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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren einer Kunststofffolie auf einem Metallband, beispielsweise einem verzinnten Stahlband (Weißblechband) oder auf spezialverchromten Stahlblechen (elektrolytisch chrom-beschichtete Stahlbleche) in Bandform.
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Zur Herstellung von Dosenrümpfen für dreiteilige Dosen, beispielsweise für Konserven- oder Getränkedosen, wird verzinnter Verpackungsstahl (Weißblech) oder elektrolytisch chrombeschichteter Verpackungsstahl (electrolytic chromium coated steel, ECCS) eingesetzt. Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Weißblech oder ECCS ist es bekannt, die Oberfläche mit einer organischen Beschichtung zu beschichten, beispielsweise einem organischen Lack oder einer Polymerbeschichtung aus einem Polymermaterial wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE). Solche organische Beschichtungen auf der Oberfläche sind insbesondere dann erforderlich, wenn der Inhalt der Dose säurehaltig ist und das Dosenmaterial daher säurebeständig sein muss. Hierfür wird dann zumindest die Seite des Verpackungsstahls mit einer organischen Beschichtung versehen, welche nach der Dosenherstellung die Innenseite der Dose bildet. Aus dem Stand der Technik sind auch beidseitig mit einer organischen Beschichtung beschichtete Verpackungsstähle bekannt.
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Bei der Herstellung von dreiteiligen Dosen wird eine mit einer organischen Beschichtung versehene Blechzarge zur Ausbildung des Dosenrumpfs zu einem Zylindermantel gerollt und an einer Längsnaht verschweißt, beispielsweise durch elektrisches Widerstandsschweißen, insbesondere Widerstandsrollennahtschweißen bzw. Rollennahtquetschschweißen. Hierzu muss die Oberfläche des Blechs in den Schweißbereichen frei von organischen Beschichtungen sein. Um dies zu gewährleisten, ist es beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt, beim Lackieren des Verpackungsstahls in den Bereichen der Oberfläche, welche bei der späteren Dosenherstellung einen Schweißbereich bilden, lackfreie Aussparungen vorzusehen. Dies ist produktionstechnisch aufwändig und verteuert das Lackierverfahren.
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Bei der Beschichtung von Verpackungsstählen mit einem Polymermaterial, beispielsweise durch Auflaminieren einer PET-Folie oder durch Direktextrusion eines schmelzflüssigen Polymermaterials wie PE oder PP, wird die Oberfläche üblicherweise vollflächig mit der Polymerbeschichtung beschichtet. Um in den Schweißbereichen der Blechzargen beschichtungsfreie (polymerfreie) Aussparungen vorzusehen, ist es deshalb erforderlich, nach dem Aufbringen der Polymerbeschichtung auf die Weißblechoberfläche die Polymerbeschichtung in den Schweißbereichen wieder zu entfernen. Dies kann beispielsweise mit einem Laser erfolgen, mit dem eine elektromagnetische Strahlung, die von der Polymerbeschichtung absorbiert wird, in die Polymerbeschichtung eingestrahlt wird, um diese zu verbrennen. Beim Verbrennen der Polymerbeschichtung entstehen allerdings auf der Oberfläche des Verpackungsstahls verbrannte Polymerrückstände. Diese sind beim späteren Verschweißen der Schweißbereiche störend und müssen deshalb chemisch entfernt werden.
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Aus der
EP 0 521 606 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stahlbändern für dreiteilige Dosenkörper bekannt, in dem in Längsrichtung eines Stahlbands mehrere streifenartige, mehrschichtige Filme aus einem organischen Material auflaminiert werden, wobei benachbarte Filmstreifen räumlich durch Aussparungen voneinander getrennt sind und jeder Filmstreifen eine Breite aufweist, die etwas geringer ist als die Umfangslänge eines Dosenkörpers, der aus dem Stahlband hergestellt werden soll.
