(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1A〜1Cは、示されていない基礎構造に取り付けられるようにされたフレーム4を備える回転式切断装置2を示す。フレーム4には、回転式カッタ6及び回転式アンビル(Anvil)8が配置されている。
図1Aでは、切断関係にある回転式カッタ6及び回転式アンビル8が示される一方で、
図1Bでは、分離された関係にある回転式カッタ6及び回転式アンビル8が示される。
【0018】
回転式カッタ6には、カッタシャフト10とカッタドラム12とが設けられ、カッタドラム12は、カッタシャフト10に回転軸線A−Aの周囲に同軸に配置されている。カッタシャフトはそれぞれ、カッタベアリング筐体14が提供されているカッタドラム12の各側で軸線方向に延びる。カッタベアリング筐体14は、ネジなどの締結要素16によってフレーム4にそれぞれ接続される。カッタシャフト10は好ましくは、スチールから作られ、示されていない回転動力源に接続されるようにされている。
【0019】
カッタドラム12には、環状支持リング17と、ウェブ(
図6参照)からの切断物品に対する切断部材20がそれぞれ提供される一対の環状カッタスリーブ18a,18bとが設けられる。支持リング17は別個の部分であってもよい。あるいは、一方の支持リングがカッタスリーブ18aの統合された部分であって、他方の支持リングが他のカッタスリーブ18bの統合された部分であってもよい。切刃のない中間環状スリーブ22が環状カッタ区域18a,18b同士の間に設けられ、中間スリーブ22及びカッタスリーブ18a,18bは、軸線A−Aに対して同軸に配置される。支持リング17、環状カッタスリーブ18a,18b及び中間環状スリーブ22は、単一部品から作成されて、統合された環状スリーブを形成してもよく、この単一部品の軸線方向の延長部は、カッタドラム12の軸線方向の延長部に対応する。
【0020】
支持リング17、環状カッタスリーブ18a,18b及び/又は中間スリーブ22は、スチールから作成されてもよいが、好ましくは、超硬合金(cemented carbide)から作成される。これらは、拡大された直径を有するカッタシャフト10の部分上にプレスばめされ、全体で上述のカッタドラム12を構成する。
【0021】
回転式アンビル8には、細長アンビルシャフト24とアンビルドラム26とが設けられ、アンビルドラム26は、アンビルシャフト24に対して回転軸線B−Bの周囲に同軸に配置される。
【0022】
アンビルドラム26は一対の支持リング27を備え、環状アンビルスリーブ28a,28b,28cの3つは同軸に配置され、環状アンビルスリーブ28a,28b,28cの各々は、軸線B−Bに同軸である回転対称アンビル表面29を有する。
【0023】
支持リング27は別個の部分でもよい。あるいは、一方の支持リングが外周アンビルスリーブ28aの統合された部分であり、他方の支持リングが他の外周アンビルスリーブ28cの統合された部分であってもよい。外周アンビルスリーブ28a,28cは、アンビルスリーブ28bの両側に配置される。これらは一体的に、回転軸線B−Bに対して同軸に配置され、好ましくはスチールから作成される。あるいは、外周スリーブ28a,28c、中間スリーブ28B及び支持リング27は、単一部品として作成され、統合された環状スリーブを形成し、この軸線方向の延長部は、アンビルドラム26の軸線方向の延長部に対応する。
【0024】
環状スリーブ28a,28c、中間スリーブ28B及び支持リング27は、拡大された直径を有するアンビルシャフト24の部分上にプレスばめされ、全体で上述のアンビルドラム26を構成する(
図4も参照すること。)。
【0025】
支持リング27は、切断作用の際にカッタドラムの支持リング17に係止するようにされている。
【0026】
アンビルシャフト24は、軸線B−Bが軸線A−Aに対して平行であると共に軸線A−Aと同じ垂直平面をなすように、カッタシャフト10の鉛直方向上方に配置される。
