平坦基材を変換するための方法及びステーション

本発明は、変換ステーション内で平坦基材を変換するための方法に関する。本発明はまた、平坦基材変換用ステーションに関する。

基材を変換するための機械は、包装材の製造を意図したものである。この機械において、厚紙の連続ウェブなどの初期平坦基材は、巻きを解かれ、1つ又はそれ以上の印刷機ユニットを備えた印刷ステーションによって印刷される。平坦基材は、次いで導入ユニットに移送され、次いでエンボス加工ユニットに移送され、場合によってはその後、折り目付けユニットに移送される。平坦基材は、次に打抜ユニットにおいて打ち抜かれる。屑部分の排出の後、得られた予成形品は、個々の箱を得るために切り離される。

回転変換、すなわち、エンボス加工、折り目付け、打抜、屑排出、又は印刷機のユニットは、各々、シリンダ状の上部変換工具と、シリンダ状の下部変換工具とを備え、その間を平坦基材が変換されるために通過する。動作時、回転式変換工具は、同じ速度で、しかし互いに反対方向に回転する。平坦基材は、回転工具間に位置する間隙を通過し、これは、エンボス加工によってレリーフを形成し、折り目付けによってレリーフを形成し、回転式打抜によって平坦基材を打ち抜いて予成形品にし、屑を排出し、又は印刷中にパターンを印刷する。

工具は、カセット内に取り付けることができる。カセットは、オペレータが機械の外部で半径方向間隙を調整することを可能にする。他方、このカセットは、数百キロもの重量になる場合があり、したがって操作手段の助けを借りて操作しなければならない。

シリンダ交換動作は、時間がかり冗長であることがわかっている。オペレータは、シリンダを駆動機構から取り外すために機械的にその接続を解く。次いで、オペレータは、シリンダを変換機械から引き抜き、新たなシリンダを変換機械の駆動部に再接続することによってこれを装着する。シリンダは高重量であり、約50kg乃至2000kgである。これを引き抜くために、オペレータは、操作手段の助けを借りてこれを持ち上げる。

シリンダは、かなり高重量なので、非常にすばやく交換することはできない。さらに、少量生産の印刷、エンボス加工、折り目付け及び打抜の顧客が求める個別の要求の増大に対処するために、互いに異なる非常に多数の箱を得るには、多くの工具交換が必要になる場合がある。これらの工具は、かなり以前に前もって発注しなければならず、現在要求されている製造変更に不適合になってきている。加えて、工具は、製造するのに比較的費用がかかり、極めて大量生産でないと費用対効果が得られない。

本発明の目的は、平坦基材を変換するための方法を提案することである。第2の目的は、従来技術の短所を少なくとも部分的に解決する、平坦基材変換用ステーションを製造することである。

この目的で、本発明の主題は、回転式打抜ユニットと少なくとも1つの回転式変形ユニットとを備え、回転式変形ユニットが平坦基材の移動方向で回転式打抜ユニットの上流に配置されている平坦基材変換用ステーション内で、平坦基材を変換するための方法である。

この方法は、 −平坦基材の変形レイアウト及び打抜レイアウトなどの変換パラメータを決定するステップと、 −変形レイアウトに応じて、変形を実行するための形態を持つスリーブを選択するステップと、 −回転式変形工具を形成するようにスリーブを回転式変形グループ内のマンドレルに取り付けるステップと、 −打抜レイアウトに応じて打抜工具を選択するステップと、 −打抜工具を回転式打抜ユニット内に取り付けるステップと、 −平坦基材の変換を開始するステップと、 を含む。

変形は、非限定的な例として、1つ又はそれ以上の凸部又は突起を設けたポジ型、すなわち雄工具と、1つ又はそれ以上の凹部又は窪みを設けたネガ型、すなわち雌工具との間で圧搾することによる、平坦基材の機械的変形のあらゆる動作として定められる。変形は、回転方式で実現されるエンボス加工又は折り目付けである。変形ユニットは、エンボス加工ユニットのみとして、折り目付けユニットとして、又は折り目付けとエンボス加工とを同時に保証することができるユニットとして定められる。

変換工具の全てに対して、スリーブを装備した上部工具及び/又はスリーブを装備した下部工具による、あらゆる組合せが可能である。

したがって、オペレータが変換機械の折り目付け又はエンボス加工ユニットの回転工具の交換を所望する場合、オペレータは、回転工具全部ではなく対応するスリーブを交換することになる。取外し可能なスリーブは、キャリアであり、変形、エンボス加工及び/又は折り目付けを実行するための形態を構成する。スリーブは、マンドレル上に容易に装着可能であり、動作の変更の際にマンドレルから容易に取り外すことができる。

