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Diese Erfindung betrifft das Gebiet
der Produktformate von Rollen für
den Handel und für
Verbraucher wie zum Beispiel Saugpapierprodukte und schließt Sanitärpapier
und Papierhandtücher
ein. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung einer kernlosen Rolle eines Saugpapierprodukts,
die so geformt ist, dass sie leicht in einer Ausgabevorrichtung
anzubringen ist.
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Saugpapierprodukte für den Handel
und für Verbraucher,
wie zum Beispiel Sanitärpapier
und Papierhandtücher,
werden normalerweise in Rollenform hergestellt und weisen beinahe
immer einen hohlen zylindrischen Kern auf, um den das Produkt gewickelt ist.
Der Kern besteht üblicherweise
aus einer Pappsorte, die mit dem Produkt zusammengeleimt ist, sodass
der Kern intakt bleibt und das Produkt sich nicht vom Kern trennt.
Das Produkt wird dann durch Befestigung der Rolle auf einer Spindel,
wie sie in dem allgegenwärtigen
Badezimmer-Sanitärpapierausgeber gefunden
werden kann, die durchläuft
oder den inneren Kern anderweitig durchdringt, befestigt. Einige Abgabevorrichtungen
schließen
Stöpsel
ein, die in den Hohlraum innerhalb des Kernes nur in einem beschränkten Ausmaß eindringen,
wie dargelegt in den U.S. Patenten 390.084 und 2.905.404 jeweils
von Lane und Simmons.
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Neuerdings sind hauptsächlich in
Europa kernlose Rollen von Sanitärpapier
auf dem Markt erschienen, die über
den gesamten Durchmesser der Rolle aufgewickelt sind. Ein Beispiel
für die
Bereitstellung einer solchen Rolle kann in U.S. 56 20 148 gefunden
werden. Mit den kernlosen Rollen sind Vor- und Nachteile verbunden.
Kernlose Rollen sind Rollen mit Kern ökologisch überlegen, weil keine Klebe- oder
Einwegmaterialien bei der Herstellung des Produkts verwendet werden.
Zusätzlich
kann mehr Produkt in dem Raum bereitgestellt werden, der andernfalls
durch den Kern besetzt wäre.
Die Herstellung von Rollen mit Kern ist, wegen der Herstellung der Kerne
und dem Verbinden der Kerne mit dem Produkt, teurer als die Herstellung
kernloser Rollen. Zusätzlich
haben die kernlosen Rollen den Vorteil, dass sie wegen ihrer inhärenten Inkompatibilität mit herkömmlichen
Abgabevorrichtungen an kommerziellen Standorten Diebstählen weniger
ausgesetzt sind. Andererseits gibt es Abgabeprobleme mit kernlosen Rollen,
die bis jetzt schwierig zu überwinden
waren. Herkömmliche
Ausgabevorrichtungen schließen
normalerweise eine gekapselte Tragefläche, damit die Rolle beim Drehen
getragen wird, und eine Öffnung, durch
die das Produkt passiert, ein. Osbwohl funktional, weisen diese
Abgabevorrichtungen einige unerwünschte
Eigenschaften auf, einschließlich
der Unfähigkeit, einen
Zugwiderstand zur Abgabe des Produkts zu steuern, der Tatsache,
dass das Produkt tatsächlich
die Innenseite der Ausgabevorrichtung berührt, welches von einigen Verbrauchern
als unhygienisch betrachtet werden könnte, und die Unfähigkeit,
eine 180-Grad-Zugänglichkeit
für den
Verbraucher bereitzustellen. Viele der oben beschriebenen Probleme
könnten überwunden
werden, wenn es eine Abgabevorrichtung zur Befestigung einer kernlosen
Rolle geben würde,
die sich über
ihre Achse dreht, wie es Papierrollen mit Kern tun. Leider wurde eine
solche Abgabevorrichtung bis heute nicht erfolgreich entwickelt.
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Eines der Probleme, das der Entwicklung
einer solchen Abgabevorrichtung im Wege steht, besteht darin, wie
eine kernlose Rolle auf der Abgabevorrichtung zentriert werden sollte.
Wenn die Rolle nicht zentriert ist, wird beim Drehen der Rolle ein
Drehungleichgewicht erzeugt. Auch wird die Rolle für den Fall,
dass die Aufwickelachse nicht genau in der Ausgabevorrichtung zentriert
ist, daran gehindert, das Produkt bis zum Ende auszugeben. Da jedoch die
typische kernlose Rolle flache, ungebrochene Seitenflächen hat,
ist es schwierig, die Aufwickelachse zu lokalisieren. Es ist eindeutig,
dass ein Bedarf für
ein verbessertes System, Verfahren und Produkt besteht, das die
effektive Abgabe von kernlosen Rollen aus Saugpapierprodukten für den Handel
und für Verbraucher
erlaubt.
