종이 웨브를 릴링하기 위한 릴 축 및 릴-업

종이 웨브를 릴링하기 위한 릴 축 및 릴-업{REEL SHAFT AND REEL-UP FOR REELING A PAPER WEB}

현대의 제지 기계에서 릴-업의 종이의 연속적 릴링 동안, 강도와 관련해서 매우 엄중한 요구가 점보 롤을 형성하기 위하여 종이 웨브가 권취되는 릴 스풀에 요구된다. 현대의 제지 기계는 분당 수천미터의 웨브 속력으로 종이를 생산하며, 이런 기계에서 종이 웨브의 폭은 통상 2.5-8미터의 범위이다. 따라서, 릴 스풀은 종이 롤의 하중과 웨브 속력에 의해 요구되는 회전 속력을 견디도록 튼튼하게 설계되어야만 한다. 제지 기계의 릴-업에서 릴 스풀에 주어지는 요구들은 종이 롤의 추후 공정, 즉 리와인더(rewinder) 및 슬리터-와인더(slitter-winder), 동안 기계에서 발생하는 릴 스풀에 주어지는 요구들과는 완전히 다르다.

강도에 대한 필수적인 요구들을 만족하기 위하여, 종래 형태의 릴 스풀은 중공 스틸 릴 스풀(hollow steel reel spool)을 포함한다. 그것의 단부에서, 스틸 릴 스풀은 릴-업에서 회전가능한 스틸 릴 스풀을 지지하도록 통상적으로 돌출 축 저널(journal)을 구비한다. 릴 축의 일반적인 형태에서, 종이 코어는 잠금 장치에 의해 스틸 릴 스풀의 덮개 표면(envelope surface)에 분리 가능하게 부착된다. 그리하여, 스틸 릴 스풀은 종이 코어용 지지 축으로 작동되고, 그리고 종이 웨브가 릴 스풀에 권취되면 잠금 장치는 종이 코어로부터 풀려서, 스틸 릴 스풀은 추출 장치의 도움으로 종이 코어로부터 추출된다. 노출된 스틸 릴 스풀에는 새 종이 코어가 거기서 제공되고 그리고 릴-업에 의해 위치되며 추후 릴링 시퀀스(sequence)에서 사용되는 종이 코어가 제공되는 스틸 릴 스풀로 이루어진 스톡에 되돌려진다. 따라서, 종이 코어는 권취된 종이 롤의 코어를 형성하고 그리하여 추후 공정 과정에 권취된 종이와 동반한다. 적당한 때에 종이코어가 이를 테면 종이 롤의 리와인딩(rewinding) 동안과 같은 공정 과정동안 종이로부터 풀리때, 노출된 스틸 릴 스풀은 종이 코어에 삽입되고 그 후 릴-업동안 종이 코어가 제공되는 스틸 릴 스풀의 스톡에 위치된다.

종이 코어 대신에 화이버 강화(fibre-reinforced) 플라스틱의 복합체 코어로 스틸 릴 스풀을 덮는 것이 알려져 있다. 종이 코어는 약 3 릴링 사이클후에(세번 스틸 릴 스풀에 장착되고 그리고 벗겨지는 것) 버려지는데 반하여, 플라스틱 복합체 코어는 거의 무제한의 서비스 수명을 갖는다.

릴 스풀의 또 다른 타입은 상술된 스핀들(spindle)과 같은, 스틸 릴 스풀로 이루어지고 릴-업에서 회전가능 하도록 단부에 돌출된 축 저널을 구비한 것으로 미국 특허 US 3,743,199호에 기술되어 있다. 그러나 상술된 릴 스풀과는 다르게, 종이는 이 경우 스틸 릴 스풀의 덮개 표면에 직접 권취된다. 추가로, 적어도 하나의 축 저널은 동일물을 통해 축상으로 주행하며 게다가 스틸 릴 스풀의 내부 중공과 소통되는 채널을 보여주며 그리고 스틸 릴 스풀의 덮개 표면은 동일물을 통해 관통하며 또 스틸 릴 스풀의 내부 중공과 소통되는 다수의 고르게 분포된 홀을 보여준다. 종이 웨브가 릴링의 초기 단계에서 빈 스틸 릴 스풀 주위로 감겨질 때, 진공 펌프는 관통-주행 채널(through-running channel)을 보이는(exhibiting) 축 저널에 연결되거나, 또는 만약 스틸 릴 스풀 내부의 부압(negative pressure)을 발생시키기 위하여 양쪽 축 채널이 관통-주행 축 채널을 나타낸다면 양쪽 축 채널에 연결된다. 부압은 스틸 릴 스풀의 덮개 표면의 홀을 통해서 공기 흐름을 발생시키는데, 그 공기 흐름은 종이 웨브의 주위의 공기의 막을 교란시켜서 종이 웨브가 좀더 쉽게 스틸 릴 스풀에 접근되어 종이 웨브의 감김(wrapping)을 스틸 릴 스풀에서 촉진시키도록 한다. 이 경우, 그러나 스틸 릴 스풀이 종이 롤로부터 일반적으로 회수 되는 것이 어렵기 때문에 스틸 릴 스풀은 추후의 처리 공정에 권취된 종이와 동반되어야만 한다. 공정 중에 종이가 스틸 릴 스풀로부터 풀릴 때, 동일물이 추후 릴 시퀀스에서 사용되는 릴-업에서 릴 스풀의 스톡에 귀환된다.

