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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial, wobei es sich vorzugsweise um eine durchgehende Bahn handelt.
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Insbesondere kommt diese Erfindung bei der Herstellung von Hygiene-Unterwäsche wie Säuglingswindeln, Damenbinden und dergleichen zum Einsatz.
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Stand der Technik
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Diese Hygieneartikel umfassen typischerweise eine Saugeinlage, die normalerweise zwischen einer durchlässigen Vliesstoff-Innenschicht und einer undurchlässigen Polyethylen-Außenschicht eingeschlossen ist.
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Die Herstellung derartiger Artikel beinhaltet die anfängliche Bildung einer durchgehenden Bahn, die die genannten Schichten enthält, dann das Formen der Bahn und schließlich das Trennen der Bahn in einzelne, verpackungsfertige Elemente.
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Das Formen besteht hauptsächlich auf dem Ausschneiden der Beinkonturen und dient allgemeiner dazu, dem Artikel ein für die spezielle Nutzung geeignetes Profil zu verleihen.
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Diese Vorgänge erfordern somit das Schneiden des Materials, und Vorrichtungen des Stands der Technik, die für diese Art Vorgang genutzt werden, umfassend eine Drehtrommel, rund um die die Bahn teilweise geschwungen wird, während sie in eine vorgegebene Richtung vorgeschoben wird, und einen Laserschneidkopf, der auf der Bahn arbeitet, während diese über die Trommel geführt wird. Laserschneidköpfe eignen sich insbesondere für Prozesse, die bei der Herstellung von Hygiene-Unterwäscheartikel zum Einsatz kommen, da sie einen geringen Wartungsaufwand beinhalten und leicht zu steuern und einzustellen sind, vor allem im Vergleich zu Rotationsmesserschneidsystemen, die im selben technischen Gebiet eingesetzt werden und bei denen die Messer häufig ersetzt oder in jedem Fall häufig geschliffen werden müssen.
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Die Vorteile einer solchen Anwendung sind offensichtlich, wobei jedoch ein Nachteil des Einsatzes des Laserschneidens zweifelsohne mit den Kosten und den Gesamtabmessungen von Lasergeneratoren verbunden ist.
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Obwohl die Laserquelle ausgestaltet ist, um die gesamte Dicke der Bahn der Sublimation zuzuführen, bedeutet das Vorhandensein von vorwiegend faserigem Material, dass der Laserstrahl die Bahn an vielen ihrer Stellen durchdringt, ohne mit dem Material in Kontakt zu kommen.
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Mit anderen Worten wird ein Großteil des Strahls nicht genutzt, obwohl die Leistung (und somit die Kosten und Abmessungen) der Laserquelle so bemessen ist, dass sie in der Lage ist, die Bahn zu schneiden.
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Offenbarung der Erfindung
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Angesichts dessen ist es die technische Hauptaufgabe dieser Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial zu konzipieren, die in der Lage sind, die genannten Nachteile zu beseitigen.
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Im Rahmen dieser technischen Aufgabe ist es ein wichtiges Ziel dieser Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit geringen Kosten und reduzierten Gesamtabmessungen zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial bereitzustellen.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial zu konzipieren, die eine geringere Energieverschwendung der Laserquelle ermöglichen.
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Die technische Aufgabe und die angegebenen Ziele werden im Wesentlichen durch eine Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial erreicht, das die technischen Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist.
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Die angegebenen Ziele werden auch durch ein Verfahren zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial erreicht, das die technischen Merkmale gemäß Anspruch 9 aufweist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nicht einschränkenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial gemäß den Darstellungen in den beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial;
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1a, 1b, 1c Details des Schneidbereichs der Vorrichtung aus 1;
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2 eine erste Variante der Ausführungsform der Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial aus 1;
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3 eine zweite Variante der Ausführungsform der Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial aus 1;
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4 eine dritte Variante der Ausführungsform der Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn aus Fasermaterial aus 1.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Vorrichtung zum Laserschneiden einer Bahn 3 aus Fasermaterial.
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Vorzugsweise ist daher das Material, aus dem die Bahn 3 besteht, faserig, d. h., es weist leere Zonen „V” auf, die sich mit vollen Zonen „R” abwechseln.
