JP2008528407A - 押圧ローラを製品案内ローラに当てるための方法とその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、回転駆動式押圧ローラ（４）を回転駆動式製品案内ローラ（３）に当てるための方法および装置に関する。前記方法によれば、押圧ローラ（４）が少なくとも１個の第１ピストン・シリンダ装置（７）により製品案内ローラ（３）に向けて圧力により変位され、変位後に押圧ローラ（４）と製品案内ローラ（３）との間で行なわれる軸平行な残存行程が残るようになっている。押圧されるとともに第１ピストン・シリンダ装置（７）に作用的に連結された少なくとも１個の第２ピストン・シリンダ装置（８）は、軸平行を維持した状態で、押圧ローラ（４）と製品案内ローラ（３）との接触がなされるまで残存行程を実行する。その後、押圧ローラ（４）は製品案内ローラ（３）に対してわずかな接触力を生じる。

Description

本発明は、回転駆動式製品案内ローラに、回転可能に支持され前記製品案内ローラと協働する押圧ローラを当てるための方法とその装置に関する。

帯状製品例えば帯状熱可塑性フィルムや金属箔の処理は、特に回転駆動式製品案内ローラを備えた設備で行われる。かかる製品案内ローラは、一方では、特に製品案内ローラと帯状製品との間に空気が封じ込まれることを防止するため、他方では、ローラとフィルムとの間に十分な摩擦を得るために、回転駆動式押圧ローラと協働する。例えば熱可塑性フィルムの場合、製品案内ローラと押圧ローラとの間における空気封じ込めは、製品案内ローラへのフィルムの線形到達点で、ゴム外被付き押圧ローラが押し付けられることによって防止される。

その押し付けは、フィルムの幅にわたって、詳しくは、製品案内ローラへの到達点において線形で且つ押圧ローラのほぼ一定した圧力レベルで行われる。ローラを受ける両横側軸受の間隔が比較的大きい場合、一方では、軸受間隔の増大と共にローラの曲がりが増大し、他方では、加えられた押圧力が、製品幅にわたるローラの線接触を失わせ、即ち、ローラがその両端部位でしか接触せず、中央部位では押圧力が得られないので、上述の要件を満足することが困難である。押圧力を一層高めてもあまり効果はなく、むしろ、ローラ間の隙間を増大させてしまう。ローラ幅にわたって一様に分布された小さな押圧力で運転する場合、この圧力範囲では、空気圧式ピストン・シリンダ装置におけるピストンリングの摩擦が製品案内ローラへの押圧ローラの押圧力の正確な調整を妨げる、ことが確認されている。確かに作動圧力を高めれば、ピストン・シリンダ装置の摩擦力は克服されるが、同時に前述の不完全を生じさせる望ましくない高い押圧力にもなる。

本件出願人出願の独国特許出願第１０３４４７１０．５−２２号明細書において、少なくとも１個の空気圧式ピストン・シリンダ装置で製品案内ローラに当て得る押圧ローラの所定の設定・押圧力が超過されない、製品案内ローラへの押圧ローラの押圧力を調整するための方法とその装置が知られている。これにより、上述の欠点が解消される。

しかし実際には、当てられた押圧ローラの調整可能な押圧力のほかに、ローラとフィルムとの接触状態も、フィルムの品質に大きな影響を与える。押圧ローラは、接触時におけるフィルムの品質への不利な作用を防止するために、当たる前に、フィルム速度に相当する周速で駆動される。また、ローラとフィルムとの線接触がローラ全幅にわたって同時に実現することが有利である。しかしこの要件は、フィルム延伸設備の分野における通常の寸法と、それに応じた大きな質量の大形ローラのために、大形の空気圧式ピストン・シリンダ装置で作動されねばならないので、満たすことが困難である。ここでは通常、例えば１８００ｋｇの質量のローラが採用されている。この質量を動かすために、ピストン・シリンダ装置の所定の最小直径が必要とされる。安全上の理由からおよび製品を容易に引き入れるために、後退位置においてローラ間に所定の最小間隔が必要とされる。この最小間隔は押圧ローラを当てる際に克服されねばならず、そのために、ピストン・シリンダ装置の所定の最小行程が前提とされる。十分に寸法づけられた空気圧式ピストン・シリンダ装置は、ピストンリングの摩擦のために、正確な一様運動を生ぜず、大きな体積および限られた空気体積流のために、長い応答時間を有する。従って、上述した本件出願人出願の発明は、製品案内ローラに押圧ローラが不均一に当たるという欠点を解消できない。

