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Bei
der Herstellung von vielen Papier-Produkten, wie beispielsweise
Produkten in Form von Tüchern
und Handtüchern,
werden Papierbahnen typischerweise in einem Papier-Herstellungssystem gebildet
und zu Anfang in großen
Basisrollen bevorratet. Die Basis- bzw. Grundrollen werden für die Endbearbeitungs-Vorgänge, wie
beispielsweise Prägen,
Drucken, Befestigung von Lagen, Perforierung, und dergleichen, abgewickelt
und werden dann wieder zu einzel dimensionierten Einheiten oder
Rollen wiederaufgewickelt. Die WO 01/64562 offenbart ein Bahnen-Abwicklungssystem
und wird als der nächstkommende
Stand der Technik angesehen. Anspruch 1 ist gegenüber dieser
Offenbarung gekennzeichnet. Die
US
5,344,089 offenbart eine Maschine zum Zuführen von
Rollen aus Bahnen-Material zu einer Vorrichtung.
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Ein
Abwickeln und ein weiteres Verarbeiten von Grundrollen, hergestellt
aus Papier-Bahnen,
insbesondere aus weichen und großvolumigen Gewebebahnen, können aufgrund
der Tatsache eine Herausforderung darstellen, dass das Produkt leicht
brechen kann und leicht beschädigt
werden kann. Ein Abwickeln solcher Rollen in einer schnellen und
effizienten Art und Weise kann auch problematisch sein. Zum Beispiel
werden in vielen traditionellen Betriebsweisen Basisrollen, eine
Rolle zu einem Zeitpunkt, abgewickelt. Nachdem eine Basisrolle abgewickelt ist,
wird die Maschine für
das Entfernen des Kerns und das Einsetzen einer neuen Basisrolle
angehalten. Die Stillstandszeit, die den Austausch-Vorgängen von
Basisrollen zugeordnet ist, ruft eine wesentliche Verringerung der
gesamten, verfügbaren
Laufzeit hervor und verringert den maximalen Durchsatz, der von
einer Linie mit einer Wiederaufwickel-Einrichtung erhalten werden
kann.
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Ein
mitten-angetriebenes Abwickelsystem, das starke Verbesserungen in
Systemen und Vorgängen
zum Abwickeln von Basisrollen darstellt, ist in dem US-Patent Nr.
5,906,333 für
Fortuna, et al., und dem US-Patent Nr. 6,030,496 für Baggot,
et al., offenbart. In den vorstehenden Patenten ist ein System offenbart,
das ein Paar horizontal voneinander beabstandeter Seitengestelle
umfasst. Jedes Seitengestell umfasst einen ver längerten Arm, der dazu geeignet
ist, in eine Basisrolle einzugreifen. Die verlängerten Arme sind betriebsmäßig Antriebseinrichtungen mit
variabler Geschwindigkeit zum Abwickeln der Basisrolle zugeordnet.
Wenn einmal die Basisrolle teilweise abgewickelt ist, bewegen die
Arme die Basisrolle zu einem Kern-Platzierungstisch, der drehbar die
teilweise abgewickelte Rolle stützt.
Die verlängerten
Arme bewegen sich dann von dem Kern-Platzierungstisch weg, um in eine zweite
Basisrolle einzugreifen. Ein voranführender Endabschnitt der Bahn an
der zweiten Basisrolle wird an das nachlaufende Ende der teilweise
abgewickelten, ersten Basisrolle befestigt, um eine miteinander
verbundene Bahn zu bilden.
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Obwohl
das vorstehende System große
Vorteile besitzt, werden noch weitere Verbesserungen bei der Handhabung
und dem Abwickeln der Basisrollen benötigt. Insbesondere besteht
ein Bedarf nach einem System, das zum Abwickeln von mehreren Basisrollen,
ohne einen wesentlichen Umfang einer Stillstandszeit, geeignet ist.
Weitere Verbesserungen werden auch für Systeme benötigt, die
großvolumige
Gewebebahnen abwickeln können,
ohne die Bahnen zu brechen oder in anderer Weise zu beschädigen, wenn
sie abgewickelt werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Abwickelsystem zum Abwickeln von Rollen eines Bahnmaterials
geschaffen, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist. Das System und
das Verfahren der vorliegenden Erfindung können dazu verwendet werden,
verschiedene, unterschiedliche Typen von Materialien abzuwickeln.
Das System ist allerdings insbesondere gut dazu geeignet, Papierbahnen,
insbesondere weiche, großvolumige
Papierbahnen, ohne Beschädigen
der Bahnen, abzuwickeln.
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In
einer Ausführungsform
umfasst das Abwickelsystem der vorliegenden Erfindung ein Gestell, das
eine primäre
Abwickelstelle und eine sekundäre Abwickelstelle
bildet. Eine erste Antriebsvorrichtung, angepasst so, um in die
Mittenposition einer Rolle mit Material einzugreifen, das abgewickelt
werden soll, ist so positioniert, um in die Rolle mit Material dann einzugreifen,
wenn sich die Rolle mit Material in der primären Abwickelstelle befindet.
So, wie es hier verwendet wird, bezieht sich der „Mittenbereich" einer Rolle mit
Material allgemein darauf, auf welches Objekt oder welche Vorrichtung
das Material herumgewickelt ist, und kann, zum Beispiel, einen Kern,
eine Spule, oder das Material selbst, in einer kernlosen Rolle,
umfassen. Das System umfasst weiterhin eine zweite Antriebs- Vorrichtung, die
so angepasst ist, um in die Außenfläche der
Rolle mit Material dann einzugreifen, wenn sich die Rolle mit Material
in der primären
Abwickelstelle befindet. Die zweite Antriebsvorrichtung arbeitet
in Verbindung mit der ersten Antriebsvorrichtung so, um die Rolle
mit Material abzuwickeln. Zum Beispiel kann die erste Antriebsvorrichtung
eine Mitten-Abwickelvorrichtung sein, während die zweite Antriebsvorrichtung
eine Oberflächenabwickelvorrichtung
sein kann. Die zweite Antriebsvorrichtung kann ein Band umfassen,
das zwischen einer Rolleneingriffs-Position und einer Nichteingriffs-Position
bewegbar ist. In einer Ausführungsform
wird die zweite Antriebsvorrichtung in Verbindung mit der ersten
Antriebsvorrichtung verwendet, um zu Anfang das Material abzuwickeln.
Wenn die Rolle mit Material eine vorab ausgewählte Abwickelgeschwindigkeit
erreicht hat, dann kann allerdings die zweite Antriebsvorrichtung
außer
Eingriff gebracht werden. Auf diese Art und Weise kann die zweite
Antriebsvorrichtung dazu verwendet werden, die Rolle mit Material
zu beschleunigen, ohne irgendeinen Materialbruch hervorzurufen.
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Das
System der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Überführungsmechanismus umfassen,
der die Rolle mit Material von der primären Abwickelstelle zu der sekundären Abwickelstelle überführt, nachdemein
Teil des Materials von der Rolle abgewickelt worden ist. Eine dritte
Antriebsvorrichtung ist an der sekundären Abwickelstelle positioniert und
ist so angeordnet, um weiterhin die Rolle mit Material abzuwickeln,
nachdem die Rolle mit Material zu der sekundären Abwickelstelle überführt worden
ist.
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In
einer Ausführungsform
ist die erste Antriebsvorrichtung so aufgebaut, um die Rolle mit
Material von der primären
Abwickelstelle zu der sekundären
Abwickelstelle zu bewegen, während
laufend die Rolle abgewickelt wird. Die erste Antriebsvorrichtung
kann, wenn einmal zu der sekundären
Abwickelstelle überführt ist,
die Rolle freigeben und zu der primären Abwickelstelle zurückkehren,
während
das Abwickeln an der sekundären
Stelle durch die dritte Antriebsvorrichtung fortgeführt wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
bewegt sich die zweite Antriebsvorrichtung mit der Rolle mit Material
von der primären
Abwickelstelle zu der sekundären
Abwickelstelle für
ein laufendes Abwickeln während
der Überführung.
