JP7327745B2 - エンボス加工カセットを備えたエンボス加工システム - Google Patents

Description

本発明は、ウェブ材料のエンボス加工の分野、特にオンラインエンボス加工の分野にある。

ドイツ特許出願公開第１０２１２１７２号明細書には、２つの互いに逆回転するエンボス加工ローラを有する少なくとも１つのエンボス加工カセットを備えるシステムが記載されている。エンボス加工カセットは、支持プレート上に配置され、プレートの所定の溝内を作業位置から休止位置に摺動することができる。少なくとも１つの交換用エンボス加工カセットが、作業位置において作業中のエンボス加工カセットと交換できるように、交換位置において支持プレート上に配置される。さらに、少なくとも１つの予備エンボス加工カセットが、交換位置において交換用エンボス加工カセットと交換できるように、予備位置において支持プレート上に摺動可能に配置される。ドイツ特許出願公開第１０２１２１７２号明細書のシステムは、交換用エンボス加工カセットが交換位置にある状態で手動で摺動させることによって、エンボス加工カセットの迅速な交換を可能にする。しかし、この文献は、エンボス加工カセット内のローラの事前位置合わせについても、これが行われる状況についても言及していない。そこに記載されたシステムは、その実施のために比較的大きな設置面積が必要であることを示唆している。このシステムはさらに、例えばエンボス加工カセットを固定し、動力をクラッチでつなぎ、圧力ギアを取り付けるなどの、資格のあるオペレータによるいくつかの組立ステップを必要とする。さらに、この文献は、ローラ及びエンボス加工カセットについての位置合わせ及び位置決めの公差の精度に関する情報を示しておらず、これらを調整する方法も開示していない。

欧州特許出願公開第１７２１７４２号明細書には、２つの互いに逆回転するエンボス加工ローラを有するエンボス加工カセットを備えるシステムが記載されている。エンボス加工ローラは、保持装置によって本体に取り付けられる。保持装置は、１つのローラがエンボス加工カセットの内部でその回転軸線の方向に沿って移動することができるように、そして回転軸線に垂直な傾動軸線を中心としたローラの回転軸線間の相対位置決めを可能にするように構成されている。エンボス加工ローラの位置合わせは、エンボス加工カセットが生産ラインに取り付けられている間に行われる。しかしながら、この文献は、エンボス加工カセットが生産ラインに導入される前のエンボス加工カセット内のローラの事前位置合わせについても、これが行われるであろう状況についても言及していない。このシステムは、さらに、生産環境におけるエンボス加工カセット内のエンボス加工ローラの位置決め及び位置合わせなど、資格のあるオペレータによるいくつかの組立てステップを必要とする。さらに、この文献は、ローラ及びエンボス加工カセットについての位置合わせ及び位置決めの公差の精度に関する情報を示しておらず、これらを調整する方法も開示していない。

米国特許第６６６５９９号明細書には交換可能なエンボス加工ローラが記載されており、このローラはエンボス加工システムのための適切な交換可能なエンボス加工カセット内に配置されている。エンボス加工カセットは、例えば、両端に取付面が設けられた本体の形態をとるとよい。エンボス加工システムのマウント又はエンボス加工フレームは、実際のエンボス加工カセットに非常に正確に適合される対応の座部を備える。したがって、挿入された状態では、すなわち保持要素の取付面が関連する座部に挿入された場合には、エンボス加工カセットに収容されたエンボス加工ローラは、さらなる調整作業を必要とすることなく、それらの動作位置に置かれる。したがって、特に、そのようなエンボス加工システムの被駆動エンボス加工ローラは、交換があまり複雑ではなく、それによって迅速な保守及び生産の変更を可能にする。

従来技術から知られているエンボス加工カセット及びそのエンボス加工フレームは、実際には、エンボス加工ローラのためのさらなる調整作業を必要としないが、これは、ローラが比較的長くなり、その結果としてより重くなる場合には、十分ではないことが分かっている。さらに、従来技術に記載されたシステムは、エンボス加工ローラ間の予め定められた接触圧力で動作し、いかなる差圧の適用も許されない。したがって、比較的大きなエンボス加工ローラ、特にオンラインエンボス加工用に設計されたエンボス加工カセットのためのシステム及び対応の調整方法が必要とされている。

本発明は、上記の問題点及びさらなる問題点に対処するものである。

第１の態様では、本発明は、エンボス加工フレームとエンボス加工カセットとを備えるエンボス加工システムを提供する。エンボス加工カセットは、少なくとも２つのローラと、少なくとも２つのローラを保持するように構成された本体とを備え、少なくとも２つのローラは、本体に取外し可能に取り付けられる。エンボス加工フレームは、エンボス加工カセットを取外し可能に収容するように構成され、また、エンボス加工フレームは、エンボス加工カセットがエンボス加工フレーム内に収容されるときにエンボス加工カセットの対応する本体位置決め手段と協働して、エンボス加工フレームの内側の所定の位置にエンボス加工カセットを位置決めするように構成されたエンボス加工フレーム位置決め手段を含む。エンボス加工システムは、本体内の対応するローラの回転軸線の位置を調整及び補正するための複数の手段（以下「調整・補正手段」ともいう）をさらに備え、調整・補正手段の各々の位置は、少なくとも２つのローラの各端部のうちの１つにあり、複数の調整・補正手段は、次の方向のうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、対応するローラの軸線方向と、前記軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向によって定義される２つの方向のうちの１つにおいて調整及び補正するように構成され、また、エンボス加工フレームは、エンボス加工カセットがエンボス加工フレームの内部に収容されたときに、前記回転軸線の位置を調整及び補正するための複数の調整・補正手段を前記エンボス加工フレームの外部からアクセス不能にするために、調整・補正手段のためのエンクロージャ（囲い）を形成するようにさらに構成されている。

