(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップ状ホイルをジグザグ状に折りたたむ方法であって、
複数の折り目の頂点の列が所定の間隔を有するジグザグ状もしくは波状の折りたたみを行う前プリーティング工程と、
フォローアップステーションで、回転成形により折りたたみを行うフォローアップ形成工程であって、前記回転成形が、所定の曲率半径を有する折り目のある頂部が少なくとも片側の前記各頂点の列に沿って形成されるように、往復運動圧印ツールと歯状ロールとの間にストリップ状ホイルを挟み込むことを含むフォローアップ形成工程とを備えたことを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項２】
請求項１に記載の折りたたみ方法において、前記フォローアップ形成工程中行われる、前記圧印ツールを用いた折り目の頂部の形成と、前記圧印ツールを用いた関連する折り目の角度の形成とによって前記折り目の角度が決定されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載の折りたたみ方法において、前記フォローアップ形成工程が、第１の圧印ツールが１つおきの折り目の頂部に作用する第１の工程と、それに続いて、第２の圧印ツールが残りの折り目の頂部に作用する第２の工程の２つの工程により実施されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の折りたたみ方法において、前記前プリーティング形成工程が、歯状ロールを用いて実施されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の折りたたみ方法において、前記前プリーティング形成工程が、振動圧印ツールを用いた成形によって実施されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の折りたたみ方法において、前記前プリーティング形成工程の終了後、ストリップ状ホイルがフォローアップ形成ステーションへ連続的に送り出されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項７】
請求項６に記載の折りたたみ方法において、前記フォローアップ形成工程後、形成されたストリップの高さを含む寸法を測定し、この測定寸法値を所望の値と比較し、前記所望の値からの偏差の結果に応じて、前記フォローアップ形成中の前記折り目の角度が調整的に決定されることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項８】
請求項３及び７に記載の折りたたみ方法において、前記フォローアップ形成工程では、前記折り目の角度の補正が行われることを特徴とするストリップ状ホイルの折りたたみ方法。
【請求項９】
請求項１に記載の折りたたみ方法における前記フォローアップ形成工程を実施するために用いられる回転成形装置（１、２）であって、
前記回転成形装置は、回転可能な歯状ロール (20) と前記往復運動圧印ツール (21) を備え、前記圧印ツールは偏心装置 (22) を介して駆動可能であるとともに、支持軸 (214a) を介して垂直方向に変位可能なスライダ (215)に連結されており、更に前記圧印ツールは前記折り目の頂部の前記曲率半径を減少させ、かつ、対応する前記歯状ロール (20) の歯 (201)と協働して関連する折り目の角度を決定することを特徴とする回転成形装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転成形装置において、前記圧印ツール (21) は、バー状の圧印エレメント (210)の収納用の溝と、前記折り目の頂部に作用するＶ字型の溝 211が形成され、かつ、前記圧印ツール中に配置された少なくとも１つの圧縮バネ (216)の力に抗して移動可能な圧印エレメント (210)とを備えていることを特徴とする回転成形装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の回転成形装置において、前記圧印ツール (21) は、圧印エレメント (210)の溝に対して平行に配置された２つの刃 (212a, 212b) を備え、前記２つの刃は、前記圧印エレメントの前記Ｖ字型の溝 (211)とともに前記折り目の角度を形成するために用いられることを特徴とする回転成形装置。
【請求項１２】
請求項９から１１のうちのいずれか１項に記載の回転成形装置において、前記偏心装置 (22) は、前記歯状ロール (20) と圧印ツール (21) との間の間隔を変更できるように変位可能に設けられたシャフト (220)もしくは支持部 (23) を備えていることを特徴とする回転成形装置。
【請求項１３】
請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の折りたたみ方法を用いたジグザグ状ホイルストリップの製造プラントであって、
前記前プリーティング形成工程のための歯状ロール (10) と、
１つおきの各折り目の頂部をフォローアップ形成するための請求項１０から１３のうちのいずれか１項に記載の第１の回転成形装置 (1)と、
