an
jeder Stange kann in Abhängigkeit
von der Anzahl der vorgesehenen Schneideinrichtungen variieren.
Bei der gezeigten Ausführungsform
weist die Schneidanordnungshälfte 15b dreizehn
Schneideinrichtungen auf, so dass eine der zugehörigen Betätigungsstangen im Vergleich
mit den anderen Betätigungsstangen
eine jeweils verschiedene Anzahl von Schneideinrichtungen daran
hat.
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Eine
Vielzahl von Aktuatoren, die Ausfahraktuatoren 50a und
Einfahraktuatoren 50b aufweisen, sind an den Stangen 42a bis
d fest angeordnet und bewegen sich integral damit. Die Aktuatoren 50a, 50b können Manschetten
aufweisen, die auf die jeweiligen Stangen 42a bis d aufgespannt
sind. Ein Ausfahraktuator 50a ist links von jedem Gleitklotz
positioniert, um mit den linken Seiten der Gleitklötze 38 in
Eingriff zu gelangen, wenn sich die Stangen 42a bis d bewegen,
wodurch bewirkt wird, dass sich die Schneideinrichtungen nach links
in eine getrennte Konfiguration bewegen (bei Betrachtung der 3 bis 5).
Die getrennte Konfiguration und der Eingriff der Ausfahraktuatoren 50a mit
den linken Seiten der Gleitklötze
sind in 5 gezeigt.
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Außerdem ist
ein Einfahraktuator 50b an jeder Stange 42a bis
d angeordnet, wobei jeder Aktuator 50b rechts von der äußerst rechten
Schneideinrichtung 16 an jeder Stange 42a bis
d positioniert ist (bei Betrachtung der 3 bis 5).
Wenn die Stangen 42a bis d eingefahren werden, gelangen
infolgedessen die Einfahraktuatoren 50b mit den rechten
Seiten der äußerst rechten
Gleitklötze
in Eingriff, um die Rückkehr
der Schneideinrichtungen in eine Ausgangsposition zu initiieren.
Blöcke 65 (am
besten aus 6 ersichtlich), die dem oberen
Ende und dem unteren Ende der Stützplatten 28 der äußerst rechten
Schneideinrichtung 16 an jeder Stange 42a bis
d benachbart sind, gelangen mit fortgesetztem Einfahren der Stangen
mit der nächstbenachbarten Schneideinrichtung 16 in
Eingriff. Gleichartige Blöcke befinden
sich an den übrigen
Schneideinrichtungen, wodurch sich mit dem Einfahren der Stangen
die Schneideinrichtungen stapeln, während sie in die Ausgangsposition
zurückgezogen
werden. Die Ausgangsposition, der Eingriff der Einfahraktuatoren 50b und
der Gleitklotze, und ein kleiner Zwischenraum zwischen den jeweiligen
Schneideinrichtungen aufgrund der Blöcke 65, sind in 3 gezeigt.
Ein Anschlag 52, der an einem Rahmen (der noch erläutert wird)
fest angebracht ist, ist vorgesehen, um mit der äußerst linken Schneideinrichtung 16 in
Kontakt zu gelangen und die Ausgangsposition für die Schneideinrichtungen
zu definieren.
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Die
Aktuatoren 50a, 50b sind so ausgebildet und angeordnet,
dass sie eine Gleitbewegung der Schneideinrichtungen 16 an
den Stangen 42a bis d aus der in 3 gezeigten
Ausgangsposition in die in 5 gezeigte
getrennte Konfiguration und wieder zurück in die Ausgangsposition
mit Hilfe der Blöcke 65 bewirken.
Die Positionierung der Aktuatoren 50a, 50b an
den Stangen 42a bis d ist derart, dass in der getrennten
Konfiguration ein gleicher Abstand der Schneideinrichtungen 16 erzielt
wird, wie 5 zeigt. Die Distanz, über die
sich jede Schneideinrichtung bewegt, ist die Differenz zwischen
dem Hub des Zylinders 46 und der Entfernung jedes Gleitklotzes von
dem jeweiligen Aktuator 50a.
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Wie
die 2A, 3 und 4 zeigen sind
Anschläge 100 an
einem Rahmen 54 (der noch beschrieben wird) an jeder Seite
davon fest angeordnet. Es gibt einen Anschlag 100 für jede Schneideinrichtung 16 jeder
von den Schneidanordnungshälften 15a, 15b.
