JP2000512920A - 材料ウェブを横裁ちする機械のためのカッター胴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による、材料ウェブ、特に紙ウェブまたは厚紙ウェブを横裁ちする機械のためのカッター胴（１，２）は、円筒形状の支持体を有しており、該支持体は、管状で同心的に重なり合って配置された、繊維複合材料から成る２つのシェル（１２，１３）から構成されている。内側シェル（１２）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して３０°〜６０°、有利には４５°の正および負の角度で交差して巻き付けられていて、外側シェル（１３）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して少なくとも３０°より小さい、有利には１０°より小さい正の角度および／または負の角度で巻き付けられている。外側シェル（１３）の外周面には、削り出しによる方法、特にフライス加工によって、胴長さにわたって延在する少なくとも１つの溝（７）が加工されており、該溝（７）内にはカッター刃保持部材（６）が固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】 材料ウェブを横裁ちする機械のためのカッター胴 技術分野 本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、材料ウェブ、特に紙ウェブまた は厚紙ウェブを横裁ちする機械のためのカッター胴に関するものである。 紙ウェブまたは厚紙ウェブから枚葉紙を製造するための横裁ち機械は、公知の 形式として機械フレーム内で互いに重なり合って回転可能に支承される２つのカ ッター胴を有しており、回転した際にカッター胴のカッター刃が一対ごとに裁断 のために噛み合い、これにより走行するウェブを１回の裁断で横断方向に裁断す ることができる。幅の広い紙ウェブまたは厚紙ウェブを、生産速度を速くかつ高 い裁断クオリティで切断することができるように、カッター胴は多種多様な要求 に応じなければならない。すなわち： できる限り小さい質量慣性モーメントにおいて、高い曲げ強さおよび捻り強さ が必要である。カッター胴はできるだけ高い自己減衰性を有していなければなら ず、かつ機械的な損傷および腐食性の媒体に対して強くなくてはならない。比較 的厚い紙ウェブまたは厚紙ウェブを裁断するために、受容できない半径方向の変 形がカッター刃の固定領域に生じることなく高い切断 力を広範囲にわたってカッター刃を介してカッター胴の外周面に加える必要があ る。 背景技術 ドイツ連邦共和国特許第４３２１１６３号明細書に基づき、シリンダ状の円筒 体を有するカッター胴は公知であり、このロール体は、炭素繊維によって強化さ れたエポキシ樹脂から成るプラスチック管から構成されている。このプラスチッ ク管の上には、金属から成るカッター刃保持部材が固定されている。炭素繊維は 連続して延びる螺条の一種としてプラスチック管の外周面に埋め込まれている。 外周方向でカッター刃保持部材の間には強化されたプラスチック部材が配置され ており、この場合プラスチック部材の炭素繊維は、プラスチック管の回転軸線に 対してほぼ平行に延在している。 発明の開示 本発明の課題は、従来のカッター胴を改良して、カッター胴の大きさに関連し て、より良好な曲げ強さおよび捻り強さを有するカッター胴を提供することであ る。 前記課題は、本発明の請求項１の特徴部に記載した手段を備えたカッター胴に よって解決された。 本発明によるカッター胴は別個の２つの層を有しており、内側の層は実質的に 捻り強さを規定しており、外側の層は実質的に曲げ強さを規定している。２つの 層は繊維複合材料から成っており、繊維複合材料の繊維は巻き付けによって結合 状態に置かれる。 請求項２以下には、本発明の別の有利な構成が記載されている。 図面の簡単な説明 本発明の実施例を図面に基づき詳説する。 第１図には、ウェブの走行方向に直交する方向に断面した横裁ち機械の概略的 な断面図が示されている。 第２図には、カッター胴の横断面図が示されている。 第３図には、下方カッター胴に対する上方カッター胴の相応する配置と、カッ ター刃の固定部分とが横断面図で示されている。 第３図〜第８図には、本発明によるカッター胴の別の実施形態が示されている 。 発明を実施するための形態 横裁ち機械は、２つのカッター胴１，２を有しており、これらのカッター胴１ ，２の軸方向端部は、機械フレームの側方部分３，４に回動可能に支承されてい る。２つのカッター胴１，２は互いに重なり合って回転軸線が水平な状態で配置 されて、それぞれが、胴長さにわたって延在する少なくとも１つのカッター刃５ を有している。カッター刃５は保持部材６に締め付け固定されている。保持部材 ６は外周面の溝７内に固定されており、溝７はつる巻き線状に延在している。