好適な実施形態では、複数の調整・補正手段は、少なくとも２つのローラの各端部のうちの少なくとも１つのうちの１つにて、２つの次元方向のうちの第１の次元方向において、回転軸線の位置を調整するように構成された偏心ピン装置と、関係するローラの反対側の端部における固定回転中心とを備え、固定回転中心は、回転軸線に垂直な軸線の周りで回転軸線がこの固定回転中心の周りを回転することを可能にするように構成されている。

さらなる好適な実施形態では、複数の調整・補正手段は、少なくとも２つのローラのうちの１つの端部のうちの１つにて、対応するローラの回転軸線の位置を軸線方向に調整するように構成されたノッチディスク調整機構をさらに備える。

さらに好適な実施形態では、複数の調整・補正手段は、ローラのうちの１つの各端部に結合されたハンドルバーシステムと、ハンドルバーシステムを作動させてローラのうちの１つの位置を２つの次元方向のうちの第２の次元方向において調整するように構成された作動機構とをさらに含む。

さらに好適な実施形態では、複数の調整・補正手段は、エンボス加工カセットの本体に少なくとも部分的に取り付けられる。

さらなる好適な実施形態では、エンボス加工フレームは、本体位置決め手段がエンボス加工フレーム位置決め手段と協働するように、エンボス加工フレーム内へのエンボス加工カセットの挿入中にエンボス加工カセットを案内するように構成された案内手段をさらに含む。

さらなる好適な実施形態では、案内手段は、エンボス加工カセットをエンボス加工フレーム内に挿入する間、エンボス加工カセットの対応要素上を摺動するように構成された少なくとも１つの傾斜面を含む。

さらなる好適な実施形態では、案内手段、本体位置決め手段及びエンボス加工フレーム位置決め手段は、０．０２ｍｍ～０．０６ｍｍの範囲内の公差でエンボス加工フレームの内側の所定の位置となるように構成されている。

さらなる好適な実施形態では、エンボス加工システムは、エンボス加工フレームの内側に取り付けられた少なくとも１つの油圧又は空気圧ジャッキをさらに備え、少なくとも１つの油圧又は空気圧ジャッキは、少なくとも２つのローラ間の対抗圧力（ｃｏｕｎｔｅｒ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を調整するように構成されている。

さらなる好適な実施形態では、エンボス加工フレームは、少なくとも、個別に取外し可能に固定された第１の壁と、個別に取外し可能に固定された第２の壁とを備え、第１の壁と第２の壁がそれぞれ、第１の壁又は第２の壁の側でエンボス加工カセットのエンボス加工フレームへの挿入及びエンボス加工フレームからの取出しをそれぞれ可能としている。

さらなる好適な実施形態では、エンボス加工フレームは、駆動システムをエンボス加工カセットに結合するように構成された機械結合部を備え、それによってエンボス加工カセット内の２つのローラのうちの少なくとも１つが駆動されることを可能としている。

第２の態様では、本発明は、少なくとも２つのローラと、少なくとも２つのローラを保持するように構成された本体とを備えるエンボス加工カセットを提供し、少なくとも２つのローラは、本体に取外し可能に取り付けられる。エンボス加工カセットは、本体内の対応するローラの回転軸線の位置を調整及び補正するための複数の調整・補正手段を備え、調整・補正手段の各々の位置は、少なくとも２つのローラの各端部のうちの１つにあり、複数の調整・補正手段は、次の方向のうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、本体内の対応するローラの軸線方向と、この軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向のうちの１つにおいて調整及び補正するように構成されている。

さらに好適な実施形態では、複数の調整・補正手段は、エンボス加工カセットの本体に少なくとも部分的に取り付けられる。

さらに好適な実施形態では、少なくとも２つのローラは、１００ｍｍ～５０００ｍｍの範囲内の長さを有する。

さらに好適な実施形態では、少なくとも２つのローラは、ウェブ材料をエンボス加工するように構成されている。

さらに好適な実施形態では、少なくとも２つのローラは加熱ローラである。

第３の態様では、本発明は、エンボス加工カセットのオフライン調整のための方法を提供し、この方法は、少なくとも、オフライン状態になるようにオンライン生産チェーンからエンボス加工カセットを分離するステップと、少なくとも第１及び第２のエンボス加工ローラをエンボス加工カセットの本体内に位置決めするステップと、第１及び第２のエンボス加工ローラの各端部の少なくとも１つにおいて複数の調整・補正手段を作動させ、それによって、次の方向ののうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、軸線方向と、この軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向によって定義される２つの方向のうちの少なくとも１つにおいて回転軸線の位置を調整するステップとを含む。

さらなる好適な実施形態では、本方法は、オンライン生産チェーンのエンボス加工フレームの内側にエンボス加工カセットを収容するステップをさらに含み、それによって、複数の調整・補正手段をエンボス加工フレームの外側から隠す。

