JP2006515259A - 交換可能な版をもつ成形加工装置 - Google Patents
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Abstract
この発明は、可撓性ウエブ(2)の成形加工装置に関するものである。前記装置は、入口ローラ(5)と成形ローラー(3)との間に調整機構(7)を備え、成形加工ローラ(3)のウエブ上流の動きと速度とを制御する始動ローラ(13)と、前記ローラ(5,3)の間に形成されたウエブ(2)の少なくとも一つの緩衝ループ(8)に対し、操作中の緩衝ループ(8)の長さのファンクションである移動法則により、ポジティブな案内を行うようになっている少なくとも一つの案内要素(9)とを備えていることを特徴とするものである。
Description
この発明は、特に厚紙(カードボード)ウエブのような可撓性材料から作られたウエブをフォーマットが色々のもので、交換可能な版(プレート)が設けられた成形加工ロールで成形加工する装置に関するものである。
例えば、ロータリー切り抜き・切断・筋押しの領域において、切り抜き・切断・筋押しロールならびにこれらに関連する制御ピニオンは、一つのフォーマットから別のフォーマットにしたい場合には、交換しなければならないことは、知られている。そこで多くの場合、これらのロールが大量に機械加工され、その結果、交換作業に多額の費用がかかる。
この費用を節減するために、表面に交換可能な版(プレート)が固定されている支持ロールにより構成された切り抜き・切断・筋押しロールを作ることが提案されており、前記版に切り抜き・切断・筋押し溝部が設けられている。このような装置は、一つのフォーマットから別のフォーマットにする場合交換が迅速に行え、コストも安くなる。したがって、切り抜き・切断・筋押しフォーマットが一つの版(プレート)から他方の版へと変化しない限り、前記のような交換は、問題なく行える。
しかしながら、このような場合ではないときには、支持ロールならびに付属の駆動手段を変更しなければならなくなる。
この発明は、ユーザーが一つの版(プレート)のフォーマットを別の版(プレート)のフォーマットに変えるとき、支持ロールとその駆動機構を変更する必要無しに、必要に応じて異なったフォーマットの作業版(ワークプレート)を固定する一定の直径をもつ版(プレート)支持ロールを使用可能にする調整機構をもつ成形加工装置を提供することにより前記の欠点を解消することを目的とするものである。
換言すれば、この発明は、所定の作業フォーマットを別のものに変えるため、当然のことながらロールの周辺長さに限度はあるが、成形加工版(プレート)のみをユーザーが変えるだけですむようにするものである。
このように、この発明は、可撓性をもつマテリアルから作られたウエブを成形加工する装置を目的とするもので、この装置は、所定の移動と速度の法則により継続的に前記ウエブを供給するのに適している少なくとも一つの供給ロール、受けロールと関連していて、周辺長さの少なくとも一部にわたり前記ウエブを成形加工する成形加工ロールを備え、この成形加工ロールは、少なくとも一つの交換可能な成形加工要素が付加されて、その外面に固定されている支持ロールにより構成され、該ロールは、所定の移動及び速度の法則により回転運動で駆動されるものであって、前記供給ロールと成形加工ロールとの間に調整機構を備え、この機構には、前記成形加工ロールの上流ウエブの移動と速度をコントロールする送り出し手段と前記両ロールの間に形成された少なくとも一つの緩衝ループを積極的に案内する少なくとも一つの移動案内手段とを備え、前記案内の動きは、所定のきまりによりコントロールされるようになっていることを特徴とするものである。
この発明によれば、前記ウエブを案内する可動の要素の動きのきまりは、所定のきまりによりコントロールされるものである。
送り出し手段は、少なくとも一つのロールにより構成されていることが好ましい。
前記送り出し手段は、また可動の案内要素により構成され、この要素は、前記ウエブが巻き付く回転ロールにより形成されている;前記ウエブの速度よりも早い周辺速度で動かされる少なくとも一つの回転ロールは、前記成形加工ロールと前記案内ロールとの間に配置されている。
