(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータ（５’，５”）を備えたリニアモータ駆動装置（５）と、
リニアモータ（５’，５”）内に一体に設けられた少なくとも一つのガイドレール（３’，３”）を有するガイドレールシステム（３）と、
移動する材料シート（１１）を張架しかつ支持し、ガイドレール（３’，３”）に沿って、リニアモータ駆動装置（５）によりガイドレール（３’，３”）上を移動するクリップ本体（１）と、
クリップ本体（１）に固定されかつガイドレール（３’，３”）に沿ってクリップ本体（１）の滑動移動を可能にするスライド部材（１７）とを備えたことを特徴とする材料シートの搬送装置。
【請求項２】
リニアモータ駆動装置（５）は、上部リニアモータ（５’）及び下部リニアモータ（５”）を備え、
ガイドレールシステム（３）は、上部リニアモータ（５’）及び下部リニアモータ（５”）にそれぞれ対応して実質的に材料シートの横に設けられた上部ガイドレール（３’）及び下部ガイドレール（３’’）を備え、
上部ガイドレール（３’）及び下部ガイドレール（３”）の縁部上に支持されるスライド部材（１７）を設け、
上部リニアモータ（５’）と下部リニアモータ（５”）との間に上部ガイドレール（３’）と下部ガイドレール（３”）に沿って滑動可能にクリップ本体（１）を支持した請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
上部リニアモータ（５’）と下部リニアモータ（５”）の中心に上部ガイドレール（３’）と下部ガイドレール（３’’）とを一体化して構成した請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
上部ガイドレール（３’）及び下部ガイドレール（３”）は、上部ガイドレール（３’）と下部ガイドレール（３”）との間に設けられたクリップ本体（１）の方向に上部リニアモータ（５’）及び下部リニアモータ（５”）を超えて突出する請求項２に記載の伸長装置。
【請求項５】
上部リニアモータ（５’）と下部リニアモータ（５”）は、それぞれスライド面（５９）を備えた請求項２に記載の搬送装置。
【請求項６】
スライド部材（１７）は、材料シート（１１）に対して実質的に平行に向く水平脚部（１７ａ）と、水平脚部（１７ａ）に対して直角に向きかつガイドレール（３’，３”）の当接面（６３）に支持される垂直脚部（１７ｂ）とを備え、
スライド部材（１７）の水平脚部（１７ａ）は、リニアモータ（５’，５”）のスライド面（５９）により支持されかつスライド面（５９）に当接する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項７】
クリップ本体（１）により保持される永久磁石（２９）を備え、スライド部材（１７）は、永久磁石（２９）とスライド面（５９）との間に配置される請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
スライド部材（１７）は、袋状に形成され、永久磁石（２９）を包囲する請求項７に記載の搬送装置。
【請求項９】
一定距離離間して互いに対向する上部ガイドレール（３’）と下部ガイドレール（３”）の各側壁（７５）にクリップ本体（１）を支持した請求項２に記載の搬送装置。
【請求項１０】
リニアモータ（５’，５”）より突出するガイドレール（３’，３”）の側方の当接面（６３）上に支持されかつクリップ本体（１）に設けられる走行ローラ（７１）を備え、
スライド部材（１７）により材料シート（１１）に対して実質的に横方向にかつ走行ローラ（７１）により材料シート（１１）の面に平行にクリップ本体（１）を支持かつ保持した請求項１に記載の搬送装置。
【請求項１１】
スライド部材（１７）は、材料シートの搬送方向のクリップ本体（１）より短く形成され、クリップ本体（１）に配置される請求項６に記載の搬送装置。
【請求項１２】
リニアモータ（５’，５”）は、クリップ本体（１）に設けられた凹陥部（４１）を備えた多数の薄板（３９）を備え、
薄板（３９）により構成された薄板積層体（２５）の中央に配設されたガイドレール（３’，３”）は、薄板（３９）の凹陥部（４１）に整合して形成された凹陥部（４３）を備える請求項１に記載の搬送装置。
【請求項１３】
