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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herauslösen von Teilbereichen aus einer Materialbahn. Die Materialbahn kann ein Einschicht- oder ein Mehrschicht-Material sein und beispielsweise auf einem Rollenkörper aufgewickelt vorhanden sein. Von diesem Rollenkörper kann die Materialbahn abgezogen und in einem getakteten oder kontinuierlich ablaufenden Arbeitsverfahren bearbeitet werden. Derartige bahnverarbeitende Prozesse werden beispielsweise bei der Herstellung von Wundpflastern oder anderen therapeutischen Pflastern eingesetzt. Dabei kann es erforderlich werden, Teilbereiche aus der Materialbahn herauszulösen, um diese Teilbereiche auf weiteren Materialbahnen zu platzieren.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist bekannt, aus einer Materialbahn Teilbereiche herauszustanzen. Je nach Art und Dicke der zu zertrennenden Materialbahn sowie der Größe und Länge der Stanzlinie können sehr hohe Stanzkräfte erforderlich werden. Die entsprechenden Stanz-Vorrichtungen müssen dann entsprechend kräftig dimensioniert sein. Je schwerer die Stanzvorrichtungen werden, desto weniger geeignet sind sie, während des Stanzvorganges mit der sich in Transportrichtung bewegenden Materialbahn mitbewegt zu werden. Stanzvorrichtungen eignen sich daher vorwiegend für stationäre Stanzvorgänge.
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Aus der
DE 299 11 914 U1 ist eine Vorrichtung zum Herauslösen von Teilbereichen bekannt, bei der eine Schneidkante in einem ziehenden Schnitt durch die Materialbahn hindurchgezogen wird. Darüber hinaus ist aus diesem Dokument eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Schneidkante in einer Wälzbewegung durch die Materialbahn hindurchgedrückt wird. Die erforderlichen Kräfte, die von der Vorrichtung aufgebracht werden müssen, sind in diesem Fall relativ klein, so dass die entsprechenden Vorrichtungen vergleichsweise schlank und leicht ausgebildet werden können und damit während des Trennvorganges mit der sich in Transportrichtung bewegenden Bahn mitbewegt werden können. Allerdings können mit beiden Vorrichtungen nur relativ große Teilbereiche aus der Materialbahn herausgetrennt werden.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Herauslösen von Teilbereichen aus einer Materialbahn anzugeben, die sich auch für sehr kleine Teilbereiche eignet und die eine kontinuierliche Verarbeitung ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs 1 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich an diesen Anspruch anschließenden weiteren Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herauslösen von Teilbereichen aus einer Materialbahn besitzt einen Vakuumschneidzylinder und einen Gegenzylinder, mittels denen die Teilbereiche geschnitten werden. Darüber hinaus ist eine Vakuumtransferwalze vorhanden, mittels der die geschnittenen Teilbereiche aus dem Vakuumschneidzylinder entnommen werden können. Von der Vakuumtransferwalze werden die geschnittenen Teilbereiche dann auf ein Transportband abgelegt, so dass die Teilbereiche weiter verarbeitet werden können.
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Die Kombination der drei Walzen – Vakuumschneidzylinder, Gegenzylinder und Vakuumtransferwalze – ermöglicht es, auch kleine Produktgrößen von lediglich etwa zehn auf zehn Millimetern oder noch kleiner aus der Materialbahn auszuschneiden. Die Teilbereiche können beispielsweise als Wirkstoffreservoir bei transdermalen therapeutischen Systemen eingesetzt werden. Derartige Pflaster werden immer kleiner, so dass auch immer kleine Teilbereiche aus der Materialbahn ausgeschnitten werden müssen.
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Insbesondere bei kleberhaltigen Materialbahnen ist die Übergabe der geschnittenen Teilbereiche von dem Vakuumschneidzylinder direkt auf ein Transportband ein kritischer Schritt, da sich diese Entnahme oftmals schwierig gestaltet und zu einem erhöhten Ausschuss führt. So können die geschnittenen Teilbereiche in dem Vakuumschneidzylinder haften bleiben, was die Übergabe auf das Transportband erschweren kann. Der Einsatz der Vakuumtransferwalze ermöglicht dagegen eine saubere und exakte Entnahme der geschnittenen Produkte aus dem Vakuumschneidzylinder und eine exakte Ablage der geschnittenen Produkte auf dem Transportband.
