JPH08208086A

JPH08208086A - 移動ウエブの非接触変向装置

Info

Publication number: JPH08208086A
Application number: JP7289004A
Authority: JP
Inventors: Altan Bassa; バッサアルタン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1996-08-13
Also published as: ATE183168T1; EP0711723B1; EP0711723A3; EP0711723A2; DE4439639C1

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエブの外側面における接触をも避け、ウエ
ブ方向の完全な非接触変向が達成できる装置を提供す
る。【解決手段】案内領域においてウエブ内面に隣り合う
内域をウエブ外面に隣り合う外域から分離する移動ウエ
ブを案内し変向する装置に関し、外域が前記ウエブの外
面と低圧源に接続されたハウジング（８）とにより形成
され、内域が大気に接続され、かつ、ウエブの内面の横
方向縁部の各々の領域に案内面が配列され、前記内面と
案内面との間に前記内域と外域との間の圧力差の影響の
下に内域から外域へ空気が流れるように隙間を形成す
る。案内領域の開始および終了位置に空気通路が配列さ
れ、作動中、通路の流れ経路に沿って減圧された圧力分
布が創成され、かつ、ウエブが異なる圧力の２つの領域
（１６，１７）に分離するよう該通路の壁が、通路要素
（５，６）と、ハウジング（８）の２つの側壁（７）
と、移動ウエブ（１）の外面とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動ウエブを案内
する装置に関し、特に、その進行の方向を変向する装置
に関する。ウエブの案内および方向変向領域において、
ウエブは、凹状のウエブ表面に隣接する内域を、凸状の
ウエブ表面に隣接する外域から分離している。外域は低
圧源に接続され大気圧より低いレベルに維持されてい
る。一方、内域は大気に接続されている。ウエブの内側
では、案内面はウエブの２つの縁部域に配列されてい
る。２つのウエブ面間の圧力差により、装置の作動中、
案内面とウエブの内側面との間に隙間が形成される。

【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たるドイツ国特許出願第Ｐ４４３９６３９．２号
（１９９４年１１月７日出願）の明細書の記載に基づく
ものであって、当該ドイツ国特許出願の番号を参照する
ことによって当該ドイツ国特許出願の明細書の記載内容
が本明細書の一部分を構成するものとする。

【０００３】

【従来の技術】米国特許第４，７６０，９４６号には、
湾曲したウエブ部分の内側に形成される凹状のウエブ表
面に接触することなく、ウエブの方向を変える装置が記
載されている。作動原理は、この領域で丸味を帯びた形
状を採るウエブの凹状の内側面と凸状の外側面とに異な
る圧力をかけることに基づいている。外域は低圧源に接
続されたハウジングによって形成されている。内域は大
気に接続されている。ハウジングを大気に対しシールす
るために、ウエブ案内領域の開始域および終了域におい
て、ウエブの全幅を横切って延在するシール要素がウエ
ブの外側と相互に作用する。適用されたシール要素の作
動原理およびそのウエブ外側面との相互作用の性質は、
ハウジングの大気に対する効率的なシールが達成され、
かつ、このシール要素との相互作用の結果、製品の外側
面に如何なる損傷をももたらさないようにされている。

【０００４】米国特許第４，７６０，９４６号に示され
ている両実施例は、シール要素としてローラを用いてお
り、各ローラはウエブとの第１のシール点とハウジング
の壁との第２のシール点を形成している。この形態はハ
ウジングの大気に対する極めて効率的なシールをもたら
している。というのも、ローラとこれに接触しているウ
エブとの間に如何なる空気の漏洩も生じないからであ
る。また、ローラとハウジングとの間の位置におけるシ
ールの効率も、このクリアランスを長くて狭い隙間とし
て設計することにより、著しく改善することができる。
この可能性は、ハウジングおよび低圧源に対する設計の
自由度に関して多くの利点となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このシ
ール用ローラを用いる取り組みの最大の不利な点は、ウ
エブの外側面とローラとの接触が避けられないというこ
とである。これは、両面に新しく塗装ないしは印刷され
たウエブ材料の場合のように、２つのウエブ面のいずれ
の面との接触も許されない材料との組合せでの、かかる
設計の使用を排除する。完全に非接触のウエブ変向装置
はまた、ローラの使用と関連する掻き傷、静電気の帯電
のような問題を避けねばならないときにも必要とされ
る。

【０００６】本発明の目的は、米国特許第４，７６０，
９４６号から知られる基本的な作動原理をさらに改良
し、ウエブの外側面における接触をも避けることによ
り、ウエブ方向の完全な非接触変向が達成できる装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、移動ウ
エブを完全に非接触で案内および変向するという課題は
以下に述べるようにして達成される（図１）。

