(57)【要約】【課題】切断刃の摩耗が低減されそれによって寿命が延長される、回転裁断装置を提供する。【解決手段】回転している下側カッター（５）ならびにそれと連動するように対向して配置された回転する上側カッター（４）を備え、その間に搬送装置（１１）によって鱗状列流（１２）が挿入され、前記のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方が周囲部に配置された複数の切断刃（６）から形成され、さらに前記カッター（４，５）の駆動を制御するための制御装置（Ｓ）を備えてなる、印刷物（１３）から形成された鱗状列流（１２）の裁断装置において、両方のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方の回転数を搬送装置（１１）の搬送速度と鱗状列流（１２）の厚み（Ｈ）に基づいて制御装置（Ｓ）によって決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転している下側カッター（５）ならびにそれと連動するように対向して配置された回転する上側カッター（４）を備え、その間に搬送装置（１１）によって鱗状列流（１２）が挿入され、前記のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方が周囲部に配置された複数の切断刃（６）から形成され、さらに前記カッター（４，５）の駆動を制御するための制御装置（Ｓ）を備えてなる、印刷物（１３）から形成された鱗状列流（１２）の裁断装置であり、両方のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方の回転数を搬送装置（１１）の搬送速度と鱗状列流（１２）の厚み（Ｈ）に基づいて制御装置（Ｓ）によって決定することを特徴とする装置。
【請求項２】
切断刃（６）によって形成されたカッター（４）の回転数が制御されることを特徴とする請求項１記載の裁断装置。
【請求項３】
上側カッター（４）および／または下側カッター（５）の回転数が制御されることを特徴とする請求項１または２記載の裁断装置。
【請求項４】
両方のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方が回転数制御されたモータ（Ｍ，Ｍ′）によって駆動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の裁断装置。
【請求項５】
上側カッター（４）および下側カッター（５）の両方がそれぞれ互いに独立して回転数制御されたモータ（Ｍ，Ｍ′）によって駆動されることを特徴とする請求項４記載の裁断装置。
【請求項６】
両方のカッター（４，５）のうちの少なくとも一方が製品列流（１２）の搬送速度および／または製品列流の厚み（Ｈ）に基づいて制御されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の裁断装置。
【請求項７】
製品列流（１２）の厚み（Ｈ）を検出するための少なくとも１つの計測手段（２４）、および／または製品列流（１２）の搬送速度を検出するための少なくとも１つの計測手段（２３）を備え、それらの計測手段を少なくとも一方のカッター（４，５）の回転数を制御するために使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の裁断装置。
【請求項８】
切断刃（６）の刃先（１６）が少なくとも５０％の長さ領域で利用されるように、少なくとも一方のカッター（４，５）の回転数を調節することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の裁断装置。
【請求項９】
駆動されているカッター軸に付加すべき応力を測定するための手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の裁断装置。
【請求項１０】
前記応力を判定するために少なくとも１つのモータ（Ｍ，Ｍ′）の電流消費を測定することを特徴とする請求項９記載の裁断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転している下側カッターならびにそれと連動するように対向して配置された回転する上側カッターを備え、その間に搬送装置によって鱗状列流が挿入され、前記のカッターのうちの少なくとも一方が周囲部に配置された複数の切断刃から形成され、さらに前記カッターの駆動を制御するための制御装置を備えてなる、印刷物から形成された鱗状列流の裁断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第３８１３９８１号Ａ明細書（特許文献１）には、この種の回転式裁断装置が記載されている。