그러나, 스틸 릴 스풀을 포함하는 릴 스풀을 사용하는 것은 많은 문제들을 수반한다. 상술된 바와 같이, 릴 스풀은 미리 예정된 강도 기준을 만족시키도록 설계되어야하며, 그리고 강도 기준 때문에 스틸 릴 스풀은 큰 직경 및 실질적인 재료 두께로 형성되어야만 한다.

결론적으로, 종래의 릴 스풀은 상당한 중량 및 회전축에 대하여 큰 관성 모멘트를 갖는다. 이것은 종래 릴 스풀의 균형 조절을 매우 어렵게 하며 그리고 릴링 동안 일반 회전 속력을 달성하기 위한 자체-발진(self-oscillation)과 관련하여 임계가 되는 적어도 하나의 회전 속력을 릴 스풀이 초과하여야만 한다는 것은 거의 필연적이다. 이것은 릴-업 및 릴 스풀 모두에 매우 상당한 기계적 스트레스를 부여한다. 더욱이, 상기 자체-발진에 상관없이 종래 릴 스풀의 큰 중량과 관성 모멘트는 릴 스풀을 지지, 제어, 가속 및 감속시키도록 강하게 설계될 것을 릴-업에 요구한다. 릴 스풀의 하중이 선형 하중을 매우 능가할 때, 종래 릴 스풀의 큰 중량은 종이 웨브의 선형 하중을, 특히 릴 링의 초기 상태에서, 조절하는 것을 또한 어렵게 만든다. 또 다른 문제는 완성된 종이 롤(finished paper roll)이 종이 롤의 중심의 여전히 위치된 릴 스풀과 함께 평평한 표면에 위치되는 이런 경우에 가끔씩 발생한다. 이런 경우에, 종이 롤은 릴 스풀의 하중아래서 변형될 수 있다. 이것은 특히 부드러운 크레이프 종이(crepe paper)의 제조에서 특히 문제인데, 고가의 추가적인 장비가 종이 롤이 압력에 의해 손상되지 않도록 릴 스풀의 중량을 감소시키는 것이 필요하다. 이외에 현재의 경향의 주된 목표는, 특히 부드러운 크레이프 종이의 제조에 있어서, 더 높은 웨브의 속력인데, 강도와 관련된 요구를 충족시키기는 것은 스틸 릴 스풀이 더 큰 직경을 갖게 하며 더 큰 강도와 중량을 갖게하고 이것은 상술된 문제를 두드러지게 한다.

또 따른 문제는 상술된 형태의 릴 스풀을 사용할 때 발생하는 데, 이것은 릴링 동안 스틸 릴 스풀과 스틸 릴 스풀을 덮는 종이 또는 플라스틱 복합체 코어사이에서 간격이 커지는 것이다. 이런 간격이 커질 때, 균형조절 실패가 발생하며, 이것은 선형 하중을 조절하는 것을 어렵게 만든다. 이것은 특히 종이 코어를 사용할 때 문제인데 종이 코어와 스틸 릴 스풀사이의 좋은 적합성을 보장하는 간격의 여유내에서 제조되는 것을 어렵게 될 수 있다. 더욱이 종이 코어는 형상에서 특히 안정적이지 못한데, 이것은 그것들이 처리 공정동안 그것들의 원래 형상을 잃을 수 있다는 것을 의미한다.

또 다른 문제는 미국 특허 US 3,743,199호에 설명된 릴 스풀에서 일어난다. 스틸 릴 스풀에서의 축 저널 및 그 것들의 결합은 스틸 릴 스풀의 무게 때문에 강하도록 설계되어야만 한다. 이런 형태의 릴 스풀에서, 공기가 스틸 릴 스풀의 내부 중공으로부터 배출되는 축 저널의 채널의 단면 영역은 스틸 릴 스풀의 내부 중공을형성하는 채널의 단면 영역에 비해 더 작아야한다. 축 저널의 채널의 제한된 단면 영역이 공기의 흐름에 장애가 됨으로 초기 감김(wrapping)동안 스틸 릴 스풀내부의 바람직한 부압을 달성하는 데 어려울 수 있다.

본 발명은 제지 기계의 릴-업(reel-up)에서 종이 웨브를 릴링하기(reeling) 위한 릴 축에 관한 것으로, 릴-업이 제지 기계의 길이 방향으로 이동가능하며 한 쌍의 대향 결합 부재를 지지하는 적어도 하나의 유닛을 포함하며, 각 부재는 결합부를 포함하며, 결합부는 릴링동안 릴 축을 회전가능하게 이동시키고 및 분리 가능하게 결합시키기 위해 배치된다.

본 발명은 또한 제지 기계의 릴-업에 관한 것으로, 종이 롤을 형성하기 위해 릴-업의 릴 축에 권취되는 밀착된 웨브에서 종이는 연속적으로 제조되며, 릴 축은 릴 코어(reel core)를 구성하며, 상기 릴-업은

- 빈 릴 축(empty reel shaft)들의 하나의 스톡(stock)

- 상기 빈 릴 축을 상기 스톡으로부터 릴링 시스템(reeling system)으로 순차적으로 이동시키기 위해 배치된 전진 시스템(advancement system) 및

- 상기 기계의 길이 방향으로 이동가능하며 한쌍의 대향 결합 부재를 지지하는 적어도 하나의 유닛을 포함하며, 상기 결합부는 릴링동안 릴 축을 회전가능하게 이동시키고 그리고 분리 가능하게 결합시키기 위하여 배치된 상기 릴링 시스템을 포함한다.