本発明は、添付の図面を参照し、本発明の好適な実施形態の詳細な説明を通してよりよく理解されるであろう。

本発明によるエンボス加工システムの例示的な実施形態を、一部断面した状態で概略的に示している。 本発明による第１のローラの端部及びその回転軸線を概略的に示している。 本発明によるエンボス加工システムのさらなる例を概略的に示している。 組み立てられ側部ドアで閉じられた状態の図３の例を概略的に示している。この図は、１つの側壁が省かれており、したがって内側を見ることができる。 本発明による、エンボス加工カセットをエンボス加工フレーム内に導入する別の態様を概略的に示している。 本発明のさらなる例示的な実施形態による、ラックに取り付けられたエンボス加工システムを示している。 本発明の例示的な実施形態による、エンボス加工フレームの外側に配置された任意的な油圧又は空気圧ジャッキを有するエンボス加工システムを示している。 場合に応じて異なる直径を有するローラを備えたエンボス加工カセットの形態の例示的な実施形態のうちの１つを示している。 場合に応じて異なる直径を有するローラを備えたエンボス加工カセットの形態の例示的な実施形態のうちの１つを示している。 場合に応じて異なる直径を有するローラを備えたエンボス加工カセットの形態の例示的な実施形態のうちの１つを示している。 本発明の例示的な実施形態による、偏心ピンによってエンボス加工カセット内のエンボス加工ローラ回転軸線の位置を調整するための例示的な実施形態の概略図である。 本発明の例示的な実施形態による、エンボス加工ローラ回転軸線の位置を２つの異なる方向に調整するための機構を示す、２つの拡大部分を有するエンボス加工システムの概略図である。 エンボス加工システムの内部にある一対のエンボス加工ローラと、本発明の例示的な実施形態によるエンボス加工カセットとの概略図である。 図１３の例によるハンドルバーシステムを有するエンボス加工カセットを示している。 本発明の例示的な実施形態によるエンボス加工カセットのオフライン調整のためのプロセスを示すフローチャートである。

エンボス加工カセットとエンボス加工フレームとの従来技術による一体化は、例えば５００ｍｍより大きい幅でエンボス加工することを望む場合、非実用的であることが分かっている。その理由は、従来技術のシステムが重くなりすぎてエンドユーザが取り扱うことができないからである。また、操作中、ローラがずれるという高いリスクが存在する。各ローラは、例えば１００ｋｇの質量を超えることもある。したがって、エンボス加工のためにローラを互いに向かって押圧するために、使用される油圧又は空気圧ジャッキが必要である場合があり、そのような油圧又は空気圧ジャッキは、それに応じて寸法決めされなければならず、従来技術の一体化においてはもはや含まれないとするのがよい。

本発明は、エンボス加工カセットとエンボス加工フレームとを備えるエンボス加工システムに関する。

エンボス加工カセットは、エンボス加工ヘッドとも呼ばれる装置を意味する。エンボス加工システムは、エンボス加工カセットが少なくとも２つのエンボス加工ローラを備え、それらの軸線が互いに平行であることを保証するためにエンボス加工ローラを調整することを可能とするように構成されてもよい。

エンボス加工フレームは、エンボス加工カセットを収容するように構成された装置を意味する。エンボス加工システムはさらに、エンボス加工フレームがエンボス加工カセットを支持し、任意であるが少なくとも２つのエンボス加工ローラのためのサーボドライブを含むような態様で構成されてもよい。

本発明によるエンボス加工システムは、オンラインエンボス加工、すなわち例えば１０００セクション／分超がエンボス加工される生産チェーン（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｈａｉｎ）で使用するのに最も適している。

本明細書で述べるエンボス加工システムは、回転式のプロセスを使用して、約１０μｍ～８００μｍの範囲の厚さを有する薄いホイル（箔）又は薄い包装ホイルの微細なエンボス加工に適している。回転エンボス加工ローラを用いて薄い包装ホイルをエンボス加工することは、食品産業、医薬品、タバコ産業、贅沢品などにおいて周知である。そのような薄い包装ホイルは、シガレットの束又はリスク軽減タバコ製品の周りに巻かれること、又はコーヒータブ又はティータブのための包装材料、チョコレート、バター又は同様の食品のための包装材料、及び医薬品、芳香剤、電子機器、宝石類又は腕時計における包装材料として使用されることを意図したものとされ得る。エンボス加工された薄いホイルは、例えば、金属箔、有機基材と積層された金属箔、紙などの有機基材と積層されたプラスチックフィルム、紙などの有機基材と積層されたポリマーフィルム、金属化紙、金属化ポリマーフィルム、ポリマーフィルム、ハイブリッドポリマーフィルム、又は一般的なハイブリッドを含む群のうちのいずれか１つであってもよい。

図１を参照すると、本発明によるエンボス加工システム１００の例示的な実施形態が示されている。エンボス加工システム１００は、エンボス加工フレーム１０１と、エンボス加工カセット１０２とを備える。エンボス加工カセット１０２は、第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４のような少なくとも２つのローラと、第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４を保持するように構成された本体１０５とを備える。第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４は本体１０５に取外し可能に取り付けられ、それは、例えばローラ１０３、１０４を交換する必要がある場合に、それらのローラを固定解除して本体１０５から取り外すために使用することができる取付手段（図１には示されていない取付手段）を使用してそれらのローラが取り付けられることを意味する。エンボス加工カセット１０２と、エンボス加工カセットを含む要素とは、断面した状態で表されており、例えば、それぞれの回転軸線に沿って長手方向に切断された第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４を示している。