残りの各折り目の頂部をフォローアップ形成するための請求項１０から１３のうちのいずれか１項に記載の第２の回転成形装置 (2)とが、連続して配置されていることを特徴とするジグザグ状ホイルストリップの製造プラント。
【請求項１４】
請求項１３に記載の製造プラントは、前記折り目の角度を調整するために備えられた調整装置 (3, 3a, 30)を備え、前記調整装置は、
前記第２の回転成形装置 (2)に続いて配置され、折りたたまれたストリップ (103)の高さ (h)を決定するために用いられる測定装置 (3)と、
前記測定装置による測定結果によって制御信号を生成する論理回路 (3)と、
前記第２の回転成形装置に配置され、制御信号に従って前記歯状ロール (20) 及び前記圧印ツール (21) の間の間隔を変化させる位置調整モータ (30) とを有していることを特徴とするジグザグ状ホイルストリップの製造プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリップ状ホイルをジグザグ状に折りたたむ方法に関するものである。さらに、その方法を実施するための装置およびプラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ジグザグ状に折りたたまれた材料ストリップ、いわゆるプリーツ状の材料ストリップは、例えば物質交換カラム及び熱交換カラム（Stoff und Waermeaustaus-chkolonnen）における充填剤の製造に利用される。そのような充填剤は、例えば所定の位置に規則的に配列された孔を有するなど付加的な構造上の特徴を有し、かつ高度な精密度を有するプリーティング方法が要求される。さらにそのような方法を用いて、大量のプリーツ状ホイルが、所望のコストで製造されなければならない。現在のところ、要求される精密度は、公知のプリーティング方法では達成され得ない。
【０００３】
コスト的に好適な圧延方法は、プリーツ状ホイルの製造に関して公知の事実である。しかしながら、折り目の頂部の形成に関しては、その曲率半径が大きくなりすぎてしまうので、しばしば不満足な結果となってしまう。さらにこれらの方法において材料の”スプリングバック”が生じ、かつ制御能力が乏しいために、不規則な形状の製品が出来上がってしまう。圧印法もまた、振動圧印ツールによって形状を完成させる方法が公知である。しかしながら、この方法でも、精密度においては不十分である。しかも、この方法では騒音が発生することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、望ましいコストでしかも要求される精密度を有するホイルストリップのプリーティングを可能にする方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明の方法では、波状の折り目あるいはひだのついたストリップは特に第１の工程、いわゆる前プリーティング工程にて形成される。この工程における複数の折り目の頂点の列が、完成品の折り目のある頂部の原形となる。これらあらかじめ形成された折り目のある頂部は、断面形状において、曲率半径が約１ミリメートル以上である円弧の形に形成される。折りたたまれたあるいは波型のストリップは、さらに回転成形により折りたたみを行うフォローアップ形成がなされ、回転成形において、１ミリメートルより小さい所定の曲率半径を有する折り目のある頂部が少なくとも片側のこれら頂点の各列に沿って形成されるように、往復運動圧印ツールと歯状ロールとの間にストリップを挟み込む。
【０００６】
フォローアップ形成は、以下に述べる２つの工程により有効に実施される。すなわち、１つおきの折り目の頂部についてフォローアップ形成を行う第１の工程と、続いて残りの折り目の頂部についてフォローアップ形成を行う第２の工程が含まれる。このように圧印ツールを用いた２つの工程を実施することは、折り目の角度に影響を及ぼし、かつ曲率半径を減少させることができるという点でも有効である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ホイル状の材料ストリップ 100は、本発明の方法に従って連続的に折りたたむことが可能である。プリーツの折り目の頂部は、ストリップ 100の進行方向に対して斜めに延びている。このプラントは、以下の様に構成されている。大歯車状のロールからなる一対のプリーティングロール 10 を備え、これらプリーティングロール 10 は互いに重なり合うように配置されており、上のロール 10 のみが見えるようになっている。さらにプラントは、フォローアップ形成において上側の折り目の頂部を形成するための第１の回転成形装置 1、下側の折り目の頂部を形成するための第２の回転成形装置 2、装置 2に連結されている位置調整モータ 30 及び連結ライン 3a と共に調整装置を形成する装置 3を備えている。
【０００８】