【0027】
アンビルベアリング筐体30は、アンビルドラム26の両側に配置され、中間部品32に接続される(最適には
図1Bに示される。)。中間部品32は、フレーム4の一対のC字形部分34と摺動関係にあり、C字形部分は、4つの案内部材36を介して、上方シャンク34aと下方シャンク34bと相互接続部分34cとを有する。C字形部分34には、アンビルベアリング筐体30に接近できるための開口37が設けられ、案内部材36のうちの2つが、上方シャンク34aと下方シャンク34bとの間かつアンビルベアリング筐体30の互いに対向する側部のうちの一方に配置される一方で、さらに2つの案内部材が、上方シャンク34aと下方シャンク34bとの間かつアンビルベアリング筐体30の互いに対向する側部のうちの他方に配置される。
【0028】
一対の空気式シリンダ38にはそれぞれ、ピストン40(最適には
図2に示されている。)と、示されていない空気源に接続するためのホース42とが設けられている。作用の際に、ピストンはそれぞれ、アンビルベアリング筐体30を含む中間部品32を押し、ひいてはアンビル支持リング27及び環状アンビルリング28a,28cの表面をカッタドラムの支持リング17及び切断部材20に向かって当接するように押す。
【0029】
コイルバネ44は、各案内部材36の周囲に設けられ、中間部品32とC字形部分34の下方シャンク34bとに作用する。これにより、空気式シリンダによって圧力を印加するときに、又は異物の通過の後に、アンビルドラム26がカッタドラム12と衝突することを防ぎ、ひいては切断部材20及び/又はアンビル表面29の損傷を防ぐ。このバネ44はさらに、最小の圧力が使用の際にナイフ部材20と接触するアンビル表面29に必要となるので、回転式アンビル8の重量と釣り合うようにする。
【0030】
アンビルドラム26の各側に位置する中間部品32同士の間に、細長シリンダ48を備える質量ダンパ47の形の受動ダンパ46は、アンビルドラム26の回転軸線B−Bに対して平行に配置される。シリンダ48はそれぞれ、ブラケット49によって中間部品32に接続される。細長シリンダ48は、所定の周波数範囲に調整することのできる可動緩衝体50を備える。
【0031】
円筒チューブのように示されている部材52の形のさらなる受動ダンパ46は、ポリウレタン(PU)、ゴム、シリコン又はネオプレン(neoprene)などの高い減衰係数を有する任意の弾性材料から作成される。各弾性部材は、
図1Bの断面図の一部によって理解することができるように、コイルバネのうち1つの周囲に、ひいては案内部材36のうちの1つの周囲に配置される。
【0032】
弾性部材52はまた、回転式切断装置2の剛性を増大させ、そのことにより回転式切断装置2の安定性が増大される。
【0033】
弾性部材52は、ウェブ又は動力源からフレームを介して伝達される振動からアンビルドラム26を隔離することになる。
【0034】
上述したように、
図1は、空気式シリンダ38が、中間部品の上方接触表面54を押圧できることによって、ひいては回転式アンビルを押すことができることによって、どのようにして回転式カッタ6及び回転式アンビル8が切断関係になるかについて示す。
【0035】
図1B及び1Cでは、空気式シリンダ38は非活動状態になっており、空気式シリンダ38によって中間部品32に下方に圧力がもはや印加されていない。その代わりに、バネ44は、C字形部分の下方シャンク34bと中間部材32の下方接触表面56とに下方に圧力を及ぼす。したがって、バネ44は、鉛直方向に上方に、かつ上述した非切断位置、この場合では上昇された位置に回転式カッタ6から離れるように、回転式アンビル8を移動させることになる。
【0036】
アンビルドラム26がカッタドラム12と切断関係にあるときに、弾性部材52(