エンボス加工フレーム１０１は、その内側も見ることができるように、図１に部分的にのみ示されている。例えば、エンボス加工フレーム１０１は、エンボス加工システム１００の任意選択的な特徴部である一対の油圧又は空気圧ジャッキ１０６を備えていることが分かる。エンボス加工フレーム１０１は、エンボス加工カセット１０２を取外し可能に収容するように構成されており、エンボス加工カセット１０２は、図１のエンボス加工フレーム１０２の外側に、エンボス加工フレーム１０１の上部開口部１０７（この開口部を通してエンボス加工カセット１０２はエンボスかこうフレーム１０１に導入され得る）の近傍にあるように表されている。蓋１０８は、エンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレーム１０１内に完全に導入されると、上部開口部１０７を閉じるように構成されている。蓋１０８は、任意であるが、エンボス加工カセット１０２と一体であってもよく、又はそれとは別個に設けられてもよい。蓋１０８は、本体位置決め手段を備えてもよい。

エンボス加工フレーム１０１は、少なくとも１つのエンボス加工フレーム位置決め手段１０９をさらに備え、これは、例えば、エンボス加工フレーム１０１に一体的であるピン、又は堅固に固定されたピンとして具現化されてもよい。エンボス加工フレーム位置決め手段１０９は、エンボス加工カセット１０２の対応する本体位置決め手段と協働するように構成され（本体位置決め手段は図１では見えない）、この本体位置決め手段は、本例では、対応するエンボス加工フレーム位置決め手段１０９に嵌合するように寸法決めされた少なくとも１つの穴によって具現化される。エンボス加工フレーム位置決め手段１０９は、複数であってもよく、エンボス加工フレーム１０１上の様々な箇所、例えば、エンボス加工カセット１０２の蓋１０８と接触するように構成された箇所に配置されてもよい。図１では、蓋１０８の対応する本体位置決め手段に嵌合するように構成されたそのようなエンボス加工フレーム位置決め手段１０９が示されている。したがって、エンボス加工カセット１０２は、互いに協働するエンボス加工フレーム位置決め手段１０９及び本体位置決め手段によって、予め決められた態様でエンボス加工フレーム１０１の内側に位置決めされることができる。エンボス加工フレーム位置決め手段１０９は、対応する本体位置決め手段への導入を比較的容易にする円錐形状のヘッドを有するとよい。典型的には、各軸線方向Ｘ、Ｙ及びＺにおいて０．０２ｍｍ～０．０６ｍｍの寸法公差が得られる。

本体１０５は、第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４の各端部のうちの少なくとも１つにそれぞれ調節及び補正するための手段（調整・補正手段）を備えてもよく、かかる手段は、第１のローラ１０３の各端部に対しては参照符号１１０及び１１１が、第２のローラ１０４の各端部に対しては参照符号１１２及び１１３がそれぞれ付けられている。調整・補正手段１１０～１１３の各々は、本体１０５の内部で、すなわち本体１０５に対して、第２のローラ１０４の対応する第１のローラ１０３の回転軸線の位置を調整及び補正することを可能にする。

説明のために、図２は、第１のローラ１０３の先端及びその回転軸線２００を概略的に示している。より読みやすくするために、調整・補正手段１１０は図２には示されていない。回転軸線２００の軸線方向は「Ｚ」で示され、この軸線方向に垂直な平面の２次元方向は「Ｘ」と「Ｙ」で示されている。

図１１に表される特定の実施形態では、少なくとも２つのローラのうちの１つ、例えば、第２のローラ１０４の端部１１００のうちの１つにおけるＸ方向の回転軸線２００の位置の調整及び補正は、例えば、偏心ピン１１０１によって±０．１ｍｍだけ調整及び補正されてもよい。これにより、第１ローラと第２ローラとの回転軸線の位置合わせの精度を０．０１ｍｍ、すなわち２秒角（ａｒｃｓｅｃ）とすることができる。第２のローラ１０４の他方の端部１１０２は、固定回転中心装置（ｆｉｘｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅ）１１０３に回転可能に固定され、固定回転中心装置１１０３は、回転軸線２００を、この回転軸線２００に対して垂直な軸線を中心にして固定回転中心装置１１０３の周りで回転させるように構成されている（前者は図１１に示されていない）。「Ａ」とラベルが付けられた図１１の上の図では、偏心ピン１１０１は中心位置に調整されている。「Ｂ」とラベルが付けられた図１１の中央の図では、偏心ピン１１０１は、偏心ピンの回転中心１１０４から離れる方向に回転軸線２００を移動させるように調整されている。「Ｃ」とラベルが付けられた図１１の下の図では、偏心ピン１１０１は、回転中心１１０１に向かう方向に回転軸線２００を移動させるように調整されている。ここで図１２を参照すると、この図は、２つの拡大部分Ａ及びＢを有するエンボス加工システム１００の概略図を含んでおり、本発明の例示的な実施形態による、エンボス加工ローラ回転軸線の位置を２つの異なる方向Ｘ、Ｙにおいてそれぞれ調整するための機構を示している。拡大部分Ａは、偏心ピン１１０１の働きを表し、この偏心ピンは、調整偏心カム１２００によって調整され、次いで、固定ねじ１２０１によって正しい位置に固定されるとよい（このような４つの固定ねじが、調整偏心カム１２００の近傍に示されている）。

加えて、図１２に示されるさらなる特定の実施形態では、少なくとも２つのローラのうちの１つの端部の一方における（ここでは第２のローラ１０３の端部１１０２における）Ｚ方向の回転軸線２００の位置の調整及び補正は、図１２の拡大部分Ｂに示されるように、第１及び第２のローラ１０３、１０４のそれぞれの軸線上に取り付けられた歯車８００に隣接するノッチディスク（ｎｏｔｃｈ－ｄｉｓｋ）調整機構１２０２を使用して達成され得る。ノッチディスク調節機構１２０２は、当該技術分野において周知であり、従って、これ以上詳細には説明しない。なお、歯車８００は、第１のローラと第２のローラとを同期回転可能に連結するように構成されており、詳細は後述する。本明細書に記載の調整機構は、０．０１ｍｍよりも良好な位置合わせの精度を達成することを可能にする。

