JP2012510942A - 包装材製造機械における供給ステーションのために変換ユニットにウェブ基材を供給する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、変換ユニット（３）に連続ストリップ基材を供給する装置であって、変換ユニット（３）が、基材（４）を停止機構体に変換し、この装置が、‐メインローラ（１３）を中心として回転（Ｔ）する主駆動ローラ（１２）と、‐主駆動ローラ（１２）を回転（Ｔ）させる主電気駆動モータ（１４）と、‐主駆動ローラ（１２）回りに上流側から下流側に又は下流側から上流側に揺動（Ｏ）することができる衛星ローラ（１６）と、‐メインシャフト（１３）に取り付けられていて、衛星ローラ（１６）を支持する２つの側方レバー（１８）とを有する装置に関する。基材は、主駆動ローラ（１２）及び衛星ローラ（１６）に結合された状態でこれらの間に支持される共に衛星ローラ（１６）の出口のところで定速度からゼロ速度に又はゼロ速度から定速度（Ｆ）に周期的に変化する。両方の側方レバー（１８）は、メインシャフト（１３）に剛性的に結合されている。この装置（９）は、メインシャフト（１３）、２つの側方レバー（１８）及び衛星ローラ（１６）を揺動（Ｏ）させることができる少なくとも１つの補助電気駆動モータ（１９）を有する。

Description

本発明は、変換ユニットにウェブ基材を供給する装置に関する。本発明は又、変換ユニットにウェブ基材を供給するステーションであって、変換ユニットが基材を停止時に変換するようになっているステーションに関する。かかるステーションは、本発明の供給装置を有する。基材を変換するかかるユニットは、打抜きプラテンプレス又は印刷プラテンである。本発明は、最後に、ウェブ基材の供給ステーション及び次の基材の変換ユニットを有する包装材製造機械に関する。

包装材製造機械は、折曲げ及び糊付けによって包装材を形成するのに適した箱を製造するよう設計されている。包装材製造機械では、製造は、例えば厚紙の初期連続基材、即ちバージンウェブで始まり、この基材を連続的に巻き出し、１つ又は２つ以上の印刷ユニットによって印刷し、オプションとしてエンボス加工し、次に打抜きプラテンプレスで切断する。

次に、得られたブランク又は箱を重ね合わせ、その後、配送・パレット化ステーションでスタックを形成するために列状に積み重ね、かかる配送・パレット化ステーションは、スタックを貯蔵し又はスタックを製造機械から運び出すことを目的としている。

打抜きプラテンプレス又は印刷プラテンは、変換中、基材の進行の一時的停止を必要とする変換ユニットである。上流側への連続供給に鑑みて、基材の堆積が上流側ループの形態で生じる。

供給ステーションは、先ず最初に、印刷物を切断物と長手方向且つ側方に位置合わせさせるために用いられる。供給ステーションの他の機能は、このループを定期的に作ったり常時制御したりすることにあり、ループは、プレスの作業に起因して停止中に長くなり、次の変換目的でプレスの供給が再開したときに短くなる。供給ステーションは、変換ユニットの各作業サイクル時に基材の連続進行を間欠的進行に変換する一方でループ制御時に基材の一定の張力を維持する。

供給ステーションでは、例えばスイス国特許第６０２，４６２号明細書及び同第６１８，６６０号明細書に記載されているように、基材を２つの回転プレート相互間に設けられたオフセンターローラの周囲に沿って導く装置を配置することが知られている。

また、欧州特許第７４２，１７０号明細書によれば、ステーションに基材を供給する装置が知られており、ステーションは、基材を停止時に加工する。この装置は、駆動ローラと呼ばれ、更に引き取りロール又はフェザーリング駆動装置とも呼ばれる第１のローラを有し、遊星ローラと呼ばれる第２のローラが第１のローラの周りで周期的に、即ち、上流側に、そして下流側に揺動する。遊星ローラは、駆動ローラの軸線を中心として回動する２つの側方レバーに取り付けられている。遊星ローラを駆動するピニオンは、第１の駆動ローラの軸に結合された歯付きホイール又は歯車と噛み合う。連結ロッドが軸受によって遊星ローラの軸に結合され、それにより、遊星歯車を上流側から下流側に周期的に引っ張ることができる。