도1은 본 발명에 따른 릴 축의 일 실시예를 나타낸다.

도2는 릴 축이 강화부재를 포함하는 본 발명에 따른 릴 축의 제2 실시예를 나타낸다.

도3은 릴 축이 그것을 관통하는 홀을 보여주는 본 발명에 따른 릴 축의 제3 실시예를 나타낸다.

도4는 릴 축이 바 그루브(bar groove) 또는 스플라인(spline)을 포함하는 본발명에 따른 릴 축의 제4 실시예를 나타낸다.

도5는 릴 축이 두 개의 슬리브를 포함하는 본 발명에 따른 릴 축의 제5 실시예를 나타낸다.

도6은 결합 부재와 결합된 도5의 릴 축을 도시한다.

도7 내지 도9는 본 발명에 따른 릴 축에 종이를 릴링하기 위한 릴-업을 3개의 직교 관점에서 개략적으로 도시한다.

본 발명의 주목적은 종래의 릴 축의 큰 중량 및 관성 모멘트와 관련된 문제를 실질적으로 감소시키는 종이 웨브를 릴링하기 위한 릴 축을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 해체-결합 종이(loose-fitting paper) 또는 플라스틱 복합체 코어와 관련된 상술된 문제들을 거의 제거하는 릴 축을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 릴 축의 큰 중량 및 관성 모멘트 때문에 부압에 의해 조성되는 초기 감김동안 발생하는 문제들을 적어도 실질적으로 감소시키는 릴 축을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 릴 축 및 릴-업은 릴 축이 지지 축에 자유롭고 그리고 화이버-강화 플라스틱으로 이루어진 자체지지 관 슬리브를 포함하며, 슬리브는 종이 웨브의 초기 감김이 이루어지는 덮개 표면을 구비하고, 또한 상기 슬리브의 축 채널을 한정하고 릴 축의 단부에서 축상의 개구부에서 종료되는 내부 면을 갖는다.

릴 축이 지지축을 가지고 있지 않다는 설명은 슬리브 라디얼 지지를 축상으로 제공하기 위하여 그것을 통해서 주행하는 축을 가지지 않는다는 것을 여기서 나타낸다. 따라서, 슬리브는 자체-지지하는데, 즉 그 자체로서 기계릴을 릴링하기 위하여 필요한 강도를 특징으로 하며, 이것은 슬리브가 릴 축으로 알려진 스틸 릴 스풀에 의해 특징된 강도와 동등한 강도를 특징으로 하는것을 의미한다. 플라스틱 물질이 충전된 화이버 물질로 제조된 릴 축 덕분에, 릴 축은 종래의 릴 축보다 상당히 더 가벼워졌다. 종래의 릴 축의 큰 중량 및 관성 모멘트와 관련된 상술된 문제들은 그것에 의하여 상당히 감소된다.

더욱이, 관형 롤과 종이 또는 플라스틱 복합체 코어 사이의 간격과 관련된 상술된 문제는 릴 축이 축상 지지 축을 필요로 하지 않기 때문에 감소된다.

릴 축의 일 실시예에 따라서, 슬리브는 그것의 덮개 표면을 통해 통과시키는 다수의 홀을 나타낸다. 슬리브의 채널과 소통되며 그리고 릴 축의 적어도 일부의 내부에서 부압을 발생시키기 위하여 진공 시스템에 릴 축이 연결될 수 있도록 된 축 관통-주행 채널을 구비한 상기 결합 부재의 설계에 의해, 부압의 도움에 의한 초기 감김을 위한 릴 축이 플라스틱 복합체 재료덕택에 중량이 가볍게 제공된다. 결론적으로 결합 부재의 채널의 단면적은 결합부재의 강도에 위험없이 크게 만들어 질 수 있다.

본 발명은 아래에서 도면을 참조로 하여 더 상세히 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 릴 축(1)의 제1 실시예를 도시한다. 릴 축(1)의 단부 중 단지 하나만이 도1에 도시되어 있다. 그러나, 릴 축(1)의 타 단부(미도시)는 다른 설명이 없는 한 도시된 단부인 제1 단부와 동일하다. 이러한 이유 때문에 다음의 설명은 단지 도시된 단부만을 언급한다. 이것은 또한 뒤의 도2-4에 적용된다. 여기서 가장 간단한 형태로 도시된 릴 축(1)은 릴 축(1)의 회전 축(3)에 대해 축상으로 대칭인 중공, 관 슬리브(2)를 포함한다. 슬리브(2)는 종이 웨브의 초기 감김이 릴-업에서의 릴링동안 수행되도록 의도된 덮개 표면(4), 그리고, 방사상의 방향에서, 슬리브(2)를 통해 축상으로 통하며 슬리브(2)의 각 단부에서 축상 개구(7)에서 끝나는 채널(6)을 한정하는 내부 면(5)을 갖는다. 슬리브(2)의 내부 면(5)은 슬리브(2)의 각 단부에 표면부(8)를 나타낸다. 릴링 시퀀스전에, 슬리브(2)의 축 개구부(7)는 릴-업의 두 대향 결합 부재(32,33)(도6참조)를 수용하기 위한 것이다. 릴링 시퀀스와 관련하여, 결합 부재(32,33)는 표면부(8)와 협력하기 위하여 그리고 잠금장치에 의해 탈착가능하게 결합을 형성하기 위하여 슬리브(2)의 채널(6)내로도입되도록 의도되었다. 종이가 릴 축(1)에 감겨지고 릴 축이 다 찰 때, 릴 축(1)의 양단부에서 결합 부재(32,33)는 슬리브(2)로부터 추출되도록 배치된다. 슬리브(2) 및 슬리브(2)에 감긴 종이는 그리하여 완성된 종이 롤을 형성하고 그리고 슬리브(20는 종이 롤과 추후 처리 공정에 동반된다.

