JP2017537818A - 平坦基材を変換するための方法及びステーション - Google Patents

Abstract

回転式打抜ユニット（９）と、平坦基材（Ｗ）の移動方向（Ｌ）で回転式打抜ユニット（９）の上流に配置された少なくとも１つの回転式変形ユニット（７、８）とを備えた平坦基材（Ｗ）変換用ステーション（３）内で、平坦基材（Ｗ）を変換するための方法は、−平坦基材（Ｗ）の変形レイアウト及び打抜レイアウトなどの変換パラメータを決定するステップと、−変形レイアウトに応じて、変形を実行するための形態を持つスリーブ（１３）を選択するステップと、−スリーブ（１３）を回転式変形ユニット（７、８）内のマンドレル（１２）に取り付けるステップと、−打抜レイアウトに応じて打抜工具（９１、９２）を選択するステップと、−打抜工具（９１、９２）を回転式打抜ユニット（９）内に取り付けるステップと、−平坦基材（Ｗ）の変換を開始するステップと、を含む。【選択図】 図３

Description

本発明は、変換ステーション内で平坦基材を変換するための方法に関する。本発明はまた、平坦基材変換用ステーションに関する。

基材を変換するための機械は、包装材の製造を意図したものである。この機械において、厚紙の連続ウェブなどの初期平坦基材は、巻きを解かれ、１つ又はそれ以上の印刷機ユニットを備えた印刷ステーションによって印刷される。平坦基材は、次いで導入ユニットに移送され、次いでエンボス加工ユニットに移送され、場合によってはその後、折り目付けユニットに移送される。平坦基材は、次に打抜ユニットにおいて打ち抜かれる。屑部分の排出の後、得られた予成形品は、個々の箱を得るために切り離される。

回転変換、すなわち、エンボス加工、折り目付け、打抜、屑排出、又は印刷機のユニットは、各々、シリンダ状の上部変換工具と、シリンダ状の下部変換工具とを備え、その間を平坦基材が変換されるために通過する。動作時、回転式変換工具は、同じ速度で、しかし互いに反対方向に回転する。平坦基材は、回転工具間に位置する間隙を通過し、これは、エンボス加工によってレリーフを形成し、折り目付けによってレリーフを形成し、回転式打抜によって平坦基材を打ち抜いて予成形品にし、屑を排出し、又は印刷中にパターンを印刷する。

工具は、カセット内に取り付けることができる。カセットは、オペレータが機械の外部で半径方向間隙を調整することを可能にする。他方、このカセットは、数百キロもの重量になる場合があり、したがって操作手段の助けを借りて操作しなければならない。

シリンダ交換動作は、時間がかり冗長であることがわかっている。オペレータは、シリンダを駆動機構から取り外すために機械的にその接続を解く。次いで、オペレータは、シリンダを変換機械から引き抜き、新たなシリンダを変換機械の駆動部に再接続することによってこれを装着する。シリンダは高重量であり、約５０ｋｇ乃至２０００ｋｇである。これを引き抜くために、オペレータは、操作手段の助けを借りてこれを持ち上げる。

シリンダは、かなり高重量なので、非常にすばやく交換することはできない。さらに、少量生産の印刷、エンボス加工、折り目付け及び打抜の顧客が求める個別の要求の増大に対処するために、互いに異なる非常に多数の箱を得るには、多くの工具交換が必要になる場合がある。これらの工具は、かなり以前に前もって発注しなければならず、現在要求されている製造変更に不適合になってきている。加えて、工具は、製造するのに比較的費用がかかり、極めて大量生産でないと費用対効果が得られない。

本発明の目的は、平坦基材を変換するための方法を提案することである。第２の目的は、従来技術の短所を少なくとも部分的に解決する、平坦基材変換用ステーションを製造することである。

この目的で、本発明の主題は、回転式打抜ユニットと少なくとも１つの回転式変形ユニットとを備え、回転式変形ユニットが平坦基材の移動方向で回転式打抜ユニットの上流に配置されている平坦基材変換用ステーション内で、平坦基材を変換するための方法である。

