JP6728537B2 - ウエブガイド装置及び材料ウエブを処理するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、材料ウエブ、特にフィルムウエブを案内するウエブガイド装置及び材料ウエブ、特にフィルムウエブを処理する装置に関する。

エンボス装置、プリント装置等において、例えば、フィルムウエブ又はペーパーウエブなどの材料ウエブを処理する間、材料ウエブは、一般的に、リール上に配置され、処理のために引き出され、偏向ローラを介して処理位置に案内され、次いで、再び巻き戻されることがある。

新しいリールが設けられたときに、材料ウエブが斜めに又は非対称に引き出された場合、異なる張力が材料ウエブの双方の側縁領域に加わり、これにより、材料ウエブにしわ、折れ目又は裂け目が生じてしまうことがある。

しかし、例えば、材料ウエブの１つの端部領域が高い張力下にあることを保証するため、かつ、特に、レジスターマークなどの正確な読み取りを可能にするために、材料ウエブの非対称の（傾斜した）引き出しが望ましい場合もある。

材料ウエブの非対称の引き出しを望むか望まないかに関わらず、上記した欠点を回避するために、非対称をできる限り迅速に修正することが必要である。

傾斜した引き出しを補正するために一体型の差動歯車を有するウエブガイドローラが周知である。さらに、傾斜した引き出しの検出、及び、例えば、空気式、水圧式又は電気式の調節シリンダなどの能動的な調節装置によるウエブガイドの能動的な修正も周知である。しかし、そのような装置は複雑かつ高価であるとともに、故障し易い。

さらに、例えば、完全な円形でないリールにより、ウエブがまっすぐに引き出されたときに生じ得る対称的なウエブの張力を補正するためのいわゆるダンサーローラが周知である。変動するウエブの引張応力下において、ローラは、延長方向に対して垂直に振動し、引張応力が補正される。しかし、上記ローラは、傾斜した引き出しの補正には適していない。

したがって、本発明の目的は、ウエブガイド装置及び材料ウエブを処理する装置を提供し、これにより、傾斜した材料ウエブの引き出しを、費用対効果が高く、簡単かつ確実に修正することである。

上記の目的は、請求項１に記載の特徴を有するウエブガイド装置及び請求項１３に記載の特徴を有する材料ウエブを処理する装置により実現することができる。

材料ウエブ、特にフィルムウエブを案内するためのウエブガイド装置は、第１及び第２のフレームエレメントを備え、
第１及び第２のフレームエレメントは、
各々の第１の端部領域において第１のスピンドルに回動可能に取り付けられており、
回転可能に取り付けられたウエブガイドローラを介して、各々の第２の端部領域において互いに連結されており、
固定エレメントを介して第１のスピンドルに連結された第２のスピンドルを介して互いに連結されている。

材料ウエブの対称的なウエブの張力を補正するためだけに（すなわち、傾斜せず、対称的に進行する材料ウエブのために）設計された従来のダンサーローラと比較して、材料ウエブが傾斜して引き出されたときに生じ得る非対称に作用する力に対して適用される特徴は、第２のスピンドル及び固定エレメントによって形成される。スピンドルは、他の構成要素の回転運動をサポートする構成要素である。複数のスピンドルの断面は円形としてもよいし、異なっていてもよく、すなわち、１つのスピンドルの長手方向に沿って断面形状が変化するように形成してもよい。

材料ウエブの一方の側縁部に面するウエブガイドローラの一方の側面に作用する張力が他方の側面に作用する張力よりも大きい場合、結果として、固定エレメントを中心としてトルクが生じる。これにより、スピンドル、フレームエレメント及びウエブガイドローラによって形成されるフレームのねじれが固定エレメントを中心に生じる。このため、ウエブガイドローラは、より大きな張力の方向に偏向する。したがって、より大きな張力を受けやすい材料ウエブの側面が解放され、傾斜した引き出しにより生じる非対称が補正される。