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Dabei wird zunächst eine Rolle aus einem bedruckten thermoplastischen Harzfilm mit einer Anzahl von Streifen bedruckter Abschnitte hergestellt, die eine Druckfarbenschicht mit sich wiederholenden Bildern (Rapport) des auf den Dosenkörpern vorzusehenden Etiketts aufweisen, wobei die Streifen der bedruckten Abschnitte mit einem dazwischen vorgesehenen druckfreien Abschnitt nebeneinander räumlich voneinander getrennt sind. Der bedruckte Film wird vor dem Laminieren in eine Anzahl von Streifen geschnitten, die jeweils eine Breite aufweisen, die etwas geringer als die Umfangslänge des Dosenkörpers ist, wodurch die druckfreien Abschnitte entfernt werden. Die bedruckten, streifenförmigen Abschnitte werden danach mit dem Band verbunden und die druckfreien Abschnitte vom bedruckten Film entfernt, wobei das räumlich getrennte Verhältnis und der Abstand der bedruckten Abschnitte erhalten bleibt. Das Schneiden des bedruckten Films vor dem Laminieren in eine Anzahl von Streifen erweist sich jedoch als aufwändig und benötigt viel Zeit.
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Es besteht daher ein Bedürfnis für eine Vorrichtung zum möglichst schnellen und automatisierten Applizieren einer Kunststofffolie auf einem Metallband, mit der eine mit streifenförmigen und in Längsrichtung verlaufende Aussparungen versehene, bandförmige Kunststofffolie auf das Metallband appliziert werden kann. Die in die Kunststofffolie einzubringenden Aussparungen sollen dabei eine glatte und geradlinige Kante aufweisen. Die Vorrichtung soll dabei ein Applizieren der mit den Aussparungen versehenen Kunststofffolie auf eine oder beide Seiten des sich mit einer möglichst hohen Bandgeschwindigkeit bewegenden Metallbands und insbesondere bei bevorzugten Bandgeschwindigkeiten im Bereich von 100 m/min ermöglichen. Weiterhin soll die Vorrichtung möglichst wartungsarm sein und insbesondere eine möglichst lange wartungsfreie Standzeit gewährleisten.
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Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung zum Applizieren einer Kunststofffolie auf einem Metallband mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Bandführungseinrichtung zum Transport und zur Führung des Metallbands, zumindest eine erste Folienführungseinrichtung mit der einer ersten Seite des Metallbands (beispielsweise der Bandunterseite) eine erste Kunststofffolie entlang einer Folienführungsrichtung zugeführt wird, eine der ersten Folienführungseinrichtung zugeordnete erste Schneideinrichtung zum Ausschneiden von in Längsrichtung der Folie verlaufende Aussparungen aus der ersten Kunststofffolie, sowie eine der ersten Folienführungseinrichtung zugeordnete erste Laminiereinrichtung zum Auflaminieren eines mit den Aussparungen versehenen Abschnitts der ersten Kunststofffolie auf die erste Seite des Metallbands. Die erste Schneideinrichtung weist dabei mindestens ein Schneidmesserpaar mit zwei Klingen auf, die quer zur Folienführungsrichtung in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind und sich jeweils in einer parallel zur Folienführungsrichtung verlaufenden Schneidebene erstrecken. Mit den zwei Klingen des wenigstens einen Schneidmesserpaars, deren Schneidebenen parallel zueinander verlaufen, können bei in Folienführungsrichtung laufender Kunststofffolie zwei in Längsrichtung (Folienführungsrichtung) verlaufende, parallele Schnitte in die Kunststofffolie eingeschnitten werden, wobei die von einem Schneidmesserpaar in die Kunststofffolie eingebrachten Schnitte quer zur Folienführungsrichtung einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisen, der die Breite der sich zwischen den Schnitten erstreckenden Aussparungen definiert. Die Breite der folienfreien Aussparungen quer zur Längsachse der bandförmigen Folie) liegt zweckmäßig im Bereich von 1 bis 10 mm und bevorzugt zwischen 2 bis 4 mm.
