DE10129618A1 - Folie mit einer Sollbruchlinie sowie Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung dieser Sollbruchlinie - Google Patents

Folie mit einer Sollbruchlinie sowie Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung dieser Sollbruchlinie

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DE10129618A1 DE2001129618 DE10129618A DE10129618A1 DE 10129618 A1 DE10129618 A1 DE 10129618A1 DE 2001129618 DE2001129618 DE 2001129618 DE 10129618 A DE10129618 A DE 10129618A DE 10129618 A1 DE10129618 A1 DE 10129618A1
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Abstract

Folie mit einer Sollbruchlinie, wie sie insbesondere als Dekorfolie für eine Airbagabdeckung verwendet werden kann sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen einer solchen Sollbruchlinie 1 in die Folie 2. Die Sollbruchlinie 1 wird durch mechanisches Schwächen erzeugt, indem Löcher aus der Folie 2 herausgeschält werden. Es ist hierfür insbesondere ein geeignetes Schälmesser 11 beschrieben, dessen Geometrie für die Lochform bestimmend ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Folie mit einer Sollbruchlinie, wie sie insbesondere als Dekorfolie für eine Airbagabdeckung verwendet werden kann sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen einer solchen Sollbruchlinie in die Folie. An eine Sollbruchlinie in der Dekorfolie für eine Airbagabdeckung werden im Unterschied zu vielen anderen Anwendungen, in denen Sollbruchlinien in dünnen Materialbahnen erzeugt werden, besondere Qualitätsforderungen gerichtet.
  • Sollbruchlinien in Verpackungsmitteln werden beispielweise in der Regel manuell geöffnet. Auf die an die Sollbruchlinie angrenzenden Materialbahnhälften greifen dabei Zugkräfte im entgegengesetzten Richtungssinn an und trennen die Sollbruchlinie von einem definierten Startpunkt aus auf. Es ist zwar von Vorteil, aber nicht notwendig, dass die dazu erforderliche Aufreißkraft über die gesamte Sollbruchlinie konstant ist bzw. die Sollbruchlinien im Vergleich zueinander mit einer gleichen Aufreißkraft geöffnet werden können. Derartige Sollbruchlinien, die in der Regel als Aufreißhilfe dienen, sind zweckmäßigerweise auch als solche deutlich sichtbar gekennzeichnet und mit ihrer Linienführung für den Verbraucher erkennbar. In den üblichen Verpackungsmaterialien werden die Sollbruchlinien durch Falzen oder Prägen (bei Papierstoffen) bzw. Schneiden oder Perforieren (bei Kunststoffen und Papierstoffen) erzeugt.
  • Im Unterschied zu einer Sollbruchlinie in Verpackungsmitteln soll die Sollbruchlinie in der Dekorfolie einer Airbagabdeckung auf der unbearbeiteten Oberfläche, die im montierten Zustand dem Fahrgastraum zugewandt ist, unsichtbar sein und mit einer definierten Aufreißkraft zuverlässig bei der Aktivierung des Airbags, der schlagartig flächig auf die Folie drückt, öffnen. Es ist heutzutage geforderter Standard, dass der Hersteller einer Airbag Abdeckung die definierte Aufreißkraft und damit die Reißfestigkeit der Sollbruchlinie neben Materialdaten durch die Angabe der geometrischen Größen der Sollbruchlinie dokumentiert. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die entscheidenden geometrischen Größen der Sollbruchlinie während deren Erzeugung bzw. anschließend zu erfassen. Die meisten aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nutzen hierzu optische Messverfahren und vermessen die Tiefe des Materialabtrages bzw. des Materialschnittes auf der Sollbruchlinie, unter der Voraussetzung, dass die Dekorfolie eine konstante Dicke aufweist. Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen im Wissen um Dickenschwankungen der Dekorfolie die Restwandstärke erfasst wird.
