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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten und Fixieren einer in einer Materialschlaufe abgelegten flexiblen Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Niederhaltevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Niederhaltevorrichtung sind beispielsweise aus der
WO 2006/108377 bekannt.
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Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird eine flexible Materialbahn zu einem Materialstapel abgelegt. Hierzu wird die Materialbahn durch Ablegemittel zwischen zwei gegenüberliegenden Enden einer Ablagestelle hin- und hergeführt, so dass sich jeweils an den Enden der Ablagestelle eine flexible Materialschlaufe ausbildet. Um möglichst eine kompakte Anordnung der Lagen innerhalb des Materialstapels zu erhalten, werden derartige Materialschlaufen durch eine Niederhaltevorrichtung geglättet und fixiert. Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung ist hierzu an jedem Ende der Ablagestelle eine Halteplatte vorgesehen, die durch einen Linearantrieb oszillierend angetrieben wird. So lässt sich die Materialschlaufe durch eine lineare Bewegung der Halteplatte in Richtung des Materialstapels niederdrücken und glätten. Um möglichst gleichmäßige Endlagen zu erzeugen, muß bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung die Materialschlaufe beim Ablegen der Materialbahn möglichst gleichmäßig erzeugt werden. Durch das Niederdrücken der Halteplatte wird lediglich die Lage der Materialschlaufe an der Oberseite des Materialstapels fixiert.
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Aus der
WO 93/01031 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Materialschlaufen am Ende einer Ablagestelle durch ein rotierendes Wellensegment geglättet wird. Hierzu rotiert das Wellensegment um eine mittlere Achse, so dass die Manteloberfläche des Wellensegmentes entlang der Materialbahn bzw. der Materialschlaufe gleitet und diese dabei glättet. Derartige Niederhaltelemente besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass nur geringe Kräfte zum Fixieren und Zusammendrücken der Materialschlaufen möglich sind. Zwar ist eine Höhenverstellung des Wellensegmentes vorgesehen, die jedoch bei zu starker Eindrucktiefe aufgrund der Rotationsbewegung zu einem Verschieben der oberen Schlaufe führt.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Niederhaltevorrichtung derart zu verbessern, dass die Materialschlaufen zur Bildung eines Materialstapels möglichst gleichmäßig geglättet und großflächig mit relativ hohem Niederhaltedruck fixiert werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren dadurch gelöst, dass die oszillierende Bewegung der Halteplatte durch einen Kurbelantrieb erzeugt wird, welcher die Halteplatte auf einer umlaufenden Bahnkurve mit einer Bewegungskomponente in eine Ablagerichtung der Materialbahn führt.
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Die erfindungsgemäße Niederhaltevorrichtung weist zur Durchführung des Verfahrens eine Kurbelantrieb als Antriebseinrichtung auf, der mit der Halteplatte derart verbunden ist, dass die Halteplatte auf einer umlaufenden Bahnkurve mit einer Bewegungskomponente in einer Ablagerichtung der Materialbahn führbar ist.
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Neben dem Vorteil, dass die Halteplatte einen großflächigen Niederhaltedruck zum Fixieren der Materialschlaufe erzeugen kann, führt die gleitende Bewegung der Halteplatte in Ablagerichtung zur einer verbesserten Glättfunktion, die die Materialschlaufe jeweils in eine gleichmäßige Falz ohne zusätzliche Faltenbildung führt. Selbst dünnwandige Materiallagen lassen sich damit sicher ohne Faltenbildung in einer Materialschlaufe ablegen, glätten und fixieren.
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Um eine möglichst parallele Führung der Halteplatte ausführen zu können, wird die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Halteplatte durch zwei mit Abstand an der Halteplatte angreifende Kurbelantriebe geführt wird, die synchron durch einen Elektromotor angetrieben werden. Hierzu weist die Antriebseinrichtung der Niederhaltevorrichtung einen zweiten Kurbelantrieb auf, der mit Abstand zu dem anderen Kurbelantrieb mit der Halteplatte verbunden ist. Damit können ungewünschte Schiefstellungen der Halteplatte beim Glätten und fixieren der Materialschlaufe vermieden werden.
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Zudem ergeben sich durch Verwendung zweier Kurbelantriebe zur Führung der Halteplatte zusätzliche Freiheitsgrade, um die Halteplatte beim Glätten und Fixieren der Materialschlaufe zu führen. So lassen sich die beiden Kurbelantriebe vorzugsweise mit gleichen Phasenlagen relativ zu der Halteplatte antreiben. Somit lässt sich die Halteplatte über die gesamte Bahnkurve in einer parallel Führung antreiben.
