JP4044051B2 - 折り機 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の折り機に関する。

旧東ドイツ特許第４１５２０号明細書に記載の歯車式折り機の折りブレード運動は、２つの異なる遊星歯車によって２つの運転形式の間で切換可能である。製品における折畳みの変更は規定されていない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５５４２８号明細書には、折り機の折り胴に設けられた折り機構の調節装置が記載されている。
ドイツ連邦共和国特許第１２２２０８２号明細書には、折り畳もうとする折り丁を搬送するための回転可能な折りブレード胴を備えた折り機が開示されている。この公知の折りブレード胴は、第１の軸を中心として回転可能な折りブレードを有しており、前記の第１の軸自体は、第２の軸を中心として回転可能な支持体に保持されており、折りブレードが、回転中に折りブレード胴から進出可能である。折りブレードの回転は、可変位相を以て折りブレード胴の回転に結合されている。折りブレード胴は、増速歯車装置によって裁断胴に回転結合されている。

本発明の課題は、折り機を提供することである。

この課題は、本発明に基づいて請求項１の特徴部に記載の構成手段によって解決される。

本発明によって得られる利点は特に、搬送胴に関連して支持体の相対的な位相を調節するために使用される差動歯車伝動装置が、位相調節を並進運動によってではなく、専ら回転運動によって生ぜしめ、差動歯車伝動装置の構成サイズが、リニアアクチュエータの構成サイズとは異なり、当該差動歯車伝動装置によって実現可能な位相行程とは無関係であるという点にある。本発明の枠内で使用可能な差動歯車伝動装置は、大量に工場生産され且つ廉価に使用可能な規格部品である。このような差動歯車伝動装置の有利なタイプは、波動歯車減速装置（Harmonic-Drive-Getriebe） 又は遊星歯車伝動装置である。

前記のような差動歯車伝動装置の３つの駆動部材又は被駆動部材の内、有利には１つがブレーキの装備されたサーボモータに接続されている。このモータは、位相が調節される場合にしか作動しない。折り機が普通に作業する場合、モータは停止されており且つブレーキがかけられている。

折り機の折りブレード胴は、有利には搬送しようとする製品を保持するためのグリッパ又は穿刺針列等の、複数の保持部を有している。

折り畳もうとする製品をつながっている製品ウェブから切断するためには、折りブレード胴が有利には裁断胴と協働する。折りブレード胴と裁断胴とが、ｎ／ｍの伝達比を有する増速歯車装置によって同じ周速を有するように回転結合されている場合、裁断胴に設けられたナイフの数ｍは、折りブレード胴に設けられた保持部の数ｎよりも小さくてよい。

折りブレード胴内の折りブレードが支障無く運動できるようにするためには、折りブレードの数が、有利にはやはり前記保持部の数ｎよりも小さい。折りブレードの数を、裁断胴に設けられたナイフの数ｍと同数に選択した場合、支持体は伝達比１：１を有する差動歯車伝動装置によって裁断胴に簡単に連結されていてよい。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１に示した折りブレード胴１８の胴ジャケット０１には、それぞれ周方向で見て１２０°の角度間隔で３つのスリット群０２が形成されている。図１において、上側に位置するスリット群０２に沿って複数の突出した突出部０３が示されており、これらの突出部０３は折りブレード０４の先端部である。折りブレード０４は、折りブレード胴１８の内部の支持体２０に固定されている。この支持体２０は、図２に関連して更に詳しく説明する。

更に、折りブレード胴１８は、進出可能な穿刺針０５を備えた、周方向で均等に配分された３つの条片を支持している。これらの条片は、胴ジャケット０１に設けられた、折り畳もうとする製品を保持するためのグリッパ又は別の手段によって代替されていてもよい。胴ジャケット０１の端面には、この胴ジャケット０１の長手方向軸線に対して同心的な広い開口０７を備えた２つのフランジ０６が位置している。前記開口０７には軸部０８が接合されており（図４及び図５参照）、この軸部０８は、折り機のフレーム（図示せず）に折りブレード胴１８を回転可能に支承するために役立つ。

