(57)【要約】  ニップを形成する２本のシリンダ（１，２）の温度を制御する方法および構造である。測定位置を形成する各シリンダの少なくとも１点の温度がセンサー（１１）で測定され、最高検出温度が設定温度を設定するために使用され、検出温度が設定温度よりも低い箇所でシリンダ（１，２）が加熱される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップを形成する２本のシリンダの温度を制御する方法であって、測定位置を形成する各シリンダの少なくとも１点での温度が測定され、最高検出温度が設定温度として使用されること、およびシリンダは検出温度が設定温度よりも低い箇所で加熱されることを特徴とする方法。
【請求項２】
ニップの各シリンダの少なくとも３点、すなわちシリンダの各端部の２点およびシリンダ中央の１点で温度が検出され、温度は連続して検出される請求項１に記載された方法。
【請求項３】
ヒーターが各測定位置に組合わされ、ヒーターは特定位置での検出温度と設定温度との差が所定範囲から外れているときに最大能力で付勢される請求項１に記載された方法。
【請求項４】
検出温度と設定温度との差が所定温度範囲内にあるならば、ヒーターは特定位置での温度が設定温度を超えずに設定温度に近付くように付勢される請求項３に記載された方法。
【請求項５】
所定の時間間隔をおいて特定位置で最高温度が検出されたならば設定温度が修正され、その場合、前記最高温度が新たな設定温度に設定される請求項１に記載された方法。
【請求項６】
前記所定の温度範囲が１〜４℃、好ましくは約２℃で、前記所定の時間間隔は４〜１２分、好ましくは約８分である請求項４または請求項５に記載された方法。
【請求項７】
少なくとも２本のうちの少なくとも一方のシリンダの他方のシリンダに対する位置が設定温度および検出温度に応じて変化される請求項６に記載された方法。
【請求項８】
センサー、ヒーターおよび位置変更手段に連結されたコントローラに制御アルゴリズムが置かれ、そのアルゴリズムは実際の所定温度範囲および時間間隔を含んでいる請求項７に記載された方法。
【請求項９】
紙または積層材料のウェブから容器を形成する機械の折目形成用ユニットに使用され、また、シリンダおよびシリンダの折目形成部分の寸法、シリンダの予想温度、および折目形成されるべきウェブの品質および寸法に基づいて温度範囲および時間間隔が決定される請求項６に記載された方法。
【請求項１０】
ニップを形成するシリンダ部分および（または）シリンダに組合わされた軸受ハウジングが冷却される請求項１に記載された方法。
【請求項１１】
ニップを形成する２本のシリンダ（１，２）の温度を制御する構造であって、シリンダ（１，２）またはシリンダ（１，２）と組合わされる部分の特定測定位置（１２〜２１）における温度を測定するためのセンサー（１１）を含むことを特徴とする構造。
【請求項１２】
シリンダ（１，２）の各測定位置（１２〜２１）に組合わされ、測定位置（１２〜２１）の付近を加熱するためにヒーター（２３〜２８）が配置されている請求項１１に記載された構造。
【請求項１３】
センサー（１１）がＩＲセンサーであり、また、ヒーター（２３〜２８）が多数のＩＲカーボン・ライト・ヒーター（１０）を受入れたランプ（９）の形態をしている請求項１２に記載された構造。
【請求項１４】
シリンダの軸受ハウジング（３〜６）内に温度センサーが配置され、また、軸受ハウジング内に空気ヒーターが配置されている請求項１２に記載された構造。
【請求項１５】
ニップを形成する少なくとも一方のシリンダ（１，２）の位置を他方のシリンダ（１，２）に対して変化させるために手段が備えられた請求項１１に記載された構造。
【請求項１６】
センサー（１１）、ヒーター（２３〜２８）、および少なくとも一方のシリンダ（１，２）の位置を変化させる手段がコントローラに連結され、また、コントローラは制御アルゴリズムを有するコンピュータまたはＣＰＵである請求項１５に記載された構造。
【請求項１７】
ファンまたはボルテックス・チューブの形態をした冷却手段がシリンダ（１，２）の端部シャフトに配置されている請求項１１に記載された構造。
【請求項１８】
各センサー（１１）と、組合わされているヒーター（２３〜２８）との間にシールド（２２）が配置され、このシールド（２２）はシリンダ（１，２）から半径方向へ延在している請求項１３に記載された構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は協働してニップを形成する２本のシリンダの温度を制御し釣合わせるシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本のシリンダがニップを形成している多くの状況においては、それらのシリンダ間の距離を或る範囲内に保持することが最も重要である。それらのシリンダの協働する部分が互いに一直線に保持されることもしばしば重要である。