各 カッター刃５は、溝７内に相応するように湾曲されて緊締されていて、これによ りウェブを走行時に直角に切断することができる。２つのカッター胴１，２は同 期的に回転するように、軸受を通して到達するジャーナル８の各端部に同期化用 平歯車９，１０が固定されている。 ２つのカッター胴（上方カッター胴１，下方カッター胴２）は、本発明にとっ て重要な特徴として、同一に構成されていて、かつ同じ数のカッター刃５で構成 されている。種々異なる実施例の構成は第２図〜第８図に詳細に示されている。 各カッター胴１，２は円筒形状の支持体から成っており、支持体の端面には、 機械フレームで支承するためのジャーナル８が回転軸線１１に対して同軸的に固 定されている。支持体は管状で同心的に重なり合って配置された２つのシェル１ ２，１３から構成されており、これらのシェル１２，１３は繊維複合材料、有利 には炭素繊維および樹脂から成る繊維複合材料（炭素繊維強化プラスチック：Ｃ ＦＫ）から製造されている。内側シェル１２は、必要とされる捻り強さを保証す るように構成されている。このために内側シェル１２の炭素繊維は、支持体の回 転軸線１１に対して３０°〜６０°、有利には４５°の正の角度および負の角度 で交差して巻き付けられている。外側シェル１３は、必要とされる曲げ強さを保 証するように構成されてい る。このために外側シェル１３の炭素繊維は、支持体の回転軸線１１に対して３ ０°より小さい角度、有利には例えば５°〜８°のような１０°より小さい正の 角度および／または負の角度で巻き付けられている。曲げ強さのために有利な小 さい角度で、炭素繊維は層状に重なり合って載置される。内側シェル１２の炭素 繊維の巻き付けは有利には同様に交差して行われる。つまり内側シェル１２の炭 素繊維は、正の角度においても負の角度においても小さい角度で巻き付けられて いる。ほぼ０°に近い非常に小さい角度において、同様に一方向にのみ巻き付け ることが可能である。 内側シェル１２の厚みは、少なくとも外側シェル１３と同じくらい厚く、有利 には外側シェル１３の１．１〜３倍の厚さである。内側シェル１２の炭素繊維が 、外側シェル１３の繊維と同じ弾性モジュールを有している場合、内側シェル１ ２が外側シェル１３より約２倍厚く形成されていると有利である。実施例では、 胴の内径が１１０ｍｍである場合、内側シェル１２は４０ｍｍの厚さを有してお り、外側シェル１３は２０ｍｍの厚さを有している。 外側シェル１３の外周面では、つる巻き線状に胴長さにわたって延在する少な くとも１つの溝７が削り出しによる方法、特にフライスによって加工されている 。溝７の深さは、各溝７が外側シェル１３にのみ存在するように、ひいては溝７ のフライス加工の際に内側 シェル１２から材料が削り出されないように選択されている。少なくとも１つの 溝７内に、溝７の移行曲線に相応してつる巻き線状に湾曲された、金属、有利に はスチールから成るカッター刃保持部材６が固定されており、このカッター刃保 持部材６はカッター刃５を締め付け固定しかつ切断縁部を方向付けるための部材 を有している。カッター刃５の、上方カッター胴１および下方カッター胴２への 固定部分は、第３図に詳細に示されている。 カッター刃保持部材６は、外側シェル１３の溝７内に接着されている。このカ ッター刃保持部材６は、支持体との接線に対して緩やかに正の角度で傾斜して延 在する表面を有しており、この表面はカッター刃５のための支持面として働く。 カッター刃５は、半径方向に突出する切断縁部で、カッター刃保持部材６上に固 定用ねじ１４を用いてねじ締結されている。固定用ねじ１４は軸方向で約５０ｍ ｍごとに配置されている。上方カッター胴１では、付加的に、約５０ｍｍごとに 胴長さにわたって調整ねじ１５がカッター刃保持部材６に支承されており、これ らの調整ねじ１５はカッター刃５の後縁部に向かって押し付けられている。調整 ねじ１５を用いてカッター刃５の切断縁部の移行曲線を正確に調整することがで きる。 第２図に示した実施例において、カッター胴の外側シェル１３の外周面にはカ ッター刃用の溝７に対して ほぼ１８０°の間隔をおいて第２の溝１８がフライス加工によって設けられてい る。この第２の溝１８は外周にわたってカッター刃用の溝７に対してほぼ等距離 で、つまり同様につる巻き線状に延在している。この溝１８内にはカウンタウエ イト１９が固定されており、このカウンタウエイト１９は、カッター胴の重心が 回転軸線１１上に位置するように形成されている。 第４図では本発明によるカッター胴の別の実施例が示されている。この実施例 では、外側シェル１３の外周面には、範囲の広い等距離で延在する３つの溝７， １８，２０が各約１２０°の間隔をおいて加工されている。溝７内にはカッター 刃５を有するカッター刃保持部材６が固定されており、他の２つの溝１８，２０ 内にはそれぞれ１つのカウンタウエイト１９が固定されている。