本発明の課題は、製品案内ローラに押圧ローラを当てる際にローラ全幅にわたる一様な接触が保証され、製品案内ローラと押圧ローラとの所定の設定・押圧力が、押し当て過程中も継続運転中も超過されない、方法とその装置を提供することにある。

この課題は、本発明に基づいて、押圧ローラの作動が、レバーを介して互いに協働する少なくとも２個の複動式ピストン・シリンダ装置によって行われる、ことによって解決される。その両ピストン・シリンダ装置は、２つの運転過程で押圧ローラの押し当てを実行し、軸平行の同時押し当てと、設定・押圧力の維持とを保証する。

従って、請求項１に記載に応じて、本発明に基づいて、第１の複動式ピストン・シリンダ装置が、押圧ローラを製品案内ローラの方向に、第１ピストン・シリンダ装置がストッパに到達するまで変位する方法が計画される。第１ピストン・シリンダ装置のストッパは、押圧ローラが所定の残存行程を備えて製品案内ローラに対して軸平行に位置するように調整されている。第１ピストン・シリンダ装置のピストンがストッパに突き当たった際、レバーを介して第１ピストン・シリンダ装置に作用的に接続された第２ピストン・シリンダ装置がダンパ（緩衝器）として有利に作用する。

第１ピストン・シリンダ装置を付勢するための圧力Ｐ１は、与えられる第１ピストン・シリンダ装置のシリンダ力が、レバーを介して作用する第２ピストン・シリンダ装置の力より大きいように高く設定されている。これにより、第１ピストン・シリンダ装置は続く運転過程中に固定継手のように作用する。

それに続いて、第２ピストン・シリンダ装置が圧力Ｐ２で付勢される。そして、第２ピストン・シリンダ装置は、増力作用レバーと第１ピストン・シリンダ装置を介して残存行程を実行する。これにより、ローラ幅全体にわたる同時接触が行われる。圧力Ｐ２は、ローラ間に所望の押圧力が生ずるように設定されている。

増力作用レバーは、シリンダ容積が小さくシールスリーブの摩擦力が小さい第２ピストン・シリンダ装置の相応した小形寸法づけを可能とする。それにより次の２つの利点が生ずる。即ち、第１に、シリンダ容積が小さく、これに伴ってピストン・シリンダ装置の反応時間が短いので、押圧ローラの両横側軸受における残存行程がほぼ同時に一様な速度で実行される。これによって、残存行程中に軸平行が維持され、ローラ幅全体にわたるほぼ同時接触が保証される。これにより、偏り接触時に生ずる製品品質の不利な悪化が防止される。第２に、本発明に基づく方式によれば、有利に、ローラ表面と帯状製品との間における空気封じ込めを防止した状態で、ローラ全長にわたり狭い限度内に維持できる押圧ローラの製品案内ローラへのほぼ一定した押圧力が得られ、さらに、製品案内ローラを介して導かれる製品の表面は品質悪化作用を受けない。

押圧ローラを離隔する際、まず、第２ピストン・シリンダ装置は引っ込められたままにされ、これにより、第１ピストン・シリンダ装置がストッパに突き当たった際、有利にダンパとして作用する。第１ピストン・シリンダ装置がストッパに到達した後、第２ピストン・シリンダ装置が繰り出される。それに続いて、装置は次の始動過程のために再始動準備される。

本発明に基づく方法を実施するために、請求項４の記載に応じて、押圧ローラが互いに間隔を隔てられた両横側の支持アームに回転可能に支持され、その各支持アームが、少なくとも１個の設備固定の線形ガイドの案内スライダに固く結合され、その各支持アームにそれぞれ、少なくとも１個の第１ピストン・シリンダ装置が作用する。その第１ピストン・シリンダ装置に、圧力源から第１圧力制御弁と、第１制御弁と、圧力配管を介して、圧縮空気が供給される。