Jede Schneideinrichtung 16 weist einen in 6 gezeigten
Anschlagklotz 102 auf, der an der Platte 28 an
einer Stelle für
den Eingriff mit einem der Anschläge 100 fest angeordnet
ist. Jeder Anschlagklotz 102 ist an der jeweiligen Platte 28 aufwärts und abwärts vertikal
einstellbar unter Verwendung von Bolzen, die sich durch Schlitze 104 in
der Platte 28 zum Einstellen der vertikalen Position des
Blocks 102 erstrecken.
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Die
Gestalt und Position der Blöcke 102 an den
Schneideinrichtungen 16 sind derart, dass die Blöcke 102 mit
einem jeweiligen Anschlag 100 in Eingriff sind, wenn die
Schneideinrichtungen 16 von den Stangen 42a bis
d in die getrennte Konfiguration geschoben worden sind, wie in 5 für die Schneideinrichtungen 16 der
Schneidanordnungshälfte 15a gezeigt
ist. Der Eingriff zwischen den Blöcken 102 und den Anschlägen 100 verhindert,
dass die Schneideinrichtungen 16 gleiten oder sich weiter
bewegen, nachdem sie in ihre getrennten Positionen betätigt worden
sind.
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4 zeigt
die Distanz L zwischen der rechten Seite des Aktuators 50a und
der linken Seite des Gleitklotzes 38 für die äußerst linke Schneideinrichtung 16 an
der Stange 42a. Die Distanz L definiert die Strecke, über die
sich der Aktuator 50a bewegen muss, um eine Bewegung der
Schneideinrichtung 16 zu bewirken. Diese Strecke wird für die Stange 42b kleiner,
für die
Stange 42c wiederum kleiner und für die Stange 42d nochmals
kleiner. Ähnliche
Distanzbeziehungen gelten für
die anderen Aktuatoren 50a und Gleitklötze an den Stangen 42a bis
d. Ein einzelner Hub des Zylinders 46 bewegt also die Schneideinrichtungen 16 in
die in 5 gezeigten Positionen.
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Die
Schneideinrichtungen 16 sind so ausgebildet und angeordnet,
dass sie mit den Kernabschnitten in Eingriff gelangen, so dass sich
die Kernabschnitte mit den Schneideinrichtungen bewegen. Nachstehend
werden die Mittel zum In-Eingriff-Bringen und Trennen der Kernabschnitte
unter Bezugnahme auf die 7 bis 8 gemeinsam
mit den 2 bis 6 beschrieben.
Wie die 2A, 3 und 7 zeigen,
erstreckt sich ein rechteckiger Rahmen 54 ungefähr über die
gesamte Länge
des Dorns 12 parallel dazu. Der Rahmen 54 ist
um eine in den 4 und 7 gezeigte
Schwenkachse A herum schwenkbar angebracht. Wie die 2A und 3 zeigen,
ist der Zylinder 46 an der Seite des Rahmens 54 angebracht.
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Gleitschienen 56a, 56b sind
an dem oberen Ende und dem unteren Ende eines Bereichs des Rahmens 54 fest
angebracht. Die Gleitschienen 56a, 56b weisen
abgerundete Ränder 58a, 58b auf,
die in abgerundeten Taschen 60a, 60b aufgenommen
sind, die in den Lagersegmenten 34, 36 der Schneideinrichtungen 16 gebildet
sind. Die Gleitschienen 56a, 56b in den Segmenten 34, 36 lassen
eine Gleitbewegung der Schneideinrichtungen 16 relativ
zu dem Rahmen 54 zu. Ein Schwenkzylinder 62 ist
mit dem Rahmen verbunden, um eine Schwenkbewegung des Rahmens 54 und
der daran angeordneten Schneideinrichtungen 16 um die Schwenkachse
A herum zu bewirken.
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Die
Scheiben 18 dienen dazu, die Trennung der Kernabschnitte
zu bewirken, indem die Kernabschnitte in ihre Lage geschoben werden,
während
die Stangen 42a bis d von dem Zylinder 46 betätigt werden.
Um das Gleiten der Scheiben 18 relativ zu dem Dorn 12 zu
erleichtern, nachdem die Scheiben die Kernabschnitte 22a...n
abgeschnitten haben, wird der Druck in den Zylindern 20 gegenüber dem
während
der Schneidphase aufgebrachten Druck verringert. Beispielsweise
ist während
des Schneidens des Kernsubstrats 10 mit den Scheiben 18 der
Druck in den Zylindern 20 ungefähr 60 psi und wird auf ungefähr 10 psi
reduziert, wenn die Scheiben 18 die Kernabschnitte verschieben.
