JP2004512188A - 通過材料ウェブに対する工具の係合間隔を切り替える方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は少なくとも１つの関連の回転するローラ（４，５）の径方向外側に配置された工具（６，７）の、送られる通過材料ウェブ（１）への係合間隔を切り替える方法に係る。本発明の目的は時間を無駄にすること無しにそして切りくずを発生すること無しに工具の係合間隔を切り替えることができるように方法を向上させることにある。このため、工具（６，７）と材料ウェブ（１）との係合間隔を切り替えるために、最初に複数の異なる係合間隔を、工具（６，７）の異なる周速によって呼び出し可能に電子的に前もって定める。スイッチ（１３）の作動後、工具（６，７）が係合するやいなや別の前もって定められた係合間隔に運転中に正確に変更して、工具が次に材料ウェブに係合する時には新しい係合間隔になるようにする。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１乃至４の前文に係る、関連の回転するローラの径方向外側に配置された少なくとも１つの工具の通過材料ウェブに対する係合間隔を切り替える方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工具を備えるローラはここを通過する材料ウェブの加工に、例えば、用紙横切断装置として使用される。用紙横切断装置はローラに巻かれた用紙ウェブを工具としてのナイフを使用して、通常標準規格フォーマットに対応する各々の切片に寸断するのに使用される。本発明は、工具が周期的に動作する全ての機械、例えば横切り機械鋸、袋形成機等において使用可能である。
【０００３】
ＵＳ５，６６２，０１８は２つの対向配置されたローラからなる用紙横切断装置を記載し、このローラは、各々、両ローラ間に導かれた材料ウェブを設定された切片に寸断するために径方向外側に配置された複数のナイフを有する。材料ウェブに工具が係合する間に、正確なラインに沿って寸断できるように工具の周速を材料ウェブの速度と同期させる。この装置を使用して材料ウェブを異なるフォーマットに寸断することもできる。このために必要なナイフ状の工具の係合間隔の切り替えは、異なる工具を異なる係合間隔に割り当てることによって行なわれ、ここで、準備された工具のストックから所望の係合間隔をもたらす工具が係合される。工具の係合は油圧式調節手段によって機械的に制御される。係合間隔をこのように切り替えることの問題は装置のかなり複雑な構成にあり、そのような装置は多数の機械的な部品のために組立に費用がかかり、摩耗しやすい。
【０００４】
これに対して、ＤＥ３６ ０８ １１１ Ｃ１は工具の係合間隔の電気的な切り替えを開示する。対向配置され各々１つのナイフを工具として備える２つのローラは各々に関連する電動モータによって直接作動される。上側のローラは下側のローラとともにギア駆動され、回転するローラを同期させる。
【０００５】
電動モータとして、特殊直流モータが使用される。これらのモータは、１つの共通の電子制御ユニットによって異なる入力データに基づいて非連続的に、すなわちカム制御の一種のように作動される。制御ユニットに入力されるデータとしては、インクリメンタル付与部を介して算出された工具の周速およびローラによって送られる材料ウェブの速度に関するデータを含む。さらに、所望の工具の係合間隔、すなわち所望のフォーマット長は前もって設定することができる。これらのデータに基づいて両特殊直流モータは停止時から短時間で、その時々の材料ウェブの速度に対応する最大回転数に達するように制御されている。この速度は全切断工程中一定に維持される。所望のフォーマット長次第で、モータの回転速度を遅くしたり、その後切断工程用に再び最高速度に加速したりできる。小さなフォーマットを得るためには、切断速度での進行後、材料ウェブがナイフの回転軌道に対応する所謂同期フォーマット分送られる前にローラをより高速で回転させ切断を行なわせるためにモータをより高速に加速してもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