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Mit anderen Worten besteht die Bahn 3 aus mindestens einem Material mit variabler Dichte, dessen einzelne Fasern freie Abschnitte, d. h. leere Zonen, definieren.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bei einigen Anwendungen auch eingesetzt werden kann, um andere Materialtypen zu schneiden, die eine gleichmäßige Struktur aufweisen.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung 1 in eine Maschine zur Herstellung von Hygieneunterwäsche wie Säuglingswindeln oder Damenbinden eingebaut. Die Vorrichtung umfasst eine Abwickeleinrichtung 2, die schematisch dargestellt ist, da sie vom bekannten Typ ist, auf der eine vorzugsweise durchgehende und mit Einlagematerial versehene Bahn 3 hergestellt wird, beispielsweise, indem eine erste Schicht 3 eines durchlässigen Materials neben einer zweiten Schicht 3 eines undurchlässigen Materials angeordnet wird, und zwischen den beiden ein Abschnitt eines Saugmaterials, das nicht dargestellt ist, eingefügt wird und die Einlage darstellt. Dieser Vorgang wird beispielsweise von zwei Zuführungswalzen 4 und einer Vorrichtung eines bekannten Typs, die nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, zum Hinzufügen der Einlage, durchgeführt.
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Anschließend wird die so hergestellte durchgehende Bahn 3 mittels geeigneter Bewegungsmittel 6 vorgeschoben, die ausgelegt sind, um der Bahn 3 des zu schneidenden Materials eine Bewegung zu verleihen, und die eine Zuführungsoberfläche „B” definieren.
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Genauer gesagt umfassen die Bewegungsmittel 6 mindestens eine Fördereinrichtung 7, rund um die die Bahn 3 teilweise geschlungen wird und die für diese eine Zuführungsrichtung „A” darstellt.
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Vorzugsweise umfasst die Fördereinrichtung 7 einen äußeren Mantel 7a, der entlang der Zuführungsrichtung „A” bewegbar ist und ein Stützelement für die Bahn 3 darstellt. Der Mantel 7a stellt somit die Zuführungsoberfläche „B” dar.
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In dieser Konfiguration wird die durchgehende Bahn 3 bei ihrem Vorschub entlang der Bewegungsrichtung „A” durch eine Rotationsbewegung des Mantels 7a begleitet, um die Reibung zwischen der durchgehenden Bahn 3 und dem Mantel 7a selbst zu vermeiden.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist die Fördereinrichtung 7 vorzugsweise durch eine Drehtrommel 8 definiert, sodass die durchgehende Bahn 3 mindestens teilweise rund um die Drehtrommel 8 gewunden ist.
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Um die Bearbeitungspräzision zu garantieren, ist die Vorrichtung vorzugsweise mit Spannermitteln 5 (im Wesentlichen vom bekannten Typ) versehen, die betriebswirksam vor der Fördereinrichtung 7 angeordnet sind.
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Noch besser sind die Spannermittel 4 betriebswirksam nach der Fördereinrichtung 7 (d. h. nach der Drehtrommel 8) angeordnet, um die Bahn 3 der weiteren Bearbeitung zuzuführen.
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Gemäß einem Ziel dieser Erfindung sind die Bewegungsmittel 6 (d. h. die Fördereinrichtung 7) mit mindestens einem ersten Schneidbereich Z1 ausgestattet, wo zumindest der erste Schnitt (oder Einschnitt/Vorschnitt) auf der Bahn 3 ausgeführt wird.
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Genauer gesagt is auch ein zweiter Schneidbereich Z2 entlang der Bewegungsmittel 6 definiert.
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Der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Schneidbereich Z2 sind entlang der Zuführungsrichtung „A” angeordnet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Z2 bei einigen Ausführungsformen dieser Erfindung übereinstimmen, was deutlicher aus den unten beschriebenen Beispielen ersichtlich wird.
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Um das Material zu schneiden, umfasst die Vorrichtung 1 auch eine Laserquelle 9a, die ausgelegt ist, um einen Laserstrahl „F” zu erzeugen, der sich entlang deren Betriebsrichtung „C” hinführend zum ersten Schneidbereich Z1 erstreckt, um auf der Bahn 3 mindestens einen Einschnitt „I”, der sich entlang einer vorgegebenen Schneidlinie „D” erstreckt, auszuführen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die Schneidlinie „D” zwischen einer ersten Kante 3c und einer zweiten Kante 3d der Bahn eingefügt ist.