  • Unter dem Blickwinkel der Nachweisbarkeit der Reißfestigkeit der konkret erzeugten Sollbruchlinie, deren dauerhaften Unsichtbarkeit und reproduzierbaren Qualität sowie dem zur Herstellung erforderlichen verfahrenstechnischen und gerätetechnischen Aufwand soll nachfolgend der Stand der Technik analysiert werden. Wie sich gezeigt hat, wird dieser Stand der Technik im Wesentlichen tatsächlich von Lösungen gebildet, die konkret eine Airbagabdeckung sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung einer Sollbruchlinie in Airbagabdeckungen betreffen. Die Erfindung ist deshalb jedoch nicht an diese Anwendung gebunden. Sie ist vielmehr hierfür besonders geeignet.
  • Die in der Literatur beschriebenen und auch aus der Praxis bekannten Airbagabdeckungen bestehen in der Regel aus einer starren, der Airbagabdeckung ihre Form gebenden Substratschicht, hinter der sich der Airbag in einer Airbagaufnahmekammer befindet bzw. in die eine Airbagaufnahmekammer integriert ist und einer weichen Schaumstoffschicht, die zum Fahrgastraum hin mit einer Dekorfolie überzogen ist. Anstatt mit einer Dekorfolie kann diese Schaumstoffschicht auch mit einer Abdeckschicht aus einem Naturmaterial, wie einer Lederhaut oder einem Furnier überzogen sein. Für die nachfolgenden Darlegungen soll diese Abdeckschicht, unabhängig aus welchem Material sie besteht, als Folie bezeichnet werden.
  • Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Sollbruchlinien in Airbagabdeckungen können grundsätzlich unterschieden werden in solche Verfahren, bei denen die Sollbruchlinie in die in ihrem Schichtaufbau fertige Airbagabdeckung eingebracht wird und in solche, bei denen die Sollbruchlinie erst in die Folie eingebracht wird, bevor diese anschließend mit den anderen vorgefertigten Schichten der Airbagabdeckung verbunden wird. Im Weiteren werden insbesondere die Lösungen betrachtet, bei denen die Sollbruchlinie nur in die Folie eingebracht wird.
  • Es ist beispielsweise bekannt, die Sollbruchlinie durch eine Schweißnaht (DE 33 15 535) durch einen tiefgezogenen Kanal mit einer HF-Prägung (DE 39 04 977) durch eine mittels Laser erzeugte Perforations- oder Schnittlinie (US 5,744,776) oder eine mechanisch erzeugte Schnittlinie (US 5,082,310; DE 43 44 523) zu bilden.
  • In der DE 43 44 523 ist eine Folie (hier Abdeckelement) beschrieben, die auf der dem Airbag zugewandten Seite mindestens längs einer Linie einen geringeren Querschnitt (Sollbruchlinie) aufweist. Vorteilhafterweise soll die Sollbruchlinie ein Materialeinschnitt mit einer verbleibenden definierten Restwandstärke sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Folie, bevor der Einschnitt erfolgt, auf eine zylindrisch geformte Unterlage aufgebracht. Der Einschnitt wird längs der Zylinderachse eingebracht, so dass die Folie nach dem Einschneiden auseinander klafft und ein V-förmiger Spalt gebildet wird. Unmittelbar nach der Herstellung des Einschnittes wird die verbleibende Restwandstärke optisch ermittelt. Dazu soll eine Strahlung in den Spalt gerichtet werden, die aufgrund der Spaltform bis zum tiefsten Punkt des Spaltes vordringen kann und von dort reflektiert wird. Praktisch erscheint es zweifelhaft, dass eine Messstrahlung in der Spitze des V-förmigen Spaltes einen so geringen Bündelquerschnitt aufweist, dass tatsächlich die Strahlung am Boden und nicht an den Seitenwänden reflektiert wird. Auch wird sich eine Sollbruchlinie, die durch einen kontinuierlichen Tiefenschnitt gebildet wird, langfristig auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite abbilden und damit unerwünscht sichtbar werden.