第１ピストン・シリンダ装置は、設備固定の回転点を中心として回動可能なレバーと支持アームとの作用的接続部を形成し、その支持アームの自由端は、第２ピストン・シリンダ装置のピストンロッドに作用的に結合されている。第２ピストン・シリンダ装置のシリンダは設備固定箇所に作用的に結合されている。第２ピストン・シリンダ装置は圧力源から、第１圧力制御弁と、第２圧力制御弁と、第２制御弁と、圧力配管を介して、圧縮空気が供給される。第１制御弁および第２制御弁は信号伝達的に設備の電子制御装置に接続されている。

本発明の他の実施態様において、第１ピストン・シリンダ装置および第２ピストン・シリンダ装置にそれぞれ２個の位置センサがピストンの終端位置に配置され、これらの位置センサは、設備の電子制御装置に信号伝達的に接続されている。

以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

概略的に示された装置１において、回転駆動される製品案内ローラ３に押圧ローラ４を当てるために、第１の複動式ピストン・シリンダ装置７が設けられている。この第１ピストン・シリンダ装置７はレバー９を介して第２の複動式ピストン・シリンダ装置８に作用的に連結されている。その押圧ローラ４は両横側が支持アーム６に支持され、その支持アーム６は線形ガイド５の案内スライダ５ａに固く結合されている。押圧ローラ４の両横側端にそれぞれ、図示された装置１が配置されている。

電子制御装置１０が、設備の作業員から、押圧ローラ４を製品案内ローラ３に突き当てるための信号を受けたとき、電子制御装置１０は、始動条件が満たされている否かを検査する。そのために、第１ピストン・シリンダ装置７が完全に引き込まれねばならない。このことは制御装置１０に位置センサ７ａから信号配線７ｃを介して伝えられる。また、第２ピストン・シリンダ装置８が完全に繰り出されねばならない。このことは制御装置１０に位置センサ８ｂから信号配線８ｄを介して伝えられる。始動条件が存在するとき、制御装置１０は信号配線１１ｂを介して第１制御弁１１に信号を送る。そして、制御弁１１は作動され、第１ピストン・シリンダ装置７に圧力配管１９ｂを介して圧縮空気が供給される。その必要な圧縮空気は、圧力源１５から圧力配管１６、１７、１９、１９ｂを介して第１ピストン・シリンダ装置７に流入する。第１ピストン・シリンダ装置７を付勢するための圧力Ｐ１は、第１圧力調整弁１３で調整される。第１ピストン・シリンダ装置７は繰り出し、押圧ローラ４を製品案内ローラ３の方向に、第１ピストン・シリンダ装置７がストッパに達するまで変位する。第１ピストン・シリンダ装置７のピストンがストッパに到達した際、第２ピストン・シリンダ装置８がダンパとして作用する。第１ピストン・シリンダ装置７が完全に繰り出されるや否や、位置センサ７ｂが制御配線７ｄを介して信号を制御装置１０に与える。

そして、制御装置１０が制御配線１２ａを介して第２制御弁１２に信号を与える。この制御弁１２が作動され、第２ピストン・シリンダ装置８に圧力配管１８ａを介して圧縮空気が供給される。その必要な圧縮空気は、圧力源１５から圧力配管１６、１７、１８、１８ａを介して第２ピストン・シリンダ装置８に流入する。第２ピストン・シリンダ装置８を付勢するための圧力Ｐ２は、第２圧力調整弁１４で調整される。

第２ピストン・シリンダ装置８は引っ込み、その際、レバー９および繰り出された剛性の第１ピストン・シリンダ装置７を介して、押圧ローラ４を製品案内ローラ３の方向に、両ローラ３、４が接触するまで変位する。位置センサ８ａが制御装置１０に制御配線８ｃを介して信号「第２ピストン・シリンダ装置引込み完了」を送る。これにより、制御装置に押圧ローラの作動位置が記録される。

圧力Ｐ２は両ローラ３、４間に所望の押圧力が生ずるように設定されている。圧力Ｐ１は圧力Ｐ２より高い。そのようにして、繰り出された第１ピストン・シリンダ装置７が運転中に固定継手のように作用し、圧力Ｐ２だけが両ローラ３、４間の押圧力を決定する。