前記案内要素は、ロータリーロールにより構成されているか、または、回転可能に固定されている部材により構成されていて、そのまわりに前記ウエブが巻かれる。特に、前記案内要素が回転可能に固定されている要素により構成されている場合には、それ自体と前記ウエブとの間にガスクッションを作るようになっているガス吹き手段が設けられる。
前記案内要素の動きは、特に直線方向又は円形方向である。
前記動きが直線の場合には、リニアモータで動きが得られるもので、このモータは、一次極と二次極が相互に動き、それぞれの動きを制御する手段が備えられており、この案内要素は、これら極の一方とともに早い。前記案内手段のこの直線の動きは、また、一方の端部及びクランクに繋がっている他方で関節運動する連結ロッドにより構成されたスシステムにより得られるもので、前記クランクの角度位置は、前記案内要素の直線ファンクションによりきまる。
円形の動きのときは、前記案内要素は、案内ロールにより構成され、この案内ロールは、移動の行程において,他のロールに対し正接するようになっていて、前記ウエブは、これらのロールの間に入り、前記案内ロールに巻かれて成形加工ロールの方向へ進むようになっている。
このロールは、調整ロール又は同じように送り出しロールにより構成されている。
特に前記ウエブにかかる摩擦力を最低にするためには、前記案内ロールと調整ロールとを回転で互いにサーボ制御させ、これによってそれらの周辺速度を同じにする。
この発明によれば、前記案内ロールと調整ロールの円形移動は、前記成形ロールの上流のウエブの位置と速度をコントロールする。さらに、前記装置は、供給ロールと送り出しロールとの間に前記ウエブのテンションを調節するシステムを備え、これによって前記供給ロールをサーボコントロールさせ、これによって、前記テンションをコンスタントな値に維持する。
最後ではあるが、前記装置は、前記ウエブに施した円形マークを読む手段を備え、その位置と前記成形加工ロールの基準位置とを比較し、この比較のファンクションとして、前記成形加工ロールに対する前記ウエブの位置をモデイファイする。
この発明の実施例を限定されない例により添付の図面を参照しながら以下に記載する。
図1は、切り抜き操作を行うようにする印刷機械の加工装置を示すものである。この加工装置は、切り抜きロール3とその受けロール3’により構成されており、これらは円周速度Vcの回転運動により動かされるようになっていて、これらの間に切り抜きすべき板紙ウエブ2が速度Vaで通され、このウエブ2は、円周速度Veでの供給ロール5とその受けロール5’により供給されるようになっている。
切り抜きロール3とその受けロール3’は、例えば、切り抜きプレート3bのような加工プレートが上側に固定されている支持ロール3aにより構成されている。行われる作業の機能として、この切り抜きロールプレート3bは、多かれ少なかれ長さが長くなっていて、切り抜きロール3の全周Pよりも多少長い部分(p)になっている。
このような状態にあって、理解されるべき点は、前記ウエブのかなりの部分(P−p/Pに相当)が駄目にならない限り、図2aの位置に相当する切り抜き相が終了になれば直ちにウエブ2を停止させ、切り抜きロール3と受けロール3’が回転サイクル(サイクル終了相)を決める。さらに、後続の切り抜き操作を順調に続けるために、続く切り抜き操作の開始時点と切り抜き操作が行われる間、前記切り抜きロールの間のウエブ2の速度Vaは、これらロールの円周速度、即ち、Vcと等速度であって、これによって、切り抜きロール3の加工のためのサイクルの終了の間ウエブ2を戻すようにすることを必要とし、さらに、このウエブを前進させ、切り抜きのすべての間速度Va=Vcになるようにする。
この目的のために、調整ユニット7が供給ロール5と切り抜きロール3との間に配置されている。この調整ユニットにより“緩衝体”となるループ8が作られ、これによって、供給ロール5,5’がウエブ2を速度Veで供給し続けていても、切り抜きロール3の上流側に位置するウエブ2の部分を停止させたり、戻るようにしたりするようになっている。
