JP2008514522A - 紙ウエブ用横方向分離装置 - Google Patents

Abstract

本発明は紙ウエブの横方向の分離装置であって(Ｉ)少なくとも１つの連続又は不連続に従動されるウエブ供給ローラを具備する紙案内領域と(II)前記ウエブが不連続前進運動のための準備ができているバッファ領域と(III)切断手段を含む切断装置と(IV)不連続なウエブ前進運動を有する紙リード・オフ領域とを備え前記バッファ領域(110)は前記ウエブに直角な方向に、グループ(120;150)の少なくとも１つの第２３チューブ(123;153)に対して移動可能な２つのチューブ(121、122;151、152)を具備する少なくとも１つのチューブ・グループ(120;150)を備え、チューブ・グループ(120、150)は可変長さの二重ウエブ回転ループを構成するためにチューブ(140、142)を具備する紙結合領域と、不連続に従動されるウエブ送給部(130)と、の間に配置され、及び前記チューブ・グループのチューブ間の距離によって決定される長さは連続又は不連続従動ローラウエブ供給ローラ及び不連続前進運動によって制御されることを特徴とする装置に関する。

Description

本発明は、概して、紙ウエブの長手方向に直角な横方向に延在する分離装置に関し、特に、紙ウエブ又は紙ウエブが不連続な前進運動の準備ができており、かつ、その後、切断される横方向の分離装置のバッファ領域の装置に関する。

これらの切断機構は或る期間の間知られていた。これらの切断装置は、主に金融又は保険産業におけるより大きな会社によって必要とされる印刷紙ウエブのような印刷紙ウエブを切断するために用いられている。これらは、高速プリンタ、電動切断装置並びにソーティング及び随意には梱包装置を含み、かつ、大部分の自動化運転に向けられた高性能紙加工ラインである。

こうした高回転率及び速度における安全な動作を保証するために、多くの予防措置が取られる必要がある。例えば、紙ウエブ用の穏やか且つ安全な案内は最も重要である。
別の課題は切断装置内への紙の導入である。紙破裂の何れの痕跡も示すべきではない全ての目的のために、十分な品質で、安全な横方向紙分離を実行するために、紙ウエブは、自身の横方向分離以前及び分離の間に短い瞬間停止しなければならない。従って、紙ウエブは横方向分離装置の位置に異なる速度で移動するか、あるいは異なる運動フェーズを被ることになる。実際的な動作の間、短いか又は欠落さえし得る一定速度のフェーズの次に、加速フェーズ並びに完全な停止まで制動するフェーズが必要である。これは、紙導入の速度に対応し、かつ連続稼動装置の動作速度に等しい平均速度に帰着する。

これらの高性能紙処理ラインは大抵は連続且つ絶間なく稼動しているため、加速フェーズの間に効果的な横方向分離に引き続いて蓄積された材料を減じ、かつ通常の（一定速度の）運動を続けるためには、処理ライン又は切断装置（制動又は停止フェーズ）の或る領域における紙ウエブを蓄積させるための装置が設けられなければならない。これをするときに、紙ウエブの破壊が生じ得るために、加速フェーズがあまり長く続かないことを保証しなければならない。

特許文献１から、空気圧式紙ウエブ制動装置で紙ウエブを切断する装置は知られており、ここで、紙ウエブは、上向きに向けられたループによって下から作用する気流によって案内される。

特許文献２及び３に記載されている紙ウエブを切断する装置のウエブ制動は上述の原理に依存する。

これらの知られた装置は、蓄積された紙ウエブが、しばらくの間、案内ガイドなしであり、従って、このために引き続く加速の際には制御されない運動をし得るために、満足の行くものではない。更なる欠点は、この態様では、１枚の紙ウエブのみが一時に制動し得るということである。
独国特許第１００ １１ ００６号明細書 欧州特許第１ ２６８ ３２９号明細書 国際公開第０１／６６４４８号パンフレット