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Gerade bei der Herstellung von transdermalen therapeutischen Systemen ist die den Wirkstoff enthaltende Materialbahn so wertvoll, dass möglichst wenig Verschnitt und Abfall beim Zuschneiden der benötigten Teilbereiche entstehen soll. Daher soll zwischen den für die Weiterverarbeitung notwendigen Teilbereichen möglichst wenig Abstand vorhanden sein. Die Teilbereiche grenzen daher in Laufrichtung der Materialbahn in der Regel unmittelbar aneinander und werden nur durch die Schnittlinie voneinander getrennt. Insbesondere bei der Verwendung von kleberhaltigen Materialbahnen kann es jedoch zu einem sogenannten Kaltfluss des Klebermaterials kommen. Durch den Kaltfluss fließt das Klebermaterial geringfügig nach außen, so dass die benachbarten Teilbereiche wieder miteinander verkleben, wenn sie nicht mehr durch die Schnittkanten der Vakuumschneidzylinders voneinander getrennt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze etwas größer sein als die Rotationsgeschwindigkeit des Vakuumschneidzylinders. Dadurch werden die geschnittenen Teilbereiche in Laufrichtung geringfügig auseinander gespreizt, so dass ein Verkleben der Teilbereiche durch Kaltfluss nicht mehr möglich ist. Die geringfügig größere Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze kann vorzugsweise durch einen eigenständigen motorischen Antrieb der Vakuumtransferwalze erfolgen.
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Die Übergabe der geschnittenen Teilbereiche aus dem Vakuumschneidzylinder an die Vakuumtransferwalze kann durch unterschiedlich eingestellte Unterdrücke der beiden Walzen erfolgen. So kann es ausreichend sein, wenn die Vakuumtransferwalze einen größeren Unterdruck ausweist als der Vakuumschneidzylinder, um eine exakte Entnahme der Teilbereiche aus dem Vakuumschneidzylinder zu gewährleisten. Insbesondere bei kleberhaltigen Materialbahnen kann es jedoch vorteilhaft sein, den Vakuumschneidzylinder an einen Druckluftkanal anzuschließen, so dass die Übergabe der geschnittenen Teilbereiche durch einen oder mehrere Druckluftstöße erleichtert und beschleunigt werden kann.
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Um einen kontinuierlichen Herstellungsprozess mit möglichst großer Bahngeschwindigkeit zu ermöglichen, kann unterhalb der Mantelfläche des Vakuumschneidzylinders ein feststehender Hohlzylinder vorhanden sein, der im Querschnitt zumindest zwei Kammern aufweist. Die eine der zwei Kammern kann an eine Vakuumpumpe angeschlossen sein, während die andere der beiden Kammern an einen Druckluftkanal angeschlossen sein kann. Auf diese Weise kann der Vakuumschneidzylinder im Bereich des Gegenzylinders dauerhaft und zuverlässig einen konstanten Unterdruck aufweisen, so dass ein exaktes Schneidergebnis erreicht werden kann. Im Bereich der Vakuumtransferwalze kann dagegen Normaldruck oder auch ein geringer Überdruck vorhanden sein, so dass eine einfache und sichere Entnahme der geschnittenen Produkte aus dem Vakuumschneidzylinder möglich ist.