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Vorzugsweise ist die Laserquelle 9a mit einem Schneidkopf 9 verbunden, der den Bewegungsmitteln 6 zugewandt ist, insbesondere dem ersten Bewegungsbereich Z1, und der ausgelegt ist, um den Laserstrahl „F” entlang der genannten Schneidlinie „D” zu bewegen.
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Der Schneidkopf 9 umfasst somit sowohl das Lasersystem 9a als auch ein optisches System 9b, das ausgelegt ist, um den Laserstrahl „F” auf den Schneidbereich Z1 zu lenken.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die Schneidlinie „D” und somit der Einschnitt „I” vorzugsweise eine gerade oder krumme Linie definieren (die beispielsweise die Beinkonturen des Hygieneartikels definiert).
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Alternativ kann jedoch die Laserquelle 9a (und somit der Schneidkopf 9) verwendet werden, um die vollständigen umfangseitigen Profile der herzustellenden Artikel auszuführen. Mit anderen Worten kann die Schneidlinie „D” auch eine geschlossene Linie sein.
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Unter Berücksichtigung der Struktur des Materials, aus dem die Bahn 3 besteht, d. h. eines Fasermaterials mit leeren Zonen „V”, die mit vollen Zonen „R” abgewechselt sind, durchdringt mindestens ein Abschnitt „P” des Laserstrahls „F” die Bahn 3.
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Somit weist der Laserstrahl „F” mindestens einen Abschnitt „P” auf, der die Bahn 3 über die leeren Zonen „V” durchdringt, d. h., ohne auf irgendwelche Hindernisse zu treffen.
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Der Strahl „F” wird dagegen teilweise von den vollen Zonen „R” des Materials absorbiert, um einen Einschnitt oder Schnitt auszuführen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Laserquelle 9a (oder der Schneidkopf 9) ausgelegt, um den Laserstrahl „F” am ersten Schneidbereich Z1 zu nutzen, um entlang der Schneidlinie „D” einen Einschnitt „I” im Material auszuführen, ohne die erste Kante 3c von der zweiten Kante 3d zu trennen.
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Vorzugsweise ist die Leistung der Laserquelle 9a anhand des zu schneidenden Materials bemessen, sodass der Abschnitt „P”, der das Material im Schneidbereich Z1 durchdringt, einen vorgegebenen Energiegehalt aufweist.
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Der Schneidkopf 9 umfasst mindestens einen Spiegelscanner zum Schneiden der durchgehenden Bahn 3 entlang der genannten Schneidwege.
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Vorteilhafterweise ist der Laserschneidkopf 9 mit einer Einstellvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, um die Anfangsposition des Schneidkopfs 9 einzustellen. Die Einstellvorrichtung wirkt auf die Quer- und/oder Längsbewegung des Schneidkopfs 9, sodass die Bewegung des Kopfs 9 relativ zur Bahn 3 die Ausführung der gewünschten Profile ermöglicht (d. h., die Schneidlinie „D” definiert). Diese Vorrichtung stellt auch die Bewegung des Kopfs 9 anhand der Zuführungsgeschwindigkeit der durchgehenden Bahn 3 ein, sodass die Sollprofile auf der durchgehenden Bahn 3 auch verfolgt werden, wenn die Zuführungsgeschwindigkeit der Bahn 3 variiert wird.
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Im Detail ist die Einstell- und Messvorrichtung mit einer entsprechenden Software versehen, die nach der Speicherung eines spezifischen Schneidwegs Antriebssignale generiert, um den Schneidkopf 9 (oder das optische System 9b) auf geeignete Weise zu bewegen. Vorzugsweise umfasst der Schneidkopf 9 geeignete Positionsgeber, die in der Lage sind, die Position zu erfassen und mit der Einstellvorrichtung zu kommunizieren, um die entsprechende Bewegung, die dem Schneidkopf 9 verliehen werden muss, festzulegen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung 1 Wiederverwertungsmittel 10, um den Abschnitt „P” des Laserstrahls „F” wiederzuverwerten, die zumindest teilweise entlang der Betriebsrichtung „C” am ersten Schneidbereich Z1 angeordnet sind, sodass sie den Abschnitt „P” abfangen.