ここで図１３を参照する。この図は、エンボス加工カセット１０２内の第１のローラ１０３に対する第２のローラ１０４の回転軸線２００のＹ方向における位置調整のための例示的なシステムを説明することを意図したエンボス加工システム１００の図を含む。これは、図１３の「Ｂ」とラベルが付けられた中間の図及び図１３の「Ｃ」とラベルが付けられた下の図、並びに図１４を考慮すると明らかになるであろう。「Ｂ」とラベルが付けされた図１３の中間の図では、第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４は、エンボス加工システム１００のエンボス加工フレーム内に収容されたエンボス加工カセット１０２内にあると示されている。矢印Ｙは、第２のローラ１０４の両端でＹ方向に調整がされる意図された調整方向を示す。「Ｃ」とラベルが付けされた図１３の下側の図では、第１のローラ１０３及び第２のローラ１０４は、エンボス加工カセット１０２（エンボス加工フレームから引き出された状態で示されている）内にあると示されている。この下側の図はさらに、ハンドルバーシステム１３００を操作するように構成された調整ホイール１３０１とともにハンドルバーシステム１３００を概略的に示している。ここで図１４を参照すると、この図は、図１３における下側の図のエンボス加工カセット１０２を上下逆に表している。この位置状態では、エンボス加工カセット１０２は、ユーザ（図１４には示されていない）によって調整ホイール１３０１を操作することができ、したがって、第１のローラ１０３に対する第２のローラ１０４の回転軸線の位置（第１のローラは定位置のままである）をＹ方向に調整及び補正することができるよう、堅い作業面（図１４には示されていない）上に好適に配置することができる。エンボス加工カセット１０２全体は調整後に再び逆さまにされ、エンボス加工フレーム内に取外し可能に配置されてもよいが、軸線のその新たな調整状態は維持されたままとされる。本明細書で説明されるようなＹ方向の調整のための例示的なシステムは、１μｍ～５μｍの範囲の位置合わせの公差を維持することを可能にする。

ここで図１に戻ると、この図は、案内手段１１４も含むエンボス加工フレーム１０１を有する好適な実施形態をさらに示しており、案内手段１１４は、本体位置決め手段がエンボス加工フレーム位置決め手段１０９と協働するようにするために、エンボス加工フレーム１０１内へのエンボス加工カセット１０２の挿入中にエンボス加工カセット１０２を案内するように構成されている。エンボス加工フレーム１０１に取り付けられた衝撃吸収体１１８は、エンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレームに挿入されてエンボス加工フレーム１０１の内部の終端位置に到達するときに発生し得る衝撃を吸収するように構成されている。これにより、エンボス加工カセット１０２をエンボス加工フレーム１０１内に垂直方向及び／又は水平方向に導入する際の損傷の危険性を実質的になくすことができる。

また、エンボス加工フレーム１０１の内側に取り付けられた任意的な油圧又は空気圧ジャッキ１０６は、第１のローラ１０３と第２のローラ１０４との間の対抗圧力を調整するように構成されている。任意的な油圧又は空気圧ジャッキ１０６は、圧力伝達プレート１１６に作用し、標準部品１１７を介して調整手段１１２、１１３に圧力を伝達する。エンボス加工がエンボス加工ローラの幅全体にわたって均一でない特別な場合には、油圧又は空気圧ジャッキは、ローラの両端間に差圧を生成するように構成されてもよいが、これは、次いで、平均的なエンボス加工圧力を変化させることなく行われる。油圧又は空気圧ジャッキ１０６は、典型的には、最大２×１５ｋＮの力を加えるように構成されてもよい。

本明細書で上述したように、蓋１０８は、エンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレーム１０１内に完全に導入されたときに開口部１０７を閉鎖するように構成されている。蓋１０８は、任意的であるが、エンボス加工カセット１０２と一体であってもよく、又はそれとは別個に設けられてもよい。

エンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレーム１０１内に収容されると、軸線方向Ｘ、軸線方向Ｙ及び軸線方向Ｚにおけるエンボス加工ローラの回転軸線のための調整機構、例えば、本明細書の上記の実施形態に記載されるものは、エンボス加工フレーム１０１の外部に対して隠れた状態とされる。これは、エンボス加工フレームがエンボス加工カセット、より具体的には調整機構のためのエンクロージャ（囲い）を形成するように構成されるからである。したがって、ハウジングを完成させた後にエンボス加工ローラに対していかなる調整も行うこと又は変更することができなくなる。エンボス加工ローラに対して行われるいかなる調整も、オフラインで、すなわちエンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレーム１０１から取り外されている間に、行われる必要がある。これにより、エンボス加工カセット１０２の製造業者は、エンボス加工ローラのいかなる設置も、また対応するいかなる調整も工場で行うことができ、完全に構成されたエンボス加工カセット１０２をエンボス加工フレーム１０１（顧客のエンボス加工生産ラインに好適に取り付けられ保持されている）に容易かつ迅速に設置するために供給することができる。したがって、顧客は、エンボス加工生産ラインにおけるローラのいかなる調整にも介入する必要も関与する必要もない。これは、エンボス加工ローラの調整に伴う潜在的な複雑さを考慮すると、特にエンボス加工ローラが取り扱うためには比較的嵩が張り重くなる場合に特に顕著である。

