KR20060031805A

KR20060031805A - 롤 커팅 장치

Info

Publication number: KR20060031805A
Application number: KR1020057023317A
Authority: KR
Inventors: 토드 알. 모리슨; 크리스토퍼 지. 밋첼
Original assignee: 토드 알. 모리슨
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2006-04-13
Also published as: CA2527697A1; EP1635978B1; WO2005000543A2; WO2005000543A3; CA2527697C; JP2006526512A; EP1635978A4; EP1635978A2

Abstract

산업용 사이즈의 롤 페이퍼 또는 다른 시트재료를 2개 이상의 롤로 커팅하기 위한 장치. 이 장치는 그러한 롤을 단일의 커팅으로 커팅하는데 충분히 큰 반 경을 갖는 원형의 톱을 구비하며, 단부에서 피니시 트리밍을 필요로 하지 않는 프레스-레디 롤을 보낸다. 톱 날은 롤의 소정의 커팅 위치에서 날을 위치시키고 캐리지를 따라서 이송하는 톱 프레임에 장착된다. 이 장치는 대형의 롤의 무게를 지지하기 위한 그리고 커팅 작동 동안에 그것을 유지하기 위한 지지 베드와 하중 베어링 아암을 포함한다. 하중/비하중 테이블과 킥킹 실린더 시스템은 지지 베드로 또는 떨어지도록 롤을 가이드한다. 톱 프레임은 소정의 커팅 위치에서 롤 상에서 톱 날을 위치시키고 소정의 커팅 위치에서 롤 아래로 또는 측면을 따라서 톱을 위치시키는 타워이다. 이 장치는 커팅 롤의 단부에서 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션을 더 포함한다.

코어, 롤 반경, 롤의 시트 재료, 롤, 롤 지지 장치, 프레스-레디 커팅 롤, 원형 톱 날, 톱 유닛, 캐리지 시스템, 롤의 시트 재료를 커팅하기 위한 장치.

Description

롤 커팅 장치{ROLL CUTTING APPARATUS}

본 발명은 시트 재료의 대형의 롤을 처리하는 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 상기 대형의 롤의 커팅에 관한 것이다. 또한, 보다 상세하게, 본 발명은 시트 재료의 산업용 사이즈의 롤을 2개 이상의 개별적인 롤로 다시 나누는 방법에 관한 것이다.

프린팅 산업용 페이퍼가 다양한 폭의 롤 상에 적용된다. 가끔은, 롤의 처음 상태로부터 롤을 리사이즈(re-size), 즉, 롤의 폭을 감소시키거나 또는 손상된 롤 페이퍼의 단부를 커팅할 필요가 있다. 이러한 롤을 리사이즈 시키는 종래의 방법은 페이퍼를 리와인더를 통과시키는 것이다. 이러한 방법은 날로써 페이퍼를 소정의 폭으로 커팅하는 슬리터를 통해 페이퍼를 이송하는 단계와, 사용할 수 있게 슬릿 또는 커팅 재료를 하나 이상의 롤 상에 리와인딩하는 단계를 필요로 한다. 하나의 페이퍼의 최대 산업용 사이즈의 롤은 직경이 72인치이고 페이퍼의 폭은 138인치이다. 이러한 대형의 롤을 조정하기 위한 리와인더 장치가 매우 고가이고 공간을 필요로 하기 때문에, 이러한 대형의 롤은 전형적으로 리와인더에서 리사이즈화 되지 않는다. 또한, 리사이즈화를 필요로 하는 롤은 종종 리와인더를 구비한 설비가 아니다. 이러한 롤은 매우 대형이고, 무겁고, 조정 및 운반이 어렵기 때문에, 이들을 리와인더를 갖춘 설비로 옮기는데 매우 고가이며 시간을 많이 소비한다. 따라서, 롤은 체인 톱으로써 롤을 적당한 사이즈로 커팅하고 피니시 또는 트림 공정에서 커팅된 롤의 단부를 피니싱 처리함으로써 대체로 리사이즈된다. 리와인딩 장치에 필요한 복잡하고 많은 수의 구성요소 때문에, 모바일 유닛인 리와인더를 구성하는게 용이하지 않다.

특별한 롤 커팅 기계가 산업용 사이즈의 페이퍼 롤을 커팅하고 리피니싱하는데 사용된다. 미국특허 제6,269,719 B1호에 있어서, Easton 등은 롤을 소폭의 롤로 사용하는 기계를 개시하고 있다. Easton 등에 의한 기계는 페이퍼 롤과 원형 톱을 포함하는 로터리 아암 유닛을 지지하는 수평 베드를 구비한다. 톱은 롤의 단부로부터 수 인치만큼 롤을 따라서 위치되는 방식으로 장착된다. 더욱이, 톱날의 반경은 전형적으로 10인치로 작아서, 산업용 사이즈 롤의 반경보다도 많이 소경이다. 톱을 롤의 센터쪽에서 커팅 플레인을 가로질러 커팅하기 위하여, 커팅되는 재료는 롤로부터 보다 신속하게 제거되어야 한다. 이러한 재료의 제거를 용이하게 하기 위하여, 반경 방향 슬라이스는 체인 톱 또는 손에 들고 쓰는 원형 톱으로써 커팅되기 전에 적당한 깊이의 소정의 커팅으로 롤의 단부가 커팅된다. 톱이 외주로부터 커팅하므로, 트림처리된 부산물 페이퍼가 감소된 스트립이 이루어지고 부산물 페이퍼로서 폐기되고 및/또는 리사이클된다.

미국특허 제5,964,024호(Wallace;1999)는 Easton 등의 롤 커팅기의 것보다 소형의 롤 커터를 포함하나, 페이퍼 롤이 회전 베이스상의 수직 위치에 지지되지 않는 기기를 개시하고 있다. Easton 등의 기기로써, 톱은 커팅될 롤의 직경보다 작다. 둘째로, 손으로 작동되는 원형 톱은 소정의 트림 커팅 깊이로 반경 방향 커팅을 롤의 단부로 커팅하는데 사용하여, 톱이 코어쪽 내측으로 이송하는 것처럼 페이퍼가 신속하게 제거된다. 이러한 경우에 있어서, 롤이 수직으로 지지되기 때문에, 톱이 코어 쪽으로 운동하는 것처럼 스페이서가 커팅부로 삽입되어 롤의 상부가 톱이 미끄러져 내려가거나 바인딩되는 것을 방지한다. 다시, 페이퍼의 광폭의 롤이 2개 이상의 롤로 나뉘어지면, 체인 톱은 소정의 커팅부의 근접 위치에서 최초 롤을 통해 먼저 커팅되도록 사용되고 각각의 롤의 단부가 이때 별도의 작동으로 트리밍된다.

Easton 등과 Wallace 장치가 모바일 유닛으로서 제공된다. 즉, 롤 커팅 기계는 이송 장치에 장착되고 커팅될 롤의 위치로 이송된다. 따라서, 이러한 롤을 처리하는 설비는 롤을 수집하고 저장하여 때때로, 롤 커팅 서비스를 필요로 한다. 물론, 이것은 롤의 트랙을 유지하고 저장하기 위한 공간, 롤 조정 장치, 및 관리상의 노력을 필요로 하여, 롤 커팅 기계를 부수적으로 필요로 하는 롤 커팅 서비스를 사용하고 롤을 커팅을 경제적으로 요구할 때를 판정한다.

상기 설명된 리와인더 작동 또는 커팅 작동중의 하나인 커팅 방법과 종래의 롤 커팅 기계는 롤의 폭을 감소시키는 처리가 어렵거나 고가이다. 리와인더 방법은 모바일 유닛으로서 사용되지 않는 이러한 방법을 만드는 정교한 장치를 필요로 하여 이러한 대형의 산업용 사이즈의 롤을 소유한 소유자는 슬릿이 영구적으로 설치된 리와인더 장치를 필요로 하거나, 또는 서비스를 제공하는 위치로 롤을 이동시켜야 한다. 다시, 이것은 이동 비용 때문에 매우 고가이다. 더욱이, 부적절하게 감겨진 페이퍼가 최초 만들어진 롤의 물리적인 특성을 극적으로 변경시킬 수 있으므로, 그의 적절한 목적을 위해 리와인딩이 적절하게 사용되지 않는 것은 위험하다.