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Die
dritte Antriebsvorrichtung kann eine Mittenabwickelvorrichtung sein,
die in einen Kern oder eine Spule der Rolle mit Material, die abgewickelt werden
soll, eingreift, oder kann, alternativ, eine Oberflächenabwickelvorrichtung
sein, die in eine Oberfläche
der Rolle mit Material, die abgewickelt werden soll, eingreift.
In einer Ausführungsform
kann die dritte Antriebsvorrichtung so aufgebaut sein, um sich von
der sekundären
Abwickelstelle zu der primären
Abwickelstelle zu bewegen, um in die Rolle mit Material einzugreifen
und fortlaufend das Material abzuwickeln, während das Material zu der sekundären Abwickelstelle überführt wird,
im Gegensatz dazu, die erste Antriebsvorrichtung oder die zweite
Antriebsvorrichtung zu verwenden.
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So,
wie es vorstehend beschrieben ist, kann, wenn eine Rolle mit Material
von der primären
Abwickelstelle zu der sekundären
Abwickelstelle überführt wird,
eine der Antriebsvorrichtungen dazu verwendet werden, fortlaufend
die Rolle abzuwickeln. Es sollte allerdings verständlich werden,
dass, in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die Rolle mit Material von der primären Abwickelstelle
zu der sekundären
Abwickelstelle ohne ein fortlaufendes Abwickeln überführt werden kann. Tatsächlich wird, da
die primäre
Abwickelstelle und die sekundäre
Abwickelstelle relativ nahe voneinander beabstandet sind, eine solche
kleine Unterbrechung in dem Abwickelvorgang nicht wesentlich die
Effektivität
des Systems beeinflussen.
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Wenn
einmal eine Rolle mit Material teilweise abgewickelt und von der
primären
Abwickelstelle zu der sekundären
Abwickelstelle überführt ist,
kann eine zweite Rolle mit Material an der primären Abwickelstelle für ein darauf
folgendes Abwickeln platziert werden. In dieser Hinsicht kann das
System der vorliegenden Erfindung eine Luftstrahldüse zum Abgeben
von Luft auf ein voranführendes
Ende der zweiten Rolle mit Material, positioniert an der primären Abwickelstelle,
abgeben. Die Luftstrahldüse
kann das voranführende
Ende der zweiten Bahn auf die erste Bahn blasen, die an der zweiten
Abwickelstelle abgewickelt wird. Wenn einmal das voranführende Ende
der zweiten Rolle mit Material oberhalb der ersten Rolle mit Material,
das abgewickelt wird, angeordnet ist, können die Lagen miteinander über Druck oder
durch Verwendung eines Klebemittels aneinander befestigt werden.
Wenn sie aneinander befestigt sind, kann ein Abwickeln der ersten
Rolle mit Material beendet werden, was bewirkt, dass das Material bricht.
Ein fortgeführtes
Abwickeln der zweiten Rolle mit Material kann dann beginnen, während die
Reste der ersten Rolle mit Material von dem System entfernt werden
können.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Gestell einen Bereitstellungsbereich
und einen Sammelbereich zusätzlich
zu der primären
Abwickelstelle der sekundären
Abwickelstelle umfassen. Rollen aus Material, die abgewickelt werden
sollen, können
in dem Bereitstellungsbereich zum Überführen zu der primären Abwickel stelle
gehalten werden. Zum Beispiel kann, in einer Ausführungsform,
die erste Antriebsvorrichtung so aufgebaut sein, um sich zu dem
Bereitstellungsbereich zu bewegen, und in eine Rolle mit Material
einzugreifen und sich mit der Rolle mit Material zu der primären Abwickelstelle
zu bewegen.
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Der
Sammelbereich kann die abgewickelten Kerne oder Spulen der Rollen
aus Material sammeln. Nach Ausstoß von der sekundären Abwickelstelle kann
der Rest der abgewickelten Rollen aus Material durch die Schwerkraft
zu dem Sammelbereich zugeführt
werden.
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Obwohl
die relative Stelle der unterschiedlichen Bereiche an dem Gestell
so, wie dies erwünscht ist,
geändert
werden kann, kann in einer Ausführungsform
der Bereitstellungsbereich allgemein unter derselben Höhe wie die
primäre
Abwickelstelle angeordnet sein. Die sekundäre Abwickelstelle kann, andererseits,
unterhalb der primären
Abwickelstelle positioniert sein. Der Sammelbereich kann unter einer Höhe niedriger
als die sekundäre
Abwickelstelle und allgemein unterhalb des Bereitstellungsbereichs
positioniert sein.
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Falls
erwünscht,
kann das System der vorliegenden Erfindung vollständig automatisiert
werden. Zum Beispiel kann das System eine Steuereinheit, wie beispielsweise
einen Mikroprozessor oder eine programmierbare, logische Einheit,
umfassen. Die Steuereinheit kann dazu verwendet werden, alle Antriebsvorrichtungen
zum Abwickeln einer Rolle gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung zu steuern. Um das System zu automatisieren,
kann das System verschiedene Sensoren zum Anzeigen, wenn es Zeit
ist, Rollen von einer Stelle zu der nächsten zu überführen, umfassen. Zum Beispiel
kann, in einer Ausführungsform,
das System einen Rollen-Durchmesser-Sensor umfassen, der Informationen
zu der Steuereinheit schickt. Der Rollen-Durchmesser-Sensor kann
Informationen über
den Durchmesser einer Rolle, die in der primären Abwickelstelle abgewickelt
werden soll, erfassen. Wenn einmal die Rolle einen vorgegebenen
Durchmesser erreicht, kann die Steuereinheit dazu verwendet werden,
automatisch die Rolle zu der sekundären Abwickelstelle zu überführen.
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Ein
Geschwindigkeitssensor kann auch in das System zum Bestimmen der
Abwickelgeschwindigkeit einer Rolle mit Material in der primären Abwickelstelle
eingesetzt werden. Der Geschwindigkeitssensor kann dazu verwendet
werden, anzuzeigen, wenn es Zeit ist, die zweite Antriebsvorrichtung
in Eingriff oder außer
Eingriff zu bringen.
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In
einer Ausführungsform
kann das vorstehend beschriebene System dazu verwendet werden, zwei
oder mehr Rollen aus Material gleichzeitig abzuwickeln. Die zwei
oder mehr Lagen aus Material, die in dieser Ausführungsform abgewickelt werden,
können,
zum Beispiel, zu einem Umwandlungssystem zum Bilden eines mehrlagigen
Produkts zugeführt werden.
Zum Beispiel kann das Umwandlungssystem ein mehrlagiges Badetuch,
ein Gesichtstuch oder ein Papierhandtuch bilden.
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Wenn
zwei Rollen aus Material gleichzeitig abgewickelt werden, kann das
System der vorliegenden Erfindung ein erstes Abwickel-Untersystem
zum Abwickeln einer ersten Rolle mit Material und ein zweites Abwickel-Untersystem
zum Abwickeln einer zweiten Rolle mit Material umfassen. In einer
Ausführungsform
kann das erste Untersystem so aufgebaut sein, um die erste Rolle
mit Material in einer ersten Richtung abzuwickeln, während das
zweite Abwickel-Untersystem so aufgebaut sein kann, um die zweite
Rolle mit Material in einer zweiten und entgegengesetzten Richtung
abzuwickeln. Durch Abwickeln oder Drehen der Rollen aus Material
in entgegengesetzten Richtungen kann dieselbe Seite einer ähnlich aufgebauten
Schicht dazu verwendet werden, die äußeren Flächen eines mehrlagigen Produkts
zu bilden.
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Das
erste Abwickel-Untersystem und das zweite Abwickel-Untersystem können an
derselben Gestell-Anordnung in verschiedenen Konfigurationen angeordnet
werden. Zum Beispiel können,
in einer Ausführungsform,
das erste Abwickel-Untersystem und das zweite Abwickel-Untersystem
in einer Anordnung Seite an Seite an dem Gestell angeordnet werden.