紙ウエブがその蓄積にも拘わらずに弛く案内される、すなわち、あまり多くの張力は、実際には、常に、機械式案内装置と接触しない、装置を提供することが本発明の目的である。

本発明によれば、この課題は請求項１による発明の第１実施形態によって現状技術の欠点を回避すると同時に、本発明によれば、この課題は解決される。好ましい実施形態は、特許請求の範囲の請求項２〜請求項６に記載されている特徴を含む。

本発明は、請求項７の特徴を有する迅速に可動する紙ウエブを横方向に分離するため方法にも関する。本発明の方法の好ましい実施形態は、請求項８〜請求項１０の特徴を含む。

本発明に通じる出願人の調査は、横方向分離装置に導入される以前に長手方向に分離される、より幅広い紙ウエブを採用することによってこうした処理ラインの回転率を増大させることが実際に可能であることを説明した。この目的のために、紙ウエブは最初に長手方向分離装置に導入され、すなわち、装置のバッファ領域に入る前に、これは紙ウエブを装置の長手方向に切断し、かつ紙ウエブの幅の半分である互いの上に載って配置される２つの紙上部を作り出す。機械式装置によって、部分的ウエブの更なる処理が同時に行い得るように、両方の部分的ウエブは同期して運転されることが保証される。その後、両方の部分的なウエブはバッファ領域に案内される。ここでは、ウエブは互いに対して独立して減速され、蓄積され、及び再び加速される。

こうした長手方向分離装置から最適な利益を得るためには、両方との形成された部分的なウエブを同時に切断装置又は自身の切断装置内に導入する必要がある。これをするときには、処理ラインのバッファ領域にある紙ウエブを蓄積させるための装置は、同時に部分なウエブの両方を働かせることはできないし、かつ、従って、装置を２回設けなければならず、これはこの装置の構成にとって極めて付加な努力に通じ、これは現状技術の装置に対して費用効果が高い。さらにまた、部分的なウエブの同期された運動の要件は未解決の課題を持ちかける。

従って、両方のウエブを処理し得る一方で同期性、すなわち、ウエブの同期運動、を失う危険性を最小化する、処理ラインのバッファ領域における装置に対する比較的簡単な構成を与えることが本発明の第２の目的であり、これは請求項２乃至請求項６までのいずれか１項による実施形態によって達成される。

当業者は部分的なウエブの数をグループ寸法として明示する。紙ウエブが一旦長手方向に分離される場合、グループ寸法は２である。しかしながら、２又は奇数グループでさえよりも大きなグループ寸法を有し得るバッファ領域に対する構成を与えることは本発明の別の目的である。奇数のグループ寸法では、１枚の紙ウエブのみが前進移動し得ることもあり得る。この場合、下部及び上部紙ウエブの長さの違いはバッファによって補償される。

一般に、本発明は、紙導入領域を備える、紙ウエブの横方向分離のための装置及び方法を提供する。この紙導入領域は、随意には、紙ウエブを長手方向に分離して２つの部分ウエブにするための長手方向分離装置、少なくとも１つのウエブが非連続的な前進運動のために準備されているバッファ領域、制御装置、切断装置、及び、紙引き込み領域を含み得る。紙導入領域は、随意には、通常は装置の中央にある、分離の所望位置に配置される切断手段を具備する長手方向分離装置を含む。切断手段の正確な位置は微調整される。紙導入のための領域は、紙ウエブ又は部分的な紙ウエブを供給するための単数又は複数の被従動すなわち従動ウエブ供給ローラを備える。
紙導入領域は処理ラインのその位置に位置づけられる。この位置では、−特定実施形態に応じて−最初の紙ウエブが導入されるか、あるいは紙ウエブの長手方向の分離のための装置の出口にあり、この出口で両方のウエブは更なる処理のために導入される。

