KR101945077B1

KR101945077B1 - 릴 언와인더 및 언와인딩 방법

Info

Publication number: KR101945077B1
Application number: KR1020147013699A
Authority: KR
Inventors: 로베르토 모렐리; 안젤로 벤베누티
Original assignee: 파비오 페리니 에스. 피. 에이.
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2019-02-01
Also published as: CN104080719B; BR112014012394A2; ITFI20110253A1; WO2013076011A1; CA2856125C; MX349509B; CA2856125A1; EP2782857A1; US9670020B2; CN104080719A; EP2782857B1; JP2014533643A; KR20140102191A; MX2014006062A; JP6071151B2; RU2014125283A; RU2605344C2; US20140326822A1; ES2618496T3; IN2014CN03859A

Abstract

언와인더는 제1 릴(B1)이 위치결정되는 제1 언와인딩 위치(P2); 상기 제1 릴이 제2 릴(B2)과 교체되어야만 할 때 해당 제1 릴이 이송되는 제2 언와인딩 위치(P3); 제2 릴(B2)이 대기 상태로 유지되는 대기 위치(P1); 및 제1 릴(B2)이 제2 릴(B2)과 교체되어야만 할 때 해당 제2 릴(B2)의 회전을 개시하도록 배열되고 제어되는 제1 언와인딩 부재(13)를 포함한다. 또한, 언와인더는 적어도 하나의 무단 가요성 요소(33)를 포함하는 제2 언와인딩 부재(31)를 포함한다. 무단 가요성 요소는, 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P2)로 연장되어, 제2 언와인딩 위치(P3)에서, 제1 릴이 상기 제2 언와인딩 부재와 접촉하고 제1 언와인딩 위치(P2) 내의 제2 언와인딩 부재(31)에 의해서 회전을 유지하는 한편, 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송되도록 배열되고 제어된다.

Description

릴 언와인더 및 언와인딩 방법{REEL UNWINDER AND UNWINDING METHOD}

본 발명은 로그(log) 혹은 릴(reel)에 감긴 웹 재료(web material)를 전환 혹은 처리하기 위한 기계에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 웹 재료의 릴, 특히, 배타적이지는 않지만, 종이, "티슈" 페이퍼 등과 같은 셀룰로스 재료의 릴을 풀고(즉, 언와인딩하고), 언와인더(unwinder)의 하류에 있는 하나 이상의 처리 스테이션으로 상기 웹 재료를 공급하기 위한 방법 및 장치에 대한 개량에 관한 것이다.

제지 분야에서, 예를 들어, 티슈 페이퍼, 예컨대, 화장지, 키친 타월 등으로 이루어진 제품의 제조를 위하여, 한겹 이상의 셀룰로스 재료를 감음으로써 대형 직경의 릴들을 생성하는 것이 관례적이다. 이들 대형 직경의 릴은 이어서 언와인더에 의해 풀려서, 보다 작은 직경의 로그 혹은 다른 제품, 특히, 화장실용 티슈의 롤, 키친 타월의 롤, 페이퍼 냅킨 등과 같은 판매를 목적으로 한 완제품을 얻기 위하여 후속의 처리를 위해 의도된 반완제품의 생산을 위하여, 웹 재료를 처리 및 전환 스테이션으로 공급한다.

언와인더는 빈 릴을 대기 위치에 유지되어 있는 새로운 릴로 신속하게 교체할 수 있도록 방식으로 설계되어야만 한다. US-B-7,350,740 및 US-B-7,500,634는 웹 재료의 공급을 정지시키는 일 없이 자동적으로 빈 릴을 새로운 릴로의 교체를 수행하는 언와인더를 기재하고 있다.

WO2006/077609는, 빈 릴이 언와인딩 위치로부터 언로딩 위치(unloading position)로 1쌍의 가이드에 의해서 이동되는 언와인더를 기재하고 있다. 일단 릴이 상기 두 위치 중 하나의 위치로부터 다른 위치로 이송되면, 새로운 릴은 상기 위치로부터 아래쪽의 언와인딩 벨트와 접촉할 때까지 언와인딩 스테이션을 향하여 하강된다. 언와인더의 이동은 빈 릴 교체 단계 전에 정지된다. 일단 새로운 릴이 위치결정되면, 언와인더는 재개된다. 이 경우에, 하류에 있는 웹 재료의 연속적인 공급을 확보하기 위하여, "페스툰"(festoon), 즉, 웹 재료의 공급물의 상류에서 웹 재료의 공급이 없을 때 페스툰의 하류에서 웹 재료의 전달을 허용하도록 변경될 수 있는 중심 거리를 두고 일련의 가이드 롤러들 사이에 형성된 해당 페스툰을 제공할 필요가 있다.

유사한 언와인더가 WO2007/099570에 기재되어 있다.

WO2010/121252는 릴의 언와인딩 위치와 새로운 릴용의 대기 위치가 형성되어 있는 언와인더를 기재하고 있다. 풀리고 있는 릴이 빈 경우, 웹 재료가 절단되고, 웹 재료의 후미 단부가 흡인 롤러 상에 감긴다. 빈 릴은 언와인딩 위치로부터 제거되고 새로운 릴로 교체되되, 그 순간까지는 대기 위치로 유지된다. 절단된 웹 재료의 후미부가 감겨 있는 롤러는 새로운 릴 쪽으로 이동되어, 새로운 릴 상에 감겨 있는 웹 재료를 롤러 상에 감겨 있는 웹 재료와 이어붙이기(splicing)를 수행한다. 일단 두 웹 재료의 이어붙이기가 수행되면, 하류 스테이션 쪽으로의 공급이 다시 개시될 수 있다. 또한, 이 종래 기술의 언와인더에서는, 페스툰 축적기가 언와인더 하류에 있는 생산 라인으로의 연속 전달을 확보하기 위하여 설치되어야만 한다. 이것은 또한 첫번째 빈 롤로부터 나오는 웹 재료의 적절한 길이를 흡인 롤러 상에 감기 위하여 필요하다.

EP-1444154는, 빈 릴을 대기 상태의 새로운 릴로의 자동적인 교체를 수행하기 위하여, 3개의 개별의 언와인딩 부재가 설치되어 있는 언와인더를 기재하고 있다. 제1의 주된 언와인딩 부재는 중앙의 언와인딩 시스템, 즉, 축에서 웹 재료의 릴을 걸어맞춤하고 이것을 회전하여 빼내는 시스템을 포함한다. 이 제1 언와인딩 부재가 각 릴의 언와인딩 사이클의 대부분을 수행한다. 언와인딩 위치의 측면에, 제1 릴이 비어있을 때 해당 제1 릴을 교체하도록 의도된 제2 릴을 위하여 대기 위치가 형성되어 있다. 풀리고 있는 릴을 대기 중인 릴로의 교체를 수행하기 위하여, 언와인딩 부재는 풀리고 있는 릴과 함께 주된 언와인딩 위치로부터 아래쪽의 보조적인 언와인딩 위치 쪽으로 이송된다. 여기서, 제2 언와인딩 부재는, 풀리고 있는 릴과 접촉하여 위치되고, 해당 릴을 회전 상태로 유지하여, 언와인딩 사이클의 최종 부분을 수행할 책임을 맡고 있다. 제1 언와인딩 부재는 따라서 주된 언와인딩 위치로 복귀되어 대기 중인 릴을 입수할 수 있는 한편, 제2 언와인딩 부재는 계속해서 릴을 회전 상태로 유지하여 웹 재료를 전달한다. 대기 중인 릴은 제3 언와인딩 부재에 의해 회전 상태로 배치된다. 대기 중인 릴의 풀기(unwinding)를 개시하면, 이 릴의 선두부는 제1 릴로부터 여전히 풀리고 있는 웹 재료의 최종 부분 상에 놓여, 일시적으로 하부 위치에 있게 되어 제2 언와인딩 부재에 의해 풀리게 된다. 이와 같이 해서, 두 릴로부터 나오는 두 웹 재료가 중첩되어 하류에 위치된 이음 수단(splicing means)으로 함께 공급된다. 일단 새로운 릴의 선두 단부가 이음 수단에 도달하면, 제1 릴로부터 풀린 웹 재료와 제2 릴로부터 풀린 웹 재료 간에 이어붙이기가 수행되므로, 빈 릴은 남아있는 웹 재료를 절단함으로써 제거될 수 있고, 이미 대기 중인 새로운 릴이 그의 실제의 언와인딩 사이클을 시작한다.