回転する両方の刃のうちの一方の周囲上に配置された切断刃の形状によって、裁断工程中の印刷物の摺動を防止することができる。その際、切断刃を備えているカッターの周囲速度が印刷物の搬送装置の搬送速度に正確に一致する必要がある。鱗状列流中の厚い印刷物も高い生産性および良好な切断品質で加工することを可能にするため、回転式裁断装置のカッターが欧州特許出願公開第１５１０２８８号Ａ明細書（特許文献２）に記載されているように形成される。発生するカッターの摩耗が裁断品質に影響し、そのため切断刃を規則的に研磨する必要がある。その後研磨は比較的手間がかかり高コストなものとなる。１枚あるいは複数のカッターの交換のために、例えば１０ないし３０分の中断が必要になる。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３８１３９８１号Ａ明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１５１０２８８号Ａ明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の目的は、切断刃の摩耗が低減されそれによって寿命が延長される、回転裁断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題は、冒頭に述べた種類の回転式裁断装置において、両方のカッターのうちの少なくとも一方の回転数を搬送装置の搬送速度と鱗状列流の厚みに基づいて制御装置によって決定することによって解決される。本発明は、この種の回転式裁断装置においてしばしば刃の先端部のみによって裁断されるという理論に基づいている。そのため切断刃はいずれも小さな部分領域のみが、切断刃を理想的に使用した場合に比べて早期に摩耗する。そのような理想的な使用によれば切断刃は７０％まで利用される。しかしながら通常それは、製品流の厚みが最大かつ最大速度で裁断した場合にのみ達成される。しかしながら極めて薄い製品かつ低い搬送速度の場合切断刃は先端のみが切り込まれ、それによって前記のような極めて早期の摩耗がもたらされる。本発明に従って回転数を制御することによって、カッターのうちの少なくとも一方の周囲速度が、裁断される製品の特徴が変更されても常にその製品に最適に適応することが可能になる。ここで主に好適に利用される製品流の特徴は、製品流の厚みならびに搬送速度である。しかしながら製品の材料の種類、特に紙の種類等のその他の特徴を制御のために使用することもできる。
【０００６】
本発明の追加構成によれば、少なくとも一方のカッターが回転数制御されたモータによって駆動される。それによって該当するカッターの極めて簡便かつ正確な速度制御が可能になる。
【０００７】
本発明の追加構成によれば、両方のカッターがそれぞれ回転数制御されたモータによって駆動される。従って、両方のカッターを、互いに独立して精密かつ比較的簡便に制御すべき製品流および／または製品群の特性に適応させることができる。それによって両方のカッターの寿命をさらに延長することができる。
【０００８】
本発明の追加構成によれば、駆動されるカッター軸に付加すべき応力を測定し、その測定結果を裁断状態の検査に使用する。それによって、切断刃がいずれも最適な時点で後研磨あるいは交換されることを保証することができる。さらに摩耗した切断刃による不良な裁断品質を防止することができる。
【０００９】
少なくとも一方のカッターを制御するための好適な特性は、製品流の厚みおよび搬送速度である。１つあるいは複数の別の特性を利用することによって切断刃の摩耗をさらに低減することができる。そのため第３の特性として特に製品の材料の種類、特に紙の種類が使用される。
【００１０】
本発明の別の追加構成によれば、製品群あるいは製品流の厚みを少なくとも一方のカッターの制御に利用する場合、製品流の厚みを測定して適宜な制御装置あるいは調節装置に伝達する、例えばセンサ等の計測手段によって実施される。搬送速度も適宜な計測手段によって測定することができるが、原則的に搬送速度は例えば搬送ベルト等の搬送装置から直接伝達することができる。
【００１１】
本発明のその他の好適な特徴は、添付の従属請求項、以下の説明、ならびに添付図面によって明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１に示されている回転式裁断装置１は、特に新聞、雑誌、折り畳まれた紙葉あるいは個別紙葉等の印刷製品等の製品からなる列流を裁断するよう機能する。製品１３は特に鱗状列流で推進される。製品１３は、例えば図示されていない回転印刷機から搬出され、図２に示されているように搬送装置１１によって矢印１４の方向に搬送される。搬送装置１１は既知の方式で構成され、例えばベルトコンベアとすることができる。搬送装置１１の速度は通常一定であり、前置されている機械、特に印刷機によって与えられる。搬送装置１１の速度は製品１３によって大きく異なったものとなり、比較的低速かあるいは極めて高速であり得る。この速度は、例えば最大１．２ｍ／ｓとなり得る。製品１３は鱗状列流１２の縦方向に沿って裁断され、その図示されていない際製品１３の縁部が切除される。