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Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die beiden Kurbelantriebe mit einer Phasendifferenz der Phasenlage relativ zu der Halteplatte anzutreiben, so dass gewünschte Schiefstellungen beispielsweise zum Einleiten des Glättvorganges an der Halteplatte und der Bewegung der Halteplatte möglich sind.
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Damit die Bewegung der Halteplatte in Abhängigkeit von einem Ablegevorgang der Materialbahn ausführbar ist, wird die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher der Kurbelantrieb oder die Kurbelantriebe in Abhängigkeit von einer Materialzuführgeschwindigkeit einen Bewegungszyklus der Halteplatte steuern. Somit wird sichergestellt, dass die Halteplatte zur Ablegung der Materialbahn und bei Entstehung der Materialschlaufe in einer oberen Position des Kurbelantriebes oder der Kurbelantriebe geführt ist.
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Die erfindungsgemäße Niederhaltevorrichtung wird insbesondere in der Weiterbildung ausgeführt, bei welcher ein Elektromotor vorgesehen ist, um die Kurbelantriebe anzutreiben, wobei dem Elektromotor ein Steuergerät zugeordnet ist.
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Zur Erzeugung einer gleichmäßigen rotierenden Bewegung der Halteplatte hat sich die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung bewährt, bei welcher der Kurbelantrieb zumindest eine antreibbare Antreibscheibe aufweist, welche einen auskragenden Träger der Halteplatte exzentrisch hält, wobei der Träger drehbar mit der Antriebsscheibe verbunden ist. Somit lässt sich die Halteplatte auf einem möglichst losen Bahnkurve führen.
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Dabei wird bevorzugt an einer zweiten Längsseite der Halteplatte eine der Antriebsscheibe gegenüberliegende Führungsscheibe angeordnet, an welcher ein auskragendes Ende des Trägers mit gleicher Exzentrizität drehbar gehalten ist. Somit können auch breitere Halteplatten zum Fixieren entsprechend breiter Materialstreifen sicher führen.
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Bevorzugt wird dabei an der gleichen Seite der Halteplatte eine zweite antreibbare Antriebsscheibe mit Abstand zu der ersten Antriebsscheibe angeordnet, welche einen zweiten Träger der Halteplatte mit gleicher Exzentrizität trägt und wobei bevorzugt der zweiten Antriebsscheibe eine zweite Führungsscheibe gegenüberliegt.
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Zum direkten Antrieb weisen die Antriebsscheiben einen Antriebszapfen auf, welcher sich vorteilhaft über einen Zahnriemen mit dem Elektromotor verbinden lässt.
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Um insbesondere den Niederhaltedruck einstellen zu können, wird die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung eingesetzt, bei welcher die Antriebseinrichtung an einem Halter relativ zu einer Ablagestellen höhenverstellbar gehalten ist. Damit lässt sich durch einfache Höhenregulierung der durch die Halteplatte auf einen Materialstapel ausgeübte Niederhaltedruck einstellen. Der Bewegungsablauf der Kurbelantriebe bleibt hiervon unbeeinflußt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
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2 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung
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3 schematisch eine Seitenansicht eines weiteres Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung
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4 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus 3
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In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Glätten und Fixieren einer in einer Materialschlaufe abgelegten flexiblen Materialbahn schematisch in einer Seitenansicht dargstellt. Die Niederhaltevorrichtung ist an einem Ende einer Ablagestelle 4 angeordnet. In der Ablagestelle 4 wird eine Materialbahn 3 in mehreren Lagen zu einem Materialstapel 6 abgelegt. Die zur Führung und Ablage der Materialbahn 3 verwendeten Mittel sind hier nicht dargestellt. Die Materialbahn 3 wird hierzu oberhalb der Ablagestelle 4 zwischen zwei sich gegenüberliegenden Enden hin- und hergeführt, so dass sich an jedem der Enden eine Materialschlaufe 5 ausbildet. Zum Glätten und Fixieren der Materialschlaufe 5 an der Oberfläche des Materialstapels 6 wird die erfindungsgemäße Niederhaltevorrichtung eingesetzt. Daher ist jedem Ende der Ablagestelle 4 üblicherweise eine derartige Niederhaltevorrichtung zugeordnet.