【０００８】略矩形断面を有する空気通路（１６）が案
内領域の開始および／または終了域に配列されている。
この空気通路の２つの狭い壁はハウジング（８）の側壁
（７）によって形成されている。移動ウエブ（１）の外
面は通路の２つの広い壁の一方を形成し、他方は本明細
書を通して通路要素（５，６）と称される特別に設計さ
れた面により形成されている。作動中、この通路の長さ
に沿って低減された圧力分布が創成され、ウエブは、そ
の両面が隣り合う異なる圧力で２つの領域（１６および
１７）に分離している。

【０００９】米国特許第４，７６０，９４６号の作動原
理に対する主な相違として、本発明では、大気からハウ
ジングへの空気の流れが必要とされ、それ故に、それが
意識的に創成される。そして、米国特許第４，７６０，
９４６号の場合のようなこの空気の流れを避けるまたは
減少するためのシール要素の形態の対策は一切採られて
いない。それ故に、シール要素が適用された場合に比
べ、著しく大量の空気がハウジング内に進入する。この
発明で説明される種々の対策により、この通路を介する
空気流は、通路の長さに沿って所望の形態の低圧分布が
結果として得られるように、操作される。この通路に沿
う圧力の局部的変化から得られる外力が、ウエブを案内
領域の開始および終了域において接触することなく支持
および安定化するために用いられる。案内領域において
も、米国特許第４，７６０，９４６号と基本的に同様
に、ウエブとの接触は生じないので、完全に非接触のウ
エブ変向が達成される。

【００１０】空気通路の３つの壁がハウジング（８）の
２つの側壁（７）およびウエブ（１）の外面によってそ
れぞれ形成されるので、残りの第４の壁が、ウエブの支
持および安定化の観点から最適な性能を達成するために
自由に設計され得る唯一のものとなる。

【００１１】ここで、本発明の一形態は、案内領域にお
いてウエブ内面に隣り合う内域をウエブ外面に隣り合う
外域から分離する移動ウエブを案内し変向する装置であ
って、外域が前記ウエブの外面と低圧源に接続されたハ
ウジングとにより形成され、内域が大気に接続され、か
つ、ウエブの内面の横方向縁部の各々の領域に案内面が
配列され、前記内面と案内面との間に前記内域と外域と
の間の圧力差の影響の下に内域から外域へ空気が流れる
ように隙間を形成した装置において、案内領域の開始お
よび終了位置に空気通路が配列され、作動中、通路の流
れ経路に沿って減圧された圧力分布が創成され、かつ、
ウエブが異なる圧力の２つの領域（１６，１７）に分離
するよう該通路の壁が、通路要素（５，６）と、ハウジ
ング（８）の２つの側壁（７）と、移動ウエブ（１）の
外面とからなることを特徴とする。

【００１２】前記案内面は凸状の円柱体であり、その両
端に中央部分より大径の２つの円盤２１が配列されてい
ることを特徴とする。

【００１３】円柱体の中央部分は多孔性材料から形成さ
れるか、または、その面（９）の周辺に沿って異なって
分布された異なる形状および寸法の開口（２０）を備え
ていることを特徴とする。

【００１４】案内面は、互いに平行に配列された２つの
同寸法の完全円盤（２１）、または、その部分（２２、
２３）であることを特徴とする。

【００１５】案内面は、互いに平行に向き溝により分離
された筋状の多数のより小さな面（ラビリンス）からな
ることを特徴とする。

【００１６】ウエブの両縁部における２つの案内面（３
３，３４）は、ウエブの全幅に亘り延在する共通の案内
面に組み合わされていることを特徴とする。

【００１７】案内面の筋の半径が、装置の中央から縁部
に向かうに従い増大する（３９，４０）ことを特徴とす
る。

【００１８】案内要素（３９，４０）は横方向に機械的
に移動可能に設計されていることを特徴とする。

【００１９】前記案内要素の横方向移動はウエブの横方
向位置のためのセンサの読みに従って自動的に行われる
ことを特徴とする。

【００２０】移動ウエブの案内面についての接線点Ｅ
は、断面図において、流れ通路の有効範囲内に存するこ
とを特徴とする。

【００２１】空気の流れ通路はベンチュリ通路として形
成されていることを特徴とする。

【００２２】通路要素（５，６）はその形態および向き
に関し調節可能に設計されていることを特徴とする。

【００２３】通路要素はウエブの直線部分に調節可能な
鋭角に配列された平板であることを特徴とする。

【００２４】通路要素（５，６）には、通路の流れおよ
び関連する圧力分布を操作するための調節可能な開口が
設けられていることを特徴とする。

【００２５】通路要素（５，６）には、通路の流れおよ
び関連する圧力分布を操作するための調節可能なフラッ
プが設けられていることを特徴とする。

【００２６】通路要素は翼の輪郭を有していることを特
徴とする。

【００２７】ウエブの入口および出口において、向きの
異なる空気の境界層が適正に考慮されるべく、個々に設
計された通路要素（５，６）が使用されていることを特
徴とする。

