JP2001505858A - ウエブ材料を折り畳むための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ウエブ材料（８）からジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を製造するための装置及び方法が提案されている。ウエブ材料（１８）が供給装置を介してスタンピングユニット（１０）に供給される。折り曲げラインを規定するためのスタンピングユニットに、アンビルローラ（２１）及びスタンピングポンチ（２４）が設けられており、この場合、スタンピングユニット（１０）が超音波によって負荷され、それによってスタンピング作用の補助が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 ウエブ材料を折り畳むための装置 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の、ウエブ材料を折り畳むため の装置に関する。 アメリカ合衆国特許第４７７８４４１号明細書によれば、ウエブ材料を折り畳 むための装置が公知である。この公知の装置は、主に、凹状及び凸状のスタンピ ング部材を有するスタンピングローラと、これに対応する対抗ローラとから成っ ている。これら２つのローラ間に、スタンピング（若しくはプレス成形）しよう とする紙がガイドされる。 ドイツ連邦共和国特許公開第４２０１２８８号明細書によれば、紙、フィルタ 材料又はこれと類似の媒体にひだをつける(Plissiereung)ための方法及び装置が 公知である。この公知の方法も、ノッチングナイフ及び対抗ホルダを備えたノッ チングローラ対(Kerbwalzenpaar)によって作業する。相応に制御することによっ て、ひだつけを変化させて形成することができる。 ジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を形成する装置は、アメリカ合衆国特 許第３５１４３６４号明細書により公知である。この公知の装置では２つの星形 ローラが設けられており、これらの星形ローラに、ジグザグ状に折り畳まれた部 材を成形装置にガイドする ためのベルトコンベヤが後置接続されている。 この公知のスタンピング（若しくはプレス成形）及び折り畳み装置における欠 点は、処理しようとする所定の材料において、正確な折り畳み縁部を得るために 、スタンピング作用が不十分であるという欠点がある。特に、所定の最大速度を 越える速度でローラを介して機械的にスタンピングすると、スタンピング作用に 関連して不都合な結果が生じることになる。 そこで本発明の課題は、ウエブ材料を折り畳むための装置で、前記のような欠 点を取り除いて、高いスタンピング効率が得られ、種々異なる材料においても、 折り畳みのために十分なプレス成形が得られるようなものを提供することである 。 この課題は、請求項１の上位概念に記載した構成から出発して、請求項１の特 徴部に記載した構成によって解決された。 超音波によって複合材料又はフリース材料の溶接を行うことは公知である。超 音波法でフリース材料又は紙を切断することも公知である。しかしながら本発明 の方法においては、切断過程も溶接過程も行わない。 本発明の主要な利点は、超音波によってスタンピングを補助することによって スタンピング作用が改善され、短いサイクル時間が得られる、という点にある。 超音波を用いてエネルギーを導入することによって、特にプラスチックフリース を使用した場合に、折り畳 みラインの領域内で、発生した熱に基づく可塑化が生じる。 勿論、超音波の代わりに、別の周波数の振動を与えるか、又は加熱部材によっ て折り畳み領域で加熱を加えることも可能である。 さらに超音波を使用する場合には、所望の位置に適切に導入することができる という利点がある。それによってエネルギ消費はわずかであって、導入されたエ ネルギは非常に良好に配分することができる。 本発明の構成要件によれば、スタンピングユニットは、相応に成形された輪郭 を有する少なくとも１つのアンビルローラと、スタンピングダイとから成ってい る。このスタンピングダイは、振動体の一部であって、この振動体によって必要 なエネルギが、処理しようとするウエブ材料に導入されるか若しくは作用せしめ られる。 本発明の別の構成要件によれば、２つのスタンピングユニットが使用されてい る。それによって、ウエブ材料は両側がスタンピングされ、ジグザグ状に折り畳 まれた部材が形成される。ウエブ材料にスタンピングつまりプレス成形が加えら れてから、ウエブ材料は引き取りユニット又は成形ユニットに達する。ここで、 例えばウエブ材料を回転するスピンドル内に導入することによって、ジグザグ状 の引き起こしが行われる。これらのスピンドルは、折り畳み間隔を正確に確定す ることができる。 本発明の有利な構成要件によれば、アンビルローラ又はスタンピングダイは、 モジュール状に構成されており、それによって、迅速な交換が可能であって、必 要なスタンピング構造に合わせることが非常に簡単に可能である。