JP2016519004A - シャー - Google Patents

Abstract

シャー（１）は複数の回転カッター対を備え、これらの回転カッター対は支承ブロック（７，９）内で支承されており、かつマルチエッジ孔（１３）を通って回転カッター（３）の駆動ディスク（１１）内に貫通案内されている二つの駆動軸（１４）により駆動される。

Description

本発明の対象は、請求項１の上位概念によるシャーである。

金属板のブランクを製造するために、例えばそれら缶の胴体が溶接継目により製造される缶詰用の缶あるいは飲料用缶などのような金属板容器を製作するために、あるいは金属板から成るその他の技術的物品のためにシャーが使用される。これらシャーは大きな金属板から回転カッターを用いて帯状片を切断し、この帯状片の幅は、金属板のブランクの長さあるいは幅に相当する。第二のシャーにより、第一のシャーで製作された金属板帯状片は、横方向で必要な大きさに切断される。

ロータリーシャーとも呼ばれる公知のシャーは、二つの回転カッターを備え、これらの回転カッターの軸は、平行に間隔を置いて向き合っており、これらの回転カッターの場合、硬質金属からあるいは硬質金属を被膜された切断リングであって、その間を金属板が貫通案内される切断リングが、最後にシャーリングにより分離する。両回転カッターの内の少なくとも一つを駆動することは、普通一般に歯車伝動装置を介して行われ、この歯車伝動装置において、切断リングと搬送リングと並んで、回転カッターに対して同軸に歯車が一つ固定されている。この歯車には、回転カッターの上方あるいは下方に配置されている駆動ギアが噛合っている。どの回転カッターも、搬送リングおよび駆動ギアと協働して、支承ブロック上で可動に支承されている。回転カッターの直径は、普通一般に約７０ｍｍである。これにより、カッター支承部よりも相応して小さい直径の転がり軸受も組込まれることができ、この転がり軸受は、切断の際に金属板に生じる比較的大きな力を受取らねばならない。その上、ほんの７０ｍｍの直径の回転カッターは、その幾何学形状が、７０ｍｍよりも基本的に大きな直径の回転カッターに比べて良好な切断特性を備えているという短所を有する。これにより、いわゆる彎曲カットが頻繁に発生する。すなわち、切断される帯状片あるいは切断部に沿った切断縁部は正確に直線的には延びない。公知のロータリーシャーの別の短所は、金属板のブランクの大きさを交換する際の変更が、時間的に労力がかかり、かつ大規模な調整作業を伴うことになる。

上記のタイプのシャーは、例えば特許文献１から公知である。そこに記載されたロータリー切断装置の場合、両回転カッターは、固定された関係においては、共通のフレーム５内で向き合って支承されている。回転カッターは、そこで軸端部で可動に支承され、従って正確に重なり合って整向可能である。回転カッターの駆動は、下側回転カッターの下方で主軸上に置かれた歯車を介して行われ、この歯車は、回転カッターに対して同軸に下側回転カッターの軸上に固定されている一つの歯車と係合する。上側回転カッターは、搬送リングを介して下側回転カッターにより摩擦で結合して駆動される。両回転カッターの完全な同期は、すべりがあるため保証されていない。

特許文献２には、同じく不動に相互の間隔をおいて相対して支承されている二つの切断輪により紙を切断するための切断装置が開示される。両切断輪は、摩擦結合により、摩擦リングと下側切断輪において接触する摩擦輪により駆動される。摩擦輪駆動が下側切断カッターに過度に作用することをもたらす、下側切断カッターの摩擦リングにより、上側切断輪も駆動される。このことは、摩擦輪駆動による摩擦結合を用いた下側切断輪の駆動も、滑りによる上側切断輪の過度の作用も行われ、従って加工材料、ここでは紙が、確実な送り速度により両切断輪の間を貫通案内されることはできない。その理由は、送り運動（紙送り、下側切断輪による送りおよび上側切断輪による送り）のどれも同期して作動しないことにある。特許文献２にも記載されたようなこのような装置は、全紙における個々の切断のみに適合されるけれども、例えば金属板の工業上の切断技術には合っていない。