図1B参照)は、C字形部分34の下方シャンク34b及び中間部品32の下方接触表面56とそれぞれ接触することになる。しかしながら、空気式シリンダ38が非活動状態にあるときには、バネ44は、鉛直方向上向きに中間部品32を押すことなり、中間部品32の上方接触表面54がC字形部分34の上方シャンク43aに当接することになる。弾性部材52がバネ44よりも短い軸線方向の延長部を有するので、弾性部材52と中間部品の下方接触表面56との間に自由空間が存在することになる。
【0037】
重心を下げるために、中間部材32は、アルミニウムなどの軽い材料から作成される。重心に影響する高い箇所に配置される他の部分はまた、重心を低くすることができるように、軽い材料から作られるべきである。
【0038】
図1Cには、ウェブ68(
図6も参照)のための案内ローラ60と、油を切断部材20に適用する潤いローラ62とがさらに示されている。
【0039】
図2は、本発明の第二の実施形態を示し、この実施形態によれば、細長シリンダ48の形の一対の受動ダンパ46が、保持器61によって各中間部品32に接続される。シリンダ48は、この場合では、上述のアンビルの回転軸線B−Bを横切るように延びる。
【0040】
さらにこの場合では、細長シリンダ48は質量ダンパ47である。円筒リングの形のさらなる受動ダンパは設けられない。
【0041】
上述のように、バネ44は空気式シリンダ38と協働するように作用する。
図2で理解できるように、アンビルドラム26は、非切断位置、またこの場合では上昇された位置にある。
【0042】
振動緩衝の要求に応じて、
図2の質量ダンパ47を、
図1A〜1Cに示されるような弾性リング44又はコイルバネの形のさらなる受動ダンパと結合してもよい。
【0043】
図3は第三の実施形態を示し、この実施形態によれば、弾性リングの形の受動ダンパが、バネの周囲に設けられる。アンビルドラム26がその切断位置、またこの場合では上昇された位置にあるので、バネを見ることができる。質量ダンパは設けられていない。
【0044】
図4は、アンビルシャフト24及びアンビルスリーブ28a,28b,28cを有する、
図1A〜1C、
図2及び
図3の回転式アンビル26を示す(アンビルスリーブ28aは、理解を容易にするために図では省略されている。)。
【0045】
回転式切断装置2の振動を減少させるために、回転式切断装置2の重心は、できる限り低いことが好ましい。
【0046】
図で理解できるように、アンビルシャフトは、ベアリング筐体が配置されるべき対向する端部よりも大きな半径方向の広がりを有する。したがって、回転式カッタ6の上に取り付けられた回転式アンビルの重量を減少させるために、半径方向隠し孔64が、アンビルスリーブ28a,28cの下のアンビルシャフト24に設けられている。いくつかの目的のために、リング形状溝66がアンビルスリーブ28bの下に設けられ、それによりアンビルシャフト24の直径を減少させる。半径方向隠し孔64及び/又はこの溝が実質的な重量減少を作り出すのに十分に大きいものであるべきことに留意されたい。
【0047】
比較的重い部分、例えば
図1A〜
図1C、
図2及び
図3に示される中間部分32の材料を、スチールの代わりに、アルミニウム、炭素繊維などにすることによって、重心を下げることができることに留意されたい。
【0048】
図5は、第四の実施形態を示し、第四の実施形態によれば、ナイフ部材20を有する回転式カッタ6が、回転式アンビル8の鉛直方向上方に配置される。上述したように、アンビルシャフト24がアンビルベアリング筐体30を介して中間部品32に接続され、中間部品は案内部材36に対して移動可能に配置される。空気式シリンダ38は、回転式アンビル8の下に配置され、それにより、切断位置に対してカッタドラム12に向かって上向きにかつカッタドラム12に当接するように、アンビルドラム26を押す。
【0049】
重心を下げるために、カッタシャフト10の延長部は、カッタベアリング筐体14の一方の外側に延びないように減少され、他方の延長部は、示されていない動力源に接続されてもよい。
【0050】
この実施形態では、カッタシャフト10には、アンビルシャフト24の代わりに、