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Die Wiederverwertungsmittel 10 sind ausgelegt, um den Abschnitt „P” auf den zweiten Schneidbereich Z2 zu lenken, sodass ein weiterer Schnitt oder Einschnitt in die Bahn 3 auch in diesem Bereich ausgeführt werden kann, indem der Energiegehalt einer einzigen Laserquelle 9a genutzt wird. Vorteilhafterweise kann die Leistung der Laserquelle und insbesondere des Abschnitts „P”, die anderenfalls verloren gehen würde, für weitere Vorgänge genutzt werden.
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Vorzugsweise ist die Laserquelle 9a ausgelegt, um den Laserstrahl „F” am ersten Schneidbereich Z1 zu nutzen, um entlang der Schneidlinie „D” einen Einschnitt „I” im Material auszuführen, ohne die erste Kante 3c von der zweiten Kante 3d zu trennen.
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Mit anderen Worten ist die Leistung der Laserquelle 9a so bemessen, dass ein Laserstrahl „F”, der nicht in der Lage ist, einen kompletten Schnitt auszuführen (d. h., den ersten Abschnitt 3c vom zweiten 3d zu trennen) in einem einzigen Durchgang generiert wird.
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Angesichts dessen ist die Laserquelle 9a ausgelegt, um einen Laserstrahl „F” einer vorgegebenen Leistung zu erzeugen, der in der Lage ist, einen Einschnitt in die Bahn 3 aus Material auszuführen, d. h., einen Teilschnitt auszuführen.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist die Leistung der Laserquelle 9a auch so bemessen, dass der wiederverwertete Abschnitt „P” des Laserstrahls „F” am zweiten Schneidbereich Z2 und entlang der Schneidlinie „D” einen vollen Schnitt ausführt, durch den die erste Kante 3c vollständig von der zweiten Kante 3d getrennt wird.
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Mit anderen Worten ist die Schneidvorrichtung 1 ausgelegt, um einen Vorschnitt (oder Einschnitt „I”) am ersten Schneidbereich Z1 auszuführen und den Schnitt am zweiten Schneidbereich Z2 durch die Wiederverwertung und Lenkung des Abschnitts „P” des Laserstrahls mittels der Wiederverwertungsmittel 10 zu vervollständigen.
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Vorteilhafterweise ermöglicht dies die beträchtliche Reduzierung der Leistung (und somit der Kosten und Größe) der Laserquelle 9a (oder des Kopfs 9), wobei ein vollständiger und präziser, in der Bahn 3 auszuführender Schnitt möglich ist, und zwar unter Nutzung des Abschnitts des Lasers, der anderenfalls verloren gehen würde.
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Mit anderen Worten ist der Schnitt nicht länger ein einzelner Vorgang, sondern erfolgt in zwei Schritten, einem zum Einschneiden (oder Vorschneiden) und dem anderen zum Schneiden, unter Nutzung der Leistung des einzelnen Laserstrahls „F”.
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Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig die Größe der Laserquelle 9 und die Menge an Energie, die nach dem Schneiden abgeleitet (oder nicht genutzt) wird, auf ein Mindestmaß reduziert werden.
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Angesichts dessen muss die Leistung des Laserstrahls „F” nicht mehr bemessen sein, um das Material in einem einzigen Durchgang zu schneiden, sondern es ist ausreichend für ihn, einen Anteil des Schnitts (vorzugsweise variabel zwischen 50 und 70%) auszuführen, der anschließend durch die Wiederverwertung des restlichen Abschnitts „P” des Strahls „F” vervollständigt wird.
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Vorzugsweise sind die Wiederverwertungsmittel 10 betriebswirksam nach dem ersten Schneidbereich Z1 in dessen Nähe angeordnet, um den Abschnitt „P” des Laserstrahls abzufangen und diesen auf den zweiten Schneidbereich Z2 zu lenken. Somit sind die Wiederverwertungsmittel 10 mindestens teilweise entlang eines optischen Wegs des Laserstrahls „F” angeordnet.
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Genauer gesagt ist die Zuführungsoberfläche „B” betriebswirksam zwischen der Laserquelle 9a (d. h. dem Schneidkopf 9) und den Wiederverwertungsmitteln 10 angeordnet.