リニアモータ（５’，５”）より突出するガイドレール（３’，３”）の部分に走行レール側面（４９）が形成され、
走行レール側面（４９）は、ガイドレール（３’，３”）に固定される請求項１２に記載の搬送装置。
【請求項１４】
上部ガイドレール（３’）に沿ってクリップ本体（１）の走行ローラ（７１）による転動運動及びスライド部材（１７）による滑動運動を可能にした請求項１０に記載の搬送装置。
【請求項１５】
クリップ本体（１）は、移動するシート材料の運動方向に互いに長さ方向にずれて配置されたスライド部材（１７）を備えた請求項１に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、材料シートの搬送装置に関するものである。
特にプラスチックフィルムの製造には、移動する材料シート、即ちプラスチックフィルムを伸長する装置が使用される。
プラスチックフィルムを製造する場合、横方向伸長装置，縦方向伸長装置及び材料シート即ちプラスチックフィルムシートが縦方向及び横方向の伸長を同時に受ける同時伸長装置が知られている。
このために、一般的にはガイドレールに沿って移動される所謂クリップ又はクリップキャリッジによるガイド装置が使用される。
移動する材料シート、特にプラスチックシートを同時に双方向に伸長する装置は、例えばドイツ特許第３７４１５８２号明細書から公知である。この場合、処理すべき材料シートの両側でガイドレールに沿ってチェーンレバーにより互いに連結された多数のクリップ又はクリップキャリッジが循環する。その際、チェーンレバーの特殊な分離ガイドにより、伸長ゾーンに達するまでに長手方向及び横方向の伸長比を調整するように個々のクリップキャリッジの間隔が拡大される。クリップキャリッジ上に設けられた公知の張力装置により、処理すべき材料シートの縁部が把持され、移動される。
フィルムシートの幅伸長及び固定を行う装置は、例えばドイツ特許第４００６４４０号明細書から公知であり、この場合、各チェーン又はクリップキャリッジが、循環する搬送チェーンにより移動され、各クリップキャリッジの間隔が実質的に変更なく保持される。
ドイツ特許出願公開第３３３３９３８号明細書にも公知のように、クリップチェーンは、例えば互いにずれて固定された３つのスライドガイドを介して支持すべきであり、ドイツ特許出願公開第３３３９１５０号明細書からも推定されるように、クリップチェーンは、解放可能なスライド部材を備えるべきである。しかしながら、実際には、多数のガイドレールの長手方向にてクリップキャリッジ上に間隔をあけて取り付けられかつクリップキャリッジを垂直方向及び水平方向に支持する複数のローラを介して案内されるクリップキャリッジを備えた搬送装置が広く普及している。
生産能力を向上するために、シート速度も常に増加している。３００ｍ／分以上のシート速度は珍しくない。特に個々のクリップキャリッジの無視できない質量にも、当然にローラ及び軸受及びガイドレールの荷重が増大する。
例えば、米国特許第５０７２４９３号明細書等に示される同時伸長装置では、シート速度を高めかつ故障の可能性を最小化するために、走行ローラによりガイドレールに沿って移動可能なクリップキャリッジをリニアモータにより運転することが提案されている。これは、基本的にクリップキャリッジを個々に制御しかつ加速すると共に、例えばドイツ特許第３７４１５８２号明細書による同時伸長装置とは異なり、個々のクリップキャリッジを連結するチェーンレバーを省略できる可能性を開示している。
しかしながら、搬送速度及びシート速度が増大するにつれて、移動されるシート及びクリップキャリッジが、クリップキャリッジに作用する力を増大させるので、発生する負荷、特に軸受負荷に基づいて、搬送システム全体の寿命が制限され、しばしば故障により、修理が必要となる。
米国特許第５０７２４９３号明細書から公知の同時伸長装置では、クリップ本体がガイドシステム上で互いに独立して移動するので、個々のクリップキャリッジを連結しかつこれらを垂直方向に安定させるチェーンがない。この場合、ローラシステム及びローラ軸受のガイド精度に関する特に高い要求がある。特にシート速度が３００ｍ／分以上の場合に、非常に高い製作公差精度を必要とし、これは当然に相当なコストアップになる。しかしながら、高い製作公差精度を保持すれば、ローラレール及び走行ローラの寿命が比較的制限されかつ荷重を低減するために最大許容速度が明白に制限される。軸受力及び温度で発生する高い循環速度の摩擦システムの故障メカニズムにより短縮される軸受寿命の制限及びローラが接触する際の高い面圧により、これらの制限が発生する。