紙導入領域と紙引込領域との間に配置されるバッファ領域は、ウエブに対して直角な少なくとも１／３チューブに対して移動可能である２つのチューブを具備する１つのチューブ・グループから成る。このグループのチューブは、より類似したチューブであるか、あるいは紙ウエブがその上を滑るチューブ表面である。このチューブ・グループは、可変長さの二重回転ウエブループを形成するために、連続的又は非連続的に従動されるウエブ供給ローラと、非連続的に従動されるウエブ送給部と、の間に配置される。チューブ・グループのチューブ間の距離によって決定されるこのウエブループの長さは、制御装置によって制御される。固定チューブから可動チューブを離すように移動させることによって、装置は横方向分離装置の二重フォーマット長に適応する。従動チューブがこの作動に関与せず、代わりに、紙ウエブは滑らかなチューブ表面に亘ってドラッグされるため、破壊の危険性を含むであろう、ウエブの望ましくないか又は誤った引っ張り又はドラッギングが生じる。現状技術の装置とは対照的に、ウエブループ内には空気は何等吹き付けられないが、その代わりに、ループはチューブ・グループを作る少なくとも３つの非従動チューブによって案内され、ここで、案内は存在する更なる紙材料によって指示される。可動チューブを具備するアームの制御は制御装置の仕事である。

本発明に従って「速い移動(schnell laufend)」として称されている紙ウエブは、少なくとも約１２０メートル／分（メートル／分）の速度、好ましくは少なくとも約１６０メートル／分の速度、そして、特に好ましくは、約１８０〜約２１０メートル／分の範囲の速度で作動する満足の行くものである。本願明細書で使用される「約(etwa)」との用語はプラスマイナス２０％の偏差を差すものとして意図されている。

後者で言及した範囲の速度は、作動中の時間当たり約４０００切断／時の切断周波数を可能にするが、２つのウエブの使用はこの周波数を従来技術文献記載発明のものの２倍にもたらす。

処理インが上流に長手方向分離装置を具備する場合、上述した装置はバッファ領域には、２回、各部分ウエブに対しては１つ存在しなければならない。本発明によれば、これは長手方向に直角な横方向に逆転して配置されているが、さもなければ、等価なチューブ・グループを配置することによって解決される。このチューブ・グループは、第１チューブ・グループに隣接する、少なくとも３つの固定チューブを備える。その結果、これらのチューブ・グループが取り付けられるキャリア手段は平面に対して対称に配置され、かつ各々は紙ウエブと共に約７５°の角度を包囲する。

制御装置は、連続又は不連続従動ウエブ供給ローラに連結され、非連続従動ウエブ供給ローラは前進運動し、前進運動の差分から可動チューブの必要な拡大量を算出する。さらにまた、制御装置は、連続ウエブ前進速度（連続前進運動のために）を決定し、かつ切断動作と連繋される不連続ウエブ前進運動を始める。

紙ウエブは切断運転のために停止する。この位置では、時間的に、連続又は不連続なウエブ供給によって移動される紙ウエブは蓄積し、そして、チューブ・グループの可動チューブ対は蓄積された材料を取り上げるために固定チューブから移動する。これらの案内は、切断装置に向かって紙が移動する方向に直角な線から少し傾斜している。チューブ・グループの各々が切断されるべき側から、予め定められた長さｌの紙を取り上げるときに、鋭利な切断段階は実行され、かつ不連続なウエブ送給運動は再び始まり、最小の時間で、連続又は不連続ウエブ送給より高い速度にウエブを加速する。同時に、チューブ・グループは、再び一緒に移動し、かつ蓄積された材料を解放する。完全に蓄積された蓄えが引っ張られるときに、連続又は不連続ウエブ速度に到達するか、あるいはこの点において破壊フェーズに切り替わるように、この同期されたウエブ前進運動の加速度は計算される。それから、次の切断が始まる以前に更なる破壊が始まってウエブ長さｌを巻き取る。ここで、両方の部分的なウエブは同時に分離される。

