JP4195187B2 - ロールを形成するためのシート状連続製品の巻き取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールを形成するためのシート状連続製品の巻き取り装置または「巻き付け装置」に関する。
【０００２】
巻き取り装置は、使用される製造装置および方法により、多少とも広幅で厚みが可変の平らな製品を連続製造することになる多数の工業分野で使用されている。製造ラインにより製造される平らな要素は、容易に保管できるように、およびまたは容易に後段の加工工程に搬送できるように巻き取らなければならない。
【０００３】
これは特に工業生産方法においていえることであり、巻き取り装置は、不織繊維、紙、プレート、シートおよびプラスチックフィルム等を連続製造可能である。簡略化するために、以下「シート」という表現を用いて様々なタイプの平らな製品を示す。プラスチック材料の分野では、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、複合押出し成形した複雑なシートなど、多様な材料のプラスチックフィルムの製造ラインの終わりに必ず巻き取り装置が使用される。
【０００４】
こうした工業生産方法の大部分は連続して展開され、数週間さらには数ヶ月間隔てられるメンテナンス操作の場合を除いて、実際には決して停止されない。
【０００５】
しかも、ロールを操作可能なままにするように、また巻き取り装置の技術に関連する他の理由から、巻き取られる製品のロールの直径を無制限に大きくすることはできない。従って、連続製造ラインで使用される巻き取り装置は、ロールが所定の直径に達したときに、生産を遮断せずに、このいっぱいになったロールからまだ空の新しいロールに移行する装置を備えなければならない。
【０００６】
この種の用途のための巻き取り装置は、公知のように、円筒部と称される回転アセンブリを水平軸を中心として回転可能に取り付けた装置フレームを含み、円筒部が少なくとも２個の平行な巻き取りシャフトを備え、通常の構成では、径方向に向かい合った２個のシャフトを含み、シャフトは、回転駆動手段に結合されている。この点に関しては、独国特許第 1816870 号公開公報および独国特許第 3629216 号公開公報を参照することができる。各シャフトは、所定の瞬間に、生産ラインから連続して到着するシート製品を受容し、駆動手段は、シート製品をロールに巻くのに必要なトルクをシャフトに供給する。ロールがいっぱいになると、円筒部は半回転だけ回転し、いっぱいになったロールを排出すると同時に新しい空のシャフトを巻き取り位置に供給する。もちろん、２個のシャフトを交換する前に、材料をシート状にカットすためのカット装置を介在させる。
【０００７】
フレームとシャフトを支持する円筒部とを含む巻き取り装置の主要部には、必然的にシート製品供給手段を結合する。この供給手段の機能は、各種の動作パラメータを調整しながら適切な方法で巻き取り製品を巻き取り装置に供給することにある。供給手段は、巻き取るべきシート製品が通る複数のシリンダおよびローラを含み、特に、シート製品がほぼ水平に到着する、張力測定シリンダと称される第一のシリンダと、巻き取り箇所までシート製品をガイドし、巻き取り中に巻き取り箇所でロールに圧力を及ぼす、接触シリンダと称される第二のシリンダとを含む。
【０００８】
通常、これらのシリンダならびに他のローラは台車により支持され、この台車にはさらに、張力測定手段および他の調整部品、ならびにカット装置が取り付けられる。台車は、円筒部の軸および巻き取り装置のシャフトに垂直な方向に沿って水平並進移動可能に取り付けられる。巻き取り装置のフレームは固定されているので、ロールの巻き取りにつれて台車が移動し、直径が徐々に増加するロールに接触シリンダが常時接触するようにする。変形実施形態では、上記の独国特許第 1816370 号公開公報および独国特許第 3629216 号公開公報に開示されているように、形成途上のロールの直径の増加を「吸収する」ために、巻き取りシャフトが一定の有限の可動性を備えることができる。