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In 1 das Ausführungsbeispiel der Niederhaltevorrichtung einem rechten Ende der Ablagestelle 4 zugeordnet. Die Niederhaltevorrichtung weist eine Halteplatte 1 auf, die mittels einer Antriebseinrichtung 2 oszillierend bewegt wird. Die Antriebseinrichtung 2 ist hierzu als ein Kurbelantrieb 7 ausgebildet, welcher eine angetriebene Kurbel 8 aufweist, die über ein Gestelldrehlager 9 ortsfest gehalten ist. Am freien Ende der Kurbel 8 ist ein auskragender Träger 11 in einem Haltedrehlager 10 gehalten, welcher an seiner Unterseite die Halteplatte 1 trägt.
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Zum Glätten und Fixieren der Materialschlaufe 5 wird die Kurbel 8 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, so dass die Halteplatte 1 auf einer durch die Kurbel 8 definierten geschlossenen Bahnkurve 12 geführt wird. Der rotierende Antrieb der Halteplatte 1 bewirkt, dass die Halteplatte 1 mit einer in Ablagerichtung der Materialbahn 3 geführten Bewegungskomponente gleitend über den Materialstapel 6 geführt wird. Die Ablagerichtung der Materialbahn 3 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet und zeigt zum rechten Rand des Materialstapels 6. Durch die gleitende Bewegung der Halteplatte 1 wird die Materialschlaufe 5 gleichmäßig und schonend zu einer Pfalz zusammengedrückt. Um einen möglichst schonenden Eingriff der Halteplatte 1 mit der Materialbahn 3 zu erhalten, sind die Enden der Halterplatte 1 mit einer Anschrägung oder einer Verrundung versehen.
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Der durch die Halteplatte 1 erzeugte Niederhaltedruck and er Oberfläche des Materialstapels 6 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine hier nicht näher dargestellte Höhenverstellung der Ablagestelle 4 bewirkt. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Antriebseinrichtung 2 der Halteplatte 1 höhenverstellbar auszubilden.
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So ist in 2 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Halterplatte 1 durch zwei in Abstand zueinander an die Halteplatte 1 angreifende Kurbelantriebe 7.1 und 7.2 angetrieben wird. Die Gestelldrehlager 9.1 und 9.2 der Kurbeln 8.1 und 8.2 sind an einem Halter 13 angeordnet, welcher Halter 13 höhenverstellbar an einem Gestell 14 gehalten ist. An den freien Enden der Kurbeln 8.1 und 8.2 ist jeweils ein auskragender Träger 11.1 und 11.2 über Haltedrehlager 10.1 und 10.2 gehalten. Die Träger 11.1 und 11.2 sind mit der Halteplatte 1 verbunden, so dass die Halteplatte 1 parallel über die Kurbelantriebe 7.1 und 7.2 in einer geschlossenen Bahnkurve 12 geführt wird. Die Kurbeln 8.1 und 8.2 werden in der in 2 dargestellten Betriebssituation in gleicher Phasenlage und gleicher Umlaufgeschwindigkeit angetrieben.
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Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, zwischen den Kurbeln 8.1 und 8.2 eine Phasendifferenz einzustellen, so dass an der Halteplatte 1 eine überlagerte Kippbewegung erzeugt wird. Ein mit Phasendifferenz und gleicher Umlaufgeschwindigkeit angetriebene Halterplatte 1 ermöglicht die Übertragung einer Förderwirkung auf die Materialbahn 3, so dass ein Ausstrecken der Materialschlaufe möglich ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 sei noch erwähnt, dass die Ablagestelle 4 eine quer zur Ablagerichtung der Materialbahn 3 gerichtete Hin- und Herbewegung ausführt, um den Materialstapel 6 zu bilden. Die Materialbahn 3 wird üblicherweise aus Streifen zugeführt, der Zick-Zack-förmig an der Oberfläche des Materialstapels 6 abgelegt wird.
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In 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Niederhaltevorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Glätten und Fixieren einer flexiblen Materialschlaufe gezeigt. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und 4 schematisch in einer Querschnittsansicht jedoch ohne Ablagestelle. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kurbelantriebe 7.1 und 7.2 durch jeweils eine Antriebsscheibe 15.1 und 15.2 und eine Führungsscheibe 16.1 und 16.2 gebildet. Die Antriebsscheiben 15.1 und 15.2 sind an einer Längsseite der Halteplatte 1 in Abstand nebeneinander drehbar gehalten. Einer gegenüberliegenden Längsseite der Halteplatte 1 sind die beiden Führungsscheiben 16.1 und 16.2 genau gegenüberliegend zu den Antriebsscheiben 15.1 und 15.2 angeordnet. Die Antriebsscheiben 15.1 und 15.2 sowie die Führungsscheiben 16.1 und 16.2 weisen im Zentrum jeweils einen Lagerzapfen 17 auf, der drehbar in einem Gestell 14 gehalten ist. An einer zur Halteplatte 1 gegenüberliegenden Stirnseite der Antriebsscheiben 15.1 und 15.2 weisen diese jeweils einen Antriebszapfen 18 auf, an welchem eine Riemenscheibe 22.1 oder 22.2 gehalten ist.