連続又は不連続なウエブ供給は、バッファ領域の前に位置する２つの隣接して位置づけられた従動ローラによって達成される。不連続な紙前進運動は、バッファ領域に続くウエブ引込領域にある従動ローラによって達成される。

横方向分離後リード・オフ+装置を通過する紙部片は更に加工されず、ここで、例えば、単独又はエンベロープ内に他の分離された紙部片と共に配置されるか、あるいは包装目的のためにスタック内の更に分離された紙部片と共に集められる。しかしながら、これらの更なる段階は、当業者には周知であり、従って何れの更なる説明も必要としない。また、これらは、本発明の一部ではない。

本発明の全般的効果は、連続して高スループットに紙ウエブを処理する可能性である。
更なる効果は、同期された前進運動機構が紙ウエブの全体ウエブのみならず蓄積された部分にも影響を及ぼさないことである。これは、より少さな質量が加速及び減速される必要があることを意味する。不連続な前進運動はかなりの加速を必要とするが、多くの従動力及び大きなトルクを有するエンジンの使用を廃するものにすることを意味する。他方で、連続又は不連続ウエブ供給従動装置には何等の特別な要件はない。文献をグループで持ってくる梱包機械はサイクル・タイムを決定する。この作動モードは、各分離後に切断機を止めることを可能にする。

本発明による装置の重要な利点は、紙ウエブは何れの点においても、時間的に、蓄積された材料の全長に亘って、従動されるか、あるいは従動されない幾つかのローラ又はューブと常に接触するように、案内されるということである。これは、より良好なエンジン平滑性に通じ、ウエブが所望されないいずれの縮れ又は破裂する機会を得ないように保証する。

本発明をより良く理解するために、そして、以下に言及する事項を説明するために、本発明を図面を参照して説明する。

以下では、本発明の好ましい実施形態を図１を参照にて更に詳細に例示する。この目的のために、本発明の主要部をなす、チューブ・グループ１２０、１５０を備える長手方向に直角である横方向の分離装置のバッファ領域１１０、１５０は、図１の第１実施形態に従って例示的に図示されている。長手方向に延在する分離装置及び読取装置（図１には示さず）は、バッファ領域１１０より手前に位置づけられる。左から導かれる紙ウエブは長手方向に切断され、かくして、２つの部分ウエブを形成する；つまり、ウエブ半体はチューブ１４０及び１４２を具備する紙合流領域に亘って案内され、これらの特定の配置構成が紙ウエブの位置決めに通じる。同じ装置が下側で横方向に逆転して位置でけられる。チューブ１４１及び１４２によって、後部ウエブ半体は下側に案内に案内される。引き続いて、両方の部分的なウエブは従動シャフト１４４及び１４５によってそれぞれのバッファ領域１１０に送給される。上部バッファ領域は、２つの可動チューブ１２１及び１２２、静圧チューブ１２３及び２つの偏向板１２４（入口）及び１２５（出口））を備える。両方の可動チューブは、紙ウエブに対して直角に運動を行うスライドに取り付けられる。この制御された上向きへの運動により、両方のループは、紙を取り上げ並びに解放し得る。同じ装置が、両方の補償ループを下向きに構成する、下側ウエブでは横方向に逆転して配置される。

従動ローラ１３０は、同期された紙の前進運動、及び、同時に切断装置までの送給ロールのためのリード・オフローラである。本発明の好ましい実施形態では、切断は、同期された紙の前進運動より下流に位置する振り子式ナイフ（図１に示さず）によって行われる。切断された紙の収集及び更なる加工の手順は、本発明の主題ではないが現状に技術で知られている。

