CN1267595A - 平面材料的压花设备 - Google Patents

Abstract

优选在包装工业中用于加工平面材料的压花设备的压花辊可以设计成能更换的,只要将它装在恰当的备用单元中。备用单元可例如采取具有端部配合面的套筒的形式。压花设备的机架相应地有以高精度与该备用单元相配的安装座。因此装在备用单元中的压花辊处于这样一种使用状态,即,此时固定装置的配合面装入有关的安装座中,无需为使之处于其工作位置而进行其他调整工作。因此尤其是这种压花设备被驱动的压花辊可以用很低的费用更换,从而可以加速维修工作和迅速转换产品。

Description

平面材料的压花设备

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述用于平面材料的压花设备。作为这种材料优先理解为带材或料幅，它们单面敷有铝层以及它们的载体由纸或一般含纤维的材料组成，或理解为例如由塑料、金属或复合材料制成的薄膜。

这种压花设备尤其在包装工业中用于釉光包装材料，其中最好同时还压印商标、编码顺序等。在这里釉光指的是在表面加上毫米和小于毫米范围内的细网格。此类薄片状的包装材料例如应用于包装烟草制品(香烟)、食品、巧克力、口香糖等。在申请人的欧洲专利申请EP-A-0686782中介绍了一种用于此目的的压花设备。

对这种压花设备的迫切要求，如高运行速度(例如1.8m/s)、精细和绝对均匀的网格以及在不间断的长的工作时间中还要无缺陷地压印，渴望在此类压花设备的结构和装置中有高的精确度。因此在已知的设计中，整个所谓的压印头，亦即机架和装在机架内的压花辊和尤其是调整设备，作为外部装置装在压花机上。这些压印头中有些重量大于50kg。

因为这些辊受到可估计到的磨损，所以要进行压印头的定期维修，尤其是随着时间的推移必须更换这些辊。另一方面改变为尤其是另一种表面结构、另一种釉光或另一种格式也需要进行辊的替换。在已知的压印头中，为此需要拆除整个压印头，将它送到车间去在那里实施必要的加工，然后重新装配，并由于在这一过程不可避免地出现丧失原有的调整而可能要进行附加的费时的重新调整。这样一个过程可能持续许多小时，以及在将压印头从包装机拆除和装上包装机时由于它的重量大通常需要两个人或附加的提升工具。

为了更快地更换，提供第二个保持储备的压印头。然而这一方案在经济上很浪费，而且另一方面也避免不了有必要在包装机的材料流程上精确调整此新装上的压印头。

因此本发明的目的是提供一种前言所述类型的压印设备，它允许压花辊更加易于装拆。

本发明的基础是意外地发现并不是绝对必要尤其是将驱动的压花辊直接固定在压花设备的机架内。此驱动的压花辊一方面与包装机的驱动装置接合，另一方面应按要压花的材料的运行方向准确地调整。

然而按本发明，与先有技术相反，这些辊借助于适用的固定装置以这样的方式装在压花设备的机架内，即，只用少量的时间便可将它们重新拆卸或更换，在这种情况下实际上不需要每次都重新调整。这种固定装置最好装在压花辊的两端并安装有用于压花辊的轴的轴承。在它们的外部形状方面，它们设计为具有高精度地与在压花设备机架内的相应安装座互补，所以压花辊最好可带着固定装置一起从安装座取下或置入安装座内，与此同时实现准确定位。最好还有附加的锁定装置和/或保险装置，以便一方面保证至少固定装置准确配合，必要时还保证至少此固定装置定位在一个规定的角向位置上，以及另一方面可靠地防止运行中例如由于振动导致压花辊移位。

事实证明，作为固定装置还可以设计为在拆除状态支承着压花辊，轴承则固定地设在机架内。

在先有技术中相配辊用比较简单的可接近的螺钉与相应的调整和/或压紧装置连接，并因而在已知的压印头中便已经可以用低的费用更换。但由此却限制了使用，因为在改变一种要压印的编码顺序时必须换掉两个辊，这是由于这些压花辊在工作中互相适配，而只更换两个辊中之一会导致故障和更大的磨损。由于这一原因，本发明的一项有利的改进在于，即使是相配辊也配备有类似的固定装置，并因而它们也能用简单的方式更换。由此同样可能的是，针对不同的压花规定各储备一个压花辊对，无需为此有不允许的高投资。