In einer alternativen Ausführungsform
kann das erste Abwickel-Untersystem über dem zweiten Abwickel-Untersystem
an dem Gestell angeordnet werden. Innerhalb jedes Abwickel-Untersystems kann
die sekundäre
Abwickelstelle direkt unterhalb der primären Abwickelstelle positioniert
werden, oder, alternativ, kann sie unterhalb und unter einem Winkel
größer als
ungefähr
20° zu der
primären
Abwickelstelle angeordnet werden.
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Andere
Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in größerem Detail
nachfolgend diskutiert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Eine
vollständige
Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich des
besten Modus davon, für
einen Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet, ist detaillierter
in dem Rest der Beschreibung, einschließlich der Bezugnahme auf die
beigefügten Figuren,
angegeben, in denen:
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Systems, aufgebaut gemäß der vorliegenden
Erfindung, eine Rolle mit Material darstellend, das in einen Bereitstellungsbereich
eingeladen wird;
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2 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
eine Rolle mit Material darstellend, die zu einer primären Abwickelstelle
bewegt wird;
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3 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
das Abwickeln einer Rolle an einer primären Abwickelstelle darstellend,
während eine
neue Rolle mit Material zu einem Bereitstellungsbereich überführt wird;
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4 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
eine Rolle mit Material darstellend, die abgewickelt wird, wobei
sie von einer primären
Abwickelstelle zu einer sekundären
Abwickelstelle überführt wird,
während
eine neue Rolle mit Material zu der primären Abwickelstelle überführt wird;
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5 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
ein fortführendes
Abwickeln einer ersten Rolle mit Material an einer sekundären Abwickelstelle
darstellend, während
eine zweite Rolle mit Material zu einer primären Abwickelstelle überführt wird;
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6 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
eine erste Rolle mit Material, nahezu vollständig abgewickelt, an einer
sekundären Abwickelstelle
darstellend, die mit einer zweiten Rolle mit Material, positioniert
an einer primären
Abwickelstelle, verbunden wird;
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7 zeigt
eine Seitenansicht des Systems, dargestellt in 1,
das Abwickeln einer Rolle mit Material an einer primären Abwickelstelle
darstellend, während
eine verbrauchte Rolle mit Material zu einem Sammelbereich überführt wird;
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8 zeigt
eine Draufsicht des Systems, dargestellt in 1;
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9 zeigt
eine Seitenansicht mit aufgeschnittenen Bereichen einer Antriebsvorrichtung,
positioniert an einer sekundären
Abwickelstelle; und
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10a zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Systems, aufgebaut gemäß der vorliegenden
Erfindung, zum gleichzeitigen Abwickeln von zweiten Rollen mit Material;
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10B zeigt eine Seitenansicht des Systems, dargestellt
in 10A, das fortgeführte Abwickeln von zwei Rollen
mit Material an sekundären
Abwickelstellen darstellend;
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11A zeigt eine Seitenansicht einer alternativen
Ausführungsform
eines Systems, aufgebaut gemäß der vorliegenden
Erfindung, zum gleichzeitigen Abwickeln von zwei Rollen mit Material;
-
11B zeigt eine Seitenansicht des Systems, dargestellt
in 11A, das fortgeführte Abwickeln der Rollen mit
Material an sekundären
Abwickelstellen darstellend;
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12A zeigt eine Seitenansicht einer anderen, alternativen
Ausführungsform
eines Systems, aufgebaut gemäß der vorliegenden
Erfindung, zum gleichzeitigen Abwickeln von zwei Rollen mit Material;
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12B zeigt eine Seitenansicht des Systems, dargestellt
in 12A, die das fortgeführte Abwickeln der Rollen mit
Material an sekundären
Abwickelstellen darstellt; und
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13 zeigt
eine Ausführungsform
eines Abwickelsystems, aufgebaut gemäß der Erfindung, zum gleichzeitigen
Abwickeln von drei Rollen mit Material.
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Die
wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung
und den Zeichnungen ist dazu vorgesehen, dieselben oder analoge
Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung darzustellen.
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Detaillierte
Beschreibung
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Es
wird nun Bezug im Detail auf die Ausführungsformen der Erfindung
genommen, wobei ein oder mehrere Beispiele davon nachfolgend angegeben
sind. Jedes Beispiel wird anhand einer Erläuterung der Erfindung, nicht
die Erfindung beschränkend,
angegeben. Tatsächlich
wird für
Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, dass
verschiedene Modifikationen und Variationen in Bezug auf die vorliegende
Erfindung vorgenommen werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel können Merkmale, die
als Teil einer Ausführungsform
dargestellt und beschrieben sind, zu einer noch anderen Ausführungsform
führen.
Demzufolge ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung alle solchen
Modifikationen und Variationen, wie sie innerhalb des Schutzumfangs
der beigefügten
Ansprüche
und deren Äquivalente
fallen, abzudecken.
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Die
vorliegende Erfindung ist allgemein auf ein System und ein Verfahren
zum Abwickeln von Rollen mit Material gerichtet. Das System kann
dazu verwendet werden, eine einzelne Rolle mit Material abzuwickeln,
oder kann dazu verwendet werden, zwei oder mehr Rollen mit Material
gleichzeitig abzuwickeln. Das System der vorliegenden Erfindung kann
in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel
zum Abwickeln einer zuvor gebildeten Papierbahn, wie beispielsweise
einer Gewebebahn. Die Papierbahn kann, während sie abgewickelt wird,
durch verschiedene Endbearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise Kalandern,
Prägen, Drücken, Lagenbefestigung,
Perforieren, und dergleichen, geführt werden. Mit besonderem
Vorteil wird das System der vorliegenden Erfindung gut beim Abwickeln
von Produkten mit hohem Volumen und allgemein geringer Festigkeit,
ohne die Produkte zu beschädigen,
angewandt. Weiterhin ist das System der vorliegenden Erfindung dazu
geeignet, die Materialien effizient, ohne einen wesentlichen Umfang
einer Stillstandszeit, abzuwickeln.
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In
den 1 bis 9 nun ist ein System 10, aufgebaut
gemäß der vorliegenden
Erfindung, allgemein dargestellt. Zu Zwecken der Erläuterung
stellen die 1 bis 7 allgemein
die Folgeschritte dar, wie eine Ausführungsform eines Systems der
vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden kann, Rollen mit Material
abzuwickeln.
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Wie 1 zeigt,
umfasst das System 10 ein Gestell 12. Wie dargestellt
ist, umfasst das Gestell 12 einen Bereitstellungsbereich 14 zum
Aufnehmen von Rollen mit Material, eine primäre Abwickelstelle 16, eine
sekundäre
Abwickelstelle 18 und einen Sammelbereich 20.
Allgemein wird eine Rolle mit Material 22 zuerst in dem
Bereitstellungsbereich 14 angeordnet und zu der primären Abwickelstelle 16 überführt. Die
Rolle mit Material 22 wird teilweise an der primären Abwickelstelle 16 abgewickelt,
bevor sie zu der sekundären
Abwickelstelle 18 überführt wird,
wo ein weiteres Abwickeln stattfindet. Der Rest der Rolle wird,
wenn sie einmal abgewickelt ist, dann von der sekundären Abwickelstelle 18 ausgestoßen und
wird an dem Sammelbereich 20 gesammelt. Der Rest der Rolle
mit Material kann, wenn er einmal von der sekundären Abwickelstelle 18 ausgestoßen ist,
durch verschiedene Mittel, einschließlich Schwerkraft, zu dem Sammelbereich 20 rollen.
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In 1 umfasst
die Rolle mit Material 22, angeordnet auf dem System, einen
Kern 24. Es sollte allerdings verständlich werden, dass das System
der vorliegenden Erfindung auch dazu verwendet werden kann, Rollen,
aufgewickelt auf Spulen, und kernlose Rollen abzuwickeln.
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Irgendeine
geeignete Rolle mit Material kann entsprechend dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung abgewickelt werden. Wie vorstehend angegeben
ist, ist allerdings das System besonders gut zum Abwickeln von Papier-Produkten
geeignet. Solche Papier-Produkte
können
Papier-Handtücher,
industrielle Wischtücher,
Badetücher,
Gesichtstü cher,
und dergleichen, umfassen. Mit besonderem Vorteil kann das System
der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, große Rollen
von sehr weichem Gewebe mit großem
Volumen ohne Beschädigen
des Gewebes abzuwickeln.