スリーブは回転工具全体の重さに比べて低重量であるので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。スリーブは、完全な回転工具の価格に比べて安価に製造できる。したがって、幾つかの回転工具全体を入手するよりも、1つの同じマンドレルを幾つかのスリーブと組み合わせて用いることが有利である。

本発明の別の態様によれば、回転式打抜ユニットを備えた平坦基材変換用ステーションは、平坦基材の移動方向で回転式打抜ユニットの上流に配置された少なくとも1つの回転式変形ユニットをさらに備え、これは、2つの回転式変形工具を有し、上部回転工具は、下部回転工具と協働し、2つの回転式変形工具の少なくとも一方は、マンドレルと、マンドレルによって回転駆動されるためにマンドレルに装着することが可能な、変形を実行するための形態を持つスリーブと、を備えることによって特徴付けられる。

位置合わせは、平坦基材上で実行される異なる変換及び変形間で保持される。したがって、例えば、エンボス加工が折り目付けと位置合わせされ、エンボス加工及び折り目付けが打抜と位置合わせされる。

回転式打抜ユニットの上流に組み込まれたスリーブ式回転式折り目付け及び/又はエンボス加工ユニットを有する変換ステーションを備えた変換機械は、高い使用の自由度を示す。

さらなる利点及び特徴は、本発明の説明を読むこと、及び本発明の非限定的な例示的な実施形態を示す添付の図面から明らかになるであろう。

平坦基材を変換するための変換ラインの一例の全体図である。

上部及び下部回転式変形工具の斜視図を示す。

平坦基材変換用ステーションの一例を示す。

変換方法を例証する、平坦基材変換用ステーションの略側面図を示す。

変換方法を例証する、平坦基材変換用ステーションの略平面図を示す。

図2及び図3に示す長手方向、垂直方向及び横方向は、三面体L、V、Tで定められる。横方向Tは、平坦基材の長手移動方向Lに対して直角である。水平面は、平面L、Tに対応する。前方及び後方位置は、横方向Tに対して、それぞれ駆動部側及び駆動部の反対側として定められる。

平坦な厚紙又はリールに巻き回された紙の連続ウェブなどの平坦基材Wを変換するための変換ラインは、種々の動作を実行して、折畳み式の箱などの包装材を得ることを可能にする。図1に示すように、変換ラインは、平坦基材Wの通過Lの順に1つずつ配置された、巻き戻し部分1と、幾つかの印刷機ユニット2と、平坦基材変換用ステーション3と、製造された物体を受けるためのステーション4とを備える。

変換ステーション3は、フレームワークは又は耐荷重構造体5を備え、その中に、駆動ローラ及びターンローラ(図示せず)を備えた導入ユニット6と、少なくとも1つの回転式変形ユニット、この事例では回転エンボス加工ユニット7又は回転式折り目付けユニット8と、それに続いて回転式打抜ユニット9とが示した順序で配置される。

回転式打抜ユニット9は、上部回転工具91と、下部回転工具92とを備える(図3、図4a及び図4b参照)。2つの工具の一方、例えば上部回転工具91に、打抜レイアウトに従って配置された打抜スレッドを設ける。打抜レイアウトは、平坦基材を打ち抜くための所望の繰返しパターンを有する。2つの工具の他方、例えば下部回転工具92は、アンビルとしても知られ、全体的に平滑な表面を有する。

回転式変形、すなわちエンボス加工7又は折り目付け8のユニット(図2参照)は、上部回転工具10、例えば雄工具と、下部回転工具11、例えば雌工具とを備え、これらは、包装材を得るために、変形、すなわちエンボス加工及び/又は折り目付けによって、平坦基材Wを改造する。より詳細には、エンボス加工ユニット7(図3、図4a及び図4b参照)は、上部回転工具71及び下部回転工具72を備える。折り目付けユニット8(図3、図4a及び図4b参照)は、上部回転工具81及び下部回転工具82を備える。

2つの回転工具10及び11は、一方が他方の上方に互いに平行に取り付けられており、平坦基材Wの長手移動方向Lに対して直角の横方向Tに延びる。動作時、2つの回転工具10及び11は、横方向回転軸のまわりで反対方向に回転する(矢印Fs及びFi)。駆動部の反対側の回転工具10及び11の後端は、電動駆動手段によって回転駆動される。平坦基材Wは、回転工具10と11との間に位置する間隙を、そこでエンボス加工及び/又は折り目付けされるために通過する。

