JP4938176B2 - 裁断・挟持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してウェブ印刷機、特にウェブを折丁に裁断するための折り機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェブ印刷機は紙等の材料の連続的なウェブを印刷する。次いで、連続的なウェブは、折丁を形成するように折り機の裁断ユニットにおいて裁断され、次いで折丁を折り畳む又は排出することができる。
【０００３】
米国特許第５７４０７０４号明細書は、二重裁断折り機を開示している。紙裁ち胴は挟持動作を提供しない。この装置は、折丁が第１の裁断と第２の裁断との間の動作による段状の裁断を行われる点で不都合である。
【０００４】
米国特許第４９５７２８０号明細書は、折り機を開示しており、この折り機において、ウェブは紙裁ち胴によって第１の裁断が行われ、次いで、折り胴とコンベヤベルトとの間に挟持される。次いで、第１の紙裁ち胴によって裁断されないウェブは、折り胴に配置された第２の裁断装置の鋸歯状裁断ブレードによって裁断され、裁断シートを形成する。シートに裁断されたウェブの前縁は、複数の締付けつめとつめ座との間の間隙に押し込まれ締め付けられる。
【０００５】
前記米国特許第４９５７２８０号は、コンベヤベルトと折り胴との間の挟持力が十分でないことによりウェブ方向及びウェブ横方向での滑りが依然として生じるという欠点を有する。したがって、段状の裁断を生じるおそれがある。また、様々な厚さのウェブが折り機を通過するときに半径効果により裁断精度が低下する。さらに、前記米国特許は、適切な折丁制御を維持するために複雑なジョータイプ装置を必要とする。さらに、アンビル面又はカッタ受け部は時間が経つに従い摩耗する。
【０００６】
１９９９年１１月８日に出願された、共同所有された米国特許出願番号第０９／４３５６６７号（必ずしも本発明の従来技術ではない）は、二重裁断葉状ベルト分流機を開示している。第１の裁断が第１の紙裁ち胴を用いて行われ、次いで、第２の裁断が、裁断ディスクを有する第２の紙裁ち胴によって行われる。葉状ベルトは裁断ディスクの間を通過し、裁断された折丁を掴み、これらの折丁を２つの流れに分流する。ベルトは、第２の裁断後に折丁の前縁を掴むので、第２の裁断中に折丁の制御を維持することを助けない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、折丁を制御された形式で確実に裁断するための装置及び方法を提供し、裁断部から次の裁断部までの寸法及び印刷部から裁断部までの寸法に関する精度を改良することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の裁断を形成するためにウェブを部分的に裁断し、ウェブを挟持するための第１の裁断・挟持装置と、折丁を形成するために第１の裁断の間でウェブを裁断しかつウェブを挟持するための第２の裁断・挟持装置とを有する折り機を提供する。
【０００９】
ウェブを第１及び第２の裁断装置の間で挟持させることにより、裁断部から裁断部まで及び印刷部から裁断部までの裁断精度を毎回維持することができる。
【００１０】
第１の裁断・挟持装置は、挟持面と、軸方向に間隔を置いた裁断面を有する少なくとも１つの分割された裁断エレメントとを有する第１の紙裁ち胴を有している。挟持面は、裁断面の間に周方向に延びている。第１の裁断・挟持装置は、挟持面とニップを形成するためのアンビル胴と、分割された裁断エレメントのためのアンビルとを有している。
【００１１】
第２の裁断・挟持装置は、挟持面と、軸方向に間隔を置いた裁断面を有する少なくとも１つの分割された裁断エレメントとを有している。挟持面は、裁断面の間で周方向に延びている。アンビル胴は、挟持エレメントとニップを形成しかつ分割された裁断エレメントのためのアンビルを形成している。
【００１２】