  • In der US 5,082,310 ist ebenfalls das Einbringen einer Sollbruchlinie in eine einen Airbag abdeckenden Folie (hier Haut) durch Einschneiden beschrieben. Durch das Einschneiden soll eine Rille konstanter Tiefe erzeugt werden. Es wird vorgeschlagen, den Schnitt mit einem geeigneten Schneidblatt auszuführen, welches an Führungselementen montiert ist, die ein definiertes Eindringen des Schneidblattes in die Folie bewirken. Die Führungselemente können z. B. Rollen sein, die auf der Oberfläche der Folie entlang der Schnittlinie abrollen. Um das Zusammendrücken der Folie unter der Einwirkung des Schneidblattes zu vermeiden, wird die Folie auf einer Unterlage positioniert, welche sich leichter zusammendrücken lässt als die Folie. Damit kann die Folie gegenüber dem Schneidblatt leicht zurückweichen, um ein übermäßiges Zusammendrücken zu vermeiden, welches zu einem ungleichmäßigen Ergebnis führt. Die Tiefe des Einschnittes soll vorteilhaft von der Schnittmitte mit einer maximalen Tiefe zu den Schnittenden mit einer geringeren Tiefe mittels einer Kurvensteuerung variierbar sein.
  • Mit der beschriebenen Lösung wird ein Schnitt in die Folie erzeugt, der unmittelbar hinter dem Schneidblatt geschlossen wird. Ein Vermessen der Schnitttiefe bzw. der verbleibenden Restwandstärke während oder nach dem Schneidverfahren ist somit nicht möglich.
  • Ein wesentlicher Nachteil aller Verfahren, die in die Folie einen scharfen Schnitt einbringen, liegt darin, dass die Weiterreißfestigkeit an den Schnittenden sehr gering ist und es infolge von Temperaturschwankungen oder gebrauchsbedingten Erschütterungen im Fahrzeug zum unerwünschten und unkontrollierten Weiterreißen kommen kann. Außerdem ist eine Abbildung der Sollbruchlinie auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Airbagabdeckung durch Ermüdung und Einsacken des Restmaterials langfristig nicht zu vermeiden. Um die Schnitttiefe oder die Restwandstärke in einem scharfen Schnitt zu vermessen, bedarf es, wie in DE 43 44 523 gezeigt, besonderer Maßnahmen, um die durch den Schnitt voneinander getrennten Materialhälften aufzuspreizen.
  • Eine ganz andere Idee für die Herstellung einer Sollbruchlinie in einer Folie ist in der DE 33 15 535 offenbart. Im Unterschied zu den bisher aufgezeigten Lösungen, in denen die Materialschwächung durch eine teilweise Materialtrennung oder einen Materialabtrag erzielt wird, werden hier zwei Folien miteinander so verschweißt, dass die Schweißnaht eine geringere Reißfestigkeit aufweist als die Folie selbst. Es sein dahingestellt, ob mit einer solchen Lösung eine reproduzierbare und über die Länge der Sollbruchstelle konstante Reißfestigkeit gewährleistet werden kann. In jedem Fall erscheint es sicher, dass die Nahtstelle nicht wenigstens von einer Seite der Folie her unsichtbar gestaltet werden kann.
  • Ein optisch einwandfreies Erscheinungsbild der Folie (hier Abdeckung) zu erreichen war die Aufgabe der in der DE 39 04 977 beanspruchten Lösung. Hier wird vorgeschlagen, im Bereich der geplanten Sollbruchlinie die durchgehend erwärmte Folie derart tief zu ziehen, dass im Sollbruchlinienbereich ein gegenüber der angrenzenden Fläche eingezogener Kanal gebildet wird und am Kanalgrund durch HF-Prägung eine Wandstärkenverringerung der Folie vorgenommen wird, die die Sollbruchlinie definiert.
  • Auch die in der DE 41 15 886 offenbarte Sollbruchlinie ist mit keinem materialabtragenden Verfahren herstellbar. Es ist vielmehr davon auszugehen, dass der Anmelder der DE 41 15 886 bei der Herstellung seiner beschriebenen Sollbruchlinie an ein formgebendes oder verformendes Verfahren denkt.
