JPH11508217A - 巻取り機械用の加圧ローラ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 巻きロール（３）を製作するための巻取り機械用の加圧ローラ機構であって、水平方向に延びかつ垂直方向に可動な横桁（８）に、自由回転可能で個々に可動な一連のローラセグメント（９）が、横桁（８）に対して平行な軸線をもって並べて固定されており、更に、巻きロール（３）に対するローラセグメント（９）の支持圧力を調節するための手段が設けられている。本発明によれば、横桁（８）における各ローラセグメント（９）の支承部内に、横桁（８）とローラセグメント（９）との間隔が減少した場合に間隔に関連して増大する付加力をもって支持圧力を増大させるか、又は、前記間隔が増大した場合に間隔に関連して増大する対向力をもって支持圧力を減少させるエレメントが組み込まれている。従って、一面では全ての巻きロール（３）に対するできるだけ一様な圧着圧力が保証され、かつ、他面では巻きロール（３）の過度の直径差に基づく不都合な効果が排除される。

Description

【発明の詳細な説明】 巻取り機械用の加圧ローラ機構 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の形式の、材料ウエブ、特に縦 裁ちにより分割されたペーパウエブ又はカートンウエブを巻取るための巻取り機 械用の加圧ローラ機構、並びに、本発明による加圧ローラ機構を有する巻取り機 械に関する。 従来技術 ペーパウエブ又はカートンウエブを巻取って巻きロールを形成するために、駆 動される２つの支持ローラを有する支持ローラ式巻取り機械が公知であり、前記 支持ローラには、巻きロールが巻取り時に巻管を整合させて並べて載設される。 支持ローラによって形成されるローラベッドの上側には加圧ローラ機構が配置さ れている。加圧ローラ機構は、一貫した加圧ローラ又は個々の加圧ローラセグメ ントから構成されていて、この加圧ローラセグメントは、垂直方向に可動な水平 な横桁に固定されている。加圧ローラ機構は巻取り開始時に、巻きロールと支持 ローラとの間の接触ラインにおける線荷重を増大するために、上方から巻きロー ルを押すのに用いられる。線荷重によって巻きロールの巻き硬度に著しい影響が 及ぼされる。巻取り開始時 には、巻きロールの支持重量による線荷重は十分なものではなく、従って、加圧 ローラ機構によって付加的な圧着力がかけられ、この圧着力は、巻取り中に巻き ロール重量が増大した場合に対応して減少される。 縦裁ちにより分割されたペーパウエブ又はカートンウエブを巻取る場合ウエブ の横断面変動によって異なる巻きロール直径が生ぜしめられるので、これにより 一貫した加圧ローラの場合、加圧ローラは部分的に直径の減少した巻きロールに 接触しなくなる。この問題点を回避するために、国際公開第９３／１５００９号 明細書から冒頭に述べた形式の加圧ローラ機構が公知であり、この場合、一連の 自由回転可能なローラセグメントが並べてしかも個々に垂直方向に可動に横桁に 固定されている。従って各ローラセグメントは、ローラセグメントの下に設けら れた巻きロールの直径に適合できる。加圧ローラ機構の支持重量によって生ぜし められる各ローラセグメントの支持圧力を同じにするために、ローラセグメント はそれぞれ、閉じられたシステム内で互いに連結されている液力式のピストン・ シリンダユニットに支承されている。 実地において、自体有利な前記システムは幅に亘って厚さが変動するウエブを 巻取る場合に制限されることが明かとなった。加圧ローラセグメントは巻きロー ル直径とは無関係に同じ圧着圧力で巻きロールを押すので、巻きロール間の直径 差が次第に大きくなる。全 ての巻きロールが同じウエブ速度（＝支持ローラの周速度）で駆動されるという 事実に基づき、異なる巻きロール直径により異なる回転速度が生ぜしめられ、即 ち、直径の小さな巻きロールは高速回転する。