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Vorzugsweise umfassen die Wiederverwertungsmittel 10 mindestens ein Reflexionselement 11, das entlang der Betriebsrichtung „C” angeordnet und so ausgerichtet ist, dass es den Abschnitt „P” des Laserstrahls zum zweiten Schneidbereich Z2 hinführend reflektiert.
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Mit anderen Worten erfolgt die Wiederverwertung des Abschnitts „P” des Laserstrahls in diesen Ausführungsformen durch dessen Reflexion in Richtung der Bahn 3 und insbesondere in die Richtung des zweiten Schneidbereichs Z2.
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Das Reflexionselement ist vorzugsweise ein Metallteil, das aus einem der folgenden Materialien besteht:
- – Molybdän;
- – Aluminium;
- – Kupfer;
- – Silikon (in diesem Fall vorzugsweise aufweisend eine Schutzbeschichtung).
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Unter Bezugnahme auf 1 stimmen der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Schneidbereich Z2 im Wesentlichen miteinander überein.
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Mit anderen Worten ist die Reflexion des Abschnitts „P” des Laserstrahls nicht delokalisiert, sondern erfolgt direkt am ersten Schneidbereich Z1.
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Diesbezüglich ist das Reflexionselement 11 mit den Bewegungsmitteln 6 verbunden, sodass es mindestens teilweise die Zuführungsoberfläche „B” definiert und so ausgerichtet ist, dass es den Abschnitt „P” des Laserstrahls auf die Schneidlinie „D” am ersten Schneidbereich Z1 reflektiert (der wie bereits erwähnt mit dem zweiten Schneidbereich Z2 übereinstimmt).
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Demnach ist das Reflexionselement mit dem Mantel 7a der Fördereinrichtung 7 verbunden.
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In dieser Ausführungsform kann das Reflexionselement 11 der Mantel selbst oder ein Metalleinsatz 11a sein, der am ersten Schneidbereich Z1 angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist zudem eine Filtereinheit 16 bereitgestellt, die betriebswirksam nach dem zweiten Schneidbereich Z2 angeordnet ist, um den etwaigen Laserrest abzufangen und zu absorbieren, der eventuell erneut durch die Bahn 3 dringt.
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Vorteilhafterweise vermeidet dies Probleme im Zusammenhang mit der Rückreflexion.
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Alternativ sind die Bewegungsmittel 6 unter Bezugnahme auf die 2 und 4 am ersten Schneidbereich Z1 mit einem durchlässigen Abschnitt 12 versehen, der für den Laserstrahl „F” durchlässig ist, um sich vom Abschnitt „P” durchdringen zu lassen, der durch die Bahn 3 dringt.
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Der Begriff „durchlässiger Abschnitt 12” wird in diesem Text verwendet, um einen Bereich der Bewegungsmittel 6 zu bezeichnen, der die Durchdringung des Laserstrahls „F” und insbesondere dessen Abschnitts „P” erlaubt.
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Genauer gesagt handelt es sich dabei um das Stützelement der Bewegungsmittel 6 (d. h. den Mantel 7a der Fördereinrichtung 7), das mit dem durchlässigen Abschnitt 12 versehen ist, d. h. mit einem Bereich, den der Abschnitt „P” des Laserstrahls durchdringen kann.
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Die Wiederverwertungsmittel 10 sind demnach betriebswirksam nach dem durchlässigen Abschnitt 12 unter Bezugnahme auf den genannten optischen Weg des Laserstrahls „F” angeordnet, sodass sie den Abschnitt „P” des Laserstrahls abfangen, der durch den durchlässigen Abschnitt 12 dringt, und ihn zum zweiten Schneidbereich Z2 lenken.
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Demnach sind der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Schneidbereich Z2 in dieser Ausführungsform unterschiedlich und entlang der Zuführungsrichtung „A” voneinander beabstandet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass der durchlässige Abschnitt 12 mittels einer Durchführungsöffnung oder eines Schlitzes oder durch einen Einsatz oder ein Fenster ausgeführt sein kann, die/das/der für den Laserstrahl „F” durchlässig ist.