다른 산업 분야에서 재료를 대형의 원통형 형태로 커팅하는데 대형의 원형 톱날을 사용하는 것은 공지되었다. 럼버 산업(lumber industry)에서 사용되는 톱날이 고려된다. 공지되지 않은 날이 단일의 커팅 작동으로 대형의 산업용 사이즈의 페이퍼 롤을 커팅하는데 사용되며, 또 다른 트리밍이나 다른 동작을 필요로 하지 않는 매끈하고, 피니시된, 프레스-레디(press-ready) 단부로써 제거하여 다음 처리에 이들을 준비시킨다.

따라서 단일의 커팅 작동에서 롤을 효율적으로 커팅하고 또 다른 트리밍이나 다른 단부 피니싱 작동을 필요로 하지 않는 매끈하고 피니시된 롤 단부를 갖춘 프레스-레디 롤을 만드는 기계가 필요하다. 부산물이 적거나 없는 롤을 보다 소폭의 롤로 다시 나눌 수 있는 기계가 더 필요하다. 또한, 광폭의 롤을 사용하고 롤의 폭을 따라서 실질적으로 임의의 위치에서 롤을 커팅할 수 있는 장치가 더 필요하다.

상기 설명된 이유 때문에, 본 발명의 목적은 단일의 커팅 작동으로 롤을 효율적으로 커팅하고 매끈하고 피니시된 롤 단부를 갖는 프레스-레디 롤을 만드는 톱 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 롤을 보다 소폭의 롤로 다시 나눌 수 있고, 부산물이 적거나 없는 장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 또 다른 목적은 광폭의 롤을 사용하고 롤의 폭을 따르는 위치에서 롤을 커팅하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 롤을 특정 사이즈로 커팅하거나 또는 광폭의 롤을 2개 이상의 롤로 커팅하는데 사용되는 톱 장치를 제공함으로써 달성된다. 비록 상기 장치가 페이퍼 롤을 커팅하는 톱으로서 이후에 설명될지라도, 톱 장치는 플라스틱 필름, 카펫팅 또는 플로어링(flooring) 재료 등과 같은 웨브 또는 시트 재료의 다양한 타입의 롤을 커팅하는데 사용될 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 톱 장치는 롤을 커팅하기 위한 원형 톱, 커팅 위치에서 롤을 유지시키기 위한 하중 베어링 유닛, 및 하중 베어링 유닛에서 롤을 배치시키기 위한 롤 배치 장치를 포함한다. 원형의 톱은 산업용 사이즈의 페이퍼 롤을 커팅하는데 충분히 큰 반경을 갖고 있으며, 커팅 작동 동안에 롤로부터 커팅 재료를 제거할 필요 없으며, 하중 베어링 유닛에 평행하게 이송되고 하중 베어링 유닛에 유지되고 롤의 폭을 따르는 임의의 위치에서 커팅 작동을 위해 위치가능한 톱 프레임에 장착된다. 따라서, 톱 장치는 롤을 실제로 임의의 바람직한 폭의 2개 이상의 롤로 다시 나누는 장치를 제공한다.

다음 상세한 설명에서 명확하게 하기 위하여, 장치의 범위(footprint)는 실질적으로 사각형으로 형성되며, 상기 사각형의 소폭의 단부는 홈 위치(home position) 제 1 단부와 제 2 단부로 참조되고, 상기 사각형의 측면은 입구 측과 출구 측으로 참조된다. 톱 프레임은 사용되지 않을 경우 홈 위치에 있게 된다. 커팅될 롤은 입구 측에서 장치로 이송되고, 하중 베어링 유닛에 회전가능하게 장착되고, 상기 장치로 통합되는 특정 롤 배치 장치에 따라 입구 측이나 출구 측 중 어느 한 측에서 톱 장치로부터 배출된다. 일반적으로, 페이퍼(또는 다른 시트 재료)는 롤로부터 중공의 코어 주위에 감겨진다. 롤의 단부는 하중 베어링 유닛에서 샤프트리스 척(shaftless chuck)에 직접적으로 장착되거나, 또는, 팽창식 러그나 버튼을 갖춘 에어 샤프트와 같은 샤프트가 먼저 롤의 중공의 코어로 삽입되고 샤프트가 척에 장착된다. 장치의 제 1 단부 쪽으로 위치되는 롤의 단부는 커팅부의 의도된 위치를 측정하기 위하여 참조 위치로 사용된다.

하중 베어링 유닛은 빔의 한면에 장착되는 2개의 하중 아암을 갖춘 사각형 하중 빔을 포함한다. 하중 빔은 상기 장치의 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 대부분의 거리로 뻗어있는 길이를 갖으며, 제 1 하중 빔 단부가 홈 위치, 상기 장치의 제 2 단부 근처의 제 2 하중 빔 단부, 및 그들 사이에서 뻗어있는 하중 빔의 길이 방향 축선 근처에 있다. 하나 또는 2개의 하중 아암이 길이 방향 축선에 평행하게 뻗어있는 인접 기구에 미끄럼 가능하게 장착된다. 톱 장치의 특정 설치에 따라, 하나의 하중 아암은 제 1 하중 빔 단부에서 고정되게 장착되며, 제 2 하중 아암도 미끄럼 가능하게 장착된다. 하중 아암 사이의 거리는 커팅될 롤의 특정 길이를 수용할 수 있는 거리로 조정 기구상에서 미끄럼 가능하게 장착된 하중 아암을 선택적으로 위치결정시킴으로써 조정된다.

롤 배치 장치는 하중 베어링 유닛에서 커팅될 페이퍼 롤을 배치하는데 사용된다. 본 발명은 여러 롤 배치 장치를 포함한다. 제 1 롤 배치 장치는 하중 빔을 롤 픽업 위치로 그리고 커팅 위치 뒤로 회전시키는 위치결정 조립체를 포함한다. 위치결정 아암은 하중 빔 상에 장착되며, 아암이 회전함으로서, 하중 빔은 또한 길이 방향 축선을 중심으로 회전된다. 지지 베어링에 의해 지지되는 하중 저어널은 하중 빔의 각각의 단부로부터 뻗어있고, 필수적으로 하중 빔의 길이 방향 축선에 평행하고 동축이다. 각각의 저어널은 적어도 하나의 위치결정 실린더, 레버 아암, 및 적어도 하나의 위치결정 아암을 포함하는 위치결정 조립체를 지지한다. 레버 아암은 저어널에 고정되게 키 결합되고 그리고 위치결정 아암에 연결되는 위치결정 실린더에 피벗가능하게 링크된다. 위치결정 실린더에서 피스톤을 뻗게하거나 후퇴시켜 위치결정 아암이 저어널을 중심으로 회전하게 하는데, 이것은 하중 아암이 롤을 수용하고 픽업하기 위한 위치에 있는 롤 픽업 위치와, 하중 아암이 커팅하기 위한 위치에서 롤을 지지하는 커팅 위치 사이에서 사각형 하중 빔이 그의 길이 방향 축선을 중심으로 회전되게 한다. 커팅 작동에 이어서, 롤 배치 장치가 다시 작동되어 하중 빔을 롤 픽업 위치로 회전시켜, 커팅 롤을 하중 베어링 유닛으로부터 구속해제 한다.

제 2 롤 배치 장치는 하중 베어링 유닛의 입구 측에 배치된 하중 테이블, 출구측 상의 출구 테이블, 하중 빔 위에 평행하게 장착된 높이 조정가능한 지지 베드나 크레이들, 및 킥킹(kicking) 실린더를 포함한다. 이러한 롤 배치 장치의 실시예로써, 하중 빔은 고정되게, 즉 회전되지 않게, 입구 및 출구 측에 평행하게 톱 장치의 사각형 센터에 장착된다. 하중 아암은 높이가 조정가능하여, 하중 아암의 단부에서 척을 상이한 직경의 롤을 수용하기 위한 위치로 이동시킨다. 하중 아암이 커팅 동안에 롤의 단부를 지지하는 위치로 이동되는 경우 지지 베드는 페이퍼 롤의 무게를 지탱한다. 킥킹 실린더는 또한 높이 조정가능하고 지지 베드에서 그리고 출구 테이블에서 하중 테이블로부터 롤을 가이드 하는데 사용된다.