이들 종래 기술의 언와인더는 몇몇 문제를 갖는다. 몇몇 경우에, 이들 기계는 특히 복잡하고 관리하기 어려우며 제조비가 높다. 이들 중 일부는 웹 재료의 공급을 정지시키는 일 없이 릴의 교체를 수행할 수 없고, 따라서 기계의 비용을 증가시키는 페스툰 축적기, 파손에 대한 민감성 그리고 또한 기계의 설치에 필요한 공간을 필요로 하여, 결과적으로 언와인더가 첫번째 블록을 형성하는 전환 라인을 위하여 요구되는 면적의 증가를 초래한다.

일반적으로, 종래 기술의 언와인더는 릴을 단지 일방향으로 풀 수 있다.

게다가, 많은 종래 기술의 언와인더는 대부분의 빈 릴로부터 그리고 새로운 릴로부터 나오는 두 겹의 이어붙이기를 수행하기 위하여 풀이나 접착제 테이프를 사용한다. 이것은 상대적으로 긴 제조 시간과 소비재에 대한 필요성을 수반한다. 게다가, 제거되어 나중에 재활용되는 이어붙이기 영역에 사용되는 접착제 재료는, 셀룰로스 재료를 오염시키며, 따라서 재활용되기 전에 적절하게 처리되어야만 한다.

일 양상에 따르면, 본 발명은, 종래 기술의 기계 및 장치의 문제점을 완전히 혹은 부분적으로 해소한, 페이퍼 전환 라인들, 예컨대, 로그, 롤, 냅킨 등을 제작하기 위한 라인들을 공급하기 위하여, 특히 셀룰로스 재료의 릴들, 예컨대, 모 릴들(parent reels) 혹은 페이퍼 밀로부터 나오는 대형 직경의 릴들용의 릴 언와인더를 제공한다.

실질적으로, 일 실시형태에 따르면, 웹 재료의 릴을 풀기 위한 언와인더가 제공되되, 해당 언와인더는 언와인딩 사이클(unwinding cycle)의 적어도 일부 동안 제1 릴이 위치결정되는 제1 언와인딩 위치; 상기 제1 릴이 제2 릴과 교체되어야만 할 때 해당 제1 릴이 이송되는 제2 언와인딩 위치; 상기 제2 릴이 대기 상태로 유지되는 대기 위치; 및 상기 대기 위치와 결부되어(associated), 제1 릴이 제2 릴과 교체되어야만 할 때 상기 제2 릴의 회전을 개시하도록 배열되고 제어되는 제1 언와인딩 부재(first unwinding member)를 포함한다. 또한, 언와인더는 적어도 하나의 무단 가요성 요소(endless flexible element)를 구비하는 제2 언와인딩 부재를 포함한다. 유리하게는, 제2 언와인딩 부재의 무단 가요성 요소는 제1 언와인딩 위치로부터 제2 언와인딩 위치로 연장되고, 상기 제1 언와인딩 위치 및 상기 제2 언와인딩 위치에서, 그리고, 상기 제1 언와인딩 위치로부터 상기 제2 언와인딩 위치로 이송되는 동안 제1 릴이 상기 제2 언와인딩 부재에 의해 상기 제2 언와인딩 부재와 접촉하고 회전상태를 유지하도록 배열되고 제어된다.

이후의 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 이와 같이 해서, 언와인더는, 웹 재료의 공급을 정지시킬 필요 없이 따라서 어떠한 페스툰 축적기 혹은 매거진 등도 없이, 거의 빈 릴을 대기 위치에 미리 배열된 새로운 릴로의 교체를 수행할 수 있다. 대안적으로, 풀기를 정지시킴으로써 두 릴의 교체가 일어나는 시스템 내에 요구되던 것들보다 작은 치수를 지니는 축적기가 설치될 수 있다.

릴의 회전을 정지시킬 필요 없이 풀기를 계속하는 것은, 단지 2개의 언와인딩 부재를 이용해서 일어날 수 있어, 자동 이어붙이기가 수행되는 종래 기술의 언와인딩 시스템에 비해서 상당히 간단화된다. 본 발명의 실시형태들의 추가의 이점은 이하에 예시될 것이며, 또한 본 발명의 비제한적인 실시형태를 도시하는 도면의 설명으로부터 명백해질 것이다.

유리한 실시형태에 있어서, 대기 위치는 제1 언와인딩 위치 위쪽에 있으며, 즉, 대기 위치는 더 높은 위치에, 거의 제1 언와인딩 위치에 있다. 따라서, 상기 위치들 중 하나의 위치에서 다른 위치로의 릴의 이송은, 예를 들어, 선회 암 또는 1쌍의 선회 암에 의해 형성된 특히 간단한 이송 장치를 이용해서 일어날 수 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 제1 언와인딩 위치는 언와인더로부터의 웹 재료의 배출구와 제2 언와인딩 위치 사이에 위치되어 있다. 이음 장치는 웹 재료 내에 배열될 수 있다. 특히 유리한 몇몇 실시형태에 있어서, 이음 장치는 기계식 장치이며, 이때 1개 이상의 압력 휠이 1개 이상의 상대-롤러에 대항하여 작동한다. 두 릴의 웹 재료는 휠들과 상대-롤러들 사이를 통과하고, 두 재료는 섬유 상에 작용되는 편재화된 압력의 효과("상호혼합"(intermingling)이라 알려진 효과)에 의해 접합된다.

유리하게는, 제2 언와인딩 부재는 제1 언와인딩 위치 및 제2 언와인딩 위치에 관하여 제1 릴의 위치의 함수(function)로서 무단 가요성 요소의 경로를 변경시키도록 배열되고 제어될 수 있다. 전형적으로, 무단 가요성 요소는 복수개의 가이드 롤러 둘레에 가이드되되, 그 중 적어도 하나의 가이드 롤러는 무단 가요성 요소의 경로를 변경시키기 위하여 가동축을 지니며, 또한 적어도 하나의 가이드 롤러가 기동되도록 제공될 수 있다.

무단 가요성 요소의 경로를 변경시키기 위하여 제공된 가동축을 지닌 롤러는 하부 위치로부터 상부 위치로 이동하도록 하는 방식으로 배열되고 제어될 수 있다. 롤러가 상부 위치에 위치된 경우, 무단 가요성 요소는 제2 언와인딩 위치에 위치된 릴 상에서 동작하도록 위치결정된다. 롤러가 하부 위치에 위치된 경우, 무단 가요성 요소의 위치는, 제2 언와인딩 부재를 간섭하는 일 없이, 제2 언와인딩 위치로부터 언로딩 위치 쪽으로 빈 릴의 이송을 가능하게 한다. 게다가, 가동 롤러가 하부 위치에 위치된 경우, 제2 언와인딩 위치에 위치된 릴은 회전하면서 인출된다.

실용적인 실시형태에 있어서, 무단 가요성 요소는 제1 언와인딩 위치로부터 제2 언와인딩 위치로 연장되고, 제1 릴의 회전 방향에 따라서 상기 제1 언와인딩 위치로부터 상기 제2 언와인딩 위치 쪽으로 또는 그 반대로 이동하는 활성 분기점(active branch)을 지닌다.

몇몇 실시형태에 있어서, 무단 가요성 요소는 제1 릴로부터 풀린 웹 재료와 제2 릴로부터 풀린 웹 재료를 이어붙이는 이음 장치와 제2 언와인딩 위치 사이에 연장되고, 제1 언와인딩 위치는 제2 언와인딩 위치와 상기 이음 장치 사이에 위치된다.

유리한 실시형태에 있어서, 제1 언와인딩 위치에서, 제1 릴을 축방향으로 걸어맞춤하고, 제2 언와인딩 위치를 향한 이동을 허용하기 위하여 제1 릴을 방출(release)하도록 제어되고 배열된 심압대(tailstock)들이 설치될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 제1 언와인딩 위치에서 릴을 유지하기 위한 다른 시스템, 예를 들어, 와인딩 로드(winding rod)의 단부들을 걸어맞춤하기 위한 롤러가 설치될 수 있다.