折りブレード胴１８内に配置された折りブレード０４の支持体２０を支持する軸０９は、開口０７を通って偏心的に延びている。

図２には、前記支持体２０の構成が示されている。軸０９は、折りブレード胴１８の内部でそれぞれ反対方向に突出した２本のアーム１１と伝動装置ユニット１２とを支持しており、これらのアーム１１と伝動装置ユニット１２とは、軸０９に対して平行な軸線を中心として回転可能な２つの折りブレード軸１３；１４を支持している。伝動装置ユニット１２のケーシング１７は、図２において軸０９の図面手前側の区分と不動に結合されており且つ折りブレード胴内でこの区分と一緒に回転可能である。図２の斜視図に示した伝動装置ユニット１２の図面奥側では、軸０９が軸区分１６によって延長されており、この軸区分１６は伝動装置ユニット１２のケーシング１７に関連して回転可能である。伝動装置ユニット１２が軸０９の軸線を中心として回転されると、前記軸区分１６と不動に結合された、伝動装置ユニット１２内の歯車（図示せず）が折りブレード軸１３；１４を回転駆動する。

図３に示した概略的な側面図は、図１及び図２に関連して説明した折りブレード胴１８を有する折り機の全体構成を示す一方で、折り機の運転中の折りブレード胴１８内での折りブレード０４の運動を示している。

最初に折り機の構成を簡単に説明する。折りブレード胴１８は、裁断胴１９と接触した状態で回転可能に懸吊されている。裁断胴１９は２つの裁断ナイフ２１を支持しており、これらの裁断ナイフ２１は折りブレード胴１８と協働して、例えばペーパーウェブ２２等の材料ウェブ２２を個別の製品又は折り丁３１に分断する。前記ペーパーウェブ２２は、折りブレード胴１８と裁断胴１９とによって形成されたギャップに、三角板（図示せず）から１対の引張り・ガイドローラ２３を介して供給されている。裁断胴１９の折りブレード胴１８に対する回転数の比は３：２であり、裁断胴１９の相対的な位相は、１裁断ナイフ２１がペーパーウェブ２２を、その都度折りブレード胴１８の穿刺針０５の１条片のすぐ前方で分断するように調整されている。このようにして生ぜしめられたペーパーウェブ２２の案内端部は、穿刺針０５によって突き刺されて、折りブレード胴１８の回転時に図３では反時計回りで折りブレード胴１８の表面に沿って引き続き搬送される。

折りブレード胴１８がその軸線２４を中心として２回転する毎に、支持体軸２６を中心として支持体２０が３回転するか、若しくは折りブレード軸１３；１４が３回転する。折りブレード軸１３；１４が１回転する毎に、これらの折りブレード軸１３；１４に組み付けられた折りブレード０４は、折りブレード軸１３；１４の軸線２７；２８を中心として２回転する。従って、折りブレード０４の先端部は、１点鎖線で示した軌道２９に沿って運動する。この軌道２９は、凹面の側面を備えたほぼ三角形の形を有している。この三角形の軌道２９の下側の先端は、折りブレード胴１８の周面の外位に位置しており、この位置において折りブレード０４は折りブレード胴１８から突出しており、これにより、ペーパーウェブ２２から切断された折り丁３１が、２つの折りローラ３２の間のギャップに導入される。このギャップの下位には羽根車３３が位置しており、この羽根車３３の羽根に折り畳まれた折り丁３１が落ち込んでから、ベルトコンベヤ３４上に排紙されるようになっている。