この方法は、
−平坦基材の変形レイアウト及び打抜レイアウトなどの変換パラメータを決定するステップと、
−変形レイアウトに応じて、変形を実行するための形態を持つスリーブを選択するステップと、
−回転式変形工具を形成するようにスリーブを回転式変形グループ内のマンドレルに取り付けるステップと、
−打抜レイアウトに応じて打抜工具を選択するステップと、
−打抜工具を回転式打抜ユニット内に取り付けるステップと、
−平坦基材の変換を開始するステップと、
を含む。

変形は、非限定的な例として、１つ又はそれ以上の凸部又は突起を設けたポジ型、すなわち雄工具と、１つ又はそれ以上の凹部又は窪みを設けたネガ型、すなわち雌工具との間で圧搾することによる、平坦基材の機械的変形のあらゆる動作として定められる。変形は、回転方式で実現されるエンボス加工又は折り目付けである。変形ユニットは、エンボス加工ユニットのみとして、折り目付けユニットとして、又は折り目付けとエンボス加工とを同時に保証することができるユニットとして定められる。

変換工具の全てに対して、スリーブを装備した上部工具及び／又はスリーブを装備した下部工具による、あらゆる組合せが可能である。

したがって、オペレータが変換機械の折り目付け又はエンボス加工ユニットの回転工具の交換を所望する場合、オペレータは、回転工具全部ではなく対応するスリーブを交換することになる。取外し可能なスリーブは、キャリアであり、変形、エンボス加工及び／又は折り目付けを実行するための形態を構成する。スリーブは、マンドレル上に容易に装着可能であり、動作の変更の際にマンドレルから容易に取り外すことができる。

スリーブは回転工具全体の重さに比べて低重量であるので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。スリーブは、完全な回転工具の価格に比べて安価に製造できる。したがって、幾つかの回転工具全体を入手するよりも、１つの同じマンドレルを幾つかのスリーブと組み合わせて用いることが有利である。

本発明の別の態様によれば、回転式打抜ユニットを備えた平坦基材変換用ステーションは、平坦基材の移動方向で回転式打抜ユニットの上流に配置された少なくとも１つの回転式変形ユニットをさらに備え、これは、２つの回転式変形工具を有し、上部回転工具は、下部回転工具と協働し、２つの回転式変形工具の少なくとも一方は、マンドレルと、マンドレルによって回転駆動されるためにマンドレルに装着することが可能な、変形を実行するための形態を持つスリーブと、を備えることによって特徴付けられる。

位置合わせは、平坦基材上で実行される異なる変換及び変形間で保持される。したがって、例えば、エンボス加工が折り目付けと位置合わせされ、エンボス加工及び折り目付けが打抜と位置合わせされる。

回転式打抜ユニットの上流に組み込まれたスリーブ式回転式折り目付け及び／又はエンボス加工ユニットを有する変換ステーションを備えた変換機械は、高い使用の自由度を示す。

さらなる利点及び特徴は、本発明の説明を読むこと、及び本発明の非限定的な例示的な実施形態を示す添付の図面から明らかになるであろう。

平坦基材を変換するための変換ラインの一例の全体図である。 上部及び下部回転式変形工具の斜視図を示す。 平坦基材変換用ステーションの一例を示す。 変換方法を例証する、平坦基材変換用ステーションの略側面図を示す。 変換方法を例証する、平坦基材変換用ステーションの略平面図を示す。

図２及び図３に示す長手方向、垂直方向及び横方向は、三面体Ｌ、Ｖ、Ｔで定められる。横方向Ｔは、平坦基材の長手移動方向Ｌに対して直角である。水平面は、平面Ｌ、Ｔに対応する。前方及び後方位置は、横方向Ｔに対して、それぞれ駆動部側及び駆動部の反対側として定められる。