릴들을 대기 위치로부터 제1 언와인딩 위치로 이송하는 이송 장치에는 선회 암들이 설치될 수 있고, 상기 선회 암들에 의해 운반된 가동 부분들에 의해 시트(seat)들이 형성된다. 시트들에는 제1 언와인딩 부재의 작동 하에 그의 축을 중심으로 릴의 회전을 허용하는 아이들 휠들 혹은 기타 부재들이 설치될 수 있는 한편, 동일한 릴이 전술한 시트에서 걸어맞춤되고 있다.

릴을 제1 언와인딩 위치로부터 제2 언와인딩 위치로 이송하기 위한 이송 부재가 설치될 수 있다. 이송 부재는 두 언와인딩 위치 사이에 뻗어 있는 각각의 가이드를 따라 이동가능한 캐리지 또는 1쌍의 캐리지를 포함할 수 있다. 유리한 실시형태에 있어서, 동일한 이송 부재가 또한 제2 언와인딩 위치로부터 빈 릴이 방출되는 언로딩 위치로 이동가능하도록 배열되고 설계되어 있다.

거의 빈 릴로부터 나오는 웹 재료를 절단하기 위하여, 풀기의 말기에 상기 제1 릴의 웹 재료를 절단하도록 제어되고 배열된 커팅 부재가 설치될 수 있다. 이와 같이 해서, 모든 웹 재료가 풀리기 전에도 풀기를 정지시키는 것이 가능하다. 이것은 각 릴의 처음 턴, 즉, 가장 내부의 턴(이것은 통상적으로 주름지고 손상되어 생산용으로 이용될 수 없음)을 폐기시키는 데 특히 유용하다. 커팅 부재는 평활하거나 혹은 바람직하게는 톱니형 기계식 블레이드를 포함할 수 있다. 다른 커팅 시스템, 예를 들어, 레이저, 물, 압축 공기 커팅 툴 등이 또한 이용될 수 있었다.

커팅 부재는 바람직하게는 제2 언와인딩 위치와 결부되지만, 예를 들어, 언로딩 위치에 혹은 중간 위치에 혹은 이송 부재 상에 있는 다른 구성도 가능하다.

바람직하게는, 제1 언와인딩 부재와 제2 언와인딩 부재는 둘 모두 주변 언와인딩 부재(peripheral unwinding member)이다. 또한 제1 언와인딩 부재를, 즉, 1개 이상의 벨트, 웹, 매트 혹은 기타 무단 요소를 포함하는 주변 언와인딩 부재로서 설계함으로써, 제1 언와인딩 위치 내 릴의 이송 및 제1 언와인딩 부재로부터 제2 언와인딩 부재로의 제어의 통과 그리고 제1 언와인딩 위치 내에 위치결정된 아이들 심압대에 의한 릴의 걸어맞춤이 간단화된다.

유리하게는, 본 발명에 따른 언와인더는 일 방향으로 혹은 반대 방향으로 릴을 풀도록 제어될 수 있다. 이것은 이하의 사항을 고려할 때 특히 유용하고 유리하다. 통상 연속 형성 기계로부터 나오는 셀룰로스 재료의 겹은 서로에 대해서 상이한 조도(roughness)를 지니는 두 대향 면을 지닌다. 특히, 셀룰로스 재료가 양키 실린더(Yankee cylinder)로 처리될 경우, 양키 실린더와 접촉하는 상기 겹의 표면은 반대쪽 표면보다 더 평활하다. 보다 좋은 품질의 다중겹 제품을 얻기 위하여, 각 겹의 평활한 면이 완성된 제품의 외부와 대면하도록 하는 방식으로 두 겹이 서로에 대해서 조합되는 것이 바람직하다. 이것은 풀려지게 될 두 릴을 반대 방향으로 하는 것을 필요로 한다. 일방향으로 혹은 다른 방향으로 풀기를 허용하는 언와인더의 사용은 플랜트의 레이아웃 및 관리를 간단화한다.

본 발명의 몇몇 실시형태에 있어서, 언와인더는 기계식 겹-접착(mechanical ply-bonding)에 의해서 겹들을 이어붙이는 시스템을 이용한다. 이것은 풀 또는 양면 접착 테이프의 사용 없이 겹들의 이어붙이기를 가능하게 하여, 소비재 및 오염물을 제거하고, 대기 중인 새로운 릴의 제조를 위한 작업을 간단화한다.

추가의 양상에 따르면, 본 발명은, 웹 재료의 공급을 정지하지 않고 웹 재료의 릴을 풀고 제1 릴로부터 풀린 제1 웹 재료의 후미부와 제2 릴로부터 풀린 제2 웹 재료의 선두부 간에 이어붙이기를 수행하는 방법으로서, 하기 단계들을 포함한다:

- 상기 제1 릴을 제1 언와인딩 위치에 위치결정하는 단계;

- 제2 릴을, 제1 언와인딩 부재가 배열되어 있는 대기 위치에 위치결정하는 단계;

- 제2 언와인딩 부재에 의해서 상기 제1 릴로부터 제1 웹 재료를 푸는 단계;

- 제1 릴의 풀기를 종료하기 전에, 상기 제1 릴을 제1 언와인딩 위치로부터 제2 언와인딩 위치 쪽으로 이송시키고, 상기 제2 언와인딩 부재에 의해서 상기 제1 릴을 회전 상태로 유지하여, 상기 제1 웹 재료의 풀기를 계속 진행하는 단계;

- 제2 릴을 회전 상태로 배치하고, 제2 릴을 대기 위치로부터 제1 언와인딩 위치 쪽으로 이송시키는 한편, 제2 웹 재료의 제2 릴로부터의 풀기를 개시시키는 단계; 및

- 제2 웹 재료의 선두부를 제1 웹 재료의 후미부에 이어붙이는 단계.

본 발명의 방법의 유리한 실시형태에 따르면, 제2 웹 재료의 선두부는 제1 웹 재료 상에 배치되는 한편, 상기 제1 웹 재료는 제1 릴로부터의 풀기가 계속 진행되고, 상기 제2 웹 재료는 제2 릴로부터 풀린다. 게다가, 제2 웹 재료의 선두부는 제1 웹 재료 상에 잔존한 상태에서 이음 장치 쪽으로 전진한다.

본 발명에 따른 언와인더 및 방법의 추가의 유리한 특성 및 실시형태는 본 발명 설명의 일체적인 부분을 형성하는, 이하의 보다 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위에서 설명된다.

본 발명은 본 발명에 따른 유닛의 비제한적인 실용적인 실시형태를 도시한 첨부 도면 및 이하의 설명에 의해 더 잘 이해될 것이다. 특히 도면은 다음과 같다:
도 1 내지 도 6은, 가능한 실시형태에 따른 언와인더의 측면도 및 부분 단면에서, 빈 릴을 새로운 릴로 교체하는 단계를 또한 포함하는, 본 발명에 따른 언와인더의 동작 수순을 도시한 도면;
도 1A는 제1 언와인딩 위치로부터 제2 언와인딩 위치로 그리고 이 위치로부터 언로딩 위치로 릴의 이송 부재를 형성하는 카트리지들 중 하나를 확대해서 도시한 도면;
도 7은 도 1의 VII-VII에 따른 평면도;
도 8 내지 도 10은 언와인딩 사이클의 제2 실시형태에서 빈 릴을 새로운 릴로 교체하는 수순을 도시한 도면.