即使仅仅为相配辊配备固定装置而与此同时在机架内按传统的方式固定驱动的压花辊，也意味着是在便于维修方面的一大进步，因为尽管与驱动的压花辊相比更换一个按传统方式固定的相配辊要更简单些，然而要化较长的时间，本发明显著缩短了所需要的时间。在这一方面本发明有重要意义的收获还在于，存在着一种用许多相配辊的趋势，以及这可能表示要限制尤其是主要在一个或多个相配辊上制有压印花纹的表面的磨损。

总之，本发明借助在权利要求中说明的实施形式提供下列优点的一项或多项：

1.配备有按本发明的快速更换系统的压印头可固定安装在包装机上，也就是构成包装机的一个固定的组成部分；

2.因为本发明大大减轻了在转换或维修时必须操作的零件的重量，所以由一个人便可以操作，尤其是必须操作的零件基本上仅仅是压花辊本身。其结果是还导致更低的生产成本；

3.购置费用较低，因为对于一个现有的压印头为了满足新的压花要求只须购进在快速更换系统内相应的压花辊；

4.压花辊的维修和装配/分解大大简化；

5.生产技术有利于环境保护，因为只需要较少的机械零件。

下面借助于附图表示的实施例进一步说明本发明。其中：

图1  第一种实施形式的立体图；

图2  第一种实施形式的俯视图和通过可拆出的压花辊的局部剖

     面；

图3-7第二至第六种实施形式的立体图；

图8  第七种实施形式的立体图，包括没有连接的压花辊固定装

     置；

图9  第七种实施形式类似于图2的俯视图；

图10 第八种实施形式的立体图，包括一个装在机架内的压花辊

     轴承；

图11 第八种实施形式类似于图2的俯视图；

图12 第九种实施形式的立体图，包括在备用单元内的压花辊同

     步机构；

图13 第九种实施形式类似于图2的俯视图；

图14 第十种实施形式的立体图，包括用于转动压花辊的旋钮；

     以及

图15 第十种实施形式类似于图2的俯视图。

在不同的图中一致的部分用相同的标号表示。

图1和2表示本发明第一种实施形式，其中驱动的压花辊1可旋转地支承在一个总体上圆柱形的套筒2内。套筒2沿压花辊1的工作长度有一缺口3，所以相配辊4可紧靠在压花辊1上(见图2)。

被驱动的第一压花辊1通过滚动轴承6精确地可旋转地支承在套筒2内。套筒在两端各有一配合面8或9，它们准确地与压花设备14的机架13内的孔11或12适配。因此套筒2可以沿箭头15的方向插入机架13内，直至端盘16停靠在机架13上，并与此同时借助于驱动装置21使驱动的压花辊1在机架13内沿径向准确定位。通过将锁定螺钉18向里旋入套筒2内，使套筒固定在一个规定的最佳角向位置，并例如还防止振脱。由图1可见，外部驱动装置20以轴21插入孔11内。当套筒2推入时此驱动装置端部22与压花辊1的驱动端23接合。这种接合可按先有技术已知的各种方式实现，并取决于当地的具体条件，例如键或齿。对于接合过程可能必要的是，将压花辊1旋转到一个规定的位置，这一方面可通过在缺口3内作用于压花辊1上实现，或也可通过旋转驱动的压花辊1的第二轴24实现，它例如设计为可穿过端盘16接近。

如图1示意表示的那样，相配辊4在松开了它在一个普通的固定装置上的固定后可以向上方(箭头26)取出，此固定装置最好还允许将压花辊彼此移开，例如按本发明人的已提及的欧洲专利申请中所述。因此固定相配辊4的实施形式在这些图中没有进一步表示，也无需进一步说明。