平坦な厚紙又はリールに巻き回された紙の連続ウェブなどの平坦基材Ｗを変換するための変換ラインは、種々の動作を実行して、折畳み式の箱などの包装材を得ることを可能にする。図１に示すように、変換ラインは、平坦基材Ｗの通過Ｌの順に１つずつ配置された、巻き戻し部分１と、幾つかの印刷機ユニット２と、平坦基材変換用ステーション３と、製造された物体を受けるためのステーション４とを備える。

変換ステーション３は、フレームワークは又は耐荷重構造体５を備え、その中に、駆動ローラ及びターンローラ（図示せず）を備えた導入ユニット６と、少なくとも１つの回転式変形ユニット、この事例では回転エンボス加工ユニット７又は回転式折り目付けユニット８と、それに続いて回転式打抜ユニット９とが示した順序で配置される。

回転式打抜ユニット９は、上部回転工具９１と、下部回転工具９２とを備える（図３、図４ａ及び図４ｂ参照）。２つの工具の一方、例えば上部回転工具９１に、打抜レイアウトに従って配置された打抜スレッドを設ける。打抜レイアウトは、平坦基材を打ち抜くための所望の繰返しパターンを有する。２つの工具の他方、例えば下部回転工具９２は、アンビルとしても知られ、全体的に平滑な表面を有する。

回転式変形、すなわちエンボス加工７又は折り目付け８のユニット（図２参照）は、上部回転工具１０、例えば雄工具と、下部回転工具１１、例えば雌工具とを備え、これらは、包装材を得るために、変形、すなわちエンボス加工及び／又は折り目付けによって、平坦基材Ｗを改造する。より詳細には、エンボス加工ユニット７（図３、図４ａ及び図４ｂ参照）は、上部回転工具７１及び下部回転工具７２を備える。折り目付けユニット８（図３、図４ａ及び図４ｂ参照）は、上部回転工具８１及び下部回転工具８２を備える。

２つの回転工具１０及び１１は、一方が他方の上方に互いに平行に取り付けられており、平坦基材Ｗの長手移動方向Ｌに対して直角の横方向Ｔに延びる。動作時、２つの回転工具１０及び１１は、横方向回転軸のまわりで反対方向に回転する（矢印Ｆｓ及びＦｉ）。駆動部の反対側の回転工具１０及び１１の後端は、電動駆動手段によって回転駆動される。平坦基材Ｗは、回転工具１０と１１との間に位置する間隙を、そこでエンボス加工及び／又は折り目付けされるために通過する。

２つの回転工具の少なくとも一方である上部回転工具１０又は下部回転工具１１は、マンドレル１２と、マンドレル１２に横方向Ｔ（図２の矢印Ｇ）で装着すること及び取り外すことが可能な取外し可能スリーブ１３とを備える。したがって、オペレータが回転工具１０及び１１を交換することを所望する場合、回転工具１０及び１１全体ではなくスリーブ１３を交換するだけでこと足りる。スリーブ１３は完全な回転工具１０及び１１の重さに比べて低重量なので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。さらに、スリーブ１３は、全体としての回転工具１０及び１１の価格に比べて安価である。したがって、幾つかの完全な回転工具１０及び１１を入手するよりも、１つの同じマンドレル１２を幾つかのスリーブ１３と組み合わせて用いることが有利である。

スリーブ１３は、中空の円筒形の全体形状を有する。これは例えばアルミニウム材料で作られる。工具７１、７２、８１及び８２の各々のためのスリーブは、同一又は異なる直径Ｄ７及びＤ８並びに同一又は異なる長さＴ７及びＴ８を有することができる（図４ａ及び図４ｂ）。

マンドレル１２は、円筒形の中心体と、回転工具の回転シャフトを形成する前方ジャーナル及び後方ジャーナルとを有する。前方及び後方ジャーナルは、それぞれ前方及び後方軸受によって保持される。駆動部の反対側にある回転工具の後方ジャーナルは、モータによって回転駆動される。