調整ユニット7は、案内要素、ここではウエブ2がまわりにそって巻きつくようになっている案内ロール9と、ウエブ2が間を通る受けロール13’が設けられている送り出しロール13とにより構成されている。従来技術の“緩衝体”帯状体とは異なり、この帯状体は、積極的に案内されるようになっており、即ち、機械的又は電子的に位置決めされる要素により維持され、これによって、案内ロール9の動きは、ループ8の動きにより、さらに詳しくは該ループの長さによりサーボ機構制御されるようになっていて、これは、例えば、プーリー又はロールが重力で前記帯状体の底部に当たるような状態での前記帯状体それ自体により位置が決まる要素によるものではない。確認されている点は、このような構成により操作速度が極めて早くなる点である。案内ロール9は、軸14まわりを回転するように取り付けられていて、この軸は、ウエブ2の水平移動方向に対し垂直な方向に直進運動するようになっているキャリエッジ15により支持されている。リエッジ15の動きは、特にはリニアモータ、連結ロッド/クランクシステム又は他の別の適当な機構により行われるようになっている。この実施例の形態においては、送り出しロール13と供給ロール5は、案内ロール9に対し、ウエブの上流と下流とにある二つのウエブ部分2aが平行になるように配置されている。このように、図9は、案内ロール9’における一端が関節運動し、他方の端部がクランク12で関節運動し、該クランクの位置で前記案内要素の角度位置がきまる連結ロッド10によるシステムで案内要素9’が直進運動するようになる状態を示している。
当然のことながら、案内ロール9は、回転可能に固定されているものであるが、図1bに示すように、回転ロール以外のものであってもよく、例えば、半円形のような固定された案内要素9’で形成できる。
図4a,4bそれぞれは、一方では、切り抜きロール3の回転サイクルの間の速度ダイアグラムと、他方では、切り抜きロール3のすぐ上流のウエブ(即ち、Vc,Xc)の切り抜きロール3(即ちVn,Xn)の供給ロール5(即ちVe,Xe)と案内ロール9(即ちVt,Xt)の相対位置のダイアグラムを示すものであり、これは、版要素3aのためのもので、その長さpは、切り抜きロール3の円周Pの3/5(即ち、p/P=0.6)になっている。
かくして、案内ロール9の位置Xtと垂直移動速度Vtは、一方では位置Xe,Xnの関数であり、他方では、速度Ve,Vnの関数、即ち、
Xt=f(Xe,Xn)
Vt=f(Ve,Vn)
になる。
Xt=f(Xe,Xn)
Vt=f(Ve,Vn)
になる。
図1に示す実施例の場合、案内ロール9の上流と下流とに位置するウエブ2の部分2aは、平行であり、以下のようになる:
Xt=(Xe−Xn)/2
Vt=(Ve−Vn)/2
そしてキャリエッジ15は、移動Xt及び速度Vtのこの法則の関数となる動きにより動かされる。
Xt=(Xe−Xn)/2
Vt=(Ve−Vn)/2
そしてキャリエッジ15は、移動Xt及び速度Vtのこの法則の関数となる動きにより動かされる。
この発明は、ループ8をコントロールすることができるようになっていて、空気力学現象と慣性力により、加工版の下で長さ方向と横断方向の両方向でウエブ2の動きを特に高速で止めることができるようになっている。
当然ながら、この発明によれば、ループ8は、必要に応じていくつかの形態をもつことができる。例えば、図1aに部分的に示されている変形例では、案内ロール9の上流と下流とにあるウエブ2の部分2aは、最早平行ではなく、垂直方向に対しそれぞれ傾斜角度を変えて傾斜している。理解される点は、このような形態において理解される点は、案内ロール9の移動Xtと速度Vtの法則が図1による実施例のものと当然異なることである。
図3に示されるこの発明の別の実施例においては、規制ループ8は、ウエブ2の上にあり、案内ロール9は、該ウエブの上位位置にある。これらの状態において、理解される点は、送り出しロール13が前記ウエブの上側にあって、該ウエブを正しく戻れるようにし、さらに、このウエブにテンションをかける手段が設けられている点で、この手段は、軸Oを回転軸として関節運動する連結ロッド17の端部に回転可能に取り付けられ、ウエブ2に当たるロール16により形成されたテンションをかけるシステム11により構成されている。このシステム11は、幾つかの機能を行えることができる。まず第1に、操作の間、ウエブ2に加速度がかかってもループ8を垂直方向に沿うテンションを一定に保つことができる。第2には、連続の切り抜き・切断サイクルの間ループ8に影響する小さなシフトを吸収できる。最後に、単純な態様、特に、連結ロッド17による傾斜を測ることで、これらシフトの蓄積されたドリフトが限界的な閾値になる時点を検出できる。この検出が行われると、サーボ制御手段が特に供給ロール5のレベルにおいて、介入し、ループ8の長さを補償して緊張手段システム11の連結ロッド17をそのノーマルの操作位置へ戻す。