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Die Übergabe der geschnittenen Teilbereiche von der Vakuumtransferwalze auf das Transportband kann vorzugsweise durch einen Druckluftstoß erfolgen. Dazu kann die Vakuumtransferwalze an einem Druckluftkanal angeschlossen sein, so dass im Übergabebereich zwischen Vakuumtransferwalze und Transportband kein Unterdruck mehr an der Vakuumtransferwalze herrscht. Dazu kann bei der Vakuumtransferwalze in einer vorteilhaften Ausführungsform unterhalb der Mantelfläche ein feststehender Hohlzylinder vorhanden sein, der im Querschnitt zumindest zwei Kammern aufweist. Die eine der beiden Kammern kann an eine Vakuumpumpe angeschlossen sein, während die andere der beiden Kammern an einen Druckluftkanal angeschlossen sein kann. Auf diese Weise kann die Vakuumtransferwalze im Bereich des Vakuumschneidzylinders dauerhaft und zuverlässig einen konstanten Unterdruck aufweisen, so dass eine reproduzierbare und sichere Entnahme der geschnittenen Teilbereiche aus dem Vakuumschneidzylinder möglich ist. Im Bereich des Transportbandes kann dagegen Normaldruck oder auch ein geringer Überdruck vorhanden sein, so dass eine einfache und sichere Übergabe der geschnittenen Produkte auf das Transportband möglich ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Transportband als Vakuumtransportband ausgebildet sein. Dies ermöglicht einen sicheren Transport der geschnittenen Produkte. Gerade bei Produkten aus kleberhaltigen Materialbahnen könnte es bei einem Verrutschen der geschnittenen Produkte auf dem Transportband zu einen nachträglichen Verkleben der geschnittenen Produkte kommen, so dass diese nicht mehr weiterverarbeitet werden können und als Ausschuss entsorgt werden müssen. Dieses Verrutschen kann durch die Verwendung eines Vakuumtransportbandes verhindert werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Transportgeschwindigkeit des Transportbandes etwas größer sein als die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze. Dadurch werden die geschnittenen Teilbereiche in Transportrichtung weiter auseinander gespreizt, so dass die Gefahr des Verklebens der Teilbereiche durch Kaltfluss des Klebermaterials weiter reduziert werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie dem nachstehenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herauslösen von Teilbereichen aus einer Materialbahn und
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2 eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Herauslösen von Teilbereichen 12 aus einer Materialbahn 14 ist in den 1 und 2 perspektivisch dargestellt. Die Vorrichtung 10 besitzt einen Vakuumschneidzylinder 20, der rotierbar gelagert ist und über einen hier nicht dargestellten motorischen Antrieb bewegt wird. Die Mantelfläche 22 des Vakuumschneidzylinders 20 weist mehrere Schnittkanten 24 auf, die mehrere identische Vertiefungen 26 bilden. Die äußere Form der Vertiefungen 26 entspricht der Form der zu schneidenden Teilbereiche 12. In jeder Vertiefung 26 sind mehrere Durchbrüche 28 vorhanden. Die Durchbrüche 28 sind – abhängig von der Rotationsstellung des Vakuumschneidzylinders 20 – mit einem Druckluftkanal verbunden oder an eine Vakuumleitung angeschlossen.
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Der Vakuumschneidzylinder 20 wirkt mit einem Gegenzylinder 30 zusammen. Die Materialbahn 14 wird über hier nicht dargestellte Transportrollen der Vorrichtung 10 zugeführt und gelangt in Transportrichtung 40 zwischen den Vakuumschneidzylinder 20 und den Gegenzylinder 30. Im vorliegenden Beispielsfall verläuft die Rotationsrichtung 42 des Gegenzylinders 30 im Uhrzeigersinn, während die Rotationsrichtung 44 des Vakuumschneidzylinders 20 gegen den Uhrzeigersinn verläuft. Beim Vorbeiführen der Materialbahn 14 zwischen dem Gegenzylinder 30 und dem Vakuumschneidzylinder 20 werden die einzelnen Teilbereiche 12 aus der Materialbahn 14 ausgeschnitten. Die Teilbereiche 12 werden zunächst in den Vertiefungen 26 des Vakuumschneidzylinders 20 weiter transportiert, bis sie an die Vakuumtransferwalze 50 übergeben werden.
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Die Vakuumtransferwalze 50 besitzt in ihrer ansonsten glatten Mantelfläche 52 eine Vielzahl von Durchbrüchen 54, die mit Druckluft oder mit Unterdruck beaufschlagt werden können. Die Vakuumtransferwalze 50 ist rotierbar gelagert und wird über einen eigenen motorischen Antrieb rotierbar angetrieben. Die Rotationsrichtung 56 der Vakuumtransferwalze 50 verläuft im vorliegenden Beispielsfall im Uhrzeigersinn. Die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze 50 kann aufgrund des separaten motorischen Antriebs unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit des Vakuumschneidzylinders 20 gewählt werden. Im vorliegenden Beispielsfall ist die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze 50 etwas größer als die Rotationsgeschwindigkeit des Vakuumschneidzylinders 20. Dadurch ist es möglich, die geschnittenen Teilbereiche 12 bei der Übergabe an die Vakuumtransferwalze 50 in Transportrichtung gesehen um einen gewissen Betrag 58 voneinander zu trennen und somit aufzuspreizen. Zwei in Transportrichtung benachbarte Teilbereiche 12 liegen somit auf der Vakuumtransferwalze nicht mehr unmittelbar hintereinander, vielmehr ist zwischen ihnen ein kleiner Abstand (Betrag 58) vorhanden. Dieser kleine Abstand vermindert die Gefahr, dass die Teilbereiche 12 durch Kaltfluss des in der Materialbahn 14 vorhandenen Klebers wieder zusammenkleben und sich später nicht mehr sauber voneinander trennen lassen.
