JPH09503449A - 管を予め決められた長さに分けて切断する装置を備えるボール紙または類似の管を製造する機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スピンドル（１）上にリボン形の材料（Ｎ）の細片を螺旋状に巻くことによって管を製造する機械は、スピンドル（１）上にリボン形の材料細片を二つかそれ以上互い違いに交差させて、螺旋状に巻き、前記の材料から形成された管（Ｔ）を連続的に前方に送るワインドユニットと回転管切断装置（６３、６５）を備え、管が送られる方向に沿って往復動横断動作をし、管が前方に送られている間に予め決められた長さに分けて前記管を切断する、切断ユニット（３３）とから成る。前記の切断ユニット（３３）は、回転切断装置（６３、６５）を駆動する部材（９７、１０１、１０５、１０７）と組合せ、これらの部材（９７、１０１、１０５、１０７）で前記切断ユニット（３３）の往復横運動から得られる回転運動を前記切断装置に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 管を予め決められた長さに分けて切断する装置を備える ボール紙または類似の管を製造する機械 技術分野 本発明は、スピンドル上に、二つかそれ以上のリボン形の材料の細片を、重ね て、互い違いに交差させて螺旋状に巻くことによって管を製作する装置に関する ものであり、スピンドル上にリボン形の材料の細片を螺旋状に連続的に巻き、前 記材料から形成された管を連続して前方に送るワインドユニットと、回転式管切 断装置を装備し、管が送られる方向に沿って往復横運動をする切断ユニットとに よって構成され、前記切断ユニットで、管が送られている間、予め決められた長 さに分けて前記管を切断する。 前記ような装置は、通常は管またはボール紙の管状の芯やそれに類似するもの として知られているものを製作するため、製紙加工産業で使用されている。これ らの管にはロールの製作のため紙の層が本質的に巻かれている。類似の出願は、 管の芯にリボン形の材料、例えば、産業や家庭用のプラスティクフィルムの製作 における包装用の金属被覆したフィルムを基礎とする材料などを巻いて、ロール を製作することが必要な他の分野で見られることができる。特に食品産業におい て、類似の管は固体または流体製品用の容器を製作するために用いられる。 技術的背景 最初に記した形式の装置は、例えば、イタリア特許第1,204,029号に機械から の出口で管を切断するユニットに関してのみ示されている。この公知の装置にお いて、切断部材は小さい(low mass)の円形カッターからなり、これら切断部材は 管を切断すべき時、送られているそれ自身の軸線を中心に回転する管まで運ばれ 、そして切断部材は管に接触することによって軸方向と回転方向の動きをさせる 。言い換えれば、円形カッターは対応する支持アームに対して自由走行でき遊動 できるように装備されている。 特に管の厚さが大きい時に、より効果的な切断を得るため、特定の場合に二つ の回転カッターと組み合わせた電動モーターが使用される。これらのモーターは 管を切断する必要がある時に、カッターに切断動作を伝達する。この解決手段に は高いコストが必要であり、大きさ(the mass present)が増す。回転切断部材が 装備されている切断ユニットが連続して製造される管が送られる方向に沿った往 復運動しなければならないので、大きさと切断ユニットの往復横運動から生じる 慣性力を最小に減少させることが望まれる。 本発明の目的は、慣性力及び、機械の保守整備と製造のコストを減らす、制限 された大きさの簡単でコンパクトな構成で、切断部材に管を効果的に切断する切 断動作を与える、前記の形式の装置を提供することである。 発明の開示 後の本文から当業者に明確に理解される、これらと他の目的および利点は、切 断ユニットの往復横運動から得られた回転運動を、前記回転切断装置に供給する 、回転切断装置を駆動部材に切断ユニットを組み合わせることを特徴とする最初 に記した形式の装置から得られる。従って、付加的なコストと重量を意味し、保 守点検の観点から問題の原因となり得る、独立した作動装置を持つ切断部材を設 けることは不必要である。 実施例では、切断ユニットの往復横運動から切断装置の回転動作を引き出すた め、ベルトまたは類似の可撓性の部材が、機械の組立体に二つの固定点で留めら れている。固定点は切断ユニットの移動範囲を越えて外に配置されており、管の 送られる方向に関して一つは移動範囲より前にもう一つはそれより後ろにある。 