DE102004025331A1 - Assembly to bond flat sections together along their butting edges, to form a three-dimensional hollow body, has carriers to support them for a hot air welding head to weld them at points along the joint between them - Google Patents

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Abstract

The assembly to bond flat sections (1,2) together at their edges, to form a hollow body, has carriers (3,4) to support each section along their butting lines. A working head (20), especially a hot air welding unit, bonds (1,2) at least at one point (21) on their butting line, and either moves along the joint between (1,2) or they are moved under the welding head. Each (3,4) has a number of swing segments (8d-8f) as retainers (5,6), with at least two free swing degrees.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät zum randseitigen Verbinden von Zuschnitten aus Flachmaterial, um aus diesen einen vorgegebenen dreidimensionalen Hohlkörper herzustellen, sowie ein Arbeitsverfahren, das mit einem solchen Gerät ausführbar ist. Wenn zwei nicht deckungsgleiche Ränder von solchen zweidimensionalen flachen Zuschnitten miteinander durchgehend verbunden werden sollen, so ist dies nur möglich, wenn die resultierende Verbindungslinie bzw. die an der Verbindungslinie verbundenen Zuschnitte eine Krümmung in einer dritten Dimension aufweisen. Als Hohlkörper soll hier im allgemeinsten Sinne jeder dreidimensionale Körper verstanden werden, der eine im Vergleich zu seinem sonstigen Abmessungen geringe Wandstärke aufweist und wenigstens lokal konkav ist.The The present invention relates to a working device for edge-side joining from blanks made of flat material, from these a given three-dimensional hollow body produce, as well as a working method, with such a Device is executable. If two non-congruent edges of such two-dimensional flat blanks are to be interconnected continuously, so this is only possible if the resulting connection line or at the connection line connected blanks a curvature in a third dimension. As a hollow body should here in the most general Meaning every three-dimensional body be understood, the one compared to its other dimensions low wall thickness and at least locally concave.

Ein bekanntes Arbeitsgerät, mit dem herkömmlicherweise nicht deckungsgleiche Ränder von Zuschnitten verbunden werden, ist eine Nähmaschine. Diese hat üblicherweise einen Kopf, der eine auf und ab bewegliche Nadel und einen vertikal verstellbaren Klemmfuß trägt, der dazu dient, die zu bearbeitenden Zuschnitte gegen einen flachen Träger zu drü cken, in welchem beiderseits der Nadel zwei Reibplatten beweglich sind, die beim Nähen die zu bearbeitenden Zuschnitte fördern. Um mit einer solchen Maschine gekrümmte Ränder miteinander zu vernähen, bedarf es des ständigen korrigierenden Eingriffs einer Bedienungsperson, die die Zuschnitte quer zur Förderrichtung der Reibplatten nachführt. Die beim Vernähen von nicht deckungsgleichen Rändern resultierende Wölbung der vernähten Bereiche führen zu Spannungen in den Zuschnitten, die ein exaktes Vernähen sehr schwierig machen. Die von Nähmaschinen bekannte Technik zum Fördern der Zuschnitte ist daher nicht geeignet, wenn großformatige Zuschnitte aus einem wenig dehnbaren Material miteinander verbunden werden sollen.One known working device, with the conventionally non-congruent edges of blanks is a sewing machine. This one usually has a head that has a needle moving up and down and a vertical one adjustable clamp foot wearing, the to serve the blanks to be processed against a flat carrier to press, in which on both sides of the needle two friction plates are movable, when sewing promote the blanks to be processed. To deal with such Machine curved margins to sew together it requires the constant Corrective intervention of an operator, the cuts across to the conveying direction tracks the friction plates. The when sewing of non-congruent edges resulting curvature the sewn Lead areas too tensions in the blanks, which makes a very tight stitching make difficult. The ones from sewing machines known technique for conveying The blanks is therefore not suitable when large format Blanks of a little stretchy material connected together should be.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Arbeitsgerät und ein Verfahren anzugeben, die es erlauben, Zuschnitte mit nicht deckungsgleichen Rändern an ihren Rändern mit einem Höchstmaß an Präzision zu verbinden, um einen Hohlkörper von vorgegebener dreidimensionaler Form aus den Zuschnitten exakt zusammenzufügen.task the present invention is to provide an implement and a method, which allow blanks with non-congruent edges their edges with the highest degree of precision too connect to a hollow body of predetermined three-dimensional shape from the blanks exactly put together.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Arbeitsgerät mit zwei sich beiderseits einer Grenzlinie erstreckenden Trägern zum Unterstützen jeweils eines Zuschnittes und wenigstens einem Arbeitskopf zum Verbinden der von den Trägern unterstützten Zuschnitte an wenigstens einem Ort der Grenzlinie, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Träger jeweils aus einer Mehrzahl schwenkbarer Segmente aufgebaut sind, die bis auf höchstens eines jeweils wenigstens zwei Schwenkfreiheitsgrade aufweisen.The Task is solved on the one hand through a working device with two straps extending on either side of a boundary line for Support each of a blank and at least one working head for connecting that of the porters supported blanks at least one location of the boundary line characterized is that the carrier are each made up of a plurality of pivotable segments, which up to at most each have at least two pivot degrees of freedom.

Mit Hilfe dieser Segmente ist es möglich, mit jedem Träger näherungsweise einen Ausschnitt einer Kegelfläche so nachzubilden, dass die Schnittlinie der zwei Kegelflächen der zwei Träger am zu verbindenden Punkt die für diesen Punkt vorgegebene Krümmung der zwei miteinander verbundenen Ränder der Zuschnitte im dreidimensionalen Raum des fertigen dreidimensionalen Hohlkörpers aufweist und der Schnittwinkel der Kegelflächen am Verbindungspunkt dem entsprechenden Schnittwinkel des dreidimensionalen Hohlkörpers entspricht. Die so geformten Träger unterstützen die Zuschnitte jeweils in an die herzustellende Form angepasster weise, so dass die Ränder der Zuschnitte einander bereits vor dem Verbinden berühren und im Wesentlichen keine manuelle Korrektur erforderlich ist. Das Gewicht miteinander verbundener Bereiche der zwei Zuschnitte wird aufgrund dieser Stellung der Träger von Letzteren vollständig aufgefangen, so dass während des Verbindens keine quer zu den Rändern orientierten Kräfte in den Zuschnitten auftreten, die diese gegeneinander verschieben und eine exakte Fertigung so erschweren könnten.With Help of these segments it is possible with every carrier approximately a section of a conical surface so that the line of intersection of the two conical surfaces of the two carriers at the point to be connected the for this point given curvature the two interconnected edges of the blanks in the three-dimensional Room of the finished three-dimensional hollow body has and the cutting angle the conical surfaces at the connection point the corresponding intersection angle of the three-dimensional hollow body equivalent. The shaped carrier support the blanks in each adapted to the shape to be produced wise, leaving the edges the blanks already touch each other before joining and essentially no manual correction is required. The weight interconnected areas of the two blanks is due this position of the carrier from the latter completely so caught during connecting forces not oriented transversely to the edges in the Blanks occur that move them against each other and one exact manufacturing could make it so difficult.

Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist der Arbeitskopf entlang der Grenzlinie zwischen den Trägern bewegbar, so dass nach einmaligem Einstellen der Segmente und Platzieren der Zuschnitte darauf diese auf einer im Wesentlichen der Länge der Grenzlinie entsprechenden Länge miteinander verbunden werden können.one According to a first embodiment of the invention, the working head is along the borderline between the bearers movable, so after once adjusting the segments and placing the blanks on this one on a substantially the length of the Limit line corresponding length can be connected to each other.

Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge sind die Träger mit Antriebsmitteln zum Fördern der Zu schnitte entlang der Grenzlinie ausgestattet. Diese Antriebsmittel erlauben es, auf eine Beweglichkeit des Arbeitskopfes entlang der Grenzlinie zu verzichten und den Vorgang des Verbindens kontinuierlich zu machen, auch wenn die Länge der zu verbindenden Ränder größer als die der Träger ist.one According to a preferred embodiment, the carriers are provided with drive means for Promote equipped to the sections along the borderline. These drive means allow it, on a mobility of the working head along the To dispense with the boundary line and the process of connecting continuously make, even if the length the edges to be joined greater than the carrier is.