従って、本発明の目的は、前記技術的課題を解決して、特にクリップキャリッジに対する比較的低い負荷の際に、高い循環速度が可能な移動する材料シートの改良された搬送装置、特にプラスチックフィルムシートの伸長装置を提供することにある。
本発明は、請求の範囲１に特徴づけた技術的思想により上記課題を解決する。本発明の有利な実施態様をその他の請求の範囲に示す。
本発明による材料シートの搬送装置は、リニアモータを備えたリニアモータ駆動装置と、リニアモータ内に一体に設けられた少なくとも一つのガイドレールを有するガイドレールシステムと、移動する材料シートを張架しかつ支持し、ガイドレールに沿って、リニアモータ駆動装置によりガイドレール上を移動するクリップ本体と、クリップ本体に固定されかつガイドレールに沿ってクリップ本体の滑動移動を可能にするスライド部材とを備える。
本発明によれば、多くの重要な利点を実現できる。
本発明による装置、特に同時伸長装置の装置は、リニアモータの使用によりガイドシステムに沿って運転されるクリップ本体を含む。その際、本発明では、ガイド装置に対する特に望ましい力の分散が可能となるガイドレール又はガイドレール部分（所謂二重レール）がリニアモータの中又は上に設けられる。さらに、この配置によって、プラスチックフィルムシートを伸長する場合に加熱に必要な空気流をフィルムのより近くに導けるので、搬送システムの全高を減少できる。かくて、全体として装置の縮小構造を達成しかつ特に投資コストを低減できる。
本発明では、クリップ本体は、少なくとも部分的に、スライド部材により、ガイドレールシステムに、移動可能に支持される。好適な実施形態では、軸受は、専らスライド部材（軸受）により形成される。特に本発明による構成及び配置に関して力の最適な分散により、ガイドレールは、リニアモータ駆動装置の上又は中に一体化され、スライド部材（軸受）の使用によって、特に最適な力の分散が生ずる。これにより、寿命が全体として明らかに長くなり、このクリップ配置に関する故障のリスクが低減される。これにより、装置の運転の際に、停止時間が減少し、より高い生産能力が得られる。
特に好適な実施形態では、一つ又はそれ以上のスライド部材が、本来のガイドレール部分にスライドして支持されず又は支持されるだけでなく、作用面及びリニアモータ自体のハウジング壁部（又はリニアモータを保護するカバー壁部）が、スライド面として役立つ。本発明の他の構成では、リニアモータとクリップ本体に備えられた磁石（永久磁石）との間に構成された空隙内にスライド部材の材料を配置することが可能である。
特に、リニアモータに構成されたスライド面に対して９０度だけ横向きに作用する支持力を、リニアモータを越えて突出する別のガイドレール部分に支持させると共に、この場合好ましくは同様にスライド部材（軸受）又は別のローラ軸受が可能である。
本発明の他の利点、詳細及び特徴は、以下に、図面について説明する実施の形態から明らかとなろう。
図１は、ガイドレールと、それに沿って移動可能でリニアモータにより運転可能なクリップキャリッジの長手方向に垂直な概略横断面図を示す。
図２Ａは、ガイドレールシステムに保持されたクリップ本体の概略的な一部破断斜視図を示す。
図２Ｂは、図２Ａに示すクリップ本体の斜視図を示す。
図３は、図１に示す上部リニアモータの概略的な拡大詳細図を示す。
図４は、一体化されたガイドレールを備えたリニアモータの一部破断概略側面図を示す。
図５は、他の実施例の図１とは異なる方向の横断面図を示す。
図１は、ガイドレールシステム３に沿って（即ち図面に対して垂直に）リニアモータ駆動装置５によって移動できるクリップ本体１の概略正面図を示す。
クリップ本体１は、揺動軸７の周りに揺動可能な張架レバー又はクリップレバー９を備える。
材料シート、即ちプラスチックフィルムを製造する場合に、点線で示す材料シート面１１に沿って伸長すべきプラスチックフィルムシートの縁部は、材料シートの移動中、特に伸長工程の間、クリップレバー９の下方の張架位置９’と所謂クリップ台１３との間で張架して保持される。これにより、材料シートを介してクリップ本体１に矢印に沿う引張力が加えられる。材料シートの反対側の対応するクリップ本体１は、他のガイドレールシステム上を対称的に走行する。