【０００９】
以上のように構成される現在の巻き取り装置では、装置の始動時あるいは破損発生後のシート製品の導入が、きわめて複雑な操作になる。事実、上記の説明を考慮すると、水平移動する台車が、非常に多くのシリンダ、ローラおよびカット装置等の他の装置を含むので、この台車が複雑かつ重いアセンブリになってしまう。そのうえ、巻き取り装置自体が、フレーム、円筒部および２個のシャフト、ならびに付属装置を備えるので、複雑で大型化する。特に広幅の機械では、容認しがたいたわみが発生するので、シャフトの寸法を小さくすることはできない。また、一般に望まれるように巻き取り直径が大きい場合、フレームの寸法がどうしても大きくなってしまう。さらに、シャフトは、回転移動する円筒部に取り付けるので、シャフト付近で巻き取り装置の内部に入ることは非常に危険であり、安全勧告は、大部分の工場および国々で、この種の操作を禁じている。
【００１０】
従って、巻き取るシート製品の前端が出ている場合、２個の巻き取りシャフトの一方にこの前端を導くために巻き取り装置にシートを通すことがきわめて難しい。
【００１１】
現在では、比較的容認できる方法でこのような操作を実施するために、少なくとも二人の人員を介在させ、一人が、予め後退位置に誘導した台車の上にシートを導き、シートが運良く床に落ちるのを待って、巻き取り装置の出口にいる二番目の人が、フックあるいは、時として自動ベルトコンベヤ装置を用いてこのシートを拾い上げ、シートの前端が巻き取り装置の後方にくるようにしている。このような操作は、特に機械が高速で操作している場合、難しい上に危険である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、こうした難点を解消することをめざしており、従って、シート導入操作を高速で実施可能であって、これらの操作を担当する人員がたとえ一人しかいなくても安全性を脅かされないこの種の巻き取り装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、ロールを形成するためのシート状連続製品の巻き取り装置を目的とし、少なくとも２個の平行な巻き取りシャフトを備えた円筒部を水平軸を中心として回転可能に取り付けた装置フレームを含み、シャフトが回転駆動手段に結合されており、円筒部の回転により、いっぱいになったロールを排出すると同時に空のシャフトを巻き取り位置に供給し、巻き取り装置がさらに、巻き取るシート製品の供給手段を含み、供給手段は、張力測定シリンダおよび接触シリンダ、ならびに好適には調整部品およびカット装置等の様々なシリンダおよびローラを含んでおり、この巻き取り装置は、フレーム、円筒部および巻き取りシャフトを含むアセンブリが、円筒部およびシャフトの軸に垂直な方向に沿って水平並進移動可能に取り付けられる一方で、シート製品の供給手段が固定されており、フレーム、円筒部およびシャフトを含む可動アセンブリの並進移動により、形成途上にあるロールの直径が増加するにつれてアセンブリが前進可能になり、この移動の全行程は、シート製品の前端を巻き取り装置のシャフトの一方に挿入するために操作者が使用可能な自由空間をアセンブリと供給手段との間に設けることができるように構成されることを特徴とする。
【００１４】
かくして、従来の巻き取り装置の設計が、形成途上にあるロールの直径を規則正しく増加する際に徐々に後退移動する台車によって供給手段を支持するのとは反対に、本発明は、供給手段を固定位置に保持することを提案する。従って、フレーム、円筒部およびシャフトからなるアセンブリは移動し、より詳しくはシート製品の繰り出し方向に移動し、巻き取り途上にあるロールが徐々に大きくなるのに「従う」ように製品供給手段から離れていく。上記のアセンブリの全行程は、ロールの最小半径および最大半径の間の差に制限されるものではなく、固定供給手段と、最大に前進するフレーム−円筒部−シャフトのアセンブリとの間に約１〜２メートルの十分な自由空間を形成するように十分に長くする。この空間は、装置のスタート時に操作者が供給手段でシート製品の前端を安全に回収できるようにし、この前端をすぐ近くにある巻き取り装置の２個のシャフトの端に直接導くようにするために使用することができる。