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Die vorliegende Erfindung wendet
sich den oben beschriebenen Problemen durch Bereitstellung eines
Verfahrens zur Bearbeitung einer kernlosen Rolle eines Produktes
zu, um ein Aufnahmeloch in wenigstens einem Ende zu erzeugen, sodass
die Rolle selbsttragend ist, wenn sie in einer drehbaren Ausgabevorrichtung
angebracht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Behandlung einer kernlosen Rolle gemäß Anspruch
1 bereitgestellt. Das Verfahren umfasst deshalb die Schritte: (a)
Bereitstellen einer Rolle eines Produkts, das über seinen gesamten Durchmesser
um eine Aufwickelachse zu einem Zylinder mit einem ersten und einem
zweiten flachen Ende aufgewickelt wird, (b) Anstellen der Vorderseite
eines Eindrückwerkzeugs
im Wesentlichen am Mittelpunkt der Aufwickelachse der Rolle an wenigstens
einem Ende, (c) Drücken
der Vorderseite des Eindrückwerkzeugs
in das Ende der Rolle zum Erzeugen einer Kraft im Wesentlichen entlang
der Aufwickelachse, die groß genug
ist, um einen Teil der kernlosen Rolle im Wesentlichen dauerhaft
einzudrücken,
wobei ein nicht eingedrückter
Teil der Rolle übrig
bleibt, der eine Tiefe und im Allgemeinen zur Rolle senkrechte Seiten
hat, wobei die Seiten durch eine Strecke beabstandet sind die kleiner
ist als die Tiefe des Lochs, und (d) Entfernen des Eindrückwerkzeugs
von dem Aufnahmeloch, ohne die Seiten des Aufnahmelochs im Wesentlichen
zu deformieren.
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Im Allgemeinen sollte der Bearbeitungsschritt
Drücken
einen Teil der Rolle wenigstens 5 Prozent, basierend auf der Breite
der Rolle, eindrücken. Im
Besonderen sollte der Bearbeitungsschritt Drücken einen Teil der Rolle wenigstens
10 Prozent, basierend auf der Breite der Rolle, eindrücken.
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Das Verfahren kann einem Hochgeschwindigkeits-Herstellungsverfahren
angepasst werden. Die Rolle eines Produkts kann entlang einem Förderer oder
Band bewegt werden. Die kernlose Rolle kann während des Anstellens, des Drückens und
des Entfernens im Wesentlichen in kontinuierlicher Bewegung sein.
Der Anstellschritt könnte
des Weiteren einen Schritt des Sicherns der kernlosen Rolle durch Verwendung
einer Positionierungseinrichtung enthalten. Die kernlose Rolle kann
zum Beispiel in eine Schablone, eine Form, eine Klammer, Klemme
oder dergleichen eingeführt
werden.
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Das Eindrückwerkzeug ist Teil eines drehenden
Elements, radial angebracht, sodass das Eindrückwerkzeug im Wesentlichen
in der Mitte der Aufwickelachse einer kernlosen Rolle positioniert
ist und in die Rolle hineindrückt,
wenn sich das Element dreht. In einer derartigen Anordnung ist es
erwünscht,
dass die Vorderseite des Eindrückwerkzeugs
einen Krümmradius
aufweist. Das Profil des Eindrückwerkzeugs
hinter der Vorderseite kann so ausgelegt sein, dass ein Kontakt
mit den Seiten des Aufnahmelochs vermieden wird. Zum Beispiel kann die
Vorderseite des Eindrückwerkzeugs
in Querschnitt oder Breite größer sein
als der Teil des Werkzeugs (z. B. der Schaft oder die Welle) hinter
der Vorderseite.
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Der Bearbeitungsschritt Drücken kann
ausreichend axialen Druck erzeugen, um Wellen, im Allgemeinen über der
Aufwickelachse der Rolle, auf wenigstens einem Teil des im Wesentlichen
dauerhaft eingedrückten
Teiles der Rolle zu erzeugen.
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Die Enden der Rolle können der
Reihe nach oder gleichzeitig behandelt werden. Es versteht sich, dass
nur ein Ende der Rolle behandelt werden könnte, während das andere Ende der Rolle
durch ein anders geartetes Werkzeug behandelt wird, unbehandelt
gelassen wird oder einer gänzlich
anderen Behandlung ausgesetzt werden kann.
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Gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung kann die kernlose Rolle eine kernlose Rolle eines Saugpapierprodukts
sein. Zum Beispiel kann die kernlose Rolle eine kernlose Rolle eines
Sanitärpapierproduktes
sein. Die kernlose Rolle hat vorzugsweise eine ausreichende Festigkeit
und/oder Dichte, um den eingedrückten
Teil der Bahn auf eine relativ unbegrenzte Zeit in seinem eingedrückten Zustand
zu belassen oder wenigstens über
einen wesentlichen Zeitraum.
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Das Verfahren kann weiterhin einen
Schritt einschließen,
bei dem das Werkzeug vor der Beendigung des Bearbeitungsschritts
Drücken
befeuchtet wird. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das Verfahren
auch den Schritt des Befeuchtens eines Teils der Seite der Rolle,
an die das Werkzeug vor dem Bearbeitungsschritt Drücken angestellt
wird, einschließen.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann
der Bearbeitungsschritt Drücken
durch ein Drehen des Werkzeugs um eine Achse des Werkzeugs erfolgen,
während
das Werkzeug in die Seite der Rolle hineingedrückt wird. Zum Beispiel kann
das Werkzeug in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung
gedreht werden, ähnlich
wie bei einem Bohrer, Zimmermannsbohrer, Stangenbohrer oder Kernbohrer,
wenn es in die Seite der Rolle hineingedrückt wird. Vorzugsweise ist
das Werkzeug nicht eingerichtet, um während des Bearbeitungsschritts Material
aus der Rolle zu entfernen. Es sei jedoch erwähnt, dass einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung so durchgeführt
werden können,
dass Material aus der Rolle entfernt wird.