隣接する２つの巻きロールの回転 速度が異なることによって密接する端面に摩擦が生じ、これは、異なる直径の隣 接する巻きロールが互いにロックした場合に、不都合な結果、例えばマーキング 、火傷斑及び極端な場合にはロール放出を生ぜしめる。 発明の説明 本発明の課題は、一面では全ての巻きロールに対するできるだけ一様な圧着圧 力が保証されかつ他面では著しく大きな直径差に基づく不都合な作用が回避され るようにすることにある。 前記課題は本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明の構 成によって解決された。 本発明によれば、各ローラセグメントはローラセグメントの垂直な支承部内に 組み込まれたエレメントを有し、このエレメントは、横桁からの間隔に関連して 支持圧力に影響を及ぼす。支持圧力は、横桁からの間隔が増大した場合に減少す るか、又は、前記間隔が減少した場合に、増大する。これによって、別の巻きロ ールの平均直径に対する直径差増大に抗して作用し、この場合、巻きロールはよ り堅く又は多少堅く巻かれる。 本発明の有利な構成は、その他の請求項に記載されている。 図面の説明 次に簡単に図示された２つの実施例に基づき本発明を説明する。 第１図は、本発明による加圧ローラ機構を有する支持ローラ式巻取り機械の側 面図、第２図は、加圧ローラ機構の部分的な横断面図、第３図は、部分的な縦断 面図、第４図は、別の実施例の部分的な縦断面図である。 実施例 第１図で図示の支持ローラ式巻取り機械は、ローラベッドを成す２つの駆動さ れる支持ローラ１，２を有し、ローラベッド内では巻取り時に巻きロール３が支 持ローラ１，２に載設する。ペーパウエブ又はカートンウエブ４は縦裁ち装置５ によって個々のウエブに分割され、このウエブは次いで支持ローラ１，２間のギ ャップを介してローラベッド内に案内され、ローラベッドにおいて整合して並置 された巻管に巻かれる。巻取り機械は更に、満杯の巻きロール３を外すための及 び新たな巻管を挿入するための公知のエレメント（放出ビーム６、巻きロール降 下テーブル７）を有している。 ローラベッドの上側で巻取り機械のフレーム内に加圧ローラ機構が配置されて いて、この加圧ローラ機構 によって巻取り開始時に、巻きロール３の自重が所望の巻き硬度のために不十分 である場合に、支持ローラ１、２に対する巻きロール３の支持重量が増大せしめ られる。 加圧ローラ機構は、ウエブ走行方向に対して横方向に延びる、垂直方向に可動 に支承された水平な横桁８を有している。横桁８の下側には、横桁８に対して平 行な軸線をもって密に並べて配置された一連のローラセグメント９が固定されて いて、このローラセグメント９は、横桁８が降下した場合に巻きロール３に接触 する。ほぼ８ｍの機械作業幅の場合、セグメントの軸方向長さはほぼ１００ｍｍ であり、セグメントの直径はほぼ２６０ｍｍである。機械の各側に配置された液 力式のピストン・シリンダユニット１０によって、横桁８はローラセグメント９ と共に上向きに待機位置まで移動可能である。同時にピストン・シリンダユニッ ト１０によって、下方からの加圧により重量を軽減することによって巻きロール ３に対するローラセグメント９の支持圧力を調節できる。 本発明による加圧ローラ機構の２つの実施例の構造は、第２図、第３図及び第 ４図で詳細に図示されている。 全ての実施例では横桁８は中空成形体として構成されている。この中空成形体 の下側には長さ（機械の作業幅）に亘って一連の開口が設けられていて、この開 口を介してそれぞれ１つの固定ロッド１１が外向きに案内されていて、この固定 ロッド１１の下端にはローラセグメント９用の支承シェル１２が固定されている 。下向きに開放された各支承シェル１２内にはローラセグメント９が自由回転可 能に支承されている。 