電子制御装置１０が、設備の作業員から、押圧ローラ４を離隔するための信号を受けたとき、制御装置１０は信号配線１１ａを介して第１制御弁１１に信号を送る。そして、制御弁１１は作動され、ピストンが引っ込み、押圧ローラ４が製品案内ローラ３から離れるように、第１ピストン・シリンダ装置７に圧縮空気が供給される。第１ピストン・シリンダ装置７のピストンがストッパに到達する際、第２ピストン・シリンダ装置８がダンパとして作用する。第１ピストン・シリンダ装置７が完全に引っ込められるや否や、位置センサ７ａが制御配線７ｃを介して信号を制御装置１０に与える。

そして、制御装置１０は、制御配線１２ｂを介して第２制御弁１２に信号を与える。制御弁１２は作動され、ピストンが繰り出すように、第２ピストン・シリンダ装置８に圧力配管１８ｂを介して圧縮空気が供給される。

請求項１に記載の方法を実施する装置の概略図。 制御装置を除いた本発明に基づく装置の側面図。

符号の説明

３ 製品案内ローラ
４ 押圧ローラ
５ 線形ガイド
６ 支持アーム
７ 第１ピストン・シリンダ装置
７ａ 位置センサ
７ｂ 位置センサ
８ 第２ピストン・シリンダ装置
８ａ 位置センサ
８ｂ 位置センサ
９ レバー
１０ 電子制御装置
１１ 第１制御弁
１２ 第２制御弁

Claims (4)

1. 押圧ローラ（４）が、少なくとも１個の第１ピストン・シリンダ装置（７）により製品案内ローラ（３）に向けて変位され、変位後に押圧ローラ（４）と製品案内ローラ（３）との間に軸平行に残存行程が残るようになっている、特に熱可塑性フィルムの延伸設備における回転駆動式押圧ローラ（４）を回転駆動式製品案内ローラ（３）に当てるための方法において、
   第１ピストン・シリンダ装置（７）に作用的に連結された少なくとも１個の第２ピストン・シリンダ装置（８）が、軸平行を維持した状態で、押圧ローラ（４）と製品案内ローラ（３）との接触が生じるまで残存行程を実行し、
   押圧ローラ（４）が製品案内ローラ（３）に設定・押圧力で作用をする、ことを特徴とする押圧ローラを製品案内ローラに当てるための方法。
2. 軸平行間隔が≦２０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 設定・押圧力が調整可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 押圧ローラ（４）が互いに間隔を隔てられた両横側の支持アーム（６）に支持され、各支持アーム（６）が、少なくとも１個の設備固定の線形ガイド（５）の案内スライダ（５ａ）に固く結合されている、特に熱可塑性フィルムの延伸設備における回転駆動式押圧ローラ（４）を回転駆動式製品案内ローラ（３）に当てるための装置において、
   少なくとも１個の第１ピストン・シリンダ装置（７）が押圧ローラ（４）を変位するために設けられ、
   第１ピストン・シリンダ装置（７）が、設備固定の回転点（９ａ）を中心に回動可能なレバー（９）と支持アーム（６）との間の作用接続部を形成し、
   第２ピストン・シリンダ装置（８）が、押圧ローラ（４）と製品案内ローラ（３）との間の軸平行な残存行程を実行するためおよび設定・押圧力を与えるために設けられ、
   第２ピストン・シリンダ装置（８）が、一方では設備固定箇所に、他方では前記レバー（９）にそれぞれ作用的に連結され、
   第１、第２の両ピストン・シリンダ装置（７、８）の圧力供給を制御するために、電子制御装置（１０）が設けられ、
   該電子制御装置（１０）に、第１ピストン・シリンダ装置（７）に付設された第１制御弁（１１）および第２ピストン・シリンダ装置（８）に付設された第２制御弁（１２）が信号伝達的に接続され、
   電子制御装置（１０）が、第１、第２の両ピストン・シリンダ装置（７、８）に付設された位置センサ（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）に信号伝達的に接続されている、ことを特徴とする押圧ローラを製品案内ローラに当てるための装置。

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