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Das Verfahren der Erfindung kann
so durchgeführt
werden, dass das uneingedrückte
Teil der Rolle ein Aufnahmeloch definiert, das eine Tiefe und im
Allgemeinen zum Ende der Rolle senkrechte Seiten und einen im Allgemeinen
kreisrunden Querschnitt hat. Das Aufnahmeloch kann auch einen polygonalen
Querschnitt haben. Der Querschnitt kann dreieckig, rechteckig, quadratisch,
rhombisch, halbkreisförmig,
X-förmig,
Y-förmig
oder T-förmig
oder dergleichen sein. Vorzugsweise hat das Aufnahmeloch einen Querschnitt
von wenigstens 1 cm. Wenn das Aufnahmeloch einen kreisrunden Querschnitt hat,
ist es erwünscht,
dass der Durchmesser wenigstens 1 cm beträgt. In derartigen Ausführungsbeispielen
ist es wichtig, dass die Seiten durch eine Strecke beabstandet sind,
die im Allgemeinen kleiner ist als die Tiefe des Loches.
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Die durch das Verfahren der Erfindung
hergestellte kernlose Rolle ist in einer drehbaren Ausgabevorrichtung
selbsttragend. Die Rolle kann eine aufgerollte Bahn eines Produktes
umfassen, das über seinen
Durchmesser um eine Aufwickelachse zu einem Zylinder mit einem ersten
und einem zweiten flachen Ende aufgewickelt wird. Wenigstens ein
flaches Ende definiert ein Aufnahmeloch im Wesentlichen am Mittelpunkt
der Aufwickelachse der kernlosen Rolle. Das Aufnahmeloch hat eine
Tiefe und hat Seiten im Allgemeinen senkrecht zu dem Ende der Rolle.
Die Seiten sind durch eine Strecke beabstandet, die kleiner ist
als die Tiefe des Loches, sodass das Aufnahmeloch angepasst ist,
um einen Einraststift einer drehbaren Ausgabevorrichtung aufzunehmen.
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Die Tiefe des Aufnahmelochs kann
wenigstens 5 Prozent der Breite der kernlosen Rolle sein. Zum Beispiel
kann die Tiefe des Aufnahmelochs wenigstens 10 Prozent der Breite
der kernlosen Rolle sein. Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass
die Tiefe des Aufnahmelochs ungefähr der ein- bis zweifachen Breite
des Loches entspricht.
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Vorzugsweise definiert jedes flache
Ende der kernlosen Rolle ein Aufnahmeloch im Wesentlichen am Mittelpunkt
der Aufwickelachse der Rolle und wenigstens ein und vorzugsweise
jedes Aufnahmeloch hat eine Tiefe und Seiten im Allgemeinen senkrecht zu
dem Ende der Rolle, wobei die Seiten durch eine Strecke beabstandet
sind, die kleiner ist als die Tiefe des Loches.
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Das Aufnahmeloch kann einen im Algemeinen
kreisrunden Querschnitt haben. Alternativ dazu kann das Aufnahmeloch
einen polygonalen Querschnitt haben. Der Querschnitt kann dreieckig,
rechteckig, quadratisch, rhombisch, halbkreisförmig, X-förmig, Y-förmig oder T-förmig oder
dergleichen sein. Vorzugsweise hat das Aufnahmeloch einen Querschnitt
von wenigstens 1 cm. Wenn das Aufnahmeloch einen kreisrunden Querschnitt
hat, ist es erwünscht,
dass der Durchmesser wenigstens 1 cm beträgt. Es ist vorgesehen, dass
verschiedene Querschnitte und/oder verschiedene Durchmesser und/oder
verschieden tiefe Aufnahmelöcher
verwendet werden können.
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Die gemäß dem Verfahren der Erfindung
hergestellte kernlose Rolle enthält
einen dauerhaft eingedrückten
Teil im Wesentlichen am Mittelpunkt der Aufwickelachse der Rolle
und einen nicht eingedrückten
Teil an einem flachen Ende, der das Aufnahmeloch definiert. Ein
Abschnitt oder ein Teil des eingedrückten Teiles der Rolle kann
des Weiteren Wellen, im Allgemeinen über der Aufwickelachse der
Rolle, enthalten. Diese Wellen sind im Allgemeinen sichtbar, wenn
die Rolle im Wesentlichen aufgebraucht ist und im Wesentlichen der
eingedrückte
Teil verbleibt. In einer Anordnung wird der im Wesentlichen dauerhaft
eingedrückte
Teil der Rolle teilweise druckentlastet, wenn die Rolle substanziell
aufgebraucht ist. Zum Beispiel kann der eingedrückte Teil der Rolle leicht
zurückfedern
oder eine elastische Rückverformung
zeigen und dennoch im Wesentlichen dauerhaft eingedrückt sein.
Das leichte: Federn oder elastische Rückverformen kann dienlich sein, um
Kraft gegen einen Einraststift einer drehbaren Ausgabevorrichtung
auszuüben,
um zu helfen die Rolle an ihrem Platz zu halten und ein Überdrehen
zu verhindern.
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Die kernlose Rolle kann eine Rolle
eines Saugpapierprodukts sein. Das Saugpapierprodukt kann zum Beispiel
aus Papierhandtüchern,
Tissuepapier, Wischpapier oder dergleichen ausgewählt werden.
Die kernlose Rolle kann eine Rolle aus Fließstoff oder Textil sein. Zum
Beispiel kann der Fließstoff
ein gewirktes Material, ein gewebtes Material, ein beflocktes Material,
ein nähgewirktes
Material, eine Textilfaserbahn (meltblown), eine Spinnfilament-Bahn,
eine kardiert-verbundene Bahn, eine luftgeformte Bahn, eine (coformed)
Bahn und/oder Kombinationen aus einem oder mehreren dieser Materialien
sein. Die kernlose Rolle kann eine Rolle aus einem zusammengesetzten
Material sein. Zum Beispiel kann das zusammengesetzte Material Laminat-Material,
ein beschichtetes Textil-Laminat, ein beschichtetes Fließstoff-Laminat,
ein elastomeres Material oder dergleichen sein.