Um jeden Zuschnitt exakt in einer vorgesehenen Richtung zu führen, so dass sich der Rand des Zuschnittes exakt auf der Grenzlinie bewegt, sind an den Trägern Förderrollen in wenigstens zwei verschiedenen Abständen von der Grenzlinie angebracht, und diese sind mit in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Grenzlinie unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbar, um einen Zuschnitt während des Förderns gleichzeitig zu drehen. Die Stärke der Drehung bzw. das Verhältnis der Geschwindigkeiten der Förderrollen eines Trägers wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Randes des betreffenden Zuschnittes am Ort des Arbeitskopfes so festgelegt, dass dieser Rand sich stets in gleichbleibender Richtung am Arbeitskopf entlang bewegt.In order to guide each blank exactly in a designated direction so that the edge of the blank moves exactly on the boundary line, conveyor rollers are mounted on the supports at at least two different distances from the boundary line, and these are dependent on their distance from the Boundary line of different speed drivable to simultaneously rotate a blank during conveying. The strength of the rotation or the ratio of the speeds of the conveyor rollers of a carrier is advantageously determined depending on the radius of curvature of the edge of the relevant blank at the location of the working head so that this edge itself always moved in the same direction along the working head.

Vorzugsweise sind die Segmente wenigstens eines der Träger durch untereinander gelenkig verbundene Platten gebildet.Preferably the segments are at least one of the carrier by hinged together Plates formed.

Vorzugsweise sind die Platten trapezförmig und untereinander jeweils entlang der langen Grundlinien der trapezförmigen Platten verbunden. Diese Form erlaubt es, den Träger aus einer in Draufsicht langgestreckten Konfiguration in zwei entgegengesetzte Richtungen auszulenken.Preferably the plates are trapezoidal and each along the long baselines of the trapezoidal plates connected. This shape allows the carrier to be elongated in plan view To deflect configuration in two opposite directions.

Vorzugsweise ist die lange Grundlinie der trapezförmigen Platten der Grenzlinie zugewandt, um eine möglichst lückenlose Unterstützung der Zuschnitte jeweils entlang der Grenzlinie zu gewährleisten.Preferably is the long baseline of the trapezoidal plates of the boundary line turned to one as possible complete support to ensure blanks along the borderline.

Alternativ kann auch wenigstens einer der Träger eine kammförmig geschlitzte Platte aus einem flexiblen Material umfassen, wobei die Segmente jeweils durch die Zähne dieser Kammform gebildet sind.alternative At least one of the carriers may also have a comb-shaped slit Include plate of a flexible material, wherein the segments each through the teeth this comb shape are formed.

Um eine exakte Anpassung der dreidimensionalen Krümmung eines Zuschnittes an die seines Trägers zu gewährleisten, ist vorzugsweise diesem Träger ein Niederhalter zugeordnet, der wie der Träger aus einer Mehrzahl von schwenkbaren Segmenten aufgebaut ist und zusammen mit dem Träger einen Führungsspalt für einen Zuschnitt definiert.Around an exact adaptation of the three-dimensional curvature of a blank that of his carrier to ensure, is preferably this carrier associated with a hold-down, like the carrier of a plurality of hinged segments is constructed and together with the carrier a guide gap for one Cut defined.

Eine exakte Förderung des Zuschnittes zwischen Träger und Niederhalter wird dadurch erreicht, dass jede Förderrolle des Trägers mit einer gegenüberliegenden Förderrolle des Niederhalters einen Spalt bildet, in dem der Zuschnitt einklemmbar ist.A exact promotion the blank between carrier and hold-down is achieved by having each conveyor roller of the carrier with an opposite one conveyor roller the blank holder forms a gap in which the blank can be clamped is.

Als Arbeitskopf für das Arbeitsgerät kommt grundsätzlich ein beliebiges zum Verbinden der Ränder von Flachmaterialzuschnitten geeignetes Werkzeug in Betracht, von einem Klebebandabroller über einen Nähmaschinenkopf bis hin zu einem Schweißkopf. Um Zuschnitte aus Kunststoffmaterial zu schweißen, ist insbesondere ein Heißluftstrahl-Schweißkopf bevorzugt.When Working head for the implement comes in principle Any suitable for joining the edges of flat material blanks suitable tool, from a tape dispenser over a sewing machine head right up to a welding head. In order to weld blanks made of plastic material, in particular a hot air jet welding head is preferred.

Das Schweißen kann bei Polymerflachmaterial, insbesondere bei kalandrierten Folien, zu einer Schrumpfung des Materials führen. Um diese Schrumpfung zu verhindern bzw. vorab zu kompensieren, ist vorzugsweise ein erster von zwei Rollen gebildeter Spalt in Förderrichtung des Zuschnittes vor dem Ort des Schweißkopfes und ein zweiter von zwei Rollen gebildeter Spalt hinter dem Ort des Schweißkopfes angeordnet, und die Rollen des zweiten Spaltes sind schneller als die des ersten Spaltes angetrieben, um den Zuschnitt am Ort des Schweißkopfes in Längsrichtung des Randes zu dehnen, damit durch die Schrumpfung des Materials nach dem Schweißen die ursprünglichen Abmessungen der Zuschnitte so genau wie möglich wieder erreicht werden.The welding can in the case of polymer flat material, in particular calendered films, lead to a shrinkage of the material. To this shrinkage to prevent or compensate in advance, is preferably a first formed by two rollers gap in the conveying direction of the blank before the location of the welding head and a second gap formed by two rollers behind the place of the welding head arranged, and the rollers of the second gap are faster than that of the first gap is driven to the cut at the place of welding head longitudinal stretch of the edge, thus by the shrinkage of the material after welding the originals Dimensions of blanks as accurately as possible be achieved again.

Um nach dem Schweißen in dem Material der Zuschnitte zurückbleibende Spannungen abzubauen, ist vorzugsweise an dem Arbeitsgerät eine Wärmebehandlungszone vorgesehen, die in Förderrichtung hinter dem Schweißkopf angeordnet ist, so dass sie von den Rändern der Zuschnitte nach dem Schweißen durchlaufen wird.Around after welding reduce stress remaining in the material of the blanks, a heat treatment zone is preferably provided on the implement, in the conveying direction behind the welding head is arranged so that they pass from the edges of the blanks after welding becomes.

Um die Dichtigkeit der Schweißung zu prüfen, ist darüber hinaus vorzugsweise in Förderrichtung hinter dem Ort des Schweißkopfes eine Funkenentladungsstrecke oder eine Ultraschall-Prüfvorrichtung vorgesehen.Around the tightness of the weld to consider, is about it also preferably in the conveying direction behind the place of the welding head a spark discharge path or an ultrasonic testing device intended.

Des Weiteren ist zweckmäßigerweise eine Materialspannungsprüfvorrichtung vorgesehen, die in für sich allein bekannter Weise, vorzugsweise durch Un tersuchung von spannungsinduzierter Doppelbrechung, die Beurteilung der in der Schweißnaht und ihrer Umgebung auftretenden Spannungen erlaubt.Of Further is expediently a material tension tester provided in for alone known manner, preferably by Un examination of Stress - induced birefringence, the assessment of in the Weld and allowed their environment voltages.

Zum Verschwenken der Segmente der Träger jeweils in Anpassung an den bekannten, vorgegebenen Verlauf der miteinander verbundenen Ränder in dem dreidimensionalen Hohlkörper ist vorzugsweise eine Mehrzahl von durch eine elektronische Steuereinheit gesteuerten Stellgliedern vorgesehen.To the Pivoting the segments of the carriers each in adaptation to the known, predetermined course of interconnected edges in the three-dimensional hollow body is preferably a plurality of by an electronic control unit provided controlled actuators.