したがって、補正された張力下では、材料ウエブはウエブガイドローラをまっすぐな状態に留める。このため、外部の制御装置（すなわち、外部センサ及び／又は制御エレメント）が不要となる。ウエブの進行の修正に必要な力は、材料ウエブの張力により利用可能となる。

フレームエレメント及び／又は第２のスピンドルが柔軟性を有するように設計されている場合、所望とするウエブガイド装置のねじれを実現することができる。適切な材料の選択及び特定の処理装置において生じる張力に応じて材料強度を調節することにより、要求される柔軟性が得られる。

例えば、フレームエレメント及び／又はフレームエレメントの第２のスピンドルは、単一部材又は複数の部品として、一つ又は複数のエラストマー材料から形成され得る。また、フレームエレメント及び／又は第２のスピンドルの一部をエラストマー材料から形成して、要求される柔軟性を提供するようにしてもよい。例えば、フレームエレメントと第２のスピンドルとの間の接続箇所、及び／又はフレームエレメントとウエブガイドローラとの間の接続箇所をエラストマー製のベアリングエレメント又は部分的にエラストマーを用いたベアリングエレメントから形成してもよい。あるいは、第２のスピンドルだけをエラストマー系の本質的にねじれ可能な材料から形成し、かつ／又は、第２のスピンドルをエラストマー材料及び／又は非エラストマー系材料からなるねじれた又は撚られた部分的なエレメントから形成してもよい。第２のスピンドルの全体構成におけるエラストマー材料の割合及び／又はエラストマー材料の弾力性は、第２のスピンドルの全体的なねじれ性を決定し、したがって、本発明によるウエブガイド装置の柔軟性の設定を可能とする。

しかし、別の実施例として、ウエブガイドローラ及び／又は第２のスピンドルが回転ベアリングによってフレームエレメントに取り付けられることは便宜である。

上記の回転ベアリングにより、軸受点を中心としたウエブガイドローラ又は第２のスピンドルの回転が可能となるとともに、不要な材料応力なしに装置のねじれが可能となる。これにより、装置の寿命が増加する。

さらに、好ましくは、回転ベアリングは、回転ボールベアリングとして形成されている。したがって、ベアリングの簡素でかつ安定した構成によって全ての必要な自由度がもたらされる。

さらに、第２のスピンドルが第１のスピンドルとウエブガイドローラとの間に配置されていることが有利である。装置の横断方向に延びる他の２つの構成要素の間に第２のスピンドルを配置することにより、固定エレメントと協働して所望とする力点が形成される。

第２のスピンドルから第１のスピンドルまでの距離と、第２のスピンドルからウエブガイドローラまでの距離との比は、１：３〜１：１０であり、好ましくは１：４〜１：７であり、より好ましくは１：５〜１：６であることが特に便宜である。

第２のスピンドルは、ウエブガイドローラよりも第１のスピンドルに近接して配置されていることが望ましい。

さらに、固定エレメントは、第１のスピンドル上を軸方向に移行可能に配置されていることが有利である。前述した張力の補正は、第１及び第２のスピンドルに関して固定エレメントの中央位置に対して対称的に生じる。固定エレメントが中央位置から移動した場合、フィルムウエブの対向する側面に非対称の張力がもたらされ、この場合、ウエブガイドローラの対向する側面と固定エレメントとの間においてレバーのストロークが異なるようになる。

所望とする固定エレメントの設定を確実に行うことができるように、固定エレメントは、固定要素により第１のスピンドルに固定されていることが便宜である。

ウエブガイド装置の運転位置において、固定エレメントは、第１のフレームエレメントと第２のフレームエレメントとの間で第１のスピンドルの中央に固定されていることが望ましい。これにより、材料ウエブがウエブガイドローラを横断方向の応力から解放するように、前述した非対称の張力を完全に補正することが可能となる。中央位置とは、固定エレメントとフレームエレメントとの間の距離が２０％を超えない程度、好ましくは１０％を超えない程度であることを意味している。