図３は、内部をより良く示すために一部のみが示されている図１とは対照的に、エンボス加工フレーム１０１の完全な形を示す。図３において、エンボス加工カセット１０２は、上部開口部１０７を通って垂直方向３０１に、及び上部開口部１０７に隣接する側部開口部３００を通って水平方向３０２に、可能な限り同時にエンボス加工フレーム１０１内に導入される。この例では、蓋１０８はエンボス加工カセット１０２の本体１０５と一体であり、エンボス加工カセット１０２は、蓋１０８上のフック３０３で吊支されることによって吊り上げることができる。図４に示すように、エンボス加工カセット１０２がエンボス加工フレーム１０１内に配置されると、ドア４００をエンボス加工フレーム１０１に取外し可能に取り付けて、側部開口部３００を閉じることができる。ドア４００は、案内手段１１４と共に、エンボス加工フレーム１０１内でのエンボス加工カセット１０２の確実な位置決めを保証する追加の案内手段４０１を含むことができる。

図５は、エンボス加工カセット１０２をエンボス加工フレーム１０１内に導入する別の手段を示しており、側部開口部３００は導入前、ドア４００によって閉鎖されている。この場合、案内手段１１４及び追加の案内手段４０１は、本体位置決め手段がエンボス加工フレーム位置決め手段１０９と協働するように、エンボス加工カセット１０２をエンボス加工フレーム１０１内に垂直方向３０１に沿って挿入する間、エンボス加工カセット１０２を案内する。

ここで図１に戻ると、案内手段１１４は少なくとも傾斜面１１５を含んでもよく、この傾斜面１１５は、エンボス加工フレーム１０１内へのエンボス加工カセット１０２の挿入時にエンボス加工カセット１０２の対応要素（図の斜視図ではエンボス加工カセット１０２の背後に位置するため、図１では見えない対応要素）で摺動するように構成されている。また、図５は、追加の案内手段４０１の傾斜面１１５及びさらなる傾斜面５００を示し、図示された例では、エンボス加工カセット１０２の対応要素が単にそれぞれエンボス加工カセット１０２上に位置する面であることを明らかにしている。本発明による案内手段を使用すると、約１ｍの長さを有するローラに対して０．０５ｍｍ未満の公差で比較的高い位置決め精度を達成することができる。

図５において、エンボス加工フレーム１０１は、オンライン生産設備（図５には示されていないオンライン生産設備）の一部であってもよい任意的な基礎部５０１上に取り付けられる。基礎部５０１は、駆動システム５０２をさらに支持しており、この駆動システムは、エンボス加工フレーム１０１に挿入されると、駆動システムをエンボス加工カセット１０２に結合するよう構成された機械結合部を有し、これにより、エンボス加工カセット１０２内の２つのローラのうちの少なくとも１つを駆動することができる。

図６は、オンライン生産設備の一部であり得るラック６００上に取り付けられた、エンボス加工カセット１０２が挿入されたエンボス加工フレーム１０１を示している。この例では、駆動システム５０２は、エンボス加工フレーム１０１上に取り付けられ、エンボス加工カセット１０２内の２つのローラのうちの少なくとも１つを駆動することを可能にする外部駆動モータ（図６には図示せず）に結合されてもよい。

エンボス加工フレームがサーボドライブを含む実施形態では、エンボス加工システムの結合用接続器（インターフェース）は具体的なものではなく、任意の生産ラインで使用できる。

好適な実施形態では、少なくとも２つのローラ１０３及び１０４は、それぞれ１００ｍｍ～５０００ｍｍの範囲内に含まれる長さを有するが、両方とも互いに調整されるように同じ長さを有する。

さらに好適な実施形態では、少なくとも２つのローラ１０３及び１０４は加熱ローラである。これは、当該技術分野において周知の態様で具現化されるものであり、図では詳細には示されていない。

本明細書に提示されるエンボス加工システムの利点は、少なくとも２つのローラのサイズ及び重量にもかかわらず、エンボス加工カセットをエンボス加工フレームから容易に引き出すことができることである。これは、エンボス加工カセットを比較的短時間で交換することを可能にし、オンライン生産のセッティングの際における生産上の無駄な時間を抑制することを可能とする。全プロセスは、ロボット又は専用の機械によって実行されてもよく、それは図１５のフローチャートで示されている。それによると、エンボス加工カセット１５００は、上記の例で簡単に図示、説明したように、エンボス加工フレームの前部及び上部の両方から引き出され得る（１５０１）。エンボス加工カセットは簡単に交換することができるが、その本体に取り付けられた少なくとも２つのローラの保守のために、例えばエンボス加工カセットのローラの調整のために、エンボス加工カセットを引き出すことも可能である。オンライン生産チェーンにおけるエンボス加工フレームからのエンボス加工カセットの分離／引出し１５０１の後、エンボス加工カセットはオフライン状態にあり、これは、エンボス加工カセットがオンライン生産ラインにおいてアクティブでないことを意味する。その時点で、第１及び第２のローラがエンボス加工カセット内に位置決めされてもよい（１５０２）。これは、エンボス加工カセットを引き出す前に既に使用されていたローラに関係する場合があり、その場合、位置決めは、実際には再位置決めであってもよいし、交換される新しいローラであってもよい。次のステップでは、本体に取り付けられた各ローラの位置が調整及び補正されるとよく、この調整及び補正は、対応のローラの各端部の少なくとも１つ、回転軸線の位置について、以下のうちの少なくとも２つ（軸線方向と、この軸線方向に直交する平面の２次元のうちの少なくとも１つとにおいて）を調整及び補正することによって行われる（１５０３）。これは、第１及び第２のエンボス加工ローラのそれぞれの少なくとも１つについて複数の調整・補正手段を作動させることによって行われる。この１つの目的は、回転軸線の平行度の完全な調整を達成することであってもよい（１５０４）。図２は、軸線方向及び軸線方向に垂直な平面の概念を示す。