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Als (nicht vollständiges) Beispiel sind unten einige Listen von Materialien aufgeführt, die je nach Art des Lasers für diesen Zweck verwendet werden können:
| CO2 LASER: | |
| Bariumfluorid | BaF2 |
| Zinkselenid | ZnSe |
| Galliumarsenid | GaAs |
| Germanium | Ge |
| Cadmiumtellurid | CdTe |
| Cadmiummagnesiumtellurid | CdMgTe |
| Cadmiummanganquecksilbertellurid | CdMnHgTe |
| Cadmiummangantellurid | CdMnTe |
| Amorpher Quarz | SiO2 |
| Kaliumbromid | KBr |
| Kaliumchlorid | KCl |
| Silberbromid | AgBr |
| Silberchlorid | AgCl |
| Natriumchlorid | NaCl |
| Thalliumbromiodid | TlBr-TlI |
| DIODE: | |
| Bariumfluorid | BaF2 |
| Zinkselenid | ZnSe |
| Galliumarsenid | GaAs |
| Germanium | Ge |
| Cadmiummagnesiumtellurid | CdMgTe |
| Cadmiummanganquecksilbertellurid | CdMnHgTe |
| Cadmiummangantellurid | CdMnTe |
| Amorpher Quarz | SiO2 |
| Kaliumbromid | KBr |
| Kaliumchlorid | KCl |
| Silberbromid | AgBr |
| Silberchlorid | AgCl |
| Natriumchlorid | NaCliBr |
| Thalliumbromiodid | TlBr |
| Borsilikatglas | BK-7 |
| Calciumfluorid | CaF2 |
| Magnesiumfluorid | MgF2 |
| Saphir | Al2O3 |
| QCL: | |
| Bariumfluorid | BaF2 |
| Zinkselenid | ZnSe |
| Galliumarsenid | GaAs |
| Germanium | Ge |
| Cadmiummagnesiumtellurid | CdMgTe |
| Cadmiummanganquecksilbertell urid | CdMnHgT e |
| Cadmiummangantellurid | CdMnTe |
| Amorpher Quarz | SiO2 |
| Kaliumbromid | KBr |
| Kaliumchlorid | KCl |
| Silberbromid | AgBr |
| Silberchlorid | AgCl |
| Natriumchlorid | NaCliBr |
| Thalliumbromiodid | TlBr |
| Cadmiumtellurid | CdTe |
| Calciumfluorid | CaF2 |
| Magnesiumfluorid | MgF2 |
| Saphir | Al2O3 |
| Silikon | Si |
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Im zweiten Fall sind Mittel bereitgestellt, um den Einsatz oder das Fenster zu reinigen, die ausgelegt sind, um den durch die Sublimation des Fasermaterials erzeugten Schmutz zu beseitigen.
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Vorzugsweise ist das Reflexionselement 11 der Wiederverwertungsmittel 10 daher betriebswirksam nach dem durchlässigen Abschnitt 12 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist das Reflexionselement 11 in der Trommel 8 angeordnet, um den Abschnitt „P” abzufangen und ihn zum zweiten Schneidbereich Z2 zu reflektieren.
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Vorzugsweise sind die Bewegungsmittel 6 (d. h. der Mantel 7a der Fördereinrichtung und somit die Trommel 8) mit einem weiteren durchlässigen Abschnitt 13 versehen, der betriebswirksam nach dem Reflexionselement 11 angeordnet und mit einer Ausbreitungsrichtung des Abschnitts „P” des vom Reflexionselement 11 reflektierten Laserstrahls „P” ausgerichtet ist. Der weitere durchlässige Abschnitt 13 definiert demnach den zweiten Schneidbereich Z2.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass der weitere durchlässige Abschnitt 13 ebenfalls durch einen Schlitz oder durch einen laserdurchlässigen Einsatz oder ein Fenster ausgeführt sein kann.
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In dieser Ausführungsform wirkt der Laserstrahl „F” daher auf den ersten Schneidbereich Z1 auf einer ersten Seitenfläche (vorzugsweise extern und entsprechend der ersten Schicht 3a) der Bahn 3, während der Abschnitt „P” auf den zweiten Schneidbereich Z2 auf einer zweiten Seitenfläche der Bahn 3 (vorzugsweise intern und entsprechend der zweiten Schicht 3b) wirkt.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ausrichtung des Reflexionselements 11, d. h. die Phasenverschiebung zwischen dem Strahlabschnitt „P” vor und nach dem Reflexionselement 11 vorzugsweise von der Schneidgeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit der Trommel abhängt.