この装置は、第１の駆動ローラの軸の歯付きホイールからピニオンにより回転可能に駆動されるカウンタウェイト（釣合おもり）を更に有している。カウンタウェイトは、第１の駆動ローラの軸を中心として回動するアームに取り付けられている。カウンタウェイトは、遊星ローラと逆方向に揺動するために機構体によってレバーに連結されている。カウンタウェイトにより、遊星ローラの軸に取り付けられている連結ロッドの牽引力を補償することができる。カウンタウェイトは、その中心回転軸及びアームの軸（これら軸は、遊星ローラの軸と同一である）に対して慣性モーメントを有する。

スイス国特許第６０２，４６２号明細書 スイス国特許第６１８，６６０号明細書 欧州特許第７４２，１７０号明細書

しかしながら、かかる装置は、プラテンを装置の連結ロッドに連結するための追加の機構体の存在を必要とするという欠点を持っている。この機構体は、供給装置を全体として減速させる。カウンタウェイトが設けられていることにより、遊星ローラを有する組立体に相当大きな慣性がかかる。加うるに、多くの機械的部品が関与しているので、位置合わせ具合の低下が供給ステーションの入口と次の打抜きによる変換との間に生じる。これら既存の構成は、これらの調整状態を失い、更に、かなり迅速に摩耗し、それにより、供給ステーション及び変換ユニット内での基材の詰まりが生じる。

本発明の主目的は、変換ユニットにウェブ基材を供給する装置の開発にある。第２の目的は、基材の供給及び次の基材の変換に関する速度を高くすることができる装置を提供することにある。第３の目的は、基材の長手方向及び側方位置合わせを供給装置を有するステーションにより供給と変換との間でより正確にすることにある。第４の目的は、先行技術の問題を回避する供給ステーション用の装置を提供することにある。さらに別の目的は、ウェブ基材のための供給ステーション及び基材を非連続的に変換する変換ユニットを有する包装材の製造機械を製作することにある。

変換ユニットにウェブ基材を供給する本発明の装置が提供される。変換ユニットは、基材を停止時に変換する。本装置は、
‐メインシャフトを中心として回転する主駆動ローラと、
‐主駆動ローラを回転させる主電気駆動モータと、
‐主駆動ローラ回りに上流側から下流側に又は下流側から上流側に揺動することができる遊星ローラと、
‐メインシャフトに取り付けられていて、遊星ローラを保持する２つの側方レバーとを有し、
基材は、主駆動ローラと遊星ローラとの間に挟まれて維持されると共に遊星ローラの出口のところで一定速度からゼロ速度に又はゼロ速度から一定速度に周期的に変化する、装置において、
２つの側方レバーは、メインシャフトに結合され、装置は、メインシャフト、２つの側方レバー及び遊星ローラを揺動させることができる少なくとも１つの補助電気駆動モータを有することを特徴とする。

本明細書における説明全体において「上流側」及び「下流側」という方向は、供給装置、供給ステーション及び変換ユニットのそれぞれの前側、内側及び後側の長手方向に沿うウェブ基材の進行方向に関して定められている。

換言すると、先行技術の連結ロッドを備えた機構体は、１つ又は２つ以上の補助モータで置き換えられている。先行技術の特許文献の開示内容に関していえば、カウンタウェイトは省かれており、それにより、遊星ローラの慣性及び可動部品全体の慣性を減少させることができる。この装置は、可動部品の保守を僅かしか必要としない改良された人間工学的特徴を有する。多くの機械的部品が省かれているので、装置及びステーションは、騒音が少なく且つ信頼性が高い。

この装置は、ほんの僅かな調整を必要とするに過ぎず、それにより、ウェブ基材の汚損を阻止することができる。仕事の変更及び調整の全ては、主モータ及び１つ又は複数の補助モータの制御によって実施される。特に、かかる制御により、ウェブ基材の運動側部、遊星ローラの揺動振動数及び振幅を変更することができる。これら調整に関するデータを格納し、同一の仕事の実行のために容易に思い起こすことができる。一例を挙げると、サイズ調整は、揺動の振幅を増減することにより瞬時に実施される。

ウェブ基材は、先行技術の場合のように横方向ではなく長手方向に沿う加速を受ける。装置がコンパクトであるので、ウェブ基材の長さは、この装置の入口と変換ユニットの入口との間で減少する。これにより、長手方向と側方の両方におけるウェブ基材の位置決め誤差を減少させることができる。また、これにより、ウェブ基材に生じ、ウェブ基材の軌道を邪魔する空気力学的現象を軽減することができる。

供給装置は、変換ユニットから完全に結合解除され、それにより、この変換ユニットとは異なる仕方で供給装置の速度、製造速度、サイズ等を制御することができ、かくして高い使用融通性を得ることができる。