2つの回転工具の少なくとも一方である上部回転工具10又は下部回転工具11は、マンドレル12と、マンドレル12に横方向T(図2の矢印G)で装着すること及び取り外すことが可能な取外し可能スリーブ13とを備える。したがって、オペレータが回転工具10及び11を交換することを所望する場合、回転工具10及び11全体ではなくスリーブ13を交換するだけでこと足りる。スリーブ13は完全な回転工具10及び11の重さに比べて低重量なので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。さらに、スリーブ13は、全体としての回転工具10及び11の価格に比べて安価である。したがって、幾つかの完全な回転工具10及び11を入手するよりも、1つの同じマンドレル12を幾つかのスリーブ13と組み合わせて用いることが有利である。

スリーブ13は、中空の円筒形の全体形状を有する。これは例えばアルミニウム材料で作られる。工具71、72、81及び82の各々のためのスリーブは、同一又は異なる直径D7及びD8並びに同一又は異なる長さT7及びT8を有することができる(図4a及び図4b)。

マンドレル12は、円筒形の中心体と、回転工具の回転シャフトを形成する前方ジャーナル及び後方ジャーナルとを有する。前方及び後方ジャーナルは、それぞれ前方及び後方軸受によって保持される。駆動部の反対側にある回転工具の後方ジャーナルは、モータによって回転駆動される。

エンボス加工又は折り目付け動作中、スリーブ13は、横方向の回転軸線のまわりで回転駆動されるように、マンドレル12上にしっかりと保持される。幾つかの実施形態は、スリーブ13をマンドレル12に対して可逆的にしっかりと固定するために用いることができる。

第1の実施形態によれば、回転工具は、前方に位置する第1の取外し可能な端部を備える。前端部は、前方ジャーナルを形成する。この前端部は、同軸の切頭円錐状であり、したがってスリーブ13の傾斜した前面に対して相補的な傾斜した後面を有する。前端部は、マンドレル12の中心体にねじで取り付けられる。

回転工具は、後方に位置する第2の端部を備える。後端部は、後方ジャーナルを形成する。この後端部は、同軸の切頭円錐状であり、したがってスリーブ13の傾斜した後面に対して相補的な傾斜した前面を有する。後端部は、マンドレル12の中心体にねじで取り付けられる。前端部のクランプ締めにより、スリーブ13が後端部に押し当てられ、このスリーブをマンドレル12にロックするようになっている。

別の実施形態によれば、回転工具は、圧縮空気又はオイルなどの加圧流体を送るためのダクトを備える。ダクトは、穿孔された中心体を通して加圧流体を搬送するために、後方ジャーナルを貫通する。加圧流体は、送りダクトに注入されると、中心体を通過してスリーブ13をマンドレル12から押しやり、スリーブ13の装着又は取外しをより容易にする。

第3の例示的な実施形態によれば、マンドレル12の中心体は、マンドレル12の横方向回転軸線に対して半径方向に可動の外側周囲壁によって閉ざされた、圧力チャンバを備える。したがって、圧力チャンバが加圧されると、外側周囲壁は、スリーブ13をマンドレル12にしっかりと固定するためにスリーブ13の内側エンベロープ面に当接する。圧力チャンバは、オイルなどの流体によって加圧することができる。

回転工具10及び11のマンドレル12は、前方及び後方ジャーナルと係合する前方及び後方軸受によって支持される。エンボス加工ユニット7又は折り目付けユニット8は、下部回転工具11のための下部前方軸受及び下部後方軸受と、上部回転工具10のための上部前方軸受及び上部後方軸受とを備える。下部及び上部前方軸受は、耐荷重構造体の前方カラム14内に配置され、下部及び上部後方軸受は後方カラム内に配置される。前方カラム14及び後方カラムは、平行であり、垂直に延びる。

回転工具10及び11の少なくとも一方又は両方の軸受を、高さに関して調整することができる。この調整により、変形ユニット7及び8による平坦基材Wの変換の間、回転式打抜ユニット9の上流及び下流で、平坦基材Wを所与の高さH(図3参照)で水平に保持することが可能になる。この調整は、回転工具10及び11の直径にかかわらず平坦基材Wを水平に保持することを可能にする。

幾つかの手段は、スリーブ13にアクセスするために、回転工具10及び11の駆動部側の前方軸受を支える前方カラム14をずらすことができる。

第1の例において、前方カラム14は、例えば摺動によって横方向Tに可動であり、前方軸受が上部及び下部回転工具10及び11から外れるようになっている。このようにしてこれらの前方軸受を遠ざけることができ、したがって、マンドレル12及びスリーブ13にアクセスすることが可能になる。

第2の例において、前方カラム14は、摺動し、かつ垂直軸線のまわりでピボット運動するように取り付けられる。このようにして、耐荷重構造体の前方カラム14を上部及び下部回転工具10及び11の前方軸受から遠ざけることができ、マンドレル12及びスリーブ13にアクセスすることが可能になる。