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Das
Gewebe kann, zum Beispiel, ein Gesichtstuch oder ein Badetuch sein.
Das Tuch kann überwiegend
aus Pulpefasern hergestellt sein und kann gekreppt sein oder kann
nicht gekreppt sein. Zum Beispiel kann das Tuch eine Bahn, gekreppt über eine
Yankee-Trocknungseinrichtung, sein, oder kann, alternativ, ungekreppt über ein
luftgetrocknetes Vlies sein.
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Eine
Ausführungsform
eines geeigneten Tuchs mit hohem Volumen, das gemäß der vorliegenden
Erfindung abgewickelt werden kann, ist in dem US-Patent Nr. 5,607,551
für Farrington,
Jr., et al, offenbart. Das '551
Patent beschreibt insbesondere weiche, ungekreppte, obwohl getrocknete,
blattförmige
Tücher
mit großem
Volumen. Solche Tücher
können
durch Volumen von ungefähr
9 Kubikzentimetern pro Gramm oder größer (vor einem Kalandern),
insbesondere von ungefähr
10 bis ungefähr
35 Kubikzentimetern pro Gramm, und noch bevorzugter von ungefähr 15 bis
ungefähr
25 Kubikzentimetern pro Gramm, charakterisiert werden.
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Das
Grundgewicht der Papier-Produkte, verarbeitet gemäß der vorliegenden
Erfindung, kann in Abhängigkeit
von der besonderen Anwendung variieren. Zum Beispiel kann, wenn
Papier-Produkte abgewickelt werden, das Grundgewicht der gerollten
Produkte von ungefähr
2 Kg (5 Ibs) pro Ries bis ungefähr 45
Kg (120 Ibs) pro Ries reichen. Gewebte Tuchbahnen besitzen typischerweise
ein Grundgewicht unterhalb von ungefähr 14 Kg (30 Ibs) pro Ries.
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Der
Anfangsdurchmesser der Rollen mit Material, abgewickelt in dem System
der vorliegenden Erfindung, kann auch in Abhängigkeit von der bestimmten
Anwendung variieren. Wenn Papier-Produkte abgewickelt werden, kann,
zum Beispiel, die Rolle mit Materialien einen Durchmesser von mindestens
ungefähr
152 cm (60 Inch), und insbesondere ungefähr 203 cm (80 Inch), haben.
Insbesondere können
viele Papierrollen zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung Durchmesser größer als
ungefähr
305 cm (120 Inch), wie beispielsweise von ungefähr 330 cm (130 Inch) bis ungefähr 635 cm
(250 Inch), haben. Die Breite solcher Produkte kann auch von ungefähr 140 cm
(55 Inch) bis ungefähr
572 cm (225 Inch), oder größer, variieren.
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Wie
in 1 dargestellt ist, wird die erste Rolle mit Material 22 auf
das Gestell 12 an dem Bereitstellungsbereich 14 geladen.
Für die
meisten Anwendungen wird die Rolle mit Material 22 auf
das Gestell 12 unter Verwendung eines Krans oder einer ähnlichen
Anhebevorrichtung geladen werden. Um beim Führen der Rolle mit Material
auf dem Gestell zu unterstützen,
kann das System der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Führungsschiene(n) 26 umfassen.
Zum Beispiel kann, in einer Ausführungsform,
das System zwei Führungsschienen,
angeordnet an gegenüberliegenden
Seiten des Gestells, umfassen.
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Wie
in 2 dargestellt ist, wird, von dem Bereitstellungsbereich 14,
die Rolle mit Material 22 zu der primären Abwickelstelle 16 zum
Abwickeln überführt. Wie
dargestellt ist, wird, an der primären Abwickelstelle 16,
die Rolle mit Material 22 durch die erste Antriebsvorrichtung 28 zum
Abwickeln des Materials in Eingriff gebracht.
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Allgemein
kann irgendein geeigneter Überführungsmechanismus
verwendet werden, um die Rolle mit Material 22 von dem
Bereitstellungsbereich 14 zu der primären Abwickelstelle 16 zu überführen. Wie
in 2 dargestellt ist, wird, in dieser Ausführungsform,
die Rolle mit Material 22 entlang gegenüberliegender Schienen, angeordnet
an dem Gestell 12, geführt,
bis die Rolle die primäre
Abwickelstelle erreicht. Alternativ kann allerdings ein Paar Lager oder
Klemmteile in jede Seite der Rolle mit Material 22 eingreifen
und kann die Rolle zu der primären
Abwickelstelle 16 unter Verwendung bewegbarer Arme, hydraulischer
Zylinder, pneumatischer Zylinder, Kugelumlaufspindeln oder Drückeinrichtungen
bewegen. In einer noch anderen alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann sich die erste Antriebsvorrichtung 28 zu
dem Bereitstellungsbereich 14 bewegen, in die Rolle mit
Material 22 eingreifen und sie zu der primären Abwickelstelle 16 bewegen.
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Wie
vorstehend angegeben ist, greift, wenn einmal die Rolle mit Material
zu der primären
Abwickelstelle überführt ist,
die erste Antriebsvorrichtung 28 in das Material ein und
wickelt es ab. Die erste Antriebsvorrichtung 28 wird allgemein
als eine Mitten-Abwickelvorrichtung
bezeichnet, da sie in den Mittenbereich 24 der Rolle mit
Material 22 eingreift. Zum Beispiel kann die erste Antriebsvorrichtung 28 eine
erste, zurückziehbare
Klemmbacke umfassen, die in den Kern oder die Spule 24 der
Rolle 22 eingreift. Die Klemmbacke kann in einer betriebsmäßigen Zuordnung
zu einem Band angeordnet werden, das durch einen Motor angetrieben
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das System, neben der ersten Antriebsvorrichtung 28, auch
eine zweite Antriebsvorrichtung 30 umfassen, die an der
primären
Abwickelstelle 16 positioniert ist. Die zweite Antriebsvorrichtung 30 kann
eine Oberflächen-Abwickelvorrichtung
sein, die beim Drehen der Rolle mit Material 22 durch Aufbringen
einer tangentialen Kraft auf die Außenseitenfläche der Rolle unterstützt.
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Allgemein
kann irgendeine geeignete Oberflächen-Abwickelvorrichtung
als zweite Antriebsvorrichtung 30 dienen. Zum Beispiel
kann die Oberflächen-Abwickelvorrichtung,
offenbart in dem US-Patent Nr. 5,730,389 für Biagiotti, in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
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In
einer Ausführungsform
kann die zweite Antriebsvorrichtung 30 ein angetriebenes
Band umfassen, das in Kontakt mit der Rolle mit Material 22 angeordnet
ist. Alternativ kann bzw. können
allerdings eine oder mehrere Antriebsrolle(n) in Kontakt mit der
Rolle angeordnet werden.
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Wie
dargestellt ist, ist die zweite Antriebsvorrichtung 30 zwischen
einer Nichteingriffs-Position, angeordnet außerhalb der Rolle mit Material 22,
und einer Eingriffs-Position,
angeordnet gegen die Rolle mit Material, bewegbar. Auf diese Art
und Weise kann die zweite Antriebsvorrichtung 30 dazu verwendet werden,
wahlweise beim Abwickeln von Rollen zu unterstützen, wenn dies gemäß der vorliegenden
Erfindung erwünscht
ist.
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Die
vorliegenden Erfinder haben festgestellt, dass verschiedene Nutzen
und Vorteile dann erhalten werden können, wenn eine Mitten-Abwickelvorrichtung
in Verbindung mit einer Oberflächen-Abwickelvorrichtung
verwendet wird. Insbesondere schafft die zweite Antriebsvorrichtung 30 eine
zusätzliche
Drehmoment-Unterstützung
von der Außenseite
der Rolle mit Material 22, während die erste Antriebsvorrichtung 28 das
eine Ende oder beide Enden des Kerns oder der Spule verbindet, um
ein Drehmoment über
die Schichten des Materials zu übertragen. Durch
Vorsehen eines zusätzlichen
Drehmoments von der Außenseite
der Basisrolle aus wird eine gleichmäßigere Verteilung einer Drehmoment-Übertragung über jede
Schicht des Materials erhalten. Dieses Verfahren einer Drehmoment-Übertragung
ist insbesondere während
der anfänglichen
Beschleunigung bei Geweberollen mit niedriger Dichte, großem Volumen,
erwünscht,
wenn ein Schlupf zwischen Schichten und ein Bruch sehr wahrscheinlich
auftreten.