固定組立体に対する二つの固定点の間に設けている可撓性部材の一部が、切断ユ ニットによって保持されるプーリの周囲を走行させられる。プーリは回転切断装 置に運動学的に接続されている。この方法では、形成された管と同じ速度での前 退し、各切断の終わりの時に始動位置へ戻る切断作業を行う往復横運動で、切断 ユニットが動かされる時、可撓性部材は、切断装置の動きによって、次々に自身 の回転運動を切断部材に伝達するプーリの回転を生じさせる。 可撓性部材は、その端部で機械の組立体に留められて、機械の組立体の一部分 だけが使用される、組立体を固定 する二つのポイントによって範囲を定められた、オープン／開放式可撓性部材で あり得るが、そのための閉じたベルトを成すことも可能である。 本発明に関する機械の更に有利な特徴と実施例は、添付する従属の請求項に記 載されている。 直接的な運動学的な接続によってリボン形の材料を巻き、その結果形成される 管を送らせるシステムを駆動させる作動装置から切断ユニットの往復横運動は、 引き出され得る。しかし、特別に有利な実施例において、中心ユニットによって 制御される切断ユニット自体の独立した作動装置によって、切断ユニットが駆動 される。その中心ユニットは、リボン形の材料の供給、螺旋状の巻き、形成され た管の送らせる役割を果たす作動装置も制御する。後記の記載により詳細に示さ れているように、この発明は、切断作業中の管の移動に関する切断ユニットの動 きを最も効果的にすることを可能にする。 図面の簡単な説明 本発明は詳細な説明と添付図面からより早く理解でき、なお本発明の実施例か らは制限されるものではない。第１図は機械の側面図、第２図は第１図における II−II断面図、第３図は側面図の取り外された部分の拡大図かつ第４図における III−III断面図、第４図は第３図におけるIV−IV後断面図である。 発明を実施する最良の形態 初めに第１図及び第２図を参照すると、機械本体は巻 軸またはスピンドル１を有し、スピンドル１は機械本体の支柱３に取り付けられ かつ突出する。スピンドル１は固定されあるいは、回転自在に備え付けるので、 管の製造中に回転可能となる。装置５は、スピンドル１上にリボン状材料をらせ ん状に巻回し、管を形成するワインドユニット全体を示す。この管は、連続的に 形成している間、一定に回転し、管の軸線に従ってスピンドル１に沿って一定に 進む。リボン状の材料は少なくとも２つの互い違いに配置された細片の形態を成 し、第１図の平面に対して実質的に垂直な方向に送られる。第１図には、材料の 横断面部分Ｎが示されている。 ワインドユニットは、水平面から僅かに傾斜する軸線９Ａを持つローラ９の回 りを走行するベルト７を有する。ローラ９は、機械の構造体にスピンドル１３で 蝶番式に取り付けられた移動要素１１によって支持される。ローラ９の位置は、 ベルト７のテンションを調節するために、ハンドル車１５によって、方向Ｆ９に 調整され得る。ベルトは、実質的に水平な軸線１７Ａをもつプーリ１７からの運 動を受け、前記プーリ１７はブラシレスあるいは他のモータで形成されたアクチ ュエータ１９によって回転される。モータ１９は移動要素１１によって直接支持 される。この要素１１は、その低い部分に、ねじブッシュ２１と一体である付属 体１１Ａを有し、前記ねじブッシュ２１は、機械の構造体によって符号２５の位 置で支持され、かつハンドル車２５に取り付けられたねじ棒２ ３に係合される。スピンドル１のリボン状材料Ｎの巻き角度を変化させるために 、ハンドル車２７とねじ棒２３によって、軸１３を中心に移動要素１１の傾斜調 整することが可能である。符号７Ｂはベルト７の上昇部分を示す。 ベルト７は、スピンドル１の回りを１回転して巻回される第１区域７Ａを有す る。区域７Ａによる回転の傾きは、移動要素１１の傾きに依るものである。リボ ン状材料Ｎはスピンドル１とベルトの区域７Ａとの間のベルトが軸の回りを回転 する直前に、挿入され、その結果、プーリ１７の回転とベルト７の牽引により軸 上でリボン状材料が圧巻される。 材料の第２細片は、その下面に接着剤が塗布され、第１帯状体に巻かれ、ほぼ 半分の幅で互い違いされる。 この方法で管が形成され、かつ管を形成しながら軸に沿って前方に送られる。 同じ方法で２つ以上の帯状体で形成され得、他の帯状体が各々、接着剤がついた 表面の低部に置かれる。 スピンドル１は切断ステーション３１に延び、切断ステーション３１は矢印ｆ ３３で示すような往復運動を行う切断ユニット３３を有する。