折り機は有利には複数の第１のベルトと複数の第２のベルトとを有しており、ウェブは、第１の裁断部において第１のベルトと第２のベルトとによって保持される。第２の裁断・挟持装置のアンビル胴又は紙裁ち胴の少なくとも一方は、第２の裁断・挟持装置の挟持面の間に、軸方向に間隔を置いた溝を有しており、ベルトがこれらの溝を通過するようになっている。
【００１３】
有利には、挟持エレメント及びアンビル胴は、ウレタン外部コーティングを有している。ウレタンは優れたアンビル及び挟持面を提供する。しかしながら、ウレタン以外の挟持面材料も可能である。
【００１４】
有利には、紙裁ち胴は、金属のハブを有しており、このハブは、ハブにボルト留めされた少なくとも１つの分割された裁断エレメントを備えている。ハブに結合されたウレタン又はその他の挟持材料は、紙裁ち胴の残りの部分を形成している。アンビル胴も、金属の心材を有していてよく、この心材にはウレタン又はその他の挟持材料外面が結合されている。
【００１５】
紙裁ち胴は有利には、１８０゜だけ間隔を置いた２つの分割された裁断エレメントを有している。
【００１６】
アンビル胴は、有利には、新たなアンビル面が提供されるように周方向に調整可能である。アンビル胴上の、有利にはウレタンから成る連続的な外部層は、アンビル胴が紙裁ち胴に対して調整された若しくはずらされた時に新たなアンビル面が現出させられることができるので、極めて有利である。したがって、アンビル胴は、特定的に設計されたアンビル領域を有する従来のアンビル胴よりも長い期間作動可能である。
【００１７】
裁断・挟持装置の紙裁ち胴とアンビル胴との間の中心距離は、有利には、例えば種々異なるウェブ厚さを提供するために、挟持機能を調節するように調節可能である。材料の厚さが変化した場合に装置が自動的に中心距離を補償するように、調節は、例えばばねによって負荷されることにより行われると有利である
紙裁ち胴及びアンビル胴は、ベルトの容易な交換を可能にするために片持ちされていると有利である。
【００１８】
本発明は、ウェブを裁断するための方法をも提供し、この方法は、ウェブに第１の裁断を形成するようにウェブを部分的に裁断しかつ第１の裁断が形成されながらウェブを挟持し、ウェブが挟持されながら第１の裁断の間でウェブを裁断するステップを有する。
【００１９】
本発明による方法は有利には、第１及び第２の裁断中にウェブをしっかりと挟持された位置に保持することができる、二重裁断構成を提供する。裁断作業中にテンション及び適切な配置が維持される。
【００２０】
本発明による装置及び方法は、高速ウェブ印刷機、例えば毎分２０００ｆｔ（６０９．６ｍ）を越える速度で作動する印刷機において使用するのに特に有利である。なぜならば、ウェブ及び形成された折丁が、第１及び第２の裁断装置において、ニップにより、高速においてさえもしっかりと保持されるからである。したがって、ウェブ及びナイフが正確に走行する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面につきさらに詳しく説明する。
【００２２】
図１は、図４に示したようにウェブ１に第１の裁断４４を形成するためにウェブ１を部分的に裁断するための第１の裁断・挟持装置１０１を有する折り機１００を示している。第１の裁断・挟持装置１０１は、分割された裁断ブレード４を備えた紙裁ち胴３を有している。分割された裁断ブレード４は、ウェブ１に間隔を置いた裁断を裁断するために、しかしながらウェブ１の全幅を裁断するためではなく、間隔を置いたブレードエッジを有している。分割された裁断ブレード４は、第１の裁断・挟持装置１０１のアンビル胴２に対して作業する。紙裁ち胴３及びアンビル胴２は、分割されたブレード４の両側においてウェブ１を掴む。
【００２３】
図５は、紙裁ち胴３及びアンビル胴２の挟持及び裁断動作を示している。アンビル胴２の挟持エレメント２０２はアンビル胴の周面に延びており、例えば、ウレタン等の材料の連続的な外部層であってよい。紙裁ち胴３の裁断エレメント２０３は、ブレード４に関して周方向に延びており、ブレード４は、図３に示したように、軸方向に間隔を置いたブレードエッジ４５を有している。したがって、ブレード４はウェブ１に部分的な第１の裁断を形成し、ウェブ１は、第１の裁断・挟持装置１０１を通過しながら、挟持面すなわち挟持エレメント２０２，２０３によって挟持されたままである。