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Wenn in Querrichtung (quer zur Längsrichtung des Bands bzw. quer zur Folienführungsrichtung) mehrere Aussparungen benötigt werden, wird die erste Schneideinrichtung mit einer entsprechenden Anzahl an Schneidmesserpaaren ausgestattet, wobei jedes Schneidmesserpaar über zwei Klingen verfügt, die quer zur Folienführungsrichtung in einem vorgegebenen Abstand und parallel zueinander angeordnet sind und benachbarte Schneidmesserpaare quer zur Folienführungsrichtung ebenfalls einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisen. Der Abstand von benachbarten Schneidmesserpaaren definiert dabei die Breite von Folienstreifen, die durch die von den Schnitten definierte Aussparungen voneinander getrennt sind. Dadurch ist es bspw. möglich eine Mehrzahl von folienfreien, streifenförmigen Aussparungen in die Folie einzubringen, bevor diese auf das Metallband auflaminiert wird. Je nach Breite des Metallbands bzw. der darauf zu laminierenden Folie und des Umfangs der daraus herzustellenden Dosen werden üblicherweise über die Bandbreite bis zu 12 streifenförmige Aussparungen in einer Folie benötigt.
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Falls beide Seiten des Metallbands, also die Bandunterseite und die Bandoberseite mit einer mit einer vorgegebenen Anzahl von Aussparungen versehenen Kunststofffolie laminiert werden sollen, umfasst die Vorrichtung neben der ersten Folienführungseinrichtung noch eine zweite Folienführungseinrichtung, mit der eine zweite Kunststofffolie der zweiten Seite des Metallbands (also beispielsweise der Bandoberseite) zugeführt wird. Der zweiten Folienführungseinrichtung ist entsprechend zur ersten Folienführungseinrichtung eine zweite Schneideinrichtung zum Ausschneiden von in Längsrichtung verlaufende Aussparungen aus der zweiten Kunststofffolie zugeordnet und es ist eine zweite Laminiereinrichtung zum Auflaminieren des mit den Aussparungen versehenen Abschnitts der zweiten Kunststofffolie auf die zweite Seite des Metallbands vorgesehen. Wie die erste Schneideinrichtung weist auch die zweite Schneideinrichtung mindestens ein Schneidmesserpaar mit zwei Klingen auf, die quer zur Folienführungsrichtung in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind und sich jeweils in einer parallel zur Folienführungsrichtung der zweiten Kunststofffolie verlaufenden Schneidebene erstrecken. Zweckmäßig weisen die Folienführungseinrichtungen, die Schneideinrichtungen und die Laminiereinrichtungen, die jeweils an der Bandunterseite bzw. der Bandoberseite angeordnet sind, eine identische Struktur auf, insbesondere in Bezug auf die Anzahl der Schneidmesserpaare und deren Abstand quer zur Folienführungsrichtung und in Bezug auf den Abstand der Klingen der einzelnen Schneidmesserpaare.
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Wenn die erste und/oder die zweite Schneideinrichtung eine Mehrzahl von Schneidmesserpaaren umfasst, sind diese zweckmäßig auf einer gemeinsamen Messerwelle angeordnet, die sich quer zur Folienführungsrichtung erstreckt, wobei benachbarte Schneidmesserpaare in einem veränderbaren Abstand zueinander auf der Messerwelle befestigt werden können. Eine Verstellung des Abstands benachbarter Schneidmesserpaare entlang der Achse der Messerwelle (die quer zur Folienführungsrichtung verläuft) ermöglicht es, die Breite der Folienstreifen, die auf das Metallband appliziert werden sollen, einzustellen. In entsprechender Weise ist zweckmäßig auch der Abstand der beiden Klingen eines Schneidmesserpaars einstellbar, damit die Breite der durch die Klingen erzeugten Aussparungen in der Kunststofffolie entsprechend den Bedürfnissen bzw. Vorgaben eingestellt werden kann.