エンボス加工又は折り目付け動作中、スリーブ１３は、横方向の回転軸線のまわりで回転駆動されるように、マンドレル１２上にしっかりと保持される。幾つかの実施形態は、スリーブ１３をマンドレル１２に対して可逆的にしっかりと固定するために用いることができる。

第１の実施形態によれば、回転工具は、前方に位置する第１の取外し可能な端部を備える。前端部は、前方ジャーナルを形成する。この前端部は、同軸の切頭円錐状であり、したがってスリーブ１３の傾斜した前面に対して相補的な傾斜した後面を有する。前端部は、マンドレル１２の中心体にねじで取り付けられる。

回転工具は、後方に位置する第２の端部を備える。後端部は、後方ジャーナルを形成する。この後端部は、同軸の切頭円錐状であり、したがってスリーブ１３の傾斜した後面に対して相補的な傾斜した前面を有する。後端部は、マンドレル１２の中心体にねじで取り付けられる。前端部のクランプ締めにより、スリーブ１３が後端部に押し当てられ、このスリーブをマンドレル１２にロックするようになっている。

別の実施形態によれば、回転工具は、圧縮空気又はオイルなどの加圧流体を送るためのダクトを備える。ダクトは、穿孔された中心体を通して加圧流体を搬送するために、後方ジャーナルを貫通する。加圧流体は、送りダクトに注入されると、中心体を通過してスリーブ１３をマンドレル１２から押しやり、スリーブ１３の装着又は取外しをより容易にする。

第３の例示的な実施形態によれば、マンドレル１２の中心体は、マンドレル１２の横方向回転軸線に対して半径方向に可動の外側周囲壁によって閉ざされた、圧力チャンバを備える。したがって、圧力チャンバが加圧されると、外側周囲壁は、スリーブ１３をマンドレル１２にしっかりと固定するためにスリーブ１３の内側エンベロープ面に当接する。圧力チャンバは、オイルなどの流体によって加圧することができる。

回転工具１０及び１１のマンドレル１２は、前方及び後方ジャーナルと係合する前方及び後方軸受によって支持される。エンボス加工ユニット７又は折り目付けユニット８は、下部回転工具１１のための下部前方軸受及び下部後方軸受と、上部回転工具１０のための上部前方軸受及び上部後方軸受とを備える。下部及び上部前方軸受は、耐荷重構造体の前方カラム１４内に配置され、下部及び上部後方軸受は後方カラム内に配置される。前方カラム１４及び後方カラムは、平行であり、垂直に延びる。

回転工具１０及び１１の少なくとも一方又は両方の軸受を、高さに関して調整することができる。この調整により、変形ユニット７及び８による平坦基材Ｗの変換の間、回転式打抜ユニット９の上流及び下流で、平坦基材Ｗを所与の高さＨ（図３参照）で水平に保持することが可能になる。この調整は、回転工具１０及び１１の直径にかかわらず平坦基材Ｗを水平に保持することを可能にする。

幾つかの手段は、スリーブ１３にアクセスするために、回転工具１０及び１１の駆動部側の前方軸受を支える前方カラム１４をずらすことができる。

第１の例において、前方カラム１４は、例えば摺動によって横方向Ｔに可動であり、前方軸受が上部及び下部回転工具１０及び１１から外れるようになっている。このようにしてこれらの前方軸受を遠ざけることができ、したがって、マンドレル１２及びスリーブ１３にアクセスすることが可能になる。

第２の例において、前方カラム１４は、摺動し、かつ垂直軸線のまわりでピボット運動するように取り付けられる。このようにして、耐荷重構造体の前方カラム１４を上部及び下部回転工具１０及び１１の前方軸受から遠ざけることができ、マンドレル１２及びスリーブ１３にアクセスすることが可能になる。