Wenn das Arbeitsgerät Förderrollen zum Fördern der Zuschnitte aufweist, so ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet, die Stellung der Segmente während des Förderns fortlaufend anzupassen, so dass der Verlauf der Ränder der Zuschnitte beiderseits des Arbeitskopfes, das heißt vor und nach dem Verbinden, möglichst genau der für den herzustellenden Hohlkörper vorgegebenen Form entspricht.If the implement conveyor rollers to promote having the blanks, the control unit is expediently adapted to continuously adjust the position of the segments during conveyance, so that the course of the edges the blanks on both sides of the working head, that is before and after connecting, if possible exactly for the to be produced hollow body predetermined form corresponds.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum randseitigen Verbinden von Zuschnitten aus Flachmaterial zu einem vorgegebenen dreidimensionalen Hohlkörper mit folgenden Schritten:

  • a) Festlegen eines Paares von miteinander zu verbindenden Punkten der Ränder von zwei flachen Zuschnitten;
  • b) Ermitteln der lokalen Krümmung der als miteinander verbunden angenommenen Ränder der zwei als zu dem dreidimensionalen Hohlkörper zusammengefügt angenommenen Zuschnitte am Ort des in Schritt a) festgelegten Paares von Punkten und des Schnittwinkels der Zuschnitte am Ort des Paares von Punkten;
  • c) für jeden der zwei Zuschnitte Formen eines Trägers, der einen Ausschnitt aus einem Kegelmantel approximiert, wobei die Kegelmäntel der zwei Träger einander an einem Ort mit dem ermittelten Schnittwinkel schneiden und die Schnittlinie die ermittelte lokale Krümmung ausweist; und
  • d) Platzieren jedes Zuschnittes auf seinem Träger, so dass die festgelegten Punkte ihrer Ränder einander an dem Ort berühren, und Verbinden der Punkte miteinander.
The invention further relates to a method for edge-side joining of blanks from flat material to a predetermined three-dimensional hollow body with the following steps:
  • a) defining a pair of points to be joined together of the edges of two flat blanks;
  • b) determining the local curvature of the assumed assumed edges of the two blanks adopted as joined to the three-dimensional hollow body at the location of the pair of points defined in step a) and the cut angle of the blanks at the location of the pair of points;
  • c) for each of the two blanks, shapes of a beam approximating a section of a conical shell, the conical shells of the two beams intersecting each other at a location at the determined intersecting angle and the intersecting line identifies the detected local curvature; and
  • d) placing each blank on its support so that the fixed points of its edges touch each other at the location and joining the dots together.

Vorzugsweise werden die Schritte a) bis d) viele Male wiederholt und zwischen zwei Wiederholungen die Zuschnitte weiterbefördert, bis die zu verbindenden Ränder vollständig verbunden sind. Die Strecken, über die die zwei Zuschnitte auf ihren Trägern bei jeder Wiederholung der Schritte a) bis d) weiterbefördert werden, werden zweckmäßigerweise anhand der als gegeben vorausgesetzten Beschreibungen der Zuschnitte und des dreidimensionalen Hohlkörpers so festgelegt, dass zwei jeweils vor dem Weiterbefördern in Schritt a) als miteinander zu verbindend festgelegte Punkte den Ort gleichzeitig erreichen.Preferably the steps a) to d) are repeated many times and between two repetitions the blanks forwarded until the to be joined margins Completely are connected. The routes, over the two blanks on their carriers at each repetition of steps a) to d) be, are conveniently based the presupposed descriptions of the blanks and of the three-dimensional hollow body set so that two each before advancing in Step a) as points to be connected with each other Reach the place at the same time.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:

1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes; 1 a schematic plan view of a first embodiment of a working device according to the invention;

2 ein Schnitt durch dasselbe Arbeitsgerät in der Konfiguration der 1, entlang der Linie II-II aus 1; 2 a section through the same implement in the configuration of 1 , along the line II-II 1 ;

3 eine Draufsicht auf das Arbeitsgerät gemäß einer zweiten Ausgestaltung; 3 a plan view of the working device according to a second embodiment;

4 eine perspektivische Ansicht eines Details eines Arbeitsgerätes gemäß einer dritten Ausgestaltung; 4 a perspective view of a detail of a working device according to a third embodiment;

5 ein Detail gemäß einer vierten Ausgestaltung; und 5 a detail according to a fourth embodiment; and

6 eine Draufsicht auf zwei Zuschnitte während des Verbindens mit Hilfe des Arbeitsgerätes nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen. 6 a plan view of two blanks during the connection by means of the working device according to one of the embodiments described above.

Eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes wird anhand einer in 1 gezeigten Draufsicht und eines in 2 gezeigten Schnittes entlang der Linie II-II der 1 erläutert. Das Arbeitsgerät gliedert sich in eine Träger- und Füh rungsvorrichtung für zwei miteinander zu verschweißende Zuschnitte 1, 2 aus einer Polymerfolie sowie diverse an dieser Träger- und Führungsvorrichtung angeordnete Werkzeuge zum Verbinden der sich berührenden Ränder der Zuschnitte 1 und 2 und zum Überprüfen der Qualität der Verbindung.A first embodiment of the working device according to the invention is based on a in 1 shown top view and one in 2 shown section along the line II-II of 1 explained. The implement is divided into a carrier and Füh treatment device for two blanks to be welded together 1 . 2 from a polymer film and various tools arranged on this carrier and guiding device for connecting the contacting edges of the blanks 1 and 2 and to check the quality of the connection.

Zunächst wird die Träger- und Führungsvorrichtung erläutert. Sie ist aufgebaut aus zwei Trägern 3, 4 und zwei Niederhaltern 5, 6 für jeweils einen der Zuschnitte 1, 2, die sich beiderseits der Linie II-II aus 1 gegenüberliegen. In der Draufsicht der 1 sind jeweils nur die Niederhalter 5, 6 zu sehen, der Schnitt der 2 zeigt einen Niederhalter 5 und den von ihm durch einen schmalen Spalt 7 zum Hindurchführen des Zuschnittes 1 getrennten Träger 3. Träger 3, 4 und Niederhalter 4, 5 sind jeweils identisch aufgebaut, aus einer Mehrzahl von trapezförmigen Segmenten 8a, 8b,..., 8f, im Folgenden auch generell mit 8 bezeichnet, deren lange Grundlinien jeweils der Linie II-II zugewandt und untereinander durch Kugelgelenke 9 verbunden sind. Die 1, 2 zeigen jeweils drei Segmente 8 der Träger und Niederhalter; die Zahl der Segmente könnte aber auch größer sein oder im einfachsten Fall lediglich zwei betragen. Bei einem der Segmente 8 jedes Trägers bzw. Niederhalters, in der hier gezeigten Ausgestaltung jeweils dem von den Zuschnitten 1, 2 als erstes durchlaufenen Segment 8a bzw. 8d, sind die Kugelgelenke 9 und mit ihnen die lange Grundlinie des Trapezes in Bezug auf ein nicht dargestelltes Gestell des Arbeitsgerätes ortsfest gehalten. An einem mittig in der Nähe der kurzen Grundlinie des Trapezes angeordneten Gelenk 10 greift ein mit dem Gestell verbundenes Stellglied 11 an, das es erlaubt, den Winkel, unter dem sich die Ebenen des Segmentes 8d der Träger 3, 4 bzw. des Segmentes 8a der Niederhalter 5, 6 an der Linie II-II schneiden, zu variieren. Die Segmente 8a, 8d haben somit jeweils einen einzigen Schwenkfreiheitsgrad.First, the carrier and guide device will be explained. It is composed of two straps 3 . 4 and two hold-downs 5 . 6 for each one of the blanks 1 . 2 extending on either side of line II-II 1 are opposite. In the plan view of 1 are only the hold down 5 . 6 to see the cut of the 2 shows a hold-down 5 and that of him through a narrow gap 7 for passing the blank 1 separate carrier 3 , carrier 3 . 4 and hold down 4 . 5 are each constructed identically, from a plurality of trapezoidal segments 8a . 8b , ..., 8f , hereinafter also generally designated 8, whose long baselines each facing the line II-II and each other by ball joints 9 are connected. The 1 . 2 show three segments each 8th the carrier and downholder; However, the number of segments could also be greater or, in the simplest case, only two. At one of the segments 8th each carrier or hold-down, in the embodiment shown here in each case from that of the blanks 1 . 2 as first passed segment 8a respectively. 8d , are the ball joints 9 and held with them the long baseline of the trapezoid in relation to a not shown frame of the implement stationary. At a joint in the middle of the short baseline of the trapezoid 10 engages an actuator connected to the frame 11 on, which allows the angle under which the planes of the segment 8d the carrier 3 . 4 or of the segment 8a the hold down 5 . 6 cut on line II-II, to vary. The segments 8a . 8d thus each have a single pivoting degree of freedom.

Eine nicht dargestellte elektronische Steuereinrichtung steuert die Stellglieder 11 der Segmente 8a, 8d des Trägers 3 und des Niederhalters 5 bzw. des Trägers 4 und des Niederhalters 6 jeweils in gleicher Weise an, so dass die auf der gleichen Seite der Linie II-II liegenden Segmente 8a, 8d stets parallel zueinander sind.An electronic control device, not shown, controls the actuators 11 the segments 8a . 8d of the carrier 3 and the hold-down 5 or the carrier 4 and the hold-down 6 each in the same way, so that the lying on the same side of the line II-II segments 8a . 8d always parallel to each other.