먼저 도 1 및 도 7을 참조하여, 가능한 실시형태의 본 발명에 따른 언와인더의 주된 구성요소들을 우선 기술할 것이다. 전체로서 (1)로 표시된 언와인더는, 부하-보유 구조체(load-bearing structure)(3)를 포함하되, 그 위에는 이하에 규정된 수단 및 장치들이 배열된다: 풀리고 있는 릴을 대체하기 위하여 대기 중인 새로운 릴용의 대기 위치; 풀리고 있는 릴이 언와인딩 사이클의 일부 동안 위치결정되는 제1 언와인딩 위치; 풀리고 있는 릴이 그 위에 감겨 있는 웹 재료를 전달하는 최종 단계에서 이송되는 제2 언와인딩 위치; 및 릴이 감겨 있는 와인딩 로드, 스핀들 또는 코어가 일단 릴이 비거나 또는 다른 이유로 교체되어야만 할 경우 이송되는 언로딩 위치. 사실상, 릴은 빌 때까지 통상 이용되고 비게 되면 교체되는 것이 이해되어야 한다. 릴은 통상 와인딩 코어 둘레에 남아 있는 웹 재료가 매우 주름져서 더 이상 사용될 수 없는 경우에 빈 것으로 의도된다. 사실상, 페이퍼 밀 릴들을 형성하는 경우, 릴의 가장 내부 부분, 즉, 첫번째 감기 턴이 감기 결함을 지니는 것은 공지되어 있다. 웹 재료의 이 부분은 이용되지 않고 교체될 릴의 코어 둘레에 감긴 채 있고, 필요한 경우 재활용될 수 있다. 또한, 당업자에게 공지된 바와 같이, 비기 전에, 즉 폐기될 웹 재료의 일부에 도달하기 전에 릴을 교체할 필요가 있는 상황이 있을 수 있는 것이 고려되어야만 한다. 교체 주기는 두 경우에서 실질적으로 동일하고, 이후에, 간단화를 위하여, 항상 빈 릴의 교체가 언급될 것이며, 이것은, 더 이상 적절한 양의 이용가능한 웹 재료가 없는 릴뿐만 아니라, 더 광범위하게 언와인딩 사이클이 명확하게 혹은 일시적으로 완료된 릴에 대해서, "빈" 것으로 의도되어야만 하는 것이 이해될 것이다.

예시된 실시형태에 있어서, 구조체(3)는 선회 암(7)들이 축(A-A)을 중심으로 선회하는 직립부(5)를 포함하며, 이때 암들은 양방향 화살표(f7)를 따라서 왕복 회전 운동, 즉, 선회 운동을 수행할 수 있다. 도 1 내지 도 6에서는, 단일의 암(7)이 도시되어 있지만, 대기 중인 새로운 릴의 로드를 대향 단부들에서 걸어맞춤하기 위하여 기계의 두 측면에서 대칭적으로 배열된 2개의 암이 실제로 있는 것이 이해되어야 한다. 일반적으로, 와인딩 로드는, 심압대 및 언와인더의 후술하는 기타 부재에 의해 코어의 픽업을 위해 설치된 단부 슬리브들이 장착된 관형상 와인딩 코어(통상 카드보드, 플라스틱, 알루미늄 혹은 기타 적절한 재료로 만들어짐)로서 의도될 수 있다.

양방향 화살표(f7)에 따른 운동은 작동기, 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기(9)에 의해 부여되며, 그 중, 실린더(9A)는 부하-보유 구조체(3)에 대해서 (9B)에서 고정되고, 그의 로드(9C)는 각각의 선회 암(7)에 대해서 (9D)에서 선회된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 2개의 개별적인 피스톤-실린더 작동기(9)들은 각 암(7)에 대해서 하나씩 설치될 수 있지만, 두 선회 암(7) 중 하나로부터 다른 쪽으로 운동을 전달하기 위하여 단일의 작동기, 그리고 필요에 따라서 토션 바(torsion bar)를 사용하는 것도 가능하였다. 피스톤-실린더 작동기들 대신에, 다른 유형의 작동기, 예를 들어, 전기 모터, 유압 모터 등을 이용하는 것이 가능하였다.

각 선회 암(7)은 대기 릴(B2)의 각각의 단부를 수용하도록 시트(7B)를 규정하는 단부(7A)를 갖는다. 각 시트(7B)는 휠(7R)을 가지되, 후술하는 목적을 위하여 시트(7B)들에 지지된 릴의 회전을 허용하기 위하여, 대기하고 있는 릴들의 와인딩 로드(AS)의 단부들이 해당 휠 상에 머무르고 있다.

각 암의 단부(7A)는 유리하게는 각각의 선회 암(7)에 대해서 (7C)에서 선회된다. 양방향 화살표(f7A)에 따른 선회 운동은 각각의 작동기, 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기(11)에 의해 각 선회 암(7)의 각 단부(7A)에 부여될 수 있고, 그 중 실린더(11A)는 각각의 선회 암(7)에 대해서 (11B)에서 선회되는 한편, 로드(11C)는 각각의 암(7)의 대응하는 단부(7A)에 대해서 (11D)에서 선회된다.

단부(7A)를 지니는 선회 암(7)들 및 관련된 작동기는 후술하는 바와 같이 릴을 대기 위치로부터 제1 언와인딩 위치로 이송하는 이송 장치를 형성한다.

도 1에 도시된 상승된 위치에서, 단부(7A)를 지니는 선회 암(7)들 및 각각의 시트(7B)는 릴(B2)에 대한 대기 위치를 규정한다. 예시된 실시형태에 있어서, 두 암(7)은 토션 바(7T)에 의해 접속된다. 토션 바(7T)는 두 선회 암(7)의 동기 이동을 보증한다. 게다가, 예시된 예(도 7 참조)에서, 토션 바는 또한 두 암(7) 사이의 중간 위치에 배열된 제1 언와인딩 부재(13)를 지지하는데 이용된다. 이 실시형태에 있어서, 제1 언와인딩 부재(13)는, 서로에 대해서 평행한 하나 이상의 벨트에 의해 형성되고 제1 기동 롤러(17) 둘레 그리고 제2 아이들 롤러(19) 둘레에 가이드되는 무단 가요성 요소(15)를 포함한다. 각 롤러(17), (19)는 실제로 수개의 공축 롤러 또는 풀리(예를 들어 각 벨트에 대해서 하나가 언와인딩 부재(13)를 형성함)에 의해 구성될 수 있다. 이하, 편의상, 항상 "롤러"(17, 19)라고 지칭될 것이다. 롤러(17)는, 예를 들어, 전기 모터(18)에 의해 기동될 수 있다. 롤러(19)는, 양방향 화살표(fl3)에 따라서 선회하도록, 축(B-B)을 중심으로 선회하는 선회 암(23)들 상에 장착된다. 도 1 내지 도 6에 있어서는, 단지 1개의 선회 암(23)이 도시되어 있지만, 바람직하게는 2개의 암(23)이 설치되어 나란히 배열되어 있는 것이 이해되어야 한다. 암(23)의 선회 축(B-B)은, 이하에 명백하게 될 목적을 위하여, 암(7)들이 (f7)을 따라 선회할 경우, 암(23)들의 선회 축(B-B)이 선회 암(7)들에 의해 수행되는 축(A-A)을 중심으로 한 회전 운동을 수반하도록 하는 방식으로, 토션 바(7T)에 대해서 토션 규제되고 그로부터 선회 암(7)들 사이의 중간 위치에서 연장되는 연장부(7X)에 의해 지지된다(도 7 참조).

(fl3)에 따른 선회 운동은, 작동기(25), 또는 각 암(23)에 대해서 1개씩인 1쌍의 작동기(25)에 의해 부여된다. 작동기 혹은 작동기들(25)은 예를 들어 피스톤-실린더 작동기일 수 있다. 예를 들어, 두 암(23) 중 한쪽 암에서 다른 쪽 암으로 운동을 전달하는 토션 바를 구비한 단일의 작동기(25)가 설치되어 있을 수 있다.

도 1에서 (P1)로 나타낸 대기 위치 대략 아래쪽에, 제1 언와인딩 위치가 규정되고, 전체로서 (P2)로서 표시되며, 이 위치에 풀리고 있는 제1 릴(B1)(도 1)이 위치되어 있다. 제1 언와인딩 위치(P2)는 도 7에 또한 도시된 1쌍의 아이들 심압대(27)에 의해 규정되어 있다. 심압대(27)들은 (f27)에 따라 서로를 향하여 그리고 서로로부터 멀리 축방향 운동을 제공하여, 언와인딩 위치에 위치된 릴(B1)의 와인딩 로드(AS)의 대향 단부들과 걸어맞춤되고, 상기 릴을 해제하여 전체로서 (P3)으로 표시된 제2 언와인딩 위치 쪽으로 그의 이송을 허용한다. 제2 언와인딩 위치(P3)는, 언와인더(1)로부터 하류 스테이션(도시 생략) 쪽으로 웹 재료(N1)의 배출구와는 반대쪽 상에, 제1 언와인딩 위치(P2)에 대해서 위치된다. 즉, 제1 언와인딩 위치(P2)는 언와인더로부터의 웹 재료의 배출구와 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에 위치된다.