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Zum besseren Verständnis der
Erfindung, ihrer Vorteile und der Ziele, die durch ihre Verwendung erreicht
werden, wird auf die Abbildungen verwiesen, die einen weiteren Teil
der Erfindung bilden, und auf den beschreibenden Textteil, in dem
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt und beschrieben wird.
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1 ist
eine Perspektivansicht einer herkömmlichen kernlosen Rolle eines
Produkts.
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2A ist
eine Darstellung, die einen ersten Schritt in einem exemplarischen
Ablauf der Behandlung einer kernlosen Rolle eines Produkts veranschaulicht.
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2B ist
eine Darstellung, die einen weiteren Schritt des in Abbildung 2A gezeigten Ablaufs veranschaulicht.
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2C ist
eine Darstellung die einen weiteren Schritt des in den 2A und 2B gezeigten Prozesses veranschaulicht.
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2D ist
eine Darstellung die einen weiteren Schritt des in den 2A–2C gezeigten
Prozesses veranschaulicht.
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3 ist
eine Darstellung, die die Installation einer exemplarisch verbesserten
kernlosen Rolle auf einer drehbaren Abgabevorrichtung veranschaulicht.
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4 ist
die Darstellung eines Details einer exemplarischen kernlosen Rolle
eines Produkts.
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5 ist
eine Darstellung einer exemplarischen kernlosen Rolle, die das axiale
Eindrücken veranschaulicht.
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6 ist
eine Illustration einer exemplarischen kernlosen Rolle, die die
radiale Verformung veranschaulicht.
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7 ist
eine Darstellung eines Details eines exemplarischen Verfahrens zur
Behandlung einer kernlosen Rolle.
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8 ist
eine Darstellung eines Details eines exemplarischen Verfahrens zur
Behandlung einer kernlosen Rolle.
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9 ist
eine Darstellung eines Details eines exemplarischen Verfahrens zur
Behandlung einer kernlosen Rolle.
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10 ist
eine Darstellung eines Details eines exemplarischen Verfahrens zur
Behandlung einer kernlosen Rolle.
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11 ist
eine Darstellung eines Details eines exemplarischen Verfahrens zur
Behandlung einer kernlosen Rolle.
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12A ist
eine Darstellung eines Teiles einer exemplarischen kernlosen Rolle,
die das axiale Eindrücken
veranschaulicht.
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12B ist
eine Darstellung eines Teiles einer exemplarischen kernlosen Rolle,
die das axiale Eindrücken
veranschaulicht.
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13 ist
eine Darstellung eines Teiles einer nicht eingedrückten kernlosen
Rolle.
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Unter Verweis auf die Abbildungen,
in denen gleiche Referenzzahlen entsprechenden Aufbauten in den
Ansichten zugewiesen sind, stellt 1 eine herkömmliche
kernlose Rolle 10 dar, die eine Rolle einer saugfähigen Papierpierprodukt-Bahn 12 ist.
Die kernlose Rolle 10 ist über eine Aufwickelrolle symmetrisch
und weist ein Paar einander gegenüberliegender flacher Außenschichtseitenflächen 14 auf,
die dadurch definiert sind, dass sie im Wesentlichen flach und ungebrochen
sind. Wie beim Betrachten von 1 vorstellbar
ist, ist es schwierig, die Aufwickelachse 16 zu lokalisieren,
woraus sich die Schwierigkeiten ergeben, eine kernlose Rolle an
einer drehbaren Ausgabevorrichtung, wie zum Beispiel der in 3 beschriebenen Ausgabevorrichtung,
anzubringen.
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Die 2A–2D veranschaulichen ein Verfahren
gemäß einer
Anordnung zur Behandlung einer derartigen kernlosen Rolle 10 aus
einem Material, das ein Saugpapierprodukt 12 sein kann,
um es für
einen Benutzer leichter zu machen eine Aufwickelachse 16 der
kernlosen Rolle 10 in Bezug auf eine Ausgabevorrichtung;
wie zum Beispiel die Ausgabevorrichtung 32, die in 3 beschrieben wird, zu zentrieren.
Bezugnehmend auf die 2A–2D wird ein Verfahren durchgeführt, bei
dem zuerst ausgewählte
Teile der zwei einander gegenüberliegenden
Außenschichtseitenflächen 20, 22 der
kernlosen Rolle 10 befeuchtet werden. In einer Anordnung
wird dies durch Vorschub zweier Düsen 18 jeweils gegen die
Seitenflächen 22 ausgeführt, um
den zentralen Bereich der Flächen 20, 22 zu
befeuchten.
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Die beiden Düsen 18 werden dann
eingefahren, wie diagrammatisch in 2A angegeben.
Alternativ könnte
das in 2A veranschaulichte
Befeuchten auf andere Weise durchgeführt werden, wie zum Beispiel
durch Benutzung des Eindrückwerkzeugs
selbst zur Befeuchtung. Das Eindrückwerkzeug könnte einen
darin abgegrenzten Flüssigkeitsdurchlauf
aufweisen oder einen Stauraum zum Halten der Befeuchtungsflüssigkeit.