ジグザグ状に 折り畳まれた部材を製造するための方法は、本発明によれば、ウエブ材料を供給 装置を介してスタンピングユニットに供給するようにした。この場合、スタンピ ングユニットは、スタンピング作用を補助するために超音波によって負荷される 。この方法によって、種々異なる材料より成るフィルタ部材、特に安価に製造可 能なプラスチックフリース(Kunststoffvlies)から成るフィルタ部材を提供する ことが可能である。 本発明の変化実施例によれば、活性炭から成る、又は活性炭が添加されたプラ スチック部材をスタンピングし、それによって、粒子も空気有害物質及びガスも 吸収するフィルタ部材が得られる。 以上の特徴及びその他の、本発明の有利な変化実施例による別の特徴は、請求 の範囲、発明の詳細な説明及び図面に記載されており、それぞれの特徴は、単独 でも、また互いに組み合わせた形でも本発明の実施例において、及びその他の分 野でも実現することができ、保護されるべき有利な実施例を成すものである。 以下に図示の実施例を用いて本発明を詳しく説明す る。 第１図は、ウエブ材料を折り畳むための装置の概略図、 第２図は、ウエブ材料を折り畳むための別の実施例による装置の概略図、 第３図は、スタンピングダイの詳細を示す図である。 第１図に示した概略図にはエンドレスなフィルタ用ウエブ材料１が示されてい る。このフィルタ用ウエブ材料１は、まずスタンピングステーション１０でスタ ンピングされる。このスタンピングステーション１０は、２つのアンビルローラ １３，１４より成っていて、これらのアンビルローラは、スタンピングポンチ１ ５と対抗部材１６とを備えている。ローラ１７によって回転せしめられるフィル タ用ウエブ材料１は、これによって一方側及び他方側に交互にノッチ（刻み目） ラインが形成される。スタンピングステーション１０から、フィルタ用ウエブ材 料は、折り畳みステーション１１の入口領域、正確にはスタンピングされたフィ ルタ用ウエブ材料１を所定に折り畳む２つの歯付きべルト２ａ，２ｂ間に達する 。歯付きベルトの後ろで、折り畳まれたフィルタ用ウエブ材料１は、さらに規定 されてウォーム３内に送り込まれる。このウォーム３は、可変なピッチ(Steigun g)を有していて、ジグザグ状に折り畳まれた材料を所定の折り畳み間隔で案内す る。ウォーム３の端部には分離装置１２が設けられており、この分離装置１２で 、フィルタ部材は個別に分離されて、櫛状の部材６によって引き取りステーショ ン５に供給される。スタンピングステーション１３，１４に配置されたスタンピ ングポンチ１５は、それぞれスタンピングダイを備えているか、若しくはスタン ピングダイとして構成されていて、超音波発生器によって作動せしめられる。そ れによって、スタンピングダイ若しくはスタンピングポンチは、摩擦の影響及び 局所的な加熱を介して、フリースより成るウエブ材料の可塑化を生ぜしめるか、 及びひいては溝形状を成す輪郭を生ぜしめる。 第２図には、第１図に示した装置の変化実施例としての装置の概略図が示され ている。フィルタ用ウエブ材料１８は、ロール１９からスタンピングモジュール ２０に案内される。このスタンピングモジュールは、アンビルローラ２１とアン ビルローラ２２と、いわゆる振動発生体としてのスタンピングダイ２３及び２４ とから成っている。スタンピングダイは、フィルタ用ウエブ材料が通過する際に 、このフィルタ用ウエブ材料を、このために設けられた箇所でスタンピングし、 次いで領域２５で折り曲げる。折り畳み間隔を規定するために、２つのスピンド ル２６，２７が設けられており、これらのスピンドル間にフィルタ用ウエブ材料 が走入されるようになっている。これらのスピンドル は、次第に小さくなるピッチを有しているので、折り畳み間隔は、矢印２８で示 したフィルタ用ウエブ材料の走行方向で次第に小さくなる。スピンドルの右側端 部で最終的な折り畳み間隔が調節されてから、フィルタ状ウエブ材料は２つのコ ンベヤベルト２９，３０に引き渡される。これらのコンベヤベルトは、フィルタ 用ウエブ材料を、図示ししていない大量生産装置若しくは切断装置に供給される 。 第３図には、超音波式スタンピングの原理を示す拡大図が示されている。スタ ンピングダイ２４並びにアンビルローラ若しくはアンビル２１が示されており、 このスタンピングダイ２４とアンビルローラ２１との間を通って、フィルタ用ウ エブ材料１８が案内される。フィルタ用ウエブ材料の搬送中に、スタンピングダ イ２４の先端３１に超音波が供給されることによって、フィルタ用ウエブ材料は この領域で短時間加熱され、ひいては残留変形される。残留変形によって折り曲 げ箇所３２が形成される。スタンピングダイとスタンピングローラ２１との間の ギャップ寸法は、可変に調節され、それによって、使用されたフィルタ用ウエブ 材料に最適に合わせることができる。また、活性炭がコーティングされた材料又 は活性炭が添加された（aktivkohledotierte）材料をスタンピングする可能性も ある。