【００２４】
ウェブ１は、第１の裁断装置１０１によって部分的に裁断された後に、第１の案内ベルト若しくはテープ５と、第２の案内ベルト若しくはテープ６との間を通過する。各案内ベルト５及び６は、紙裁ち胴３の軸方向（すなわち図１の紙面に対して垂直方向）に間隔を置いた複数のベルトを有している。第１の案内ベルト５の移動は、案内ローラ８，９，３３，３４，３５によって規定されている。案内ローラのうちの少なくとも１つは、ベルト５を駆動するためにモータによって駆動されてよいが、択一的に、ベルトは第２の裁断・挟持装置１０２の挟持動作によって駆動されてもよい。案内ローラ８及び９は、案内ベルト５と、ウェブ１と、案内ベルト６とを、案内ベルト６のための対応する案内ローラとのニップに通過させるためのニップローラであってもよい。ベルト６は、同様の案内ローラ配列を有していてよい。
【００２５】
次いで、ウェブ１は、ベルト５，６によって、紙裁ち胴１０とアンビル胴２０とを有する第２の裁断・挟持装置１０２にまで案内される。紙裁ち胴１０は、分割されたブレード１９を有しており、このブレード１９は、第１の裁断４４の間のウェブ１若しくは残りの部分を裁断し、図４に示したように完全な裁断４９を形成し、これにより折丁５０を形成する。ベルト５，６は、分割されたブレード１９の裁断エッジ３２（図３）の間を通過し、ウェブと共に、紙裁ち胴１０とアンビル胴２０との外面の間を通過させられる。図６に示したように、ベルト６は、挟持されないように、紙裁ち胴１０に軸方向に間隔を置いて設けられた溝１１５内を走行すると有利である。ウェブ１は、第２の裁断・挟持装置１０２を通過するときに、紙裁ち胴１０の挟持エレメント１１４と、アンビル胴２０の挟持エレメント２１４（図７）とによって挟持される。図７に示したように、ベルト５は、アンビル胴２０に設けられた溝２１５を通過することができる。挟持エレメント１１４は、ブレード１９のブレードエッジ３２（図３）に関して、すなわちブレードエッジ３２の範囲に対応して周方向に延びている。挟持エレメント２１４は、胴２０の周面に連続的に延びていると有利である。
【００２６】
ウェブ走行方向及びウェブ横方向でのウェブの線形位置は、ニップとウェブとの間のすべり防止境界条件によって制御される。第２の裁断・挟持装置１０２のこの挟持動作により、分割されたブレード１９が第１の裁断４４（図４）の間でウェブ１を裁断するときに、ウェブ１をしっかりと掴むことができる。本発明の挟持動作により、二重裁断折り機に関する裁断部から裁断部までの精度及び印刷部から裁断部までの精度が改良される。別の二重裁断設計において生じる段状裁断の問題を、排除又は低減することができる。
【００２７】
次いで、第２の裁断の後、折丁５０（図４）はベルト５，６によって折り機の次のセクションへ搬送される。
【００２８】
図２は、紙裁ち胴１０とアンビル胴２０とをより詳細に示している。紙裁ち胴１０は、紙裁ち胴１０を駆動するためにモータに接続されていてよいアクスル１６を有している。アクスル１６の周囲には有利には金属の２部構成ハブ１２が設けられており、これらのハブは図示したようにボルトによってボルト結合されることができる。分割された裁断ブレード又はエレメント１８及び１９は、ハブ１２の２つの部分の間に取り付けられ、ボルトによってハブ１２に固定されていてよい。
【００２９】
ウレタン又はその他の挟持材料から成る外部層１４がハブ１２上に、ハブ１２の２つの部分を結合する前又は結合した後に配置される。したがって、外部層１４は、ブレードエッジ３２から周方向に延びた連続的な平滑な面を提供する。外部層１４に設けられた溝と一致することができる、分割されたブレードの凹んだ領域３６（図３）は、紙裁ち胴１０の表面に露出しているか、ベルトの摩耗を低減するためにウレタン又はその他の材料により被覆されていてよい。外部層１４は、組立前にハブの部材に予め結合されていてよい。被覆されていない場合、このような場合の凹んだ領域３６は、溝１１５内を走行するベルト６を損傷させないために、鈍で、溝１１５（図６）の底面と整合していると有利である。ベルトは、胴とは異なる速度で走行してよい。