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Wie in 2B gezeigt,
wird anschließend ein
Paar zylindrischer Werkzeuge 24, 26 gegen den befeuchteten
zentralen Teil der Seitenflächen 20, 22 der
kernlosen Rolle 10 vorgeschoben. Diese Werkzeuge 24, 26 können einen
Durchmesser aufweisen der im Wesentlichen im Bereich 0,08 cm bis
2,54 cm liegt. Vorzugsweise haben diese Werkzeuge 24, 26 einen
Durchmesser von circa 1 cm. Die Werkzeuge 24, 26 können über ihre
jeweiligen Achsen gedreht werden während sie in die befeuchteten
Seiten 20 und 22 der kernlosen Rolle 10 vorgeschoben
werden, wie es in 2C zu
sehen ist. Bei einigen Anordnungen ist im Allgemeinen berücksichtigt;
dass durch ein Befeuchten des Bereichs, der eingebuchtet werden
soll, wesentlich weniger Kraft erforderlich ist, um die Einbuchtung
zu erzeugen. Gleichzeitig kann das Befeuchten das Erreichen einer
gleichmäßigeren und
geformteren Beschaffenheit beim Bilden der Vertiefung oder beim
Bilden des Aufnahmelochs ermöglichen.
In einigen Anordnungen kann die Einbuchtung durch die Kombination
eines Dreh- und Stanzvorgangs erzeugt werden. In einigen Fällen wurde befunden,
dass ein kolbenartiger Stanzvorgang, ohne die Drehbewegung und/oder
ohne Befeuchtung die Ränder
des Loches oder der Vertiefung beschädigt und die Wahrscheinlichkeit,
das Erreichen einer gleichmäßig geformten
Erscheinung zu ermöglichen, mindert.
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Nach dem in 2C veranschaulichten Schritt werden die
Werkzeuge 24, 26 zurückgezogen und hinterlassen
die fertige verbesserte kernlose Rolle 28 eines Produktes,
veranschaulicht in den 2D und 3. Wie in 3 gezeigt, hat die kernlose Rolle 28 eine
klar definierte Vertiefung 30, gebildet jeweils in ihren
Seitenflächen 20 und 22.
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Die vorliegende Erfindung schließt Ausführungsbeispiele
ein, bei denen die Tiefe und die Ausdehnung der Vertiefung oder
des Aufnahmelochs die zuvor erwogenen Bereiche überschreiten. Derartige Ausführungsbeispiele
sind anwendbar, um eine kernlose Rolle bereitzustellen, die selbsttragend
ist, wenn sie in einer drehbaren Ausgabevorrichtung angebracht wird,
die weniger zum Gegenstand von Diebstahl werden kann, die stabiler
ist und eine robustere und zuverlässigere Ausgabe bietet.
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Dieses kann durch ein Verfahren zur
Behandlung einer kernlosen Rolle eines Produkts zur Erzeugung eines
Aufnahmelochs in wenigstens einem Ende, sodass die Rolle, wenn sie
in einer drehbaren Ausgabevorrichtung angebracht wird, selbsttragend
ist, erreicht werden. Bezugnehmend auf 4 wird eine Querschnittsansicht einer
kernlosen Rolle mit einem Aufnahmeloch 100 gezeigt. Das
Aufnahmeloch 100 hat eine Breite „W" und eine Tiefe „D". Gemäß dem Ausführungsbeispiel sollte die Tiefe „D" des Aufnahmelochs 100 wenigstens
so groß sein wie
die Breite „W" des Aufnahmelochs 100.
Vorzugsweise ist die Tiefe „D" größer als
die Breite des Aufnahmelochs. Wie in 4 zu
sehen ist, sollte dieses Verhältnis
eine im Allgemeinen parallele, achsenorientierte Fläche an den
Seiten 102 des Aufnahmelochs 100 etablieren. Um eine stabile,
robuste und zuverlässige
Abgabe bereitzustellen und auch, um die kernlose Rolle weniger anfällig für Diebstahl
zu machen, ist es erwünscht,
dass die Aufnahmelöcher einen
kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser in einem Bereich von
circa 0,64 cm bis circa 4,5 cm und eine Tiefe die wenigstens der
Breite entspricht, haben. Vorzugsweise entspricht die Tiefe der ein-
bis zweifachen Breite. Es sei erwähnt, dass Tiefen, die größer als
2-mal die Breite sind, verwendet werden können.
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Das Verfahren umfasst die Schritte:
(a) Bereitstellen einer Rolle eines Produktes, das über seinen
gesamten Durchmesser um eine Aufwickelachse zu einem Zylinder mit
einem ersten und einem zweiten flachen Ende aufgewickelt wird, (b)
Anstellen der Vorderseite eines Eindrückwerkzeugs im Wesentlichen
am Mittelpunkt der Aufwickelachse der Rolle an wenigstens einem
Ende, (c) Drücken
der Vorderseite des Eindrückwerkzeugs
in das Ende der Rolle zum Erzeugen einer Kraft im Wesentlichen entlang
der Aufwickelachse, die groß genug
ist, um einen Teil der kernlosen Rolle im Wesentlichen dauerhaft
einzudrücken,
wobei ein nicht eingedrückter
Teil der Rolle übrig
bleibt, der eine Tiefe und im Allgemeinen zur Rolle senkrechte Seiten
hat, wobei die Seiten durch eine Strecke beabstandet sind, die kleiner
als die Tiefe des Loches ist; und (d) Entfernen des Eindrückwerkzeugs
von dem Aufnahmeloch, ohne die Seiten des Aufnahmelochs im Wesentlichen
zu deformieren.