【００２８】ウエブの支持面（４３）が半径方向に移動
可能に設計されていることを特徴とする。

【００２９】支持面（４３）の半径方向移動がセンサに
より制御されることを特徴とする。

【００３０】装置は案内面の軸線（４９）に直交する軸
線（４８）の回りに回転可能に取り付けられていること
を特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施の形態
につき添付図面を参照しつつ説明する。

【００３２】ウエブ位置の非常に効率的で完全に非接触
な支持および安定化が、図１に概略的に示されるよう
に、ウエブ変向の始まりおよび／または終わり位置に直
接に設置された平坦な通路要素５，６によって達成され
る。図２は平坦な通路要素５を用いた適用例のウエブ入
口部２の詳細を示している。平坦な通路要素５は案内面
４に対し鋭角ω（図２（Ａ）参照) をなしており、それ
故にまた、点Ｅにおいて案内面４に接線方向にあるウエ
ブに対し鋭角ωをなしている。ウエブの外面と通路要
素５との間には、矩形状の断面を有する楔形状の通路１
６が形成される。圧力差（Ｐ₀ −Ｐ）の故に、大気から
低圧室１８への空気流１２が生じている。

【００３３】下流方向に向かい断面積が連続的に減少さ
れていることにより、安定的に加速された空気流が生
じ、それに対応して通路に沿って局部的に圧力Ｐ（α）
が低下する。大気に隣接するウエブの内面では、しかし
ながら一定の圧力Ｐ₀ のまま残っている。ウエブは凹状
の内面に大気圧レベルの局部的に一定の圧力Ｐ₀ を、お
よび、凸状の外面に局部的に変化している大気圧より低
い圧力Ｐ（α）を受けており、局部的に変化している圧
力差（Ｐ₀ −Ｐ（α））によって外方に押される。そし
て、柔軟性のあるウエブはそれに対応して通路内で湾曲
した形状を採る。通路の形状およびそこを通過する空気
流はそれに当然に影響される。通路要素５の所与の形状
および配列、および、所与の圧力差（Ｐ₀ −Ｐ）に対
し、通路内のウエブ部分の形状が、図２（Ｃ）に示すよ
うに、このウエブ部分の両端に作用しているウエブ引張
力Ｔとこのウエブ部分の面上に作用している圧力差（Ｐ
₀ −Ｐ（α））との釣合によって決定される。

【００３４】図１および３に示した実施例では、回転ド
ラム１４の両端における２つの円形フランジ２１の周面
が案内面として働き、一方、両者間の小径部９は、ウエ
ブ引張力を支えている差圧（Ｐ₀ −Ｐ）が最早維持でき
なくなった場合の非常時用ウエブ支持部である。案内面
２１とウエブ１の内面との間の如何なる接触をも避ける
ためには、所与のウエブ引張力Ｔに対しある最小レベル
の差圧（Ｐ₀ −Ｐ）が必要である。それから、案内面２
１とウエブ１の内面との間に隙間ｓが形成され、差圧
（Ｐ₀ −Ｐ）の故に、概略的に図１に示すように、圧力
Ｐ₀ の内域から圧力Ｐの外域への空気の漏洩１５が生じ
る。低圧のレベルを維持するためには、ハウジング８に
入る空気の漏洩１５が、ブロア等の低圧源U により定常
的に取り除かれねばならない。定常運転中に得られる釣
合状態では、差圧（Ｐ₀ −Ｐ）、空気の漏洩量、隙間ｓ
および低圧源U のポンプ特性が全て相互に関連してい
る。実際の適用例の大半においては、使用される低圧源
の作動特性が、所望の隙間を調節するのに利用できる唯
一の工程制御の鍵となる。

【００３５】内域１７における雰囲気圧ないしは大気圧
Ｐ₀ を維持するためには、空気の漏洩１５が、雰囲気か
ら内域１７への対応する空気流によって補充されなけれ
ばならない（図１参照）。ドラムの表面９が不通気性の
場合には、これは表面９の周に沿う周方向の空気流１
０，１１の形態でのみ発生する。ウエブの内面の全ての
位置に妨害されない空気の配送を可能とするために、表
面９が多孔性材料（図３（Ａ））で作製されるか、また
は、空気を通過させる開口２０（図３（Ｂ））が設けら
れてもよい。かくて、内域１７への空気の供給がドラム
を貫通する半径方向の追加の空気流１９によって強化さ
れる。この方法はフランジ２１の周面と表面９との段差
を小さくするのに役立つ。何故なら、大きな断面積の矩
形状ダクト１７が最早必要でないからである。