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Obwohl
die zweite Antriebsvorrichtung 30 dazu verwendet werden
kann, Rollen kontinuierlich, für
die meisten Anwendungen, abzuwickeln, wird die zweite Vorrichtung 30 nur
dazu verwendet, eine Abwickel-Beschleunigung und/oder -Verzögerung von Rollen
mit sehr großem
Durchmesser einzuleiten. Zum Beispiel wird, in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, eine anfängliche Drehung der Rolle mit
dem Material 22 durch eine Kombination der ersten Antriebsvorrichtung 28 und
der zweiten Antriebsvorrichtung 30 begonnen. Wenn einmal
die Rolle eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erreicht, kann allerdings
die zweite Antriebsvorrichtung 30 außer Eingriff gebracht werden,
was ermöglicht,
dass eine Drehmoment-Übertragung über die
erste Antriebsvorrichtung 28 stattfindet. Wenn sich abwickelnde
Gewebebahnen mit großem
Volumen, die in einer Rolle enthalten sind, die einen Durchmesser
von ungefähr
85 Inch besitzt, größer sind,
ist es allgemein erwünscht,
die Rolle nur über
die Welle anzutreiben, wenn die Rolle einmal eine erwünschte Abwickelgeschwindigkeit
erreicht hat, um eine potenzielle Rollen/Bahnbeschädigung zu
vermeiden, die durch bestimmte Oberflächen-Antriebsvorrichtungen verursacht werden
kann.
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Wie
in 2 dargestellt ist, wird eine Bahn 36 von
der Rolle mit dem Material 22 abgewickelt und wird weiter
so verarbeitet, wie dies erwünscht
ist. Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Bahn durch verschiedene
Endbearbeitungsabläufe
geführt
werden oder kann einfach abgewickelt werden, um eine Umpackung vorzunehmen.
In der Ausführungsform,
die in 2 dargestellt ist, ist die Bahn 36 so
dargestellt, dass sie durch ein Paar von Klemmspaltwalzen 32 und 34 hindurchgeführt wird.
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In 3 ist
das Abwickeln der Rolle mit Material 22 dargestellt, nachdem
die zweite Antriebsvorrichtung 30 außer Eingriff gebracht ist.
Weiterhin wird ein Wiederaufwickeln nur durch die erste Antriebsvorrichtung 28 vorgenommen.
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Wie
dargestellt wird, ist eine zweite Rolle mit Material 38 in
den Bereitstellungsbereich 14 des Gestells 12 eingeladen,
wenn ein Abwickeln der ersten Rolle mit Material 22 fortführt. Wie 4 zeigt,
kann, wenn einmal die Rolle mit Material 22 einen vorbestimmten
Durchmesser erreicht hat, die Rolle von der primären Abwickelstelle 16 zu
der sekundären
Abwickelstelle 18 überführt werden.
Gleichzeitig, oder aufeinander folgend, kann die zweite Rolle mit
Material 38 von dem Bereitstellungsbereich 14 zu
der primären
Abwickelstelle 16 überführt werden.
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Irgendein
geeigneter Überführungsmechanismus
kann dazu verwendet werden, die erste Rolle mit Material 22 zu
der sekundären
Abwickelstelle 18 zu überführen. Während einer Überführung kann
ein Abwickeln der Rolle mit Material enden, oder, falls erwünscht, fortführen. Zum
Beispiel kann, wie in 4 dargestellt ist, in einer
Ausführungsform,
die erste Antriebsvorrichtung 28 mit der ersten Rolle mit
Material 22 während
einer Überführung zu
der zweiten Abwickelstelle 18 in Eingriff verbleiben. Auf
diese Art und Weise kann die erste Antriebsvorrichtung fortfahren,
die erste Rolle mit Material 22 während der Rollen-Änderungssequenz
abzuwickeln, bis die Rolle die sekundäre Abwickelstelle erreicht.
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In 5 ist
die Rolle mit Material 22 an der sekundären Abwickelstelle 18 dargestellt.
Wie dargestellt ist, befindet sich die erste Antriebsvorrichtung 28 noch
in Eingriff mit der Rolle mit Material. Ein Abwickeln der Bahn 36 führt in der
sekundären
Abwickelstelle 18 fort. Die zweite Rolle mit Material 38 ist so
dargestellt, dass sie sich der primären Abwickelstelle 16 annähert.
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In
den 8 und 9 befindet sich an der sekundären Abwickelstelle 18 eine
dritte Antriebsvorrichtung 40. In dieser Ausführungsform
umfasst, wie insbesondere in 9 dargestellt
ist, die dritte Antriebsvorrichtung 40 ein Band 42,
auf dem die Rolle mit Material 22 ruht. Das Band 42 wird
durch einen Motor 44 angetrieben. Das Band 42 kann
die Außenseitenfläche der
Rolle mit Material als eine Oberflächen-Antriebsvorrichtung berühren. Alternativ
kann allerdings, wie in 8 dargestellt ist, das Band 42 den
Kern oder die Spule, auf dem das Material aufgewickelt ist, berühren. Auf
diese Art und Weise wirkt die dritte Antriebsvorrichtung 40 mehr
als eine Mitten-Abwickelvorrichtung. Die dritte Antriebsvorrichtung 40 wird
dazu verwendet, das Abwickeln der Rolle 22 fortzuführen, wenn
die erste Antriebsvorrichtung 28 von der Rolle außer Eingriff
tritt und zu der primären
Abwickelstelle 16 zurückkehrt.
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Zum
Beispiel ist, wie 6 zeigt, die erste Antriebsvorrichtung 28 dort
so dargestellt, dass sie zu der primären Abwickelstelle 16 zurückkehrt
und in die zweite Rolle mit Material 38 eingreift. Ein
Abwickeln der ersten Rolle mit Material 22 wird allerdings an
der sekundären
Abwickelstelle 18 durch die dritte Antriebsvorrichtung 40 fortgeführt. Die
dritte Antriebsvorrichtung 40 wickelt die Rolle mit Material 22 unter
einer vorbestimmten Abwickelgeschwindigkeit in Vorbereitung eines
Verbindens mit der zweiten Rolle mit Material 38 ab.
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Wie
in 6 dargestellt ist, greift, wenn die erste Antriebsvorrichtung 28 in
die zweite Rolle mit Material 38 eingreift, die zweite
Antriebsvorrichtung 30 auch in die Rolle an deren Außenseitenfläche ein. Über die
Kombination der ersten Antriebsvorrichtung 28 und der zweiten
Antriebsvorrichtung 30 wird eine Drehung der zweiten Rolle
mit Material 38 eingeleitet. Die zweite Rolle mit Material 38 wird
durch sowohl die erste Antriebsvorrichtung 28 als auch
die zweite Antriebsvorrichtung 30 beschleunigt, um allgemein die
Bahn-Geschwindigkeit der Bahn 36, die von der sekundären Abwickelstelle 18 abgewickelt
wird, anzupassen. Wenn die zweite Rolle mit Material 38 abgewickelt
ist, fällt
die voranführende
Kante des Materials auf die Oberseite der Bahn 36 aufgrund
der Schwerkraft.
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Wie
in 6 dargestellt ist, kann das System zusätzliche
Einrichtungen umfassen, wie beispielsweise eine Luftdüse 46,
die einen Vorhang aus Luft oder einem anderen Gas abgibt, um ein
Ablösen
der voranführenden
Kante der Bahn von der zweiten Rolle mit Material 38 zu
erleichtern, und um sicherzustellen, dass die neue Bahn auf der
vorhandenen Bahn 36 landet, die bereits durch den Prozess
eingefädelt ist.