Bei den in Förderrichtung der Zuschnitte 1, 2 folgenden Segmenten 8b bzw. 8d greifen am Gelenk 10 und dem das Segment mit einem jeweils nachfolgenden Segment 8c bzw. 8f verbindenden Gelenk 9 jeweils drei Stellglieder 11 an, die entsprechend den Kanten eines Tetraeders angeordnet sind und es erlauben, das betreffende Gelenk in drei Dimensionen frei im Raum zu positionieren bzw. das betreffende Segment in drei Freiheitsgraden zu schwenken. Die elektronische Steuereinheit berechnet Ansteuerwerte für diese Stellglieder 11 jeweils anhand eines vorgegebenen Verlaufes, den der Spalt 7 zwischen Trägern und Niederhaltern haben soll, und der sich aus einer vorgegebenen dreidimensionalen Gestalt ergibt, die eine aus den Zuschnitten 1, 2 zusammengefügte Membran haben soll.In the conveying direction of the blanks 1 . 2 following segments 8b respectively. 8d grab the joint 10 and the segment with a respective subsequent segment 8c respectively. 8f connecting joint 9 three actuators each 11 at, which are arranged according to the edges of a tetrahedron and allow to position the respective joint in three dimensions freely in space or to pivot the relevant segment in three degrees of freedom. The electronic control unit calculates drive values for these actuators 11 each based on one before given course, the gap 7 between supports and downers, and which results from a given three-dimensional shape, the one from the blanks 1 . 2 should have joined membrane.

Jedes Segment 8 der Träger 3, 4 und der Niederhalter 5,6 ist mit mehreren Rollen 12, 13, 14 zum Fördern der Zuschnitte 1, 2 in Richtung der Linie II-II ausgestattet. Dabei sind die Rollen 12, 13 jeweils in einem ersten, kleinen Abstand von der langen Grundlinie ihres Segmentes 8 bzw. der Linie II- II und die Rollen 14 in einem zweiten, größeren Abstand davon angeordnet. Die Rollen 12, 13, 14 der Trägersegmente 8d, e, f und der Niederhaltersegmente 8a, b, c sind jeweils einander exakt gegenüberliegend angeordnet, so dass sie einander entlang einer zu den betreffenden Segmenten parallelen Tangentenfläche berühren und einen der Zuschnitte 1, 2 dabei zwischen sich eingeklemmt halten.Every segment 8th the carrier 3 . 4 and the hold-down 5 . 6 is with several roles 12 . 13 . 14 for conveying the blanks 1 . 2 equipped in the direction of line II-II. Here are the roles 12 . 13 each at a first, small distance from the long baseline of their segment 8th or line II-II and the rollers 14 arranged at a second, greater distance from it. The roles 12 . 13 . 14 the carrier segments 8d , e, f and the hold-down segments 8a , b, c are each arranged exactly opposite each other, so that they touch each other along a tangent to the respective segments tangent surface and one of the blanks 1 . 2 keep it clamped between them.

Jede Rolle 12, 13, 14 ist durch einen eigenen Elektromotor 15 mit einer durch die Steuerschaltung individuell festlegbaren Geschwindigkeit antreibbar.Every role 12 . 13 . 14 is by its own electric motor 15 can be driven with a speed that can be set individually by the control circuit.

Zu den Werkzeugen und Überprüfungseinrichtungen des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes gehört ein Heißluftgebläse 20, das über dem Überlappungsbereich der Zuschnitte 1, 2 entlang der Linie II-II in Höhe der von den Zuschnitten als erstes durchlaufenen Segmente 8a, links in 1, angeordnet ist und einen durch eine dichte Schraffierung hervorgehobenen Bereich 21 der Überlappungszone anbläst, um dort die Zuschnitte 1, 2 anzuschmelzen und zu verschweißen. ETFE hat eine Plastifizierungstemperatur von 220°C, so dass Zuschnitte 1, 2 aus diesem Material in dem Bereich 21 wenigstens diese Temperatur erreichen sollten. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Zuschnitte und einer die Heißluft ausstoßenden Düse des Gebläses 20 ist vorzugsweise nicht größer als das Zwei- oder Dreifache des Durchmessers der Düse, um einen scharf umrissenen Schweißbereich 21 an den Zuschnitten 1, 2 zu erzeugen, dessen Lage durch eventuellen Luftzug in der Umgebung des Gebläses 20 nicht wesentlich beeinflusst wird.The tools and inspection devices of the implement according to the invention include a hot air blower 20 above the overlap area of the blanks 1 . 2 along the line II-II at the level of the first of the blanks traversed segments 8a , left in 1 , is arranged and a highlighted by a dense hatching area 21 the overlap zone blows around there the blanks 1 . 2 melt and weld. ETFE has a plasticizing temperature of 220 ° C, allowing blanks 1 . 2 from this material in the field 21 should reach at least this temperature. The distance between the surface of the blanks and a hot air ejecting nozzle of the fan 20 is preferably no greater than two or three times the diameter of the nozzle around a sharply defined weld area 21 at the blanks 1 . 2 to generate its position by any draft in the vicinity of the blower 20 is not significantly affected.

Ein entsprechendes, nicht gezeigtes Heißluftgebläse kann unterhalb der Transport- und Führungsvorrichtung angeordnet sein, um den gleichen Bereich 21 durch einen Spalt zwischen den sich gegenüberliegenden Trägersegmenten 8d anzublasen.A corresponding, not shown hot air blower can be arranged below the transport and guide device to the same area 21 through a gap between the opposing carrier segments 8d to blow.

Das Schmelzen durch das oder die Heißluftgebläse 20 hat bei vielen als Zuschnitte 1, 2 verwendbaren Polymerfolien die Folge, dass das Folienmaterial lokal schrumpft. Während eine solche Schrumpfung quer zur Schweißnaht im Allgemeinen zu vernachlässigbaren Ungenauigkeiten führt und in Kauf genommen werden kann, kann eine Schrumpfung entlang der Schweißnaht zu erheblichen inneren Spannungen des Folienmaterials und zur Ausbildung von Wellen in der Umgebung der Schweißnaht führen. Um diesen Effekt zu kompensieren, treibt die elektronische Steuereinheit die Motoren 15 der hinter dem Schweißbereich 21 eng benachbart zur Schweißnaht angeordneten Rollen 13 der Segmente 8a, 8d mit einer Geschwindigkeit an, die um das erwartete Maß der Schrumpfung höher ist als die der Rollen 12, die vor dem Schweißbereich 21 eng benachbart zu der noch zu erzeugenden Schweißnaht angeordnet sind. Diese Geschwindigkeitsdifferenz führt zu einer Dehnung des Materials der Zuschnitte 1, 2 entlang der Schweißnaht um das erwartete Ausmaß der Schrumpfung, so dass nach Schweißen und Auskühlen der Schweißnaht die Schrumpfung und die Dehnung durch die Rollen 12, 13 einander ausgleichen. So wird eine Schweißnaht erhalten, die arm an internen Span nungen ist und in deren Nachbarschaft das Material der Zuschnitte 1, 2 makellos flach liegt.Melting by the or the hot air blower 20 has many as blanks 1 . 2 usable polymer films result in the film material shrinking locally. While such shrinkage across the weld generally results in negligible inaccuracies and can be tolerated, shrinkage along the weld can result in significant internal stresses of the sheeting and in the formation of undulations around the weld. To compensate for this effect, the electronic control unit drives the motors 15 the one behind the welding area 21 closely adjacent to the weld arranged rollers 13 the segments 8a . 8d at a speed higher than the rollers by the expected amount of shrinkage 12 in front of the welding area 21 are arranged closely adjacent to the weld still to be produced. This difference in speed leads to an elongation of the material of the blanks 1 . 2 along the weld to the expected extent of shrinkage, so that after welding and cooling the weld shrinkage and stretching by the rollers 12 . 13 compensate each other. Thus, a weld is obtained which is poor in internal stresses and in the vicinity of which the material of the blanks 1 . 2 flawless flat.