図４には、図３に示した折り機の駆動構造のための第１実施例が示されている。折りブレード胴１８と裁断胴１９とは、折り機のサイドフレーム板３６の間に回転可能に懸吊されている。裁断胴１９の軸４１は、片側に例えば駆動歯車３７等の歯車３７を支持しており、この歯車３７は、一方では主モータ３８の伝動装置と噛み合っており且つ他方では折りブレード胴１８の、例えば駆動歯車３９等の歯車３９と噛み合っている。裁断胴１９の軸４１の反対側の端部には、波動歯車減速装置が組み付けられている。軸４１を中心として回転可能な楕円形の横断面のロータ４２は、サーボモータ４３によって駆動可能である。ロータ４２には、このロータ４２の形に対応して変形された、例えば玉軸受け４４等の軸受け４４によって分離されて、この玉軸受け４４の外側輪郭に対応して変形されたフレキシブルなリング４６が被せ嵌められており、このリング４６は外側歯列を支持している。フレックススプラインとも呼ばれるこのリング４６は、軸方向で相並んで配置された、内側に歯列の設けられた２つのスリーブ４７；４８と噛み合っている。この場合、リング４６はスリーブ４７；４８の内側歯列と、楕円の長手方向軸線上の対向位置する各２つの位置で噛み合っており、リング４６の歯数は、スリーブ４７；４８の歯数よりも小さな偶数だけ少ない。

波動歯車伝動装置は、特徴的な構成として、歯列を備えた少なくとも１つのフレキシブルで変形可能なリングを有している。

一方のスリーブ４８が軸４１と相対回動不能に結合されているのに対して、他方のスリーブ４７は、軸４１を中心として回転可能な歯車４９と不動に結合されており、この歯車４９は、例えば支持体２０の駆動歯車５１等の歯車５１と噛み合っている。

歯車３７；３９の歯数は、これらの歯車３７；３９が裁断胴１９の折りブレード胴１８に対する３：２の回転数比を保証するように選択されている。スリーブ４７；４８及び歯車４９；５１の歯数は、それぞれ互いに同一なので、サーボモータ４３が停止している限りは、裁断胴１９と支持体２０とは同一回転数で回転する。裁断胴１９及び支持体２０の相対位相を折り機の運転中に一定に保持することができるということを保証するためには、サーボモータ４３に、ロータ４２の回転を止めることのできるブレーキが装備されている。

ロータ４２の回転によって、軌道２９に沿った折りブレード０４の運動の位相は、折りブレード胴１８の回転の位相に関連して調節可能である。つまり、折りブレード０４が胴ジャケット０１から突出する箇所の位置は、穿刺針０５に関連して調節可能である。図６Ａに示したように、通常位置では折りブレード０４の突出箇所は、折りブレード胴１８に沿って搬送される折り丁３１の２つの端部の間のちょうど真ん中に位置しており、図６Ａの右側に示した、折畳みの完了した折り丁３１は、折畳み線の両側に同じ長さの脚部を有している。

折りブレード運動の位相が折りブレード胴１８の位相に対して遅らされると、図６Ｂに示したように、非対称に折り畳まれた折り丁３１が生ぜしめられ、この折り丁３１では、穿刺針０５によって保持される脚部（穿刺孔５２において認識可能）が、搬送方向で見て後続の脚部よりも長い。

折りブレード運動の位相を早めることにより、図６Ｃに示したように、逆の非対称性が得られる。

図５には、折り機の駆動構造に関する第２実施例が示されている。図５において図４と同じ符号を付した部材は、図４に関連して説明した部材と同一なので、改めて説明はしない。裁断胴１９の軸４１は、主モータ３８とは反対の側の端部に遊星歯車伝動装置の太陽歯車５３を支持している。この太陽歯車５３と噛み合う遊星歯車５６の遊星支持体５４は、サーボモータ４３の駆動軸に組み付けられている。遊星歯車伝動装置の中空歯車５７は、歯車４９と相対回動不能に結合されており、この歯車４９は、支持体２０の駆動歯車５１と噛み合っている。

太陽歯車５３の歯数は中空歯車５７の歯数よりも少ないので、中空歯車５７はサーボモータ４３のブレーキがかけられた場合に、太陽歯車５３よりも低速で回転する。歯車４９；５１の歯数は、差動歯車伝動装置全体に関して、軸４１と支持体２０との間で１：１の回転数比が得られるように選択されている。