第３の例において、上部及び下部前方軸受は、回転工具から離間した位置とロック位置との間で、前方カラムに対して摺動し、かつピボット運動するように取り付けられる。ロック位置において、軸受は、回転工具に係合し、スリーブ１３を保持する。スリーブ１３を交換するために、軸受は、前方に摺動し、次いでピボット運動でマンドレル１２の前方ジャーナルから遠ざかり、それにより前方カラム１４を通してスリーブ１３を引き抜くため及び新しいスリーブを装着するための空間を空ける。

別の例によれば、前方カラム１４は、例えばねじを外すことによって、全体を取り外すことができる。

変換ステーション３は、このようにして、回転式打抜ユニット９の上流に、１つ又はそれ以上の一連のエンボス加工ユニット７を備えことができ、又は一連の１つ若しくはそれ以上のエンボス加工ユニット７とそれに続く１つ若しくはそれ以上の折り目付けユニット８、又は１つ又はそれ以上の一連の折り目付けユニット８を備えることができる。例示的な実施形態（図３）において、変換ステーション３は、エンボス加工ユニット７及びそれに続く折り目付けユニット８と、回転式打抜ユニット９とを備える。

したがって、オペレータが変換機械のエンボス加工７又は折り目付け８ユニットの回転工具１０及び１１の交換を望む場合、オペレータは、回転工具全体ではなくスリーブ１３を交換するだけでこと足りる。スリーブ１３は回転工具全体の重さに比べて低重量であるので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。

スリーブ１３は、全体としての回転工具の価格に比べて安価である。したがって、幾つかの回転工具全体を入手するよりも、１つの同じマンドレル１２を幾つかのスリーブ１３と組み合わせて用いることが有利である。工具１０及び１１の重量及び費用を最適化し、レイアウトの形式に適合するために、幾つかの直径のスリーブ１３が単一のマンドレル１２上で用いられる。スリーブ１３の重量及び費用を最適化するために、幾つかの直径のマンドレル１２を用いることができる。

さらに、回転式打抜ユニット９の上流に組み込まれた基材変形用ユニット、すなわちエンボス加工ユニット７及び／又は折り目付けユニット８を備えた変換機械は、高い使用の自由度を有する。

結果として、平坦基材Ｗを変換するための方法は、平坦基材Ｗの変換用のステーション３において実施される。方法は、第１のステップを含み、これは、まず平坦基材Ｗの変換のパラメータを決定することにある。これらのパラメータは、平坦基材Ｗのための所望の変形レイアウト及び平坦基材Ｗのための所望の打抜レイアウトである。変形レイアウトは、特に、平坦基材の表面上で所望される繰返しパターンの長さ及び繰返しパターンの幅を含む。

第２のステップは、変形レイアウトに応じて、変形を実行するための形態を持つスリーブ１３を選択することにある。このスリーブ１３を選択することにあるステップは、エンボス加工ユニット７の１つ又は２つのエンボス加工工具７１及び７２を構成するための１つ又は２つのエンボス加工スリーブを選択することによって実施される。このスリーブ１３を選択することにあるステップは、折り目付けユニット８の１つ又は２つの折り目付け工具８１及び８２を構成するための折り目付けスリーブを選択することによって実施される。スリーブ１３を選択することにあるステップは、変形レイアウトの長さに応じて、スリーブ１３の直径Ｄ７及びＤ８（図４ａ及び図４ｂ）、したがってエンボス加工工具７１及び７２及び折り目付け工具８１及び８２の直径を選択することによって実施される。スリーブ１３を選択することにあるステップは、変形レイアウトの幅に応じて、スリーブ１３の長さＴ７及びＴ８（図４ａ及び図４ｂ）、したがってエンボス加工工具７１及び７２及び折り目付け工具８１及び８２の直径を選択することによって実施される。

第３のステップは、選ばれたスリーブ１３を、回転式変形ユニット、すなわちエンボス加工ユニット７及び折り目付けユニット８の中のマンドレル１２に取り付けることにある。

第４のステップは、打抜レイアウトに応じて打抜工具９１及び９２を選択することにある。この打抜工具９１及び９２を選択することにあるステップは、打抜レイアウトの長さに応じて打抜工具９１及び９２の直径Ｄ９を選択すること、並びに打抜レイアウトの幅に応じて打抜工具９１及び９２の長さＴ９を選択することによって実施される。