【００１５】
確かに、米国特許第 4171780 号明細書は、フレーム、円筒部およびシャフトを含むアセンブリが水平移動する巻き取り装置を既に開示しているが、この特許では、上記の引用特許同様に、結果として得られる可動性がきわめて制限されており、形成途上にあるコイルの直径の変動を吸収することができるだけである。
巻き取りシートの挿入段階を除いて、本発明が対象とする巻き取り装置の動作は、原則的に修正されているわけではない。実際、今後、固定される供給手段は、上記のように張力測定シリンダおよび接触シリンダを備えており、接触シリンダは、それ自体が、付与する圧力の微調整装置に結合される。唯一の根本的な違いは、以前は固定されていたフレーム−円筒部−シャフトのアセンブリを可動式にし、ロールの直径の規則正しい増大を補正するために、ロールの巻き取り段階の間ずっと、適切なガイドの上で低速かつ漸進的にシートの一般的な前進方向に移動することにある。さらに、この可動アセンブリは、一人または複数の操作者が安全に機械で操作できるようにするために、こうした操作者に一定の場所をあけることが必要な場合、高速で長い行程にわたって前方へ移動する。
【００１６】
かくして、本発明が目的とする巻き取り装置の設計は、現在の公知技術では得られない著しい長所をもたらす。確かに既存の装置では、供給手段を支持する台車がロールの直径の増大に適合するように後退するが、この台車は、台車自体と装置のその他の部分との間に操作者の介入に必要な空間を形成するのに十分なだけ後退することはできない。実際、台車の後退行程は、この台車の上流に、シート製品の生産処理ラインに属する設備が通常存在することにより制限される。それ自体が長い行程で台車を後退できるようにするための自由空間を台車の上流に形成することもまた不可能である。何故なら、この場合、シート製品はガイドも支持もされずに長い距離を進まなくてはならないので、装置によって実施される巻き取りの品質を非常に損なうものになる。
【００１７】
本発明が目的とする巻き取り装置は、以上の説明のように付加的な長所を有する。従来型の巻き取り装置では、巻き取られた最大ロールの直径の少なくとも半分（または半径）に相当する後退行程を台車に残し、台車が十分に後退できるようにして、こうした最大寸法になるいっぱいのロールを構成できるようにすることが必要である。台車がこのように後退すると、巻き取り装置のすぐ上流にあるシートの行程と、巻き取り装置に入るシートの巻き取り角度が台車の後退時に変えられるので、その結果としてシートの張力測定が妨害され、時には、巻き取り時の有害な折り目や欠陥のもとになる。こうした欠点は、本発明が目的とする巻き取り装置では回避され、供給手段が固定されるので、供給手段は、生産装置の出力に配置されるシリンダ群に組み込むことができ、かくして巻き取り条件を一定にし、最適化することができる。従って、本発明が目的とする巻き取り装置は、著しくアクセスしやすいだけではなく、巻き取り条件もまた最適化される。
【００１８】
本発明による巻き取り装置の設計は、さらに以下のような幾つかの相補的な長所を含む。
【００１９】
すなわち、先に説明したように、巻き取り装置に先行する生産装置の出力に固定供給手段を組み込むことができるので、これらの供給手段の支持体そのものを前記生産装置の出力のフレームに容易に組み込むことができる。フレームは、操作者が簡単かつ安全にシートを通過できるように近代装置で研究されたものである。このようにして、本発明が目的とする構成では、供給手段の出力までシートの挿入が既に簡単に行われ、しかも、巻き取り装置で（シートの繰り出し方向に）遭遇する第一のシャフトの近傍に操作者がいるので、巻き取り装置を通り抜けることはもはや不要である。反対に、従来の装置の場合、挿入は、台車の上流まで簡単に行われていただけであり、シートを巻き取り装置に挿入するときに問題が提起されていた。