【００３６】もし、案内領域においてウエブを支持して
いる差圧（Ｐ₀ −Ｐ）が充分には大きくなく、あるい
は、ゼロに低下すると、引張力Ｔが作用しているウエブ
は先ず案内面２１上に休止する。しかしながら、ウエブ
への引張力、その幅およびその剛性の組合せに依存する
が、多くの場合、案内面２１によりもたらされる支持は
充分ではなく、ウエブは表面９に支持されるまで折れ曲
がり皺を形成する。案内面２１と表面９との段差を減少
することは、この皺の形成の程度、および、このような
とき案内面２１に重なっているウエブ両縁部に生ずる最
大ウエブ引張力を軽減するのに役立つ。この点は、紙の
ような横方向において適切に支持されないとその縁部に
おいて裂ける傾向にある繊細な材料に対しては特に重要
である。特にウエブの入口２および出口３の領域で集中
的に皺が形成されると、通路の空気流にもまた悪い影響
を与え、システムの停止後に最初に安定した空気流を形
成するのを妨害する。

【００３７】もし、ドラムの中央部が必要とされない
か、または、邪魔をするのであれば、それは全体的に省
略されてもよい。このような場合には、ドラムは、図４
（Ｂ）に示すように、ウエブの両縁部の２つの狭い回転
円盤２１とされる。図３に示すような回転ドラム、また
は、図４のような２つの回転円盤を用いることの主な利
点は、ウエブをその全幅に亘り、または、その両縁部を
それぞれ支持する可能性があることである。これは、シ
ステムの機能停止における悪い結果を限度内に保つのに
役立っている。

【００３８】もし、ウエブの回転案内面２１との僅かな
接触が許容されるのであれば、図５に示すように、隙間
ｓはゼロに減ぜられる。空気の漏洩１５が全体的に排除
され、その結果、低圧室１８内の圧力Ｐを維持するため
の低圧源のエネルギ消費が著しく減少する。ウエブの滑
りを避けるために、案内面２１はウエブのライン速度と
同じ周速でもって回転すべきである。これは外部の駆動
装置によって、もしくは、もし、ウエブと案内面との間
の摩擦力が充分に大きければ、案内面をウエブ自体で駆
動することによって行うことができる。

【００３９】案内面からウエブが完全に離れている場合
には、案内面は最早回転可能、または、完全な円形であ
る必要はない（図６）。それは円柱の一部分として設計
することができ、円である必要もない。例えば、図７に
示すように、楕円柱の一部分であってもよい。また、他
の柱形態であってももちろん可能である。しかしなが
ら、ウエブが案内面を正しく包み込むことを確実にする
ために、柱体の輪郭は専ら凸状でなければならない。こ
の案内面の形態を設計する自由度により、輪郭は各々の
適用例の特定の要求に対して調整され得る。曲がり半径
Ｒの局部的値は座標角αに沿って任意に変えてもよい
が、ウエブを首尾良く支持するために要求される最小レ
ベルを下回るべきではない。

【００４０】この設計の自由度を備えて、開始域および
終了域における輪郭は、例えば、通路の流れに先ず関し
て最適化され得、一方、そこから離れた角度αの位置に
おける輪郭の設計は、所望の隙間ｓのようなある他の考
察に基づくことができる。輪郭はまた角度αと共に一様
に変化することができ、かくて、曲がりの半径は角度位
置αの数学的関数Ｒ（α）として表される。如何なる回
転運動をも行わない案内面は、シート材料の細長い条片
を曲げることにより作れるように、円柱の部分周部にま
で減らすことができ、従って、製造コストを低減するこ
とができる。

【００４１】非常時の支持面９（図３）、または、それ
を完全に省略したもの（図４）に対する設計の柔軟性
は、もちろん、図６および図７に示した２つの実施例に
も同様に与えられる。

【００４２】通路の壁を形成している通路要素の表面は
もちろん必ずしも平坦である必要はない。平坦な形態は
最小の製造コストを生じさせるものではあるけれども、
この表面の最適な形状は、図８に（Ａ）凸状、（Ｂ）平
坦、および、（Ｃ）凹状の表面形態が示されるように、
選定されたこの通路の形態および向きに密接に関係する
通路の空気流の特性に関して、先ず決定されるべきであ
る。

【００４３】これらの通路要素の異なる形状はある得失
によって特徴付けられるから、個々の適用例毎の個々の
事情が、好ましい通路要素の形態に関して最終決定を行
う際に、慎重に考慮されるべきである。これらの異なる
幾何学的形状の利点を一つの通路要素に集合させるため
には、これらの形態を最適性能を備えた一つの共通な設
計に組み合わせることができる。この混成表面は、その
配列が個々の適用例毎の特定の要求に対し最良に調整さ
れた一連の異なる幾何学的形状部分から形成される。

【００４４】通路要素は、通路内の所望の位置に外側か
ら制御可能な空気の流れ許すために、任意に選定された
形状および寸法の孔ないしはスロットを有するか、また
は、部分的ないしは全体的に多孔性材料から製作するこ
とができる。通路要素のかかる通気性面を通じて、通路
の流れ特性を操作するために通路内の所望の位置に空気
を能動的に圧入することもできる。