In Höhe der als zweites durchlaufenen Segmente 8b, 8d ist ein zweites Heißluftgebläse 22 angeordnet, das durch eine Spalt zwischen den Niederhaltersegmenten 8b die Schweißnaht anbläst. Ein nicht gezeigtes zweites Gebläse zum Anblasen der Schweißnaht von unten kann unterhalb der Trägersegmente 8e angeordnet sein. Aufgabe dieses Gebläses bzw. dieser Gebläse 22 ist, die Schweißnaht ein weiteres Mal zu erwärmen bzw. zu tempern, um dadurch im Material der Zuschnitte 1, 2 nach dem Schweißen verbliebene Restspannungen abzubauen. Die Leistung des Gebläses 22 ist so gewählt, dass es die Schweißnaht auf eine maximale Temperatur zwischen 180 und 220°C erwärmt, die deutlich unter der Plastifizierungstemperatur des Materials der Zuschnitte 1, 2 liegt.In the amount of the second passed segments 8b . 8d is a second hot air blower 22 arranged through a gap between the hold-down segments 8b the weld is blowing. A second blower, not shown, for blowing the weld from below may be positioned below the carrier segments 8e be arranged. Task of this fan or blower 22 is to heat or anneal the weld one more time to thereby in the material of the blanks 1 . 2 reduce remaining residual stresses after welding. The performance of the blower 22 is chosen so that it heats the weld to a maximum temperature between 180 and 220 ° C, which is well below the plasticizing temperature of the material of the blanks 1 . 2 lies.

Die der Schweißnaht benachbarten Rollen 12, 13 der Segmente 8b, 8e sind jeweils mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben; falls durch die nochmalige Erwärmung eine weitere Schrumpfung zu erwarten ist, so kann diese bereits bei der Festlegung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Rollen 12, 13 der Segmente 8a, 8d berücksichtigt werden.The rolls adjacent to the weld 12 . 13 the segments 8b . 8e are each driven at the same speed; If further shrinkage is to be expected as a result of repeated heating, this can already be done when determining the speed difference between the rollers 12 . 13 the segments 8a . 8d be taken into account.

An den nachfolgenden Segmenten 8c, 8f sind jeweils eine Funkeninduktions-Prüfvorrichtung 23 und eine spannungsoptische Prüfvorrichtung 24 angeordnet. Die Funkeninduktions-Prüfvorrichtung 23 umfasst zwei Elektroden, von denen eine oberhalb und die andere unterhalb der Zuschnitte 1, 2 angeordnet sind und die mit einer alternierenden Hochspannung beaufschlagt sind. Wenn die Schweißnaht zwischen den Zuschnitten 1, 2 undichte Stellen oder andere Fehler aufweist, so steigt der Stromfluss über die Funkenstrecke bei Durchlauf des Fehlers messbar an. Die mit der Funkeninduktions-Prüfvorrichtung 23 verbundene Steuereinheit registriert einen solchen Stromanstieg und gibt einen entsprechenden Warnhinweis aus, um eine Bedienungsperson darauf hinzuweisen, dass die Schweißnaht einen Fehler aufweist, und das dieser nachträglich repariert werden sollte.At the following segments 8c . 8f are each a spark induction tester 23 and a voltage-optical tester 24 arranged. The spark induction tester 23 includes two electrodes, one above and the other below the blanks 1 . 2 are arranged and which are acted upon by an alternating high voltage. If the weld between the blanks 1 . 2 If there are leaks or other faults, the current flow through the spark gap increases measurably as the fault passes. The ones with the spark induction tester 23 connected control unit registers a sol increase current and issue a warning to alert an operator that the weld has failed and should be subsequently repaired.

Anstelle der Funkeninduktions-Prüfvorrichtung 23 kann vorteilhaft auch eine Ultraschall-Prüfvorrichtung mit einer Ultraschallquelle und einem Mikrofon, die jeweils auf die Schweißnaht ausgerichtet sind, eingesetzt werden. Fehler der Schweißnaht, an denen keine Materialkontinuität zwischen den zwei Zuschnitten 1, 2 entstanden ist, sind mit einer solchen Vorrichtung anhand ihres im Vergleich zu einer ordnungsgemäßen Schweißnaht verstärkten Ultraschall-Echo nachweisbar.Instead of the spark induction tester 23 Advantageously, an ultrasonic testing device with an ultrasonic source and a microphone, which are each aligned with the weld can be used. Failure of the weld at which no material continuity between the two blanks 1 . 2 is formed, are detectable with such a device on the basis of their compared to a proper weld reinforced ultrasound echo.

Die spannungsoptische Prüfvorrichtung 24 umfasst eine polarisierte Lichtquelle, die einen Abschnitt der Schweißnaht von einer Seite her beleuchtet, und eine Kamera, die den entsprechenden Abschnitt von der anderen Seite her durch einen Polarisator hindurch beobachtet. Wenn der Polarisator gekreuzt zur Polarisationsebene der Lichtquelle orientiert ist und die Schweißnaht spannungsfrei ist, ist das Gesichtsfeld der Kamera dunkel. Interne Spannungen der Schweißnaht, die eine Doppelbrechung in dem transparenten Material der Zuschnitte 1, 2 induzieren, führen lokal zu einer Drehung der Polarisationsebene des Lichtes beim Durchgang durch die Schweißnaht und damit zu einer Aufhellung des Gesichtsfeldes der Kamera bzw. im Extremfall zu Ausbildung von Ringmustern rings um Orte mit hoher Spannung. Indem mit Hilfe der spannungsoptischen Prüfvorrichtung 24 das Vorhandensein solcher Orte hoher Spannung unmittelbar im Anschluss an das Schweißen in Echtzeit erfasst wird, kann verhindert werden, dass die durch Zusammenschweißen der Zuschnitte 1, 2 erhaltene Membran weiterverwendet wird, wenn darin unzulässig hohe Spannungen auftreten, die über kurz oder lang zu einem Ausfall der Membran, zu Faltenbildung oder Undichtwerden der Schweißnaht führen könnten. Statt dessen kann eine solche Membran repariert oder, wenn eine Reparatur nicht möglich oder nicht lohnend ist, verworfen werden. Kostenträchtige Nachbesserungen, die erforderlich würden, wenn die Membran erst nach Einbau an einen Bestimmungsort oder anderweitige Weiterverwendung ausfällt, werden so vermieden.The voltage-optical test device 24 includes a polarized light source that illuminates a portion of the weld from one side and a camera that observes the corresponding portion from the other side through a polarizer. If the polarizer is oriented crossed to the polarization plane of the light source and the weld is stress-free, the field of view of the camera is dark. Internal stresses of the weld, which is a birefringence in the transparent material of the blanks 1 . 2 induce local lead to a rotation of the polarization plane of the light when passing through the weld and thus to a brightening of the field of view of the camera or in extreme cases to form ring patterns around locations of high voltage. By using the voltage-optical tester 24 detecting the presence of such high voltage locations immediately after welding in real time can be prevented by welding the blanks together 1 . 2 membrane obtained is further used when inadmissible high voltages occur, which could sooner or later lead to failure of the membrane, wrinkling or leaking of the weld. Instead, such a membrane may be repaired or, if repair is not possible or not worthwhile, discarded. Costly rework, which would be required if the membrane fails only after installation at a destination or other reuse, is thus avoided.

3 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes. Teile dieses Arbeitsgerätes, die Teilen der Ausgestaltung der 1 und 2 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. 3 shows a second embodiment of a working device according to the invention. Parts of this implement, the parts of the embodiment of 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and will not be explained again.

Der Unterschied zwischen der Ausgestaltung der 3 und derjenigen der 1 und 2 liegt in der beweglichen Aufhängung der Segmente 8a bis 8f. Während bei der Ausgestaltung der 1 und 2 jeweils Gelenke 10 in der Nähe der kurzen Grundlinie der trapezförmigen Segmente vorgesehen sind, an welchen Stellglieder 11 angreifen, um den Schnittwinkel zwischen den sich beiderseits der Linie II-II bzw. der Schweißnaht gegenüberliegenden Segmenten einzustellen, ist bei der Ausgestaltung der 3 zu dem gleichen Zweck ein Getriebemechanismus vorgesehen, der nachfolgend bezogen auf den in der Figur gezeigten Niederhalter 5 bzw. 6 beschrieben wird, der aber symmetrisch auch an den Trägern 3, 4 realisiert ist.The difference between the design of the 3 and those of 1 and 2 lies in the movable suspension of the segments 8a to 8f , While in the design of the 1 and 2 each joints 10 are provided in the vicinity of the short baseline of the trapezoidal segments, to which actuators 11 attack in order to adjust the intersection angle between the opposite sides of the line II-II or the weld opposite segments, is in the embodiment of the 3 For the same purpose, a gear mechanism is provided, which hereinafter referred to the hold-down shown in the figure 5 respectively. 6 is described, but symmetrically also on the carriers 3 . 4 is realized.