回転するローラの径方向外側に配置されたナイフの通過材料ウェブに対する係合間隔を決定する前述の周知の方法では、運転中に係合間隔を切り替える、すなわちフォーマット長を変更することができるが、フォーマット長の切り替え期間に切りくずが発生するという問題がある。そのような切りくずを発生しないようにするには、係合間隔を切り替えるために最初に機械の運転を中止して、その後機械を調整して新しい係合間隔を設定し、引き続いて機械を再び作動させるのがこれまで通常であった。この従来の方法は、反面、大量生産には不利な時間の浪費、および高速運転工程または制動工程中に切り屑をもたらす。
【０００７】
このため、本発明は、時間を浪費せずに、そして切り屑を発生させずに工具の係合間隔を切り替えることを可能にするという趣旨で、それに係る方法およびこれに関する装置を更に向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は請求項１の前文に係る方法を基に、その特徴によって解決される。装置としては、請求項４に記載されるような方法よって解決される。これらの請求項の従属項は本発明の更なる実施形態に係る。
【０００９】
本発明は、下記の方法技術的な教えを含む。すなわち、通過材料ウェブに対する工具の係合間隔を切り替えるために、まず、対応する異なる工具の周速に基づいて複数の異なる係合間隔を呼び出し可能に前もって定め、すなわち用意し、その際、スイッチの作動後に工具が係合するやいなや別の前もって定められた係合間隔に運転中に正確に変更して、工具が次に材料ウェブに係合する時には新しい係合間隔になるようにする。
【００１０】
本発明に係る方法の利点は材料ウェブの切りくずが発生しないことにあり、この切りくずはこれまでの係合間隔によっても新しい係合間隔によっても発生されることはない。このため、本発明に係る方法によって材料を最高速度で送る時に、機械の停止を必要とすることなく、切りくずを発生せずに係合間隔を切り替えることができる。これは、制御データを電子的に直接用意することによって達成され、その際に工具の材料ウェブへの係合状態に基づいて、切りくずを発生させずに好都合に自動的に切り替えを制御する。これは、工具の係合時に、電子的に新しい係合間隔に切り替えるのに時間をかけることによって実現される。工具の係合時に同期回転を引き続き保ち、新しい工具の周速がその後、直接に有効になる。
【００１１】
好ましくは、このために得られる工具の周速は、基本的な工具の周期を支配する一定の動作を定め、その後、この動きに要求される加速的または減速的な補償部をオーバーラップし、工具の係合時に材料ウェブとの速度同期を達成するために工具の周速を加速または減速するように決定される。ここで、工具のより短い係合間隔を達成するために、材料ウェブの速度に対してローラにより速い一定の動作を行わせることができ、その反対に、工具のより長い係合間隔を達成するために、ローラに相対的に減速された一定の動作を行わせることができる。
【００１２】
前述の方法は、好ましくは、異なる所望の係合間隔を示す周速を呼び出し可能に用意する電子制御ユニットを備える装置によって実施される。この制御ユニットは、スイッチの作動後工具が係合するやいなや別の前もって定められた係合間隔に正確に変更する。
【００１３】
このために必要な材料ウェブの速度データを計測するためのセンサーを備え、このセンサーは実際のマスター軸の原理に基づいてローラを制御するために対応の制御値を算出する。それに加えて、仮想のマスター軸の原理に基づいて得られた速度データを使用することも可能である。これらの制御値を各ローラに関連する作動調整ユニットに自由に使用させることが好都合で、この作動調整ユニットを介して、関連するローラの位置を直接制御することが可能である。
【００１４】
さらに、制御ユニットに直接接続される別の演算ユニット、好ましくはＰＣを備えることもでき、この演算ユニットは工具の異なる所望の係合間隔に基づいて対応する異なるカム的な工具の周速を算出する。このために使用されるソフトウェアは、その限りでは、カム発生工具として機能する。仮想のマスター軸の一定の回転動作はローラの時間的に所望される回転動作に変換される。ここで、材料ウェブへの同期係合を実現させるために、ローラの一回転毎にウェブ速度に一致する一定速度の範囲が存在する。材料ウェブへの工具の係合間隔はその他の範囲での速度に基づいて決定される。
【００１５】