하중 아암은 커팅을 위해 적당한 길이 방향 위치에 롤을 유지시키는데 사용되고, 즉 이들은 롤을 길이 방향으로 이동하지 않게 한다. 대형의 산업용 사이즈의 페이퍼 롤은 매우 무겁고 지지 베드는 하중의 하중 아암을 구속해제하는데 사용되고 커팅 과정 동안에 롤의 수평방향으로의 정렬을 유지시키는데 사용된다. 여러 장치가 지지 베드로서 적당하다. 커팅 과정 동안에 롤이 회전하는 것은 중요하고; 회전 장치가 지지 베드에 있는 롤러나 척으로 제공되는 것은 보다 덜 중요하다. 이상적으로, 지지 베드 상의 지지부는 특정 직경의 롤을 가이드 가능하게 지지하고 라운드 상태를 약간 벗어난 롤을 수용하도록 높이 조정가능하다. 회전 방향은 대체로 톱날의 접촉 지점에서의 톱날의 회전 방향과 동일한 방향이다. 롤에 감겨진 재료의 타입과 톱날의 구성에 따라, 접촉점에서 톱의 회전 방향과 반대 방향으로 롤을 회전시키는 것이 바람직하다.

톱 날이 홈 위치와 제 2 하중 빔 단부 사이의 임의의 커팅 위치에 위치될 때까지 톱 프레임은 캐리지 레일에 장착되고 홈 위치에서 유지시킨다. 톱 장치에 의해 조정되는 롤의 예상할 수 있는 최대 직경보다 더 큰 높이로 톱 날이 지지되는 타워로서 톱 프레임을 구비하여, 일단 의도된 커팅 위치를 넘어 위치되는 경우, 톱 날은 롤로 낮춰지는 것은 본 발명의 범주내에 있는 것이다. 하중 아암에 유지될 때 롤의 롤 샤프트의 길이 방향 축선과 대략 동일한 높이에서 그리고 날의 센터와 평행하게, 톱 날이 지지 베드 측에 지지되는 플로어 프레임으로서 톱 프레임을 제공하는 것은 본 발명의 범주내에 있는 것이다. 톱 날이 의도된 커팅 위치에서 롤의 코어 쪽으로 이동된다. 톱 유닛의 또 다른 구성은 롤이 커팅 위치에서 지지되는 구역 아래의 우묵한 곳에서 톱 프레임을 설치하는 단계와, 롤을 커팅하도록 톱을 상승시키는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예는 톱 날의 작동 위치에서 커팅될 롤을 위치시키고 캐리지 시스템에 장착되는 하중 베어링 유닛과 고정식 톱 프레임을 제공하는 것이다.

재료, 특히 페이퍼의 커팅시 유의점은 재료와 날의 마찰에 의해 야기된 열이 너무 커서 제거될 재료가 톱 날의 커팅면이나 커팅될 재료에 붙어버리게 된다. 톱 날의 몸체가 효과적인 히트 싱크로서 사용되고, 즉 마찰열이 톱 이빨부로부터 먼 날의 몸체로 급속하게 흡수되어, 이 결과, 톱 날이 냉각되도록 본 발명에 따른 장치에 톱 날의 사이즈가 사용된다. 이것은 이빨부에서 커팅될 재료로 전달되는 상당한 열량을 감소시켜, 제거될 재료가 톱이나 롤 상의 재료에 붙는 것과 같은 것을 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 커팅될 재료의 타입에 따라, 날을 냉각하기 위해 톱 날에 윤활재-냉각재를 제공하는 것이 바람직하다. 적합한 윤활재-냉각재는 ACCU-LUBE Manufacturing GmbH에 의해 제조된 ACCU-LUBE™이다. 이 윤활재는 톱 날의 최상부에서 이빨부에 미세 미스트로서 분무된다. 윤활재는 날의 회전으로 건조되어, 커팅될 표면에 도달하는 윤활재로서 이빨부가 코팅될 때까지, 윤활재가 미리 건조되어, 커팅될 재료가 오염되거나 손상되지 않는다.

커팅 작동 동안에 롤을 회전시키는, 플로어 상에 직접적으로 장착된 지지 베드와 같은 지지 장치를 구비하나, 하중 베어링 유닛과 상기 설명된 롤 배치 장치를 구비하지 않는 톱 장치를 제공하는 것은 본 발명의 범주내에 있는 것이다. 매우 길지 않고 직경이 큰 롤은 픽업하고 단거리를 이송하는데 사용되는 전형적으로 클램프 트럭과 같은 종래의 롤 조정 트럭으로써 조정가능하다. 이러한 축소된 톱 장치에 있어서, 톱 프레임에 대한 캐리지 시스템은 롤이 회전가능하게 지지되는 수개의 긴 롤러를 갖춘 지지 베드를 따라서 뻗어있다. 예를 들면, 4개의 긴 롤러를 갖춘 지지 베드에 있어서, 하나 또는 2개의 긴 롤러는 구동식 롤러인 경우, 유지되는 긴 롤러는 종동자 롤러이다.

본 발명에 따른 장치의 작동은: 롤에 부하를 주고, 톱 장치의 입구 측 하중 빔을 따라서 그리고 평행하게 배치된다. 제 1 롤 배치 장치가 사용되면, 롤은 하중 아암에 의해 픽업되는 위치에서 플로어 상에 배치된다. 샤프트를 수용하기 위하여 샤프트리스 척이나 종래의 척이 사용된 척의 타입에 따라, 롤은 샤프트리스 척의 노우즈부상에 지지되거나 또는 롤 샤프트가 중공의 코어내로 그리고 2개의 척 사이에서 클램프된 롤 샤프트의 단부내로 삽입된다. 위치결정 조립체는 이때 작동되어 하중 빔을 길이 방향 축선을 중심으로 입구측으로 강제로 회전시켜, 롤 샤프트의 단부가 하중 아암에 제공된 척에 체결되게 하는 위치로 하중 아암의 상단부를 아래로 이동시킨다. 위치결정 조립체는 이때 작동되어 하중 빔을 강제로 대향된 방향으로 장치의 후측으로 회전시키고, 여기서 롤은 지지 베드의 상부에 위치된다. 만일 지지 베드가 높이 조정가능한 지지부와 끼워맞춤되면, 이들은 특정 직경의 롤을 안내가능하게 지지하도록 조정된다. 롤의 무게는 지지 베드에 의해 지탱되는 한편, 여러 지지부를 롤에 제공할지라도, 본질적으로 하중 아암은 롤의 적합한 정렬을 유지한다. 샤프트리스 척이나 에어 샤프트상의 노우즈부는 공기로 팽창될 때, 임계의 반경 방향 및/또는 길이 방향으로 롤이 이동하게 않게 하는 팽창가능한 러그나 버튼과 끼워맞춤되므로, 임의의 변형이 커팅 작동 동안에 톱 날을 구속하여 롤의 에지에서 가우징 커팅부를 초래한다.

제 2 롤 배치 장치가 사용되면, 롤은 하중 테이블 상에 배치되고 지지 베드상에서 롤 되며, 이것은 그 상승된 위치에 있다. 킥킹 실린더는 롤이 출구 테이블 상에서 롤링되지 않게 한다. 롤의 사이즈와 무게에 따라, 유압식 실린더에 의해 지지되는 지지 베드는 실린더가 완전 후퇴되고 베어링 멈춤부에 놓여있는 위치로 낮춰질 수 있다. 롤은 상기 설명된 바와 같이 하중 베어링 유닛에 끼워맞춤된다.

일단 롤이 지지부에 있고 커팅을 준비하면, 톱 날이 소정의 롤 커팅 위치에 위치될 때까지 프레임은 캐리지 시스템을 따라서 운동된다. 톱 날은 코어를 통해 포함되는 회전 롤을 따라서 구동되며, 롤의 레스트 부로부터 롤의 한 섹션을 완전하게 절단한다. 톱 날은 충분히 커서 단리 커팅 작동으로 산업용 사이즈의 페이퍼의 롤을 절단하여, 또 다른 피니싱을 일반적으로 필요로 하지 않는 매끈한 단부로써 프레스-레디 롤을 제거한다. 톱 날이 하중 빔의 길이부를 따라서 모두 위치되기 때문에, 일련의 커팅부가 롤에 만들어져, 롤을 사용 준비중인 여러 롤로 다시 나눌 수 있다. 사용된 롤 배치 장치에 따라, 커팅 롤은 출구 테이블 밖으로 킥되거나 또는 하중 빔이 롤 픽업 위치로 다시 회전되어, 플로어 상에서 커팅 롤을 구속해제한다.

축소된 톱 장치에 있어서, 롤은 롤 조정 트럭에 의해 지지 베드와, 롤 상의 소정의 커팅 위치로 캐리지 시스템을 따라서 구동되는 톱 프레임상에 배치된다. 이 롤은 커팅 작동 동안에 지지 베드상에서 회전된다.