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Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass
die Rolle eines Produkts, insbesondere eine Rolle eines Saugpapierprodukts,
einen hohen Dichtegrad hat. Vorzugsweise ist die Dichte oder die
Festigkeit der Rolle größer als
bei Rollen ähnlicher
Produkte, die um einen herkömmlichen
Kern herum aufgewickelt werden. Die Dichte der Rolle kann durch
herkömmliche
Techniken bestimmt werden. Die Festigkeit der Rolle kann durch Verwendung
eines Festigkeitsprüfers, wie
zum Beispiel eines Kershaw Rollenfestigkeitsprüfers, Modell 4Z289B (1), erhältlich bei Kershaw
Instrumentation, Inc., Swedesboro, New Jersey, bestimmt werden.
Das Instrument kann mit einer Standard-Spindel RDSA-1,40 ausgerüstet werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es wichtig,
dass das Eindrückwerkzeug
im Wesentlichen am Mittelpunkt der Rolle angestellt wird und die Mitte
der Rolle mit einer Kraft eindrückt,
die im Wesentlichen entlang der Aufwickelachse der Rolle ausgerichtet
ist. Vorzugsweise ist die Kraft groß genug, um einen axialen Druck
auf die Mitte der Rolle, wie in 5 gezeigt,
zu erzeugen. In 5 wird
eine kernlose Rolle mit einem in die Rolle eingeführten Werkzeug 200 gezeigt.
Ein in der Mitte gelegener Teil 104 auf der Aufwickelachse 106 wird
axial eingedrückt.
Im Allgemeinen können
zufriedenstellende Grade axialen Druckes bei bestimmten Sorten-
kernloser Rollen erreicht werden, wie zum Beispiel Papiertuchrollen,
wobei der Bearbeitungsschritt Drücken
den mittleren Teil, basierend auf der Breite der Rolle, um wenigstens
5 Prozent eindrückt.
Erwünschte
Grade axialen Druckes können
erreicht werden, wenn der Bearbeitungsschritt Drücken einen mittleren Teil der
Rolle, basierend auf der Breite der Rolle, um wenigstens 10 Prozent
eindrückt.
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Wenn die Druckkräfte nicht beinahe gänzlich axial
sind, wird der mittlere Kern durch Durchbiegen zu einer Seite, wie
in 6 gezeigt, ausfallen.
In 6 wird eine kernlose
Rolle mit einem in die Rolle eingeführten Werkzeug gezeigt. Ein
mittlerer Teil 108 wird bei der Krümmung zu einer Seite gezeigt.
Dieser Fehler kann als radiale Krümmung bezeichnet werden. Ein
derartiger Fehler deformiert nicht nur die Einbuchtung, er kann
auch eine außermittige
Einbuchtung erzeugen und kann sogar die ganze Rolle deformieren.
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Das Verfahren des bevorzugten Ausführungsbeispiels
kann an einen Hochgeschwindigkeits-Produktionsprozess angepasst werden.
Die Rolle eines Produkts kann entlang eines Förderers oder Bandes bewegt
werden. Die kernlose Rolle kann während der Behandlungsschritte
des Anstellens, des Drückens
und des Entfernens im Wesentlichen in kontinuierlicher Bewegung
sein.
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In dem Ausführungsbeispiel ist das Eindrückwerkzeug
als Teil eines sich drehenden Elements radial über und/oder unter der Rolle
angebracht, wenn die Rolle die Behandlungsstation durchläuft.
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Bezugnehmend auf 7 wird ein Fördersystem 110 gezeigt,
das die Rolle in eine Richtung trägt, die die damit verbundenen
Pfeile angeben.
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Ein erstes Werkzeug 200 ist
Teil eines sich drehenden Elementes 202, und ein zweites
Werkzeug 200' ist
Teil eines zweiten sich drehenden Elementes 202'. Jedes Element
und Werkzeug ist im Wesentlichen an der Mitte der Aufwickelachse 106 der
kernlosen Rolle 10 angeordnet und wird in die flachen Flächen 112 und 112' der Rolle gedrückt, wenn jedes
Element jeweils in die Richtung, die die damit verbundenen Pfeile
angeben, rotiert. Die Rotation der Elemente 202, 202' ist so eingestellt,
dass die Werkzeuge 200, 200' die Mitte der Aufwickelachse 106 der
kernlosen Rolle 10 verfolgen, während diese entlang des Fördersystems
getragen wird.
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Bei einer derartigen Anordnung ist
es erwünscht,
dass die Vorderseite des Eindrückwerkzeugs
einen Krümmungsradius
aufweist. Wenn die Vorderseite des Werkzeugs 200 flach
oder konisch wäre,
würde das
Werkzeug einen Berührungspunkt haben,
der nicht parallel zu den flachen Flächen 112 und 112' der Rolle wäre. Dieses
wird in 8 veranschaulicht,
die ein Werkzeug mit einer flachen Vorderseite 300 beim
Drehen (in die Richtung, die die damit verbundenen Pfeile angeben)
in die flache Fläche 112 einer
kernlosen Rolle hinein zeigt. Der mit einem „f" gekennzeichnete-Pfeil, der sich von
der flachen Fläche
erstreckt, ist vorgesehen, um im Allgemeinen die Richtung der durch
die Vorderseite des Werkzeugs ausgeübten Kraft anzugeben. Es ist
zu beachten, dass die Kraft nicht immer senkrecht zu der Fläche der
Rolle ist. Aus diesem Zustand ergibt sich der Fehler, der als radiale
Krümmung
bezeichnet wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 9 zu
sehen, die ein Werkzeug 302 mit einer radialen Oberfläche beim Drehen
in die flache Fläche 112 einer
kernlosen Rolle hinein zeigt. Der mit einem „f" gekennzeichnete Pfeil, der sich von
der flachen Oberfläche
erstreckt, soll im Allgemeinen die Richtung der durch die Vorderseite des
Werkzeugs ausgeübten
Kraft angeben. Es ist zu beachten, dass die Kraft immer als im Allgemeinen senkrecht
zu der Fläche
der Rolle dargestellt wird. Aus diesem Zustand ergibt sich allgemein
die Herstellung des erwünschten
axialen Druckes auf die Mitte der Rolle und ein Vermeiden des als
radiale Krümmung
beschriebenen Fehlers.