【００３０】
アンビル胴２０は、紙裁ち胴１０と同じ速度で回転するように、紙裁ち胴１０のための駆動モータに噛み合っていてよいアクスル２６を有している。独立した駆動モータが設けられてもよい。金属製のハブ２を、アクスル２６の周囲にボルト留め及び固定することができる。ウレタン又はその他の挟持材料層２６が、ハブ２２の各側に予め結合されるか、ハブがアクスル２６の周囲に固定されてからハブ２２上に付加されてよい。択一的に、ハブ２２は一片の構成であってよい。
【００３１】
アンビル胴１２（又は紙裁ち胴１０）は、アンビル表面の一部がブレード１８，１９の作用により摩耗したときに新たなアンビル表面が提供されるように、周方向に調整可能であると有利である。周方向の調整を提供するために、調波駆動装置が設けられてよい。
【００３２】
紙裁ち胴１０とアンビル胴２０との間の中心距離は、挟持機能を調節するために、例えば種々異なるウェブ厚さを提供するために調節可能である。単純な機械的、ニューマチック式又はハイドロリック式装置がこの調節のために設けられるか、有利にはばね負荷された自動調節を行ってもよい。
【００３３】
紙裁ち胴１０及びアンビル胴２０は片持ちされており、これにより、片持ちされていない側においてベルトの容易な交換を許容する。解放可能な軸受が、第２の端部を支持するために設けられていてよい。
【００３４】
紙裁ち胴３及びアンビル胴２の構造は、紙裁ち胴１０及びアンビル胴２０の構造と同様であってよいが、紙裁ち胴３とアンビル胴２の挟持面は、いかなるベルトも収容する必要はないので、軸方向に連続的であると有利である。図３に概略的に示したように、裁断面の軸方向位置は交互に凹凸になっていてよい。ブレード４は、第１の裁断４４（図４）を裁断する裁断エッジ又は裁断面４５を有している。ブレード１９及びブレード１８（図３）は、距離ｄによって示されているように有利には軸方向で裁断面４５と重なり合う裁断面３２を有している。ベルト６は、裁断面３２の間の領域３６上を通過する。
【００３５】
裁断面及び挟持面を同じ紙裁ち胴に提供することにより、より正確な裁断を行うことができる。より正確な折丁及び裁断を形成することができるように、ウェブは常に保持される。ウレタンコーティングは、本発明の装置に関する挟持機能を提供するために特に有利である。
【００３６】
それぞれの第１の裁断は、裁断面４５の幅によって規定された特定の長さを有している（図３）。ここで定義されているように、第１の裁断“における”第１及び第２のベルトは、裁断に対して垂直に両側からウェブに接触しているが、必ずしも裁断の全幅に亘って接触しているわけではないベルトとして定義される。
【００３７】
紙裁ち胴は、複数のブレード、例えば、１８０゜、１２０゜又は９０゜だけ間隔を置いた２つ、３つ又は４つのブレードを有していてよい。
【００３８】
ここに定義される“挟持エレメントは”、分割されたブレードの裁断面に関して、すなわち裁断面の範囲に対応して周方向に延びた紙裁ち胴の区分である。挟持エレメントは、ウェブを挟持するためにアンビル胴と共にニップを形成する。
【００３９】
ウレタン又はその他の挟持材料は例えば接着剤を用いて結合される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオフセットウェブ印刷機の折り機を示す側面図である。
【図２】図１の折り機の裁断・挟持装置をより詳細に示す図である。
【図３】図１に示した第２の裁断装置の裁断エレメントに対して軸方向に配置された、第１の裁断装置における分割された裁断エレメントを示す図である。
【図４】ウェブ、及び図１の折り機によって製造された結果的な折丁、を示す図である。