さらに、固定エレメントは、第２のスピンドル上において浮動した状態で取り付けられていることが好ましい。これにより、過度の応力を受けることなく、所望とする装置のねじれが促進される。

固定エレメントがベアリングブッシュを介して第２のスピンドルに取り付けられていることが特に便宜である。これにより、傾き等が生じることなく、確実な固定エレメントの滑りが可能となる。

ベアリングブッシュの内径は、第２のスピンドルの外径よりも、５％〜２０％、好ましくは１０％〜１２％大きい。これにより、ベアリングブッシュの動きの余地が設定されるとともに、装置のねじれが容易になる。

さらなる固定要素により、固定エレメントと第２のスピンドルとの間に摺動抵抗が設定されることはさらに有利である。したがって、ウエブガイドローラに伝わる変動する力に対して装置のねじれをどの程度迅速に追従させるかを設定することが可能となり、これにより、装置の振動を選択的に減衰させるか、あるいは完全に回避することができる。

材料ウエブを処理する装置が前述した形式のウエブガイド装置である場合、ウエブガイド装置の第１のスピンドルが装置のフレームに堅固に固定されていることが便宜である。これにより、非対称的な張力によってウエブガイド装置のねじれが生じたときに材料ウエブに対する所望とするウエブガイドローラの相対的な動きが可能となる。

さらに、アイドル状態、及び／又はウエブガイドローラに対して対称的に力を付与する状態において、ウエブガイド装置のウエブガイドローラが材料ウエブの進行方向に対して直交して配置され、かつ材料ウエブの進行平面上に位置するように、ウエブガイド装置が配置されていることが有利である。したがって、この状態では、ウエブガイド装置により望ましくない力が材料ウエブに伝達されない。

装置は、エンボス装置、特にホットエンボス装置、及び／又はプリント装置として、形成されていることが好ましい。本発明の原理について説明してきたが、本発明は、材料ウエブを処理する全ての形式の装置に適用することができる。

以下において、実施例を参照して、本発明をより詳細に説明する。

傾斜したウエブの引き出しを補正するためのウエブガイド装置を有する材料ウエブ用の引出し装置の一実施例を示す概略図。 図１の引出し装置の側面図。 図１の引出し装置のウエブガイド装置の正面図。 左右対称にウエブを引き出している状態を示す、図３のウエブガイド装置の側面図。 左右非対称にウエブを引き出している状態を示す、図３のウエブガイド装置の左側面図。 左右非対称にウエブを引き出している状態を示す、図３のウエブガイド装置の右側面図。

図１，２は、ウエブの提供に必要な材料ウエブ２を処理するための装置１の一部を図示している。材料ウエブ２は、装置１のローラ１１上に保持されたリール２１上に配置されている。装置１のフレーム１３に対して堅固にかつ回転可能に取り付けられた複数の偏向ローラ１２を介して、引き出された材料ウエブ２が処理セクションへと案内される。実際の処理装置、例えば、プリント又はエンボスステーションは、図示していない。

新しいリール２１が挿入され、材料ウエブ２を引き出す際に材料ウエブが傾斜した状態で引き出されると、その結果として、互いに反対側となる一対の側面２２，２３に異なる張力が加わる。これによりウエブが引き裂かれることとなり、装置１を停止する必要性が生じる。

上記の事象を防止するため、装置１はウエブガイド装置３を備えている。このガイド装置は、２つのフレームエレメント３１，３２を備えており、これらのフレームエレメントは、各々の端部領域３１１，３２１において第１のスピンドル３３に回動可能に取り付けられている。スピンドル３３の端部領域３３１は装置１のフレーム１３に取り付けられているため、このスピンドル自体は回転しない。

対向する端部領域３１２，３２２において、フレームエレメント３１，３２はウエブガイドローラ３４を介して互いに連結されており、このウエブガイドローラ３４に亘って材料ウエブ２が装置１の運転中に案内される。