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In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung kann das Profil des Eindrückwerkzeugs hinter dem Kontaktkopf
oder der Vorderseite eingerichtet sein, um den Kontakt mit den Seiten
des Aufnahmelochs zu vermeiden. Zum Beispiel kann die Vorderseite
des Eindrückwerkzeugs
im Querschnitt oder in der Breite größer sein als der Teil des Werkzeugs
(z. B. Schaft oder Welle) hinter der Vorderseite. Dies ist allgemein
in den 10 und 11 veranschaulicht. 10 zeigt ein Werkzeug 400 mit
einer radialen Vorderseite 402 und einem geraden Schaft 404 oder
einer geraden Welle 404 beim Kontakt mit der flachen Fläche 112 der
Rolle 10, wobei das Werkzeug 400 sich in die Richtung
der damit verbundenen Pfeile dreht. Wie in 10 zu sehen ist, ist eine Kante des Schaftes
genau über
der Fläche 402 in Kontakt
mit der Rolle. Dieses wird mit größerer Wahrscheinlichkeit der
Fall sein, wenn die Tiefe des Loches gleich oder größer als
die Breite, wie in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmt, ist.
Ein Kontakt des Randes des Schaftes 404 mit der flachen
Fläche
der Rolle deformiert normalerweise die Seite des Aufnahmelochs,
sodass es schwierig sein kann, die Rolle in einer drehbaren Ausgabevorrichtung
anzubringen, und/oder erzeugt eine Krümmung oder Deformation der
Rolle.
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11 ist
eine Darstellung einer exemplarischen Gestaltung des Werkzeugs,
die dieses Problem verhindert. Ein Werkzeug 410 mit einer
radialen Vorderseite 412 und einem schmalen Schaft 414 oder
einer schmalen Welle 414 berührt die flache Fläche der
Rolle 10 während
sich das Werkzeug 410 in die Richtung der damit verbundenen
Pfeile dreht: Wie in 11 zu
sehen ist, vermeidet die Kante der Welle 414 genau über der
Fläche 412 Kontakt
mit der Rolle. Diese Anordnung erlaubt ein zufriedenstellendes Formen
eines Aufnahmeloches, wobei die Tiefe des Loches gleich oder größer als
die Breite, wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel spezifiziert,
ist.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
der Bearbeitungsschritt Drücken
ausreichend axialen Druck erzeugen, um Wellen, im Allgemeinen um
die Aufwickelachse der Rolle, über
wenigstens einem Teil des im Wesentlichen dauerhaft eingedrückten Teiles
der Rolle zu erzeugen. Dies wird in 12A dargestellt,
die einen Kern 500 einer im Wesentlichen aufgebrauchten
Rolle zeigt, der die Folgen eines axialen Druckes in Form von Wellen 502 im
Allgemeinen über
dem ganzen eingedrückten Teil
der Rolle veranschaulicht. Wenn die Rolle aufgebraucht ist, tendieren
die Wellen 502 dazu, den Kern zu entlasten oder sich leicht
in die Richtung der damit verbundenen Pfeile auszudehnen. Dieses
Phänomen
hilft, die im Wesentlichen aufgebrauchte Rolle am Herausspringen
aus der Ausgabevorrichtung zu hindern. Wenn die Ausgabevorrichtung
von einem Typ ist, bei dem Raststifte mit Sprungfedern versehen
sind, hilft der axiale Druck, ein Knicken oder Krümmen des
im Wesentlichen aufgebrauchten Kerns, der die Rolle für eine weitere
Ausgabe unbrauchbar machen würde,
zu verhindern. 12B ist
eine Darstellung, die einen Kern 500 einer im Wesentlichen
aufgebrauchten Rolle sowie die Folgen des axialen Druckes in der
Form von Wellen 502 über im
Allgemeinen lediglich kleine Abschnitte des eingedrückten Teiles
der Rolle zeigt. Im Allgemeinen werden die Vorteile eines axialen
Druckes noch immer vorhanden sein, sogar wenn die Wellen lediglich über einen
kleinen Abschnitt des eingedrückten
Teiles der Rolle vorhanden sind.
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13 ist
eine Darstellung eines Kernes 600 einer im Wesentlichen
aufgebrauchten Rolle, bei der jeder axiale Druck, der in Wellenform
auf dem eingedrückten
Teil der Rolle erscheinen kann, fehlt. Wenn die Rolle aufgebraucht
ist, kann der nicht unter Druck stehende Kern sich biegen oder krümmen, wenn
er in einer drehbaren Ausgabevorrichtung mit mit Sprungfedern versehenen
Raststiften Druck ausgesetzt wird.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel
umfasst eine kernlose Rolle eines Produkts, das in einer drehbaren
Ausgabevorrichtung selbstragend ist. Die Rolle enthält eine
aufgerollte Bahn eines Produktes das über seinen gesamten Durchmesser
um eine Aufwickelachse zu einem Zylinder mit einem ersten und zweiten
flachen Ende aufgewickelt wird. Wenigstens ein flaches Ende definiert
ein Aufnahmeloch im Wesentlichen im Mittelpunkt der Aufwickelachse
der kernlosen Rolle. Das Aufnahmeloch hat eine Tiefe und im Allgemeinen
Seiten senkrecht zu dem Ende der Rolle, wie in 4 gezeigt. Die Seiten sind durch eine
Strecke beabstandet, die kleiner ist als die Tiefe des Loches, sodass
die Rolle geeignet ist; um einen Einraststift von einer drehbaren
Ausgabevorrichtung aufzunehmen.