Ein Elektromotor 30 ist am mittleren Segment 8b des Niederhalters 5, 6 angeordnet und treibt ein Kegelrad 31, das mit zwei einander gegenüberliegenden Kegelrädern 32 kämmt. Diese Kegelräder sitzen jeweils am Ende einer zylindrischen Stange 33, die in einer Halterung 34 drehbar, aber axial unverschiebbar gehalten ist. Die Stange 33 ist jeweils über ein Kardangelenk 35 mit einer Gewindestange 36 verbunden, die jeweils in einem Innengewinde 37 gehalten ist, das mit dem benachbarten Segment 8a bzw. 8c durch ein Kugelgelenk verbunden ist. Der Drehsinn der Gewinde der zwei Gewindestangen 36 ist jeweils entgegengesetzt, so dass durch eine Drehung des Elektromotors 30 entweder die von der Linie II-II abgewandten Ecken der trapezförmigen Segmente zueinander hin gezogen oder voneinander fortgeschoben werden.An electric motor 30 is at the middle segment 8b the hold-down 5 . 6 arranged and drives a bevel gear 31 that with two opposite bevel gears 32 combs. These bevel gears each sit at the end of a cylindrical rod 33 in a holder 34 rotatable, but is held axially immovable. The pole 33 is each about a universal joint 35 with a threaded rod 36 connected, each in an internal thread 37 is held, that with the adjacent segment 8a respectively. 8c connected by a ball joint. The sense of rotation of the threads of the two threaded rods 36 is in each case opposite, so that by a rotation of the electric motor 30 either the corners of the trapezoidal segments facing away from the line II-II are pulled towards one another or pushed away from one another.

Eine alternative Ausgestaltung eines Trägers oder Niederhalters ist in einer perspektivischen Detailansicht in 4 dargestellt. Die mehreren in sich starren Segmente der bisher beschriebenen Ausgestaltungen sind hier durch einen einteiligen Kamm 40 aus einem steifen Kunststoffmaterial mit einem durchgehenden, der Schweißnaht zugewandten Rücken 41 und einer Vielzahl von von dem Rücken 42 abstehenden Zähnen 42 ersetzt. Diese Bauform erlaubt es, mit einer minimalen Zahl von Stellgliedern die Form eines Kegelmantelausschnittes durch Drehen des Rückens 41 um seine Längsachse A und Biegen um zwei zur Längsachse orthogonale Achsen mit einer im Wesentlichen nur durch die Dichte der Zähne 42 begrenzten Genauigkeit nachzubilden.An alternative embodiment of a carrier or blank holder is shown in a perspective detail view in FIG 4 shown. The several inherently rigid segments of the previously described embodiments are here by a one-piece comb 40 made of a rigid plastic material with a continuous, the weld seam facing back 41 and a variety of from the back 42 protruding teeth 42 replaced. This design allows, with a minimum number of actuators, the shape of a cone-shaped skirt by turning the spine 41 about its longitudinal axis A and bending about two axes orthogonal to the longitudinal axis with a substantially only by the density of the teeth 42 to reproduce limited accuracy.

Eine ähnliche genaue Nachbildung der Kegelmantelform ist mit Hilfe eines Segmentes 50, wie in 5 gezeigt, realisierbar. Das Segment 50 hat im Wesentlichen die Form eines flachen, starren Stabes aus einem biegesteifen Material, von dem am Ende einer Schmalseite zwei eine Gelenkgabel bildende Laschen 51 abstehen. Von dem entsprechenden Ende der gegenüberliegenden Schmalseite steht, über ein Stück Federstahl 52 um eine zur Längsrichtung des Segmentes 50 parallele Achse biegbar verbunden, ein Gelenkkopf 53 ab, der bemessen ist, um in der Gelenkgabel eines nicht dargestellten, identischen Segmentes 50 aufgenommen zu werden. Die von den Gelenken abgewandten Enden benachbarter Segmente 50 sind jeweils durch Zug-Druckfedern 54 verbunden. Durch Verbinden einer Vielzahl von Segmenten 50 miteinander wird ein Träger oder Niederhalter in Form eines Kammes ähnlich dem der 4 erhalten, wobei die Zug-Druckfedern 54 und die Federstahlplättchen 52 jeweils eine Biegsamkeit der erhaltenen Kammform um die zwei zueinander senkrechten Achsen und die ineinandergreifenden Gabelgelenke die Übertragung eines zur Längsrichtung A des Rü ckens parallelen Drehmomentvektors von einem Segment 50 zum nächsten ermöglichen.A similar exact replica of the cone shape is with the help of a segment 50 , as in 5 shown, feasible. The segment 50 has essentially the form of a flat, rigid rod made of a rigid material, of which at the end of a narrow side two flaps forming a yoke 51 protrude. From the corresponding end of the opposite narrow side stands, over a piece of spring steel 52 one to the longitudinal direction of the segment 50 parallel axis connected bendable, a condyle 53 dimensioned to be in the yoke of an identical segment, not shown 50 to be included. The away from the joints ends of adjacent segments 50 are each by train compression springs 54 connected. By connecting a variety of segments 50 Together, a carrier or downholder in the form of a comb similar to that of 4 obtained, with the train compression springs 54 and the spring steel plates 52 a flexibility of the obtained comb shape about the two mutually perpendicular axes and the intermeshing yokes, the transmission of a parallel to the longitudinal direction A of the back torque vector of a segment 50 to the next.

6 veranschaulicht die Verwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes zum Verbinden von Zuschnitten 1, 2 mit nicht geradlinigen Rändern. Solche nicht geradlinigen Ränder werden benötigt, wenn aus mehreren Zuschnitten aus Flachmaterial ein dreidimensionaler Hohlkörper zusammengefügt werden soll. In der Praxis ist in der Regel die Gestalt des zu realisierenden dreidimensionalen Hohlkörpers vorgegeben, und es werden die Randverläufe von Zuschnitten berechnet, mit denen die vorgegebene Gestalt zusammengefügt werden kann. 6 illustrates the use of the work device according to the invention for joining blanks 1 . 2 with non-rectilinear edges. Such non-linear edges are required when a three-dimensional hollow body is to be assembled from a plurality of blanks made of flat material. In practice, the shape of the three-dimensional hollow body to be realized is generally predetermined, and the edge profiles of blanks are calculated with which the predetermined shape can be joined together.

Jeder stetige Randverlauf kann lokal als Kreisbogen approximiert werden, dessen Krümmungsradius entlang des Randes variieren kann. Der Einfachheit halber sind in 6 zwei Zuschnitte 1 und 2 dargestellt, bei denen der Krümmungsradius ihrer Ränder 61, 62 im in der Fig. dargestellten Bereich konstant ist. Die Durchlaufrichtung der Zuschnitte 1, 2 durch den Schweißbereich 21 in 6 ist von oben nach unten; die oberhalb des Schweißbereiches 21 liegenden, noch unverbundenen Abschnitte der Ränder 61, 62 sind als durchgezogene Linien dargestellt; sie überlappen nicht. Der ursprüngliche Verlauf der Ränder in der Ebene unterhalb des Schweißbereiches 21 ist jeweils durch eine strichpunktierte Linie dargestellt; die miteinander der Linie 63 verbundenen Ränder verlaufen außerhalb der Zeichnungsebene der Figur. Die die Zuschnitte 1, 2 antreibenden Rollen 13, 14 sind der Einfachheit halber auf einer Linie eingezeichnet, die die Krümmungsmittelpunkte M1, M2 der zwei Zuschnitte 1, 2 verbindet. Die elektronische Steuereinheit kennt den Krümmungsradius r1, r2 der Segmente 1, 2 sowie die Abstände d13, d14 der Rollen 13, 14 vom Mittelpunkt des Schweißbereiches 21. Sie steuert die Geschwindigkeit der Motoren der Rollen 13, 14 so, dass für die Rolle 13 auf Seiten des Zuschnittes 1 eine Fördergeschwindigkeit v13 = v(1-d13/rl) und für die Rolle d14 eine Geschwindigkeit v14 = v(1-d14/r1) und entsprechend auf Seiten des Zuschnittes 2 für die Rolle 13 eine Geschwindigkeit v13 = v(1-d13/r2) und für die Rolle 14 eine Geschwindigkeit v14 = v(1-d14/r2) resultiert, wobei v für alle Rollen 13, 14 gleich und die Geschwindigkeit ist, mit der die Ränder 61, 62 den Schweißbereich durchlaufen. Durch diese Wahl der Fördergeschwindigkeiten wird erreicht, dass bei beiden Zuschnitten 1, 2 der Krümmungsmittelpunkt M1, M2 jederzeit in Ruhe ist, so dass die zu verbindenden Ränder 61, 62 während des Förderns und Schweißens der Zuschnitte 1, 2 jederzeit im Schweißbereich 21 aufeinandertreffen.Each continuous boundary can locally be approximated as a circular arc whose radius of curvature can vary along the edge. For the sake of simplicity, in 6 two blanks 1 and 2 shown where the radius of curvature of their edges 61 . 62 is constant in the area shown in FIG. The passage direction of the blanks 1 . 2 through the welding area 21 in 6 is from top to bottom; those above the welding area 21 lying, still unconnected portions of the edges 61 . 62 are shown as solid lines; they do not overlap. The original shape of the edges in the plane below the weld area 21 is shown by a dot-dash line; the one with the other 63 Connected edges run outside the plane of the figure. The blanks 1 . 2 driving roles 13 . 14 are drawn for simplicity on a line that the centers of curvature M1, M2 of the two blanks 1 . 2 combines. The electronic control unit knows the radius of curvature r1, r2 of the segments 1 . 2 and the distances d13, d14 of the rollers 13 . 14 from the center of the welding area 21 , It controls the speed of the motors of the rollers 13 . 14 so that for the role 13 on the part of the blank 1 a conveying speed v13 = v (1-d13 / rl) and for the roller d14 a speed v14 = v (1-d14 / r1) and correspondingly on the side of the blank 2 for the role 13 a speed v13 = v (1-d13 / r2) and for the role 14 a speed v14 = v (1-d14 / r2) results, where v is for all roles 13 . 14 same and the speed is with which the edges 61 . 62 go through the welding area. This choice of conveyor speeds ensures that both blanks 1 . 2 the center of curvature M1, M2 is always at rest, so that the edges to be joined 61 . 62 during the conveying and welding of the blanks 1 . 2 at any time in the welding area 21 meet.