図4に関連して説明された重量減少を提供することができる。このことが、回転式切断装置2の重心を下げることになるからである。好ましくは、この場合では、中間部品32はスチールから作成されるべきである。その中間部品32の低い位置自体が重心を下げることになるからである。
【0051】
図6Aでは、アンビルドラムがカッタドラム12の上に配置される一方で、
図6Bでは、カッタドラムがアンビルドラムの上に配置される。2つのドラムのうちのいずれか一方が他方のドラムの上に配置されるかに依存する
図6A及び
図6Bは、切断ドラム12とアンビルドラム26とが切断関係にあるときに、ニップ(nip)69によって切断ドラム12とアンビルドラム26との間でウェブ68がどのようにして運搬されるかについて、また切断物品がウェブの残り部分の場合とは別の方向にどのようにして方向付けられるかについて、概略的に示す。
【0052】
図7は、
図1B及び
図2に示されている質量ダンパ47の原理を概略的に示す。
【0053】
図7の質量ダンパ47では、細長円筒筐体48には、ロッド又は配管70が同軸に設けられている。筐体48は、ブッシュ72によってロッド又は配管70に接続され、ブッシュは、組み外しできるように弾性材料から作成されると好ましい。空間74が筐体とロッドとの間に形成される。この空間には、例えばプラスチック、スチール又は鉛から作成された緩衝体50が設けられている。緩衝体50は実質的に、ブッシュ72によって軸線方向の移動を防ぐ。しかしながら、緩衝体50は、筐体48内部の上述したロッド又は配管70に対して半径方向に移動できる。残りの空間は、空気、水、油又はグリースなどの流体で満たされている。
【0054】
代わりに、質量ダンパ47は、水銀などの高密度の液体によって構成されてもよい。あるいは、緩衝体は、任意選択には(上述のような)流体と組み合わされた、鉛などの適切な材料の粒体を含んでもよい。
【0055】
質量ダンパ47は、緩衝体50の長さ及び直径又は質量ダンパの数を選択することによって、緩衝体の材料を選択することによって、かつ筐体内部の残りの空間にどのような類の気体又は液体が満たされるかを選択することによって、様々な周波数範囲に対して調節することができる。
【0056】
<作用>
図6A及び
図6Bに示されるような切断作用が始まる。
【0057】
回転式カッタ6及び/又は回転式アンビル8のアンバランスにより、振動が引き起こされることになる。
【0058】
ウェブ68はそれ自体、ウェブ68の横断方向に示されているように比較的不均一なものである。これは、ウェブの内容物自体が、とりわけ繊維及びスーパーゲル(super−gel)から形成される、変わる厚さの層の組み合わせであるからである。ニップ69を通過するときに、回転式アンビル8の鉛直方向移動が引き起こされる。鉛直方向移動が大きくなれば大きくなるほど、振動の振幅が大きくなる。ウェブの変わる厚さにより、ウェブがニップ69を通過するときに、連続的な振動が作り出されることになる。
【0059】
連続的な振動の影響を減少させるために、静的及び動的な反作用を下げることが重要であり、具体的には、例えば様々な部分の寸法及び材料を選択することによって、フレーム4を含む回転式切断装置2を適切に構成することにより、固有振動数を上げ又は下げることが重要である。
【0060】
バネ44そのものは、フレームの剛性を増大させ、その結果、所望の周波数に固有振動数を移動させることになる。
【0061】
連続的な振動は、例えば
図4に関連して説明したように、回転式切断装置の重心を下げることによって減少させることができる。
【0062】
ウェブ内部の又はウェブ上の異物は、回転式アンビル8を、回転式カッタとの切断関係から鉛直方向にさらにいっそう離すように移動させる。異物がニップ69を押したときには、アンビルドラム26は、空気式シリンダ38の力によってカッタドラム12に向かって押され、場合により衝撃を引き起こすことになる。バネ44は、衝撃の戻り力を減少させることになるが、衝撃による振動を減少させることができない。このために、上述したような受動ダンパ46が設けられる。