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Alternativ können die Wiederverwertungsmittel 10 unter Bezugnahme auf 4 eine Vielzahl an Reflexionselementen 11 umfassen, die ein Spiegelsystem 15 darstellen, das positioniert ist, um den Abschnitt „P” auf die erste Seitenfläche 3b der Bahn 3 zu führen.
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In dieser Ausführungsform ist der optische Weg des Laserstrahlabschnitts „P” daher durch eine Vielzahl an Teilstücken in einem Winkel zueinander an jeweiligen Reflexionselementen 11 definiert.
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Um die Reflexionsoberfläche des Reflexionselements 11 sauber zu halten (insbesondere unter Bezugnahme auf die Lösung aus 1) sind vorzugsweise Reinigungsmittel (nicht dargestellt) bereitgestellt.
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Bei diesen Reinigungsmitteln kann es sich um pneumatische, Ultraschall- oder Kontaktreinigungsmittel handeln.
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Um das Reinigungsproblem zu vermeiden, können die Wiederverwertungsmittel 10 unter Bezugnahme auf 3 durch eine gerade Leitung 14 definiert sein, die zur Betriebsrichtung „A” des Laserstrahls „F” ausgerichtet ist.
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In der dargestellten Ausführungsform sind sie entlang einer geraden Richtung, die der Betriebsrichtung „A” entspricht, ausgerichtet.
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Genauer gesagt sind der durchlässige Abschnitt 12 und der weitere durchlässige Abschnitt 13 in gegenständig angeordneten Halbteilen der Trommel 8 ausgebildet.
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Ähnlich sind der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Schneidbereich Z2 (definiert durch die Schlitze 12, 13) entlang dieser Richtung ausgerichtet.
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Vorteilhafterweise sind die Reflexionselemente in Schneidvorrichtungen 1, die pro Durchgang nur einen Schnitt durchführen (d. h. einen Einschnitt und einen Schnitt), nicht notwendig.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass der Schnitt je nach Ausführungsform in zwei Durchgängen eines einzelnen Laserstrahls (1) oder in zwei Durchgängen zweier unterschiedlicher Laserstrahlen (2 bis 4) durchgeführt werden kann.
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In der Ausführungsform aus 1 wird der Abschnitt „P” direkt in den ersten Schneidbereich Z1 reflektiert, d. h. umgehend.
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In den Ausführungsformen aus den 2 bis 4 werden die zwei Schneidphasen (Einschnitt und Schnitt) auf der anderen Seite in zwei unterschiedlichen Bereichen der Bewegungsmittel 6 durchgeführt, d. h., dass ein einzelner Laserstrahl „F” eingesetzt wird, um den Einschnitt „I” in einem Bereich der Bahn 3 auszuführen, während dessen jeweiliger Abschnitt „P” verwendet wird, um den Schnitt in einem anderen, zuvor eingeschnittenen Bereich zu vervollständigen.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist zudem ein Verfahren zum Schneiden einer Bahn 3 aus Material, wobei das Verfahren vorzugsweise mittels der oben beschriebenen Schneidvorrichtung 1 implementiert wird.
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Das Verfahren umfasst somit einen Schritt zum Vorbereiten einer Laserquelle 9a und einen Schritt zum Vorbereiten einer Bahn 3 aus zu schneidendem Material.
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Genauer gesagt ist die Bahn 3 in einem vorgegebenen ersten Schneidbereich Z1 positioniert.
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Das Verfahren umfasst zudem auch das Erzeugen eines Laserstrahls „F” und das Lenken des Abschnitts hinführend zum ersten Schneidbereich Z1, um einen Vorgang auf der Bahn auszuführen.
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Genauer gesagt wird der Laserstrahl „F” genutzt, um auf der Bahn 3 einen Einschnitt „I” auszuführen, der sich entlang einer vorgegebenen Schneidlinie „D” erstreckt (die oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung 1 beschrieben ist).
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Es ist darauf hinzuweisen, dass ein Abschnitt „P” des Laserstrahls „F” während der Ausführung des Einschnitts „I” durch die Bahn 3 dringt.
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Genauer gesagt dringt der Abschnitt „P” mindestens durch die leeren Zonen „V” des Materials, aus dem die Bahn 3 besteht.