【００４５】また、いわゆる翼形(airfoil) ノズルが通
路要素として用いられ得る。かかる翼形ノズルは、通
常、走行しているウエブを支持しかつ安定化するために
用いられており、その作動原理は、ノズルの表面とウエ
ブとの間の隙間を通して空気を吹き込むことにより、そ
の両者間に低圧域を確立することに基づいている。

【００４６】低圧室に入る際、通路流れ内の過剰な渦の
形成を防止するために、通路要素は接線点Ｅ（図２参
照）を越えて延在され、それでその後流の通路断面積が
増加する。この結果、空気流の減速と対応する圧力の増
大が生ずる。接線点Ｅより前の流れの加速領域における
通路要素の異なる形態は、接線点Ｅを越えるディフュー
ザ部分の延長的通路要素の異なる形態と組み合わせるこ
とができる。延長的通路要素部分における開口のような
種々の他の対策も、通路内の空気圧が低圧室内のレベル
まで滑らかに移行するのを達成するために施され得る。

【００４７】ウエブの長手方向移動によって空気の境界
層が形成される。入口および出口域では、この空気の流
れは通路の流れに重畳される。大きなライン速度では、
当然に境界層のエネルギは増大する。ウエブの入口域で
は、この流れは通路の流れと同じ方向であり、一方、ウ
エブの出口域ではこれらの流れは互いに対向する。大き
なライン速度では、通路の空気流への空気境界層の影響
が個々に異なるということは、最早、無視できず、ウエ
ブの入口および出口において個々に設計された通路要素
が必要となるかもしれない。

【００４８】通路要素の輪郭はまた、横方向においても
変えられてもよい。これは、例えば、大きな幅のウエブ
材料と大きなライン速度とが組み合わされた場合に有利
である。

【００４９】横方向においては、通路要素は直線状でよ
いが、しかし、入口および出口のそれぞれ前後でウエブ
面の形状を操作するために適用される僅かに曲線状形態
を有してもよい。僅かに曲げられた通路要素もまた、前
述のように横方向で非均一な製品を取り扱うために用い
ることができる。

【００５０】好ましい実施の形態（図９（Ａ））では、
ウエブの両縁部での案内面２７，２８が個々に調節可能
であり、横方向においてそれらは互いに任意の距離に位
置され得る。これは種々のウエブ幅に対し１つのウエブ
変向装置を用いることを可能とする。

【００５１】他の好ましい実施の形態（図９（Ｂ））で
は、この柔軟性は個々の適用例毎に容易に交換可能な専
用の案内面を用いることにより達成される。これは、も
しこれが異なる形式の材料を取り扱うためには有利であ
ると分かったなら、案内面要素として異なる設計を施す
ことの追加の有利性をもたらす。

【００５２】上述の対策でもって、ウエブの幅および／
または他の特性を変更するようウエブ変向装置を適合し
つつ、通路要素は全ての幅のウエブに適応するに充分な
幅に設計される。

【００５３】さらに他の好ましい実施の形態では、案内
要素３３，３４の各々は単一の周面を有さないが、平行
方向に配列され互いに両者間の溝によって分離された多
数の小さな面からなる（図１０）。

【００５４】ウエブと案内面との間の隙間は、最早、一
定断面積および形状の流れダクトではない。この交番的
断面積のダクト内の空気流３５は、最早、単純な一方向
ダクト流れではなく、一連の膨張および圧縮の交代によ
って特徴付けられ、空気流３５内に集中的な渦の形成お
よびそれによる大きな圧力低下を生じさせる。いわゆる
ラビリンスシールの基本作動原理として一般的に知られ
ているこの現象は、室１８内の低圧を大気に対しより効
率的に封じ込めることができる（図１０（Ｂ））。ウエ
ブおよび案内面間のクリアランスを、低圧源の動力消費
を増大させることなく著しく増大することができる。同
時に、溝は大気中の空気が領域１７内に入ることを可能
にし、この結果、案内面は最早図１０（Ｂ）に示される
ような２つの縁部領域に限られる必要はなく、図１０
（Ｃ）に示されるように全ウエブ幅を覆うようにするこ
とができる。かかる案内面３６は、如何なる関連するハ
ードウエアの調整をすることなく、異なる幅のウエブ材
料と組み合わせて用いることができる。

【００５５】縁部におけるより効率的なシール作用はま
た、ウエブが案内面から過剰に離れ（これはウエブ引張
力が急激に低下した場合に起こるかもしれない）、室１
８内の低圧が急に崩壊することにつながるのを防止す
る。これは、もしも低圧システムがこのような急激な変
化に適切に追従するのに余りにも緩慢であるとき、通常
ウエブ引張力の時折の変動の結果起こるであろうシステ
ムの不安定さを著しく低減する助けとなる。