  • Die hier beschriebene Folie (Abdeckung) weist eine kontinuierliche Nut auf, in die mit einem Abstand zueinander Löcher eingebracht sind. Diese Löcher sollen durch Form, Größe und Abstand zueinander eine zusätzliche Materialschwächung auf der Sollbruchlinie bewirken, um hier den gezielten Bruch der Linie einzuleiten. Es werden unterschiedliche Lochformen vorgeschlagen, die jedoch alle mindestens zwei scharfkantige Ecken aufweisen, die in Richtung der Sollbruchlinie spitzwinklig auf die Sollbruchlinie zulaufen.
  • In einer solchen Folie (hier Abdeckung) kommt es, wenn der darunter positionierte Airbag aktiviert wird, dazu, dass der Teil der Sollbruchlinie, der die am engsten beabstandeten Löcher und der demgemäss die geringste Reißfestigkeit hat, aufzureißen beginnt. Wenn das Aufreißen einmal begonnen hat, wird es von den scharfen Enden der Löcher auf die scharfen Enden der benachbarten Löcher übertragen und breitet sich schnell entlang der Sollbruchlinie aus.
  • Als konkrete Ausführungsform für die Löcher wird beispielsweise eine hexagonale Form und eine Linsenform angeboten, wobei erklärt wird, dass es grundsätzlich auch möglich ist, die Sollbruchlinie statt aus einer Kombination von Nut und Löchern nur aus einer Anordnung von Löchern zu bilden. Zwingend für die Erfüllung der gestellten Aufgabe scheint lediglich das Vorhandensein und die Ausrichtung der scharfen spitzwinkligen Ecken an den Löchern. Man kann davon ausgehen, dass es gewollt ist, dass die Tiefe der Löcher über ihre Längsausdehnung in Richtung der Sollbruchlinie konstant sein soll.
  • Eine weitere Möglichkeit, eine für den Fahrzeuginsassen unauffällige Sollbruchlinie in eine Airbagabdeckung auszubilden, ist in der DE 44 11 283 beschrieben, wo eine Folie (hier Deckschicht) entlang einer querschnittsgeschwächten Aufreißlinie eine einreihige, mit einer Nadel eingestochene Punktperforation aufweist, welche durch Erwärmen zu einer Mikroperforation geschrumpft wird.
  • Bei den vier zuvor beschriebenen Lösungen ist die Folie während des Einbringens der Sollbruchlinie mehr oder weniger einer thermischen Belastung ausgesetzt. Die dabei auftretenden Materialveränderungen, die auch eine Auswirkung auf die Reißfestigkeit haben können, lassen sich nur schwer erfassen, um eine reproduzierbare Reißfestigkeit zu dokumentieren.
  • Aus dem jüngeren Stand der Technik sind verstärkt Lösungen bekannt, bei denen die Sollbruchlinie mittels eines Lasers einen kontinuierlichen Schnitt oder eine Perforationslinie erzeugt. Genannt sei hier die US 5,744,776, bei der ein gesteuerter Laserstrahl entlang der gewünschten Sollbruchlinie geführt wird, der eine Rille genauer Tiefe und Breite in der Folie erzeugt. In Abhängigkeit von der Restwandstärke am Bearbeitungsort kann die Laserleistung und die Relativbewegung zwischen Folie und Laser gesteuert werden.
  • Die erreichbaren Bearbeitungsgeschwindigkeiten liegen bei denen des mechanischen Schneidens. Allerdings sind der Platzbedarf und die Anschaffungskosten für Laserschneidanlagen wesentlich höher als für in der Anwendung vergleichbare Anlagen, die mit mechanischem Schnittwerkzeug arbeiten. Auch müssen Maßnahmen getroffen werden, um bei der Laserbearbeitung entstehende Verbrennungsrückstände zu entsorgen und die Lasersicherheit zu gewährleisten. Obwohl bei diesem Verfahren die Bearbeitungstiefe über die Erfassung der Restwandstärke gesteuert wird, ist die Reproduzierbarkeit der Reißfestigkeit auch hier wie bei den beschriebenen thermischen Verfahren durch Materialveränderungen und Geometrieschwankungen der entstehenden Sollbruchlinie beschränkt.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Folie mit einer Sollbruchlinie zu schaffen, die eine hohe Weiterreißfestigkeit an ihren Enden und eine sehr genau reproduzierbare Reißfestigkeit über ihre Länge aufweist sowie dauerhaft auf einer Oberflächenseite unsichtbar bleibt.
  • Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu Erzeugung einer solchen Sollbruchlinie zu schaffen, wobei keine Materialveränderungen bewirkt werden, eine definierte reproduzierbare Geometrie der Sollbruchlinie sicher gestellt ist und die Materialdicke auf der Sollbruchlinie erfasst werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Folie mit einer Sollbruchlinie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Löcher eine Gewölbeform aufweisen, die in jedem Schnittbild in einer Schnittebene durch die Dicke (c) der Folie (2) verlaufend, eine konkave Oberflächenlinie ohne scharfe Kanten darstellt. Hiermit und mit den in den Unteransprüchen 2 und 3 aufgezeigten vorteilhaften Ausführungsformen wird eine Sollbruchlinie vorgeschlagen, die durch die erfindungsgemäße Geometrie der Löcher deren Variation und Anordnung zueinander ein gewünschtes reproduzierbares Aufreißverhalten aufweist. Die Lochgeometrie sichert auch langfristig ab, dass die Sollbruchlinie sich auf der Rückseite der Folie nicht abbildet und bietet einen einfachen Zugang für eine Messstrahlung zur Erfassung der Lochtiefe oder der Restwandstärke.
  • Für eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4 wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass das Schneidwerkzeug ein rotierendes Schälmesser (11) ist.
  • Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen 5 und 6 beschrieben.
  • Für ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7 wird die Erfindung dadurch gelöst, dass die Löcher durch Herausschälen erzeugt werden. Mit dem Herausschälen werden Löcher identischer Geometrie und identischer Abmessungen geschaffen, wobei das Restmaterial keine Veränderung erfährt und somit eine Sollbruchlinie reproduzierbarer Reißfestigkeit entsteht.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
  • Fig. 1a Längsschnitt durch ein Loch der Sollbruchlinie,
  • Fig. 1b Querschnitt durch ein Loch der Sollbruchlinie,
  • Fig. 1c Draufsicht auf ein Loch der Sollbruchlinie,
  • Fig. 2a Sollbruchlinie mit Löchern entsprechend den Fig. 1, deren Längsachsen in Richtung der Sollbruchlinie ausgerichtet sind,
  • Fig. 2b Sollbruchlinie mit Löchern entsprechend den Fig. 1, deren Längsachsen quer zur Richtung der Sollbruchlinie ausgerichtet sind,
  • Fig. 2c Sollbruchlinie mit Löchern entsprechend den Fig. 1, deren Längsachsen in einem spitzen Winkel zur Richtung der Sollbruchlinie ausgerichtet sind,
  • Fig. 3a Sollbruchlinie mit Löchern gebildet durch Überlagerung von jeweils zwei Löchern entsprechend den Fig. 1,
  • Fig. 3b Sollbruchlinie mit Löchern entsprechend den Fig. 1, deren Längsachsen alternierend mit entgegengesetztem Winkel zur Richtung der Sollbruchlinie ausgerichtet sind,
  • Fig. 4a Sollbruchlinie mit Löchern entsprechend den Fig. 1, die sich in Richtung der Sollbruchlinie überlappen,
  • Fig. 4b Sollbruchlinie entsprechend Fig. 4a in Schnittdarstellung,
  • Fig. 5 Prinzipaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • Fig. 6a Schälmesser, V-förmig in perspektivischer Seitenansicht,
  • Fig. 6b Schälmesser entsprechend Fig. 6a in perspektivischer Vorderansicht,
  • Fig. 7a Schälmesser, U-förmig in perspektivischer Seitenansicht,
  • Fig. 7b Schälmesser entsprechend Fig. 7a in perspektivischer Vorderansicht,
  • Fig. 8 drei Positionen des Schälmessers 11 zur Folie 2.