제1 언와인딩 위치(P2)에 위치된 경우 릴(B1)을 회전 상태에서 유지시키기 위하여, 전체로서 (31)로 표시된 제2 언와인딩 부재가 설치된다. 예시된 실시형태에 있어서, 제2 언와인딩 부재(31)는 적어도 하나의 무단 가요성 요소(33)를 포함하며, 이 무단 가요성 요소는 주변 언와딩 요소를 형성하며, 즉, 릴의 횡방향 원통형 면과 접촉하는 마찰에 의해서 릴(B1)에 대해서 회전운동을 부여한다. 몇몇 실시형태에 있어서, 무단 가요성 요소(33)는 무단 벨트에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 상기 무단 가요성 요소(33)는 가이드 롤러들 또는 일련의 가이드 풀리에 의해 규정된 동일한 경로 둘레로 모두 가이드 되는 복수개의 평행한 벨트에 의해 형성되며, 이들 중 적어도 하나는 기동되고, 다른 것은 바람직하게는 아이들이다. 예시된 실시형태에 있어서, 무단 가요성 요소(33)는 웹 재료(N1)의 배출 영역으로부터 제2 언와인딩 위치(P3)로 연장된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 전술한 길이의 전체에 대해서 연장되는 무단 가요성 요소(33)에 부가해서, 보다 적은 연장부의 보조 무단 가요성 요소가 설치될 수 있으며, 이것은, 예를 들어, 제1 언와인딩 위치(P2)의 영역에만 연장되고, 무단 가요성 요소(33)와 동일한 속도로 이동한다. 그 이유는, 이하에 명백하게 되는 바와 같이, 위치(P2)에 있는 릴이 보다 크고(적어도 제1 언와인딩 단계에서), 제2 언와인딩 위치(P3)에 위치된 거의 빈 릴을 회전 상태로 유지하는데 충분한 토크보다 큰 드래그 토크를 필요로 하기 때문이다.

예시된 실시형태에 있어서, 무단 가요성 요소(33)를 형성하는 무단 벨트들은 롤러(35, 36, 37, 38, 39, 40, 41) 둘레에 가이드된다. 언와인딩 부재(23)에 대한 것과 정확히 마찬가지로, 무단 가요성 요소(33)에 대해서도, 가이드 혹은 리턴 롤러들은 각각 복수개의 공축 롤러 혹은 풀리에 의해 구성될 수 있다. 이하, 간략화를 위하여, 가이드 혹은 리턴 롤러들이라고 항상 지칭될 것이다. 가이드 롤러들 중 적어도 하나가 기동되며, 예를 들어, 가이드 롤러(40)가 기동될 수 있다. 롤러(40)의 모터는 개략적으로 (42)로 표시된다(특히 도 7 참조). 예시된 실시형태에 있어서, 롤러(35 내지 41) 모두는 축에 의해 지지되며, 롤러(37, 35)를 제외하고 구조체(3)에 대해서 정지 상태이다.

사실상, 롤러(37) 또는 각 롤러(37)는 부하-보유 구조체(3)의 고정된 부분에 축(C-C)을 중심으로 선회하는 가동 암(43)에 의해, 또는 1쌍의 가동 암(43)에 의해 지지된다. 작동기(45), 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기는, 무단 가요성 요소의 장력을 대략 일정하게 유지하여, 선회 암(43)의 양방향 화살표(f43)에 따라서 제어된 선회 이동을 부여하는데 이용된다.

반대로, 가이드 롤러(35)는 축(D-D)을 중심으로 고정된 구조에 대해서 선회된 선회 암(47)에 의해 지지된다. 암(47)의 양방향 화살표(f47)에 따른 선회 운동은, 도 1 내지 도 6의 수순을 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이, 언와인딩 사이클의 단계의 함수로서 가이드 롤러(35)의 위치를 변경하기 위하여 작동기, 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기(49)에 의해 부여된다.

제1 언와인딩 위치(P2)와 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에는 1쌍의 가이드(51)가 연장되고, 이들 가이드는 구조체(3)에 의해 운반되고, 이를 따라서 이송 부재가 릴을 이송하도록 가이드된다. 예시된 예에서, 이송 부재는 언와인더의 2개의 횡방향 측면 부재를 따라 이동가능한 1쌍의 대향하는 캐리지(53)를 포함한다(또한 도 7 참조). 가이드(51)를 따른 양방향 화살표(f3)에 따른 캐리지(53)들의 운동은, 예를 들어, 각 캐리지(53) 상에 있는 전기 모터(도시 생략)에 의해 부여될 수 있고, 한쪽, 다른 쪽 혹은 양쪽 모두의 가이드(51)를 따라 혹은 다른 적절한 방식으로 연장되는 각각의 랙과 맞물리는 피니언을 회전 상태에 배치시킨다. 다른 실시형태에 있어서, 가이드(51)들을 수반하는 경로를 따라 가이드되는 체인들에 의해서 2개의 캐리지(53)에 접속된 단일의 고정 모터가 설치될 수 있다.

가이드(51)들은, 제2 언와인딩 위치(P3)를 넘어 연장되어 하향 곡선을 형성하고, 계속해서 언로딩 위치(P4)에서 종결되는 하강 부위(51A)를 형성한다. 언로딩 위치(P4)에서, 제2 언와인딩 위치(P3)로부터 나오는 릴의 빈 로드를 입수하고 제거하기 위하여 컨베이어(57)들이 설치된다.

캐리지(53)들의 구조는, 그의 주된 요소들로 제한된, 2개의 캐리지 중 하나를 확대해서 예시한 도 1A에서 더욱 상세히 도시되어 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 각 캐리지(53)는, 이하에 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 거의 빈 릴(B1)의 로드의 각각의 단부를 각 캐리지(53) 상에 로킹하여 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P3)로 그리고 제2 언와인딩 위치로부터 언로딩 위치(P4)로 이송하도록, 작동기(61), 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기에 의해 작동되는 로킹 요소(59)를 구비한다. 실제로, 로킹 요소(59)는, 릴의 로드(AS)의 두 대향 단부를 걸어맞춤하도록, 각 캐리지(53) 상에 1개씩, 2개 있다. 각 로킹 부재(59)에는 아이들 휠(59R)이 설치된다. 각각의 캐리지(53)에는 이어서 2개의 아이들 휠(53R)이 설치된다. 이들 휠(53R), (59R)은, 와인딩 로드(AS)의 단부가 각각의 캐리지(53)와 걸어맞춤될 때, 휠들(53R, 53R, 59R) 사이에 유지되어, 후술하는 목적을 위하여, 그의 축을 중심으로 해서 회전될 수 있도록 하는 방식으로 배열된다.

예시된 실시형태에 있어서, 제2 언와인딩 위치(P3)에서, 예를 들어, 도시하지 않은 작동기, 예를 들어, 피스톤-실린더 작동기 등에 의해 양방향 화살표(f67)에 따라서 이동하도록 작동되는 선회 암(67)들에 의해 지지된 횡단 블레이드(66)를 포함하는 커팅 부재(65)가 결부되어 있다.

제1 언와인딩 위치(P2)에 위치된 릴(B1)로부터 풀리고 있는 웹 재료(N1)의 경로는, 선회 암(7)들의 선회 축(A-A)보다 아래쪽에 위치된 가이드 롤러(71)에 의해서뿐만 아니라 언와인딩 부재(31)의 무단 가요성 요소(33)에 의해서 규정된다. 웹 재료(N1)의 경로는, 이어서 롤러(71)로부터 3개의 가이드 롤러(72, 73, 74)의 세트에 대해서 아래쪽으로 연장되어 사실상 언와인더의 배출구를 규정한다. 이들 롤러 중 1개 이상은 인코더에 의해서 웹 재료(N1)의 장력의 변동을 검출하기 위하여 서로에 대해서 병진이동하도록 하는 방식으로 장착될 수 있는 한편, 웹 재료는, 도시되지 않은, 언와인더(1)의 하류에 있는 변환 스테이션, 예를 들어, 엠보싱 유닛, 라와인더 등을 향하여 화살표(fN)를 따라 풀린다. 다른 실시형태에 있어서, 웹 재료(N)의 가이드 롤러의 베어링에 대한 반동력을 검출하는 부하 전지가 설치될 수 있다. 일반적으로, 시스템이 웹 재료(N)의 장력의 변동을 검출할 때마다, 검출 시스템에 의해 발생된 신호는, 언와인딩 장력을 요구되는 값으로 유지하기 위하여, 언와인딩 속도를 제어하는데 이용될 수 있다.