案内された紙が最初に長手方向に分離されない場合、本発明による装置の半体のみを使用し得ることは言うまでもない；勿論、高スループットを止めなければならない。

図２には、本発明の横方向分離装置の作動モードが図示されている。入口２２０には、分離されてない紙ウエブが案内される。紙ウエブは読取ヘッド２２２及び２２４を通過して移動し、この移動は連続従動装置２２５によって４ｍ／秒までの速度で行なわれる。それから、ウエブは、長手方向に且つエッジ切断機構２５０に搬送される。両方の部分的なウエブの合流は２２５で生じる。バッファ２６０及び２７０では、部分的なウエブのそれぞれのバッファリングが生じ、６ｍ／秒までの速度で紙ウエブの移動をし得る従動ローラ２６５又は２７５によって行われる。合流された部分的なウエブは、それから、引張部２３０がウエブの部分的な供給を行う以前に、振り子式ナイフ２８０によって横方向に分離される。

図３は、本発明の制御装置の原理である。中央制御装置ユニット３００は、種々の従動装置３０１、…、３０９によって行われる。紙ウエブの前進引導を制御且つ規制する。紙ウエブは、入口３３０で装置に入り、読取ヘッド３３２及び３３４を通過し、及び３５０で横方向に分離される。部分的なウエブの合流は、３５５で生じる。バッファ３６０では、部分的なウエブは、それから、前進送給によって蓄積且つ集められ、かつ振り子ナイフに送給される。リード・オフローラ３３０は装置から紙ウエブの部分を取り除く。

図４では、バッファ領域にある本発明の装置の一部が拡大されている。チューブのうちの２つのチューブ４２１及び４２２が装置から直角に突出する、チューブ・グループを成す少なくとも３つのチューブが理解できる。これらのチューブは案内装置４２０に沿って移動し得る。両方のチューブは、可動案内部分４２５に配置される。案内部分４２５は、偏向板４１０の案内手段４２０に沿っても移動する。案内部分４２５を移動させるための従動装置は、ギアホイール４１１を電力従動する（図示しない）機関の一部である。ベルト４１２によって、機関の運動は案内部片４２５に伝えられ、こうしてチューブ４２１及び４２２の運動を行う。固定チューブ４２３は図示されない前部側部パネルに取り付けられ、この側部パネルは次いで横梁によって後部側部パネルに取り付けられる。

図５は本発明の装置の単数又は複数の紙ウエブの前進運動の速度線図である。この図５では、時間はｘ座標（ミリ秒で）であり、かつ速度はｙ座標（インチ／秒）である。前進運動（ダッシュ線）の平均値は、前進運動の不連続運動（実線）と、紙バッファの作用（ダッシュドット線）と、から生じる。

図６では、本発明の装置における紙ウエブの通過の様々なフェーズを例示する。
第１相６１０では、紙ウエブは、まだ分離されていない。長手方向切断装置フェーズ６２０を通過後、引き続いて、紙ウエブは２つの部分ウエブに分離される。両方の部分的なウエブは合流されてバッファフェーズ６３０に案内される。バッファフェーズの終端では、
横方向の分離が行われ、最後のフェーズ６４０が始まる。このフェーズでは、紙ウエブは、別々の部分（文書）に分離される。

上記の特定の説明の範囲内で、多くの変更が当業者には自明である。従って、本願発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲を解釈することによって決定される。

本発明による装置のバッファ領域の斜視平面図である。 本発明による装置の作動原理を表す概略図である。 本発明による装置の制御装置の原理を表す概略図である。 紙バッファを表す拡大図である。 様々なローラ従動装置の時間応答線図である。 本発明の装置における、進歩性を有する、ウエブの方向を表す概略図である。

符号の説明

１１０ バッファ領域
１２０，１５０ チューブ・グループ
１２１，１２２ 稼動チューブ
１２３ 固定チューブ
１２４ 入口
１２５ 出口
１３０ 従動ローラ
１４０，１４１、１４２ チューブ
１４４、１４５ 従動シャフト
１５１、１５２ チューブ
１５３ チューブ
２２０ 入口
２２２，２２４ 読取ヘッド
２２５ 連続従動装置
２５０ 切断装置
２６０，２７０ バッファ
２６５，２７５ 従動ローラ
２８０ 振り子式ナイフ
３０１〜３０９ 従動装置
３３０ 引込み部
４１１ 従動ギアホイール
４１２ ベルト
４２０ 案内装置
４２１，４２２ チューブ
４２３ 固定チューブ
４２５ 可動案内部片