Es sollte allerdings verständlich
werden, dass die Verwendung der Luftdüse 46 oder irgendeiner
anderen, ähnlichen
Vorrichtung optional ist.
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Wenn
einmal beide Bahnen zusammen platziert worden sind, schreiten die
Bahnen unter derselben Geschwindigkeit zu dem Lagen-Verbindungsvorgang
ausgangsseitig fort. Die Lagen können
aneinander unter Verwendung, zum Beispiel, von Lagen-Krempeinrichtungen,
einen Satz Klemmspaltwalzen, eine Prägewalze oder über die
Verwendung eines Klebemittels gebondet werden. Wenn einmal die Lagen
aneinander gebondet worden sind, beendet die dritte Antriebsvorrichtung 40 eine
Drehmoment-Übertragung
zu der ersten Rolle mit Material 22, was bewirkt, dass
sich die Bahn 36 abtrennt.
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Wie 7 zeigt,
wird, nachdem die Bahnen miteinander verbunden worden sind und die
Bahn 36 abgetrennt worden ist, die verbleibende Rolle 22 von der
dritten Antriebsvorrichtung 40 außer Eingriff gebracht. Die
verbrauchte Rolle in der sekundären
Abwickelstelle 18 kann manuell oder automatisch nach unten
für eine
Abfallentfernung überführt werden.
Die verbrauchte Rolle kann in eine passende, festgelegte Position
für das
gewickelte Material umgeordnet oder gesichert werden, um abgeschnitten
oder abgelöst zu
werden. Das Abfall-Papiermaterial kann auf den Boden oder auf eine
Fördereinrichtung
für eine
darauf folgende Entfernung von dem Bereich unterhalb des Systems
fallen. Die leere Welle oder der Kern kann, falls diese in der Rolle
vorhanden sind, von der sekundären
Abwickelstelle freigegeben werden und zu einer Sammel-Position 20 überführt werden,
wie dies in 7 dargestellt ist. In einer
Ausführungsform kann
das Gestell 12 einen Satz von Schienen umfassen, die eine
strategische Schräge
haben, um so zu ermöglichen,
dass die Welle oder der Kern herunter zu dem Sammelbereich 20 rollen.
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Während einer
Entfernung der ersten Rolle mit Material 22 von der sekundären Abwickelstelle 18 kann
die zweite Rolle mit Material 38 von der primären Abwickelstelle 16 so,
wie dies vorstehend beschrieben ist, abgewickelt werden. Wie in
den 6 und 7 dargestellt ist, kann eine
dritte Rolle mit Material 48 in den Bereitstellungsbereich 14 des
Gestells 12 zur Verarbeitung entsprechend der vorliegenden
Erfindung gegeben werden.
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Wie
in der beschriebenen Ausführungsform vorstehend
verwenden das System und das Verfahren der vorliegenden Erfindung
mindestens zwei Antriebsvorrichtungen, um Rollen mit Material abzuwickeln
und das Spleißen
der Rollen zu ermöglichen, ohne
in irgendeiner Weise den Betriebsablauf anhalten zu müssen. Weiterhin
kann, da sich Rollen mit Materialien, verarbeitet durch das System
der vorliegenden Erfindung, nur in einer Richtung senkrecht zu deren
Drehachse, entgegengesetzt zu irgendeiner Bewegung parallel zu deren
Drehachse, bewegen, das System sehr breite Basisrollen abwickeln,
wie beispielsweise Rollen, die eine Breite der Papier-Herstellungsmaschine
selbst haben, ohne Verzögerungen,
die einer Querrichtungs-Bewegung zugeordnet sind. Weiterhin kann
das System der vorliegenden Erfindung vollständig automatisiert werden, falls
dies erwünscht
ist.
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Zum
Beispiel kann, wie in 8 dargestellt ist, das System
eine Steuereinheit 50 zum Steuern aller Antriebsvorrichtungen
und irgendwelcher Überführungsmechanismen
umfassen. Die Steuereinheit 50 kann, zum Beispiel, ein
Mikroprozessor oder eine programmierbare, logische Einheit sein.
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In
einer Ausführungsform
können
verschiedene Sensoren in das System eingeschlossen werden, um Informationen
zu der Steuereinheit 50 zur Steuerung der verschiedenen
Betriebsweisen, die während
eines Abwickelns auftreten, zuzuführen. Zum Beispiel kann, wie
in 8 dargestellt ist, das System einen Rollen-Durchmesser-Sensor 52 umfassen,
der den Durchmesser der Rolle mit Material 22 erfasst.
Basierend auf den Informationen, aufgenommen von dem Sensor 52,
kann die Steuereinheit bestimmen, ob es Zeit ist, die Rolle mit
Material 22 von der primären Abwickelstelle zu der sekundären Abwickelstelle
zu überführen.
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Neben
einem Rollen-Durchmesser-Sensor kann das System auch einen Drehgeschwindigkeitssensor
umfassen. Der Drehgeschwindigkeits-Sensor kann Informationen zum
Bestimmen bereitstellen, ob es Zeit ist, die zweite Antriebsvorrichtung 30 in
Eingriff oder außer
Eingriff zu bringen. Geschwindigkeits-Sensoren können auch verwendet werden,
um die Geschwindigkeit zwischen der ersten Rolle mit Material 22 und
der zweiten Rolle mit Material 38 während eines Spleißens bzw.
Verbindens anzupassen.
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Das
System und die Folge von Ereignissen, dargestellt in den 1 bis 7,
stellen eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Es sollte allerdings verständlich werden,
dass verschiedene Modifikationen in Bezug auf das System vorgenommen
werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann,
in einer alternativen Ausführungsform,
wenn eine Rolle mit Material von der primären Abwickelstelle zu der sekundären Abwickelstelle überführt wird,
die Rolle durch die zweite Antriebsvorrichtung 30, anstelle
der ersten Antriebsvorrichtung 28, in Eingriff gebracht werden.
Die zweite Antriebsvorrichtung kann kontinuierlich die Rolle mit
Material abwickeln, wenn das Material in der sekundären Abwickelstelle
angeordnet ist. Nachdem die Rolle mit Material in der sekundären Abwickelstelle
positioniert ist, kann die zweite Antriebsvorrichtung 30 dann
zu der primären
Abwickelstelle zurückkehren.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird, für viele Anwendungen, nur die
zweite Antriebsvorrichtung 30 verwendet, um eine Drehung
der Rolle mit Material in der primären Abwickelstelle einzuleiten.
In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann, allerdings, die zweite Antriebsvorrichtung
dazu verwendet werden, das Abwickeln der Rolle mit Material einzuleiten
und dann von dem Material außer Eingriff
zu treten. Nachdem die Rolle mit Material teilweise abgewickelt
ist, kann die zweite Antriebsvorrichtung erneut in Eingriff mit
der Rolle für
ein weiteres Abwickeln und Überführen zu
der zweiten Abwickelstelle gebracht werden.
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Wenn
großvolumige
Gewebebahnen verarbeitet werden, können Oberflächen-Abwickelvorrichtungen eine Bahnenbeschädigung hervorrufen,
wenn Rollen mit Materialien berührt
werden, die relativ große
Durchmesser haben, wie beispielsweise größer als ungefähr 85 Inch.
Wenn der Durchmesser der Rolle mit Material geringer als ungefähr 85 Inch
ist, wird eine Verwendung einer Oberflächen-Antriebsvorrichtung, um
ein Drehmo ment über
eine großvolumige
Gewebebahn zu übertragen,
normalerweise nicht die Bahn beschädigen. Demzufolge kann es, wenn
die zweite Antriebsvorrichtung verwendet wird, um die Rolle mit
Material von der primären
Abwickelstelle zu der sekundären
Abwickelstelle zu überführen und
die Rolle mit Material ein Produkt mit hoher Masse bzw. Volumen
ist, in einigen Anwendungen in Bezug auf die zweite Antriebsvorrichtung
erwünscht sein,
ein Eingreifen der Rolle mit Material einzuleiten, aus der Rolle
mit Material außer
Eingriff zu treten, und dann erneut in die Rolle mit Material einzugreifen,
nachdem der Durchmesser ausreichend verringert worden ist.