  • Die erfindungsgemäße Folie 2 mit einer Sollbruchlinie 1 zeichnet sich rein optisch gegenüber solchen aus dem Stand der Technik bekannten Folien 2 durch eine neue Geometrie der Sollbruchlinie 1 aus. Diese besteht in der linienförmigen Aneinanderreihung von gewölbeförmigen Löchern, welche die Folie 2 mit der Dicke c nicht vollständig durchdringen. Die Gewölbeform der Löcher ist in jeder Schnittebene in Richtung der Dicke c gegeben. Gleich einem Gewölbe als Bauwerk trägt sich das angrenzende Material selbst, so dass es selbst bei geringsten Restwandstärken die Materialschwächung auf der unbearbeiteten Oberflächenseite auch langfristig nicht sichtbar wird. Die Löcher sind zu einer ersten Ebene 5 der genannten Schnittebenen durch eine Längsachse 3 und zu einer zweiten Ebene 6 der genannten Schnittebenen durch eine Querachse 4 spiegelsymmetrisch ausgebildet.
  • Im Schnitt durch die erste Ebene 5 kann die Form des Loches von einem Kreisabschnitt bis hin zu einer modifizierten Form des Kreisabschnittes reichen, die entsteht, wenn der Kreisabschnitt in Richtung der begrenzenden Sekante gestreckt wird. In den Fig. 1a und 1b sind ein Längs- (durch die erste Ebene 5) und ein Querschnitt (durch die zweite Ebene 6) durch ein Loch mit der Form eines Kreisabschnittes dargestellt, d. h. die Oberflächenlinie stellt hier eine Kreisabschnittslinie dar. Die Längsachsen der Löcher können sowohl längs, quer als auch in jeder Winkellage zu der von der Anordnung der Löcher gebildeten Sollbruchlinie ausgerichtet sein, wie beispielhaft in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellt. Die Löcher haben in diesen Ausführungsbeispielen zueinander einen festen Stegabstand a. Die Löcher können auch durch eine Überlagerung der Gewölbeform gebildet werden, wie beispielhaft in Fig. 3a gezeigt. Die Löcher haben dann zueinander auf der Sollbruchlinie 1 einen Stegabstand a, der sich jedoch zu den Enden der Löcher hin bis auf eine verringerte Stegbreite b reduziert. Demnach weist die Sollbruchlinie bei einer Krafteinwirkung in Richtung der Sollbruchlinie eine erhöhte Reißfestigkeit auf. Bei Einwirkung einer flächig wirkenden Druckkraft durch die Aktivierung des Airbags auf die Folie werden die Löcher vorrangig in Richtung ihrer Längsachsen weiterreißen und somit die Stege an ihrer verringerten Stegbreite b brechen. Ähnlich wird das Aufreißverhalten einer Sollbruchlinie sein, wie sie in Fig. 3b dargestellt ist. Die real entstehende Bruchlinie ist dann eine Zick-Zack-Linie. In den Fig. 4a und 4b ist beispielhaft eine Sollbruchlinie gezeigt, bei der durch die überlappende Einbringung der Löcher an der Oberfläche der Folie keine Stege stehen bleiben, womit die Reisrichtung vorgegeben wird. Die kann auch erreicht werden, indem die Löcher untereinander auf der Sollbruchlinie durch einen scharfen Schnitt geringer Tiefe verbunden werden.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Folie mit Sollbruchstelle werden in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und in Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch wirkungsvoller.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen einer Sollbruchlinie 1 in eine Folie 2, dargestellt in Fig. 5, besteht im Wesentlichen aus einer zu einer Arbeitsebene 7 fest angeordneten Messerwelle 8, die einer Endens mit einem Antrieb 9 in Verbindung steht und an der anderen Endens ein Messerträger 10 befestigt ist. An dem Messerträger 10 ist ein Schälmesser 11 angebracht, dessen Geometrie und dessen Positionierung zur Messerwellenachse 12 der Messerwelle 8 die Erfindung im Wesentlichen bestimmt. Das Schälmesser 11 ist in zwei verschiedenen Ausführungen in den Fig. 6 und 7 genauer dargestellt.