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Die Klingen der Schneidmesserpaare sind dabei zweckmäßig als stehende Klingen ausgebildet und in einem Klingenhalter austauschbar befestigt. Die Klingenhalter sind zweckmäßig entlang der Messerwelle verschiebbar und daran in frei wählbaren Positionen arretierbar. Dadurch wird eine stufenlose Einstellung der Breite der Folienstreifen ermöglicht, die durch die Aussparungen voneinander getrennt werden.
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Um auch ein Auflaminieren einer Kunststofffolie ohne Aussparungen auf eine oder beide Seiten des Metallbands zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Messerwelle, auf der die Schneidmesserpaare angeordnet sind, in Bezug auf die Oberfläche der in der jeweiligen Folienführungseinrichtung geführten Kunststofffolie absenkbar bzw. anhebbar ist. Bei angehobener Messerwelle weisen die Klingen der Schneidmesserpaare einen Abstand von der Oberfläche der Kunststofffolie auf, so dass die Klingen nicht in die Kunststofffolie eingreifen. In abgesenkter Stellung der Messerwelle greifen die Klingen der Schneidmesserpaare in die Kunststofffolie ein und schneiden bei sich in Folienführungsrichtung bewegender Kunststofffolie gerade und in Folienführungsrichtung parallel zueinander verlaufende Schnitte in die Kunststofffolie ein.
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Zum Abtrennen der durch die Klingen der Schneidmesserpaare aus der Kunststofffolie ausgeschnittenen Aussparungen von den verbleibenden Streifen der Kunststofffolie ist in jeder Schneideinrichtung jedem Schneidmesserpaar bevorzugt eine Spitzklinge zugeordnet, deren Schneidebene senkrecht zur Folienführungsrichtung verläuft. Bei mehreren Schneideinrichtungen sind die Spitzklingen zweckmäßig auf einem Messerbalken angeordnet, der quer zur Folienführungsrichtung verläuft und zweckmäßig in Bezug auf die Oberfläche der in der jeweiligen Folienführungseinrichtung geführten Kunststofffolie verschiebbar oder verschwenkbar ausgebildet ist. Zum Abtrennen einer Aussparung von der Kunststofffolie kann der Messerbalken mit den darauf angeordneten Spitzklingen auf die Oberfläche der Kunststofffolie abgesenkt werden, wobei die Spitze der Spitzklingen jeweils in die Oberfläche der Kunststofffolie zwischen den von den Klingen des jeweils zugeordneten Schneidmesserpaars eingeschnittenen Schnittkanten eintaucht und dabei den zwischen diesen Schnittkanten verlaufenden streifenförmigen Folienabschnitt (Aussparung) von der Kunststofffolie abtrennt. Das Abtrennen der von den Schneidmesserpaaren ausgeschnittenen, streifenförmigen Folienabschnitte aus der Kunststofffolie ist erforderlich, um die ausgeschnittenen Folienstreifen (Aussparungen) von der Kunststofffolie zu entfernen.
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Das Entfernen der ausgeschnittenen Folienstreifen kann beispielsweise durch Absaugen mit einer Absauganlage oder durch Aufwickeln der ausgeschnittenen Folienstreifen auf eine Wickelrolle erfolgen. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfernen der ausgeschnittenen Folienstreifen (Aussparungen) eine Absauganlage auf, die mit Absaugleitungen versehen ist, wobei ein freies Ende der Absaugleitungen in den Bereich der ersten bzw. der zweiten Schneideinrichtung mündet, um die ausgeschnittenen und mittels der Spitzmesser von der Kunststofffolie abgetrennten Folienstreifen anzusaugen. Zweckmäßig umfasst die Absauganlage eine Einrichtung zur Zerkleinerung der ausgeschnittenen Folienstreifen und einen Sammelbehälter zum Sammeln der zerkleinerten Folienstücke. Zur platzsparenden Entsorgung der zerkleinerten Folienstücke ist es zweckmäßig, wenn die Absauganlage über eine Presse verfügt, mit der die zerkleinerten und in dem Sammelbehälter gesammelten Folienstücke verpresst werden können. Die zerkleinerten und verpressten Folienstücke können dadurch leichter transportiert und einem Recycling zugeführt werden.