【図５】図１の折り機の裁断・挟持装置の挟持及び裁断動作を示す図である。
【図６】第２の裁断・挟持装置の紙裁ち胴に設けられた軸方向に間隔を置いた溝を通過するベルトを示す図である。
【図７】第２の裁断・挟持装置のアンビル胴に設けられた軸方向に間隔を置いた溝を通過するベルトを示す図である。
【符号の説明】
１００ 折り機、 １０１ 第１の裁断・挟持装置、 １ ウェブ、 ２ アンビル胴、 ３ 紙裁ち胴、 ４ 裁断ブレード、 ２０２ 挟持エレメント、４５ ブレードエッジ、 ２０２，２０３ 挟持面、 ５，６ 案内ベルト、８，９，３３，３４，３５ 案内ローラ、 １２ ハブ、 １４ 外部層、 １６，２６ アクスル、 １８ 裁断ブレード、 １９ ブレード、 ３２ 裁断エッジ、 ３６ 凹んだ領域、 ４５ 裁断面、 ４９ 裁断、 １１４，２１４ 挟持エレメント、 １１５，２１５ 溝、 ５０ 折丁、

Claims (9)

1. ウェブを裁断及び挟持するための裁断・挟持装置において、
   ウェブを裁断及び挟持するための第１の裁断・挟持装置と、ウェブを裁断及び挟持するための第２の裁断・挟持装置とが設けられており、
   前記第１の裁断・挟持装置は、第１の紙裁ち胴と、第１のアンビル胴とを有しており、
   前記第１の紙裁ち胴が、軸方向に間隔を置いた第１のブレードエッジを備えかつ第１のブレード側部を有する第１の分割された裁断ブレードと、前記第１のブレード側部から第１の紙裁ち胴の周方向に延びた第１の紙裁ち胴挟持面とを有しており、
   前記第１のアンビル胴が、該第１のアンビル胴の周方向に延びた第１のアンビル胴挟持面を有しており、
   前記第１の紙裁ち胴挟持面と、前記第１のアンビル胴挟持面とが、分割された裁断ブレードの両側においてウェブを掴むための第１のニップを提供しており、
   前記第２の裁断・挟持装置は、第２の紙裁ち胴と、第２のアンビル胴とを有しており、
   前記第２の紙裁ち胴が、軸方向に間隔を置いた第２のブレードエッジを備えた第２の分割された裁断ブレードと、前記第２のブレードエッジから第２の紙裁ち胴の周方向に延びた第２の紙裁ち胴挟持面とを有しており、
   前記第２のアンビル胴が、該第２のアンビル胴の周方向に延びた第２のアンビル胴挟持面を有しており、
   前記第２の紙裁ち胴挟持面と、前記第２のアンビル胴挟持面とが、第２の分割された裁断ブレードの両側においてウェブを掴むための第２のニップを提供しており、
   前記第１の分割された裁断ブレードがウェブに間隔を置いた裁断を形成しかつ前記第２の分割された裁断ブレードが完全な裁断を形成するように、前記第１の分割された裁断ブレードの裁断面は、前記第２の分割された裁断ブレードの裁断面に対して軸方向にずれていることを特徴とする、ウェブを裁断及び挟持するための裁断・挟持装置。
2. 前記第２の紙裁ち胴が、ウレタン外部コーティングを有している、請求項１記載の裁断・挟持装置。
3. 前記第２のアンビル胴が、ウレタン外部コーティングを有している、請求項１記載の裁断・挟持装置。
4. 前記ウレタン外部コーティングが、連続的である、請求項３記載の裁断・挟持装置。
5. 前記第２の紙裁ち胴が、金属の２部構成ハブを有している、請求項１記載の裁断・挟持装置。
6. 前記第２の紙裁ち胴が、ウレタン外部コーティングを有しており、該ウレタン外部コーティングが、ハブの外面に結合されている、請求項５記載の裁断・挟持装置。
7. 前記第２のアンビル胴が、金属の２部構成ハブを有している、請求項１記載の裁断・挟持装置。
8. 前記第２の紙裁ち胴挟持面が、ウレタン外部コーティングを有しており、該ウレタン外部コーティングが、ハブの外面に結合されている、請求項７記載の裁断・挟持装置。
9. 前記第１の紙裁ち胴が、第１の分割された裁断ブレードから１８０度離れて配置された第２の分割された裁断ブレードを有する、請求項１記載の裁断・挟持装置。

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