当然ながら、このような調整は、前記システム以外の機構でも可能であり、特に案内ロールの軸に配置できるストレインゲージによって行える。
ウエブ2を切り抜き・切断ロール3及び受けロール3’に正しく同期させることを簡単に行うためには、ウエブ2にサイクルマークを施し、切り抜き・切断版(プレート)の決められた角度位置に同期させる。このようにすると、切り抜き・切断ロール3の回転サイクルの度毎にこのマークの位置と切り抜き・切断版(プレート)3bの位置との比較が行える。位置決めの誤りが検知されれば、サーボ制御手段を介して送り出しロール13を反応させ、ウエブ2の位置を正しくし直す。
この発明によるマシンは、ウエブ2の送り速度Ve及び/又は前記加工ロールの回転速度Vcがコンスタントでない態様でも運転されることができる。
かくて図4aで確認できるように、第1の相又は切り抜き・切断相の間切り抜き・切断ロール3の周辺速度Vcと、送り出しロール13による、これら切り抜き・切断ロールにおけるウエブ2の供給速度Vnは、等しく、これは当然ではあるが正しい切り抜き・切断操作に必要なものである。また、この図で確認できることは、供給速度Veは、異なるもので、コンスタントであり、したがって、切り抜き・切断相の間のみならず、終了サイクル相の間でも、そのようになっている。
切り抜き・切断ロール3が図2aに図示の位置にあるときに開始される後者の間、ウエブ2の速度Vaは規則的に減速し、反転し、極めて短時間の間コンスタントになり、ついで、正規の方向で再加速されて、図2bに示すような後続の切り抜き・切断相が開始するとき、速度Va=Vcになるようになる。
図4bは、すでに検討した二つの相、即ち、切り抜き・切断粗とサイクル終了相の間、前記異なる要素が直線に位置することを示している。このように、第1の相又は切り抜き・切断相の間、前記ウエブの直線位置決めと切り抜き・切断版(プレート)の周辺の直線位置決めが同じであることが確認され、このことは、当然ではあるが、切り抜き・切断の品質に必要なことである。ついで確認できることは、第2の相又はサイクル終了相の間、Xcで示す直線ライン(速度)の傾斜、即ち、前記版のポイントの位置決めが一定であり、逆に、曲線Xnが変化し、この曲線の傾斜は、下がるが、再び上がり、さらには、サイクル終了相の終了時には、入口におけるウエブの前進は、出口におけるウエブの前進と同じであって、これを図4bの点Aで示す。また確認できることは、前記点Aにおいて、曲線Xnに対するタンジェントzz’は、曲線Xcと平行であり、これは、切り抜き・切断ロール3に入るウエブの速度が前記ロールの周辺速度と等しいことを示す。
この発明による装置は、また、行われ作業のタイプのファンクションである変化のよく定められた特定の法則により入口速度Vcが変化できるようにしてウエブの成形加工を行うようにすることができる。かくして図5は、装置の操作パラメータを示すものであって、この操作パラメータは、切り抜き・切断版(プレート)の位置Xc、切り抜き・切断ロールのウエブ上流の位置Xn(破線曲線)、供給レベルにおけるウエブの位置Xe及び案内ロール9の位置Xtを導き出したものに関するものである。
示された実施例では、シフト相が間にある同じピリオッドの二つの成形加工装置を同じ機械に前後させて配置させることができる。このように、図6は、装置P1と装置P2を示しており、装置P1においては、切り抜き・切断版(プレート)が切り抜き・切断相の開始時点に位置され、第2の装置P2は、装置P1の上流に配置され、図示のように、切り抜き・切断ロールが装置P1の切り抜き・切断ロールに関してシフト相になっている。調節機構7により、この発明は、同じ時点における、これら二つの装置のシフト相を補償できるようになっている。
この発明ではまた、同じ成形加工サイクルの道程において成形加工ロールの周辺速度Vcにおける変動を補償することができるようになっているもので、このような変動は、例えば、ウエブの加速を(Vcの減少により)最低にしたり、該ウエブに余裕を与え、前後へ動けるようにしたりすることができる。版(プレート)3bの長さが短い場合では、サイクル終了相の間、この時間の周辺速度Vcを早めて、サイクル全体の時間を短縮することができる。