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Zwischen der Antriebsscheibe 15.1 und der Führungsscheibe 16.1 ist eine Achse 23.1 exzentrisch gehalten. Die Exzentrizität an der Antriebsscheibe 15.1 ist hierbei identisch zu der Exzentrizität an der Führungsscheibe 16.1. In einem Bereich zwischen der Antriebsscheibe 15.1 und der Führungsscheibe 16.1 ist die Halteplatte 1 durch zwei Ösen 24.1 und 24.2 mit der Achse 23.1 drehbar verbunden. Die Halteplatte 2 wird entsprechend an einer Achse 23.2 gehalten, die zwischen der Antriebsscheibe 15.2 und der Führungsscheibe 16.2 angeordnet ist.
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Zum Antrieb der Kurbelantriebe 7.1 und 7.2 ist ein Elektromotor 19 vorgesehen, der mit einem Steuergerät 20 gekoppelt ist. Der Elektromotor 19 weist an seinem Antriebsende eine Riemenscheibe 22.3 auf, an welchem ein Zahnriemen 21 geführt ist. Der Zahnriemen 21 wird umlaufend über die Riemenscheibe 22.1, 22.2 und 22.3 geführt, so dass die Antriebsscheiben 15.1 und 15.2 synchron angetrieben werden. Die Halteplatte 1 wird rotierend auf einer umlaufenden geschlossenen Bahnkurve geführt, wobei die Unterseite der Halteplatte 1 oszillierend auf einen hier nicht dargestellten Materialstapel geführt wird.
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Das in 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit geeignet, um über eine größere Breite eine Glättung und Fixierung der Materialschlaufe mit gleichmäßiger Druckverteilung vornehmen zu können. Hierbei lässt sich der Niederhaltedruck durch Höhenverstellung der Antriebseinrichtung 2 und/oder durch Höhenverstellung einer hier nicht dargestellten Ablagestelle 4 einstellen. Das in 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere geeignet, um in Abhängigkeit von einer Materialzuführgeschwindigkeit der Materialbahn die Bewegung der Halteplatte 1 zu steuern. So lässt sich über das Steuergerät 20, das beispielsweise mit einer Steuereinrichtung der Ablagestelle verbunden ist, die Halteplatte 1 derart bewegen, dass die Zuführung der Materialbahn zu einem Ende der Ablagestelle gerade dann erfolgt, wenn die Halteplatte ihren größten Abstand zum Materialstapel aufweist. Somit ist eine Ablage- und Schlaufenbildung der Materialbahn möglich. Erst nachdem die Materialschlaufe vollständig am Ende der Ablagestelle gelegt ist, wird die Halteplatte 1 in ihre untere Position auf die Oberfläche des Materialstapels gedrückt. Der Antrieb der Halteplatte erfolgt hierbei vorzugsweise kontinuierlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halteplatte
- 2
- Antriebseinrichtung
- 3
- Materialbahn
- 4
- Ablagestelle
- 5
- Materialschlaufe
- 6
- Materialstapel
- 7, 7.1, 7.2
- Kurbelantrieb
- 8, 8.1, 8.2
- Kurbel
- 9, 9.1, 9.2
- Gestelldrehlager
- 10, 10.1, 10.2
- Haltedrehlager
- 11, 11.1, 11.2
- Träger
- 12
- Bahnkurve
- 13
- Halter
- 14
- Gestell
- 15.1, 15.2
- Antriebsscheibe
- 16.1, 16.2
- Führungsscheibe
- 17
- Lagerzapfen
- 18
- Antriebszapfen
- 19
- Elektromotor
- 20
- Steuergerät
- 21
- Zahnriemen
- 22.1, 22.2, 22.3
- Riemenscheibe
- 23.1, 23.2
- Achse
- 24.1, 24.2
- Öse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/108377 [0002]
- WO 93/01031 [0004]