中間位置において 、スピンドル１は、組立体３６に取り付けられたローラ３５に支持され、前記ロ ーラ３５はスピンドル１を支持する再分化要素を形成する。 切断ユニット３３は、第３図及び第４図に詳細に図示 される。切断ユニット３３は、機械本体の構造体４５と一体的である２重ガイド ４３上のＶ型の溝のあるガイドローラ３９、４１上で自由に走行する台３７を有 する台車３７は、ピニオン４９に係合したラック４７と一体的に形成され、ピニ オン４９はアクチュエータ５３の出力軸５１にキー結合される。このアクチュエ ータ５３は、図示された例では、ブラッシュレス型電気モータで構成されている が、ギア式モータでも可能である。 アクチュエータ５３は、機械本体の固定された構造体４５で支持され、以下に 記す目的のために、切断ユニット３３に往復運動を伝えるために、一方向と他方 向に回転可能である。 切断ユニット３３は、５７、５８の位置で各々蝶番式に支持された２つの揺動 アーム５９と６１とを有し、各々のアームが、各々の端部で環状カッター６３、 ６５の形態の切断手段を支持している。符号６７と６８は回転カットの２つの保 護部材を示し、これらの保護部材には、潤滑なフェルトを挿入するために６７Ａ と６９Ａの位置の各々に孔が開けられている。 揺動アーム５９と６１は、リンクあるいは７３、７５の位置でアーム５９、６ １各々が蝶番式に取り付けられる。この方法においてアーム５９、６１は運動力 学的に相互に連結され、その結果、これらのアームは、単一シリンダーとピスト ンアクチュエータ７７によって同時に揺動させられ、このシリンダーは台車３７ に７９の位置 で接続され、ロッド８０は８１の位置で揺動アーム５９の延長部５９Ａに蝶番式 に取り付けられる。 揺動アーム５９の延長部５９Ａが従動部８３に接合され、この従動部８３は、 機械の構造体４５と一体的なカムプロフィル８５と相互に作用し合う。カムプロ フィル８５は、第１直線区域８５Ａを有し、管Ｔの前進方向従ってスピンドル１ の軸線に平行である。また、カムプロフィル８５は、第２傾斜区域８５Ｂを有し 、この第２傾斜区域８５Ｂは、区域８５Ａを区域８５Ａに平行な直線で囲まれた 区域８５Ｃを接続し、第４ランプ区域８５Ｄが区域８５Ｄを、区域８５Ａと８５ Ｃに平行な最終区域８５Ｅを接続させる。区域８５Ａと８５Ｅは実質的に同一平 面上にある。 切断ユニットの作用は以下に説明する。 ワインドユニット５がリボン状材料Ｎを螺旋に巻き、形成された管Ｔを前方に 送る間、切断ユニット３３は待機位配置にあり、（第１図の符号３３Ａで示され た破線部分参照）、この待機位置において上記切断ユニット３３は、その移動範 囲の左端に配置される（第１図参照）。この位置で、従動部８３はカムプロフィ ル８５の第１区域８５Ａの下部にある。切断ユニット３３が待機位置にあるとき 、アクチュエータ７７は、カッター６３と６５とが別れたままで、これらのカッ ターが管Ｔが接触しない位置に維持され、従動部８３がプロフィル８５Ａから外 される。 機械本体の排出端には（図示せず）、光学的または、それに似たセンサーが調 節可能に設けられており、このセンサは、形成されている管の最始端の到達を検 出する。第１図では、センサーを概略的に符号Ｓで示したが、参考のために記し ただけであり、実際の位置ではない。管の到達を検出すると、センサーが、アク チュエータ７７からロッド８０を出させ、アクチュエータ５３を起動させる信号 を出力する。アクチュエータ５３は、速度ゼロから、ラック４７とピニオン４９ と４７との係合によって、切断ユニット３３の前進速度が形成されている管の前 進速度と同じ速度に、要するに、モータ１９の回転速度によって決定されるよう に、選択及び制御された操作速度に移行する。第１図に符号９０で略図的に示さ れた中央制御装置が、アクチュエータ１９と５３を制御し、もちろんセンサーＳ も同様に制御し、管の進行速度と装置３３の進行速度とを、上記のように同期さ せる。 アクチユエータ５３の始動と同時に、シリンダーとピストンアクチュエータ７ ７もまた稼働され、またアーム５９の延長部５９ａが、時計回り方向に揺動し、 アーム５９と６１とが互いに向けて揺動し、結果的にカッター６３と６５とが近 づく。この揺動動作は、従動部８３が、初めにカムプロフィル８５の区域８５Ａ 当たることによって止まる。切断ユニット３３が左から右に進み始める時（第１ 図参照）、従動部８３がプロフィル８５に沿って動き、区域８５Ａから区域８５ Ｂまで動き、その後よ 高い位置にある８５Ｃに移動する。