当然ではあるが、この発明は、切り抜き・切断手段以外の成形加工手段に使用できるもので、筋押し手段、エンボス手段、押し抜き手段などに有利に実施できるものである。
案内手段9は、直線方向以外の方向にも動き、特に円形に動ける。図7の実施例に概略を示したように、案内ロール9は、支持サブアッセンブリー20、特にビーム23で上部が連結されている二つの21により構成されているものに取り付けられており、この支持体は、軸22まわりを回転するように取り付けられている。この軸22は、また、調節ロール24の支持体を構成し、このロールは、案内ロール9に正接している。ウエブ2は、供給ロール5で供給され、調整ロール24に当たり、ついで、このロールと案内ロール9の間に入り、ついで、最終的に送り出しロール13へ進み、このロールと受けロール13’の間に入って進む。理解されるべき点は、支持体20は、軸22を回転中心としてピボット運動し、これによって案内ロール9の軸25は、破線Cにそって動き、ループ8の長さがこの回転方向に応じて長くなったり、短くなったりする、ウエブとロール9,24との間の摩擦をなくすために、これら二つのロールには、回転して連結を確かにする歯車のような手段を設けることができる。ついで案内ロール9の移動と速度の法則を円弧Cにより決める。
図7の構成は、前記ロールのどれかにいくつかの機能を与えることで機械的に簡単にすることができる。図10は、このような例を示すもので、調整ロール24を送り出しロール13に代えてある。受けロール13’が該ロールの上に配置してある。この構成において、理解すべき点は、ロール13は、ここでは二つの機能を果たすものであって、即ち、前記の実施例で定義したように、送り出し機能と調整ロール24による前記の機能の二つである。図7に示す実施例におけると同じように、調整/送り出しロール13と案内ロール9は、調整/送り出しロール13の回転軸と合流する軸22まわりをピボット回動する支持体20に取り付けられている。前記したように、支持体20が軸22まわりをピボット回動すると、案内ロール9の軸25は、破線Cにそうもので、ループ8の長さは、この回転の方向に応じて長くなったり、短くなったりする。
図8に示す変形実施例においては、サブアセンブリー20は、ウエブ2の蓄積を制御する機能のほかに、さらに、第2の機能、即ち、送り出しロール13と受けロール13’が前記のようになした機能、即ち、成形加工ロール3のウエブ上流の調節を確実にする機能を果たす。このように、この調節は、多少の振動で得られるようになっている。
この発明によれば、ロール13,13’の代わりに案内ロール9を送り出しロールとして使用できる。このようなやりかたにおいては、前記したように、ロール13,13’が行ったウエブ2の位置決めXnと速度Vnの制御を案内ロール9が行うものである。このやりかたでは、ロール13,13’は、ウエブ2について該ロールがオーバースピードになる回転速度で動かされ、その結果、前記ロールは、該ウエブにそってスリップし続けることになる。
2 可撓性ウエブ
3 成形ローラ
5 入口ローラ
7 調整機構
8 緩衝ループ
9 案内要素
13 始動ローラ
3 成形ローラ
5 入口ローラ
7 調整機構
8 緩衝ループ
9 案内要素
13 始動ローラ
Claims (19)
- 可撓性材料からなるウエブ(2)を成形加工する装置であり、この装置は、所定の移動(Xe)と速度(Ve)の法則により継続的に前記ウエブを供給するのに適している少なくとも一つの供給ロール(5,5’)及び受けロール(3’)と関連していて、周辺長さの少なくとも一部にわたり前記ウエブを成形加工する成形加工ロールを備え、この成形加工ロールは、少なくとも一つの交換可能な成形加工要素(3b)が付加されて、その外面に固定されている支持ロール(3a)により構成され、該ロールは、所定の移動(Xc)及び速度(Vc)の法則により回転運動で駆動されるものであって、前記供給ロール(5)と成形加工ロール(3)との間に調整機構(7)を備え、この機構には、前記成形加工ロール(3)の上流ウエブ(1)の移動(Xn)と速度(Vn)をコントロールする送り出し手段(13,13’;9,9’)と前記ロール(5,3)の間に形成されたウエブ(2)の少なくとも一つの緩衝ループ(8)を積極的に案内する少なくとも一つの可動案内手段(9,9’)とを備え、前記案内の動きは、所定のきまりによりコントロールされるようになっているものである。