本発明の別の観点では、変換ユニットにウェブ基材を供給するステーションであって、変化ユニットが基材を停止時に変換するステーションにおいて、ステーションが以下に説明されると共にクレーム請求される技術的特徴のうちの１つ又は２つ以上を有する装置を有することを特徴とするステーションが提供される。

本発明の更に別の観点によれば、包装材を製造する機械であって、この機械が打抜きプラテンプレスの形態をした変換ユニットから見て上流側に位置決めされていて、以下に説明されると共にクレーム請求される供給ステーションを有することを特徴とする機械が提供される。

本発明の内容は、明確に理解され、この種々の利点及び特徴は、添付の図面を参照して行なわれる非限定的な例示としての実施形態の以下の説明全体にわたって良好に見出されよう。

打抜きプラテンプレスから見て上流側に位置決めされた本発明の供給ステーションの概略側面図である。 図１の供給ステーション内に存在する供給装置の部分斜視図である。 図２の装置の部分側面図である。 図３の装置の垂直平面ＩＶ‐ＩＶに沿って見た部分断面図である。 図３の装置の垂直平面Ｖ‐Ｖに沿って見た部分断面図である。

図１に示されているように、包装材製造機械（１）は、特に、供給ステーション（２）及び変換ユニットを有し、この変換ユニットは、この場合、打抜きプラテンプレス（３）である。包装材製造機械（１）は、一例として、供給ステーション（２）から見て上流側に位置した印刷ユニット並びに品質及び位置合わせ具合をモニタする手段を有する。

供給ステーション（２）は、上流側で、一定速度で到達したウェブ基材又はウェブ材料を受け取り、このウェブは、この場合、厚紙（４）である。供給ステーション（２）は、このウェブ（４）を下流側のプラテンプレス（３）に断続的速度で送り出す。プラテンプレス（３）は、ウェブ（４）を切断し、ブランク（５）を送り出す。長手方向に沿うウェブ（４）及びブランク（５）の移動又は進行方向（図１に矢印Ｆで示されている）は、上流側の方向及び下流側の方向を示している。プレス（３）が最適に作動するようにするために、供給ステーション（２）は、上流側から下流側の順番に、
‐必要ならばウェブ（４）の側方位置合わせ具合を是正するために用いられる側方ウェブ案内（６）、
‐ウェブ（４）の張力を一定に保つよう設計されたダンサーローラ（浮動ローラ）（７）、
‐「デカーラ（decurler）」とも呼ばれているウェブ矯正機又はストレートナ（８）、 ‐以下に詳細に説明する「ループ指令」装置（９）、及び
‐ウェブ（４）の張力を調整し、プレス（３）への入口のところでのウェブ（４）の送り込みを保証することができる調整型送り込みローラ（１１）を有するのが良い。

本発明によれば、装置（９）は、メインシャフト（１３）を中心として回転する（図１、図２及び図３では矢印Ｔで示されている）主駆動ローラ（１２）を有している。メインシャフト（１３）及びかくして主ローラ（１２）は、ウェブ（４）の進行方向に対して実質的に水平且つ垂直に取り付けられている。したがって、主ローラ（１２）は、ウェブ（４）を上流側から下流側に連続的に駆動する。主電気駆動モータ（１４）が駆動ローラ（１２）を回転させる（Ｔ）。

遊星ローラ（１６）が主ローラ（１２）に平行に結合されることによって設けられている。ウェブ（４）は、主ローラ（１２）と遊星ローラ（１６）との間に挟まれてここに維持される一方で、前方に駆動（Ｆ）可能である（これについては、図１及び図３に破線で理解できる経路を参照されたい）。ウェブ（４）は、主ローラ（１２）の周長の約３／４をなすと共に遊星ローラ（１６）の周長の１／２をなす経路を形成する。

遊星ローラ（１６）は、主駆動ローラ（１２）回りに上流側から下流側に、又その逆に下流側から上流側に揺動することができる（図１、図２及び図３の矢印Ｏを参照されたい）。遊星ローラ（１６）の２つの最も端の位置が図１に点線で示されている。

遊星ローラ（１６）の揺動（Ｏ）の振動数は、ウェブ（４）の速度の変化を生じさせる。ウェブ（４）は、一定速度（Ｆ）からゼロ速度に又、その逆に、ゼロ速度から一定速度（Ｆ）に周期的に変化することができる。この速度の変化及びかくして揺動（Ｏ）の振動数は、下流側に位置したプレス（３）の切断衝突速度に応じて選択される。