有利には各ローラセグメント９は、硬い材料、特に鋼から成る中空円筒状の支 持体から形成されていて、このローラセグメント９の外周面には、多数の細孔を 均一に分配されたセル状（zellig）のプラスチック材料から成る制限されて変形 可能な層２８が設けられている。セル状のエラストマ、特にポリウレタンから成 るプラスチック材料は、１０ＭＰａ以下の、有利には１ＭＰａ乃至５ＭＰａの体 積弾性率κを有している。細孔のサイズは、５ｍｍ以下、有利には０．０５ｍｍ 乃至１ｍｍである。有利には、変形可能な層内の細孔は部分的に開放、つまり互 いに接続されていてかつ部分的に自体閉鎖されている。開放された細孔の割合は ３０％乃至７０％、有利にはほぼ５０％である。閉鎖された細孔に対する開放さ れた細孔の比は、不都合な過熱を回避するために、層の内部で発生する熱を排出 する能力並びに圧縮性を規定する。プラスチック材料の密度は３５０ｋｇ／ｍ³ 乃至７００ｋｇ／ｍ³である。プラスチック材料から成る層２８の厚さは８ｍｍ 乃至４０ｍｍ、有利には１０ｍｍ乃至２０ｍｍ、実施例ではほぼ１５ｍｍである 。前述の特徴を有する圧縮可 能な層２８は、異なる運転条件の場合に、例えばペーパウエブ又はカートンウエ ブ４の横断面変動時に巻きロール３にマーキングを発生させることなしに所要の 圧着圧力をかけるのに適することが、明かとなった。 支持体の外周面に、自体圧縮可能な材料から成る層２８の代わりに、ゴム弾性 的な材料から成るライニングを設けることもできる。この場合、６０乃至９０の ショア硬さＡを有する材料が使用され、この材料の外側の支承面内には、自体閉 鎖された、つまり同心的に延びる環状の溝が設けられ、これによりソフトな支承 面が得られかつ空気が漏出することができる。このために、１．５ｍｍ乃至２ｍ ｍ幅で約２ｍｍ深さの溝の間のウエブは、最大３ｍｍの幅を有している。ゴムに 類似した材料から成る層の厚さは、同様に８ｍｍ乃至４０ｍｍ、有利には１０ｍ ｍ乃至２０ｍｍである。 横桁８の外側（第２図及び第３図）又は内側（第４図）では、ローラセグメン ト９用の各固定ロッド１１は回動を阻止する垂直方向の直線ガイド１３内で案内 されていて、この直線ガイドはそれぞれ横桁８に固定されている。第２図及び第 ３図の実施例では直線ガイド１３は横桁８の下側に固定されていて、第４図の実 施例では中空成形体内部で縦壁に固定されている。直線ガイド１３は有利には、 プレロード下で取り付けられた玉軸受けを有し、これによって、両構成部分は遊 びなく互いに相対的に垂直方向に可動に支承されてい る。各固定ロッド１１の上端は横桁８の内部で、横桁に垂直に配置された複動式 のピストン・シリンダユニットに固定されている。ピストン・シリンダユニット は複動式のダイヤフラムシリンダを有していて、この場合、それぞれ一方のチャ ンバ１６が液体、例えばオイルで充填されている、つまり液力的な圧力によって 負荷可能である。全てのシリンダ１４の液体で充填されたチャンバ１６は、閉じ られたシステム内で導路１７を介して互いに接続されているので、各チャンバ内 では常時同じ液圧が支配する。閉じられた導路１７には弁１９を介して補償容器 １８が接続されていて、この場合、弁１９が開放された場合に液体が閉じられた システムから流出する。従って、チャンバ１６内の液圧によって、巻きロール３ に接触した場合にローラセグメント９は横桁８に支持される。横桁は、（ピスト ン・シリンダユニット１０によって所望の値減少された）加圧ローラ機構の支持 重量を伝達しかつこのようにして巻きロール３に対するローラセグメント９の所 望の支持圧力を発生し、この場合、全てのローラセグメント９は、後述の修正機 構が作用するまで同じ支持圧力で接触する。 第２図及び第３図による実施例では、ピストン・シリンダユニットのピストン １５の端部はそれぞれ定置に横桁８の上壁にねじ固定されている。