好適な実施形態では、エンボス加工カセットは、その後、オンライン生産チェーンのエンボス加工フレーム内に収容される。これにより、複数の調整・補正手段は、エンボス加工フレームの外側から見えなくなる。

図７は、エンボス加工フレーム１０１と、基礎部５０１上に取り付けられたエンボス加工カセット１０２とを備えるエンボス加工システムの例示的な実施形態を示すが、油圧ジャッキ１０６は、エンボス加工フレーム１０１の外側にて、基礎部５０１上に直接取り付けられている。油圧又は空気圧ジャッキ１０６によって生成される力は、レバーバー７００によってローラに伝達され得る。

エンボス加工システム１００は、直径が異なる少なくとも２つのローラの組合せで構成されてもよい。

少なくとも２つのローラの各々の直径は、典型的には５０ｍｍ～８００ｍｍの範囲内とすることができる。

図８は、実質的に同じ直径を有するローラを備えた例示的な実施形態を示している。加えて、図８は、各ローラの軸線上に取り付けられ、ローラを互いに連結するように構成された歯車８００を示す。同じ直径は例えば１３０ｍｍとすることができる。

図９は、実質的に同じ直径を有するが、図８で使用されるものよりも大きい直径を有するローラを備えたさらなる例を示す。同じ直径は例えば１８０ｍｍとすることができる。

図１０は、一方が例えば９０ｍｍの直径を有し、他方が１８０ｍｍの直径を有する、互いに異なる直径を有するローラを備えたさらなる例を示す。

ローラは、かかるローラの幅全体にわたってより均一なエンボス加工構造を得るために反っていてもよい。これは、当該技術分野では周知であり、図には示していない。

一般的に言えば、エンボス加工の品質の必要性に応じて、エンボス加工ローラは、円筒形、凸状又は凹状であってもよい。

ローラはステンレス鋼を含むものとしてもよく、その表面にエンボス加工構造をレーザ彫刻してもよい。好適な実施形態では、エンボス加工ローラは、例えば、パトリックス（ｐａｔｒｉｘ）／マトリックス構成などの調和した同期構造設計を呈する。

ステンレス鋼は、全体積又は表面層（＜０．５ｍｍ）上で硬化されてもよい。このようにして得られたローラは、サンドブラストされ、ピーニング硬化されてもよい。

好適な実施形態では、エンボス加工ローラは、その耐摩耗性を高めるために、硬質コーティング又は別の表面処理を施してもよい。例えば、エンボス加工ローラは、ＰＶＤによって得られる摩耗低減コーティングを備えてもよい。

エンボス加工ローラは、５５～６５ＨＲＣの初期硬度を有する粉末冶金によるもの又は鋳造によるもののいずれかであってもよく、２６５ｎｍ～１０６５ｎｍの波長及び０．２ｐｓ～２０ｐｓのパルス持続時間を有するレーザパルスを有するレーザ源を用いてレーザ彫刻されたものでもよい。

好ましくは、エンボス加工カセット内のローラの同期微調整が、専用のエンボス加工ユニットを使用して、内部部品がエンボス加工フレーム内にまだ取り付けられていない状態で実行され検証される。

Claims (18)