さらに、フレームエレメント３１，３２は、スピンドル３３及びウエブガイドローラ３４と平行をなす他のスピンドル３５によって連結されている。スピンドル３５及びウエブガイドローラ３４の双方は、回転ボールベアリング３６を介してフレームエレメント３１，３２に連結されている。したがって、スピンドル３５及びウエブガイドローラ３４は、各々の延長部を中心に回転するだけでなく、フレームエレメント３１，３２に対して傾斜可能である。

さらに、スピンドル３５は、固定エレメント３７を介してスピンドル３３に連結されている。固定エレメント３７は、２つの半部３７１，３７２からなり、これらの半部は、ねじ３７３，３７４により互いに固定されている。上記半部は、スピンドル３３，３５用のホルダ３７５，３７６をそれぞれ有している。スピンドル３５は、固定エレメント３７においてすべりブシュ３８によって保持されており、このすべりブシュ３８の内径は、スピンドル３５の外径よりも、好ましくは５％〜２０％、特に好ましくは１０％〜１２％大きい。

ホルダ３７５，３７６のクリアランス及びねじ３７３，３７４の締付け力に応じて、どの程度堅固にスピンドル３３，３５に対して固定エレメント３７を配置するかを決定することができる。

ねじ３７３，３７４を緩めた場合、固定エレメント３７はスピンドル３３，３５上を移動可能な状態となる。図は固定エレメント３７が側方を向いた状態を示している。固定エレメント３７からフレームエレメント３１，３２までの各々の距離が実質的に均等であって、この距離の相違が、好ましくは２０％を超えない程度、特に好ましくは１０％を超えない程度となるように、装置１の運転中、固定エレメント３７をスピンドル３３，３５上において中央に配置することが便宜である。これにより、所望とする材料ウエブ２に対するウエブガイドローラ３４の対称的な配置が確実になる。

材料ウエブ２が装置１に対して傾斜して挿入された場合、材料ウエブ２に加わる張力は非対称となる。したがって、張力及びウエブの速度は、材料ウエブ２の２つの側面２２，２３において異なる。

材料ウエブ２がウエブガイドローラ３４に沿ってガイドされるとただちに、ウエブガイドローラ３４の互いに反対側となる側面に異なる力が加わる。ここでフレームエレメント及び第２のスピンドルは、上記の力を固定エレメント３７に伝達するレバーとして機能する。したがって、固定エレメント３７を中心としたトルクが生じる。

第１のスピンドル３３は、端部領域３３１が堅固に取り付けられているため、スピンドル３３自体は移動しない。しかし、図５，６から分かるように、フレームエレメント３１，３２は、スピンドル３３を中心に回動可能であり、図４に示す双方のフレームエレメントが互いに釣り合っている位置に対して傾いている。スピンドル３５及びウエブガイドローラ３４は、上記の動きに追従することができ、かつ両者が回転ボールベアリング３６を介して取り付けられているため、スピンドル３３に対して所定の角度で、かつ本来のウエブガイド平面に対して所定の角度で傾斜することができる。

換言すると、ウエブガイドローラ３４は、斜めに挿入された材料ウエブ３により生じる非対称の力に追従することができる。ウエブガイドローラ３４は、当該ローラの端部領域に作用する力が再び均等になるまで（すなわち、トルクが固定エレメント３７に伝達されなくなるまで）、傾いている。材料ウエブ２の進んでいる側の縁部に対してより迅速にブレーキがかかると、進んでいる側の縁部の加速がより穏やかになる。したがって、傾斜した材料ウエブ２の引き出しが修正され、材料ウエブ２は装置１において均等に進行する。この修正により、ウエブガイドローラ３４は、再び図４に示すニュートラルポジションに戻り、材料ウエブ２がまっすぐに進行する間は上記位置に留まっている。