この移動の間、シリンダー及びピストンアク チュエータ７７には圧力がかかっているので、従動部８３はカムプロフィル８５ に接触した状態に維持され、カムプロフィル８５の形状によってアーム５９及び ６１は揺動し、結果的にカッター６３と６５は相対的に近づく。カムプロフィル ８５の区域８５Ｃの位置では、従動部８３が区域８５Ｃに接触するとき、カッタ ー６３と６５とが進行している管Ｔに押される。カムプロフィル８５の区域８５ Ａ、８５Ｂの長さは、切断ユニット３３の前進速度が、切断すべき管Ｔの前進速 度と実質的に同じ速度に達した時のみ、従動部８３が区域８５Ｃに達するように 、選択される。このようにカッター６３と６５とが完全に管Ｔを切断させる。 カムプロフィル８５の区域８５Ｃの長さは、管Ｔを完全に切断させ、機械本体 によって製造される管の直径の変化に合わせて変化させる必要がないものである 。形成されている管の直径変化への適合は、従動部８３の位置の変更によって行 われ、このため、従動部８３は偏心軸を有する。またカッターの位置はロッド７ １を長くあるいは短くすることによって調節可能である。 管が切断された時、切断ユニット３３は減速し、また、移動範囲の従動部８３ がカムプロフィル８５の区域８５Ｄと８５Ｅとに移動している間の区域で停止す る。この過剰運動の進行において、シリンダーピストンシステム７７は、アーム ５９と６１とが反対方向に揺動するよう に作動し、カッター６３と６５が引っ込む結果となる。最も前進した位置（第１ 図に３３Ｂで示した破線参照）に達した時、図示されていない、位置センサによ る検出に従い、切断ユニット３３がモータ５３の逆回転によって、反対方向に進 められ、その待機位置に戻る。反対の進行において、従動部８３はカムプロフィ ル８５に相互作用せず、シリンダーとピストン７７によって引き込まれるので、 カッター６３、６５は、製造速度で進み続ける管Ｔから離れた状態で維持される 。 環状カッター６３、６５は、下記の方法によって、切断ユニット３３の直線運 動を変換して行われる切断機能を備えている。 可撓性要素９７（第１図参照）は２つの点９３と９５で、機械の固定構造体に 固定される。本実施例であると、固定点９３は装置３６に配置され、固定点９５ は支柱９６に配置される。可撓性要素９７の固定点９３、９５は、形成された管 Ｔの進行方向に対する切断ユニット３３の移動範囲の前後に、各々配置される。 特に第３図及び第４図に見られるように、可撓性要素９７は、切断ユニット３３ によって支持された２つの自由走行リターンホイール（free-runing return whe el）９８、９９に沿って走行する。ホイール９８と９９実質的に互いに平行で、 かつ管Ｔの進行方向の垂直であり、スピンドル１の軸線に垂直である。第４図に 見られるように互いに違いにされた、軸９８と９９との間には、可撓性要素９７ はルー プを形成し、このループはスピンドル１の軸線に平行な軸線をもつ複合プーリ１ ０１の周囲を走行する。 図面の例のように、複合プーリ１０１は、徐々に直径が大きくなる３つの溝１ ０１Ａ、１０１Ｂ及び１０１Ｃを有し、択一的に使用される。第３図では、可撓 性要素９７が、中間の溝１０１Ｂで走行している。以下に明らかにするように、 異なる直径の溝を有する複合プーリを使用することで、管Ｔと切断ユニット３３ とが同進行速度であるカッター６３と６５との回転速度の変化を得ることができ る。カッターの回転速度は、管Ｔの周速度と同じかそれより大きいように選択さ れる。 切断している間、カッターは管Ｔ内の対向ブッシュに相互作用する。、ブッシ ュは第１図の１０２に示しているが、この動作はイタリア国特許第1、204、029号 に記述されている。 複合プーリ１０１はスピンドル１０３に固定され、プーリ１０５もまたスピン ドル１０３にキー結合、プーリ１０１はベルト１０７を走行させ、ベルト１０７ はプーリ１０５からの動きを受け、環状カッター６３と６５とに伝達する。この 目的のため、ベルト１０７は、プーリ１０５の周りだけを走行するのではなく、 カッター６３、６５と一体的で同軸である、プーリ１０６、１０７の周囲も走行 し、かつ装置３３によって支持された自由走行案内プーリ１０８、１０９との周 囲も走行する。 上記のような配置により、切断ユニット３３が、モー タの作動下で矢印ｆ３３のように移動したとき、機械に２つの固定点で固定され た、可撓性要素９７が（図示実施例では、円形断面のプレーンオープンベルト） 複合プーリ１０１を回転させ、結果的に複合プーリ１０５と環状カッター６３と ６５との回転をもたらす。