第3の例において、上部及び下部前方軸受は、回転工具から離間した位置とロック位置との間で、前方カラムに対して摺動し、かつピボット運動するように取り付けられる。ロック位置において、軸受は、回転工具に係合し、スリーブ13を保持する。スリーブ13を交換するために、軸受は、前方に摺動し、次いでピボット運動でマンドレル12の前方ジャーナルから遠ざかり、それにより前方カラム14を通してスリーブ13を引き抜くため及び新しいスリーブを装着するための空間を空ける。

別の例によれば、前方カラム14は、例えばねじを外すことによって、全体を取り外すことができる。

変換ステーション3は、このようにして、回転式打抜ユニット9の上流に、1つ又はそれ以上の一連のエンボス加工ユニット7を備えことができ、又は一連の1つ若しくはそれ以上のエンボス加工ユニット7とそれに続く1つ若しくはそれ以上の折り目付けユニット8、又は1つ又はそれ以上の一連の折り目付けユニット8を備えることができる。例示的な実施形態(図3)において、変換ステーション3は、エンボス加工ユニット7及びそれに続く折り目付けユニット8と、回転式打抜ユニット9とを備える。

したがって、オペレータが変換機械のエンボス加工7又は折り目付け8ユニットの回転工具10及び11の交換を望む場合、オペレータは、回転工具全体ではなくスリーブ13を交換するだけでこと足りる。スリーブ13は回転工具全体の重さに比べて低重量であるので取扱いがより容易であることから、動作の変更をすばやく遂行することができる。

スリーブ13は、全体としての回転工具の価格に比べて安価である。したがって、幾つかの回転工具全体を入手するよりも、1つの同じマンドレル12を幾つかのスリーブ13と組み合わせて用いることが有利である。工具10及び11の重量及び費用を最適化し、レイアウトの形式に適合するために、幾つかの直径のスリーブ13が単一のマンドレル12上で用いられる。スリーブ13の重量及び費用を最適化するために、幾つかの直径のマンドレル12を用いることができる。

さらに、回転式打抜ユニット9の上流に組み込まれた基材変形用ユニット、すなわちエンボス加工ユニット7及び/又は折り目付けユニット8を備えた変換機械は、高い使用の自由度を有する。

結果として、平坦基材Wを変換するための方法は、平坦基材Wの変換用のステーション3において実施される。方法は、第1のステップを含み、これは、まず平坦基材Wの変換のパラメータを決定することにある。これらのパラメータは、平坦基材Wのための所望の変形レイアウト及び平坦基材Wのための所望の打抜レイアウトである。変形レイアウトは、特に、平坦基材の表面上で所望される繰返しパターンの長さ及び繰返しパターンの幅を含む。

第2のステップは、変形レイアウトに応じて、変形を実行するための形態を持つスリーブ13を選択することにある。このスリーブ13を選択することにあるステップは、エンボス加工ユニット7の1つ又は2つのエンボス加工工具71及び72を構成するための1つ又は2つのエンボス加工スリーブを選択することによって実施される。このスリーブ13を選択することにあるステップは、折り目付けユニット8の1つ又は2つの折り目付け工具81及び82を構成するための折り目付けスリーブを選択することによって実施される。スリーブ13を選択することにあるステップは、変形レイアウトの長さに応じて、スリーブ13の直径D7及びD8(図4a及び図4b)、したがってエンボス加工工具71及び72及び折り目付け工具81及び82の直径を選択することによって実施される。スリーブ13を選択することにあるステップは、変形レイアウトの幅に応じて、スリーブ13の長さT7及びT8(図4a及び図4b)、したがってエンボス加工工具71及び72及び折り目付け工具81及び82の直径を選択することによって実施される。

第3のステップは、選ばれたスリーブ13を、回転式変形ユニット、すなわちエンボス加工ユニット7及び折り目付けユニット8の中のマンドレル12に取り付けることにある。

第4のステップは、打抜レイアウトに応じて打抜工具91及び92を選択することにある。この打抜工具91及び92を選択することにあるステップは、打抜レイアウトの長さに応じて打抜工具91及び92の直径D9を選択すること、並びに打抜レイアウトの幅に応じて打抜工具91及び92の長さT9を選択することによって実施される。

第5のステップは、打抜工具91及び92を回転式打抜ユニット9の中に取り付けることにある。

第6のステップは、選択された工具71、72、81、82、91及び92の組により平坦基材Wの変換を開始することにある。

本発明は、説明された及び図示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲によって定められる範囲から別様に逸脱することなく、多数の修正を行うことができる。