本発明の装置を向上させる更なる手段によると、演算器によって算出されたデータを、制御ユニットを介して算出された仮想のマスター軸ギアのデータとともに各ローラに関連する作動調節ユニットに直接保存する。好ましくは、制御ユニットはスイッチとして機能する２つの入力を自由に処理する。スイッチを介して作動調整ユニットに保管された複数のカム的なデータを関連するマスター軸ギアデータとともに同時に切り替える。この同時切り替えによって、ウェブ速度と工具の周速の同期をいかなる場合も引き続き保つことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の装置を向上させる更なる手段を、本発明の好ましい実施例の説明と共に図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照して、紙からなる材料ウェブ１は導出ユニット２から一定ウェブ速度で導出される。一定の、仮想マスター軸によって導かれる材料ウェブ１の速度を得るために作動調整ユニット３が使用される。導出後、材料ウェブ１は２つの対向配置されたローラ４、５の範囲に到達する。ローラ４，５は各々径方向外側に配された、工具６，７を備え、この工具６，７は材料ウェブ１を所定の切片に寸断するためにナイフ状に形成されている。寸断された切片は引き続き収集ユニット８に導かれ、そこで一時的に保管される。材料ウェブ１の領域に配置されたセンサー９が材料ウェブ速度を計測する。センサー９により計測された材料ウェブ速度は制御ユニット１０の入力側に導かれる。これから、制御ユニット１０は仮想マスター軸の位置制御値を算出し、その出力側に接続された、各ローラ４，５に関連する作動調整ユニット１１，１２に付与する。同様に制御ユニット１０に接続された演算ユニット１４によってカムテーブルの原理に基づいて各データが作成され、このデータは関連するマスターギアのデータとともに制御ユニット１０によって両ローラ４，５の作動調整ユニット１１，１２に保存される。
【００１８】
制御ユニット１０の入力側に配置されたスイッチ１３を介して、制御ユニット１０は工具６，７が係合するやいなや現在の両工具６，７の係合間隔を別の係合間隔に変更する。
【００１９】
図２に基づいて、制御のために、入力として与えられたマスター軸の位置およびマスターギアのデータの信号処理が行なわれる。マスター軸の位置は、例えばインクリメント付与部を介して算出し、制御用に自由に使用することのできるローラの現在位置に対応する。マスターギアのデータに基づいて、所望の係合間隔をローラの一定回転速度として設定する。さらに、ナイフの傾斜姿勢に基づいて、所望の切断範囲を調整するために角度の変位が最初に考慮される。引き続き、カムテーブルがローラの加速または制動に必要な差分曲線を決定し、材料ウェブ速度に対応する係合時の工具の周速と、係合間隔を決定する工具の係合時以外の周速との均衡をとることが可能となる。カムストロークと比較可能な、差分曲線の振幅の変更によって、材料ウェブとの同期をとることが可能となる。追加の乗数（１／使用）によってローラ毎の工具数を制御技術的に適合することが可能となる。
【００２０】
本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、変更することも可能であり、それらの実施例も請求項に定められる保護範囲に含まれる。本発明を、長さ方向に分割された材料ウェブを異なる係合間隔で切断し、各長さ方向ウェブで同時に異なる用紙規格寸法を製造することができ、その際係合間隔は運転中に独立して切り替えることができる周知の用紙横切断装置に使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】用紙横切断装置としての本発明に係る装置のブロック図である。
【図２】回転するローラの制御を示す信号フローチャートである。
【符号の説明】
１　材料ウェブ
２　導出ユニット
３　作動調整ユニット
４　ローラ
５　ローラ
６　工具
７　工具
８　収集ユニット
９　センサー
１０　制御ユニット
１１　作動調整ユニット
１２　作動調整ユニット
１３　スイッチ
１４　演算ユニット

Claims (13)

1. 少なくとも１つの関連の回転するローラ（４，５）の径方向外側に配置された工具（６，７）の、一定の速度で直線的に走る通過材料ウェブ（１）への係合間隔を切り替える方法であり、工具（６，７）の材料ウェブ（１）への係合時に、カム制御の一種のように、工具（６，７）の周速を材料ウェブ（１）の速度と同期させ、残りの期間に所望の係合間隔をローラ（４，５）の周速を加速または減速させることによって決定する方法であって、
   工具（６，７）の材料ウェブ（１）への係合間隔を切り替えるために、第一に複数の異なる係合間隔を、対応する工具（６，７）の異なる周速に基づいて呼び出し可能に電子的に前もって定め、