Indem gleichzeitig die Steuereinheit die Form der Träger 3, 4 und Niederhalter 5, 6 mit Hilfe der Stellglieder 11 an die vorgegebene, durch das Verschweißen der Ränder zu realisierende Gestalt anpasst, wird erreicht, dass die miteinander verschweißten Teile der Zuschnitte 1, 2 großflächig unterstützt und geführt sind, so dass nicht aus dem Eigengewicht der Zuschnitte 1, 2 unkontrollierbare Zugkräfte resultieren, die die Genauigkeit der Förderung und der Schweißung beeinträchtigen könnten.At the same time, the control unit takes the form of the carriers 3 . 4 and hold down 5 . 6 with the help of the actuators 11 adapts to the predetermined, to be realized by the welding of the edges shape, it is achieved that the welded together parts of the blanks 1 . 2 are supported and guided over a large area, so not from the weight of the blanks 1 . 2 Uncontrollable tensile forces that could affect the accuracy of the promotion and the weld.

Die Erfindung ist oben ausschließlich anhand eines Schweißgerätes als Ausführungsbeispiel beschrieben, doch versteht sich, dass an Stelle des Schweißens eine beliebige andere Verbindungstechnik wie etwa Nähen, Kleben, je nach Art und Eignung des für die Zuschnitte 1, 2 verwendeten Materials, zum Einsatz kommen könnte. Außerdem ist ohne Weiteres eine vereinfachte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes denkbar, bei der keine Rollen 12, 13, 14 zum automatischen Fördern der Zuschnitte 1, 2 vorhanden sind, sondern die Zuschnitte 1, 2 von Hand auf Träger aufgelegt oder zwischen Träger und Niederhalter eingefügt werden, die jeweils passend zur herzustellenden dreidimensionalen Gestalt so geformt sind, dass die Zuschnitte 1, 2 großflächig von den Trägern unterstützt werden und gleichzeitig ihre zu verbindenden Ränder sich im unterstützten Bereich berühren oder überlappen, und anschließend ein Schweißkopf oder ein anderes Werkzeug zum Verbinden der Ränder der Zuschnitte an den einander berührenden oder überlappenden Rändern der Zuschnitte entlanggeführt wird.The invention is described above solely by means of a welding apparatus as an embodiment, but it is understood that instead of welding any other connection technique such as sewing, gluing, depending on the nature and suitability of the blanks 1 . 2 used material could be used. In addition, a simplified embodiment of the implement according to the invention is readily conceivable in which no roles 12 . 13 . 14 for automatically conveying the blanks 1 . 2 are present but the blanks 1 . 2 be placed by hand on a carrier or inserted between the carrier and hold-down, which are each shaped to match the three-dimensional shape to be produced so that the blanks 1 . 2 are supported by the carriers at large and at the same time touch or overlap their edges to be joined in the supported area, and then a welding head or other tool for connecting the edges of the blanks is guided along the contacting or overlapping edges of the blanks.

Claims (24)