【００２０】
このように本発明は、シートを手動で挿入する場合に明らかに有利であるが、一方で本発明はまた、ベルト、コードまたはエアクッションによる自動挿入システムを出力が備えた生産装置の場合もまた特に有効である。何故なら、この場合には、供給手段の出力まで既にシートを自動的に進ませるだけでよく、次に巻き取り装置を通過する必要がないからである。
【００２１】
本発明の目的とする構成はまた、カット装置、なかでも張力測定シリンダと接触シリンダとの間に配置されるカット装置の使用に関して特に有効である。この場合、操作者が安全に使用可能なカットブレードまで、またこのカットブレードから、シートを横に直接カットするように単にシートを直接挿入してから、このシートの端を巻き取りシャフトに取り付ける（シートのカット部は、横に床に排出されるか、あるいは装置の下に配置される粉砕装置に直接排出される）。
【００２２】
本発明が目的とする巻き取り装置はまた、ますます一般化されてきているケーブルガイド（filguide）あるいは遠隔ガイド台車装置によって、いっぱいになったロールを排出する場合に特に有効である。こうした台車装置の作動は、いっぱいになったロールが円筒部の回転によって搬送されたとき、巻き取り装置の前方にあるシャフト付近に自動的あるいは非自動的に戻り、いっぱいになったロールを採取し、場合によっては、採取したこのロールの場所に、新しい空のロールマンドレルを配置することにある。従来の巻き取り装置の場合、シートの挿入時に操作者の作業ポストが巻き取り装置の前方、すなわちこの台車が介在するのと同じゾーンにあるので、この台車に対して優先性および操作者の安全性の問題が明らかに提起される。操作者は、台車の移動ゾーンに入ることを禁止されているが、巻き取り装置のスタート時には、このゾーンに操作者が居ることが必要不可欠である。反対に本発明が目的とする巻き取り装置の場合、今後は巻き取り装置のフレームの上流にある操作者の作業位置と、反対側（下流）にある台車の移動・作業ゾーンとが、明らかに分離されている。
【００２３】
さらに、本発明の目的とする装置では、供給手段に属する接触シリンダを固定しているので、巻き取り装置の品質もまた著しく改良される。従来の巻き取り装置では、接触シリンダを所定の位置に保持するために、台車が、高感度でほぼ摩擦のない圧力装置を備えなければならない一方で、この圧力装置が後方へ移動する台車に同時に取り付けられるので、巻き取り操作の適正な繰り出しが妨げられていた。本発明の目的とする巻き取り装置では、この問題が回避されており、供給手段を固定しているので、接触シリンダはきわめて柔軟で摩擦のない圧力部品を備えることができ、フレーム−円筒部−シャフトのアセンブリは、独立して、ロールの直径が増えるにつれて前方にゆっくりと移動する。
【００２４】
フレーム−円筒部−シャフトのアセンブリは、油圧ジャッキ等の機械、電気機械または油圧駆動による各種の作動装置により並進移動される。好適には、ここでは作動装置は、たとえば、少なくとも一つのステッピングモータと、このステッピングモータにより駆動される少なくとも一つの玉ねじとを含むアセンブリから構成される。玉ねじ機構の精度が適正であり、ステッピングモータの速度調整範囲がきわめて広いことを考慮すると、このステッピングモータが、ローラの増大に「従う」ために、フレーム−円筒部−シャフトの可動アセンブリを低速かつ漸進的に移動するだけではなく、一方のシャフトにシートを挿入するために操作者のアクセスに必要なスペースを解放しながら前進するために、フレーム−円筒部−シャフトの可動アセンブリを高速かつ長い行程で移動するようにすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、こうしたロール形成用のシート状連続製品の巻き取り装置の一実施形態を示す添付図に基づく以下の説明によりいっそう理解できる。