カウンタウエイ ト１９はカッター胴の重心が回転軸線１１上に延在しかつ２つの主平面慣性モー メントがほぼ同じであるように構成されている。このカッター胴は特に早く運転 する横裁ち機械に適している。 第５図〜第７図に示したカッター胴はそれぞれ複数のカッター刃５を有してい る。これらのカッター胴は、特にウェブを短いサイズに切断するために構成され ている。なぜならば１回転する際に、２度（第５図および第７図）または３度（ 第６図）切断されるからである。 第５図に示した実施例では、２つの溝７，１８は１８０°の間隔をおいて、範 囲の広く等距離でつる巻き線状に延在するよう外側シェル１３の外周面に加工さ れている。２つの溝７，１８内には、カッター刃を有するそれぞれ１つのカッタ ー刃保持部材６が固定されている。 第６図には、１２０°の間隔をおいて範囲の広い等距離で延在している３つの 溝７，１８，２０を有する実施例が示されている。これらの溝７，１８，２０内 にはカッター刃を有するそれぞれ１つのカッター刃保持部材６が固定されている 。カッター胴が１回転する際に３度切断されるので、このようなカッター胴によ って切断回数を著しく高めることができる。 第７図に示したカッター胴は４つの溝７，１８，２０，２１を有しており、こ の場合互いに反対側に位置する２つの溝７，２０内にはカッター刃５を有するそ れぞれ１つのカッター刃保持部材６が固定されていて、カッター用の溝７，２０ に対して約９０°の間隔をおいて、その他の２つの溝１８，２１内にはカウンタ ウエイト１９が固定されている。このカッター胴も切断回数を多くするために構 成されている。なぜならば１回転につき２度切断され同時にカウンタウエイト９ を用いて平面慣性モーメントが広い範囲で非常に均等に配分されるからである。 第８図には、内側シェル１２の内側において軸方向 で胴長さにわたってかつ半径方向で内側シェル１２の内側横断面にわたって延在 するウェブ形状の支持部材２２を有するカッター胴が示されている。この支持部 材２２は、カッター胴が半径方向で変形されずに高い切断力を受容するために機 能する。そのため支持部材２２は半径方向でカッター刃５に向かって回転軸線１ １を通って延在している。第２図に示した実施例同様、この実施例も、カッター 刃用の溝７以外に第２の溝１８を約１８０°の間隔をおいて有しており、この溝 １８内にはカウンタウエイト１９が固定されている。カッター刃５は幾つかの緊 張ねじ２３を用いて溝７内に固定される。これらの緊張ねじ２３はカッター胴お よび支持部材２２を介してカウンタウエイト１９の相応するねじ山付き孔にまで 延在している。張っぱり力のもとにおかれている緊張ねじ２３は、運転中の振動 によってカッター刃５、カッター刃保持部材６および／またはカウンタウエイト １９が外れるのを防止する。 有利にはウェブ状の支持部材２２は同様に繊維複合材料から成っており、この 支持部材２２は、プレート状の巻付けコア（Wickelkern）に半径方向に延在する 繊維を巻き付けることよって製造される。支持部材２２の、半径方向に延在する 繊維は切断の際にカッター刃保持部材６に作用する押圧力を、カッター胴の半径 方向での変形が生じることなく受容する。 第８図に示したカッター胴は、有利には支持部材２２が、巻付けコアの一部と なるように製造されていて、この巻付けコアの上に内側シェル１２の繊維が巻き 付けられる。このためにまず支持部材２２が製造され、その後、巻付けコアのた めに必要な剛性と強度を有する軽い材料から成るセグメント２５で補填される。 有利にはセグメント２５は発泡プラスチックで形成される。ひき続きセグメント ２５は支持部材２２と共に加工され、正確な円筒形状の巻付けコアになる。その 後、内側シェル１２が樹脂含浸された炭素繊維を層形状に巻き付けることによっ て製造され、この場合、セグメント２５は支持部材２２と共に、埋設された型押 の一種として内側シェル１２内に残っている。最終的に外側シェル１３が構成さ れ、孔７，１８が外周面にフライス加工されて設けられ、緊張ねじ２３のための 、貫通する中ぐり孔が穿孔される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月２９日（１９９９．５．２９） 【補正内容】 請求の範囲 １．