Claims (10)

1. 紙ウエブの横方向の分離装置であって、
   （Ｉ）少なくとも１つの連続又は不連続に従動されるウエブ供給ローラを具備する紙案内領域と、
   （ＩＩ）前記ウエブが不連続前進運動のために準備がされた、バッファ領域と、
   （ＩＩＩ）切断手段を含む切断装置と、
   （ＩＶ）不連続なウエブ前進運動を有するリード・オフ領域と、を備え、
   前記バッファ領域（１１０）は、前記ウエブに直角な方向に、グループ（１２０；１５０）の少なくとも１つの第３チューブ（１２３；１５３）に対して移動可能な２つのチューブ（１２１、１２２；１５１、１５２）を具備する少なくとも１つのチューブ・グループ（１２０；１５０）を備え、
   チューブ・グループ（１２０、１５０）は、可変長さの二重ウエブ回転ループを構成するために、チューブ（１４０、１４２）を具備する紙合流領域と、不連続に従動されるウエブ送給部（１３０）と、の間に配置され、及び
   前記チューブ・グループのチューブ間の距離によって決定される長さは連続又は不連続従動ローラウエブ供給ローラ及び不連続前進運動によって制御されることを特徴とする装置。
2. 前記装置は互いに頂部に配置された２つのウエブを同時に加工することができることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は前記バッファ領域に横方向に逆転して配置された２つのチューブ・グループを備え、これらチューブ・グループの各々は前記紙ウエブの１つを加工し得ることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記チューブ・グループの何れも従動ローラは備えていないことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記紙リード・オフ領域は前記紙ウエブのウエブ前進運動のための従動ローラを備えることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の装置。
6. 前記切断手段は振り子式ナイフであることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の装置。
7. 少なくとも１つの移動する紙ウエブの横方向の分離をする方法であって、
   （Ｉ）少なくとも１つの連続又は不連続に従動されるウエブ供給ローラを具備する紙案内領域と、
   （ＩＩ）前記ウエブが不連続前進運動のために準備された、バッファ領域と、
   （ＩＩＩ）切断手段を含む切断装置と、
   （ＩＶ）不連続なウエブ前進運動を有する紙リード・オフ+領域と、を備え、
   前記バッファ領域（１１０）は、前記ウエブに直角な方向に、グループ（１２０；１５０）の少なくとも１つの第３チューブ（１２３；１５３）に対して移動可能な２つのチューブ（１２１、１２２；１５１、１５２）を具備する少なくとも１つのチューブ・グループ（１２０；１５０）を備え、
   チューブ・グループ（１２０、１５０）は、可変長さの二重ウエブ回転ループを構成するために、チューブ（１４０、１４２）を具備する紙合流領域と、不連続に従動されるウエブ送給部（１３０）と、の間に配置され、及び
   前記チューブ・グループのチューブ間の距離によって決定される長さは連続又は不連続従動ローラウエブ供給ローラ及び不連続前進運動によって制御され、及び
   前記装置は、１２０ｍ／分、好ましくは少なくとも１６０ｍ／分、及び特に、１８０−２１０ｍ／分のウエブ供給速度で作動することを特徴とする方法。
8. １つの連続又は不連続な長手方向の分離によって構成される、互いに頂部に配置された２つのウエブが同時に加工されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記装置は、前記紙ウエブの各々の１つを加工するために、前記バッファ領域に横方向に逆転して配置された２つのチューブ・グループを備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記チューブ・グループの何れも従動ローラは備えておらず、前記紙リード・オフ領域は前記紙ウエブのウエブ前進運動のための従動ローラを備え、前記切断手段は振り子式ナイフであることを特徴とする、請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載の方法。

Images