ピストン・シ リンダユニットの各シリンダ１４は制限されて垂直方 向に可動に支承されていて、これによって、横桁８とローラセグメント９との間 隔が個々に調節可能である。 第４図の実施例ではピストン・シリンダユニットの各シリンダ１４は、上端で アングル条片２５の水平な脚部にねじ固定されていて、アングル条片２５の他方 の脚部は横桁８の縦壁の内側にねじ固定されている。この実施例では、可動なピ ストンは、ローラセグメント９が固定される固定ロッド１１を成す。直線ガイド １３は、アングル条片２５の内側に設けられている。直線ガイド１３の可動な部 分２６には、回動を阻止した垂直方向の直線運動を保証するために、ローラセグ メント９の支承シェル１２用のホルダ２７が固定されている。 修正機構は、横桁８の各ローラセグメント９の垂直方向運動用の支承部内に組 み込まれたエレメントから成り、このエレメントは、横桁８とローラセグメント ９との間隔が減少した場合に巻きロール３に対する支持圧力を間隔に関連して増 大する付加力により増大させるように、又は、前記間隔が増大した場合に支持圧 力を間隔に関連して増大する対向力によって減少させるように、作用する。 第２図及び第３図の実施例では、修正機構は圧縮ばね２０を有していて、この 圧縮ばね２０はそれぞれ、シリンダ１４と横桁８の上壁との間でピストンロッド をこの領域で環状に取り囲むように配置されている。各圧縮ばね２０は、行程に 関連して増大する力をもって横桁８に向かう所属のローラセグメント９の運動に 抗して作用する。これによって、下記の理由から巻きロール３の過度に大きな直 径差を排除する。 チャンバの閉じられた液カシステムに基づき巻きロール直径の相対的な増大（ 例えばペーパウエブ又はカートンウエブ４の横断面変動に基づく）が横桁８に向 かう接触するローラセグメント９の相対的な運動を生ぜしめる。この運動に抗し て増大した力をもって圧縮ばね２０が作用する、即ち、（全てのローラセグメン ト９のために同じである）液圧に付加的に、ローラセグメント９が上向きに押さ れた場合に圧縮ばね２０のばね力は巻きロール３に対する支持圧力を増大させる ように、影響を及ぼす。直径差に関連して支持圧力の増大に基づき巻きロールは 堅く巻かれかつこのようにして直径差の引き続く増大が阻止される。許容される 差範囲で一様な支持力によって均一な巻き硬度を得るために、変位行程毎対向し て作用する力の大きさはばね定数を選択することによって、不都合な影響を及ぼ す直径差が生じた場合に初めて修正が行われるように、調節できる。 選択的に、ばね２０を両端で横桁８の上壁に及びシリンダ１４に固定すること もでき、これにより、ばね２０を引張りばねとして行程に関連して増大する力を もって所属のローラセグメント９の運動に抗して作用させることができる。これ によって、直径の比較的小さな巻きロール３はソフトに巻かれ、つまり巻きロー ル３の直径は相対的に増大する。これによって、隣接する２つの巻きロール３の 直径間の不都合に大きな差が排除される。 第４図による実施例では圧縮ばね２０はアングル条片２５の水平な脚部と直線 ガイド１３の可動な部分２６との間に配置されかつこのようにして増大した力を もって横桁８に向かうローラセグメント９の相対的な運動に抗して作用する。 第２図で右側のセグメントのために図示されているように、ローラセグメント ９が縦裁ち部の上側、つまり２つの巻きロール３の範囲を占める場合には、ロー ラセグメント９はこのフォーマットの巻取りのために持上げによって作動停止状 態されねばならない。同じことは、狭幅なペーパウエブ又はカートンウエブ４を 処理する場合にウエブ幅の外部に位置するローラセグメント９にも該当する。実 施例による複動式に構成されたピストン・シリンダユニットの場合、液体で負荷 されない第２のチャンバ２１は有利には、ローラセグメント９の作動停止の持上 げ運動を実施するために利用される。 