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In
der Ausführungsform,
die in den 6 und 7 dargestellt
ist, ist die dritte Antriebsvorrichtung 40 als eine Oberflächen-Abwickelvorrichtung dargestellt.
In einer anderen, alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann allerdings die dritte Antriebsvorrichtung 40 eine
Mitten-Abwickelvorrichtung sein, die eine Rolle mit Material durch
Eingreifen in die Mitte der Rolle abwickelt. Wenn die dritte Antriebsvorrichtung 40 eine
Mitten-Abwickelvorrichtung ist, kann die Vorrichtung in die Rolle
mit Material auf der Seite entgegengesetzt zu der ersten Antriebsvorrichtung 28 eingreifen.
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Wenn
die dritte Antriebsvorrichtung 40 eine Mitten-Abwickelvorrichtung
ist, kann, in einer Ausführungsform,
die dritte Antriebsvorrichtung so aufgebaut sein, um sich zwischen
der primären
Abwickelstelle 16 und der sekundären Abwickelstelle 18 zu bewegen.
Auf diese Art und Weise kann die dritte Antriebsvorrichtung dazu
verwendet werden, beim Überführen der
Rolle mit Material von der primären Abwickelstelle
zu der sekundären
Abwickelstelle zu unterstützen,
während
fortlaufend das Material ohne Unterbrechung abgewickelt wird. In
dieser Ausführungsform
kann die dritte Antriebsvorrichtung so aufgebaut sein, um sich zwischen
den unterschiedlichen Abwickelstellen, sehr stark ähnlich zu
der ersten Antriebsvorrichtung 28, dargestellt in den 4 und 5,
zu bewegen.
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Zusätzlich zu
einem Abwickeln einer einzelnen Rolle mit Material kann das System
der vorliegenden Erfindung auch dazu verwendet werden, zwei oder
mehr Rollen mit Material gleichzeitig abzuwickeln. Zum Beispiel
ist, in 10A, eine Ausführungsform
eines Systems, allgemein mit 110 bezeichnet, zum Abwickeln
von zwei Rollen mit Material gleichzeitig dargestellt. Wie dargestellt
ist, umfasst das System ein erstes Abwickel-Untersystem 113 und ein zweites
Abwickel-Untersystem 213. Jedes der Untersysteme ist ähnlich in
der Form zu dem System, dargestellt und beschrieben in den 1 bis 7.
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Wie
in 10A dargestellt ist, befindet sich das erste Abwickel-Untersystem 113 in
einer Beziehung Seite zu Seite mit dem zweiten Abwickelsystem 213.
Jedes Abwickel-Untersystem
umfasst eine primäre
Abwickelstelle 116 und 216 und einen Bereitstellungsbereich 114 und 214.
Wie dargestellt ist, umfasst das System einen einzelnen Sammelbereich 120 zum
Sammeln der abgewickelten Kerne oder Spulen.
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In
dem ersten Abwickel-Untersystem 113 ist eine erste Rolle
mit Material 122 an der primären Abwickelstelle 116 durch
eine erste Antriebsvorrichtung 128 und eine zweite Antriebsvorrichtung 130 abgewickelt. Ähnlich zu
der Ausführungsform,
die in den 1-7 beschrieben
ist, ist die erste Antriebsvorrichtung 128 eine Mitten-Abwickelvorrichtung, während die
zweite Antriebsvorrichtung 130 eine Oberflächen-Abwickelvorrichtung
ist, die, für
die meisten Anwendungen, dazu verwendet wird, ein Abwickeln einzuleiten.
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Ähnlich zu
dem ersten Abwickel-Untersystem 116 wickelt das zweite
Abwickel-Untersystem 216 eine
zweite Rolle mit Material 222 unter Verwendung der ersten
Antriebsvorrichtung 228 und einer zweiten Antriebsvorrichtung 230 ab.
Eine Bahn 236 wird von der zweiten Rolle mit Material 222 abgewickelt,
während
eine Bahn 136 von der ersten Rolle mit Material 122 abgewickelt
wird. Die Bahn bzw. Blätter
können
zwischen einem Paar von Klemmspaltwalzen 132 und 134 zugeführt werden.
Für viele Anwendungen,
insbesondere dann, wenn die Schichten Papierbahnen sind, werden
die Schichten aneinander befestigt und zu einem mehrlagigen Produkt
gebildet, wie beispielsweise ein Badetuch, ein Gesichtstuch, ein
Papier-Handtuch, ein industrielles Wischtuch, und dergleichen.
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In
der Ausführungsform,
die in 10A dargestellt ist, ist das
erste Abwickel-Untersystem 113 so
aufgebaut, um die erste Rolle mit Material 122 in einer
Gegenuhrzeigerrichtung so, wie dies durch den Pfeil angezeigt ist,
abzurollen. Das zweite Abwickel-Untersystem 213 ist,
andererseits, so aufgebaut, um die zweite Rolle mit Material 222 in
einer Uhrzeigerrichtung abzuwickeln. Ein Abwickeln der zwei Rollen
mit Material in unterschiedlichen Richtungen führt zu verschiedenen Vorteilen
in einigen Anwendungen. Zum Beispiel ermöglicht ein Abwickeln der zwei
Rollen mit Material in entgegengesetzten Richtungen ein einfaches
Einfädeln
der Schichten durch das System und kann zu einem automatischen Verbinden
führen.
Auch ermöglicht,
wenn die Schichten aneinander laminiert werden, ein Abwickeln der Rollen
in entgegengesetzten Richtungen, dass dieselbe Seite der Schicht
von beiden Rollen die äußere Fläche des
Laminats bilden. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn
zwei ähnliche
Schichten, die unterschiedliche Oberflächen-Charakteristika haben,
miteinander kombiniert werden, um ein Produkt zu bilden.
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Nachdem
ein Teil der Rollen 122 und 222 abgewickelt worden
ist, werden die Rollen von den primären Abwickelstellen 116 und 216 zu
sekundären Abwickelstellen 118 und 218 überführt, wie
dies in 10B dargestellt ist. Ein Wickeln
wird an den sekundären
Abwickelstellen fortgeführt,
bis die Rollen verbraucht sind und neue Rollen mit Material in den primären Abwickelstellen 116 und 216 angeordnet worden
sind. An den sekundären
Abwickelstellen 118 und 218 werden die Rollen
mit Material 122 und 222 durch die dritten Antriebsvorrichtungen
(nicht dargestellt) abgewickelt. Die dritten Antriebsvorrichtungen können Oberflächen-Abwickelvorrichtungen
oder Mitten-Abwickelvorrichtungen sein.
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In
Abhängigkeit
von der Anwendung kann ein Abwickeln der Rollen mit Material fortführen, während die
Rollen von den primären
Abwickelstellen 116 und 216 zu den sekundären Abwickelstellen 118 und 218 überführt werden.
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In
der Ausführungsform,
die in 10B dargestellt ist, ist, innerhalb
des zweiten Abwickel-Untersystems 213, die sekundäre Abwickelstelle 218 direkt
unterhalb der primären
Abwickelstelle 216 angeordnet. In dem ersten Abwickel-Untersystem 113 ist allerdings
die sekundäre
Abwickelstelle 118 unterhalb und unter einem Winkel zu
der primären
Abwickelstelle 116 angeordnet. Insbesondere befindet sich
die sekundäre
Abwickelstelle 118 unter einem Winkel von mindestens 20°, insbesondere
mindestens 30°,
und in der Ausführungsform,
die dargestellt ist, unter einem Winkel von ungefähr 45° zu der primären Abwickelstelle 116.