슬리브(2)는 자체-지지하는 데, 즉 스핀들 또는 축 지지 요소가 릴링 동안 동일물을 지지하기 위하여 슬리브(2)내로 도입될 필요가 없는 것이다. 따라서, 슬리브(2)는 그 자체로 릴 축에 요구되는 강도 기준을 만족시켜야만 한다. 본 발명에 따라서, 슬리브(2)는 주로 화이버-강화 플라스틱으로 이루어지며, 즉 적당한 플라스틱 재료에 화이버 물질이 함유된 것이다. 바람직하게는, 화이버-강화 플라스틱의 화이버는 아버(arbor)에 감겨진 탄소, 아라미드(aramid), 또는 유리 화이버로 이루어지며, 그리고 플라스틱은 슬리브(2)의 제작동안 아버에 감긴 화이버를 내재시켜 경화된 열경화성 플라스틱으로 이루어져 있다. 그것의 제작동안, 슬리브(2)의 강도 특성, 즉 슬리브(2)의 탄성률은 화이버의 두 개의 연속적인 권취 회전들(turns)이 개별적으로 다른 각도에서 권취되는 것으로 인하여 조절될 수 있다. 슬리브(2)의 플라스틱 복합체 조성은 릴 축(1)이 스틸 릴 스풀을 포함하는 종래의 릴 축과 동등한 강도를 나타낸다는 것을 의미한다. 그러나 릴 축(1)은 더 많이 가벼워진다. 설명을 위하여, 본 발명에 따른 강도 기준을 만족하는 5.5m 길이의 릴 축이 800kg보다 작은 하중일 수 있고, 반면에 스틸 릴 스풀을 포함하는 상응하는 종래의 릴 축은 대략 3100kg의 하중이 된다는 것을 알아야 한다. 그리하여 상술된 종래의 릴 축의 큰 무게 및 관성 모멘트와 관련된 문제들이 본 발명에 따른 릴 축(1)에서 매우감소되는 것이 이해되어야만 한다. 릴 축(1)의 길이는 릴 축(1)이 사용되는 제지 기계의 기계 폭에 적절히 상응하며, 이 길이는 보통 2-8m의 범위에 있다. 슬리브(2)의 지름은 310-800mm의 범위에 있는 것이 바람직하며, 그리고 슬리브(2)의 재료의 두께는 15-36mm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

도2는 본 발명에 따른 릴 축(9)의 제2 실시예를 도시하는데, 릴 축(9)은 탄소 화이버와 같은 비교적 약한 화이버 재료가 슬리브(2)에 사용될 때 특히 사용하기에 적합하다. 릴 축(9)은 상기 결합 부재(32,33)과 협력하도록 슬리브(2)의 각 단부에 하나씩 배치된 두 개의 강화 부재(10)를 포함한다. 각 강화 부재(10)는 슬리브와 동심인 회전 대칭, 관형, 금속 링의 형상을 갖는다. 금속 링(10)은 슬리브와 강한 조인트를 형성하기 위하여 슬리브(2)내로 침투되는 내부 부분(11) 및 슬리브(2)의 단부로부터 돌출된 외부 부분(12)을 또한 갖는다. 내부 부분(11)은 슬리브(2)의 표면 부분(8)과 접촉하며 슬리브와 강하게 결합하는 외부 표면(14)을 갖는다. 금속 링(10)은 금속 링(10)을 통해 축상으로 주행하는 채널(16)을 한정하는 내부 표면(15)을 가지며, 이 채널(16)은 슬리브(2)의 채널(6)과 소통된다. 이 경우에, 릴-업의 결합 부재(32,33)는 금속 링(10)의 내부 표면(15)과 협력하기 위하여 그리고 잠금 장치에 의해 분리 가능하게 결합을 형성하기 위하여 금속 링(10)의 채널(16)에 도입되어, 슬리브(2)는 마모와 헤짐으로부터 보호된다.