これ以外に従来技術からは、同時に作るべき平行な切断片を製造するための、対になって協働して作用する回転カッターを駆動軸に固定することが知られている。下側回転カッターも、上側回転カッターも、駆動軸上では移動される必要が無く、従って移動に関して、１／１００ｍｍの領域での、各々協働して作用するカッターの調節は手作業で行われねばならない。このようなシャーの別の短所は、回転カッターに半径方向に作用する全切断力が、駆動軸により担持されねばならないことにある。さらに、作るべき帯状片の幅を調節するための軸方向の移動が、制限された状態でのみ可能であるので、好ましくは個々の回転カッター対間の適切な軸方向の間隔を置いて、両駆動軸を支持することは、技術的理由からも可能ではない。

欧州特許第０６０００４９号明細書 独国特許第２７１８７７７号明細書

本発明の課題は、先に引用した短所を備えておらず、かつ単純で安定性の有る構造を備えたシャーを提供することにある。

この課題は、請求項１の特徴を備えたシャーを備えることにより解決される。シャーの有利な態様は、従属請求項に記載されている。

本発明によるシャーにより、一方では、回転カッターに作用する力を基本的に大きく採寸された転がり軸受を介して受取り、それにより回転カッターの耐用年数を伸ばすことは成功する。回転カッターの直径は、基本的に自由に決められることができる。さらに、他の未加工の金属板ブランクの寸法を変更することは極めて簡単である。その理由は、回転カッターが、支承ブロックと共に、全ての相並んで配置された回転カッターの共通の駆動装置として使用される主軸である駆動軸に沿って容易にずらされることができることにある。駆動軸は、ひとえにトルクを伝達するために使用され、このことが従来技術において当てはまっているような、例えば半径方向の力のような力は作用しない。続いて、切断角度は、６５ｍｍの直径ではなく、例えば約１６０ｍｍの基本的に大きな直径によって基本的に浅く、それによりいわゆる彎曲カットは回避されることができる。

本発明によるロータリーシャーの別の長所は、両回転カッターが共通の支承ブロック内で支承されているので、一方では協働して作用する回転カッターを調節する際の高い精度が可能であり、他方では両駆動軸のトルクを回転カッターに伝達するために、高い精密さが必要不可欠ではない点にある。その理由は、駆動軸がモーメントだけを伝達する必要があるだけであるが、駆動軸が回転カッターの回転への影響を有しておらず、かつ回転カッターにより半径方向に作用する力を受取る必要がないことにある。帯行ディスク（Ｍｉｔｎｅｈｍｅｒｓｃｈｅｉｂｅｎ）によりトルクを伝達することにより、回転カッターの製造コストは極めて安くなり、組立は極めて容易になる。

図示した実施例に基づき、本発明を詳しく説明する。

二つの重なり合って配置された協働して作用する回転カッターと回転カッターに所属する互いに接続された支承ブロックの軸線方向に延びる断面図である。 図１の軸線方向（矢印Ｘ）における両回転カッターを示す図である。 図２の矢印Ｙの方向から見た両回転カッターを示す図である。 帯行ディスクを備えた、図１の軸線方向（矢印Ｘ）における両回転カッターを示す図である。 帯行ディスクを備えた両回転カッターの軸線方向に延びる断面図である。 シャーの別の実施形態の斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った垂直断面図である。

図１における描写には、参照符号１でもってシャーが見て取れる。シャーは二つの回転カッター３を備えており、これらの回転カッターは、各々回転カッターに固定され、あるいは回転カッターと接続された搬送リング５ならびに下側支承ブロック７と上側支承ブロック９を備えている。これ以外に、環状の回転カッター３を担持する駆動ディスク１１が示されている。駆動ディスク１１の中心部には、孔１３、例えば駆動軸１４、例えばマルチエッジ軸、ポリゴン軸、あるいはキー溝付き軸のためのキー溝を備えた孔が見える。

支承ブロック７，９には、マルチエッジ孔１３ならびに駆動ディスク１１を片側だけ半径方向に備えた転がり軸受１５が見える。従って、駆動ディスク１１の直径は、転がり軸受１５の内側では、駆動ディスク１１の周囲で回転カッター３が担持される対向する側での直径よりも小さい。