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Wie 6 zeigt,
weist die Schneideinrichtung 16 eine Greifeinrichtung 64 auf,
die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie mit einem Kernabschnitt 22a...n
in Ein griff gelangt, während
sich die Schneideinrichtung 16 entlang der jeweiligen Stange 42a bis
d bewegt. Bei der gezeigten Ausführungsform
weist die Greifeinrichtung 64 eine Platte auf, die aus
einem biegsamen Material wie etwa Federstahl besteht. Die Platte
ist der Scheibe 18 benachbart angeordnet und steht über das
Ende der Scheibe 18 vor, wie in den 7 bis 9 gezeigt
ist. Um die Reibung zwischen der Greifeinrichtung 64 und
dem Kernabschnitt zu erhöhen,
können
Widerhaken oder andere die Reibung erhöhende Ausbildungen an den Greifeinrichtungen
vorgesehen sein. Die Greifeinrichtungen 64 bringen einen
leichten Druck auf die Kernabschnitte auf, um ein Gleiten der Kernabschnitte
zu verhindern, nachdem die Scheiben 18 sie in ihre Position
geschoben haben.
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Nachstehend
wird der Betrieb der gesamten Vorrichtung erläutert. Zunächst wird bei außer Eingriff befindlichem
Zylinder 20 ein Kernsubstrat 10 auf den Dorn 12 aufgesetzt.
Bei außer
Eingriff befindlichem Zylinder 20 sind die Scheibe 18 und
die Greifeinrichtung 64 von dem Dorn 12 entfernt,
was das Aufsetzen des Kernsubstrats ohne Störung durch die Scheibe 18 oder
die Greifeinrichtung 64 zulässt (siehe die 1 und 9).
Wenn das Kernsubstrat in seiner Position ist, wird der Zylinder 20 in
Eingriff gebracht, während
gleichzeitig der Schwenkzylinder 62 ausgefahren wird. Dies
bringt die Scheiben 18 in Position zum Schneiden des Kernsubstrats 10 in
die Kernabschnitte (siehe die 2 und 8).
Der Dorn 12 wird dann um mindestens eine ganze Umdrehung gedreht,
so dass die Scheiben 18 das Kernsubstrat 10 in
die Kernabschnitte schneiden.
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Bei
ausgefahrenem Schwenkzylinder 62 ist die Greifeinrichtung 64 mit
dem Kernsubstrat nicht in Eingriff (siehe 8). Bei
noch in Eingriff befindlichem Zylinder 20 wird der Schwenkzylinder 62 eingefahren,
wodurch der Rahmen 54 und die Schneideinrichtung 16 beider
Schneidanordnungshälften 15a, 15b im
Uhrzeigersinn um die Schwenkachse geschwenkt werden. Diese Bewegung
bringt die Greifeinrichtungen 64 mit den Kernabschnitten
in Eingriff, während
gleichzeitig die Scheiben 18 mit den Kernabschnitten in
Eingriff gehalten werden (siehe die 4 und 7).
Bei mit den Kernabschnitten in Eingriff befindlichen Greifeinrichtungen
wird dann der Zylinder 46 jeder Betätigungseinrichtung 25a, 25b betätigt, um
die Schneidein richtungen 16 parallel zu dem Dorn 12 zu
bewegen. Wie 2A zeigt, werden die Schneideinrichtungen 16 der
Schneidanordnungshälfte 15a nach
rechts bewegt, während gleichzeitig
die Schneideinrichtungen 16 der Schneidanordnungshälfte 15b nach
links bewegt werden. Die Kernabschnitte werden von den Scheiben 18 bewegt,
wodurch die Kernabschnitte auf dem Dorn 12 getrennt werden
(siehe 5). Nachdem die Kernabschnitte bewegt worden sind,
werden die Dornfinger wieder in Eingriff gebracht, um die Kernabschnitte
während
des Wickelns des Bahnmaterials in ihrer Lage zu halten.
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Wie
vorstehend beschrieben, hat jeder Kernabschnitt 22a...n
bevorzugt eine Länge,
die ungefähr 2/3
der gewünschten
Breite des fertigen Papierrollenprodukts ist. Ferner wird bevorzugt,
dass der Zwischenraum, der zwischen den jeweiligen Kernabschnitten
nach dem Trennen gebildet wird, im Wesentlichen 1/3 der Breite des
fertigen Papierrollenprodukts ist.