明らかに、環状カッターの回転方向は、切断ユニット ３３の前進方向に依存しており、切断ユニット３３がその移動範囲の最終位置に 達して再び後ろ動くとき反回転する上記カッター６３、６５は、その回転を反転 させる。切断ユニット３３戻り行程の間、環状カッターの回転からは何の効果も ないが、これは上述した方法により、先に上記カッターが管Ｔから引っ込められ ているためである。 図面は本発明の一実施例として示し、本発明の形態や配置は、発明の概念から 外れない範囲で変形され得る。開示請求項の参照番号は、図面や詳細な説明を参 照しながら、請求の範囲を理解しやすくするためであり、請求の範囲を狭めるも のではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，Ｆ Ｉ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，Ｔ Ｔ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． スピンドル（１）上にリボン形の材料細片を二つかそれ以上互い違いに交 差させて、螺旋状に巻き、前記の材料から形成された管（Ｔ）を連続的に前方に 送るワインドユニットと回転管切断装置（６３、６５）を備え、管が送られる方 向に沿って往復動横断動作をし、管が前方に送られている間に予め決められた長 さに分けて前記管を切断する、切断ユニット（３３）とから成る、スピンドル（ １）上にリボン形の材料（Ｎ）の細片を螺旋状に巻くことによって管を製造する 装置において、前記の切断ユニット（３３）を回転切断装置（６３、６５）を駆 動する部材（９７、１０１、１０５、１０７）と組合せ、これらの部材（９７、 １０１、１０５、１０７）で前記切断ユニット（３３）の往復横運動から得られ る回転運動を前記切断装置に供給することを特徴とするスピンドル（１）上にリ ボン形の材料（Ｎ）の細片を螺旋状に巻くことによって管を製造する機械。 ２． 切断ユニットの移動範囲を越えて配置された可撓性部材（９７）を有し、 切断ユニット（３３）が、管の前方送り方向に対して前方と前後の二つの固定点 で装置に留められ、前記可撓性部材が、前記ユニット（３３）に支持されたプー リ（１０１）の周囲を走行し、前記プーリが回転切断手段（６３、６５）に運動 力学的に接続されていることを特徴とする請求の範囲１に記載の機械。 ３． 可撓性部材（９７）が、前記切断ユニットに支持 され、前記切断ユニットの動作方向にほぼ垂直な回転の軸方向に配置された、二 つの自由走行ガイドホイール（９８、９９）の周囲を走行し、前記可撓性部材が 前記切断ユニット（３３）の進行方向に本質的に平行な軸に配置された前記プー リ（１０１）の周囲を走行する、前記ガイドホイール（９８、９９）の間にルー プを形成することを特徴としている請求の範囲２に記載の機械。 ４． 前記プーリ（１０１）が、異なった直径の複数の溝（１０１Ａ、１０１Ｂ ，１０１Ｃ）から成る複合プーリであることを特徴とする請求の範囲２または３ に記載の機械。 ５． 前記可撓性材料（９７）が、ほぼ円形の断面のプレーンベルトであること を特徴とする請求項２か４の何れかひとつに記載の装置。 ６． 可撓性部材（９７）が周囲を走行しているプーリ（１０１）が、前記切断 装置（６３、６５）の回転運動を伝達するベルト（１０７）が周囲を走行する別 補助プーリ（１０５）に固定されていることを特徴とする、請求の範囲２から５ の何れかひとつに記載の機械。 ７． 回転切断装置が、二つの円形刃殻なり、これら二つの円形刃が、管を切断 するために管と接触している第一駆動位置と、前記回転切断装置が管から開放さ れる第二非働位置との間で、可動な二つの揺動アーム（５９、６１）に装備され ていることを特徴とする前記請求の範囲１から６の何れかひとつに記載の機械。 ８． 前記揺動アームが運動学的に相互に連結され、単独始動装置（５３）が前 記二つの往復アームの往復運動をさせることを特徴とする請求の範囲７に記載の 機械。 ９． 前記切断ユニット（３３）が、往復横運動を与える独立作動装置（５３） によって駆動されることを特徴とする請求の範囲１から８のの何れかひとつに記 載の機械。 １０． 前記始動装置（５３）が、機械の組立体に関して固定されることを特徴 とする請求の範囲９に記載の機械。 １１． ラック・ピニオンシステム（４７、４９）の装置によって、運動が切断 ユニット（３３）に与えられることを特徴とする請求の範囲１０に記載の装置。