与图1中的示意图相对应，图2中清楚地表示了配合面8有比压花辊1小的直径，所以通过松开压花辊1的预紧装置便完全可以提出压花辊4，以便能将压花辊1从机架13抽出。由此实施例可知，这样一来可只需更换压花辊，机架及装在它上面的所有辅助装置如驱动准备装置同样不必拆除。因此机架也可以设计为包装机的固定组成部分。现在，由于受到磨损的主要零件(压花辊、轴承)能方便地更换，所以也能以更低的零件费用并因而有利于保护环境地维修。

由于简化了更换过程，还可设想在适当地修改后，例如用销子或类似物替代锁定螺钉，压花辊的更换可以半自动或全自动地实施。在这一方面还可规定，通过适当的设在产品上或直接设在压花辊上的传感器检查压花辊的磨损。这些传感器或其他任意的测量装置还能读出存在于压花辊上的编码，并因而可以实现所使用的压花辊的自动识别。磨损自动控制的可能性在于，在一端设一抛光的光滑的围绕着辊的区。此测量区表面的位置可借助于例如光学传感器相对于机架高精度地测出。为此所需的传感器装置是已知的。当压花辊制有压印花纹的表面磨损时(此表面例如可以由从毫米到几毫米范围内的角椎体组成)，压花辊相对于机架运动并因而在传感器上产生一个相应的信号。对于一般的压花辊，直至表面完全磨损，辊的移动距离例如为150μm。若信号超过规定的阈值，亦即磨损达到某一个极限值，可能要求更换压花辊，此时或通过操作人员的一个相应的信号，或通过起动一个半自动或全自动的更换系统。

通过按这样的方式修改套筒2，即除驱动的压花辊外也装入相配辊，则这两个压花辊也可以在它们的角向位置方面彼此相对地准确同步化。在这种情况下此框架并不一定必须是单体的，而是也可以包括多个彼此松靠着的部分，其中之一按包套的方式装有被驱动的压花辊，第二个部分安装相配辊。于是此框架最好首先通过将这些部分置入机架13内相应的安装座而组合在一起并彼此相对固定。对此的一种例子下面称为第九种实施例(图12、13)。

最后还可设想将按本发明的结构应用于多辊系统。多辊系统理解为是这样一些设备，即在它们中有多个尤其是两个以上的辊参与压花和/或输送过程。

在下面说明的实施例中表示了一些示意表示的方案：

在图3中机架13有基本上矩形的安装座30，在此安装座内可从上方装入现在相应地有矩形配合面31的套筒2，或可重新向上取出。

图4表示了一种方案，其中驱动的压花辊1以及相配辊4均包含在套筒2或35中。在这种情况下规定，相配辊4偏心地装在套筒35中，使之向前能足够远地从缺口36伸出，从而使相配辊4能压靠在驱动的压花辊1的表面上。这一朝驱动的压花辊1方向的运动通过可移动地装在开口38内的安装座39保证。安装座39与图中没有表示的按先有技术的调整和压紧装置连接。

套筒2和35角向位置方面必要的定位借助于端盘16或40实现，它们只有在允许的位置才可以让压花辊1和4为工作所需地接近。在此例中为实现这一点，端盘16或40各有一个直的部分41。

图5表示了一种实施形式，它在有关驱动的压花辊1的方面基本上与图3一致。但在这里相配辊4也装在一个U形架42内。支架42装在槽43中，槽43的底部各有一个导轨44，当支架装入时导轨进入图中看不到的在端部46下面的导槽内。导槽与导轨44准确相配，由此实现相配辊精确的轴向定位。支架42与相配辊4一起沿导轨44朝驱动的压花辊1移动。这一运动以及在第一压花辊1上形成规定的压紧力仍可借助于按先有技术已知的调整和压紧装置进行。因此在图中没有表示。

图6表示了一种实施形式，其中驱动的压花辊1和相配辊4处于一备用框架48内。在备用框架48底部有T形槽49，借助于槽49备用框架可从侧面配合准确地在导轨50上沿箭头51的方向推入机架13内。在推进过程中，用于相配辊4的调整和压紧装置中例如已画出的冲头52后撤，以及在备用框架48装入工作位置后再前移，以便使第二压花辊4按规定压紧在第一压花辊1上。因为冲头52的工作位置是确定的，所以在这里也不需要任何新的调整，只要将调整装置从允许推入的静止位置送到预调整好的工作位置就够了。