   スイッチ（１３）の作動後、運転中に工具（６，７）が係合するやいなや前もって定められた別の係合間隔に正確に変更され、工具（６，７）が材料ウェブ（１）に次に係合する時には新しい係合間隔になる
   ことを特徴とする方法。
2. 基本的な工具の周期を支配する一定の動作を定め、その後、この動きに要求される加速的または減速的な補償部をオーバーラップして、工具の係合時に材料ウェブとの速度同期を達成するために工具の周速を加速または減速するように係合間隔を工具の周速によって決定することを特徴とする請求項１の方法。
3. 工具（６，７）のより短い係合間隔を達成するために材料ウェブ（１）の速度に対してローラ（４，５）により速い一定の動作を行わせ、反対に、工具（６，７）のより長い係合間隔を達成するために、ローラ（４，５）に相対的に減速された一定動作を行わせることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 少なくとも１つの関連の回転するローラ（４，５）の径方向外側に配置された工具（６，７）の、一定の速度で直線的に走る通過材料ウェブ（１）への係合間隔を切り替える装置であり、電子制御ユニット（１０）を備え、この電子制御ユニット（１０）は工具（６，７）の材料ウェブ（１）への係合時に、カム制御の一種のように、工具（６，７）の周速を材料ウェブ（１）の速度と同期させ、残りの期間に所望の係合間隔をローラ（４，５）の周速を加速または減速調整することによって決定する装置であって、
   電子制御ユニット（１０）は異なる所望の係合間隔を表わす周速を呼び出し可能に用意し、
   電子制御ユニット（１０）によって、スイッチ（１３）の作動後、運転中に工具（６，７）が係合するやいなや、工具（６，７）が材料ウェブ（１）に次に係合する時には新しい係合間隔になるように前もって定められた別の係合間隔に正確に変更されることを特徴とする装置。
5. 制御ユニット（１０）の入力側に接続された材料ウェブ（１）の速度を計測するセンサー（９）を備え、制御ユニット（１０）は計測された速度から実際のマスター軸の制御原理に必要な制御値を計算することを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 電子的に計算された材料ウェブ（１）の速度データを制御ユニット（１０）の入力側に与え、制御ユニット（１０）はそのデータから仮想のマスター軸の制御原理に必要な制御値を計算することを特徴とする請求項４記載の装置。
7. 制御ユニット（１０）は算出したマスター軸の制御値を各ローラ（４，５）に関連する作動調整ユニット（１１，１２）が自由に使えるようにし、関連のローラ（４，５）は制御可能に位置調整されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 制御ユニット（１０）に接続される演算ユニット（１４）を備え、この演算ユニット（１４）は工具（６，７）の異なる所望の係合間隔から、それに対応した、工具（６，７）の異なるカム的な周速を電子的に算出することを特徴とする請求項４記載の装置。
9. 演算ユニット（１４）によって算出されたデータは制御ユニット（１０）を介して算出された仮想のマスター軸ギアのデータとともに各ローラに関連する作動調整ユニット（１１，１２）に直接保存されることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 制御ユニット（１０）はスイッチ（１３）としての２つの入力を自由に処理し、このスイッチ（１３）を介して作動調整ユニット（１１，１２）に保存される複数のカム的なデータを関連するマスター軸ギアのデータとともに同時に切り替えることを特徴とする請求項４乃至１０記載の装置。
11. 工具（６，７）は、材料ウェブ（１）を各々の切片に寸断するために回転するローラ（４，５）の径方向外側に配置された少なくとも１つのナイフであることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の装置。
12. 対向配置され、材料ウェブ（１）の寸断を互いに協働して行う厳密には２つのローラ（４，５）は、割り与えられたナイフ状の工具（６，７）を備えることを特徴とする請求項４乃至１０記載のいずれかに記載の装置。
13. 材料ウェブ（１）は紙材料、布材料、合成物質または金属からなることを特徴とする請求項４乃至１０記載の装置。

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