さらに、遊星ローラ（１６）の揺動（Ｏ）の角度的振幅は、プレス（３）に送り込まれるべきウェブ（４）の種々の長さを生じさせる。これら長さ及びその結果としての揺動（Ｏ）の角度的振幅は、下流側に配置されたプレス（３）により切断されるべきサイズに応じて選択される。１つの目安を挙げると、角度的振幅は、±９°〜±２４°まで様々である。

遊星ローラ（１６）は、２つの軸受（１７）内で回転する。２つの遊星軸受（１７）は、遊星ローラ（１６）の端部の各々のところに配置されている。２つの遊星軸受（１７）は、各々、かくして遊星ローラ（１６）の端部の各々のところに配置された２つの側方レバー（１８）中に挿入されている。

２つの側方レバー（１８）は、メインシャフト（１３）に取り付けられると共にこれに結合されている。メインシャフト（１３）は、揺動（Ｏ）並びに遊星ローラ（１６）及び２つの側方レバー（１８）の重量に起因した相当大きな応力に耐えるよう補剛又はねじり防止バー又はクロスメンバと同様な仕方で設計されている。かくして、運動の際の重量は、減少する。というのは、この重量は、揺動軸線（Ｏ）上に直接配置されているからである。

この捩じり防止クロスメンバは、回転軸線にできるだけ近接して配置され、かくして、他のオフセット慣性が阻止される。メインシャフト（１３）、２つの側方レバー（１８）及び遊星ローラ（１６）は、遊星ローラ（１６）のゆがみ（スキューイング、skewing）を極めて小さくした状態で一方の端部のみ又は両方の端部から駆動される。装置（９）は、剛性が非常に高く、運動の際の慣性が小さい。

装置（９）は、メインシャフト（１３）、２つの側方レバー（１８）及び遊星ローラ（１６）を揺動（Ｏ）させることができる少なくとも１つの補助電気駆動モータ（１９）を有している。１つ又は複数の補助モータ（１９）は、好ましくは、メインシャフト（１３）と同軸に設けられるのが良い。有利には、補助モータ（１９）の回転子は、メインシャフト（１３）に結合されるのが良い。補助モータ（１９）の固定子は、フレーム（２２）に固定されるのが良い。この単純化された構造により、静的不確定性をなくすことができると共に転がり軸受の数を一段と減少させることができる。

別の実施形態では、装置（９）は、メインシャフト（１３）、２つの側方レバー（１８）及び遊星ローラ（１６）を回転させることができる２つの補助モータを有するのが良い。これら２つの補助モータは、このメインシャフト（１３）の２つの端部の各々のところに配置されるのが良い。この解決策は、メインシャフト（１３）の一方の側の他方の側に対するゆがみを阻止する上で有利である。

メインシャフト（１３）は、２つの軸受（２１）内で回転する。２つのシャフト軸受（２１）は、メインシャフト（１３）の端部の各々のところに配置される。２つのシャフト軸受（２１）は各々、フレーム（２２）の側面中に挿入されている。

主駆動ローラ（１２）は、２つの主軸受（２３）内で回転する。２つの主軸受（２３）は、主ローラ（１２）の端部の各々のところに位置している。２つの主軸受（２３）は各々、メインシャフト（１３）に嵌められている。

装置（９）に関し、主ローラ（１２）及び遊星ローラ（１６）周りのウェブ（４）の経路と関連した空気力学的特徴が改善される。ウェブ（４）は、主ローラ（１２）及び遊星ローラ（１６）に圧接状態に保たれる。装置（９）内でのウェブ（４）の自由長さ又は浮動長さはもはや存在しない。装置（９）に関し、ウェブ（４）の張力の変化が大幅に減少している。装置（９）の設計によっても、装置（９）と調整型送込みローラ（１１）との間における自由ウェブ（４）の長さを減少させることができる。

主駆動ローラ（１２）は、有利には、その端部のうちの一方に配置された主歯付きホイール又は環状歯車（リングギヤ）（２４）を有するのが良い。望ましくは、遊星ローラ（１６）は、その端部のうちの一方のところに配置された遊星歯付きホイール又は環状歯車（２６）を更に有するのが良い。この遊星環状歯車（２６）は、主環状歯車（２４）と噛み合う。

これら環状歯車（２４，２６）の利点は、加速したり減速したりする遊星ローラ（１６）の慣性と関連した作動の中断又は混乱が主駆動ローラ（１２）の駆動によって吸収され、したがって、ウェブ（４）に伝えられないということにある。