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Es ist daher nicht erforderlich, zwischen zwei in Transportrichtung 40 der Materialbahn 14 gesehen hintereinander liegenden Teilbereichen 12 bereits beim Schneiden mit dem Vakuumschneidzylinder 20 einen Abstand vorzusehen, da dieser durch die Übergabe an die Vakuumtransferwalze 50 nachträglich erzeugt werden kann. Dies reduziert den nicht verwertbaren Rest der Materialbahn 14, so dass dieser lediglich aus drei schmalen Streifen 60, 62, 64 besteht.
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Die beiden Randstreifen 60, 64 sind erforderlich, um an den Ecken leicht abgerundete Teilbereiche 12 ausschneiden zu können. Sofern auf die Abrundungen der Eckbereiche verzichtet werden kann, wären auch keine Randstreifen 60, 64 erforderlich. Der mittlere Streifen 62 ist im vorliegenden Beispielsfall erforderlich, um zwischen zwei in Längsrichtung des Vakuumschneidzylinders 20 benachbarten Teilbereichen 12 ebenfalls einen gewissen Abstand sicherstellen zu können, damit diese nicht durch Kaltfluss wieder aneinander verkleben können. Abhängig von der Breite der Materialbahn 14 und der Produktgröße der Teilbereiche 12 können auch mehr oder weniger mittlere Streifen 62 resultieren.
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Die Entnahme der Teilbereiche 12 aus den Vertiefungen 26 des Vakuumschneidzylinders erfordert regelmäßig das Vorliegen eines Unterdrucks an der Vakuumtransferwalze 50. Abhängig von dem Material der Materialbahn 14 kann es ausreichend sein, wenn der Unterdruck der Vakuumtransferwalze 50 größer ist als der Unterdruck des Vakuumschneidzylinders 20. Sollte dieser Druckunterschied nicht ausreichend sein, kann im Übergabebereich zwischen Vakuumtransferwalze 50 und Vakuumschneidzylinder 20 der Unterdruck des Vakuumschneidzylinders 20 aufgehoben werden. Gegebenenfalls könnte auch ein Druckluftstoß erfolgen, um die geschnittenen Teilbereiche 12 aus den Vertiefungen 26 auszustoßen und rasch und exakt an die Vakuumtransferwalze 50 zu übergeben.
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Von der Vakuumtransferwalze 50 werden die geschnittenen Teilbereiche 12 auf ein Vakuumtransportband 70 übergeben. Die Transportgeschwindigkeit des Vakuumtransportbandes 70 ist im vorliegenden Beispielsfall etwas größer als die Rotationsgeschwindigkeit der Vakuumtransferwalze 50. Dadurch ist der Abstand 72 zwischen zwei hintereinander liegenden Teilbereichen 12 auf dem Vakuumtransportband 70 etwas größer als der Abstand 58 zweier Teilbereiche 12 auf der Vakuumtransferwalze 50. Dies kann die Gefahr des Verklebens durch Kaltfluss weiter reduzieren.
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Das Vakuumtransportband 70 kann die geschnittenen Teilbereiche 12 anschließend an weitere bahnverarbeitende Stationen übergeben, um die Teilbereiche 12 beispielsweise zu transdermalen therapeutischen Pflastern weiter zu verarbeiten. Aufgrund des geringen entstehenden Abfalls bietet sich die Vorrichtung 10 insbesondere dann an, wenn die Materialbahn 14 den therapeutischen Wirkstoff enthält, da derartige Materialbahnen entsprechend kostenintensiv sind und optimal eingesetzt werden sollen.
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Abhängig von der Größe und Form der gewünschten Teilbereiche 12 können unterschiedliche Vakuumschneidzylinder 20 in die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eingesetzt werden. Die Lagerung des Vakuumschneidzylinders 20 kann so gewählt sein, dass auch Vakuumschneidzylinder 20 unterschiedlichen Durchmessers ohne größere Probleme in die Vorrichtung 10 eingesetzt werden können, so dass ein rascher Formatwechsel der Vorrichtung 10 möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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