도3은 본 발명에 따른 릴 축(17)의 제3 실시예를 도시한다. 릴 축(17)은 슬리브(2)의 덮개 표면(4)이 그것을 통해 통과시키는 다수의 홀들(18)들을 나타내는 경우를 제외하고는 모든 면에서 도1의 릴 축(1)과 동일하다. 릴 축(17)주위에서 종이 웨브의 초기 감김과 관련하여, 부압이 도 6-9와 관련하여 더 상세히 후술될 방법으로 슬리브(2)로부터 빠져나가는 공기에 의해 릴 축(17)의 적어도 내에서 발생된다. 감김동안, 공기는 홀(18)을 통해 빠져나가고 종이 웨브는 흡입에 의해 슬리브(2)의 덮개 표면(4)에 밀착된다. 슬리브(2)의 적당한 무게 때문에, 홀(18)의 배치는 릴 축(17)이 균형을 잃지 않도록 고려되어야만 한다. 롤(18)이 릴 축(17)의 회전 방향에서 덮개 표면(4)을 가로질러 고르게 분포되는 것이 중요하다. 바람직한 배치로는, 홀(18)이 슬리브(2)의 길이 방향으로 열을 이루어 배치되는 것인데, 그리하여 슬리브(2)는 홀이 없는 덮개-표면부를 개재시켜 슬리브의 회전 방향에서 반복되는 홀을 나타낸다. 특히 효과적인 것으로 증명된 홀 배치는, 도면에 도시된 바와 같이, 홀들이 4개의 열(19)이 배치되는 것으로 도4에는 단지 3개의 열만이 도시되어 있다. 홀의 열들(19)은 슬리브의 전체 길이를 따라서 연장되고 그리고 릴 축(17)의 회전 축(3)에 실질적으로 평행하고, 그리고 슬리브(2)의 회전방향에서 홀의 열들(19)은 회전의 매 1/4마다 반복된다. 홀 배치의 다른 선택으로, 도5에 도시된 바와 같이, 홀들은 슬리브(2)의 전체 길이를 따라서 연장된 두 개의 열(3)로 홀들이 배치되며, 릴 축의 회전축(3)에 실질적으로 평행하며, 그리고 슬리브의 회전 방향에서 회전의 매 절반마다 반복된다. 도1에 도시된 슬리브와 공통으로, 슬리브의 내부 표면(5)은 상기 결합 부재와 협력하도록 각 단부에서 표면부(8)를 나타낸다.

도4는 본 발명에 따른 릴 축(20)의 제4 실시예를 도시한다. 릴 축(20)은 금속 링의 형태로 두 개의 강화 부재(21)를 포함하는 경우를 제외하고는 도3의 릴축(17)과 모든 면에서 동일하다. 금속 링(21)의 각각의 내부 표면(15)이 상기 결합 부재들과 협력하기 위하여 바 그루브 또는 스플라인(22)들을 나타내는 것을 제외하고는 금속 링(21)은 도2의 금속 링(10)과 모든 면에서 동일하다. 바람직하게는, 이 경우의 결합 부재는 외부 바 그루브 또는 스플라인에 상응하는 것을 나타낸다.

도5는 본 발명에 따른릴 축(23)의 제5 실시예를 도시한다. 이 경우, 릴 축(23)의 슬리브(2)는 회전 공통 축에 대해 축상으로 대칭인 두 개의 동일하며 중공이며 그리고 관형인 슬리브 부분들(24,25)을 포함하는데, 이것은 또한 릴 축(23)의 회전 축을 형성한다. 슬리브 부분(24,25)은 연결 장치(26)에 의해 서로 연결된다. 각 슬리브 부분(24,25)은 덮개 표면(4) 및 축 채널(6)을 한정하는 내부 표면(5)을 갖는다. 각 슬리브 부분(24,25)의 내부 표면(5)은 다른 슬리브 부분(25,24)에 면하는 단부에서 연결 장치(26)와 협력하는 표면 부(27)를 나타낸다. 연결 장치(26)는 회전 축(3)에 대해 회전 대칭이며, 두 개의 단부(28,29)를 가지며, 그 각각이 개별적으로 슬리브 부분(24,25)으로 관통하는 슬리브의 형상을 갖는다. 연결 장치(26)는 그것을 통해 주행하는 축 채널(30)을 나타낸다. 각 단부(28,29)는 인접하는 슬리브 부분(24,25)의 표면 부(27)에 연결되며 그리고 동일물과 결합을 형성하는 외부 표면(31)을 갖는다. 비록 바람직하게는 연결 장치(26)와 슬리브 부분(24,25)의 적어도 하나와의 결합이 적당한 잠금 장치(미도시)에 의해 분리가능할 수 있어서 슬리브 부분(24,25)이 필요한 때 서로 분리될 수 있을 지라도, 결합은 접착 결합(glue joint)과 같이 단단할 수 있다. 연결 장치(26)는 예를 들면 대향 표면 부(27)와 분리 가능한 마찰 결합을 형성하기 위하여 방사상 방향에서 단부 부분(28,29)으로부터 분리될 수 있고 그리고 내부로 삽입될 수 있는 수동 또는 공압 조절 가능한 잠금 장치를 포함 할 수 있다. 연결 장치(26)의 채널(30)은 슬리브 부분(24,25)의 채널(6)과 소통되어, 릴링 축(23)이 축상으로 그것을 통하여 주행하며 그리고 릴링 축(23)의 단부에서 축 개구부(7)에서 종료하는 채널을 나타낸다. 각 축 개구부의 내부 표면(5)은 상기 결합 부재(32,33)와 협력하기 위하여 표면 부(8)를 나타낸다. 각 슬리브 부분(24,25)은 덮개 표면(4)에 동일물을 통하여 통과시키며 두 열로 배열된 다수의 홀을 나타내며, 홀의 배열 중 단지 한 열(19)이 도5에 도시되어 있다. 홀의 열(19)들은 슬리브 부분(24,25)의 전체 길이를 따라서 연장되며, 실질적으로 회전 축(3)에 평행하며, 그리고 릴 축(23)의 회전 방향에서 일 회전에 매 절반마다 반복된다. 균형잡힌 릴 축(23)에서, 두 개의 슬리브 부분(24,25)은 슬리브 부분(24)의 홀의 열(19)이 슬리브 부분(25)의 홀의 열(19)과 일직선으로 정렬되도록 서로에 대하여 배치된다.