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Demnach dringt ein Strahlabschnitt „P”, dessen Stärke (oder Energiegehalt) geringer ist als die des Laserstrahls „F” von einer Seitenfläche zur anderen durch die Bahn 3.
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Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren einen Schritt zur Wiederverwertung des Laserstrahlabschnitts „P”, der durch die Bahn 3 gedrungen ist, und einen Schritt, um diesen zu einem zweiten Schneidbereich Z2 zu lenken (wo die Bahn positioniert wurde).
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Genauer gesagt ist die Leistung des Laserstrahls „F” so bemessen, dass der Schritt zum Ausführen des Einschnitts „I” die erste Kante 3c und die zweite Kante 3d der Bahn 3 nicht vollständig voneinander trennt.
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Zudem wird der Schritt zum Lenken des wiederverwerteten Laserstrahlabschnitts „P” durchgeführt, indem der Abschnitt „P” entlang der Schneidlinie „D” so gelenkt wird, dass er die erste Kante 3c von der zweiten Kante 3b trennt und hierdurch das Schneiden der Bahn 3 entlang der Schneidlinie „D” vervollständigt.
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Die Leistung des Strahlabschnitts „P”, der durch die Bahn am ersten Schneidbereich Z1 dringt, ist demnach so bemessen, dass der Schritt zum Lenken bewirkt, dass die erste Kante 3 und die zweite 3d voneinander getrennt werden (d. h., dass der Schnitt vervollständigt wird).
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Vorteilhafter ist es daher möglich, das Schneiden der Bahn 3 entlang der Schneidlinie „D” zu vervollständigen, indem zwei Schritte nacheinander (Einschneiden und Schneiden) unter Nutzung der in einem einzigen Laserstrahl „F” enthaltenen Energie durchgeführt werden.
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Vorzugsweise umfasst der Schritt zur Wiederverwertung des Abschnitts „P” des Laserstrahls „F” mindestens einen Unterschritt zum Reflektieren und/oder Konzentrieren des Abschnitts „P” auf den zweiten Schneidbereich Z2.
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Ähnlich der Beschreibung oben im Zusammenhang mit der Schneidvorrichtung, kann der Unterschritt zum Reflektieren direkt oder delokalisiert erfolgen.
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In der ersten Ausführungsform, in der der Unterschritt zum Reflektieren direkt ist, stimmen der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Schneidbereich Z2 im Wesentlichen überein.
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Mit anderen Worten sind die Schritte zur Wiederverwertung und zum Lenken des Abschnitts „P” des Laserstrahls „F” durch einen Schritt zum direkten Reflektieren des Abschnitts „P” im selben Schneidbereich, aus dem er kommt, definiert (d. h., dem ersten Schneidbereich Z1, der mit dem zweiten Schneidbereich Z2 übereinstimmt). In dieser Ausführungsform erfolgen der Schritt zum Einschneiden und der Schritt zum Schneiden im Wesentlichen simultan.
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In der zweiten Ausführungsform sind der erste Schneidbereich Z1 und der zweite Z2 andererseits unterschiedlich und entlang des Zuführungswegs oder der Zuführungsrichtung „A” der Bahn 3 voneinander beabstandet.
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Auf diese Weise kann die Energie des Laserstrahls „F” vorteilhafterweise zurückgewonnen und anwendungsspezifisch auf die am besten geeignete Weise erneut gelenkt werden.
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Die beschriebene Erfindung verschafft bedeutende Vorteile.
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Die Wiederverwertung des Laserstrahlabschnitts, der anderenfalls verloren gehen würde, erlaubt das präzise Schneiden der Bahn und gleichzeitig das Einschränken der erforderlichen Leistung der Laserquelle. Abgesehen davon ist die Nutzung einer derartigen Vorrichtung zur Herstellung von saugfähigen Hygieneartikeln, die hauptsächlich aus Fasermaterial bestehen, besonders vorteilhaft und ermöglicht die Wiederverwertung von bis zu 50% der Energie.
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Darüber hinaus ermöglicht die Nutzung des Strahlabschnitts, der durch die Bahn dringt, die Laserstrahlenergie, die ungenutzt bleibt, zu beschränken oder auf ein Mindestmaß zu reduzieren, was bedeutet, dass die Energieeffizienz erhöht wird.