【００２６】
図１から図５は、様々な使用段階または動作段階に対応する複数の個別位置での本発明による巻き取り装置を示す側面図である。
【００２７】
公知のように、巻き取り装置は、フレーム２、水平軸４を中心としてフレーム２に回転可能に取り付けられている円筒部３、および２個の平行な巻き取りシャフト５を含むアセンブリ１を備え、各水平軸６は、径方向に向かい合っていて、円筒部３により支持される。図示していない駆動部品は、軸４を中心として円筒部３を回転駆動し、軸６を中心として各シャフト５を回転駆動する。
【００２８】
フレーム２、円筒部３および２個のシャフト５からなるアセンブリ１は、巻き取り装置の固定台８により支持される水平直線ガイド７で並進移動するように取り付けられる。玉ねじに結合されるステッピングモータ等の図示されていない手段が、ガイド７に沿って前方（矢印Ｆ１）または後方（矢印Ｆ２）にアセンブリ１を並進移動する。「前方」および「後方」という表現は、ここでは、巻き取るシート製品９の一般的な繰り出し方向（矢印Ｆ）に関して定義されている。
【００２９】
固定台８の後方に、上流に配置される製造装置（図示せず）から送られるシート製品９の供給固定アセンブリ１０が設けられている。アセンブリ１０は、シート製品９をガイドする一連のシリンダまたはローラ１１，１２，１３，１４を含む。特に、アセンブリ１０の前側に設けられている張力測定シリンダ１３は、接触シリンダ１４の上方にある。この二つのシリンダ１３，１４の間にはさらに、カット装置１５が設けられ、カット装置は、シート製品９の前進方向に対して横方向に移動可能なカット部品を備えている。
【００３０】
上記の構成により、フレーム２，円筒部３および２個のシャフト５からなる可動アセンブリ１は、比較的長い行程に沿って、シートまたはシート製品９の供給固定アセンブリ１０にきわめて接近した後方位置と、前記固定アセンブリ１０から比較的離れた前方位置との間で制御されながら移動し、当然のことながら全ての中間位置も占有可能である。
【００３１】
特に、前方位置（図１）では、比較的長い約１〜２メートルの自由空間Ｅが固定台８の上方で可動アセンブリ１と固定アセンブリ１０との間に設けられている。図示したように、操作者は、この自由空間Ｅに入って、装置のスタート時にシート製品９の前端を把持し、これを一方のシャフト５、特に巻き取り位置すなわち最も後方に配置されるシャフトに挿入することができる。
【００３２】
考慮されたシャフト５にシート製品９を係合すると（図２参照）、この製品９の巻き取りプロセスを開始できる。このため、まず、考慮されたシャフト５が、このシャフトの高さに配置される接触ローラ１４で支持されるまで可動アセンブリ１を後退する（図３参照）。次に、シャフト５を回転駆動して、このシャフト５を中心としてシート製品９を巻き取ってローラ１７を形成する（図４参照）。ローラ１７の直径は巻き取りに応じて徐々に増加し、これは可動アセンブリ１の対応する低速前進によって補償される。
【００３３】
ローラ１７の形成終了時にカット装置１５が介在して、巻き取られたシート製品の長さを分離し、円筒部３がその軸４を中心として半回転する（図５参照）。このとき、固定台８上の可動式の補助台車１８が可動アセンブリ１の前方からこのアセンブリに接近し、いっぱいになったロール１７を採取するとともに、場合によっては、代わりに円筒部３に空の新しいロールマンドレルを配置することができる。
【００３４】
可動アセンブリ１はまた後退し、円筒部３の最終回転時に巻き取り位置にきたシャフトを支持ローラ１４に導き、巻き取り装置は、前と同じ新しいサイクルを実施する準備をする。
【００３５】