この場合も、特に、活性炭が一種の多層コーテイング(Multi-Layer-Schic ht)内に埋め込まれて、こ のコーティングの損傷を避ける必要がある材料が使用されている場合には、スタ ンピング深さに関連した可変性が得られるという利点がある。 ジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を製造する際のプロセス段階は次の通 りである： −超音波を利用して材料を弱め、それと同時に材料を加熱する。 −次いでフィルタ用ウエブ材料をスピンドル又はコンベヤベルトで引き起こす。 −次いで、例えば循環式接着剤塗布装置(Kleberaupen)、サイドベルト又はこれ と類似の適当な公知の手段によってフィルタ部材を固定する。 活性炭が添加された材料が使用された場合、超音波法によって、活性炭粒子を 折り曲げ箇所の領域で小さくする可能性が提供される。これによって、一方では 材料の損傷が避けられ、他方では活性炭粒子を使用した場合でも折り曲げ箇所を 非常に正確に規定することができる、という利点が得られる。 折り曲げ箇所における超音波作用及びひいては材料の加熱を、ポリエステルフ リース(polyestervlies)において、約１１０℃乃至１２０℃の局所的な加熱が生 じるように、調節すれば有利である。このようなガラス温度(Glastemperatur)を 越える加熱によって、持続的な変形が生じるが、折り曲げ箇所は可塑的に維持さ れる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月２９日（１９９８．１０．２９） 【補正内容】 明細書 ウエブ材料を折り畳むための装置 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の、ウエブ材料を折り畳むため の装置に関する。 アメリカ合衆国特許第４７７８４４１号明細書によれば、ウエブ材料を折り畳 むための装置が公知である。この公知の装置は、主に、凹状及び凸状のスタンピ ング部材を有するスタンピングローラと、これに対応する対抗ローラとから成っ ている。これら２つのローラ間に、スタンピング（若しくはプレス成形）しよう とする紙がガイドされる。 ドイツ連邦共和国特許公開第４２０１２８８号明細書によれば、紙、フィルタ 材料又はこれと類似の媒体にひだをつける(Plissiereung)ための方法及び装置が 公知である。この公知の方法も、ノッチングナイフ及び対抗ホルダを備えたノッ チングローラ対(Kerbwalzenpaar)によって作業する。相応に制御することによっ て、ひだつけを変化させて形成することができる。 ジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を形成する装置は、アメリカ合衆国特 許第３５１４３６４号明細書により公知である。この公知の装置では２つの星形 ローラが設けられており、これらの星形ローラに、ジグザグ状に折り畳まれた部 材を成形装置にガイドする ためのベルトコンベヤが後置接続されている。 オランダ国特許出願第５２５７５号明細書によれば、熱可塑性の材料を熱を加 えながら折り畳む工具が公知である。 この公知のスタンピング（若しくはプレス成形）及び折り畳み装置における欠 点は、処理しようとする所定の材料において、正確な折り畳み縁部を得るために 、スタンピング作用が不十分であるという欠点がある。特に、所定の最大速度を 越える速度でローラを介して機械的にスタンピングすると、スタンピング作用に 関連して不都合な結果が生じることになる。 そこで本発明の課題は、ウエブ材料を折り畳むための装置で、前記のような欠 点を取り除いて、高いスタンピング効率が得られ、種々異なる材料においても、 折り畳みのために十分なプレス成形が得られるようなものを提供することである 。 この課題は、請求項１の上位概念に記載した構成から出発して、請求項１の特 徴部に記載した構成によって解決された。 超音波によって複合材料又はフリース材料の溶接を行うことは公知である。超 音波法でフリース材料又は紙を切断することも公知である。しかしながら本発明 の方法においては、切断過程も溶接過程も行わない。 本発明の主要な利点は、超音波によってスタンピングを補助することによって スタンピング作用が改善さ れ、短いサイクル時間が得られる、という点にある。超音波を用いてエネルギー を導入することによって、特にプラスチックフリースを使用した場合に、折り畳 みラインの領域内で、発生した熱に基づく可塑化が生じる。 さらに超音波を使用する場合には、所望の位置に適切に導入することができる という利点がある。それによってエネルギ消費はわずかであって、導入されたエ ネルギは非常に良好に配分することができる。 請求の範囲 1. ウエブ材料を折り畳むための装置であって、ウエブ材料のための供給装置 が設けられており、引き取りユニットと、ウエブ材料の折り曲げラインを規定す るための少なくとも１つのスタンピングユニットとが設けられている形式のもの において、 スタンピングユニット（１０）が、スタンピング作用を補助するために超音波 によって負荷されるようになっており、この場合、スタンピングユニット（１０ ）が、スタンピング輪郭を有する、少なくとも１つのアンビルローラ（１３，１ ４）と、スタンピングポンチ（１５）又はスタンピングカッタとから成っており 、スタンピングポンチ（１５）又はスタンピングカッタがスタンピングダイとし て構成されていることを特徴とする、ウエブ材料を折り畳むための装置。 