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Es
wird nun auf 10 Bezug genommen. Wenn die
Kernabschnitte getrennt sind, wird ein Papierbahnmaterial 70 durch
Drehen des Dorns 12 auf die Kernabschnitte gewickelt, bis
eine gewünschte Dicke
erreicht ist. Das Papierbahnmaterial ist bevorzugt Toilettenpapier.
Es können
jedoch andere Papierbahnen verwendet werden, beispielsweise Papierhandtücher und
andere Papierprodukte, die auf Kerne gewickelt werden.
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Wenn
die gewünschte
Dicke erreicht ist, wird der nun gebildete Rollenblock 72 von
dem Dorn 12 abgenommen, wie 11 zeigt.
Der Block 72 wird dann ungefähr durch die Mitte jedes Kernabschnitts entlang
Schnittlinien CL geschnitten, wie 11 zeigt.
Der Block 72 wird bevorzugt durchgesägt, obwohl auch andere Schneidtechniken
angewandt werden können.
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Das
Ergebnis, das in den 12 und 13 gezeigt
ist, ist eine Vielzahl von fertigen Papierrollenprodukten 80,
die jeweils ein Paar von Kernabschnitten 82a, 82b,
die durch einen Zwischenraum 84 ungefähr in der Mitte des Produkts 80 voneinander
beabstandet sind, und auf die Kernabschnitte 82a, 82b gewickeltes
Papierbahn material 86 aufweisen. Ein Paar von Abfallrollen 88a, 88b,
die entweder recycelt oder weggeworfen werden können, sind an den Enden des
Blocks gebildet.
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Viele
andere Konfigurationen und Verfahren können angewandt werden, um ein
Papierrollenprodukt nach den Prinzipien der Erfindung herzustellen. Beispielsweise
kann die Bahn 70 während
des Wickelns der Bahn auf den Dorn 12 durchgeschnitten werden.
Gleichzeitig können
Schneideinrichtungen verwendet werden, um die Kernabschnitte während des
Wickelns zu schneiden, um so die Kernabschnitte auf die richtige
Größe zuzuschneiden.
Dies eliminiert das Erfordernis einer Blocksäge zum Schneiden eines Blocks
zu separaten Rollenprodukten.
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Außerdem kann
der Zwischenraum 84 zwischen den Kernabschnitten 82a, 82b dem
einen Ende des Produkts 80 näher sein als dem anderen Ende.
Ferner kann das Produkt mit nur einem Kernabschnitt gebildet sein,
wobei ein Zwischenraum an einem Ende des Produkts existiert, oder
es existieren Zwischenräume
an jedem Ende, wenn der einzige Kernabschnitt zwischen den Enden
des Produkts angeordnet ist.
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Außerdem kann
anstelle des Trennens der Kernabschnitte nach dem Schneiden des
Kernsubstrats das Kernsubstrat zu Kernen ganzer Länge geschnitten
werden, und dann kann eine Schneideinrichtung den Zwischenraumabschnitt
aus dem Kernabschnitt ganzer Länge
herausschneiden. Der herausgeschnittene Abschnitt wird dann von
dem Dorn abgeschnitten und recycelt.
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Anstelle
der Verwendung der Scheiben zum Trennen der Kernabschnitte können Greifeinrichtungen 64 verwendet
werden, um die Trennung der Kernabschnitte zu erzielen. Bei dieser
Ausführungsform
gelangen die Scheiben außer
Eingriff mit den Kernabschnitten, wenn der Schwenkzylinder 62 einfährt, und
die Greifeinrichtungen müssen
so ausgebildet sein, dass sie mit den Kernabschnitten mit ausreichender
Kraft in Eingriff gelangen, um die Trennung zu erzielen.
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Ferner
können
Greifeinrichtungen verwendet werden, die keine Platten sind, beispielsweise
Kunststoff- oder Kautschukfinger mit oder ohne die Reibung erhöhende Ausbildungen
wie etwa Widerhaken. Ferner können
anstelle des Schwenkens des Rahmens 54 die Greifeinrichtungen
selbst mit separaten Aktuatoren versehen sein, um den Eingriff mit den
Kernabschnitten zu bewirken.
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Die
hier beschriebenen Ausführungsformen der
Erfindung dienen dazu, den Leser mit den neuen Aspekten der Erfindung
vertraut zu machen. Es sind zwar bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und erläutert worden,
es können
jedoch viele Änderungen, Modifikationen
und Ersatzmaßnahmen
vom Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.