图7表示了一种类似于图6的实施形式，但其中备用框架48和导轨50设计为使备用框架48与压花辊1、4可从上方按箭头53装入机架13中。

最后图8和9表示了一种方案，其中去掉了套筒2的中段，也就是说压花辊1的全部圆周都可以接近。在压花辊1的两端是配合段55(驱动侧)或56，其中装有压花辊1的轴承6，周缘制有配合面8或9。除此以外在使用时它与图1和2所示的相同，尤其是在插入过程方面。然而在这里最好借助于螺钉57保险，它们沿压花辊1的轴向穿过端盘16的边沿58旋入机架13内。

图10和11表示一种实施形式，其中驱动侧的轴承60装在机架13内并在轴承60内装入主轴颈62。

端部61只还有一个用于压花辊1的环形支座65，以便在更换期间和在贮存时将压花辊1保持在一个位置(最好大体在中央)，在此位置压花辊1有内锥体的端部22套在同样设计为锥形并与之互补的驱动装置轴颈62上并可与之接合。如图所示，此压花辊端部22可尤其设计为轴或组合在辊体上与之成一体。

图12和13表示了一种类似于图1和2的实施形式，但这两个压花辊1和4各有一齿环70、71。在准备就绪的状态(图13)，这些齿环互相啮合以及压花辊1、4强制同步化。

图14和15表示了一种类似于图1和2的实施形式，它有一旋钮24，压花辊1例如为了在轴端22处接合，可借助于它通过粗齿旋至一个可接合的位置。旋钮通过空程离合器或滑拖离合器75与压花辊1的轴端76连接，所以在运行期间旋钮24不会被迫随着一起旋转。

由上面的说明出发，专业人员可易于改变所表示的实施形式，与此同时不离开本发明的范围。尤其是压花设备可布置和定位在任何一个空间位置。所说明的这些方案，尤其是为了压花辊的接合和为了通过旋钮手动旋转，可以互相组合在一起。

在框架件、机架13或配合段55、56的端面或端盘内，可例如有如齿轮或皮带传动装置那样的同步化机构，以便压花辊同步旋转。也就是说，一些或全部压花辊1、4可以通过相应的传动装置同步化，在这种情况下传动装置各部分的接合也要在辊1、4装入机架13的过程中才能实现。

还可设想一种或多种下列的变化：—旋转对称的备用单元，亦即套筒2或配合段55、56以及在机架13中相应的安装座，配备旋转制动件，如槽/榫对，以便只允许按规定的角向位置装入，或此备用单元有一种不同于放射式对称的形状，例如椭圆形；—设直接连接在压花辊端部的固定装置，所以压花辊的这些端部起轴的作用并可取消原来的轴；—压花辊一般优先由电动机或其他驱动装置的驱动，例如也可以取代与包装机驱动装置的接合而借助于自己的电动机，不过自己的电动机最好必须与所连接的机器尤其是包装机的电动机同步化；—备用单元采用磁的锁定装置；—备用单元的安装通过组合备用单元沿径向和沿轴向的运动进行，例如从上方置入直至压花辊与驱动装置主轴颈对齐，然后沿轴向套在此轴颈上；—在一个或多个备用单元内只装有相配辊4。

Claims (16)

1.用于平的材料尤其形式上为料幅或带材压花的设备(14)，有至少两个压花辊(1、4)，亦即被驱动的第一辊(1)和相配辊(4)，它们互相平行和彼此确切地贴靠和可定位地装在机架(13)内，其特征为：压花辊(1、4)的至少一个包含在备用单元(2；2、35；42；48；55、56)中，备用单元有固定装置(8、9；31；49)，以及机架有基本上与固定装置形状互补的安装座(11、12；30；50)，所以当固定装置插入有关的安装座中时备用单元便可被装在机架内的预定位置上。