【０００３】
ニップを形成する折目形成用シリンダのような多くの形式のシリンダでは、それらのシリンダが互いに適切に整合されることが重要である。紙または積層材のウェブから容器を形成する機械には、通常、或る段階に折目形成用シリンダが備えられる。折目はパッケージの折曲げを助成するためにウェブに形成される。一方の折目形成用シリンダは、他方のシリンダに備えられている溝と相互作用する突起を有する。折目形成用シリンダの整合が不適当であると、折目形成されるべきウェブを切断することになってしまう。シリンダは加熱されると膨張を生じる。折目形成用シリンダが不均等に加熱されると不均等に膨張し、これによりシリンダの協働部分が適当に整合されないことになる。このようにして、一方のシリンダの突起は他方のシリンダの溝の何れかの側面に当たり、恐らくウェブを切断することになってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述に鑑みて本発明の１つの目的は、折目形成ユニットにおいて不均等な加熱によりウェブが切断されてしまう危険を解消する、または少なくとも減少することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの概念は、ニップを形成する２本のシリンダの温度を制御することである。本発明によれば、軸受および駆動装置を含むシリンダの温度は多数の離れた位置で連続して測定される。温度制御のアルゴリズムは最高記録温度を基準とするもので、この温度が設定温度となる。シリンダの他の部分、軸受および駆動装置はその後でその記録最高温度、すなわち設定温度にまで加熱される。
【０００６】
本発明の他の概念において、シリンダ、軸受および駆動装置の異なる箇所の温度がさらに記録される。シリンダのそれらの異なる箇所を加熱するためにヒーターがさらに備えられる。しかしながら、本発明のこの概念によれば、シリンダは両端で互いに対して変位できるように配置される。一方のみか、または両方のシリンダが変位可能となされる。一方のシリンダまたは両方のシリンダは消し去れた温度に基づいて変位される。
【０００７】
本発明によりシリンダ温度は均一に分布される。本発明のシステムのような制御システムがなければ、最高および最低のニップ・シリンダ温度の差は比較的大きくなるであろう。
【０００８】
本発明は容器形成機械における折目形成用シリンダに関連して一般に説明されるが、当業者は本発明の基本が他のニップ形成シリンダに使用することができることを認識する。
【０００９】
本発明の制御サイクルは、厚さが少なくとも１５０μｍのウェブに対して展開されている。
【００１０】
本発明は以下に例を挙げて、また添付図面を参照してさらに説明される。
【実施例１】
【００１１】
図１には一例として２本のシリンダ１，２が示されている。シリンダ１，２の各端部は軸受ハウジング３，４，５，６に受止められている。１つの軸受ハウジング６が駆動ユニットを含んでいる。
【００１２】
一方の折目形成用シリンダ１はその表面に形成された突起８を有する。突起８は他方の折目形成用シリンダ２の溝７に受入れられるようになされている。シリンダ１，２が不均等に加熱されるならば、それらのシリンダはさまざまな度合いで膨張される。そのような不均等な加熱によって一方の折目形成用シリンダ１の突起８が他方のシリンダ２の溝７に接近しすぎると、折目形成されるべきウェブが突起８と溝７との接触によって切断されることになりかねない。
【００１３】
ヒーター２３〜２８が各シリンダ１，２に沿って配置されている。通常、各シリンダ１，２には各端部に１つずつ、および中央に１つの少なくとも３つのヒーター２３〜２８が、配置される。当業者には、ヒーターの正確な個数はケース毎にシリンダの寸法、感度の指示などに応じて決定されることが分る。図３にはヒーターの一例が示されており、多数のＩＲ光ヒーター１０を有するランプ９である。この実施例において、ヒーターは軸受ハウジング３〜６の内部にも空気ヒーターとされるヒーターが配置され得る。他の実施例では、軸受ハウジング３〜６の内部にヒーターが全くなく、通常は駆動ユニットおよび軸受が使用時の熱の大部分を発生する。軸受ハウジング３〜６は内部にオイルを有しており、このオイルが軸受ハウジング３〜６の内部に発生した熱の分散を助成する。
【００１４】