本発明の意図を逸脱せずに、フレーム−円筒部−シャフトの可動アセンブリ移動手段を変え、あるいはシート製品の供給固定アセンブリのシリンダおよびまたはローラの数および構成を変えることができる。この製品の材料および構造は、任意のものにすることができる。独立した特定フレームと共にシート製品の供給固定アセンブリ１０を図示したが、同様の概念で、このアセンブリを、巻き取り装置に先行するシート製品の生産装置の出力に組み込み可能であることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による巻き取り装置を示す側面図であって、自由空間Ｅが固定台の上方で可動アセンブリと固定アセンブリとの間に設けられている状態を示す図である。
【図２】 本発明による巻き取り装置を示す側面図であって、シャフトにシート製品が係合された状態を示す図である。
【図３】 本発明による巻き取り装置を示す側面図であって、シャフトがこのシャフトの高さに配置される接触ローラで支持されるまで可動アセンブリを後退させた状態を示す図である。
【図４】 本発明による巻き取り装置を示す側面図であって、シャフトを回転駆動して、このシャフトを中心としてシート製品を巻き取ってローラを形成させた状態を示す図である。
【図５】 本発明による巻き取り装置を示す側面図であって、巻き取られたシート製品の長さを分離し、円筒部がその軸を中心として半回転された状態を示す図である。
【符号の説明】
１ アセンブリ
２ フレーム
３ 円筒部
４ 水平軸
５ シャフト
９ シート製品
１０ 供給手段
１３ 張力測定シリンダ
１４ 接触シリンダ
１５ カット装置
１６ シート製品の前端
１７ ロール
Ｅ 自由空間

Claims (4)

1. ロールを形成するためのシート状連続製品の巻き取り装置であって、少なくとも２個の平行な巻き取りシャフト（５）を備えた円筒部（３）を水平軸（４）を中心として回転可能に取り付けた装置フレーム（２）を有し、シャフトが回転駆動手段に結合されており、円筒部（３）の回転により、いっぱいになったロール（１７）を排出すると同時に空のシャフト（５）を巻き取り位置に供給し、さらに、巻き取るシート製品（９）の供給手段（１０）を備え、供給手段は、張力測定シリンダ（１３）および接触シリンダ（１４）、ならびに好適には調整部品およびカット装置（１５）等の各種シリンダおよびローラ（１１〜１４）を有しており、フレーム（２）、円筒部（３）および巻き取りシャフト（５）を有するアセンブリ（１）が、円筒部（３）およびシャフト（５）の軸（４，６）に垂直な方向に沿って水平並進移動可能に取り付けられる一方で、シート製品（９）の供給手段（１０）が固定されており、フレーム（２）、円筒部（３）およびシャフト（５）を有する可動アセンブリ（１）の並進移動（Ｆ１，Ｆ２）により、形成途上にあるロール（１７）の直径が増加するにつれてアセンブリが前進可能になり、フレーム（２）、円筒部（３）およびシャフト（５）を含む可動アセンブリ（１）の全移動行程は、ロール（１７）の最小半径と最大半径との差に制限されず、且つ、シート製品の前端（１６）を巻き取り装置のシャフト（５）の一方に挿入するために操作者にとって使用可能な自由空間（Ｅ）がアセンブリ（１）と供給手段（１０）との間に介在するのに十分に長く設定されることを特徴とする巻き取り装置。
2. 前進位置にある可動アセンブリ（１）により形成される自由空間（Ｅ）が約１〜２メートルであることを特徴とする請求項１に記載の巻き取り装置。
3. フレーム（２）、円筒部（３）およびシャフト（５）を備える可動アセンブリ（１）の前記供給手段（１０）に対する並進移動は、少なくとも一つのステッピングモータと、このモータにより駆動される少なくとも一つのボールねじとを有する作動装置によって行われることを特徴とする請求項１または２に記載の巻き取り装置。
4. シート製品（９）の固定供給手段（１０）は、巻き取り装置の前段に位置するシート製品（９）の生産装置の出力に組み込まれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の巻き取り装置。

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