본 발명에 따른 톱 장치를 갖춘 페이퍼 롤의 단부는 매우 매끈하고, 대부분의 경우에 있어서, 롤은 프레스-레디이다. 그러나, 여러 페이퍼 처리 작동에 있어서, 커팅 페이퍼 롤의 단부를 매우 매끈한 피니시 처리하는게 바람직하다. 이러한 경우에 있어서, 피니싱 스테이션은 생산 라인에 통합되는 처리 스테이션이나 또는 별개의 피니싱 스테이션으로서 제공된다. 피니싱 스테이션은 샌더 유닛이 장착되는 타워를 포함한다. 이 타워의 하반부는 커팅 페이퍼 롤을 유지시키기 위하여 샤프트리스 척을 포함한 높이 조정가능한 롤 장착 조립체를 구비한다. 샌더 유닛은 타워의 상반부에 높이조정가능하게 장착되고, 샌딩 디스크와 유압식 모터를 포함한다. 커팅 롤은 척에 장착되고 플로어와 떨어져 상승되고, 그리고 샌더가 낮춰져 샌딩 디스크의 작동면이 커팅 롤 단부면에 대해 올라간다. 깊이 조정가능한 장치는 커팅 롤 단부로부터 제거되는 재료의 깊이를 조정하기 위하여 샌더 유닛에 구비된다.

도 1은 본 발명에 따른 톱 장치의 제 1 실시예의 정면도,

도 2는 도 1에 도시된 장치의 끝면도로서, 톱 프레임과 지지 베드를 도시하는, 하중 아암 및 위치결정 조립체의 측면도,

도 3은 캐리지 시스템의 평면도,

도 4는 파이버 코어를 구비한 종래의 페이퍼 롤의 도면(종래 기술),

도 5는 하중 베어링 유닛의 도면,

도 6은 위치결정 조립체의 정면도,

도 7은 위치결정 조립체의 후방 사시도,

도 8은 지지 베드의 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예의 정면도로서, 톱날을 유지시키기 위해 플로어 프레임을 도시하는 도면,

도 10은 도 9에 따른 장치의 끝면도,

도 11은 본 발명에 따른 장치의 제 3 실시예의 측면도로서, 톱 타워, 고정 하중 빔, 및 조정가능한 지지 베드를 도시하는 도면,

도 12는 도 11의 끝면도로서, 하중 및 출구 테이블의 구성을 도시하는 도면,

도 13은 도 11의 평면도로서, 하중 및 출구 테이블을 도시하는 도면,

도 14는 오퍼레이터 측에서 본, 피니싱 스테이션을 도시하는 도면,

도 15는 도 14의 피니싱 스테이션의 끝면도,

도 16은 샌더 유닛의 도면, 및

도 17은 롤 상승 기구의 측면도.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 톱 장치(10)의 제 1 실시예를 도시하고 있다. 톱 장치(10)는 톱 유닛(20), 캐리지 시스템(110), 위치결정 조립체(40), 및 하중 베어링 유닛(70)을 포함한다. 설명을 위하여, 톱 장치(10)의 작동은 롤을 리사이즈시키기 위하여 롤(1) 페이퍼의 톱질에 관하여 이하에서 설명될 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 비록 톱 장치가 직경이 72인치에 상당하는 롤을 처리할 수 있을지라도, 롤(1)은 대략 50인치의 롤 직경(D)과 대략 138인치의 롤 폭(W)의 표준, 산업용 사이즈의 페이퍼 롤이다. 본 발명에 따른 톱 장치(10)는 물론, 보다 작은 롤을 커팅하거나 리사이즈하는데 사용될 수 있고, 롤과 원형의 톱날로써 커팅되는 통나무 형상의 재료를 포함하는 매우 큰 및/또는 무거운 원통형 형상의 재료를 커팅하는데 사용된다.

도 3은 캐리지 시스템(110)의 개략적인 도면으로서, 캐리지 레일(112)과 랙(114)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 2개의 평행한 캐리지 레일(112)은 대체로 톱 유닛(20)을 둘러싸는 사각형 영역을 형성한다. 이러한 도시된 실시예에 있어서, 톱 유닛(10)은 캐리지 레일(112)에 장착되고 랙과 피니언 조립체(도 3에서 랙(114)만 도시됨)인 구동 시스템에 의해 레일 캐리지(112)를 따라서 운동되는 프레임(22)을 포함하며, 상기 조립체는 프레임(22)에 연결되고 모터(113, 도 1에 도시됨)에 의해 구동된다. 모터를 구비한 구동 시스템은 공지되었고 여기서 상세하게 설명되지 않을 것이다. 더욱이, 본 발명은 프레임(22)을 캐리지 레일(112)을 따라서 구동시키는 다른 적합한 수단의 사용을 포함한다.

명확하게 하기 위하여, 톱 장치(10)의 제 1 실시예의 범위는 또한 도 3에 도시되었다. 톱 장치(10)를 둘러싸는 사각형의 상단은 또한 톱 프레임(20)의 홈 위치이며, 이것은 이후 제 1 단부(10A)로 언급되고; 사각형의 좌측, 즉 하중 빔(72, 대쉬선으로 개략적으로 도시됨)의 좌측은 오퍼레이터 측(10C)으로 언급되고; 하중 빔(72)의 대향측은 후측(10D)으로 언급되고, 그리고 사각형의 보다 낮고, 좁은 단 부가 톱 장치(10)의 제 2 단부(10B)로서 언급된다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 톱 유닛(20)은 톱 장치(10)의 제 1 단부(10A)에서 홈 위치에 있는 것으로 도시되었다. 톱날(24)은 제 1 실시예에 있어서 타워 프레임인 톱 프레임(27)에 장착되었다. 톱날(24)은 복수의 복 스크류(26)에 가동가능하게 지지되는 플랫폼상에 장착된다. 도시된 실시예에 있어서, 톱날(24)은 Simsbury, CT.의 Specialty Saw로써 만들어진 반경이 32인치인 큰 날이고 단일 패스 커팅 작동시 롤의 커팅 단부에서 프레스-레디 피니시를 적용시킨다. 전기 또는 유압 모터와 같은 구동 시스템은 플랫폼의 높이를 조정하도록 볼 스크류를 구동시키는데 사용되어, 톱날(24)의 높이와 아래쪽 톱 이송율을 제어한다. 이송율을 제어하고 볼 스크류를 구비한 구동 시스템을 사용하는 것은 잘 알려져 있어서, 구동 시스템은 하기에 보다 상세하게 도시하거나 설명되지 않았다.

도 4(종래 기술)는 코어(3)에 감겨진 롤(1)을 도시한다. 도시된 실시예에 있어서 코어(3)는 전형적으로 페이퍼 롤로써 사용되는 파이버(fiber) 코어이다. 하중 베어링 유닛(70)과 2개의 위치결정 조립체(40)가 도 1에 도시되었고, 하나의 위치결정 조립체(40)가 하중 빔(72)의 각각의 단부에 장착된다. 롤 샤프트(2)가 롤(1)의 코어(3)를 통하여 뻗어있다. 롤 샤프트(2)의 각각의 단부는 하중 아암(73)의 상단부에서 세이프티 척(71)에 회전가능하게 장착되고 2개의 하중 아암(73)은 사각형의 하중 빔(72)의 최상면(72A)에 고정되게 장착된다.

하중 베어링 유닛(70)이 도 5에 보다 상세하게 도시된다. 설명을 위하여, 위치결정 조립체(40)가 톱 장치(10)의 제 1 단부(10A)에서만 조립된다. 하나의 하 중 아암(73)은 조정가능한 하중 아암(73A)이고 다른 하나의 아암은 고정된 하중 아암(73B)이다. 도시된 바와 같이, 조정가능한 하중 아암(73A)은 하중 빔(72)의 최상면(72A) 위에서 뻗어있는 나사형성된 로드(76)에 장착된다. 또한 세이프티 척(71)이 고정된 하중 아암(73B)에 도시되었다. 조정가능한 하중 아암(73A)은 또한 척처럼 설치된다. 종래의 롤 샤프트는 여러 표준 길이로 제공되며 조정가능한 하중 아암(73A)은 롤(1)이 커팅되는데 사용되는 특정 롤 샤프트(2)의 길이를 수용하기 위한 나사형성된 로드(76)를 따라 임의의 지점에 위치된다. 유압 모터는 로드(76)를 따라서 조정가능한 하중 아암(73A)을 위치시키는데 사용된다. 그러한 장치는 도시되지는 않았으나 이 분야에서 널리 알려져 있다. 하중 아암(73)은 롤의 단부로부터 거리를 측정하기 위하여 그리고 커팅 작동 동안에 롤(1)이 길이 방향으로 이동하지 않도록 커팅하기 위하여 적합한 위치에 롤(1)을 고정시킨다. 최소한 하나조차도, 하중 빔(72)의 길이 방향 축선을 따르는 임의의 이동은 톱날(24)을 결합시키고 롤(1)에서의 래그(ragged) 단부 컷을 만든다.