前プリーティング工程は一対のプリーティングロール 10 にて実施され、ホイルストリップ 100は波型のストリップ 101に形成される。すなわち、一対のプリーティング ロール10 により、ストリップ 101に複数の折り目の頂点の列が形成される。ボックスａにおいてストリップ 101の形状は、幾分誇張されて示されている。第１の回転成形装置 1におけるフォローアップ形成の工程においては、ストリップ 102はボックスｂに示したような形状になる。同様の方法にて、ボックスｃにおけるストリップ 103の形状は、第２の回転成形装置 2におけるフォローアップ形成の結果得られる。このようにして、第１及び第２の回転成形装置 1及び 2により、所定の曲率半径を有する折り目のある頂部が両側の各頂点の列に沿って形成される。装置 3において、ストリップ 103の高さ hが測定される。装置 3は論理回路を備え、この論理回路は測定値と所望の値とを比較し、この所望値の偏差との結果に応じて制御信号を生成する。折り目の角度は、第２のフォローアップ形成の工程で、制御信号に対応して、調整モータ 30 によって調整し決定される。すなわち、第２の回転成形装置 2の歯状ロールと圧印ツールの間の間隔を変えることによって折り目の角度が調整される。
【０００９】
従来のプリーティングロールにおいては、この一対のロールにおける工程でストリップが軸に沿ったずれを起こすことが見られる。そのような装置では、連続的な工程は不可能である。しかしながら、この欠点は、新規に開発されたプリーティングロールによって解決される。この新規なプリーティングロールは図１のプラントに備えられている。その特徴を以下に記載する。
【００１０】
２つのプリーティングロールの歯は、溝においてホイルストリップを軸方向に移動可能な可動型のストリップ状エレメントから構成されている。この歯にはガイド手段が備えられており、これによって歯が強制的に案内された結果、ホイルストリップは、空間に定められた通路の上で移動可能になる。
【００１１】
前プリーティング工程は、プリーティングロールの代わりに振動圧印ツールを用いても実施可能である。この種のツールは、図２において横断面の一部が示されている。二重矢印 11 は、振動の上下動を行う上側の部分 10aを示し、一方下側の部分 10bは、10a の部分に対して空間的に対向配置された部分を形成する。波型の圧印の工程において、ストリップ 100は、圧印ツールが開いた状態で波長λにて更に進行方向に前進する。プリーティングロールを用いた前プリーティング工程と比較して、この振動圧印ツールを用いて実施する方法では処理能力は若干劣る。
【００１２】
図３−７Ｃは、フォローアップステーションとしての第１及び第２の回転成形装置１及び２を用いたフォローアップ形成に関するものである。２つの装置１及び２は、基本的には同様の形式にて設計されている。これら第１及び第２の回転成形装置は、いずれも回転運動を実施すべく回転可能な歯状ロール 20 及び圧印ツール 21 を有する。装置 1では圧印ツール 21 が歯状ロール 20 の上に配置され、装置 2ではその配置が逆になっている。図３に示す第２の回転成形装置 2は、第１の回転成形装置 1と比較すると付加的な構成要素として位置調整モータ 30 を有している。図４に示す圧印ツール 21 は、第１の回転成形装置 1における圧印ツールの配置を示している。
【００１３】
図３の第２の回転成形装置 2において、回転可能な歯状ロール 20 は一点鎖線のみにて示されている。圧印ツール 21 は、偏心装置 22 によって駆動される。この圧印ツール 21 は支持軸 214a によって各々の端部がスライダ 215に連結されており、このスライダがレール 215a 中を垂直方向に案内される。偏心シャフト 22 0がスタンド 23 に回転可能に据え付けられており、このスタンド 23 はブリッジ 24 に固定されている。シャフト 220の駆動は図示しない。補正マス 229が２つの偏心装置 22 の間にそれぞれ配置されている。
【００１４】
ブリッジ 24 は、ウェッジ 25aによって垂直方向にその高さが調整可能であり、その調整は、ベースプレート 5に固定され、スペーサーのように配置されたウェッジ 25bの変位によってなされる。折り目の形状を調整するために必要となる高さの変更は、位置調整モータ 30 とスピンドル 31 によって決定される。ブリッジ 24 の水平方向の位置調整は簡単な方法、すなわち、ネジの切られたバー 260a 及び 260b によってウェッジ 25aの間の連結ロッド 26 の長さを変更させることによって調節することができる。
【００１５】
図４に圧印ツール 21 と偏心装置 22 の詳細を示す。圧印ツール 21 は、バ−状の形状を呈し、かつ圧印エレメント 210のための溝を有する。この圧印エレメント 210は溝の中で移動可能に収納されている。溝はそれぞれ先端に刃 212a, 212b を有する２つのストリップ状エレメント 212によって形成され、この２つのストリップ状エレメント 212は溝 210a 中に側面が固定されて配置されている。圧印エレメント 210には、折り目の頂部を形成するためのＶ字型の溝 211が形成されている。例えば板バネのような、少なくとも１つの圧縮バネ 216が圧印ツール 21 に配置されており、プランジャ 217を介して圧印エレメント 210に作用する。圧印エレメント 210の変位は、その圧印エレメント 210及び圧印ツールを貫通する細長い穴 213a に挿入されたピン 213によって所定の間隔に制限される。エレメント 212の２つの刃もしくはチャンファ 212a 及び 212b は、溝 210a に対して平行に延びており、これら２つによって、圧印エレメント 210のＶ字型の溝 211が形成され、かつ折り目の幾何学的性質すなわち曲げ半径及び折り目の角度が決定される。