シリンダ１４の各第２のチャンバ２１は、弁２３を有する固有の圧力導管２２ に接続されていて、前記弁 ２３を介して圧力媒体、有利には圧力空気が共通の圧力源２４から供給されると 共に、圧力が第２のチャンバ２１から放出される。チャンバ２１内の圧力増大に よって、別のチャンバ１６内の液圧が僅かである場合に、ローラセグメント９の 持上げが生ぜしめられる。 複動式の構成されたピストン・シリンダユニットの使用によって、修正機能を ばね２０を用いる代わりに、チャンバ２１内の空気力式の圧力を適当に制御する ことによって実施できる。この変化実施例（図示せず）では、加圧ローラ機構は チャンバ２１内の空気力式の対向圧力を行程に関連して制御する制御装置を有し ている。各ローラセグメント９のために所属のチャンバ２１内の対向圧力は行程 に関連して制御され、これにより、横桁８とローラセグメント９との間隔が減少 した場合に対向圧力が減少されて、ローラセグメント９の支持圧力が増大される か、又は、前記間隔が増大した場合に対向圧力の増大によりローラセグメント９ の支持圧力が行程に関連して減少される。下側の空気力式のチャンバ２１を有す る第４図の実施例では、下向きのローラセグメント９の相対運動時に（つまり、 横桁８とローラセグメント９との間隔が増大した場合）、ローラセグメント９の 支持圧力を減少するために、チャンバ２１内の上向きに作用する空気力式の圧力 が増大する。 所望のローラセグメント９の作動を含む、システム の調節は、巻取りの初めに次のように実施される。 まず、弁１９の開放状態で、つまり液力システムが補償容器１８に対して開放 された場合に、各シリンダ１４がチャンバ２１内への圧力空気の供給によって圧 縮ばね２０の圧力に抗して完全に上向きに移動し、これにより全てのローラセグ メント９が上側の作動停止位置を占める。 次いで、作動すべきローラセグメント９の弁１９が開放される。ローラセグメ ント９のチャンバ１６は、ローラセグメント９が調節行程の中央の作業位置に下 げられるまで、液体で充填される。次いで、弁１９が閉鎖される。次いで、横桁 ８がローラセグメント９と共に、この間に巻取り機械内に挿入された巻きロール ３用の新たな巻管にまで下げられる。ローラセグメント９はまず新たな巻管にお けるウエブ始端の巻付けを補助しかつ次いで支持ローラ１，２と巻きロール３と の間の接触ラインにおいて所望の線圧を生ぜしめる。 このために必要な、巻きロール直径が増大した場合に減少する支持圧力は、加 圧ローラ機構の重量に抗して作用する側方のピストン・シリンダユニット１０を 介して巻きロール直径に関連して制御される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 ハンス−フリートリッヒ ペータース ドイツ連邦共和国 Ｄ−40882 ラーティ ンゲン ペーター−ヤンゼン−シュトラー セ 32

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．巻きロール（３）を製作するための巻取り機械用の加圧ローラ機構であって 、水平方向に延びかつ垂直方向に可動な横桁（８）に、自由回転可能で個々に垂 直方向に可動な一連のローラセグメント（９）が、横桁（８）に対して平行な軸 線をもって並べて固定されており、更に、巻きロール（３）に対するローラセグ メント（９）の支持圧力を調節するための手段が設けられている形式のものにお いて、横桁（８）における各ローラセグメント（９）の支承部内に、横桁（８） とローラセグメント（９）との間隔が減少した場合に間隔に関連して増大する付 加力をもって支持圧力を増大させるか、又は、前記間隔が増大した場合に間隔に 関連して増大する対向力をもって支持圧力を減少させるエレメントが組み込まれ ていることを特徴とする、巻取り機械用の加圧ローラ機構。 ２．