1. エンボス加工フレームと、エンボス加工カセットとを備えるエンボス加工システムであって、
   前記エンボス加工カセットは
   少なくとも２つのローラと、
   前記少なくとも２つのローラを保持するように構成された本体であって、前記少なくとも２つのローラが該本体内に取外し可能に取り付けられている、本体と
   を備え、
   前記エンボス加工フレームは、前記エンボス加工カセットを取外し可能に収容するように構成されており、
   前記エンボス加工フレームは、前記エンボス加工カセットが前記エンボス加工フレーム内に収容されたときに前記エンボス加工カセットの対応する本体位置決め手段と協働して前記エンボス加工カセットを前記エンボス加工フレームの内側の所定の位置に位置決めするように構成されたエンボス加工フレーム位置決め手段を備える、
   エンボス加工システムにおいて、
   当該エンボス加工システムは、前記本体内の対応する前記ローラの回転軸線の位置を調整及び補正するための複数の調整・補正手段をさらに備え、前記調整・補正手段の各々の位置は、前記少なくとも２つのローラの各端部のうちの１つにあり、前記複数の調整・補正手段は、次の３つの方向のうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、対応する前記ローラの軸線方向と、前記軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向によって定義される２つの方向のうちの１つにおいて調整及び補正するように構成されており、
   前記エンボス加工フレームは、前記エンボス加工カセットが前記エンボス加工フレーム内に収容されたときに、前記回転軸線の位置を調整及び補正するための前記複数の調整・補正手段を前記エンボス加工フレームの外側からアクセス不能にするために、前記調整・補正手段のためのエンクロージャを形成するようにさらに構成されている、エンボス加工システム。
2. 前記複数の調整・補正手段は、前記少なくとも２つのローラの各端部の少なくとも１つのうちの１つにて、前記２つの次元方向のうちの第１の次元方向において、前記回転軸線の位置を調整するように構成された偏心ピン装置と、関係する前記ローラの反対側の端部における固定回転中心とを備え、前記固定回転中心は、前記回転軸線に垂直な軸線の周りで前記回転軸線が前記固定回転中心の周りを回転することを可能にするように構成されている、請求項１に記載のエンボス加工システム。
3. 前記複数の調整・補正手段は、前記少なくとも２つのローラのうちの１つの両端部のうちの１つにて、対応する前記ローラの回転軸線の位置を軸線方向に調整するように構成されたノッチディスク調整機構をさらに備える、請求項１又は２に記載のエンボス加工システム。
4. 前記複数の調整・補正手段は、前記ローラのうちの１つの各端部に結合されたハンドルバーシステムと、前記ハンドルバーシステムを作動させて、前記２つの次元方向のうちの第２の次元方向における前記ローラのうちの前記１つの位置を調整するように構成された作動機構とをさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
5. 前記複数の調整・補正手段は、前記エンボス加工カセットの前記本体に少なくとも部分的に取り付けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
6. 前記エンボス加工フレームは、前記本体位置決め手段が前記エンボス加工フレーム位置決め手段と協働するよう、前記エンボス加工フレーム内への前記エンボス加工カセットの挿入中に前記エンボス加工カセットを案内するように構成された案内手段をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
7. 前記案内手段は、前記エンボス加工カセットを前記エンボス加工フレーム内に挿入する間、前記エンボス加工カセットの対応要素上を摺動するように構成された少なくとも１つの傾斜面を備える、請求項６に記載のエンボス加工システム。
8. 前記案内手段、前記本体位置決め手段及び前記エンボス加工フレーム位置決め手段は、０．０２～０．０６ｍｍの範囲内の公差で前記エンボス加工フレームの内側の前記所定の位置となるように構成されている、請求項６又は７に記載のエンボス加工システム。
9. 前記エンボス加工フレームの内側に取り付けられ、前記少なくとも２つのローラ間の対抗圧力を調整するように構成された少なくとも１つの油圧又は空気圧ジャッキをさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
10. 前記エンボス加工フレームは、少なくとも、個別に取外し可能に固定された第１の壁と、個別に取外し可能に固定された第２の壁とを備え、前記第１の壁と前記第２の壁がそれぞれ、前記第１の壁又は前記第２の壁の側で前記エンボス加工カセットの前記エンボス加工フレームへの挿入及び前記エンボス加工フレームからの取出しをそれぞれ可能にする、請求項１～９のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
11. 前記エンボス加工フレームは、駆動システムを前記エンボス加工カセットに結合するように構成された機械結合部を備え、それによって前記エンボス加工カセット内の前記２つのローラのうちの少なくとも１つが駆動されることを可能にするようになっている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエンボス加工システム。
12. 少なくとも２つのローラと
    前記少なくとも２つのローラを保持するように構成された本体であって、それによって前記少なくとも２つのローラが該本体内に取外し可能に取り付けられる、本体と
    を備えるエンボス加工カセットにおいて、
    前記本体内の対応する前記ローラの回転軸線の位置を調整及び補正するための複数の調整・補正手段を備え、前記調整・補正手段の各々の位置は、前記少なくとも２つのローラの各端部のうちの１つにあり、前記複数の調整・補正手段は、次の３つの方向のうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、前記本体内の前記対応するローラの軸線方向Ｚと、前記軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向によって定義される２つの方向Ｘ及びＹのうちの１つにおいて調整及び補正するように構成されており、
    前記軸線方向Ｚにおいて調整及び補正する前記調整・補正手段は、ノッチディスク調節機構を備え、
    前記方向Ｘにおいて調整及び補正する前記調整・補正手段は、偏心ピンを備え、
    前記方向Ｙにおいて調整及び補正する前記調整・補正手段は、ハンドルバーシステム及び調整ホイールを備える、エンボス加工カセット。
13. 前記複数の調整・補正手段は、当該エンボス加工カセットの前記本体に少なくとも部分的に取り付けられている、請求項１２に記載のエンボス加工カセット。
14. 前記少なくとも２つのローラは、１００ｍｍ～５０００ｍｍの範囲内の長さを有する、請求項１３に記載のエンボス加工カセット。
15. 前記少なくとも２つのローラは、ウェブ材料をエンボス加工するように構成されている、請求項１２～１４のいずれか一項に記載のエンボス加工カセット。
16. 前記少なくとも２つのローラは、加熱ローラである、請求項１２～１５のいずれか一項に記載のエンボス加工カセット。
17. エンボス加工カセットのオフライン調整のための方法であって、
    オフライン状態になるように、オンライン生産チェーンから前記エンボス加工カセットを分離するステップと、
    前記エンボス加工カセットの本体内に少なくとも第１のエンボス加工ローラ及び第２のエンボス加工ローラを位置決めするステップと、
    前記エンボス加工カセットの前記本体に取り付けられた前記少なくとも第１のエンボス加工ローラ及び第２のエンボス加工ローラの各々の少なくとも１つの位置を、前記第１のエンボス加工ローラ及び前記第２のエンボス加工ローラの各端部の少なくとも１つにおいて複数の調整・補正手段を作動させることによって調整及び補正し、それによって、次の３つの方向のうちの少なくとも２つにおいて、すなわち、軸線方向と、前記軸線方向に垂直な平面の２つの次元方向によって定義される２つの方向のうちの少なくとも１つにおいて回転軸線の位置を調整するステップと
    を少なくとも含む、方法。
18. 前記オンライン生産チェーンのエンボス加工フレーム内に前記エンボス加工カセットを収容するステップと、
    前記複数の調整・補正手段を前記エンボス加工フレームから見えないようにするステップと
    をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
    

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