가이드 롤러(71)는 이음 장치(81)의 일부를 형성하되, 해당 이음 장치는, 전술한 가이드 롤러(71) 이외에, 일련의 겹-접합 휠(ply-bonding wheel)(83)들을 포함한다. 후자는 풀리고 있는 릴(B1)로부터 나오는 웹 재료(N1)의 후미 단부가 대기 중인 릴(B2) 상에 감긴 웹 재료(N2)의 선두 단부에 이어붙여질 때 가이드 롤러(71)와 협동한다.

도면에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 제1 언와인딩 위치(P2)는 이음 장치(81)와 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에 위치되고, 제2 언와인딩 부재(31)의 무단 가요성 요소(33)는 이음 장치(81)로부터 제2 언와인딩 위치(P3)까지 연장된다.

앞서 기재된 언와인더(1)의 동작은 상기 예시된 바와 같은 구조로부터 명백하다. 도 1 내지 도 6은 빈 릴(B1)의 새로운 대기 릴(B2)로의 교환 단계를 비롯한 동작 수순을 상세히 도시하고 있다.

특히, 도 1에서, 릴(B1)은, 언와인딩 사이클의 중간 단계에서, 화살표(fB1)를 따라(도면에서 반시계 방향으로) 회전하여 웹 재료(N1)를 화살표(fN)를 따라서 도시하지 않은 하류 스테이션으로 전달한다. 릴(B2)은 대기 위치(P1)에 있다. 유리하게는, 소정의 위치에서 부분적으로 풀린 자유 선두 단부(NL2)로 정렬되어 있다.

이 단계에서, 릴(B1)은, 제2 언와인딩 부재(31)에 의해서, 특히, 예를 들어, 가이드 롤러(40)와 결부된 구동 시스템에 의해 화살표(f33)를 따라 이동하는 무단 가요성 요소(33)에 의해서 회전(화살표(fB1)) 상태로 유지된다. 가동축(37)을 지닌 가이드 롤러는, 웹 재료(N1)가 풀리는 결과로서 릴(B1)의 직경이 저감됨에 따라서 무단 가요성 요소(33)를 장력으로 유지하기 위하여 점차적으로 이동될 수 있다.

도 2에서, 제1 언와인딩 위치(P2)에 위치된 릴(B1)은 거의 비어, 대기 위치(P1)에 위치된 새로운 릴(B2)로 교체되어야만 한다. 도 2에서는, 또한 제1 언와인딩 부재(13)가 선회 암(7)들의 하강 운동을 개시하기 전에 제2 릴(B2)에 대항하여 이미 이동된 것을 볼 수 있다. 이와 같이 해서, 제1 언와인딩 부재(13)가 정지 상태에 있는 동안, 브레이크로서 작용한다.

릴(B1)을 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송하기 위하여, 캐리지(53)들은 이들이 제1 언와인딩 위치(P2)에서 릴(B1)의 와인딩 로드에 대항할 때까지 가이드(51)들을 따라 이동된다. 각 캐리지(53) 상에 설치된 로킹 부재(59)에 의해서, 릴(B1)로부터 돌출하는, 릴(B1)의 와인딩 로드(AS)의 단부는 캐리지(53)들과 걸어맞춤된다.

게다가, 가이드 롤러(35)는, 해당 가이드 롤러(35)가 캐리지(53)들이 그 위에서 이동하는 가이드(51)보다 높은 위치를 취하게 될 때까지, 피스톤-실린더 작동기(49)들에 의해서 암(47)의 쌍을 상향으로 선회시킴으로써 상승된다. 이것은 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경하며, 그 경로의 상부 분기는 위쪽으로 이동한다. 사실상, 가이드 롤러(35)의 상승 운동은, 점차적일 수 있고, 필요에 따라서 가이드 롤러(37)의 전술한 점차적인 운동과 조합하여 이용되어, 웹 재료(N1)가 풀리는 동안 릴(B1)의 직경의 감소를 상쇄시킬 수 있게 된다.

도 3은, 이송 부재를 형성하는 캐리지(53)들이 릴(B1)을 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송하는 후속 단계를 도시하고 있다. 이 운동을 수행하기 위하여, 심압대(27)들은 우선 릴(B1)의 와인딩 로드(AS)로부터 방출되고(화살표(f27), 도 7), 그 후 상기 로드는 위치들(P2, P3, P4) 사이에서 릴의 이송 부재를 형성하는 캐리지(53)들과 걸어맞춤된다. 2개의 캐리지(53)의 아이들 휠(53R, 59R)로 인해, 릴(B1)은 웹 재료(N)를 풀기 위하여 그의 축을 중심으로 계속 회전한다.

도 3의 위치에서 가이드 롤러(35)의 상승으로 인해, 제2 언와인딩 부재(31)의 무단 가요성 요소(33)는 릴(B1)과 접촉한 채로 있고, 상기 릴(B1)이 제2 언와인딩 위치(P3)에 위치된 경우에도 그 둘레에서 소정 각도로 연장된다.

이와 같이 해서, 제1 릴(B1)은 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송 동안 제1 언와인딩 위치(P2)에 있으면서, 또한 제2 언와인딩 위치(P3)에 위치된 경우, 일정한 회전으로 유지된다. 웹 재료(N1)의 회전 속도, 결과적으로 언와인딩 속도는, 이송을 개시하기 전에 또는 제2 언와인딩 스테이션(P3)으로 이동하는 동안, 제1 릴(B1)이 제2 언와인딩 위치(P3)에 있을 경우 감소될 수 있다.

일단 릴(B1)이 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 멀리 이동되면, 제2 릴(B2)의 대기 위치(P1)(도 1)로부터 제1 언와인딩 위치(P2) 쪽으로의 하강 운동이 개시될 수 있다. 이 운동은 도 3에 도시된 작동기(9)들에 의해 암(7)들을 선회시킴으로써 얻어진다. 제1 언와인딩 부재(13)의 암(23)들의 회전 혹은 선회 축(B-B)은 선회 암(7)들의 선회 운동을 수반한다.

제1 릴(B1)을 제2 릴(B2)로 교체하는 이 사이클이 재개되어야만 할 경우, 제1 언와인딩 부재(13)는 회전 상태로 배치되어 점진적으로 가속되어, 제2 릴(B2)의 회전을 언와인딩 방향으로 개시시킨다. 제1 언와인딩 부재(13)의 무단 가요성 요소(15)는 연장부(7X) 및 토션 바(7T)에 의해서 선회 암(7)들에 대해서 그의 축(B-B)에 의해서 규제되고 있는 릴(B2)의 하강 운동을 수반한다. 따라서, 제1 언와인딩 부재(13)의 무단 가요성 요소(15)는 제2 릴(B2)과 여전히 접촉한 상태에서 제1 언와인딩 위치(P2) 쪽으로 하강한다. 제2 릴(B2)의 회전 운동의 가속은 릴(B2)의 하강 운동과 동기된 방식으로 수행된다.

이 단계에서, 제1 언와인딩 부재(13)에 의해 초래된 제2 릴(B2)의 화살표(fB2)를 따른 회전(도면에서 반시계 방향으로)의 개시로 인해, 웹 재료(N2)의 선두 혹은 단부 부분(NL2)은 풀리기 시작하여 제1 웹 재료(N1) 상에 머물고, 이 웹 재료는, 제2 언와인딩 위치(P3)에 위치되어 제2 언와인딩 부재(31)에 의해 회전 상태로 유지되는 릴(B1)의 회전의 결과로서 화살표(fN)를 따라 계속 공급된다.

도 3에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 이 단계에서, 릴(B2)로부터 풀리고 있는 웹 재료(N2)의 선두 부분은 이음 장치(81) 쪽으로 제1 웹 재료(N1)와 함께 해당 웹 재료에 의해서 지지된 채로 전진한다.