【００５６】しかしながら、ラビリンス式のシールの上
述した重大な有利性は、この考えを本発明との組合せで
適用するための主たる理由ではない。実際の正当性は、
この対策により達成できるウエブの横方向位置の安定性
の実質的な改良にある。市販されている非接触変向バー
は、ウエブの引張力のみを支持ために半径方向に向く力
を作り出す考えに基づいている。しかしながら、ウエブ
を軌道(track) 内に保つためには横方向の力が必要とさ
れ、これらは多くの場合入手不可能である。エアクッシ
ョン上に浮いているウエブは如何なる横方向の外乱にも
負け易く、極めて容易に所望の横方向位置を失い易い。
この発明のラビリンスシールのウエブ安定作用は、漏洩
空気流３５が、図１１に示すように、低圧室１８に入る
位置で生ずる。図１１はこの空気流がどのようにしてウ
エブ１の横方向移動によって影響されるかを概略的に示
している。図１１（Ａ）は、ウエブの下のラビリンスの
最後の歯３７を通り抜けた漏洩空気３５が部分的に如何
にして隣の溝３８に広がるかを示している。ウエブの横
方向移動の途中に、図１１（Ｂ）に示すように、ウエブ
は新しい位置を占める。空気漏洩の大部分が今や溝３８
内に広がる。この空気の流れは、溝の底面に衝突した
後、ハウジング８内の室１８に再度逃れる。図１１
（Ｃ）に示すように、ウエブがさらに移動したときウエ
ブは溝３８を定常的に塞ぎ、そうしている間、ウエブは
空気ジェットＬを通り抜けねばならない。高エネルギの
空気ジェットの運動量は隙間３６のさらなる遮蔽を妨
げ、かつ、ウエブのさらなる移動に対し抵抗を増大す
る。ウエブ位置安定化が達成され、これがウエブの縁部
が次の歯に近づくまで支配する。

【００５７】他の好ましい実施の形態では、ウエブの安
定化作用は、図１２に示すように、外方に向かいラビリ
ンスの歯高を定常的に増加することにより強化されてい
る。ウエブの横方向移動に伴い、ウエブは次の歯高が増
大されているので僅かに（Δｈ）持ち上げられねばなら
ない。しかしながら、これは、ウエブの引張力がウエブ
をその元の位置に引き戻そうとする傾向にあるので、幾
らかのエネルギの消費を伴う。これは、ウエブの横方向
移動に抵抗するある種の横方向力を生じさせ、かくて、
ウエブに対しさらなるセンタリング作用をもたらす。ウ
エブの一縁部のより高い歯の方向への移動は、他の縁部
のより低い歯の方向への対応する移動を伴う。それ故
に、図１３（Ｂ）に示すように、ウエブは僅かに傾いた
向きになる。これはウエブの引張力と共に、ウエブをそ
の元の中央位置に引き戻そうとする横方向の力Ｆに帰す
る。

【００５８】案内要素３９，４０のこのセンタリング作
用は、これらの案内要素が横方向に移動可能に設計され
ていれば、ウエブの横方向位置を能動的に操作するため
に用いることができる。この場合、案内要素は両方、ウ
エブの所望の移動方向に同じ量だけ移動される。もしも
これが、ウエブの横方向位置を検出するセンサの読みに
従って行なわれれば、ウエブ位置を自動的に制御する機
構が得られる。もちろん、同じ作用を得るためには、案
内要素のみを移動する代わりに、変向装置全体が移動さ
れてもよい。しかしながら、個々に移動可能な案内要素
を適用することは、この案内要素を移動する機構が、図
９（Ａ）に概略的に示したように、変向装置をウエブ幅
の変更に適合させるために使用できるというさらなる利
点を有している。

【００５９】歯の数および幅は個々の適用例毎に異なっ
て最適化される。歯の幅は均一であってもよいが、しか
し、歯の横方向位置の関数として変わるよう作られても
よい。また周方向においては、歯の輪郭は直線状である
必要はなく、波状または鋸歯状の形態であってもよい。
同様のことが溝の形態についてもいえ、溝は幅、深さ、
および、特に断面形状に関して、個々に設計され得る。
空気ジェットＬの安定化作用は、これらのパラメータの
最適な組合せによって著しく改善される。図１４に示す
滑らかに湾曲した溝の底面４２は、例えば、空気ジェッ
トのエネルギが溝内での過剰な渦の形成によって不必要
に浪費されないということを確実にする。

【００６０】他の好ましい実施の形態は、通路要素の輪
郭および方向（dmin，α，ω）を容易に、かつ、生産的
に変えるようにしたものである。これは、異なる材料は
最適性能を達成するためにはこれらのパラメータの個々
の調節を必要とするかもしれないが、種々の製品に対し
同じ通路要素を使用する可能性を提供する。

【００６１】他の好ましい実施の形態では、案内面の周
辺の通路要素の周方向位置（図２のαＥ）は容易に変え
られ（図１５）、低圧の設計が、全ての形態用に大気に
対して低圧を効率的に封じ込めることを可能にする。こ
こに示された実施例は９０゜〜１８０゜の範囲内におい
てウエブの変更角βの無段階変更を許容し、それらの極
端な形態が図１５（Ａ）〜（Ｃ）の左右に概略的に示さ
れている。