빔 위치결정 조립체(70)를 장착하기 위한 저어널(74)은 도 5에서 하중 빔(72)의 일단부에 도시되었다. 저어널(74)이 키이됨을 알 수 있다. 또 다른 유사 저어널(74)이 하중 빔(72)의 다른 단부로부터 뻗어있다. 각각의 저어널(74)은 지지 베어링(42)에 의하여 지지된다. 하나의 위치결정 조립체(40)는 각각의 저어널(74)에 장착된다. 톱 장치(10)에서 위치결정 조립체(40)를 전반적으로 살펴보기 위해 도 1을 살펴보면, 각각의 위치결정 조립체(40)는 하중 빔(72)의 각각의 단부로부터 뻗어있는 저어널(74)에 회전가능하게 장착된 2개의 위치결정 아암(44)을 포 함한다.

위치결정 조립체(40)는 도 1, 도 3, 및 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 도 5는 하중 빔(73) 상에 하중 저어널(74)을 도시하며 하중 빔 상에 장착된 하나의 위치결정 조립체(40)를 도시한다. 하중 저어널(74)은 지지 베어링(42)에 장착되고 저어널(74)에 대하여 자유롭게 회전하도록 저어널(74)에 빔 위치결정 아암(44)이 장착된다. 레버 아암(45, 도 1에 도시됨)은 일단부에서 저어널(74)에 키이되고 다른 단부에서 제 1 실린더 유닛(47)과 링크되며, 이것은 빔 위치결정 아암(44)에 피벗식으로 링크된다. 제 2 실린더 유닛(48)은 도 7에 도시된 바와 같이 장치(10)의 후면에서 플로어 상에 장착되고 빔 위치결정 아암(44)과 연결되는 브래킷(50)에 회전가능하게 링크된다. 제 1 실린더 유닛(47) 조립체를 작동시켜 빔 위치결정 아암(44)을 도 3에 도시된 바와 같이 오퍼레이터 측(10C)에서 롤 픽업 위치와 하중 아암(73)이 실질적으로 후측(10D)쪽으로 약간 수직 또는 경사진 중간위치 사이에서 저어널(74)의 길이 방향 축선과 동축이며 평행한 축선을 중심으로 회전시킨다. 제 2 실린더 유닛(48) 조립체를 작동시켜 빔 위치결정 아암(44)이 하중 빔(72)을 커팅 작동 위치로 회전시키면서 하중 아암(73)이 후측(10D) 쪽으로 뻗어있고, 롤(1)을 유지시켜 톱질 작동을 판독한다. 실린더 유닛(47, 48)은 여기서 도시되지는 않았으나 종래 장치에 의해 최적으로 유압식으로 작동된다.

하중 아암(73)을 갖춘 하중 베어링 유닛(70)은 롤(1)에 지지 장치를 제공한다. 롤(1)의 엄청난 무게 및/또는 길이 때문에, 롤 샤프트(2)가 톱질 작동의 외력하에서 변형될 위험이 있다. 커팅됨으로서 롤(1)의 무게의 롤 샤프트(2)를 구속해 제하도록 플로어 장착식 지지 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 결국에는, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 지지 베드(130)가 제공된다. 도시된 지지 베드(130)의 실시예는 2열의 지지부(80)를 구비한다. 도 2에 도시된 구성에 있어서, 지지부(80)는 지지 베드(130)의 센터쪽으로 각도져 있어 역 V형상의 지지 베드(130)를 형성한다. 이러한 구성은 롤(1)의 무게가 지지부(80)를 변형시키는 가능성을 감소시킨다. 커팅 동안에 롤이 회전하여 회전부(82)의 장치가 지지부(80)의 각각의 열의 최상부에 제공된다. 도 8에 도시된 회전부(82)의 장치는 한쌍의 긴 롤러(82A, 82B)이며, 이들의 각각의 롤러는 실질적으로 지지 베드(130)의 길이로 뻗어있고 롤(1)이 지지 베드(130)에 지지되는 동안에 회전되게 한다. 롤 샤프트(2)는 하중 아암(73)에 있는 세이프티 척에서 회전가능하게 구동되며 긴 롤러(82A, 82B)는 롤링 자유롭다. 상이한 구성에 있어서, 롤 샤프트(2)는 세이프티 척 내에서 롤링 자유롭고 회전부(82)의 장치는 지지 베드(130)상에 롤(1)을 회전가능하게 구동시킨다. 이러한 구성에 있어서, 하나의 긴 롤러(82A, 82B)는 구동 롤러이고 다른 하나는 자유롭게 회전하는 롤러이다. 도 2에 도시된 지지 베드(130)의 실시예는 높이 조정가능하고 플로어 상에 피벗가능하게 장착된 지지부(80)를 포함하여, 이들은 커팅될 특정 롤의 직경을 수용하도록 조정될 수 있다.

본 발명에 따른 톱 장치(100)의 제 2 실시예는 도 9 및 도 10에 도시되었다. 제 1 및 제 2 실시예의 첫번째 차이는 상부가 아니라 측면에서 커팅된다. 하중 베어링 유닛(70), 위치결정 조립체(40), 및 지지 베드(130)는 제 1 실시예에서 설명된 것과 본질적으로 동일하다. 수정된 톱 프레임(120)은 캐리지 시스템(200)에 장 착되고 롤(1) 옆을 이동하여 톱날(24)이 또한 롤 옆을 이동한다. 이상적으로, 톱날(24)의 센터는 높이가 대략 롤 샤프트(2)의 센터의 높이와 대략 동일하다. 톱날(24)을 위로부터 롤(1)로 낮게 하지 않고, 톱 장치(10)의 제 1 실시예에서 이행된 바와 같이, 톱날(24)은 롤(1)의 센터쪽으로 측면으로부터 내측으로 수평으로 운동한다.

도 9는 톱 장치(100)의 끝면도로서, 하중 빔(72), 위치결정 조립체(40), 지지 베드(130), 캐리지 시스템(200), 및 수정된 톱 프레임(120)을 도시하고 있다. 롤(1)이 지지 베드(130)에서의 위치로 낮춰져 도시되었다. 수정된 톱 프레임(120)은 톱 프레임(120)에 장착된 나사형성된 로드(126)를 포함하여 롤(1)의 길이 방향 축선을 횡단하여 뻗어있다. 도 3에 도시된 캐리지 시스템(100)과 유사하게, 캐리지 시스템(200)은 캐리지 레일(112)과 기어 랙(114)을 포함한다. 톱날(24)은 나사형성된 로드(126)에 장착되고 롤(1) 쪽에서 구동가능하다.

장치(100)는 톱날을 냉각하는 윤활 시스템과 톱질 작동에 의한 부산물 입자를 수집하기 위한 먼지 수집 시스템과 같은 보조 시스템이 설치될 수 있다. 출원인에 의해 실시된 테스트에 있어서, 톱날의 최상부로 향해진 분무 시스템에 의한 톱 이빨부에 사용된 ACCU LUBE™ 윤활제는 최상부에서의 이빨부가 커팅면 아래로 회전될 때 이미 건조됨을 그리고 톱날이 접촉하여 냉각됨을 알 수 있다. 처리된 이빨부가 커팅될 재료와 접촉하기 전에 윤활제가 건조된다는 현상은 롤 상의 재료를 윤활제가 오염되거나 또는 손상시키는 것을 감소시킨다. 톱날이 매우 대형이기 때문에, 이빨부로부터 먼 톱의 몸체부로의 열전달율은 매우 급속하게 빠르고, 재료 의 타입에 따라 커팅되며, 윤활제는 필요치 않다.