도 4는, 제1 언와인딩 부재(13)에 의해 하강되어 회전 상태로 유지되고 있는 제2 릴(B2)이 웹 재료(N1)와 접촉하여 언와인딩 부재(31)에 대항하여, 더욱 정확하게는 무단 가요성 요소(33)의 하부 분지에 대항하여 가압되기 시작하는, 후속 단계를 도시하고 있다. 릴(B2)로부터 풀리고 있는 웹 재료(N2)의 선두부는 이음 장치(81)에 의해 웹 재료(N1)의 최종 부분에 이어붙여져서, 무단 가요성 요소(33)의 이동의 결과로서 전진을 계속하게 된다. 커팅 부재(65)는 릴(B1)로부터 유입되는 웹 재료(N1)를 절단하여, 웹 재료(N1)의 후미부(C1)를 생성하며, 따라서 릴(B1)이 언로딩 위치(P4) 쪽으로 이동될 수 있게 한다. 롤러(35)는 하강되어 무단 가요성 요소(33)를 빈 릴(B1)로부터 멀리 이동시키고 이와 같이 해서 빈 릴(B1)의 회전 작용을 정지시키므로, 그 위에 감겨 있는 웹 재료는 더 이상 전달되지 않게 된다. 게다가, 롤러(35)의 하강은 경로를 자유롭게 하여 릴(B1)을 제2 언와인딩 위치(P3)로부터 떨어져서 언로딩 위치(P4) 쪽으로 이동시킨다.

도 5는, 캐리지(53)들이 제1 빈 릴(B1)을 언로딩 위치(P4)로 이송하는 한편, 새로운 릴(B2)이 제1 언와인딩 위치(P2)에서 방출되는 후속 단계를 도시하고 있다. 제2 릴(B2)은 다음과 같이 제1 언와인딩 위치(P2)에서 방출된다. 릴(B2)의 와인딩 로드(AS)의 축은 선회 암(7)들의 운동에 의해서 심압대(27)들과 정렬된다. 일단 이 위치에 도달하면, 심압대(27)들은 서로를 향하여(화살표(f27)) 이동되어, 와인딩 로드(AS)의 중공 단부에서 걸어맞춤된다. 이 픽업 동작을 용이하게 하기 위하여, 심압대들 및 와인딩 로드(AS)의 대응하는 공동부들은 바람직하게는 절두-원추 형상 부분을 지닌다. 일단 제2 릴(B2)이 심압대(27)들과 걸어맞춤되면, 선회 암(7)들의 단부(7A)들은 작동기(11)들에 의해 회전되어 로드(AS)와 릴(B2)을 방출하여, 암(7)들이 재차 대기 위치(P1) 쪽으로 상승될 수 있게 한다. 릴(B2)을 심압대(27)들에 전달하기 전에, 릴(B2)은 어떤 경우에는 회전할 수 있고, 따라서, 암(7)들에 의해 형성된 시트(7B)들 내에 설치된 휠(7R)로 인해, 웹 재료(N2)를 전달한다.

제1 언와인딩 부재(13)는, 제2 릴(B2)로부터 해제되어, 웹 재료(N1)를 교체하는 웹 재료(N2)의 연속적인 공급을 유지하도록, 제2 언와인딩 부재(31)의 무단 가요성 요소(33)의 이동의 결과로서 계속 회전한다.

릴(B2)은, 제2 언와인딩 위치(P2)에 최종적으로 도달하여 심압대(27)에 의해 걸어맞춤된 후에, 감소된 회전 속도로 통과되도록 촉진될 수 있고, 이때 릴(B1), (B2)의 교체 단계가 정상 동작 속도로 수행되었다. 정상 동작 속도가 특히 낮다면, 릴 교환 혹은 교체 단계 동안에도 정상 동작 속도에서 작동하는 것이 가능할 수도 있다.

어떤 경우에, 릴들의 교체가 수행되는 속도가 정상 동작 속도보다 낮더라도, 필요에 따라 라인의 속도를 일시적으로 저감시키면서 언와인더(1)의 하류 라인을 연속적으로 공급하는 것이 여전히 가능하다.

대안적으로, 축적기, 예를 들어 페스툰 축적기는 언와인더(1)와 하류 라인 사이에 설치될 수 있다. 빈 릴을 새로운 릴로 교체하는 동안 언와인더의 완전한 정지를 필요로 하는 기계에 대해서, 어떤 경우에는 요구되는 임의의 축적기는 보다 작은 치수의 것일 수 있다고 하는 이점이 얻어진다. 축적기의 하류의 웹 재료의 공급 속도를, 정상 동작 속도와 동일한 보다 고속으로, 또는 교환 단계 동안 릴(B1, B2)의 언와인딩 속도와 정상 동작 속도 사이의 중간 속도로 유지하면서, 릴(B1)의 릴(B2)과의 교환을 저감된 속도에서 수행하기 위하여 축적기의 존재가 이용될 수 있었다.

도 6은, 빈 릴(B1)이 언로딩 위치(P4)로부터 멀리 이동되고, 이송 부재를 형성하는 캐리지(53)들이 가이드(51)들의 대략 수평 단면을 따라 그들의 위치로 복귀하는, 후속의 단계를 도시한다. 암(7)들은, 도시 하지 않은 천장 기중기로부터, 대기 위치(P1)에 유지될 새로운 릴을 입수하는 위치로 복귀하는 한편, 회전 상태로 유지되어 제2 언와인딩 부재(31)에 의해 풀리는 릴(B2)이 제1 언와인딩 위치(P2)에 위치된다.

도 8, 도 9 및 도 10은, 릴(B1), (B2)이 도 1 내지 도 6의 수순으로 도시된 것에 대해서 반대 방향으로의 회전을 이용해서 풀리고, 언와인딩 부재(13), (31)가 반대 방향으로 회전해야만 하는 경우에, 상기 기재된 도 2, 도 3 및 도 4의 것과 동등한 단계들을 도시한다. 언와인더의 구조는 동일하다. 언와인딩 단계들은, 웹 재료(N1)의 후미부가 릴(B2)의 상기 무단 가요성 요소(33)와의 접촉점의 하류를 통과한 후에 릴(B2)과 무단 가요성 요소(33) 간의 접촉이 일어난다는 사실을 비롯한 적절한 개조를 지니지만, 실질적으로 동일하다.

도 8, 도 9 및 도 10은 언와인딩 장치가 또한 앞서 기재된 것과 실질적으로 동등한 수순으로 이들 릴을 조작할 수 있는 것을 도시한다. 따라서, 언와인더(1)는, 종래 기술의 언와인더에 비해서, 단순히 언와인딩 부재(13), (31)의 회전 운동을 역전시킴으로써, 일방향으로 혹은 다른 방향으로 구별하는 일 없이 릴들을 풀 수 있는 추가의 이점을 지닌다.

도면은 단지 본 발명의 실용적인 입증으로서 제공되는 단지 일례를 표시하며, 이러한 예는 본 발명의 기저를 이루는 개념의 범위로부터 벗어나는 일 없이 그의 형태 및 배열을 변경시킬 수 있다. 첨부된 특허청구범위에 있어서의 어느 참조 부호도 상세한 설명과 도면을 참조하여 특허청구범위를 읽기가 용이하도록 제공되는 것일 뿐, 특허청구범위에 의해 표시되는 보호 범위를 제한하는 것은 아니다.