【００６２】他の好ましい実施の形態（図１６，図１
７）では、非常時のウエブ支持用の面４３が半径方向に
移動可能に設計されている。４５における増幅の後、差
圧Ｐ₀−Ｐが、面４３をウエブ１に対しある距離に保つ
空気圧駆動システムを制御するために用いられる。シス
テムが故障または意図的な停止の場合のようにウエブの
引張力と釣り合っているこの差圧が利用できない場合、
圧縮スプリング４６が、図１７に示すように、支持面４
３を半径方向外方にそれが案内面４４と同じ半径位置に
なるまで押す。一方、通常の作動中は、可動のウエブ支
持面４３はウエブから非常時の支持面への大きなクリア
ランスを許容している。他方、差圧がゼロに低下したと
きウエブはその幅に亘り均一に支持され、かくて、皺の
形成やそれに伴うウエブの裂けの危険がないことを確実
にしている。

【００６３】ウエブにより包まれるローラと同様に、図
１８の案内面４７もウエブの横方向位置に影響を与える
傾向にあり、案内面の軸線４９に対し直交方向をなす。
好ましい実施の形態では、この性質がウエブの横方向位
置を操作するために用いられ、かくて、縁部整列機構が
得られる。このために、ウエブ変向装置は軸線４９に直
交する軸線４８の回りに回転可能に取り付けられてい
る。ウエブの横方向位置を検出するセンサの読みに従
い、自動制御機構が装置を角度θ回転させる。ウエブの
変向機能および上述のウエブトラッキング機能が一つの
装置に集中され、その結果、両者は同時に用いられ得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転案内面と、低圧室と、ウエブの入口および
出口位置のそれぞれの空気通路とを備えた本発明による
ウエブ変向装置の概略図であり、（Ａ）は断面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）の矢
印Ｘ方向から見た詳細図である。

【図２】（Ａ）はウエブ変向装置の案内面に関する平坦
通路要素の配列を示す断面図、（Ｂ）は通路を通過する
空気流に起因する圧力分布を示す説明図、（Ｃ）は通路
内のウエブ部分に対するウエブを横切る結果の差圧およ
び全体の力の釣合を示す説明図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は非常時のウエブ支持面の
実施例を示す側面図、（Ｃ）はウエブの変向を示す概略
図である。

【図４】案内面とウエブ縁部との間の隙間を通る空気の
流れを説明する図であり、（Ａ）および（Ｂ）はそれぞ
れの実施例を示す側面図、（Ｃ）は正面図である。

【図５】変更された圧力条件における案内面とウエブ縁
部との間の隙間を通る空気の流れを説明する図であり、
（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれの実施例を示す側面図、
（Ｃ）は正面図である。

【図６】案内面としての静止した円柱の部分、低圧室お
よび２つの空気流れ通路を備えたウエブ変更装置を示す
概略図である。

【図７】図６と同様であるが、案内面として非円柱の部
分を備えたウエブ変更装置を示す概略図である。

【図８】通路要素の種々の実施の形態とそれに対応する
ウエブの形状および圧力分布曲線を示す図であり、
（Ａ）は凹状、（Ｂ）は平坦、（Ｃ）は凸状の形態であ
る。

【図９】案内面要素の異なる実施の形態を示す図であ
り、（Ａ）は独立して位置付けられる調節可能な案内面
要素を、（Ｂ）は容易に交換可能な案内面要素を示す。

【図１０】歯付形態の代わりの案内面を示す図であり、
（Ａ）はウエブの縁部域における平坦な案内面を、
（Ｂ）はウエブの縁部域における歯付形状の案内面を、
（Ｃ）はウエブの全幅に亘り延在する歯付形状の案内面
を示す。

【図１１】歯付形状の案内面に関連するウエブの安定化
作用を説明する図であり、（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）
において、それぞれウエブの位置が異なる。

【図１２】段階的に増大する半径を有する歯付形状の案
内面の拡大図である。

【図１３】図１２による案内面のウエブのセンタリング
作用を説明する図であり、（Ａ）はウエブが中央に、
（Ｂ）はウエブが一縁部方向に移動した状態を示す。

【図１４】代わりの溝形態を有する歯付案内面を示す。

【図１５】調節可能な通路要素および対応して変形可能
な低圧室を備えた柔軟性のあるウエブ変向装置を示す概
略図であり、（Ａ）は蛇腹構造を有する低圧室ハウジン
グを、（Ｂ）はほぼ半円筒の低圧室ハウジングを、
（Ｃ）は１／４円筒を組み合わせた低圧室ハウジングを
示す。

【図１６】非常時におけるウエブ支持のための可動面を
備えたウエブ変向装置の一実施例の正常時を示し、
（Ａ）は正断面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。