Indem der Laufweg von der primären
Abwickelstelle 116 zu der sekundären Abwickelstelle 118 unter
einem Winkel verläuft,
kann dies ein Abwickeln der Rolle mit Material 122 erleichtern
und den Übergang
zwischen den unterschiedlichen Abwickelstellen übergangsloser machen, wenn mehrere
Rollen abgewickelt werden. Zum Beispiel wird, indem die primäre Abwickelstelle 116 ausgangsseitig
in Bezug auf die sekundäre
Abwickelstelle 118 positioniert ist, eine freie Kante des
Materials, das an der primären
Abwickelstelle abgewickelt werden soll, auf die Oberseite einer
Bahn fallen, die an der sekundären
Abwickelstelle abgewickelt wird. Dies ermöglicht, dass die Bahnen einfach
miteinander verbunden werden, wenn ein Abwickeln an der sekundären Abwickelstelle
trotz einer neuen Rolle mit Material, die an der primären Abwickelstelle
eingeladen worden ist, fortgeführt
wird.
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Wenn
einmal die Rollen mit Material 122 und 222 zu
den sekundären
Abwickelstellen 118 und 218 überführt worden sind, können weitere
Rollen mit Material von den Bereitstellungsbereichen 114 und 214 zu
den primären
Abwickelstellen 116 und 216 überführt werden. Zum Beispiel können, in
der Ausführungsform,
die in 10B dargestellt ist, Rollen
mit Material 148 und 248 entlang einer Schiene
bewegt werden, bis sie durch die Antriebsvorrichtungen, angeordnet
an den primären
Abwickelstellen 116 und 216, eingegriffen werden.
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In
den 11A und 11B ist
eine andere, alternative Ausführungsform
eines Abwickelsystems zum gleichzeitigen Abwickeln von mehreren
Rollen mit Material dargestellt. Entsprechende Bezugszeichen sind
dazu verwendet worden, dieselben oder ähnliche Komponenten darzustellen.
In der Ausführungsform,
die in den 10A und 10B dargestellt
ist, sind das erste und das zweite Abwickel-Untersystem 113 und 213 in
einer Anordnung Seite an Seite angeordnet. In der Ausführungsform,
die in den 11A und 11B dargestellt
ist, ist, andererseits, das erste Abwickel-Untersystem 113 über dem zweiten
Abwickel-Untersystem 213 innerhalb derselben Gestellanordnung 112 angeordnet.
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Wie
in den 11A und 11B dargestellt ist,
wickelt das erste Abwickel-Untersystem 113 eine erste
Rolle mit Material 122 an einer primären Abwickelstelle 116 und
einer sekundären
Abwickelstelle 118 ab. In dieser Ausführungsform ist die sekundäre Abwickelstelle 118 im
Wesentlichen direkt unterhalb der primären Abwickelstelle 116 angeordnet.
In dem zweiten Abwickel-Untersystem 213 wird eine Rolle mit
Material 222 an einer primären Abwickelstelle 216 und
einer sekundären
Abwickelstelle 218 abgewickelt. Im Gegensatz zu dem ersten
Abwickel-Untersystem 113 ist, in dem zweiten Abwickel-Untersystem 213,
die sekundäre
Abwickelstelle 218 unterhalb und unter einem Winkel zu
der primären
Abwickelstelle 216 angeordnet. Der Winkel in Bezug auf
die Horizontale beträgt
mindestens 20°,
insbesondere mindestens 30°,
und kann, wie in den Figuren dargestellt ist, ungefähr 45° sein.
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Einer
der Vorteile eines Stapelns der Abwickel-Untersysteme so, wie dies
in den 11A und 11B dargestellt
ist, ist derjenige, dass sich die Bahn von den Abwickelstellen zu
den Kalanderrollen 132 und 134 ungefähr gleich
für beide
Abwickel-Untersysteme spannt. Da die Bahnen-Überspannungen ungefähr gleich
sind, wird jedes Abwickel-Untersystem
die Bahnen unter ungefähr
derselben Spannung abwickeln.
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Ein
anderer Vorteil in Bezug auf die gestapelte Anordnung, dargestellt
in den 11A und 11B,
ist derjenigen, dass weniger Bodenraum für das System erforderlich ist.
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In
den 12A und 12B ist
eine andere, alternative Ausführungsform
eines Abwickelsystems zum Abwickeln von mehreren Rollen mit Material
gleichzeitig dargestellt. Ähnlich
zu der Ausführungsform,
die in den 10A und 10B dargestellt
ist, liegen das erste Abwickel-Untersystem 113 und das
zweite Abwickel-Untersystem 213 in einer Anordnung Seite
an Seite vor. In dieser Ausführungsform
sind allerdings die Bereitstellungsbereiche 114 und 214 an
gegenüberliegenden
Seiten der Rollen mit Material, die abgewickelt werden sollen, angeordnet.
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In
der Ausführungsform,
die in den 12A und 12B dargestellt
ist, verbleibt die Bahnen-Überspannung
zwischen den Abwickelstellen und den Klemmspaltwalzen 132 und 134 ungefähr gleich
während
des gesamten Abwickelvorgangs. Wie insbesondere in 12B dargestellt ist, sind, in dieser Ausführungsform,
beide sekundären
Abwickelstellen 118 und 218 unterhalb und unter
einem Winkel zu den primären
Abwickelstellen 116 und 216, jeweils, angeordnet.
Genauer gesagt ist die sekundäre
Abwickelstelle 118 unterhalb und unter einem Winkel zu
der primären
Abwickelstelle 116 innerhalb des ersten Abwickel-Untersystems 113 angeordnet.
Innerhalb des zweiten Abwickel-Untersystems 213 ist die
sekundäre
Abwickelstelle 218 auch unterhalb und unter einem Winkel
zu der primären
Abwickelstelle 216 vorgesehen. Wie dargestellt ist, befinden
sich, obwohl die sekundären
Abwickelstellen 118 und 218 unter ungefähr demselben
Winkel zu den primären Abwickelstellen 116 und 216 angeordnet
sind, die Winkel in entgegengesetzten Richtungen zueinander. Auf
diese Art und Weise verbleibt die Bahn-Überspannung ungefähr gleich
zwischen den zwei Abwickel-Untersystemen, wenn die Rollen zu den
sekundären
Abwickelstellen überführt werden,
und eine automatische Rollenänderungs-Fähigkeit
wird bewahrt.
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In 13 ist
eine noch andere, alternative Ausführungsform eines abwickelnden
Systems zum Abwickeln von mehreren Rollen mit Material dargestellt.
Das Abwickelsystem, das in 13 dargestellt ist,
ist im Wesentlichen dasselbe wie das Abwickelsystem, das in den 10A und 10B dargestellt ist.
In dem System, das in 13 dargestellt ist, ist allerdings
das System, anstelle davon, dass es so aufgebaut ist, um zwei Rollen
mit Material gleichzeitig abzuwickeln, so aufgebaut, um drei Rollen
mit Material gleichzeitig abzuwickeln. Es sollte allerdings verständlich werden,
dass, neben zwei oder drei Rollen mit Material, das System der vorliegenden
Erfindung auch dazu verwendet werden kann, mehr Rollen, durch Hinzufügen von
weiteren Abwickel-Untersystemen, aufzunehmen.
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Wie
in 13 dargestellt ist, umfasst das System ein erstes
Abwickel-Untersystem 113,
ein zweites Abwickel-Untersystem 213 und ein drittes Abwickel-Untersystem 313.
In der Figur sind die sekundären
Abwickelstellen 118, 218 und 318 angedeutet
unterhalb der primären
Abwickelstellen 116, 216 und 316 dargestellt.
Wie dargestellt ist, sind die sekundären Abwickelstellen 118 und 218 unterhalb und
unter einem Winkel zu den primären
Abwickelstellen 116 und 216 angeordnet. Die sekundäre Abwickelstelle 318 ist
allerdings im Wesentlichen direkt unterhalb der primären Abwickelstelle 316 angeordnet.
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Diese
und andere Modifikationen und Variationen in Bezug auf die vorliegende
Erfindung können durch
Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet vorgenommen werden, ohne
den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der genauer
in den beigefügten
Ansprüchen
angegeben ist. Zusätzlich
sollte verständlich
werden, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen gegeneinander
insgesamt oder teilweise ausgetauscht werden können. Weiterhin werden Fachleute
auf dem betreffenden Fachgebiet erkennen, dass die vorstehende Beschreibung
nur ein Beispiel ist, und nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung
einzuschränken,
wie sie weiterhin in den beigefügten
Ansprüchen
beschrieben ist.