Claims

웹 재료(web material)(N1, N2)의 릴(reel)(B1, B2)을 풀기 위한 언와인더(unwinder)로서,
언와인딩 사이클(unwinding cycle)의 적어도 일부 동안 제1 릴(B1)이 위치결정되는 제1 언와인딩 위치(P2);
상기 제1 릴이 제2 릴(B2)과 교체되어야만 할 때 해당 제1 릴이 이송되는 제2 언와인딩 위치(P3);
상기 제2 릴(B2)이 대기 상태로 유지되는 대기 위치(P1); 및
상기 대기 위치(P1)와 결부되어, 상기 제1 릴(B1)이 상기 제2 릴(B2)과 교체되어야만 할 때 상기 제2 릴(B2)의 회전을 개시하도록 배열되고 제어되는 제1 언와인딩 부재(first unwinding member)(13)를 포함하되;
적어도 하나의 무단 가요성 요소(endless flexible element)(33)를 포함하는 제2 언와인딩 부재(31)를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 무단 가요성 요소를 포함하는 제2 언와이딩 부재(31)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로 연장되고, 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 및 상기 제2 언와인딩 위치(P3)에서, 그리고 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송되는 동안 상기 제1 릴이 상기 제2 언와인딩 부재(31)에 의해서 상기 제2 언와인딩 부재와 접촉하고 회전상태를 유지하도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항에 있어서,
상기 대기 위치(P1)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 위쪽에 있는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 위치(P2)는 상기 언와인더로부터의 상기 웹 재료의 배출구와 상기 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제2항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 위치(P2)는 상기 언와인더로부터의 상기 웹 재료의 배출구와 상기 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항에 있어서,
상기 제2 언와인딩 부재(31)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 및 상기 제2 언와인딩 위치(P3)에 관하여 상기 제1 릴(B1)의 위치의 함수(function)로서 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제2항에 있어서,
상기 제2 언와인딩 부재(31)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 및 상기 제2 언와인딩 위치(P3)에 관하여 상기 제1 릴(B1)의 위치의 함수(function)로서 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제3항에 있어서,
상기 제2 언와인딩 부재(31)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 및 상기 제2 언와인딩 위치(P3)에 관하여 상기 제1 릴(B1)의 위치의 함수(function)로서 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제4항에 있어서,
상기 제2 언와인딩 부재(31)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 및 상기 제2 언와인딩 위치(P3)에 관하여 상기 제1 릴(B1)의 위치의 함수(function)로서 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제5항에 있어서,
상기 무단 가요성 요소(33)는 복수개의 가이드 롤러(35 내지 41) 둘레에 가이드되되, 그 중 적어도 하나의 가이드 롤러(35)는 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키기 위하여 가동축을 지니며, 또한 적어도 하나의 가이드 롤러(40)가 가동되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제9항에 있어서,
상기 가이드 롤러(35 내지 41) 중 적어도 2개는 상기 무단 가요성 요소(33)의 경로를 변경시키기 위하여 가동축을 지니는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제9항에 있어서,
가동축을 가진 상기 적어도 하나의 롤러(35)는 상기 제2 언와인딩 위치에서 하부 위치로부터 상부 위치로 이동하도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제10항에 있어서,
가동축을 가진 상기 적어도 하나의 롤러(35)는 상기 제2 언와인딩 위치에서 하부 위치로부터 상부 위치로 이동하도록 배열되고 제어되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무단 가요성 요소(33)는 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로 연장되고, 상기 제1 릴(B1)의 회전 방향에 따라서 상기 제1 언와인딩 위치로부터 상기 제2 언와인딩 위치 쪽으로 또는 그 반대로 이동하는 활성 분기점(active branch)을 지니는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무단 가요성 요소(33)는 상기 제1 릴(B1)로부터 풀린 상기 웹 재료(N1)를 상기 제2 릴(B2)로부터 풀린 상기 웹 재료(N2)에 이어붙이는 이음 장치(splicing device)(81)와 상기 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에 연장되고, 상기 제1 언와인딩 위치(P2)는 상기 제2 언와인딩 위치(P3)와 상기 이음 장치(81) 사이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 위치(P2)에서, 상기 제1 릴을 축방향으로 걸어맞춤하고, 상기 제2 언와인딩 위치(P3)를 향한 이동을 허용하기 위하여 상기 제1 릴을 방출(release)하도록 제어되고 배열된 심압대(tailstock)(27)들이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 릴(B1)을 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로 이송하기 위하여, 상기 제1 언와인딩 위치(P2)와 상기 제2 언와인딩 위치(P3) 사이에서 이동가능한 이송 부재(53)를 포함하는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제16항에 있어서,
상기 이송 부재(53)는 상기 제1 릴(B3)을 그의 풀기(unwiding)의 말기에 방출하기 위하여 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로부터 언로딩 위치(unloading position)(P4)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제16항에 있어서,
상기 이송 부재(53)는 상기 제1 릴(B3)을 그의 풀기(unwiding)의 말기에 방출하기 위하여 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로부터 언로딩 위치(unloading position)(P4)로 이동시키며, 가동축을 가진 상기 적어도 하나의 가이드 롤러(35)는 상기 제1 릴의 풀기의 말기에 상기 상부 위치로부터 상기 하부 위치로 하강하여 상기 제2 언와인딩 위치(P3)로부터 상기 언로딩 위치(P4)로의 상기 이송 부재(53)의 통과를 허용하도록 제어되고 배열되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
풀기의 말기에 상기 제1 릴(B1)의 상기 웹 재료를 절단하도록 제어되고 배열된 커팅 부재(65)가 상기 제2 언와인딩 위치(P3)와 결부되어 있는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 부재(13)는 주변 언와인딩 부재(peripheral unwinding member)인 것을 특징으로 하는 언와인더.
제20항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 부재(13)는 적어도 2개의 롤러(17, 19) 둘레에 가이드되는 무단 가요성 요소(15)를 포함하되, 상기 2개의 롤러 중 적어도 하나가 가동되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제20항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 부재(13)는, 상기 제2 릴(B2)이 상기 대기 위치(P1)로부터 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 쪽으로 이송될 때 상기 제2 릴(B2)을 따르도록 이동가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제22항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 부재(13)는 상기 제2 릴(B2)의 축 및 상기 제1 릴(B1)의 축에 대해서 실질적으로 평행한 축을 중심으로 선회하는 암(arm)(23)들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 릴(B2)을 상기 대기 위치(P1)로부터 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로 이송시키기 위하여 배열되고 제어되는 이송 장치(7, 7A, 9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제24항에 있어서,
상기 이송 장치(7, 7A, 9)는 상기 대기 위치(P1)에서 상기 제2 릴(B2)에 대해서 실질적으로 평행한 축을 중심으로 선회하는 암(7)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 언와인더.
제24항에 있어서,
상기 제1 언와인딩 부재(13)는 상기 제2 릴(B2)의, 상기 대기 위치(P1)로부터 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로의 이동을 따르도록 상기 이송 장치(7, 7A, 9)에 구속되어 있는 것을 특징으로 하는 언와인더.
웹 재료의 공급을 정지하지 않고, 웹 재료의 릴을 풀고 제1 릴(B1)로부터 풀린 제1 웹 재료(N1)의 후미부와 제2 릴(B2)로부터 풀린 제2 웹 재료(N2)의 선두부(N12) 간에 이어붙이기를 수행하는 언와인딩 방법으로서,
상기 제1 릴(B1)을 제1 언와인딩 위치(P2)에 위치결정하는 단계;
상기 제2 릴(B2)을, 제1 언와인딩 부재(13)가 배열되어 있는 대기 위치(P1)에 위치결정하는 단계;
제2 언와인딩 부재(31)에 의해서 상기 제1 릴로부터 상기 제1 웹 재료(N1)를 푸는 단계;
상기 제1 릴(B1)의 풀기를 종료하기 전에, 상기 제1 릴을 상기 제1 언와인딩 위치(P2)로부터 제2 언와인딩 위치(P3) 쪽으로 이송시키고, 상기 제2 언와인딩 부재(31)에 의해서 상기 제1 릴(B1)을 회전 상태로 유지하여, 상기 제1 웹 재료(N1)의 풀기를 계속 진행하는 단계;
상기 제2 릴(B2)을 회전 상태로 배치하고, 상기 제2 릴(B2)을 상기 대기 위치(P1)로부터 상기 제1 언와인딩 위치(P2) 쪽으로 이송시키는 한편, 상기 제2 웹 재료(N2)의 상기 제2 릴(B2)로부터의 풀기를 개시시키는 단계; 및
상기 제2 웹 재료(N2)의 선두부를 상기 제1 웹 재료(N1)의 후미부에 이어붙이는 단계를 포함하는 언와인딩 방법.
제27항에 있어서,
상기 제2 웹 재료(N2)의 상기 선두부는 상기 제1 웹 재료(N1) 상에 배치되는 한편, 상기 제1 웹 재료(N1)는 상기 제1 릴(B1)로부터 계속 풀리고, 상기 제2 웹 재료(N2)는 상기 제2 릴(B2)로부터 풀리며, 상기 제2 웹 재료(N2)의 상기 선두부는 상기 제1 웹 재료(N1) 상에 얹혀진 상태에서 이음 장치(81) 쪽으로 전진하는 것인 언와인딩 방법.
제28항에 있어서,
상기 제1 웹 재료(N1)는 상기 제2 웹 재료(N2)의 상기 선두부가 상기 제1 웹 재료(N1)와 함께 상기 이음 장치(81) 속으로 삽입된 경우에 절단되는 것인 언와인딩 방법.