主電気駆動モータ（１４）は、有利には、ピニオン（２７）を有するのが良く、これをその駆動シャフト（２８）を介して回転させる（図３の矢印Ｒ）。駆動シャフト（２８）は、軸受（２９）により支持された状態でこの中で回転する。このピニオン（２７）は、主環状歯車（２４）と噛み合い、それにより主駆動ローラ（１２）が回転する（Ｔ）。このように、主駆動ローラ（１２）の駆動は、歯車（２４，２７）の列中において半径方向にオフセットしており、それにより、捩じりクロスメンバは、メインシャフト（１３）の形態をして主駆動ローラ（１２）を貫通することができる。主要な実施形態では、歯車（２４，２６，２７）及びモータ（１４，１９）の列は、長手方向に沿ってウェブ（４）の進行方向に関し、「オペレータの側とは反対側に」（ＣＯＣ）に、即ち、右側に配置される。

装置（９）は、非常に好ましくは、主駆動ローラ（１２）に当てて位置決めされた圧力ローラ（３１）を更に有するのが良い。かくして、ウェブ（４）は、この圧力ローラ（３１）によって一段と維持される。

本発明は、説明すると共に図示した実施形態には限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、多くの改造例を想到できる。

Claims (11)

1. 変換ユニット（３）にウェブ基材（４）を供給する装置であって、前記変換ユニット（３）は、前記基材（４）を停止時に変換し、前記装置は、
   ‐メインシャフト（１３）を中心として回転（Ｔ）する主駆動ローラ（１２）と、
   ‐前記主駆動ローラ（１２）を回転（Ｔ）させる主電気駆動モータ（１４）と、
   ‐前記主駆動ローラ（１２）回りに上流側から下流側に又は下流側から上流側に揺動（Ｏ）することができる遊星ローラ（１６）と、
   ‐前記メインシャフト（１３）に取り付けられていて、前記遊星ローラ（１６）を保持する２つの側方レバー（１８）とを有し、
   前記基材は、前記主駆動ローラ（１２）と前記遊星ローラ（１６）との間に挟まれて維持されると共に前記遊星ローラ（１６）の出口のところで一定速度（Ｆ）からゼロ速度に又はゼロ速度から一定速度（Ｆ）に周期的に変化する、装置において、
   ２つの側方レバー（１８）は、前記メインシャフト（１３）に結合され、前記装置は、前記メインシャフト（１３）、前記２つの側方レバー（１８）及び前記遊星ローラ（１６）を揺動（Ｏ）させることができる少なくとも１つの補助電気駆動モータ（１９）を有する、装置。
2. 前記補助モータ（１９）は、前記メインシャフト（１３）と同軸に設けられている、請求項１記載の装置。
3. 前記補助モータ（１９）の回転子は、前記メインシャフト（１３）に結合されている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記装置は、前記メインシャフト（１３）の２つの端部の各々のところに配置されていて、前記メインシャフト（１３）を回転させることができる２つの補助モータを有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の装置。
5. 前記主駆動ローラ（１２）は、その端部のうちの一方のところに配置された環状歯車（２４）を有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の装置。
6. 前記遊星ローラ（１６）は、その端部のうちの一方のところに配置されていて、前記主駆動ローラ（１２）の前記環状歯車（２４）と噛み合っている環状歯車（２６）を有する、請求項５記載の装置。
7. 前記主電気駆動モータ（１４）は、前記主駆動ローラ（１２）の前記環状歯車（２４）と噛み合ったピニオン（２７）を有する、請求項５又は６記載の装置。
8. 前記装置は、前記主駆動ローラ（１２）に当てて位置決めされている圧力ローラ（３１）を更に有する、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の装置。
9. 変換ユニット（３）にウェブ基材（４）を供給するステーションであって、前記変換ユニット（３）は、前記基板（４）を停止時に変換する、ステーションにおいて、前記ステーションは、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の装置を有する、ステーション。
10. 前記ステーションは、上流側から下流側に向かって、側方ウェブ案内（６）、ダンサーローラ（７）、前記ウェブ基材のための矯正機（８）、前記装置（９）及び調整型送込みローラ（１１）を有する、請求項９記載のステーション。
11. 包装材を製造する機械であって、前記機械は、打抜きプラテンプレス（３）の形態をしている変換ユニットから見て上流側に位置決めされた請求項９又は１０記載のステーション（２）を有する、機械。

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