2. ２つのスタンピングユニットが設けられており、第１のスタンピングユニ ット（２１，２４）が、ウエブ材料を一方側からスタンピングし、第２のスタン ピングユニット（２２，２３）がウエブ材料を他方側からスタンピングし、２つ のスタンピングユニットが超音波によって負荷されるようになっており、スタン ピングユニットの後ろに、ウエブ材料（１８）からジグザグ状に折り畳まれた部 材を形成する引き起こしユニット（２６，２７）が接続されている、請求項１記 載のウエブ材料を折り畳むための装置。 3. アンビルローラ及び／又はスタンピングダイがモジュール式に交換可能で ある、請求項１又は２記載の装置。 4. ウエブ材料からジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を製造するための 方法であって、ウエブ材料を供給装置を介してスタンピングユニットに供給し、 折り曲げラインを規定するためのスタンピングユニットに、アンビルローラ及び スタンピングポンチを設ける方法において、 スタンピングユニット（１０）を、スタンピング作用を補助するために超音波 によって負荷することを特徴とする、ウエブ材料からジグザグ状に折り畳まれた フィルタ部材を製造するための方法。 5. 引き取り又は引き起こしユニット（２６，２７）が設けられていて、該引 き取り又は成形ユニットがウエブ材料（１８）から、スタンピング後にジグザグ 状に折り畳まれた部材を形成する、請求項４記載の方法。 6. スタンピングしようとする材料（１８）として、紙、プラスチックフリー ス又は、活性炭を添加したプラスチック部材を使用する、請求項４又は５記載の 方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルク デメル ドイツ連邦共和国 Ｄ―70563 シュツッ トガルト ヴァルトブルクシュトラーセ 137アー (72)発明者 アンドレアス レヴァーマン ドイツ連邦共和国 Ｄ―70839 ゲルリン ゲン ヴェッテグラーベン ８ (72)発明者 ジークフリート ラップ ドイツ連邦共和国 Ｄ―71711 ムル エ アレンヴェーク ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ウエブ材料を折り畳むための装置であって、ウエブ材料のための供給装置 が設けられており、引き取りユニットと、ウエブ材料の折り曲げラインを規定す るための少なくとも１つのスタンピングユニットとが設けられている形式のもの において、 スタンピングユニット（１０）が、スタンピング作用を補助するために超音波 によって負荷されることを特徴とする、ウエブ材料を折り畳むための装置。 2. スタンピングユニット（１０）が、スタンピング輪郭を有する、少なくと も１つのアンビルローラ（１３，１４）と、スタンピングポンチ（１５）又はス タンピングカッタとから成っており、スタンピングポンチ（１５）又はスタンピ ングカッタがスタンピングダイとして構成されている、請求項１記載のウエブ材 料を折り畳むための装置。 3. ２つのスタンピングユニットが設けられており、第１のスタンピングユニ ット（２１，２４）が、ウエブ材料を一方側からスタンピングし、第２のスタン ピングユニット（２２，２３）がウエブ材料を他方側からスタンピングし、２つ のスタンピングユニットが超音波によって負荷されるようになっており、スタン ピングユニットの後ろに、ウエブ材料（１８）からジグザグ状に折り畳まれた部 材を形成する引き起こしユ ニット（２６，２７）が接続されている、請求項１又は２記載のウエブ材料を折 り畳むための装置。 4. アンビルローラ及び／又はスタンピングダイがモジュール式に交換可能で ある、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。 5. ウエブ材料からジグザグ状に折り畳まれたフィルタ部材を製造するための 方法であって、ウエブ材料を供給装置を介してスタンピングユニットに供給し、 折り曲げラインを規定するためのスタンピングユニットに、アンビルローラ及び スタンピングポンチを設ける方法において、 スタンピングユニット（１０）を、スタンピング作用を補助するために超音波 によって負荷することを特徴とする、ウエブ材料からジグザグ状に折り畳まれた フィルタ部材を製造するための方法。 6. 引き取り又は引き起こしユニット（２６，２７）が設けられていて、該引 き取り又は成形ユニットがウエブ材料（１８）から、スタンピング後にジグザグ 状に折り畳まれた部材を形成する、請求項５記載の方法。 7. スタンピングしようとする材料（１８）として、紙、プラスチックフリー ス又は、活性炭を添加したプラスチック部材を使用する、請求項５又は６記載の 方法。