両支承ブロック７と９の間には、接続レール１７と案内レール１８が見える。接続レール１７は、両支承ブロック７，９を互いに不動に接続するために使用される。接続レール１７は、ボルト１９と２１により両支承ブロック７あるいは９に固定されている。両支承ブロック７，９と接続レール１７は、一体的に、例えば鋳造部材として製造されていてもよい。案内レール１８は、（図示していない）切断されていない金属板を両回転カッター３の間に案内する。

ロータリーシャー１を図２の矢印の方向から示す図３において、下方には、ベースプレート２５上に固定されている基準レール２３がはっきり見える。上に向かって突出する基準レール２３の脚部と下側支承ブロック７の間には、ワッシャ−２９を備えた位置決めボルト２７が挿入されており、この位置決めボルトにより、ロータリーシャー１は直線案内レール３１に沿った所望の位置に位置決めされ、かつそこで固定されてもよい。直線案内部、例えば、案内キャリッジ３３あるいはスライドキャリッジにより、駆動軸１４に沿った少なくとも一つのロータリーシャー１の遊びの無い案内が可能になる。代替え的に、直線案内部３３は支承ブロック７，９を通過する案内ロッドを備えていてもよく、この支承ブロックを通って、孔は案内ロッドを貫通案内する（図示していない）。

両回転カッター３は、相並んで配置された多数のロータリーシャー１のための主軸として機能を果たす両駆動軸１４と同期して駆動される。加えて、両駆動軸１４は各ロータリーシャー１において両回転カッター３により支持される。その理由は、回転カッター３あるいは駆動ディスク１１が支承ブロック７，９により担持されることにある。駆動ディスク１１は、駆動ディスク側では転がり軸受１５により自由に回転可能に担持されている。これにより、大きな幅の金属板を、駆動軸１４に沿って配置された複数のロータリーシャー１により、適当に大きな数の隣り合った帯状片に分けることが可能である。製造すべき金属帯状片の幅を変えることは、案内レール３１に沿って回転カッター３を移動させることにより行われる。新たな作動位置での位置決めは、基準レール２３上に取付けられた位置決め孔あるいは測定レールにより行われてもよい。ロータリーシャー１の軸方向の調節後の回転カッター３の相互の整向は不要である。その理由は、回転カッターの位置が、案内レール３１に沿って移動する際に変化する恐れが無いからである。

図４と５による発明のさらに有利な態様において、駆動軸１４のトルク伝達は、図に示したようなマルチエッジ孔１３を介してではなく、正面で駆動ディスク１１に固定されている帯行ディスク３５でもって行われる。帯行ディスク３５の固定はボルト３７により行われる。帯行ディスク３５は二つの部分で構成されているのが好ましい。これにより、シャーを組立てる際に、駆動軸あるいは複数の駆動軸１４と駆動ディスク１１の間の形状的な係合による結合部を、駆動軸１４を駆動ディスク１１に貫通案内させた後に取付けることが可能である。帯行ディスク３５をワンピースあるいは複数のピースで使用することの他の長所は、例えばレーザーを用いた浸食あるいは切断による帯行ディスクの製造は、駆動ディスク１１を貫通するマルチエッジ孔１３の製造に比べて基本的にコストが安い。従って駆動ディスク１１において、この様態では、円筒形の孔だけが設けられるべきであり、孔の直径は、駆動軸１４の直径よりも大きい（図５の間隙あるいは遊びＳを参照）。帯行ディスク３５を備えたこの有利な様態は、駆動軸３４と駆動ディスク１１の間でトルク伝達だけが行われる必要があることにより可能になる。これが二つの回転カッターで加工材料を切断する際に普通一般に当てはまっているような半径方向の力は作用しない。複数のロータリーシャー１が駆動軸４上をスライドされねばならない場合、その直径が駆動軸１４の直径よりも大きい円筒形の孔内に駆動軸１４を挿入することにより、さらに組立は簡単になる。