図７に示したように、折り機は機械的に他のユニットとは無関係の少なくとも１つの専用の電動モータ５９；６１によって駆動されている。支持体２０の軸２６は、折畳み過程の間、別の電動モータ５８によって駆動されている。支持体２０のこの電動モータ５８は、機械的に折りブレード胴１８の駆動装置とは結合されていない。

即ち、１実施例では、折りブレード胴１８は、別の胴と結合されていない電動モータ５９によって駆動される。別の実施例では、裁断胴１９が、やはり別の胴と結合されていない電動モータ６１によって駆動されている。図７に点線で示したように、折りブレード胴１８と裁断胴１９の両方を、共通の電動モータ３８によって駆動することも可能である。

折り機には羽根車３３が配置されており、この羽根車３３の駆動装置は、機械的に折りブレード胴１８の駆動装置と結合されている。羽根車３３は折畳み過程の間、胴と結合されていない専用の電動モータ６２によって駆動されている。

更に、折り機には折畳みギャップを形成する２つの折りローラ３２が対応配置されている。これらの折りローラ３２は、胴と結合されていない専用の電動モータ６３（点線で図示）によって一緒に駆動されている。別の実施例では、折りローラ３２はそれぞれ専用の電動モータ６４；６５によって駆動されていてもよい。

更に、折り機にはベルトコンベヤシステム３４が接続されている。このベルトコンベヤシステム３４も、やはり専用の電動モータ６６によって駆動されていてよい。

折り機の電動モータ３８；５９；６１；６２；６３；６４；６５；６６は、角度位置制御されている。

折り機には、電動モータ３８；５９；６１；６２；６３；６４；６５；６６の位相位置を互いに制御するための制御装置が設けられている。

即ち、支持体２０の電動モータ５８の位相位置と、折りブレード胴１８の電動モータ５９の位相位置とは、互いに相対的に変更可能である。同様に、支持体２０の電動モータ５８及び／又は折りブレード胴１８の電動モータ５９及び折りローラ３２の電動モータ６３；６４；６５の位相位置及び／又は回転数も、互いに相対的に変更可能であってよい。位相位置を制御するための制御装置を介して、羽根車３３の電動モータ６２の位相位置と、少なくとも１つの別の電動モータ３８；５８；５９；６１；６３；６４；６５；６６の位相位置を互いに相対的に変更することも可能である。また、羽根車３３の電動モータ６２及びベルトコンベヤシステム３４の電動モータ６６の位相位置及び／又は回転数も、互いに相対的に変更可能である。