図１の実施例では、ガイドレールシステム３は、材料シート面１１に対して垂直に、即ち材料シート引張力ＺＫに対して垂直な共通のガイドレール面内で整合する上部ガイドレール３’と、下部ガイドレール３”とから構成される。
上部ガイドレール３’と下部ガイドレール３”は、Ｃ字形断面のガイドレール支持部材２１の一部である。上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”の支持部材２１の上支持部２１’及び下支持部２１”は、同時に、リニアモータ５のモータホルダとして使用される。上部リニアモータ５’及び下部リニアモータ５”は、多数の強磁性の薄板（鉄）を有する薄板積層体２５を備え、強磁性の薄板は、渦電流効果を回避し又は低減する例えば絶縁層を設けて互いに電気的に絶縁される。
図３及び図４の概略的な横断面図に示すように、整列して互いに重なる強磁性の薄板３９に長手方向に隔置して凹陥部４１が設けられ、モータホルダーとして役立つ上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”の支持部材２１の上支持部２１’及び下支持部２１’’に対向して薄板３９が配置され、巻線ヘッド４２を構成する多数の個々のワイヤが凹陥部４１中を通る。
上部リニアモータ５’と下部リニアモータ５”に対応する上部ガイドレール３’と下部ガイドレール３”は、二重レールを構成するレールシステム３として上部リニアモータ５’と下部リニアモータ５”の中心、即ち各薄板積層体２５の中心に一体に構成される。
図４の側面図に示すように、上部ガイドレール３’又は下部ガイドレール３”は、多数の凹陥部４３を備える。凹陥部４３は、（クリップ本体１とは反対側にある）自由端４５から上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”内に設けられ、凹陥部４３は、薄板３９内の凹陥部４１に整合しかつ材料シートに対して横向きに形成される。従って、適宜の指状部分４７は、薄板３９の積層体の下縁を越えて突出する。この配置は、関連する凹陥部４１内に巻線ヘッド４２の巻線ワイヤを嵌入させて巻線ヘッド４２を製造できる可能性を示す。連続的な走行レールを達成するために、図３及び図４に示す個々のＵ字形の走行レール側面４９は、指状部分４７上に取り付けられ、例えば指状部分４７に設けられたボア５３を貫通するリベット５１により固定される。
図示の実施例では、走行レール側面４９が薄板積層体２５を形成しかつスライド面５９として役立つ壁面に達するように、走行レール側面４９の高さが選定される。
図１の断面図から明らかなように、実質的に角形のスライド部材（スライド軸受）１７を使用し、スライド部材１７は、先ずリニアモータを形成するスライド面５９上に配置された水平脚部１７ａと、次にガイドレール３’，３”の関連する側方の当接面６３に垂直に当接する垂直脚部１７ｂとを備え、当接面６３は、ガイドレール３’，３”を覆う走行レール側面４９の側壁により形成される。しかしながら、リニアモータ５’、５”の薄板積層体２５上に設けられるスライド面５９上に支持される構成に加えて又はこの構成に代えて、下方又は上方に整合する（即ち材料シートに対して横向きの）上部ガイドレール３’と下部ガイドレール３”の縁部上に支持されるように、スライド部材１７を構成できる。
適当な方法により、スライド部材１７は、クリップ本体１に保持され固定される。（例えば、スライド部材１７及び／又はクリップ本体１のガイド凹陥部１９の隣接する部分に互いに係合する形状的な連結により、スライド部材１７が固定される。しかしながら、例えば接着技術又は加硫技術を使用する他の構成又は補完によるスライド部材１７の力学的な固定も可能である。）
図１及び図２Ａ又は図２Ｂに付加的にのみ示すように、一般に、スライド部材１７又はスライド部材１７の各部分は、ガイドレール３に対して平行に延びるクリップ本体１の長さより短い寸法を有する。これにより、各クリップ本体１上にその長手方向にずれて、多数のスライド部材１７又はスライド部材１７の部分が構成される。