도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 톱 장치(1000)의 제 3 및 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 톱 장치(1000)는 상기 설명된 톱 유닛(20)과 캐리지 시스템(110), 하중 베어링 유닛(700), 하중/비하중 장치(400), 및 롤 배치 장치(420)를 포함한다. 하중/비하중 장치(400)는 적어도 하중 테이블(402)과 출구 테이블(406)을 포함한다. 하중 베어링 유닛(700)은 하중 빔(720)과 2개의 하중 아암(730)을 포함하며, 각각 세이프티 척(71)을 구비한다. 세이프티 척(71)은 코어(3)의 단부를 수용하고 유지시키는데 적당한 크기의 샤프트리스 척이거나, 또는 코어(3)에 삽입되는 롤 샤프트를 수용하고 고정하는 척일 수 있다. 하중 빔(720)은 상기 설명된 하중 빔(72)과 유사하나, 톱 장치(1000)내에 고정되고 회전하지 않는다. 하중 아암(730)은 하중 빔(720)에 장착된다. 이들 아암은 하중 아암(73)과 유사하나, 높이를 조정할 수 있고, 롤이 하중 베어링 유닛(700)에 배치될 때 세이프티 척(71)이 롤(1)을 수용하고 유지시키기 위한 높이로 조정되게 한다. 도 11 내지 도 13에 도시된 실시예에 있어서, 제 2 하중 아암(730B)은 하중 빔(720)에 장착된 나사형성된 로드(76)에 미끄럼 가능하게 장착되고 제 1 하중 아암(730A)은 하중 빔(720)에 고정되게 장착된다. 물론, 제 1 하중 아암(730A)에 대한 제 2 나사형성된 로드(76) 또는 다른 미끄럼 수단을 제공할 수 있고 양 하중 아암(730)이 페이퍼 롤(1)의 폭을 수용하도록 하중 빔(720)을 따라서 운동하게 할 수 있다.

톱 장치(10)의 제 1 실시예와 톱 장치(1000)의 바람직한 실시예의 키(key) 차이는 도 11 및 도 13에 도시된 하중/비하중 장치(400)와 롤 배치 장치(420)에 있 다. 바람직한 실시예에 있어서, 페이퍼 롤(1)은 하중 테이블(402) 상에 배치되고 하중 빔(720)의 방향으로 롤된다. 페이퍼 롤(1)의 여러 위치가 도 12에 도시된 바와 같이 1A - 1D로 지시되었다. 무게 테이블(404)은 처리되기 전에 페이퍼 롤(1)의 무게를 재기 위하여 선택적으로 부가적으로 제공된다. 힌지식 브리지 섹션(410)은 하중 테이블(402)의 에지 또는 캐리지 시스템(110) 위의 무게 테이블(404)로부터 지지 프레임(412)까지의 거리를 브리지한다. 브리지 섹션(410)은 일단 페이퍼 롤(1)이 하중 베어링 유닛(700)에서의 위치(1C)에 위치하여, 톱 유닛(20)이 소정의 위치로 캐리지 시스템(110) 상에서 이동하는 경우에 바깥쪽으로 접혀진다.

롤 배치 장치(420)는 도 11 및 도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 지지 롤러(424) 및 킥킹 실린더(422)를 구비한 지지 베드(130)를 포함한다. 지지 베드(130)는 유압으로 작동되는 지지 베드 실린더(132)에 의해 지지되며 2개의 위치, 즉 유압 지지 스트로크 중 최상부에서의 상승 위치와 지지 베드 실린더(132)가 멈춤부(134)로 내려가는 하부 위치를 구비하여, 커팅 작동 동안에 하중 아암(730)으로부터 하중을 제거한다. 킥킹 실린더(422A, 422B)와 지지 롤러(424A, 424B)는 하중 위치에 도시되어, 페이퍼 롤(1)을 용이하게 수용한다. 킥킹 실린더(422A) 및 지지 롤러(424A)가 하부 위치에 있고, 킥킹 실린더(422B) 및 지지 롤러(424B)는 상승 위치에 있는데, 이러한 구성은 페이퍼 롤(1C)이 출구 테이블(406) 상에서 롤링되지 않게 한다. 일단 페이퍼 롤(1)이 입구 테이블(402)이나 무게 테이블(404) 그리고 지지 프레임(412)에서 자유롭게 롤 되고 위치(1C)에 있을 경우, 킥킹 실린더(422B)와 지지 롤러(424B)는 내려간다. 페이퍼 롤(1)이 롤(1)을 회전시키는 지지 롤러(424)에 놓여있다. 커팅 과정이 완료된 이후에, 지지 롤러(424)와 킥킹 실린더(422A)는 위치(1D)에 도시된 바와 같이 출구 테이블(406)에서 밖으로 컷 롤을 킥하여, 이들이 클램프 트럭에 의해 픽업된다.

대부분의 컷 롤은 또 다른 처리없이 사용하기 용이하다. 그러나, 여러 경우에 있어서, 매끈한 단부가 요구된다. 컷 페이퍼 롤의 단부를 소정 정도의 매끈함(smoothness)으로 샌드 처리하는 피니싱 스테이션(2000)을 제공하는 것은 본 발명의 범주내에 있는 것이다. 도 14 및 도 15는 피니싱 스테이션(2000)의 일 부분이 도시되며, 이것은 샌더(sander) 유닛(2100), 노우즈부(2212)를 갖춘 샤프트리스 척(2210)과 끼워맞춤되는 롤 상승 조립체(2200), 피니싱 스테이션 타워 프레임(2300), 및 피니싱 스테이션 캐리지 시스템(2400)을 포함한다. 도 16은 샌더 유닛(2100)을 상세하게 도시하며, 도 17은 샤프트리스 척(2210)을 상세하게 도시한다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 타워 프레임(2300)은 피니싱 스테이션 캐리지 시스템(2400)에 장착된다. 비록 하나의 타워 프레임(2300)이 도시되었을 지라도, 캐리지 시스템(2400)의 대향 단부에 제 2 타워 프레임(2300)이 장착되는 것을 알 수 있다. 하나 또는 양자의 타워 프레임(2300)이 캐리지 시스템(2400)을 따라서 이동하여 컷 페이퍼 롤(1D)을 수용하고 유지하기 위해 2개의 롤 상승 조립체 사이의 거리를 조정한다. 선택적으로, 통상적인 페이퍼 롤 처리가 페이퍼의 상대적으로 작은 컷 롤을 후처리 할 경우, 오직 하나의 타워 프레임이 요구된다.

도 14 및 도 15를 살펴보면, 샌더 유닛(2100)이 타워 프레임(2300)의 상반부에 장착되고 롤 상승 조립체(2200)는 하반부에 장착된다. 샌더 유닛(2100)은 2개 의 위치에서 도시되는데, 이것은 샌더 유닛(2100)이 샤프트리스 척(2210) 상의 위치되는 샌딩 위치와, 대쉬선으로 도시되고 샌더 유닛(2100)이 상승된 위치로 후퇴되는 홈 위치이다. 샤프트리스 척(2210)상의 노우즈부(2212)는 컷 페이퍼 롤(1D)의 코어(3) 내로 삽입되도록 크기화되고 팽창가능한 러그 또는 버튼을 구비하며, 이것은 페이퍼 롤(1D)이 노우즈부(2212)에 대해 회전하는 않도록 팽창된다.

도 16은 샌딩 디스크(2110), 핸드 휠(2140), 유압 모터(2120)를 포함하는 샌더 유닛(2100)을 상세하게 도시하고 있다. 핸드 휠(2140)은 컷 페이퍼 롤(1D)의 단부로부터 제거되는 재료량을 조정하도록 사용된다.

도 17은 롤 상승 조립체(2200)를 상세하게 도시하고 있다. 샤프트리스 척(2210)은 유압 실린더(2220)의 베어링 상에 장착되며, 이것은 유압 모터(2230)에 의해 구동된다. 노우즈부(2212)는 컷 페이퍼 롤(1D)의 코어(3)내로 삽입된다.

본 발명의 범위에는 톱 장치(100, 100)와 피니싱 스테이션(2000)이 페이퍼 롤 처리 라인으로 통합되는 페이퍼 롤 처리 시스템이 포함된다. 출구 테이블(406)에서 밖으로 킥 된 이후에, 컷 페이퍼 롤(1D)은 롤 상승 조립체(2200)가 높이 조정되기 전에 위치로 롤되어 노우즈부(2212)가 코어(3)와 정렬된다. 컷 페이퍼 롤(1D)은 노우즈부(2212)와 소정의 매끈한 피니시로 샌드처리된 단부에 장착된다.