折りブレード胴１８に関しては、主に折りブレード胴１８の胴ジャケット０１であると解される。

本発明が適用可能な折りブレード胴の概略的な斜視図である。

折りブレード胴の内部構造を示した、図１と同様の斜視図である。

図１に示した折りブレード胴を備えた折り機の概略的な断面図である。

折りブレード胴内の折りブレード支持体の回転を、折りブレード胴の回転とリンクさせる波動歯車減速装置を備えた折り機の概略的な断面図である。

差動歯車伝動装置として遊星歯車伝動装置を有する折り機の第２実施例を、図４と同様に断面して示した図である。

図６Ａ〜図６Ｃは、折り畳みの完了した製品に及ぼす、差動歯車伝動装置における変位の影響を示した図である。

折り機の更に別の実施例の概略断面図である。

符号の説明

０１ 胴ジャケット、 ０２ スリット、 ０３ 突出部、 ０４ 折りブレード、 ０５ 穿刺針、 ０６ フランジ、 ０７ 開口、 ０８軸部、 ０９ 軸、 １１ アーム、 １２ 伝動装置ユニット、 １３，１４ 折りブレード軸、 １６ 軸区分、 １７ ケーシング、 １８ 折りブレード胴、 １９ 裁断胴、 ２０ 支持体、 ２１ 裁断ナイフ、 ２２ ペーパーウェブ、 ２３ 引張り・ガイドローラ、 ２４ 折りブレード胴１８の軸線、 ２６ 支持体軸、 ２７，２８ 折りブレード軸の軸線、 ２９ 軌道、 ３１ 折り丁、 ３２ 折りローラ、 ３３ 羽根車、 ３４ ベルトコンベヤ、 ３６ サイドフレーム板、 ３７ 裁断胴１９の駆動歯車、 ３８ 主モータ、 ３９ 折りブレード胴１８の駆動歯車、 ４１ 裁断胴１９の軸、 ４２ ロータ、 ４３ サーボモータ、 ４４ 玉軸受け、 ４６ リング、 ４７，４８ スリーブ、 ４９ 歯車、 ５１ 駆動歯車、 ５２ 穿刺孔、 ５３ 太陽歯車、 ５４ 遊星支持体、 ５６ 遊星歯車、 ５７ 中空歯車、 ５８，５９，６１，６３〜６６ 電動モータ

Claims (30)