  • Das Schälmesser 11, dargestellt in den Fig. 6, besteht aus zwei spiegelsymmetrisch einen Messerwinkel γ einschließenden Messerhälften 13, deren Messerschneiden 16 einander zugewandt in einem Schneidwinkel α angeschliffen sind und die einschenklig am Messerträger 10 eingespannt ist. Grundsätzlich könnten die Messerschneiden 16 stattdessen auf den zueinander abgewandten Seiten angeschliffen sein. Der Anschliff nach innen, wie in den Fig. 6 gezeigt, trägt jedoch zur Abführung eines sauberen Spanes bei.
  • Die beiden Messerhälften 13 weisen jeweils ein in einer Ebene befindliche Planfläche 14 auf, über die das Schälmesser 11 an dem Messerträger 10 befestigt ist und somit die Lage der Messerhälften 13 zur Messerwellenachse 12 bestimmt ist. Gegenüber diesen Planflächen 14 ist die gemeinsame Kante 17 um einen Freiwinkel β geneigt. Die Kante ist keine scharfe Kante sondern weist einen kleinen Radius auf. Dieser Radius kann auch größer ausgeführt sein, bis hin zu einer U-förmigen Gestaltung des Schälmessers 11, wie in den Fig. 7 dargestellt.
  • Fig. 8 zeigt in drei verschiedenen Messerpositionen, wie ein Loch entsteht. Für die Lochtiefe f ist dabei die Differenz zwischen dem Abstand d (Fig. 5) und dem Schneidabstand e bestimmend. Die Lochlänge ergibt sich aus dem doppelten Versatz g der Schälmesserspitze 18 zu der Messerträgerachse 15. Die Lochform wird durch die Form der Messerschneiden 16 bestimmt, wobei der Schneidwinkel α für ein gutes Weggleiten des entstehenden Spanes verantwortlich ist. Der Freiwinkel β ist so groß gewählt, dass die der Schälmesserspitze 18 nachlaufende gemeinsame Kante 17 nicht mit der Folie 2 in Berührung kommt, um zusätzlichen unnötigen Druck auf den entstehenden Anschnitt des Loches zu vermeiden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Arbeitsebene 7, auf der die Folie 2 aufliegt, so zueinander ausgerichtet, dass die Messerwellenachse 12 parallel zur Arbeitsebene 7 in einem Abstand d angeordnet ist. Zur Erzeugung einer Sollbruchlinie rotiert das Schälmesse 11 um die Messerwellenachse 12 und es wird eine Relativbewegung zwischen dem Schälmesser 11 und der Folie 2 erzeugt. Sinnvollerweise erfolgt das über einen Vorschub der Arbeitsebene 7 in Vorschubrichtung 19. Hierzu ist notwendigerweise eine Einrichtung zur Erzeugung des Vorschubes vorhanden, die jedoch, da für den Fachmann klar verständlich, nicht weiter beschrieben wird und nirgends in den Zeichnungen dargestellt ist.
  • Mit einer Vorrichtung, wie in Fig. 5 dargestellt, bei der die Vorschubrichtung 19 und die Messerwellenachse 12 in gleicher Richtung verlaufen, entstehen Löcher, deren Längsachsen 3 (Fig. 1c) senkrecht zur Vorschubrichtung 19 verlaufen, wie in Fig. 2a gezeigt. Eine Sollbruchlinie 1, wie in Fig. 2b gezeigt, entsteht, wenn die Messerwellenachse 12 und die Vorschubrichtung 19 einen Winkel von 90° einschließen. Wenn die Messerwellenachse 12 und die Vorschubrichtung 19 einen Winkel ungleich 90° miteinander einschließen, entstehen Sollbruchlinien 1, wie sie beispielhaft in Fig. 2c gezeigt sind.