第５のステップは、打抜工具９１及び９２を回転式打抜ユニット９の中に取り付けることにある。

第６のステップは、選択された工具７１、７２、８１、８２、９１及び９２の組により平坦基材Ｗの変換を開始することにある。

本発明は、説明された及び図示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲によって定められる範囲から別様に逸脱することなく、多数の修正を行うことができる。

Claims (10)

1. 回転式打抜ユニット（９）と、平坦基材（Ｗ）の移動方向（Ｌ）で前記回転式打抜ユニット（９）の上流に配置された少なくとも１つの回転式変形ユニット（７、８）とを備えた平坦基材（Ｗ）変換用ステーション（３）内で、平坦基材（Ｗ）を変換するための方法であって、前記方法は、
   −前記平坦基材（Ｗ）の変形レイアウト及び打抜レイアウトなどの変換パラメータを決定するステップと、
   −前記変形レイアウトに応じて、前記変形を実行するための形態を持つスリーブ（１３）を選択するステップと、
   −前記スリーブ（１３）を前記回転式変形ユニット（７、８）内のマンドレル（１２）に取り付けるステップと、
   −前記打抜レイアウトに応じて打抜工具（９１、９２）を選択するステップと、
   −前記打抜工具（９１、９２）を前記回転式打抜ユニット（９）内に取り付けるステップと、
   −前記平坦基材（Ｗ）の変換を開始するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記スリーブ（１３）を選択するステップは、エンボス加工スリーブを選択することによって実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記スリーブ（１３）を選択するステップは、折り目付けスリーブを選択することによって実施されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記スリーブ（１３）を選択するステップは、前記変形レイアウトの長さに応じて、前記スリーブ（１３）の直径（Ｄ７、Ｄ８）を選択することによって実施されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記スリーブ（１３）を選択するステップは、前記変形レイアウトの幅に応じて、前記スリーブ（１３）の長さ（Ｔ７、Ｔ８）を選択することによって実施されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記打抜工具（９１、９２）を選択するステップは、前記打抜レイアウトの長さに応じて、前記打抜工具（９１、９２）の直径（Ｄ９）を選択すること、及び前記打抜レイアウトの幅に応じて前記打抜工具（９１、９２）の長さ（Ｔ９）を選択することによって実施されることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 回転式打抜ユニット（９）を備えた平坦基材（Ｗ）変換用ステーションであって、前記平坦基材（Ｗ）の前記移動方向（Ｌ）で前記回転式打抜ユニット（９）の上流に配置された少なくとも１つの回転式変形ユニット（７、８）をさらに備え、前記少なくとも１つの回転式変形ユニットは、２つの回転式変形工具（１０、１１）と、下部回転工具（１１）と協働する上部回転工具（１０）と、マンドレル（１２）を有する前記２つの回転式変形工具（１０、１１）の少なくとも一方と、前記マンドレル（１２）によって回転駆動されるために前記マンドレル（１２）上に装着することが可能な、変形を実行するための形態を持つスリーブ（１３）と、を備えることを特徴とする、ステーション。
8. 前記変形ユニット（７、８）は、エンボス加工ユニット（７）であり、前記スリーブ（１３）は、エンボス加工を実行するための形態を持つことを特徴とする、請求項７に記載のステーション。
9. 前記変形ユニット（７、８）は、折り目付けユニット（８）であり、前記スリーブ（１３）は、折り目付けを実行するための形態を持つことを特徴とする、請求項７または請求項８に記載のステーション。
10. 前記２つの回転式変形工具（１０、１１）の少なくとも一方の軸受は、高さに関して調整可能であり、前記平坦基材（Ｗ）が前記回転工具（１０、１１）の直径にかかわらず前記回転式打抜ユニット（９）の上流で水平に保持されることができるようになっていることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載のステーション。

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