본 발명의 상세한 설명은 롤을 커팅하는 방법과 장치의 특정 실시예를 포함한다. 또한, 본 발명에 대한 여러 변경 및 수정이 있을 수 있으나, 그러한 변경 및 수정은 당업자라면 본 발명의 범주내에서 이루어질 수 있는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims

시트 재료로 구성되어 있고, 코어, 롤 반경, 및 롤 길이가 산업용 사이즈인 롤을 커팅하기 위한 장치로서,

상기 산업용 사이즈의 롤을 회전가능하게 지지하고, 그 중심선이 상기 롤을 커팅하기 위한 장치의 길이 방향 축선을 한정하는 롤 지지 장치;

상기 산업용 사이즈의 롤이 상기 롤 지지 장치내에서 회전하면서 상기 산업용 사이즈의 롤을 단일 패스 커팅 작동에서 커팅하는데 충분히 큰 톱 날 반경의 원형 톱 날을 가지고 있고, 단일 패스 커팅 작동으로 프레스-레디 커팅 롤을 만들 수 있는 톱 유닛; 및

상기 원형의 톱 날이 소정의 커팅 위치에 위치가능하게 하는 캐리지 시스템;

을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시트 재료로 구성되어 있고, 코어, 롤 반경, 및 롤 길이가 산업용 사이즈인 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 롤 지지 장치는 적어도 2개의 지지 롤러로 이루어진 지지 베드를 포함하며, 상기 지지 롤러는 서로에 평행하게 배치되어 상기 롤을 수용하고 지지하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 지지 롤러는 높이 조정가능하고 상기 롤 지지 장치는 상기 지지 롤러를 상승시키기거나 하강시키기 위한 높이 조정 장치를 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 높이 조정 장치는 유압식 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 롤을 상기 롤 지지 장치 위에 위치시키거나 상기 롤을 상기 롤 지지 장치로부터 제거하기 위한 롤 위치결정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 롤 위치결정 장치는 상기 롤을 상기 롤 지지 장치로 안내하거나 상기 롤 지지 장치로부터 떨어지도록 안내하기 위한 하나 이상의 킥킹 실린더를 포함하고, 상기 하나 이상의 실린더는 연직 평면에 대해 각도져서, 상기 지지 롤러 옆에 그리고 상기 길이 방향 축선쪽으로 경사져 뻗어있고, 상기 킥킹 실린더는 상기 롤을 가압하는 상승 위치와 상기 롤을 수용하는 하부 위치 사이에서 운동가능한 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 롤 지지 장치에서 상기 롤을 커팅하기 위해서 제 위치에서 유지시키기 위한 하중 베어링 유닛을 더 포함하고, 상기 하중 베어링 유닛은 상기 롤의 각각의 단부를 고정되게 유지시키기 위한 척 장치를 더 포함하여 상기 롤이 상기 길이 방향 축선에 대해 길이 방향 또는 측방향으로 경사지지 않는 것 을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 척 장치는 상기 롤의 직경의 치수 범위에 맞게 높이 조정가능한 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 척 장치는 척 노우즈부를 구비한 샤프트리스 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 척 장치는 코어 샤프트의 단부를 수용하기 위해 코어 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 하중 베어링 유닛은 2개의 하중 베어링 아암을 포함하며, 상기 척 장치의 척은 상기 하중 베어링 아암의 각각의 상단부에 장착되고, 상기 2개의 하중 베어링 아암은 서로에 대해 운동가능하여 상기 롤의 길이부에 대한 상기 2개의 하중 베어링 아암 사이의 거리를 조정가능한 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 톱 유닛은 상기 캐리지 유닛상에서 운동가능하게 장착된 톱 프레임을 포함하고 상기 원형의 톱 날은 상기 톱 프레임에 장착되고, 그리고

상기 톱 프레임은 상기 캐리지 시스템을 따라 구동가능하여 상기 롤의 소정의 위치에서 상기 원형의 톱 날을 위치시키는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 톱 유닛은 상기 캐리지 시스템을 따라서 상기 톱 프레임을 구동시키기 위한 프레임 구동 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 프레임 구동 시스템은 전기 모터, 랙, 및 피니언 구동 시스템을 포함하고,

상기 캐리지 시스템은 2개의 레일을 포함하며 상기 랙은 상기 2개의 레일 중 하나에 평행하게 뻗어있고,

상기 피니언은 상기 톱 프레임에 장착되고, 그리고

상기 전기 모터는 상기 구동 시스템을 구동하여 상기 캐리지 시스템을 따라서 상기 톱 프레임을 위치결정시키는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 톱 프레임은 상기 원형의 톱 날을 수직으로 조정가능한 톱 날 장착부에서 지지하는 타워 프레임이고,

상기 타워 프레임은 상기 캐리지 시스템에 위치결정되어 상기 롤 상의 상기 소정의 커팅 위치 위에 상기 원형의 톱 날을 위치결정시키고, 그리고

상기 타워 프레임은 상기 원형의 톱 날이 상기 롤을 커팅하는 커팅 작동에 영향을 주는 아래쪽 방향과, 상기 커팅 작동이 완료될 때 상기 롤로부터 상기 원형의 톱 날을 후퇴시키는 위쪽 방향에 장착된 상기 톱 날을 구동시키기 위하여 톱 날 구동 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 톱 프레임은 수평방향으로 조정가능한 상기 톱 날 장착부에 상기 원형의 톱 날을 지지하는 플로어 프레임이고,

상기 원형의 톱 날은 상기 롤이 상기 원형의 톱 날에 의해 단일의 커팅 작동시 절단가능하고,

상기 플로어 프레임은 상기 캐리지 시스템상에서 위치가능하여 상기 롤 상의 상기 소정의 위치 옆에 상기 원형의 톱 날을 위치시키고, 그리고

상기 플로어 프레임은 상기 원형의 톱 날이 상기 산업용 사이즈의 롤을 커팅하는 커팅 작동에 영향을 주는 상기 롤의 길이 방향 축선을 횡단하는 전방 방향과, 상기 커팅 작동이 완료될 때 상기 롤로부터 상기 원형의 톱 날을 후퇴시키는 후퇴 방향에서 상기 톱 날 장착부를 구동시키는 톱 날 구동 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 원형의 톱 날은 상기 롤 상의 대응하는 하나 이상의 위치에서 하나 이상의 커팅 작동에 영향을 주는 상기 롤을 따라서 재위치가능하 여, 상기 롤을 재위치시키지 않고 상기 롤을 3개 이상의 커팅 롤로 커팅하는 것을 특징으로 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 롤을 상기 롤 지지 장치상으로 이동시키기 위한 이동 기구를 더 포함하고, 상기 코어는 중공의 코어이고 상기 이동 기구는 상기 롤의 상기 중공의 코어에 삽입가능한 에어 샤프트를 포함하고, 그리고

상기 에어 샤프트는 팽창가능하여 반경 방향 및/또는 길이 방향으로 상기 에어 샤프트상에 상기 롤의 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 상승 기구는 하중 빔 길이 방향 축선, 제 1 단부, 및 제 2 단부를 갖는 하중 빔, 상기 하중 빔 길이 방향 축선에 수직한 방향으로 상기 하중 빔으로부터 바깥쪽으로 뻗어있고 상기 하중 빔에 장착된 2개의 하중 아암, 및 상기 하중 빔의 상기 제 2 단부로 상기 하중 빔을 따라서 뻗어있고 상기 하중 빔에 장착된 하중 아암 조정가능한 장치를 포함하고,

상기 에어 샤프트는 제 1 샤프트 단부와 제 2 샤프트 단부를 구비하며, 상기 2개의 하중 아암은 상기 제 1 단부에 고정되게 장착된 고정 하중 아암과 상기 하중 아암 조정 장치에 장착되고 상기 하중 아암 조정 장치를 따라서 선택적으로 위치결정되는 조정가능한 하중 아암을 포함하여, 상기 제 1 샤프트 단부가 상기 고정 하중 아암에 수용되어 지지가능하고 상기 제 2 샤프트 단부가 상기 조정가능한 하중 아암에 수용되어 지지가능한 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 하중 아암 조정 장치는 나사형성된 로드이고 상기 조정가능한 하중 아암은 상기 나사형성된 로드 상에 상기 조정가능한 하중 아암을 선택적으로 위치결정시키기 위한 위치결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 하중 빔은 제 1 면을 갖는 사각형 빔이고 상기 고정 하중 아암과 상기 조정 장치는 상기 제 1 면에 장착되는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 롤 픽업 위치와 커팅 작동 위치 사이에서 상기 하중 빔을 운동시키기 위해 하중 빔 위치결정 조립체를 더 포함하고,

상기 롤 픽업 구역은 상기 2개의 하중 아암은 상기 하중 빔의 오퍼레이터 측에 상기 하중 빔에 평행하게 뻗어있고 상기 2개의 하중 아암이 상기 롤 픽업 구역쪽으로 뻗어있을 때 상기 하중 빔이 롤 픽업 위치에 있고, 그리고 작업 구역은 상기 하중 빔의 제 2 측에서 상기 하중 빔에 평행하게 뻗어있고 상기 2개의 하중 아암이 상기 작동 구역쪽으로 뻗어있을 때 상기 하중 빔이 커팅 작동 위치에 있고,