  • Der Vorschub der Folie 2 erfolgt bei der Erzeugung von Sollbruchlinien 1 wie in den Fig. 2 dargestellt ausschließlich während das Schälmesser 11 nicht in die Folie 2 eingreift. Der Vorschub kann jedoch auch kontinuierlich erfolgen, was bei einer Sollbruchlinie 1 wie in Fig. 2a dargestellt zu einer Streckung der Löcher führt. Bei jedem Eingriff wird ein Span abgehoben und es entsteht ein Loch wie bereits beschrieben. Zeitgleich mit dem Ausschälen eines Spanes kann das zuvor erzeugte Loch vermessen werden. Dies kann z. B. mit einer zusätzlich vorhandenen berührungsfrei arbeitenden Messeinrichtung 20 erfolgen. Damit eine reproduzierbare Schnittqualität entsteht, herrscht zwischen der Drehung des Schälmessers 11 und dem Vorschub Zwangslauf. Durch eine Veränderung dieses Zwangslaufverhältnisses kann die Steg breite a variiert werden. Aufstellung der verwendeten Bezugzeichen a Stegbreite
    b verringerte Stegbreite
    c Dicke der Folie
    d Abstand
    e Schneidabstand
    f Lochtiefe
    g Versatz
    a Schneidwinkel
    β Freiwinkel
    γ Messerwinkel
    1 Sollbruchlinie
    2 Folie
    3 Längsachse eines Loches
    4 Querachse eines Loches
    5 erste Ebene
    6 zweite Ebene
    7 Arbeitsebene
    8 Messerwelle
    9 Antrieb
    10 Messerträger
    11 Schälmesser
    12 Messerwellenachse
    13 Messerhälfte
    14 Planfläche
    15 Messerträgerachse
    16 Messerschneiden
    17 gemeinsame Kante
    18 Schälmesserspitze
    19 Vorschubrichtung
    20 Messeinrichtung

Claims (7)

1. Folie mit einer Sollbruchlinie, bei der eine Sollbruchlinie (1) durch eine linienförmige Aneinanderreihung von einer Folie (2) nicht durchdringenden Löchern gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher eine Gewölbeform aufweisen, die in jedem Schnittbild in einer Schnittebene durch die Dicke (c) der Folie (2) verlaufend eine konkave Oberflächenlinie ohne Kanten darstellt.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher zu einer ersten Ebene (5) der genannten Schnittebenen durch eine Längsachse (3) und zu einer zweiten Ebene (6) der genannten Schnittebenen durch eine Querachse (4) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind und die Oberflächenlinie im Schnittbild durch die erste Ebene (5) eine Kreislinie ist.
3. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher zu einer ersten Ebene (5) der genannten Schnittebenen durch eine Längsachse (3) und zu einer zweiten Ebene (6) der genannten Schnittebenen durch eine Querachse (4) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind und die Oberflächenlinie im Schnittbild durch die erste Ebene (5) eine gestreckte Kreislinie ist.
4. Vorrichtung zum Einbringen einer Sollbruchlinie (1) in eine Folie (2), mit einem Schneidwerkzeug, einer Arbeitsebene (7) als Auflage für die Folie (2) und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Schneidwerkzeug und der Arbeitsebene (7) in einer Vorschubrichtung (19), dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug ein rotierendes Schälmesser (11) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schälmesser (11) aus zwei Messerhälften (13) besteht, die miteinander verbunden eine gemeinsame Kante (17) bildend einen Messerwinkel (γ) einschließen und die je eine Messerschneide (16) aufweisen, die jeweils von der gemeinsamen Kante (17) zum gegenüberliegenden Ende der Messerhälfte (13) hin verläuft und miteinander einen Schneidwinkel (α) einschließen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der gemeinsamen Kante (17) gegenüberliegenden Enden der Messerhälften (13) als in einer gemeinsamen Ebene liegende Planflächen (14) ausgebildet sind, über die das Schälmesser (11) an einem mit einer Messerwelle (8) verbundenen Messerträger (10) befestigt ist und die genannte Ebene mit der gemeinsamen Kante (17) einen Freiwinkel (β) einschließt.
7. Verfahren zur Erzeugung einer Sollbruchlinie (1) in eine Folie (2), bei dem entlang der Sollbruchlinie (1) Löcher mit einer Lochtiefe (f) kleiner der Dicke (c) der Folie (2) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Löcher heraus geschält werden.
DE2001129618 2001-06-20 2001-06-20 Folie mit einer Sollbruchlinie sowie Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung dieser Sollbruchlinie Withdrawn DE10129618A1 (de)

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