【００１６】
圧印ツール 21 は２つの端部の各々において、支持軸 214a を収容するための水平のボア 214を有している。図４の線Ｖ−Ｖは、ボア 214を貫く部分の位置を示す。その位置における部分断面図を図５に示す。支持軸 214a は、レール 215a 中を摺動する垂直方向に変位可能なスライダ 215に連結されている（または一体に形成されている）。
【００１７】
偏心装置 22 の中心点 226は（図４）であり、シャフト 220は偏心円 225に沿って回転する。圧印ツール 21 は連結ロッド 221に固定されている。連結ロッド 221とシャフト 220の間にベアリング 222が配置されており、シャフト 220に対して偏心的に配置されている。
【００１８】
図６及び７ａ−ｃは、前プリーティング工程が施されたホイルストリップ 101及び 102の各々がフォローアップ形成される際の圧印ツール 21 及び歯状ロール 20 の協働動作を示す。圧印ツール 21 の部分に関連する参照番号についての説明は既になされている。歯状ロール 20 において、以下に関連する参照番号を記載する。ロール本体 200、歯 201、歯の中心線 202、ロール軸 203、軸 203を通る垂直線 205。
【００１９】
歯 201はロール本体 200の溝に固定されている。互いに隣接する中心線 202の角度は例えば 15 度である。すべての中心線 202はロール軸 203で交差している。図６において、垂直線 205は１つの中心線 202と一致する。
【００２０】
図６の操作段階は、１つの折り目の圧印が丁度終了したところを示している。中心歯 201の突端 201a は、圧印エレメント 210のＶ字型の溝 211と最大に係合するように配置されている。突端 201a 及び溝 211の２つの圧印面の間に位置する形成された折り目の頂部の曲率半径は、この圧印工程によって減少する。同時に、関連する折り目の角度は、溝 211、歯の突端 201a 及び２つの刃 212a 及び 212b によって決定される。
【００２１】
圧印ツール 21 及び歯状ロール 20 をさらに作動させると、歯の突端 201a 及び圧印ツール 21 の間の間隔が再び増大する。圧印エレメント 210は、圧縮バネ 216によって、溝から歯状ロール 20 の方へと僅かに位置がずれる。この動作段階は図７ａに示されている。続く図７ｂ及び７ｃの各動作段階において、刃 211及び突端 201a の間に隙間が生じる。
【００２２】
図７ｃにおいて、楕円形 211a は、偏心装置 22 の回転運動により溝 211が移動した跡を表している。この回転運動の際に、支持軸 214a もしくはこれに関連するボア 214の中心点 214b は、垂直線 215b 上を上下移動し、この垂直線 215b は、垂直線 205と平行に位置している。歯の突端 201a は、円形の線 201b 上を移動し、楕円 211a と２つの点で交差する。これら２つの交差点の間で圧印エレメント 211は、歯 201によってバネ 216の力に反して圧印ツール 21 の中へ押し込まれる（図６の動作段階を参照）。
【００２３】
回転成形装置の圧印ツール 21 のみを用いて折り目の頂部のフォローアップ形成を行うことも可能である。従って、２つのストリップ状エレメント 212は必ずしも必要ではなく、圧印ツール 21 はＶ字型の溝に収納された圧印エレメント 210のみを有していればよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、望ましいコストでしかも要求される精密度を有するホイルストリップのプリーティングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するためのプラントの概略図。
【図２】振動圧印ツールの断面図。
【図３】プリーツ状ホイルストリップのフォローアップ形成を実施するための回転成形装置の側面図。
【図４】回転成形装置における偏心ドライブを備えた圧印ツールを示す斜視図。
【図５】図４の圧印ツールの詳細を示す要部断面図。
【図６】回転成形装置の第１の動作段階を示す動作説明図。
【図７】図６の段階に続く更なる３つの動作段階を示す動作説明図。
【符号の説明】
１…第１の回転成形装置、２…第２の回転成形装置、３…装置、３ａ…連結ライン、２０…歯状ロール、２１…圧印ツール、２２…偏心装置、２３…支持部、３０…位置調整モータ（３、３ａ、３０は調整装置を構成する。）、２０１…歯、２１２ａ，２１２ｂ…刃、２１４ａ…支持軸、２１５…スライダ、２２０…シャフト。
【図１】
0003645352.tif 000002
【図２】
0003645352.tif 000003
【図３】
0003645352.tif 000004
【図４】
0003645352.tif 000005
【図５】
0003645352.tif 000006
【図６】
0003645352.tif 000007
【図７】
0003645352.tif 000008