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Die Tiefe des Aufnahmelochs kann
wenigstens ungefähr
5 Prozent der Breite der kernlosen Rolle sein. Zum Beispiel kann
die Tiefe des Aufnahmelochs ungefähr 10 Prozent der Breite der
kernlosen Rolle sein. Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass die Tiefe des Aufnahmelochs
ungefähr
der ein- bis zweifachen Breite des Loches entspricht. Vorzugsweise definiert
jedes flache Ende der kernlosen Rolle ein Aufnahmeloch im Wesentlichen
im Mittelpunkt der Aufwickelachse der Rolle und wenigstens eines,
vorzugsweise jedes Aufnahmeloch, hat eine Tiefe und Seiten, die
im Allgemeinen senkrecht zu dem Ende der Rolle stehen, wobei die
Seiten durch eine Strecke beabstandet sind, die kleiner ist als
die Tiefe des Loches.
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Das Aufnahmeloch oder die Aufnahmelöcher haben
im Allgemeinen einen kreisrunden Querschnitt. Das Aufnahmeloch kann
auch einen polygonalen Querschnitt haben. Der Querschnitt kann dreieckig,
quadratisch, rhombisch, halbkreisförmig, X-förmig, Y-förmig oder T-förmig oder
dergleichen sein. Es ist erwünscht,
dass das Aufnahmeloch eine Querschnittsbreite von wenigstens 1 cm
aufweist. Wenn das Aufnahmeloch einen kreisrunden Querschnitt hat,
ist es erwünscht,
dass der Durchmesser wenigstens 1 cm ist. Es ist zu beachten, dass
verschiedene Querschnitte und/oder verschiedene Durchmesser und/oder
verschiedene Tiefen für
Aufnahmelöcher
benutzt werden können.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann
die kernlose Rolle einen im Wesentlichen dauerhaft eingedrückten Teil
im Wesentlichen im Mittelpunkt der Aufwickelachse der Rolle enthalten
und einen nicht eingedrückten
Teil an einem, das Aufnahmeloch definierenden, Ende. Ein Abschnitt
oder ein Teil der Rolle kann des Weiteren Wellen, im Allgemeinen über der
Aufwickelachse der Rolle, enthalten, wie in den 12A und 12B gezeigt.
Die Wellen werden im Allgemeinen sichtbar, wenn die Rolle im Wesentlichen
aufgebraucht ist und im Wesentlichen der eingedrückte Teil zurückbleibt.
In einer Anordnung wird der im Wesentlichen dauerhaft eingedrückte Teil
der Rolle teilweise druckentlastet, während die Rolle im Wesentlichen
aufgebraucht ist, wie oben beschrieben. Zum Beispiel kann der eingedrückte Teil der
Rolle leicht zurückfedern
oder eine leichte elastische Rückverformung
zeigen und dennoch im Wesentlichen dauerhaft eingedrückt sein.
Das leichte Zurückfedern
oder die elastische Rückverformung kann
dienlich sein, um Kraft gegen einen Einraststift einer drehbaren
Ausgabevorrichtung des Typs, wie zum Beispiel in 3 gezeigt, auszuüben, um hilfreich zu sein,
die Rolle an ihrem Platz zu halten und ein Überdrehen zu verhindern.
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Bezugnehmend auf 3 enthält die Anordnung ein Verfahren
des Anbringens der verbesserten kernlosen Rolle 28 (die
eine Rolle eines Saugpapierprodukts sein kann) in einer Ausgabevorrichtung,
wie zum Beispiel eine in 3 gezeigte
Ausgabevorrichtung 32, die an einer Wand 34 angebracht
ist. Dies wird durch eine Zentrierung der Vertiefungen 30,
die in den jeweiligen Seitenflächen
gebildet wurden, und ein anschließendes Ausrichten der kernlosen
Rolle in Bezug auf die Ausgabevorrichtung erreicht. In der Praxis
wird dies durch ein Verbinden der Vertiefungen 30 mit Dübeln oder
Einraststiften 36, 38 in der Ausgabevorrichtung 32 getan.
Die Dübel
oder Einraststifte können
mit Nadeln 40, 42 versehen sein, die sich von
ihren Enden erstrecken, um weiterhin eine Rückhaltung der Rolle 28 in
der Ausgabevorrichtung 32 während des Betriebs zu unterstützen. Ein
Rückzugsmechanismus 44 kann
bereitgestellt werden, um den zweiten Dübel 38 zum Erleichtern
der Installation und/oder des Entfernens einer kernlosen Rolle 28 aus
der Ausgabevorrichtung 32 zurückzuziehen.
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Es versteht sich jedoch, dass selbst
wenn zahlreiche Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
zusammen mit Einzelheiten des Aufbaus und der Wirkungsweise der
Erfindung in der vorhergehenden Beschreibung dargelegt wurden, die
Offenlegung nur veranschaulichend ist und Veränderungen in den Einzelheiten
vorgenommen werden können,
insbesondere in Bezug auf die Form, die Größe und die Anordnung von Teilen
innerhalb der Prinzipien der Erfindung, die im vollen Umfang durch die
umfassende allgemeine Bedeutung der Begriffe, die in den beigefügten Ansprüchen Verwendung
finden, angegeben werden.