【図１７】非常時におけるウエブ支持のための可動面を
備えたウエブ変向装置の一実施例の非常時を示し、
（Ａ）は正断面図、（Ｂ）はそのＹ−Ｙ断面図である。

【図１８】ウエブの横方向位置を制御する（縁部整列）
ために用いられるウエブ変向装置の一実施例を示し、
（Ａ）は正断面図、（Ｂ），（Ｃ）はその平面図であ
り、さらに（Ｃ）は回転した状態を示す。

【符号の説明】

１ウエブ２入口３出口４案内面５，６通路要素７側壁８ハウジング９支持面１４回転ドラム１５空気漏洩１６内域１７外域１８低圧室２１案内面（円形フランジ、回転円盤）２７，２８案内面３３，３４，３９，４０案内要素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】案内領域においてウエブ内面に隣り合う
内域をウエブ外面に隣り合う外域から分離する移動ウエ
ブを案内し変向する装置であって、外域が前記ウエブの
外面と低圧源に接続されたハウジングとにより形成さ
れ、内域が大気に接続され、かつ、ウエブの内面の横方
向縁部の各々の領域に案内面が配列され、前記内面と案
内面との間に前記内域と外域との間の圧力差の影響の下
に内域から外域へ空気が流れるように隙間を形成した装
置において、案内領域の開始および終了位置に空気通路が配列され、
作動中、通路の流れ経路に沿って減圧された圧力分布が
創成され、かつ、ウエブが異なる圧力の２つの領域（１
６、１７）に分離するよう該通路の壁が、通路要素
（５、６）と、ハウジング（８）の２つの側壁（７）
と、移動ウエブ（１）の外面とからなることを特徴とす
る移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項２】前記案内面は凸状の円柱体であり、その
両端に中央部分より大径の２つの円盤２１が配列されて
いることを特徴とする請求項１の移動ウエブの非接触変
向装置。
【請求項３】円柱体の中央部分は多孔性材料から形成
されるか、または、その面（９）の周辺に沿って異なっ
て分布された異なる形状および寸法の開口（２０）を備
えていることを特徴とする請求項２の移動ウエブの非接
触変向装置。
【請求項４】案内面は、互いに平行に配列された２つ
の同寸法の完全円盤（２１）、または、その部分（２
２，２３）であることを特徴とする請求項１の移動ウエ
ブの非接触変向装置。
【請求項５】案内面は、互いに平行に向き溝により分
離された筋状の多数のより小さな面（ラビリンス）から
なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの移
動ウエブの非接触変向装置。
【請求項６】ウエブの両縁部における２つの案内面
（３３，３４）は、ウエブの全幅に亘り延在する共通の
案内面に組み合わされていることを特徴とする請求項５
の移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項７】筋状の案内面の半径が、装置の中央から
縁部に向かうに従い増大する（３９，４０）ことを特徴
とする請求項５または６の移動ウエブの非接触変向装
置。
【請求項８】案内要素（３９，４０）は横方向に機械
的に移動可能に設計されていることを特徴とする請求項
７の移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項９】前記案内要素の横方向移動はウエブの横
方向位置のためのセンサの読みに従って自動的に行われ
ることを特徴とする請求項８の移動ウエブの非接触変向
装置。
【請求項１０】移動ウエブの案内面についての接線点
Ｅは、断面図において、流れ通路の有効範囲内に存する
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかの移動ウ
エブの非接触変向装置。
【請求項１１】空気の流れ通路はベンチュリ通路とし
て形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０
のいずれかの移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項１２】通路要素（５，６）はその形態および
向きに関し調節可能に設計されていることを特徴とする
請求項１ないし１１のいずれかの移動ウエブの非接触変
向装置。
【請求項１３】通路要素はウエブの直線部分に調節可
能な鋭角に配列された平板であることを特徴とする請求
項１ないし１２の移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項１４】通路要素（５，６）には、通路の流れ
および関連する圧力分布を操作するための調節可能な開
口が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１
３のいずれかの移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項１５】通路要素（５，６）には、通路の流れ
および関連する圧力分布を操作するための調節可能なフ
ラップが設けられていることを特徴とする請求項１ない
し１４のいずれかの移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項１６】通路要素は翼形の輪郭を有しているこ
とを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかの移動ウ
エブの非接触変向装置。
【請求項１７】ウエブの入口および出口において、向
きの異なる空気の境界層が適正に考慮されるべく、個々
に設計された通路要素（５，６）が使用されていること
を特徴とする請求項１ないし１６のいずれかの移動ウエ
ブの非接触変向装置。
【請求項１８】ウエブの支持面（４３）が半径方向に
移動可能に設計されていることを特徴とする請求項１な
いし１７のいずれかの移動ウエブの非接触変向装置。
【請求項１９】支持面（４３）の半径方向移動がセン
サにより制御されることを特徴とする請求項１８の移動
ウエブの非接触変向装置。
【請求項２０】装置は案内面の軸線（４９）に直交す
る軸線（４８）の回りに回転可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかの移動
ウエブの非接触変向装置。