다음에서, 상술된 결합 부재(32,33) 및 그것들이 본 발명에 따른 릴 축과 어떻게 협력하는가는 도6을 참조로 하여 설명된다. 도6은 어떻게 도5에서 설명된 릴 축(23)이 결합 부재(32,33)와 협력하는지를 도시하는데, 그러나 그 협력원리는 상술된 모든 릴 축들에 적용될 수 있다. 각 결합 부재(32,33)는 제1 부분(34) 및 제1 부분으로 포개어 들어갈 수 있는 제2 부분(35)을 포함한다. 결합 부재(32,33)가 제1 위치에 있다면, 결합 부재(32,33)의 제2 부분(35)은 제1 부분(34)의 내부로 들어가고, 결합 부재(32,33)는 릴 축(23)과 협력하지 않으며, 그리고 제2 위치에 있으면, 결합 부재(32,33)의 제2 부분(35)은 제1 부분(34)으로부터 돌출 되며 그리고결합 부재(32,33)는 릴 축(23)과 협력한다. 결합 부재(32,33)의 제2 부분(35)은 표면 부(8)(도5참조)와 협력하고 동일물과 분리가능한 결합을 형성하기 위하여 릴 축(23)의 단부로 삽입되도록 배치되는 결합부(36)를 갖는다. 결합부(36)는 대향 표면 부(8)와 분리가능한 마찰 결합을 형성하기 위하여 방사상 방향에서 결합부(36)로부터 제거되고 그리고 결합부(36)로 삽입될 수 있는 공압 제어 그리핑 장치(gripping device)의 형태로 잠금 장치(locking device)(미도시)를 적절하게 포함한다. 결합 부재(33)는 그것을 통해 축상으로 주행하며 그리고 슬리브 부분(24)의 채널(6) 및 연결 장치(26)의 채널(30)을 경유해서 슬리브 부분(25)의 채널(6)과도 또한 소통되는 채널(37)을 나타낸다. 결합 부재(32)는 그것을 통해 주행하는 채널을 갖지 않으며 그리고 슬리브(25)의 축 개구부(7)는 그리하여 결합 부내(32)의 결합부(36)에 의해 폐쇄된다. 결합 부재(33)의 제1 부분(34)은 절두 원추의 형태로 오목부(38)를 갖는다. 오목부(38)는 진공 시스템(도7-9 참조)에 결합되는 노즐을 수용하기위해 배치되어, 공기는 릴 축의 내부에서 부압을 발생시키기 위하여 흡입에 의해 릴 축(23)으로부터 추출될 수 있다. 슬리브 부분(24,25)이 플라스틱 복합체 재료로서 주로 만들어지면, 상대적으로 큰 단면을 구비한 결합 부재(33)의 채널(37)을 설계하는 것이 가능하다. 이것은 결합 부재(33)가 릴 축(23)으로부터 추출되는 공기의 유동 경로에서 장애물이 되는 것을 방지한다.

도7-9는 종이가 밀착된 웨브(40)로 연속적으로 제조되는 제지 기계에서 릴-업을 3개의 직교관점에서 개략적으로 도시한다. 도7은 제지 기계의 작업자측으로부터의 릴-업을 도시하며, 도8은 위에서 본 릴-업을 도시하고, 그리고 도9는 제지 기계의 하향 단부로부터의 릴-업을 도시한다. 명쾌함을 위하여, 특정 감춰진 부분은 도8 및 도9에서 제거되었고 이것은 적용할 수 있는 어느 부분에서든지 텍스트(text)로 나타내진다. 종이 웨브(40)는 릴-업의 릴 축(23)에서 연속적으로 감겨진다. 도 7-9에서, 이것들은 도 5 및 6에 도시된 형태의 것인데, 그러나 릴 축은 원칙적으로 상술된 다른 실시예 중 어느 것도 될 수 있다. 릴-업은 두 개의 평행하며 거울-전환된 (mirror-inverted) 그러나 다른 부분은 동일한 제지 기계의 길이 방향으로 연장된 스탠드 부분(41,42)을 포함한다. 제1 스탠드 부분(41)은 제지 기계의 작업자 측에 위치되고, 다른 스탠드 부분(42)은 제지 기계의 운전 측에 위치된다. 제지 기계는 종이 웨브(40)가 그 위로 주행하는 릴 드럼(43)의 형태로 지지 부재를 포함한다. 제지 기계는 릴 드럼(43)의 하향 아래에 위치되고 동일물에 평행하게 배치된 와이어-회전 롤(wire-turning roll)(44)을 더 포함한다. 릴 드럼(43) 및 와이어-회전 롤(44)은 스탠드 부재(41,42)에 둘 다 회전 가능하게 저널되어(journalled) 있다. 무단 벨트(endless belt)(45)는 릴 드럼(43) 및 와이어-회전 롤(44)을 통과하고 그리고 종이 웨브를 지지하며, 릴-업으로 그것의 이송동안 제지 기계의 건조섹션(미도시)으로부터 나온다. 구동 모터(미도시)는 릴 드럼(43)에 벨트(45) 및 종이 웨브의 주행 속력에 상응하는 외면 속력을 제공한다. 다른 방법으로, 릴 드럼(43)은 다수의 롤을 통과하는 벨트(45)에 의해 구동될 수 있는데, 예들 들면 와이어-회전 롤(44)이 그 중의 하나로서 구동한다. 또 다른 실시예로서(미도시), 상기 벨트가 필요없이 종이 웨브가 직접 릴 드럼위를 통과한다.