상기 캐리지 시스템은 상기 작동 구역에 있는 상기 하중 빔에 평행하게 뻗어있고, 그리고

상기 위치결정 조립체가 상기 롤 픽업 위치와 상기 커팅 작동 위치 사이에서 상기 하중 빔을 선택적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 위치결정 조립체는 상기 하중 빔에 연결되는 위치결정 아암 지지부에 고정되게 장착된 위치결정 아암과 위치결정 아암 구동 시스템을 포함하고,

상기 위치결정 아암 구동 시스템은 상기 위치결정 아암을 상기 하중 빔 길이 방향 축선을 중심으로 강제로 회전시켜, 상기 하중 빔을 강제로 회전시키고 상기 하중 아암을 상기 롤 픽업 위치나 상기 커팅 작동 위치쪽으로 이동시켜, 회전 방향에 따르게 하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 23 항에 있어서, 상기 위치결정 아암 구동 시스템은 제 1 작동 조립체와 제 2 작동 조립체를 포함한 유압식 시스템이고,

상기 제 1 작동 조립체는 상기 롤 픽업 위치와 중간 위치 사이에서 상기 하중 빔의 회전을 제어하고 상기 제 2 작동 조립체는 상기 중간 위치와 상기 커팅 작동 위치 사이에서 상기 하중 빔의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 위치결정 조립체는 상기 하중 빔의 상기 제 1 단부 에 장착된 제 1 위치결정 조립체와 상기 하중 빔의 상기 제 2 단부에 장착된 제 2 위치결정 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 하중 테이블과 출구 테이블을 포함하는 하중/비하중 장치를 더 포함하고, 오퍼레이터 측은 상기 롤 지지 장치에 평행하고 그 한 측을 따라 뻗어있고 상기 출구 측은 상기 오퍼레이터 측에 평행하고 대향된 측에서 상기 롤 지지 장치에 평행하고 옆에 뻗어있고,

상기 하중 테이블은 상기 오퍼레이터 측에서 상기 출구 테이블은 상기 출구 측에서 정렬되고, 상기 하중 테이블에 배치된 상기 롤은 상기 롤 지지 장치내로 롤 가능하고 상기 출구 테이블 상에서 상기 롤 지지 장치로부터 롤 되는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 26 항에 있어서, 상기 하중/비하중 장치는 상기 롤을 가압하기 위해 무게 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 산업용 사이즈 롤의 직경은 72인치에 이르는 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원형의 톱 날의 직경은 10인치보다 더 큰 것을 특징으로 하는 롤을 커팅하기 위한 장치.
대략 72인치의 직경과 대략 138인치의 폭을 갖는 시트 재료의 산업용 사이즈의 롤을 커팅하기 위한 장치는:

운동가능한 톱 프레임과 상기 톱 프레임에 장착된 원형의 톱 날을 구비한 톱 유닛,

상기 커팅 작동 동안에 상기 롤을 지지하기 위한 롤 지지 장치,

상기 톱 프레임이 상기 소정의 커팅 위치에서 상기 원형의 톱 날을 배치시키기 위해 운동가능한 캐리지 시스템, 및

상기 롤 지지 장치의 오퍼레이터 측을 따라 배치된 하중 테이블과, 상기 롤 지지 장치의 출구 측을 따르는 출구 테이블을 포함하는 하중/비하중 장치,

를 포함하고 있고,

상기 원형 톱 날은 직경이 32인치이고 프레스-레디, 피니시 트리밍을 필요로 하지 않는 산업용 롤을 만드는 단일 패스 커팅 작동에서 상기 산업용 사이즈 롤을 커팅하는데 사용되고,

상기 롤 지지 장치는 상기 롤을 회전가능하게 지지하기 위한 회전가능한 지지 롤러와 지지 베드, 척 장치가 상기 롤을 상기 지지 베드의 위치에서 유지시키는 하중 베어링 유닛, 및 상기 롤 지지 장치로 안내하거나 상기 롤 지지 장치로부터 떨어지도록 상기 롤을 안내하기 위한 킥킹 실린더를 포함하고, 그리고

상기 하중 베어링 유닛은 2개의 하중 베어링 아암을 포함하며 상기 척 장치의 척이 상기 2개의 하중 베어링 아암 중 하나에 각각의 상단부에 장착되고, 상기 2개의 하중 베어링 아암은 높이 조정가능하고 서로에 대해 운동가능하여 상기 롤을 수용하기 유지하기 위해 상기 2개의 하중 베어링 아암 사이의 거리를 조정하는 것을 특징으로 하는 대략 72인치의 직경과 대략 138인치의 폭을 갖는 시트 재료의 산업용 사이즈의 롤을 커팅하기 위한 장치.
산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션은:

샌딩 유닛,

피니싱 스테이션 프레임,

캐리지 시스템, 및

롤 상승 조립체를 포함하고 있고,

상기 샌딩 유닛은 상기 피니싱 스테이션 프레임의 상부에 높이 조정가능하게 장착되고, 상기 롤 상승 조립체는 상기 피니싱 스테이션 프레임의 하부에 장착되고, 그리고 상기 피니싱 스테이션 프레임은 상기 캐리지 시스템을 따라서 운동가능한 것을 특징으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 31 항에 있어서, 상기 샌딩 유닛은 샌딩 디스크, 상기 샌딩 디스크를 구동시키기 위한 제 1 모터, 및 상기 샌딩 유닛을 상승시키거나 하강시키기 위한 제 1 유압 램을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 32 항에 있어서, 상기 샌딩 유닛은 상기 샌딩 디스크의 샌딩 위치를 조정하기 위하여 수평 인장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 31 항에 있어서, 상기 롤 상승 조립체는 높이 조정가능하고 상기 페이퍼 롤을 유지시키기 위한 척 장치는 상기 롤 상승 조립체의 상단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 34 항에 있어서, 상기 롤 상승 조립체는 상기 척 장치의 높이를 높이거나 낮추기 위한 제 2 유압 램과 상기 척 장치를 구동시키기 위한 제 2 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 31 항에 있어서, 상기 페이퍼 롤은 2개의 단부를 구비하고 상기 피니싱 스테이션 프레임은 상기 캐리지 시스템의 각각의 단부에 하나가 장착되는 2개의 프레임을 포함하고, 상기 2개의 프레임은 서로에 대해 상기 캐리지 시스템을 따라서 운동가능하여 상기 롤의 상기 2개의 단부 각각을 동시에 피니싱하기 위해 페이퍼 롤을 수용하고 유지시키도록 상기 2개의 프레임 사이의 거리를 조정하는 것을 특징 으로 하는 산업용 사이즈의 페이퍼 롤의 단부를 샌딩하기 위한 피니싱 스테이션.
제 1 항의 상기 톱 장치와 제 31 항의 피니싱 스테이션을 포함하는 롤 처리 라인에 있어서, 출구 테이블은 상기 톱 장치의 출구 측과 상기 피니싱 스테이션의 수용 측 사이에서 조정되고, 하나 이상의 커팅 페이퍼 롤은 상기 톱 장치로부터 상기 출구 테이블 외로 킥킹되고, 상기 피니싱 스테이션의 상기 롤 상승 조립체는 위치결정되어 피니시 샌딩을 위해 상기 척 장치에 상기 하나 이상의 커팅 페이퍼 롤 중 하나의 롤을 수용하는 것을 특징으로 하는 롤 처리 라인.
a) 수평 위치에서 상기 롤을 유지시키는 롤 지지 장치에 상기 롤 재료를 회전가능하게 지지하는 단계,

b) 상기 소정의 커팅 위치가 상기 롤 폭을 따르는 임의의 위치에서 선택되고, 상기 톱이 상기 롤을 커팅하는데 충분히 큰 반경을 갖는 원형의 톱 날을 갖으며, 소정의 커팅 위치에서 상기 롤에 톱을 선택적으로 배치시키는 단계,

c) 상기 소정의 커팅 위치에서 피니시처리된 커팅 단부를 갖는 프레스-레디 롤을 제공하기 위하여, 상기 소정의 커팅 위치에서 단일의 통과 커팅 작동에서 상기 롤 재료를 커팅하는 단계,

를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 직경과 롤 폭을 갖는 롤 재료를 커팅하는 방법.
제 38 항에 있어서, 단일의 통과 작동으로 상기 롤 재료를 커팅하는 상기 단계는 상기 커팅 동안에 커팅 재료를 제거해야 하는 것을 특징으로 하는 롤 직경과 롤 폭을 갖는 롤 재료를 커팅하는 방법.