【００１４】
回転式裁断装置１は装置枠台２を備えていて、その上に上側カッター４と下側カッター５が回転可能に取り付けられている。カッター４は図示されていないが既知の方式のカッター軸を備えていて、それが装置枠台２内に支承されている。そのカッター軸は、同様に装置枠台２内に支承されている下側カッター５のカッター軸と平行に延在している。欧州特許出願公開第１６３７２９５号Ａ明細書によって開示されているように、上側カッター４と下側カッター５との間の裁断間隙を調節するために、下側カッター５のカッター軸をその縦方向に摺動可能にすることができる。
【００１５】
上側カッター４はいわゆるセグメントカッターであって、支持体としてプレート７を備えており、それがフランジ２８によって図示されていないカッター軸上に固定されている。プレート７の周囲上には、硬質合金あるいはその他の適宜な材料から形成された複数の切断刃６が固定的に取り付けられている。それらの切断刃６は、爪と呼ぶこともできる。それらは図２に示されているように製品１３を切断するための刃先１６を有している。それらの刃先１６は、例えば欧州特許出願公開第１５１０２８８号Ａ明細書に記載されているように、円周形状に研磨しなければならない。刃先１６はいずれも先端部１８と角部２０の間に延在している。
【００１６】
上側カッター４はモータＭによって駆動され、そのモータはここでは一部のみが示されているギア３を介して前記上側カッター４のカッター軸に作用している。この上側カッター４は矢印９の方向に駆動される。モータＭは特に電気モータとされ、中でも回転数制御されたサーボモータとされる。
【００１７】
下側カッター５は、円盤形状の支持体２９上に固定された環状部材８を備えている。この環状部材は特に硬質合金から形成され支持体２９上に接着されている。これは、ここでは図示されていないが、後研磨可能な内側面を有している。その内側面と前記切断刃６との間に、０．０３ｍｍないし０．０３５ｍｍの範囲の裁断間隙が存在している。下側カッター５は矢印１０の方向に駆動される。その駆動は受動的なものとすることができ、従って下側カッター５の速度は上側カッター４の速度に自動的に適合する。しかしながら、下側カッター５はモータＭにより図示されていないギアを介して能動的に駆動することもできる。また、下側カッター５は図示されていないギアを介してこの下側カッター５のカッター軸に作用するモータＭ′によって駆動することもできる。このモータＭ′も図１に示されていて、同様に電気モータ、特に回転数制御されたサーボモータとすることが好適である。
【００１８】
図１に示されている回転式裁断装置１においては、上側カッター４あるいはセグメントカッターが上方に配置され、下側カッター５が下方に配置されている。しかしながら、下側カッター５がセグメントカッターとして形成される実施形態も可能であり、従って鱗状列流１２が下方から裁断される。その場合鱗状列流１２は、製品の縁部が下方に位置するように形成される。
【００１９】
図２に示されている鱗状列流１２の厚みＨは、製品１３ならびに鱗状列流の製品の配列に応じて大きく異なったものとなり得る。この厚みＨは、裁断工程の前に図３に示されたセンサ２４あるいはその他の適宜な計測装置によって検出することができる。このセンサ２４は、例えば図３の矢印２１の方向に向かって測定する非接触式の距離計測装置とするか、あるいは機械的な検知装置とすることができる。検出された厚みＨは、モータＭの回転数調節機構に結合された制御装置Ｓに伝達される。下側カッター５がモータＭ′によって駆動される場合、制御信号はさらにモータＭ′の回転数調節機構２６に伝送される。厚みＨの他に、別のセンサ２３によって図３に中で矢印２２によって示された鱗状列流の速度が測定される。このセンサ２３は非接触式とするか、あるいは一般的な機械式速度検出器とすることができる。鱗状列流の速度の測定は当業者においてよく知られている。センサ２３は搬送装置１１に内蔵させることもできる。測定された速度は同様に制御装置Ｓに伝達され、それが適宜な信号を回転数調節機構２５、さらに場合によって回転数調節機構２６に伝送する。
【００２０】
測定された厚みＨおよび／または測定された搬送速度に基づいて、制御装置Ｓが上側カッター４に回転数を与える。この回転数の算定は、刃先１６が最適に裁断工程のために使用されるように実施される。その最適な使用は、図２に示されている領域１７が刃先１６の全長の例えば約７０％を占めているときに達成される。この領域１７は、先端１８から開始して図２に示された当接点Ｐまで延在している。この当接点Ｐは、刃先１６が裁断される製品１３に当接する点である。従って切断刃６は領域１７をもって使用され、従ってその部分が時間の経過によって摩耗する。この領域１７は刃先１６の全長の７０％よりもいくらか小さく、例えば６０％あるいは５０％を占めるようにすることもできる。刃先１６は先端部１８と角部２０の間において直線的に延在することが好適であるが、非直線的な輪郭も可能である。