材料ウェブ、特に紙ウェブまたは厚紙ウェブを横裁ちする機械のためのカッ ター胴であって、繊維複合材料から成る円筒形状の支持体が設けられており、該 支持体の外周面上に、胴長さにわたって延在するカッター刃（５）のための少な くとも１つの保持部材（６）が固定されていて、支持体が繊維複合材料から成る 内側管状シェル（１２）を有しており、該内側管状シェル（１２）が回転軸（１ １）に対して傾斜して交差して巻き付けられた繊維を備えている形式のものにお いて、 支持体が、管状で同心的に重なり合って配置された、繊維複合材料から成る ２つのシェル（１２，１３）から構成されており、この場合、 内側シェル（１２）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して３０°〜 ６０°、有利には４５°の正および負の角度で交差して巻き付けられていて、 外側シェル（１３）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して少なくと も３０°より小さい、有利には１０°より小さい正の角度および／または負の角 度で巻き付けられており、 外側シェル（１３）の外周面には、削り出しによる方法、特にフライス加工 によって、胴長さにわた って延在する少なくとも１つの溝（７）が加工されており、該溝（７）内にはカ ッター刃保持部材（６）が固定されていることを特徴とする、材料ウェブを横裁 ちする機械のためのカッター胴。 ２．内側シェル（１２）の厚さが、少なくとも外側シェル（１３）の厚さと同じ ぐらい厚く形成されている、請求項１記載のカッター胴。 ３．内側シェル（１２）の厚さが、外側シェル（１３）の１．１〜３倍の厚さで ある、請求項２記載のカッター胴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．材料ウェブ、特に紙ウェブまたは厚紙ウェブを横裁ちする機械のためのカッ ター胴であって、繊維複合材料から成る円筒形状の支持体が設けられており、該 支持体の外周面上に、胴長さにわたって延在するカッター刃（５）のための少な くとも１つの保持部材（６）が固定されている形式のものにおいて、 支持体が、管状で同心的に重なり合って配置された、繊維複合材料から成る ２つのシェル（１２，１３）から構成されており、この場合、 内側シェル（１２）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して３００〜 ６０°、有利には４５°の正および負の角度で交差して巻き付けられていて、 外側シェル（１３）の繊維が、支持体の回転軸線（１１）に対して少なくと も３０°より小さい、有利には１０°より小さい正の角度および／または負の角 度で巻き付けられており、 外側シェル（１３）の外周面には、削り出しによる方法、特にフライス加工 によって、胴長さにわたって延在する少なくとも１つの溝（７）が加工されてお り、該溝（７）内にはカッター刃保持部材（６）が固定されていることを特徴と する、材料ウェブを横裁ちする機械のためのカッター胴。 ２．内側シェル（１２）の厚さが、少なくとも外側シェル（１３）の厚さと同じ ぐらい厚く形成されている、請求項１記載のカッター胴。 ３．内側シェル（１２）の厚さが、外側シェル（１３）の１．１〜３倍の厚さで ある、請求項２記載のカッター胴。 ４．外側シェル（１３）の外周面に２つの溝（７，１８）が約１８０°の間隔を おいて加工されており、１つの溝（７）内には、カッター刃（５）を有するカッ ター刃保持部材（６）が固定されていて、もう一方の溝（１８）内にはカウンタ ウエイト（１９）、またはカッター刃（５）を有するカッター刃保持部材（６） が固定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のカッター胴。 ５．外側シェル（１３）の外周面に３つの溝（７，１８，２０）がそれぞれ約１ ８０°の間隔をおいて加工されており、１つの溝（７）内には、カッター刃（５ ）を有するカッター刃保持部材（６）が固定されていて、その他の２つの溝（１ ８，２０）内には、それぞれ１つのカウンタウエイト（１９）、またはカッター 刃（５）を有するカッター刃保持部材（６）が固定されている、請求項１から３ までのいずれか１項記載のカッター胴。 ６．外側シェル（１３）の外周面に４つの溝（７，１８，２０，２１）が加工さ れており、互いに反対側 に位置する２つの溝（７，２０）内には、カッター刃（５）を有するそれぞれ１ つのカッター刃保持部材（６）が固定されていて、カッター刃用の溝（７，２０ ）に対してほぼ９００の間隔をおいたその他の２つの溝（１８，２１）内にはそ れぞれ１つのカウンタウエイト（１９）が固定されている、請求項１から３まで のいずれか１項記載のカッター胴。 ７．内側シェル（１２）の内側に、軸方向で胴長さにわたってかつ半径方向で内 側シェル（１２）の内側横断面にわたって延在するウェブ状の支持部材（２２） が配置されており、該支持部材（２２）が半径方向でカッター刃（５）に向かっ て回転軸線（１１）を通って延在している、請求項１から６までのいずれか１項 記載のカッター胴。 ８．ウェブ状の支持部材（２２）が繊維複合材料から成っていて、プレート状の 巻付けコアに半径方向に延在する繊維を巻き付けることによって製造されていて いる、請求項７記載のカッター胴。 ９．カッター刃保持部材（６）が、支持部材（２２）を通して延在する緊張ねじ （２３）を用いて外側シェル（１３）の溝（７）内に固定されている、請求項７ または８記載のカッター胴。