2.按照权利要求1所述的设备(14)，其特征为：包含在备用单元(2；2、35；42；48；55、56)中的压花辊(1、4)中至少一个是第一辊(1)，它被驱动作旋转运动。

3.按照权利要求1至2之一所述的设备(14)，其特征为：在备用单元(35；42；48)中至少设一相配辊(4)，尤其是这样一个第二辊(4)，即，配属于它的第一轴(1)装在自己的备用单元中或与此第二辊一起装在一个公共的备用单元(48)中。

4.按照权利要求1至3之一所述的设备(14)，其特征为：在装在备用单元(2；2、35；42、48；55、56)内的辊(1、4)中至少一个有手操纵机构(24)，所以可将此辊旋转到一规定的角向位置，尤其是这样一个位置，即，在这一位置装入机架(13)时可以与驱动装置(20)接合。

5.按照权利要求1至4之一所述的设备，其特征为：有锁定装置(18；57)，最好是夹子、紧固螺钉和/或其他非机械的锁定装置，通过操作锁定装置可将固定装置(8、9；31；49)锁定在机架(13)的一个规定位置上，所以可以在准备就绪的状态下不失去调整地进行拆出和重新装入。

6.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征为：备用单元的一些部分互相连接，以构成一个单体的外壳，尤其是备用框架(48；2、42)或套筒(2；35)，它包含单个的辊(1；4)或多个辊(1、4)。

7.按照权利要求6所述的设备，其特征为：备用框架(48)围绕着第一辊(1)和相配辊(4)，所以此辊对可作为一个单元取出和可重新装入。

8.按照权利要求1至7之一所述的设备，其特征为：辊(1)和相配辊(4)通过设在备用单元内的同步机构(70、71)在工作上互相连接起来，所以这两个辊的角向位置，在准备就绪状态，最好也在从机架取出的状态，彼此确定。

9.按照权利要求1至8之一所述的设备，其特征为：机架(13)有固定装置(8、9；31；49)的安装座，安装座有在置入状态相对于辊(1、4)轴向或径向布置的壁(11、12)，而相应的备用单元(2；2、35；48；55、56)的固定装置设计为基本上与之互补，所以备用单元从机架(13)取出和重新置入机架(13)可平行或垂直于辊的旋转轴线实施或可通过顺序实施此类运动完成。

10.按照权利要求1至9之一所述的设备，其特征为：固定装置(8、9)有旋转锁定装置，以及在机架(13)中用于固定装置的安装座有设计为与之互补的锁定装置，所以固定装置只有在相对于机架为规定的角向位置才能插入安装座内。

11.按照权利要求1至10之一所述的设备，其特征为：有用于测量至少一个压花辊磨损的测量装置，尤其是确定相配辊(4)位置的传感器，以便在超过规定的磨损阈值时发出一个信号，在这种情况下最好与一个用于更换压花辊(1、4)的装置相结合，所以借助此传感器可以命令自动更换。

12.按照权利要求1至10之一所述的设备，其特征为：一个压花辊(1、4)的固定装置(8、9；55、56)中至少一个，最好装在备用单元(2；2、35；42；48；55、56)中的所有压花辊(1、4)的全部固定装置，有一个用于可旋转运动地支承压花辊的轴承(6)。

13.按照权利要求1至12之一所述的设备，其特征为：一个压花辊(1、4)的至少一个固定装置(61)，尤其是被驱动的第一压花辊(1)与驱动装置(21)接合部位处的那个固定装置，设计为压花辊(1)的支座(65)，以及在机架(13)内设有用于运行的可旋转运动的轴承(60)。

14.具有按照权利要求1至13之一所述设备的包装机。

15.按照权利要求14所述的包装机，其特征为：压花设备(14)的机架(13)不可拆式地与包装机连接。

16.按照权利要求1至13之一所述的设备或按照权利要求14至15之一所述的包装机的用途，用于在平的材料尤其在形式上为料幅或带材上压印表面结构，材料在至少一个第一辊(1)和一个第二辊(4)之间通过，其中，此材料最好单面敷金属层尤其铝层，此外作为载体优先为一种含纤维的材料尤其是纸。

Images