빈 릴 축(23)의 스톡(46)은 릴 드럼(43)위의 릴-업의 상향 단부에 위치된다.스톡(46)은 빈 릴 축(23)들이 릴-업에서 감기는 것을 대기하도록 서로 접하고 릴 드럼(43)에 평행하게 놓일 수 있는 실질적으로 수평의 선반(47)을 포함한다. 릴-업은 스톡(46)으로부터 순차적으로 빈 릴링 축(23)을 수집하고 하부 암(50)의 협조로 릴링을 위한 릴링 시스템에 그것들을 가져오기 위하여 선형 이동 가능하게 레일(49)위에 장착된 운반대의 형태로 전진 유닛(48)(advancement unit)을 포함한다. 도8에서, 스톡(46) 및 전진 유닛(48)은 명료함을 위하여 생략되었다.

상기 릴링 시스템은 제1 이동가능 유닛(51) 및 거울-전환된 제2 이동가능 유닛(52)을 운반대의 형태로 포함한다. 각 운반대(51,52)는 제지 기계의 길이 방향으로 선형 이동가능하도록 각각 스탠드 부분(41,42)의 하나에 개별적으로 장착된 두 개의 평행 운반체(53,54)를 포함한다. 이런 목적으로, 릴-업은 제지 기계의 길이 방향으로 운반대의 전후 움직임에 영향을 주도록 배치된 예를 들면 유압 또는 공압 피스톤 실린더로 구성된 작동기(미도시)를 포함한다. 각 운반체(53,54)는 스탠드 부분(41,42)의 하나씩에 개별적으로 협력하는 슬레지(sledge)(55) 및 슬레지(55)의 회전 축(56)에 피벗가능하게 장착된 피벗 유닛(57)을 또한 포함한다. 회전 축(56)은 릴 드럼(43)에 평행하고 그리고 각 피벗 유닛(57)은 유압 또는 공압 피스톤 실린더(58)의 도움으로 회전 축(56)에 대한 피벗 움직임에 의해 그것의 슬레지(55)에 대해 상승 또는 하강할 수 있다. 각 운반대(51,52)에서, 도6과 연결되어 설명된 두 결합 부재(32,33)는 협력하기 위하여 피벗 유닛(57)에 회전 가능하게 저널되고 그리고 상술된 방법으로 릴링 축(23)의 단부와 분리 가능한 결합을 형성한다.

릴-업은 여기서 일반 대기압 아래의 이미 예정된 압력을 발생시키기 위한 시스템을 나타내는 진공시스템을 포함한다. 진공 시스템은 릴 드럼(43)의 근처에 제지 기계의 작업자 측에 위치된 제1 진공 유닛(59), 및 릴 드럼(43)의 근처 제지 기계의 구동측에 위치된 거울-전환된 제2 진공 유닛(60)을 포함한다. 각 진공 유닛(59,60)은 공기 파이프(61)를 포함하는데, 그것의 단부(미도시)중 하나에서 진공 펌프 또는 분압(partial pressure) 탱크(미도시)에 연결된다. 각 공기 파이프(61)는 그것의 다른 단부에서 노즐(62)에 연결된다. 노즐(62)이 종이 웨브의 횡 방향에서의 이동 뿐만아니라 제지 기계의 길이 방향 이동 및 수직방향의 이동을 수행할 수 있도록 각 노즐(62)은 스탠드(67)에 이동 가능하게 장착된다. 각 결합 부재(33)는 릴링 순서와 관련하여 그것의 오목부(38)(도6참조)에서 노즐(62)중 하나를 수용할 수 있도록 배치된다. 도 7-9에 도시된 상황에서, 제1 운반대(51)는 릴 축(23')을 지지하며, 그것은 제2 운반대(52)에 의해 지지되는 릴 축(23")으로부터 릴링을 단지 인계 받는 것이며, 그리고 제1 운반대(51)의 결합 부재(33)는 릴 축(23')에서 부압을 생성하기 위하여 제1 진공 유닛(59)의 노즐에 연결된다. 이 상황에서, 제2 진공 유닛(60)은 활동하지 않고 그리고 단지 제2 운반대(52)가 빈 릴 축(23)을 수용하기 위하여 릴 드럼(43)으로 이송될 때 작동하기 시작하며, 그런다음 진공 유닛(60)의 노즐(62)은 제2 운반대(52)의 결합 수단(33)과 결합되게 된다.