1. 折り機であって、折り畳もうとする折り丁（３１）を搬送するための回転可能な折りブレード胴（１８）と、該折りブレード胴（１８）内で第１の軸（２７）を中心として回転可能な少なくとも１つの折りブレード（０４）とが設けられており、前記の第１の軸自体は、第２の軸（２６）を中心として回転可能な支持体（２０）に保持されており、折りブレードが、回転中に折りブレード胴（１８）から進出可能であり、支持体（２０）と折りブレード胴（１８）とが、互いに相対的に位相調節可能であり、可変の位相を有する折りブレード（０４）の回転と支持体（２０）の回転とが、折りブレード胴（１８）の回転と結合されている形式のものにおいて、
   結合装置として差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）が配置されており、該差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）の駆動部材又は被駆動部材（４８；５３）が、裁断胴（１９）に結合されていることを特徴とする折り機。
2. 折り機であって、折り畳もうとする折り丁（３１）を搬送するための回転可能な折りブレード胴（１８）と、該折りブレード胴（１８）内で第１の軸（２７）を中心として回転可能な少なくとも１つの折りブレード（０４）とが設けられており、前記の第１の軸自体は、第２の軸（２６）を中心として回転可能な支持体（２０）に保持されており、折りブレードが、回転中に折りブレード胴（１８）から進出可能であり、支持体（２０）と折りブレード胴（１８）とが、互いに相対的に位相調節可能であり、折りブレード胴（１８）が、該折りブレード胴（１８）に沿って搬送しようとする折り丁（３１）を保持するための複数の保持部を有しており、更に、折りブレード胴（１８）が、増速歯車装置（３７，３９）によって裁断胴（１９）にｎ／ｍの伝達比を以て回転結合されており、この場合、ｎが折りブレード胴（１８）に設けられた保持部の数であり且つｍ（ｍ＜ｎ）が裁断胴（１９）に設けられたナイフ（２１）の数であり、更に、ｍが支持体（２０）に設けられた折りブレード（０４）の数である形式のものにおいて、
   支持体（２０）が、裁断胴（１９）に１：１の伝達比を有する差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）によって結合されていることを特徴とする折り機。
3. 差動歯車伝動装置が、波動歯車減速装置（４４，４６，４７，４８）又は遊星歯車伝動装置（５３，５４，５６，５７）である、請求項１又は２記載の折り機。
4. 差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）の駆動部材又は被駆動部材（４４，４６；５７）が、サーボモータ（４３）に接続されている、請求項１又は２記載の折り機。
5. ブレーキが、差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）と協働するように配置されている、請求項１又は２記載の折り機。
6. サーボモータ（４３）にブレーキが装備されている、請求項４記載の折り機。
7. 差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）の駆動部材又は被駆動部材（４７；５６）が、支持体（２０）の軸（２６）に結合されている、請求項１又は２記載の折り機。
8. 折りブレード胴（１８）が、該折りブレード胴（１８）に沿って搬送しようとする折り丁（３１）を保持するための複数の保持部を有している、請求項１又は２記載の折り機。
9. 前記保持部がグリッパ又は穿刺針（０５）の列である、請求項８記載の折り機。
10. 折りブレード胴（１８）が、増速歯車装置（３７，３９）によって裁断胴（１９）にｎ／ｍの伝達比を以て回転結合されており、ｎが折りブレード胴（１８）に設けられた保持部の数であり且つｍ（ｍ＜ｎ）が裁断胴（１９）に設けられたナイフ（２１）の数である、請求項８又は９記載の折り機。
11. 更に、ｍが支持体（２０）に設けられた折りブレード（０４）の数であり、支持体（２０）が裁断胴（１９）に１：１の伝達比を有する差動歯車伝動装置（４４，４６，４７，４８；５３，５４，５６，５７）によって結合されている、請求項１０記載の折り機。
12. 主モータ（３８）が、折りブレード胴（１８）及び裁断胴（１９）を回転駆動するために増速歯車装置（３７，３９）と噛み合っている、請求項１０又は１１記載の折り機。
13. 折りブレード（０４）が、折り丁（３１）を折畳みギャップに導入するように配置されている、請求項１又は２記載の折り機。
14. 折畳みギャップが、逆方向に回転する２つの折りローラ（３２）によって形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の折り機。
15. 折畳み過程の間、折りブレード胴（１８）及び裁断胴（１９）が共通の電動モータ（３８）によって駆動されている、請求項１記載の折り機。
16. 折畳み過程の間、折りブレード胴（１８）が別の胴と結合されていない専用の電動モータ（５９）によって駆動されている、請求項１記載の折り機。
17. 折畳み過程の間、裁断胴（１９）が別の胴と結合されていない専用の電動モータ（６１）によって駆動されている、請求項１記載の折り機。
18. 羽根車（３３）が配置されている、請求項１記載の折り機。
19. 羽根車（３３）の駆動装置が、機械的に折りブレード胴（１８）の駆動装置と結合されている、請求項１８記載の折り機。
20. 羽根車（３３）が折畳み過程の間、胴と結合されていない専用の電動モータ（６２）によって駆動されている、請求項１８記載の折り機。
21. 折畳みギャップを形成する２つの折りローラ（３２）が配置されている、請求項１記載の折り機。
22. 前記折りローラ（３２）が、胴と結合されていない専用の電動モータ（６３）によって一緒に駆動されている、請求項２１記載の折り機。
23. 両折りローラ（３２）が、それぞれ専用の電動モータ（６４；６５）によって駆動されている、請求項２１記載の折り機。
24. ベルトコンベヤシステム（３４）が配置されている、請求項１記載の折り機。
25. ベルトコンベヤシステム（３４）が専用の電動モータ（６６）によって駆動されている、請求項２４記載の折り機。
26. 電動モータ（３８；５８；５９；６１；６２；６３；６４；６５；６６）が角度位置制御されている、請求項１５から２５までのいずれか１項記載の折り機。
27. 電動モータ（３８；５８；５９；６１；６２；６３；６４；６５；６６）の位相位置を互いに制御するための制御装置が設けられている、請求項１５から２５までのいずれか１項記載の折り機。
28. 支持体（２０）の電動モータ（５８）及び／又は折りブレード胴（１８）の電動モータ（５９）及び折りローラ（３２）の電動モータ（６３；６４；６５）の位相位置及び／又は回転数が互いに相対的に変更可能であり、これらの位相位置及び／又は回転数を変更するための所属の制御装置が設けられている、請求項２２又は２３記載の折り機。
29. 羽根車（３３）の電動モータ（６２）の位相位置と、少なくとも１つの別の電動モータ（３８；５８；５９；６１；６３；６４；６５；６６）の位相位置とが互いに相対的に変更可能であり、位相制御を変更するための所属の制御装置が設けられている、請求項２０記載の折り機。
30. 羽根車（３３）の電動モータ（６２）の位相位置と、ベルトコンベヤシステム（３４）の電動モータ（６６）の位相位置とが互いに相対的に変更可能であり、位相位置及び／又は回転数を変更するための所属の制御装置が設けられている、請求項２９記載の折り機。

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