【0063】
弾性部材52の形の受動ダンパ46は、円筒形状に起因して衝撃の力を即座に減少させ、材料の選択が、衝撃によって引き起こされる振動の減少を増大させることになる。
【0064】
図において、弾性部材は、バネ44の軸線方向の延長部よりも短いものとして示されてきた。しかしながら、弾性部材はコイルバネよりも長くてもよい。
【0065】
1又は複数の質量ダンパ47の形の受動ダンパ46は、衝撃自体を減少させることができるものではないが、衝撃によって引き起こされた振動を非常に効果的かつ迅速に減少させることが、試験によって証明された。
【0066】
特許請求の範囲は、上記記載に示された実施形態に制限されない。したがって、振動緩衝の要求に応じて、
図2の質量ダンパを、
図1A〜
図1Cに示されている弾性リングの形のさらなるダンパと組み合わせることができる。同じ理由のために、
図1A〜
図1Cに示されている弾性リングを省略することができる。
【0067】
質量ダンパ47の筐体48は任意の適切な形状を有してもよく、シリンダは例えば正方形、矩形、三角形、多角形又は楕円である断面を有してもよく、緩衝体50は選択した形状にされる。さらに、筐体は筒形状でない形状を有してもよい。
【0068】
同様に、例え、
図5の質量ダンパ47が、単独で、アンビルドラムの回転軸線B−Bに対して平行に配置された筒形状のものであるとして示されてきたとしても、緩衝の要求に応じて、
図5の質量ダンパ47を、
図2に示されているような、回転軸線B−Bを横切る質量ダンパ47に交換することができ、
図3に示されるような弾性リングに交換することができ、又は複数のダンパの組み合わせによって構成することができる。
【0069】
空気式シリンダ38は油圧式に代えることができる。
図1Aに示される中間スリーブ22を、さらなるカッタスリーブによって構成することができる。他方では、カッタスリーブ18a,18b及び中間スリーブ22を、単一のカッタスリーブによって構成することができる。
【0070】
カッタドラム12の支持リング17は、アンビルドラム26の支持リング27に係止するものとして上述された。しかしながら、カッタドラムの支持リング17がアンビルドラム26に直接係止するように、アンビルドラム26には、支持リング27が全く設けられなくてもよいことに留意されたい。
【0071】
バネ44は、コイルバネとして図に示されてきた。しかしながら、バネ作用を有する任意の種類の弾性手段を意味していることが理解されるべきである。
【0072】
4つの弾性部材52の形の受動ダンパ46は、任意の適切な緩衝材料から作成されてもよく、正方形又は他の多角形を有する筒形状などの任意の形状を有してもよい。同様に、筒形状は、その代わりに、円錐、切頭円錐又は球の形状であってもよい。受動ダンパ46は、バネ44の周囲に配置されるべきか、その傍に配置されるべきかに応じて、中実でも又は中空でもよい。受動ダンパ46の数も4つに限定されず、所望の特性に応じて、2つでも、3つでも、5つでも又はそれ以上でもよい。
【0073】
例え、回転式アンビル8がフレーム4に対して鉛直方向に移動可能であることが上述されてきたとしても、回転式カッタ6が代わりにフレームに対して鉛直方向に移動可能であってもよいことが理解されるべきである。この場合では、カッタシャフト10のカッタベアリング筐体14が、案内部材36に移動可能に配置された中間部品32に接続される一方で、アンビルシャフト24のアンビルベアリング筐体30が、フレーム4に接続されることになる。このことは、中間部品32の上方配置(
図1A〜
図1C、
図2及び
図3参照)及び下方配置(
図5参照)の両方に関する。
【0074】
アンビルドラムがカッタドラムの下に配置される
図5の実施形態では、アンビルドラムを、シャフトと一体的に1つの部品で作成することができる。