センサー１１が少なくとも各ヒーター２３〜２８に組合わされているが、他のセンサーを配置することもできる。センサー１１は、シリンダまたはシリンダに組合わされた部品の特定位置で温度を測定する。センサー１１は、通常、ＩＲセンサーとされるが、何れか適当な形式のセンサーを使用することもできる。
【００１５】
使用においてセンサー１１はシリンダ１，２の測定位置１３〜１５，１７〜１９に向けられる。ＩＲセンサーは非接触にて測定を行う。軸受ハウジング３〜６内にストレイン・ゲージのような他の形式の温度ゲージを使用することができる。各軸受ハウジング３〜６において、測定位置１２，１６，２０，２１は確定されている。測定位置１３〜２１は図１に示されている。図１に示す実施例では、６個のヒーター２３〜２８があり、図４に示すように各シリンダ１，２に沿って１個または数個のシールド２２をヒーターとセンサーとの間に配置することができる。シールド２２はシリンダ１，２から離れる方向へ向けて延在される。
【００１６】
本発明の制御システムは最高検出温度を基準にする。前記最高検出温度は他の測定位置１２〜２１の設定温度として使用される。このようにして、特定測定位置の検出温度が最高検出温度位置の温度よりも低いならば、その測定点に組合わされたヒーターが付勢される。最高検出温度との差が所定値よりも大きければ、その組合わされているヒーターは最大能力で付勢される。その差が前記所定値を下回るならば、ヒーターは１００％未満で付勢され、通常はその特定測定位置の温度が設定温度を超えずに接近するように制御される。
【００１７】
測定位置１２〜２１の温度が或る範囲内にある限り、シリンダ１，２は比較的均等に膨張し、これは折目形成されるべきウェブの切断される危険が格段に減少されることを意味する。当業者はこの温度範囲および特定測定位置１２〜２１の間の最大許容温度差が多くの因子、例えばシリンダ１，２の直径、折目形成で協働する突起８および溝７の寸法、ウェブの品質および残留、ウェブ速度によって決まることを認識する。
【００１８】
一例において、特定測定位置１２〜２１での測定温度と設定温度との温度差が２℃を超えるならばヒーター２３〜２８は最大能力で付勢される。この温度差が２℃未満であるときはヒーター２３〜２８は設定温度を超えずに設定温度に近付けるように制御される。１箇所の特定位置の温度が設定温度を越え、その温度が所定の時間経過後もそれまでの設定温度を超えているならば、その最高温度が新たな設定温度になる。一例としてはこの時間間隔は８分に設定された。
【００１９】
他の一実施例では、シリンダ１，２の端部間の距離が変化される。これは、シリンダ１，２のいずれか一方または両方のシリンダ１，２が相対距離を変化させるように互いに対して可動に構成される。通常、シリンダ１，２の一方のシリンダのみが可動に構成される。この実施例では、軸受ハウジング３〜６にヒーターは存在せず、シリンダ１，２に沿って上述の説明と同じようにヒーターが備えられる。この実施例でも、最高検出温度が他の測定位置１２〜２１の設定温度となる。
【００２０】
センサー１１、ヒーター２３〜２８、およびシリンダ１，２の一方または両方を駆動するアクチュエータがコンピュータまたはＣＰＵのようなコントローラに接続される。このコントローラは、ヒーター２３〜２８およびアクチュエータがセンサー１１で検出した温度に基づいて制御されるアルゴリズムを保持する。
【００２１】
幾つかの実施例では、ファン、ボルテックス・チューブまたは他の冷却手段がヒーター２３〜２８とともに配置され、この場合には温度制御は加熱および冷却の組合わせ、または冷却のみによって行われる。冷却手段はしばしばシリンダ１，２の端部シャフトにのみ配置される。
【００２２】
温度範囲および時間間隔は、シリンダ１，２およびシリンダ１，２の折目形成用部分７，８の寸法、シリンダ１，２の予想温度、および折目形成されるべきウェブの品質および寸法に応じて決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を組入れた２本の折目形成用シリンダの概略側面図である。
【図２】図１の折目形成用シリンダのニップ部分の詳細図である。
【図３】本発明とともに試用できるヒーター組立体の一例である。
【図４】図１のシリンダの１つの概略端面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，２  シリンダ
３〜６  軸受ハウジング
７  溝
８  突起
９  ランプ
１０  ＩＲ光ヒーター
１１  ＩＲセンサー
１２〜２１  測定位置
２２  シールド
２３〜２８  ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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