릴링 순서와 관련하여 빈 릴 축(23')을 가속하고 그에 따라 릴 축(23")의 회전 속력을 조절하기 위하여, 각 운반체(53)는 릴링 시퀀스동안 운반체(53)위의 결합 부재(32)를 구동시키도록, 즉 회전시키기도록 배치된 보조 구동 시스템을 포함한다. 이 목적을 위하여, 보조 구동시스템은 운반체(53)에 단단히 장차된 전기 모터 및 결합 부재(32)에 모터의 회전 토크를 전달하기 위한 구동 벨트로 이루어질 수 있는 구동 장치(63)를 포함한다.

릴링 시퀀스는 다음과 같이 수행된다. 시작위치는 도 7-9에 도시된 바와 같다. 제1 운반대(51)는 이송 운반대(65)위에 완전히 감겨진 종이 롤(64)을 보관하고 그리고 전진 운반대(48)로부터 빈 릴 축(23')을 수용하는 곳인 릴 드럼(43)옆에 위치된다. 종이 롤(66)은 제2 운반대(52)에서 감기는 공정중에 있다. 명료함을 위하여, 종이 롤(64,66)은 도9에서 제거되었다. 제1 운반대(51)위의 결합 부재(32,33)는 릴 축(23')에 연결되었다. 운반대(51)의 피벗 유닛(57)은 이 단계에서 상승된 위치에 있으며 그리고 릴 축(23')은 종이 웨브(40)와 접촉되지 않는다. 제2 운반대(52)의 종이 롤(66)이 거의 가득 찰 때 제1 운반대(51)에 위치된 릴 축(23')은 제1 운반대(51)의 구동 장치(63)의 도움으로 릴 드럼(43)과 같은 속력으로 회전하게 된다. 동시에, 부압은 제1 진공 유닛(59)의 도움으로 릴 축(23')내부에서 발생된다. 릴 드럼(43)의 단지 하향의 종이 웨브(40)아래에 배치된 하나 또는 몇 개의 블로우 파이프(blow pipe)(미도시)로부터 공기의 흐름에 의해 종이 웨브(40)가 릴 축(23')을 향하여 빗나가게 된 후 그에 따라 릴 축(23')은 피벗 유닛(57)을 낮춤으로써 릴 드럼(43)을 향하여 이동되어, 종이 웨브(40)는 흡입에 의해 릴 축(23')에 밀착되고 그리고 종이 웨브는 릴 축(23')주위에 감겨진다. 감김동안, 종이 웨브(40)와 제2 운반대(52)의 종이 롤(66)사이의 접촉은 깨지고, 종이 웨브(40)의 릴링은 제1 운반대(51)로 이송된다. 그리하여 새로 완전히 감겨진 롤(66)은 종이 롤(66)이 보관되는 빈 이송 운반대(미도시)로 제2 운반대(52)에 의해 이송되고, 제2 운반대(52)는 릴 드럼(43)으로 상향 이송된다. 제1 운반대의 종이 롤이 완전히 감겨지기 시작할 때, 전진 유닛(48)은 스톡(46)으로부터 빈 릴 축(23)을 수집하고 그리고 제2 운반대(52)로 그것을 가져온다. 그리하여 제2 운반대(52)의 결합 부재(32,33)는 빈 릴 축의 단부로 도입되어, 전진 유닛(48)의 하부 암(50)은 릴 축을 해제시키고, 이 단계에서 릴 축은 제2 운반대(52)의 구동 장치(63)에 의해 가속될 준비가 되어, 제2 진공 유닛(60)에 연결되며 이것이 완료 될 때 릴 축(23')으로부터 릴링을 넘겨받기 위하여 종이 웨브(40)를 향해 하향된다.

본 발명은 몇 개의 실시예를 참조로 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명은 여기서 한정되지 않는다는 것이 이해되어야만 한다. 즉, 도5에 도시된 형태의 릴 축은 3개 이상의 슬리브 부분을 포함할 수 있다. 이런 분열된 릴 축은 특히 종이 웨브가 릴링동안 그것의 길이 방향으로 나뉘는 경우에 바람직하다. 종이 웨브의 분리 지점에서 릴링 동안 슬리브 부분 사이의 조인트를 둠으로써, 완성된 종이 롤은 서로로부터 슬리브 부분을 분리시킴으로서 부분 릴로 쉽게 나뉘어 질 수 있다. 분리는 상기 그리핑 장치를 해제 시키기 위하여 릴 축의 축 개구 중 하나로 세장 기구를 도입함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 도5와 관련된 연결 장치(26)는 동일물을 통하여 축상으로 주행하는 채널(30)을 나타낸다. 다른 방법으로, 연결 장치는 슬리브 부분(24,25)의 채널(6)을 분리시키는 분리 벽을 포함할 수 있다. 어떤 상황에서 이것은 바람직 할 수 있는데, 왜냐하면 특정 상황에서 진공 시스템이 연결되는 부분 또는 부분들에서 실질적으로 부압을 달성하기 더 용이하기 때문이다.