図２Ａ及び図２Ｂから明らかなように、クリップ本体１の形状のため、ガイドレール３’，３”に対向する各スライド部材１７又はスライド部材１７の各断面をガイドレール３’，３”の長手方向にずれて配置して、ガイドレール３’，３”に対してクリップキャリッジ１をできるだけ最適なガイド間隔が維持される。
特に図１から更に明らかなように、クリップ本体１に取り付けられた磁石２９、即ち永久磁石２９は、スライド部材１７の関連する水平脚部１７ａ内に挿入される。これにより、リニアモータ５’，５”の薄板積層体２５の隣接する壁面と磁石２９との間に形成される空隙内にスライド部材１７の材料が配置される。かくて、リニアモータ５’，５”の永久磁石２９と対応するスライド面５９との間に予め決定された間隔を最適に保持することができる。
各クリップ本体１を支持するガイドレールシステム３は、中心に配設された上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”だけでなく、同時に薄板積層体２５、即ち上部リニアモータ５’及び下部リニアモータ５”自体も包囲することは前記構成から明らかである。即ち、伸長すべきプラスチックフィルムの材料シートに対して垂直な方向にスライド部材１７を上部リニアモータ５’と下部リニアモータ５”上に直接支持させかつ材料シートに対して平行な方向の上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”の対応する側壁、即ち当接面６３に支持させるため、前記構造が得られる。
モータホルダーとして役立つ上部ガイドレール支持部材２１’及び下部ガイドレール支持部材２１”に冷却媒体が流れる冷却ボア６５を設ければ、完全である。対応するＵ字形の凹陥部内に設けられるネジ６７により、ガイドレール３’，３”の長手方向の後端が、冷却ボア６５間に解放可能に固定される。同時に、上部遮蔽部材６９’及び下部遮蔽部材６９”がクリップレバー９側に設けられ、クリップレバー９の揺動軸７の高さまで延びる上部遮蔽部材６９’は、クリップレバー９を材料シート側で覆い、クリップ台１３から後方に配設される下部遮蔽部材６９”は、材料シートの張架面１１より高い位置付近まで延びることが好ましい。
上部リニアモータ５’と下部リニアモータ５”側のスライド面５９に対して垂直な方向にのみスライド部材１７によるスライド軸受が有効でありかつ上部ガイドレール３’と下部ガイドレール３”の対向する両側面、即ち当接面６３上に支持される走行ローラ７１を介して材料シートに対して実質的に平行な方向に作用する引張力を支持する点で、図５の実施例は、図１による実施例とは異なる。
例えばポリアミド等のより高い特別の伸長力を必要とする材料又は特により厚いプラスチックフィルムの場合に、スライド部材（軸受）軸受により大きな力が発生する材料を伸長する場合に、図５の実施の形態は、有利である。特に、ガイドシステムの中心線とフィルム伸長装置との間に形成されるレバーアームにより、付加的な軸受力が発生する。図５の実施例では、付加的な軸受力は、走行ローラ７１を介して支持されるが、リニア駆動装置に必要な永久磁石２９の引張力により発生する垂直力は、十分に平衡しかつより大面積のスライド部材（軸受）軸受を介して支持される。
しかしながら、最後に、図１の実施例とは異なり、材料シートに平行な方向に側面で支持されるばかりでなく、上部ガイドレール３’及び下部ガイドレール３”の水平な端部側壁７５（図３）上でも支持されるスライド部材１７又はスライド部材１７の部分を使用することができる。これにより、上部リニアモータ５’及び下部リニアモータ５”の薄板積層体２５上での垂直方向支持が省略される。その際、薄板積層体２５の隣接する壁部と永久磁石２９との間の前記空隙は、そのまま残る。
この場合、図１の横断面図に示せばＵ字形に形成されるスライド部材１７又はスライド部材１７の部分は、走行レール側面４９上を覆う。同様に、Ｕ字形だけでなく、上部ガイドレール３’と下部ガイドレール３”の端部側壁７５に支持される角形のスライド断面でも、走行レール側面４９の一つ又は互いに対向する当接面６３に支持しても、クリップキャリッジ１の長手方向にずれて配置されても、スライド部材１７を使用することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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