各ローラセグメント（９）が、垂直な直線ガイド（１３）を介して横桁（８ ）に支承されている、請求項１記載の加圧ローラ機構。 ３．各ローラセグメント（９）において、横桁に向かう運動に抗して圧縮ばね（ ２０）が作用している、請求項１又は２記載の加圧ローラ機構。 ４．各ローラセグメント（９）において、横桁から離 反する運動に抗して引張りばね（２０）が作用している、請求項１又は２記載の 加圧ローラ機構。 ５．支持圧力が、加圧ローラ機構の支持重量によって生ぜしめられかつ各ローラ セグメント（９）が、液力式のピストン・シリンダユニットによって横桁（８） に支持されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の加圧ローラ機構。 ６．ローラセグメント（９）の全てのピストン・シリンダユニットの液体で充填 されたチャンバ（１６）が、閉じられたシステム内で互いに接続されている、請 求項５記載の加圧ローラ機構。 ７．ローラセグメント（９）が、複動式のピストン・シリンダユニットに固定さ れていて、該ユニットの第２のチャンバ（２１）が、それぞれ別個に圧力、有利 には空気圧力で負荷可能である、請求項５又は６記載の加圧ローラ機構。 ８．制御装置が設けられていて、該制御装置が、各第２のチャンバ（２１）内の 空気力式の圧力を行程に関連して制御し、これにより、横桁（８）とローラセグ メント（９）との間隔が減少した場合に空気力式の対向圧力を減少して、ローラ セグメント（９）の支持圧力を増大させるか、又は、前記間隔が増大した場合に 間隔に関連して増大する対向圧力を発生して、ローラセグメント（９）の支持圧 力を減少させるようになっている、請求項７記載の加圧ローラ 機構。 ９．各ローラセグメント（９）の外周面に、１０ＭＰａよりも小さい体積弾性率 κを有する、多数の細孔を均一に分配されたセル状のプラスチック材料から成る 変形可能な層（２８）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記 載の加圧ローラ機構。 10．前記層（２８）が、１ＭＰａ乃至５ＭＰａの体積弾性率κを有するセル状の エラストマ、特にポリウレタンから形成されている、請求項９記載の加圧ローラ 機構。 11．細孔のサイズが、５ｍｍ以下、有利には０．０５ｍｍ乃至１ｍｍである、請 求項９又は１０記載の加圧ローラ機構。 12．層（２８）内の細孔が、部分的に開放されていてかつ部分的に自体閉鎖され ており、開放された細孔の割合が、３０％乃至７０％、有利にはほぼ５０％であ る、請求項９から１１までのいずれか１項記載の加圧ローラ機構。 13．各ローラセグメント（９）の外周面に、６０乃至９０のショア硬さＡを有す るゴムに類似した材料から成る変形可能な層（２８）が設けられていて、該層の 支承面内に、環状の溝が加工されている、請求項１から８までのいずれか１項記 載の加圧ローラ機構。 14．溝間のウエブの幅が、最大３ｍｍである、請求項１３記載の加圧ローラ機構 。 15．層（２８）の厚さが、８ｍｍ乃至４０ｍｍ、有利には１０ｍｍ乃至２０ｍｍ である、請求項９から１４までのいずれか１項記載の加圧ローラ機構。 16．横桁（８）の側方に、上方から引張る又は下方から押圧するピストン・シリ ンダユニット（１０）が作用している、請求項１から１５までのいずれか１項記 載の加圧ローラ機構。 17．縦裁ちにより分割された材料ウエブ、特にペーパウエブ又はカートンウエブ を巻取るための支持ローラ式巻取り機械であって、２つの駆動される平行な支持 ローラ（１，２）が設けられていて、該支持ローラの間にローラベッドが形成さ れており、該ローラベッドに、巻取り時に軸線を整合して巻きロール（３）が載 設する形式のものにおいて、ローラベッドの上側で巻取り機械のフレーム内に、 請求項１から１６までのいずれか１項記載の加圧ローラ機構が配置されているこ とを特徴とする、支持ローラ式巻取り機械。