【００２１】
モータＭ′を備えている場合、１つの特性ならびに特に鱗状列流１２の厚みＨおよび／または速度に基づき、制御装置Ｓによって下側カッター５の回転数を計算することができる。両方のモータＭおよびＭ′の制御は互いに独立していることが好適である。従って両方のカッター４および５の回転数は、鱗状列流１２の厚みおよび／または搬送速度に対応して最適に制御することができる。原則的に、搬送速度または厚みＨの一方のみに基づいた制御も可能である。しかしながら両方の数値を考慮することが好適である。鱗状列流１２の搬送速度が一定でまた製品１３の厚みが異なったものになっても変化しない場合、当然厚みＨのみに基づいて制御を実行することができる。厚みＨが一定で搬送速度が変動する場合、制御は搬送速度に基づいて実行される。
【００２２】
上側カッター４および／または下側カッター５の最適な回転数を計算するために、手動入力あるいは追加的な計測装置の結合によって、鱗状列流１２あるいは製品のその他の特性を制御装置Ｓに付加することができる。
【００２３】
最適に制御した場合、前述したように切断刃６が上面２７（図２）のレベルで製品１３に最適に当接する。裁断工程に際しては、刃先１６によって領域１７で形成される裁断曲線１９が形成される。刃先１６は図２の矢印１５の方向に移動し、製品１３は矢印１４の方向に移動する。従って裁断工程に際して切断刃６と同時に製品１３が移動する。図２には、製品１３に当接する位置の切断刃６、ならびに裁断工程後に製品１３から離れた位置の切断刃６′が示されている。製品１３の速度および／または厚みＨが変化した場合、前述した制御装置Ｓの制御に基づいて上側カッター４の回転数、ならびに必要に応じて下側カッター５の回転数が変更される。当接点Ｐの最適な位置決めのために、回転数に直接相関する上側カッター４の周囲速度が重要である。
【００２４】
制御のために、そのうち幾つかを以下の表に列記する複数のケースが挙げられる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
上記の表のケース１において、搬送速度が等しく保持され、下側カッター５の回転数も等しく保持される。鱗状列流１２の厚みＨが増大すると上側カッター４の回転数が上昇する。厚みＨが縮小されると、上側カッター４の回転数が低下する。制御は、切断刃６が常に最適な当接点Ｐで裁断工程を開始するように実施される。従ってこの場合、上側カッター４の回転数のみが厚みＨに基づいて制御される。ケース９においては、厚みＨおよび搬送速度の両方が上側カッター４および下側カッター５の回転数を制御するためのパラメータとなる。前述した紙の種類等の別のパラメータが制御のために使用される場合はさらに別のケースとなる。最適な制御によってより長い寿命と一定に保持される裁断品質が達成される。
【００２７】
制御に際してさらに各カッター軸あるいは少なくとも一方のカッター軸に付加すべき応力を考慮することもできる。この応力は例えばモータＭおよびＭ′の電流消費を通じて回転数調節機構２５および回転数調節機構２６によって検出し、分析のために制御装置Ｓに伝達することができる。それによって、切断刃６あるいは刃先１６および環状部材８の現状への適応が成される。適宜な表示（通知）によって、切断刃６あるいは硬質合金製環状部材８の後研磨あるいは交換の適時な実施が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る回転式裁断装置を概略的に示した立体図である。
【図２】２枚の切断刃および製品流を部分的に示した裁断工程を説明するための概略図である。
【図３】本発明に係る回転式裁断装置の制御を示したブロック線図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  回転式裁断装置
２  装置枠台
３  ギア
４  上側カッター
５  下側カッター
６  切断刃
７  プレート
８  環状部材
１１  搬送装置
１２  鱗状列流
１３  製品
１６  刃先
１７  領域
１８  先端部
１９  裁断曲線
２０  角部
２３，２４  センサ
２５，２６  回転数調節機構
２９  支持体
Ｍ，Ｍ′  モータ
Ｓ  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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