このように、本発明によれば、能動的な調節装置やセンサ等を必要とすることなく、傾斜した材料ウエブの引き出しを容易に修正することができる。本発明の装置は、特に、費用効果が高く、かつフェイルセーフの装置である。

１ 装置
１１ ローラ
１２ 偏向ローラ
１３ フレーム
２ 材料ウエブ
２１ リール
２２ 側面
２３ 側面
３ ウエブガイド装置
３１ フレームエレメント
３１１ 端部領域
３１２ 端部領域
３２ フレームエレメント
３２１ 端部領域
３２２ 端部領域
３３ 第１のスピンドル
３３１ 端部領域
３４ ウエブガイドローラ
３５ 第２のスピンドル
３６ 回転ボールベアリング
３７ 固定エレメント
３７１ 半部
３７２ 半部
３７３ ねじ
３７４ ねじ
３７５ ホルダ
３７６ ホルダ
３８ ブッシュ

Claims (12)

1. 第１及び第２のフレームエレメント（３１，３２）を備えた、材料ウエブ（２）をガイドするためのウエブガイド装置（３）であって、
   上記第１及び第２のフレームエレメントは、
   各々の第１の端部領域（３１１，３２１）において第１のスピンドル（３３）に回動可能に取り付けられており、
   回転可能に取り付けられたウエブガイドローラ（３４）を介して、各々の第２の端部領域（３１２，３２２）において互いに連結されており、
   固定エレメント（３７）を介して上記第１のスピンドル（３３）に連結された第２のスピンドル（３５）を介して互いに連結されており、
   上記固定エレメント（３７）は、上記第２のスピンドル（３５）に浮動して取り付けられている、ウエブガイド装置（３）。
2. 上記第２のスピンドル（３５）は、上記第１のスピンドル（３３）と上記ウエブガイドローラ（３４）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のウエブガイド装置（３）。
3. 上記第２のスピンドル（３５）から上記第１のスピンドル（３３）までの距離と、上記第２のスピンドル（３５）から上記ウエブガイドローラ（３４）までの距離との比は、１：３〜１：１０であることを特徴とする請求項２に記載のウエブガイド装置（３）。
4. 上記固定エレメント（３７）は、上記第１のスピンドル（３３）上を軸方向に移行可能に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウエブガイド装置（３）。
5. 上記固定エレメント（３７）は、固定要素（３７４）により上記第１のスピンドル（３３）に固定されており、
   上記ウエブガイド装置（３）の運転位置において、上記固定エレメント（３７）は、上記第１のフレームエレメント（３１）と上記第２のフレームエレメント（３２）との間において上記第１のスピンドル（３３）の中央に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のウエブガイド装置（３）。
6. 上記固定エレメント（３７）は、ベアリングブッシュ（３８）を介して上記第２のスピンドル（３５）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のウエブガイド装置（３）。
7. 上記ベアリングブッシュ（３８）の内径は、上記第２のスピンドル（３５）の外径よりも、５％〜２０％大きいことを特徴とする請求項６に記載のウエブガイド装置（３）。
8. さらなる固定要素（３７３）により、上記固定エレメント（３７）と上記第２のスピンドル（３５）との間に摺動抵抗が設定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のウエブガイド装置（３）。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のウエブガイド装置（３）と共に材料ウエブ（２）を処理する装置（１）。
10. 上記ウエブガイド装置（３）の上記第１のスピンドル（３３）は上記装置（１）のフレームに堅固に固定されていることを特徴とする請求項９に記載の装置（１）。
11. アイドル状態、及び／又は上記ウエブガイドローラ（３４）に対して対称的に力を付与する状態において、上記ウエブガイド装置（３）の上記ウエブガイドローラ（３４）が上記材料ウエブ（２）の進行方向に対して直交して配置され、かつ上記材料ウエブ（２）の進行平面上に位置するように、上記ウエブガイド装置（３）が配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置（１）。
12. 上記装置（１）は、エンボス装置及び／又はプリント装置として形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の装置（１）。

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