図５と６による発明の別の態様において、両支承ブロック７’と９’は、軸線方向に重なり合ってずらされている。すなわち、回転カッター３に作用する切断力は、互いに接続されている支承ブロック７’と９’の内部では、実質的に両転がり軸受１５を切断する平面内に案内される。回転カッター３が支承ブロック７’と９’の中心部にずらされているか、あるいは回転カッター３が、回転カッター３の回転軸に対して垂直であり、かつ転がり軸受１５を切断する平面内部にあることにより、この構成は達せられる。これにより転がり軸受１５は実質的に半径方向にだけ負荷をかけられ、転がり軸受１５へのモーメントは作用しない。案内キャリッジ３３とレール３１の負荷にも同じことが言える。さらに、この配設により、案内レール１８、両支承ブロック７’と９’が互いに接続されているＺ型レールも、基本的に僅かな負荷をかけられる。これらすべての構成により、両回転カッターの位置は相対して高くなり、その高さは相対して調節される。

第一の実施例のように、駆動軸１４により駆動ディスク１１あるいは回転カッター１１へトルクを伝達することは、駆動ディスク１１内のマルチエッジ孔１３によりあるいはマルチエッジ孔１３により駆動ディスク１１の正面内に嵌め込まれている帯行ディスク３５により行われる。両実施形態において、駆動軸１４は切断力により負荷をかけられない。多くの回転カッター３が駆動軸上に配置されているのと同じく、駆動軸１４は支承ブロック７，７’あるいは９，９’により担持される。

運転中、帯状片に切断されるべき金属板は、図２では右から左へと回転カッターに供給される。この目的に必要な搬送手段、あるいは搬送軌道は、金属板を担持しかつ送るものであって、半分描かれていなく、かつそれ自体シャー１の一部でもない。

１ ロータリーシャー
３ 回転カッター
５ 搬送リング
７ 下側支承ブロック
９ 上側支承ブロック
１１ 駆動ディスク
１３ マルチエッジ孔（多角形孔）
１５ 転がり軸受
１７ 接続レール
１９ ボルト
２１ ボルト
２３ 基準レール
２５ ベースプレート
２７ 位置決めボルト
２９ ワッシャ−
３１ レール
３３ 案内キャリッジ
３５ 帯行ディスク
３７ ボルト

Claims (8)

1. 相対して平行に位置している回転軸を有する、少なくとも二つの、協働して作用する回転カッターを備えた、金属板あるいは金属ストリップから金属板のブランクを製造するためのシャーであって、
   各回転カッター（３）が、駆動ディスク（１１）の周囲に配置されており、
   各駆動ディスク（１１）が、支承ブロック（７，９）内で回転可能に支承されており、かつ支承ブロック（７，９）により担持され、
   両支承ブロック（７，９）が、重なり合って、かつ側方へ相対してずらされた状態で接続レール（１７）により互いに接続されているシャーにおいて、
   駆動ディスク（１１）と回転カッター（３）の両対が、各々一つの駆動軸（１４）により貫通され、かつこの駆動軸上で軸方向に移動可能であり、ならびにトルクを伝達するために、駆動軸（１４）と形状的な係合による結合で接続されていることを特徴とするシャー。
2. 下側支承ブロックおよび／または上側支承ブロック（７，９）が、直線案内部（３３）上に固定されており、かつこの直線案内部と共に、金属板のブランクの幅を設定および調節するために、案内レールあるいは案内ロッド（３１）上で軸に平行に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシャー。
3. 案内レール（３１）上では、直線案内部として案内キャリッジ（３３）が、位置決め可能でかつ固定可能に保持されていることを特徴とする請求項２に記載のシャー。
4. 複数の回転カッター（３）を備えた支承ブロック（７，９）が、相並んで案内レール（３１）上には配置されており、かつ二つの駆動軸（１４）により貫通され、
   回転カッターの駆動ディスク（１１）が駆動軸（１４）により駆動されることを特徴とする請求項３に記載のシャー。
5. 両駆動軸（１４）が同期して駆動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシャー。
6. 駆動軸（１４）により駆動ディスク（１１）へ、形状的な係合による結合でトルクを伝達することが、駆動ディスク（１１）内のマルチエッジ孔あるいはポリゴン孔あるいはキー溝付き軸（１３）を介して行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のシャー。
7. 駆動軸（１４）により駆動ディスク（１１）へ、形状的な係合による結合でトルクを伝達することが、駆動ディスク（１１）の正面に置かれ、かつ駆動ディスクと形状的な係合による結合で接続された帯行ディスク（３５）を介して行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のシャー。
8. 駆動軸（１４）がマルチエッジ軸、ポリゴン軸あるいはキー溝付き軸であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のシャー。

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