- 前記ウエブ(2)を案内する可動の要素(9,9’)の動きのきまりは、供給ロール(5,5’)の移動(Xe)の法則、送り出し手段(13,13’)の移動(Xn)の法則、成形加工ロール(3)の移動(XC)の法則のファンクションであることを特徴とする請求項1による装置。
- 送り出し手段は、少なくとも一つのロール(13,13’)により構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2による装置。
- 前記送り出し手段は、可動の案内要素(9)により構成され、この要素は、前記ウエブ(2)が巻き付く回転ロールにより形成されており;前記ウエブ(2)の速度よりも早い周辺速度で動かされる少なくとも一つの回転ロール(13,13’)は、前記成形加工ロール(3)と前記案内ロール(9)との間に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2による装置。
- 前記案内要素(9)は、前記ウエブ(2)が巻き付く回転ロールにより構成されていることを特徴とする請求項請求項2による装置。
- 前記案内要素(9)は、前記ウエブ(2)が巻き付く回転可能に固定された部材(9’)により構成されていることを特徴とする請求項2による装置。
- 前記案内要素(9’)には、それ自体と前記ウエブ(2)との間にガスクッションを作るようになっているガス吹き手段が設けられていることを特徴とする請求項6による装置。
- 前記案内要素(9,9’)の動きは、直線方向であることを特徴とする前記請求項のいずれか一つによる装置。
- 前記案内要素(9,9’)の直線の動きは、リニアモータで得られるもので、このモータは、一次極と二次極が相互に動き、それぞれの動きを制御する手段が備えられており、この案内要素(9,9’)は、これら極の一方とともに早いことを特徴とする請求項8による装置。
- 前記案内手段のこの直線の動きは、一方の端部及びクランク(12)に繋がっている他方で関節運動する連結ロッド(10)により構成されたスシステムにより得られるもので、前記クランクの角度位置は、前記案内要素(9’)の直線ファンクションによりきまることを特徴とする請求項8による装置。
- 前記案内要素(9,9’)の動きが円形であることを特徴とする請求項1から請求項7の一つによる装置。
- 前記案内要素は、案内ロール(9)により構成され、この案内ロールは、移動の行程において,他のロール(24,13)に対し正接するようになっていて、前記ウエブ(2)は、これらのロール(9,24,13)の間に入り、前記案内ロールに巻かれて成形加工ロール(3)の方向へ進むようになっていることを特徴とする請求項11による装置。
- 前記他のロールは、調整ロール(24)により構成されていることを特徴とする請求項12による装置。
- 前記他のロールは、送り出しロール(13)により構成されていることを特徴とする請求項12による装置。
- 前記案内ロール(9)と調整ロール(24)の円形の動きで成形加工ロール(3)の上流ウエブの位置(Xn)と速度(Vn)のコントロールを確実に行うことを特徴とする請求項13による装置。
- 前記案内ロール(9)と前記別のロールは、回転時互いにサーボ制御されることを特徴とする請求項11から請求項14の一つによる装置。
- 前記供給ロール(5)と送り出しロール(13)との間に前記ウエブのテンションを調節するシステム(11)を備えていることを特徴とする前記請求項のいずれか一つによる装置。
- 前記供給ロール(5)は、前記ウエブのテンションをコントロールするシステムによりサーボコントロールされ、これによって、前記ウエブのテンションをコンスタントな値に維持することを特徴とする請求項17による装置。
- 前記ウエブに施した円形マークを読む手段を備え、その位置と前記成形加工ロールの基準位置とを比較し、この比較のファンクションとして、前記成形加工ロールに対する前記ウエブの位置をモデイファイすることを特徴とする前記請求項のいずれか一つによる装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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