Arbeitsgerät zum randseitigen Verbinden von Zuschnitten aus Flachmaterial, mit zwei sich beiderseits einer Grenzlinie erstreckenden Trägern (3, 4) zum Unterstützen jeweils eines Zuschnitts (1, 2) und wenigstens einem Arbeitskopf (20) zum Verbinden der von den Trägern (3, 4) unterstützten Zuschnitte (1, 2) an wenigstens einem Ort der Grenzlinie, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (3, 4) jeweils aus einer Mehrzahl von schwenkbaren Segmenten (8d, 8e, 8f) aufgebaut sind, von denen alle bis auf höchstens jeweils eines (8d) wenigstens zwei Schwenkfreiheitsgrade aufweisen.Apparatus for edge-side joining of blanks of flat material, with two supports extending on either side of a borderline ( 3 . 4 ) for supporting a blank ( 1 . 2 ) and at least one working head ( 20 ) for connecting the carriers ( 3 . 4 ) supported blanks ( 1 . 2 ) in at least one location of the borderline, characterized in that the beams ( 3 . 4 ) each of a plurality of pivotable segments ( 8d . 8e . 8f ), of which all but one (maximum) one ( 8d ) have at least two pivot degrees of freedom. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf entlang der Grenzlinie bewegbar ist.implement according to claim 1, characterized in that the working head along the borderline is movable. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (3, 4) mit Antriebsmitteln (12, 13, 14, 15) zum Fördern der Zuschnitte (1, 2) entlang der Grenzlinie ausgestattet sind.Tool according to claim 1, characterized ge indicates that the carriers ( 3 . 4 ) with drive means ( 12 . 13 . 14 . 15 ) for conveying the blanks ( 1 . 2 ) are equipped along the boundary line. Arbeitsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägern (3, 4) Förderrollen (12, 13, 14) in wenigstens zwei verschiedenen Abständen (d13, d14) von der Grenzlinie angebracht sind, und dass die Förderrol len jedes Trägers mit in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Grenzlinie unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbar sind.Tool according to claim 3, characterized in that on the supports ( 3 . 4 ) Conveyor rollers ( 12 . 13 . 14 ) are mounted in at least two different distances (d13, d14) from the boundary line, and that the Förderrol len each carrier can be driven with depending on their distance from the boundary line of different speed. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (8d, 8e, 8f) wenigstens eines der Träger (3, 4) durch untereinander gelenkig verbundene Platten gebildet sind.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the segments ( 8d . 8e . 8f ) at least one of the carriers ( 3 . 4 ) are formed by mutually hingedly connected plates. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten trapezförmig sind.implement according to claim 5, characterized in that the plates are trapezoidal. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lange Grundlinie der trapezförmigen Platten der Grenzlinie zugewandt ist.implement according to claim 6, characterized in that the long baseline the trapezoidal Plates facing the boundary line. Arbeitsgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die trapezförmigen Platten an den Enden ihrer langen Grundlinien gelenkig verbunden sind.implement according to claim 6 or 7, characterized in that the trapezoidal plates are hinged at the ends of their long baselines. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Träger eine kammförmig geschlitzte Platte (40) aus einem flexiblen Material umfasst, wobei die Segmente jeweils durch die Zähne (42) der Kammform gebildet sind.Tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the carriers has a comb-shaped slotted plate ( 40 ) made of a flexible material, wherein the segments each through the teeth ( 42 ) of the comb shape are formed. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem der Träger (3, 4) ein Niederhalter (5, 6) zugeordnet ist, der aus einer Mehrzahl von schwenkbaren Segmenten (8a, 8b, 8c) aufgebaut ist und zusammen mit dem Träger (3, 4) einen Führungsspalt (7) für einen Zuschnitt (1, 2) definiert.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the supports ( 3 . 4 ) a hold-down ( 5 . 6 ), which consists of a plurality of pivotable segments ( 8a . 8b . 8c ) and together with the carrier ( 3 . 4 ) a guide gap ( 7 ) for a cut ( 1 . 2 ) Are defined. Arbeitsgerät nach Anspruch 10, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Förderrolle (12, 13, 14) des Trägers (3, 4) mit einer gegenüberliegenden Förderrolle (12, 13, 14) des Niederhalters (5, 6) einen Spalt bildet, in dem der Zuschnitt (1, 2) einklemmbar ist.Working apparatus according to claim 10, as far as dependent on claim 4, characterized in that each conveyor roller ( 12 . 13 . 14 ) of the carrier ( 3 . 4 ) with an opposing conveyor roller ( 12 . 13 . 14 ) of the hold-down ( 5 . 6 ) forms a gap in which the blank ( 1 . 2 ) can be clamped. Arbeitsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (20) ein Schweißkopf, insbesondere ein Heißluftstrahl-Schweißkopf ist.Tool according to claim 11, characterized in that the working head ( 20 ) is a welding head, in particular a hot air jet welding head. Arbeitsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster von zwei Rollen (12) gebildeter Spalt in Förderrichtung des Zuschnitts (1, 2) vor dem Einwirkort (21) des Schweißkopfes (20) und ein zweiter von zwei Rollen (13) gebildeter Spalt hinter dem Einwirkort (21) liegt, und dass die Rollen (13) des zweiten Spalts schneller als die (12) des ersten Spalts angetrieben sind, um den Zuschnitt (1, 2) am Einwirkort (21) zu dehnen.Tool according to claim 12, characterized in that a first of two rollers ( 12 ) formed gap in the conveying direction of the blank ( 1 . 2 ) in front of the site of action ( 21 ) of the welding head ( 20 ) and a second of two rollers ( 13 ) formed gap behind the site of action ( 21 ) and that the roles ( 13 ) of the second gap faster than the ( 12 ) of the first gap are driven to the blank ( 1 . 2 ) at the site of action ( 21 ) to stretch. Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 13, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung hinter dem Einwirkort (21) eine Temperzone vorgesehen ist.Working apparatus according to claim 12 or 13, as far as dependent on claim 4, characterized in that in the conveying direction behind the site of action ( 21 ) An annealing zone is provided. Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 13, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung hinter dem Einwirkort (21) eine Funkenentladungsstrecke (23) vorgesehen ist.Working apparatus according to claim 12 or 13, as far as dependent on claim 4, or claim 14, characterized in that in the conveying direction behind the site of action ( 21 ) a spark discharge path ( 23 ) is provided. Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 13, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, oder Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung hinter dem Einwirkort (21) eine Ultraschall-Prüfvorrichtung vorgesehen ist.Working apparatus according to claim 12 or 13, as far as dependent on claim 4, or claim 14 or 15, characterized in that in the conveying direction behind the site of action ( 21 ) An ultrasonic testing device is provided. Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 13, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, oder einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung hinter dem Einwirkort (21) eine Materialspannungsprüfvorrichtung (24) vorgesehen ist.Working apparatus according to claim 12 or 13, as far as dependent on claim 4, or one of claims 14 to 16, characterized in that in the conveying direction behind the site of action ( 21 ) a material tension test device ( 24 ) is provided. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von durch eine elektronische Steuereinheit gesteuerten Stellgliedern (11) zum Verschwenken der Segmente (8a, 8b, 8c,..., 8f).Tool according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of actuators ( 11 ) for pivoting the segments ( 8a . 8b . 8c , ..., 8f ). Arbeitsgerät nach Anspruch 18, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, die Stellung der Segmente während des Förderns fortlaufend so anzupassen, dass die Ränder (61, 62) wenigstens in der Umgebung des Einwirkorts (21) des Schweißkopfes (20) einander berühren.Working apparatus according to claim 18, as far as dependent on claim 4, characterized in that the control unit is adapted to continuously adjust the position of the segments during conveying in such a way that the edges ( 61 . 62 ) at least in the vicinity of the site of action ( 21 ) of the welding head ( 20 ) touch each other. Arbeitsgerät nach Anspruch 18, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, oder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, die Geschwindigkeit der Förderrollen (12, 13, 14) jedes Trägers (3, 4) so zu steuern, dass, wenn r der Krümmungsradius des Randes (61, 62) von diesem Träger (5, 6) unterstützten Zuschnitts (1, 2) am Einwirkort (21) des Arbeitskopfes (20) ist und d der Abstand einer Förderrolle (13, 14) von der Grenzlinie ist, die Geschwindigkeit der Förderrollen (13, 14) dieses Trägers (3, 4) proportional zu r-d ist.Working apparatus according to claim 18, as far as dependent on claim 4, or according to claim 16, characterized in that the control unit is set up, the speed of the conveyor rollers ( 12 . 13 . 14 ) of each carrier ( 3 . 4 ) so that when r is the radius of curvature of the edge ( 61 . 62 ) of this carrier ( 5 . 6 ) supported cut ( 1 . 2 ) at the site of action ( 21 ) of the working head ( 20 ) and d is the distance of a conveyor roller ( 13 . 14 ) from the boundary line, the speed of the conveyor rollers ( 13 . 14 ) of this carrier ( 3 . 4 ) is proportional to rd. Verfahren zum randseitigen Verbinden von Zuschnitten (1, 2) aus Flachmaterial zu einer vorgegebenen dreidimensionalen Hohlkörper, mit den Schritten: a) Festlegen eines Paars von miteinander zu verbindenden Punkten der Ränder von zwei flachen Zuschnitten anhand einer Beschreibung der Zuschnitte und des dreidimensionalen Hohlkörpers; b) Ermitteln der lokalen Krümmung der als miteinander verbunden angenommenen Ränder der zwei als zu dem dreidimensionalen Hohlkörper zusammengefügt angenommenen Zuschnitte (1, 2) am Ort des Paars von Punkten und des Schnittwinkels der Zuschnitte (1, 2) am Ort des Paars von Punkten; c) für jeden der zwei Zuschnitte (1, 2) Formen eines Trägers (3, 4), der einen Ausschnitt aus einem Kegelmantel approximiert, wobei die Kegelmäntel der zwei Träger (3, 4) einander an einem Ort (21) mit dem ermittelten Schnittwinkel schneiden und die Schnittlinie die ermittelte lokale Krümmung aufweist; d) Platzieren jedes Zuschnitts (1, 2) auf seinem Träger (3, 4), so dass die festgelegten Punkte ihrer Ränder einander an dem Ort (21) berühren, und Verbinden der Punkte miteinander.Method for marginal joining of blanks ( 1 . 2 ) of flat material to a predetermined three-dimensional hollow body, comprising the steps: a) defining a pair of points to be joined of the edges of two flat blanks based on a description of the blanks and the three-dimensional hollow body; b) Determining the local curvature of the edges assumed to be connected to one another of the two blanks assumed to be joined together to form the three-dimensional hollow body ( 1 . 2 ) at the location of the pair of points and the cutting angle of the blanks ( 1 . 2 ) at the location of the pair of points; c) for each of the two blanks ( 1 . 2 ) Shapes of a carrier ( 3 . 4 ), which approximates a section of a cone sheath, wherein the cone shells of the two supports ( 3 . 4 ) each other in one place ( 21 ) intersect with the determined intersection angle and the intersecting line has the determined local curvature; d) placing each blank ( 1 . 2 ) on its carrier ( 3 . 4 ), so that the fixed points of their edges at each other in the place ( 21 ) and connect the dots with each other. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschnitte (1, 2) auf ihrem Träger (3, 4) weiterbefördert und die Schritte a) bis d) wiederholt werden, bis die zu verbindenden Ränder (61, 62) vollständig verbunden sind.Method according to claim 21, characterized in that the blanks ( 1 . 2 ) on its carrier ( 3 . 4 ) and steps a) to d) are repeated until the edges to be joined ( 61 . 62 ) are completely connected. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecken, über die die Zuschnitte auf ihren Trägern weiterbefördert werden, so festgelegt werden, dass zwei zuvor in Schritt a) als miteinander zu verbindend festgelegte Punkte zur gleichen Zeit den Ort (21) erreichen.A method according to claim 22, characterized in that the routes over which the blanks are carried on their carriers are set so that two points previously defined in step a) as being to be joined together at the same time (Fig. 21 ) to reach. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (61, 62) unterbrechungslos verbunden werden.Method according to claim 21 or 22, characterized in that the edges ( 61 . 62 ) are connected without interruption.
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