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Um die mit den Aussparungen versehenen Kunststofffolien in einer vorgegebenen Lage und Position auf eine oder beide Seiten des sich mit einer Bandgeschwindigkeit bewegenden Metallbands applizieren zu können, umfasst die Vorrichtung bevorzugt eine Bandkantenerfassung, mit der die Position wenigstens einer Außenkante des Metallbands erfasst wird. Zur Ausrichtung der Folienkante der jeweiligen Kunststofffolie auf die von der Bandkatenerfassung erfassten Position der Außenkante des Metallbands ist die Einrichtung zur Bandkantenerfassung mit der jeweiligen Folienführungseinrichtung gekoppelt, in der die jeweilige Kunststofffolie entlang der Folienführungsrichtung transportiert und geführt wird. Die Kopplung der Einrichtung zur Bandkantenerfassung mit der oder jeder Folienführungseinrichtung ermöglicht es, seitliche Bewegungen der Außenkante des Metallbands auszugleichen und die Kunststofffolie(n) jederzeit lagerichtig und insbesondere in einer vorgebbaren Position und Ausrichtung der Folienkante zur Außenkante des Metallbands auf die Oberfläche des Metallbands zu applizieren.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung zur Bandkantenerfassung einen feststehenden ersten Anschlag zur Führung einer ersten Außenkante des Metallbands und einen federgelagerten zweiten Anschlag zur Führung der zweiten Außenkante des Metallbands auf. Der feststehende erste Anschlag ist dabei mechanisch oder elektrisch mit der ersten und/oder der zweiten Schneideinrichtung gekoppelt, um die Position der jeweiligen Schneideinrichtung quer zur Folienführungsrichtung an die aktuelle Position der ersten Außenkante des Metallbands anzupassen. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Folienkante der auf das Metallband applizierten Kunststofffolie jederzeit quer zur Bandlaufrichtung gesehen immer im gleichen Abstand zur ersten Außenkante des Metallbands appliziert wird. Zweckmäßig ist sowohl der feststehende erste Anschlag als auch der federgelagerte zweite Anschlag durch eine drehbar gelagerte Scheibe mit einer V- oder kegelstumpfförmigen Nut im Scheibenumfang ausgebildet (nach Art einer Keilriemenscheibe). Dadurch ist eine sichere Führung der ersten und der zweiten Außenkante des Metallbands in dem ersten Anschlag bzw. dem zweiten Anschlag sichergestellt, ohne dass es zu Beschädigungen an den Außenkanten des Metallbands kommen kann.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Einrichtung zur Bandkantenerfassung mit der oder jeder Schneideinrichtung mechanisch gekoppelt, um eine Anpassung der Position der jeweiligen Schneideinrichtung an die erfasste Bandkante (Außenkante) des Metallbands zu ermöglichen. Die oder jede Schneideinrichtung ist dabei auf einer Linearführung, bspw. einem auf einer einer Kugelschienenführung geführten Schlitten, gelagert, mit der die jeweilige Schneideinrichtung in Richtung quer zur Folienführungsrichtung linear verfahren werden kann. Die Einrichtung zur Bandkantenerfassung ist mit der Linearführung bspw. derart mechanisch gekoppelt, dass die seitliche Bewegung des Metallbands an die Linearführung übertragen wird, so dass diese die seitlichen Bewegungen des Metallbands mit ausführt.
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Alternativ zu einer mechanischen Kopplung zwischen der Einrichtung zur Bandkantenerfassung und der oder jeder Schneideinrichtung kann auch eine elektrische Kopplung vorgesehen sein. Dabei weist die Einrichtung zur Bandkantenerfassung einen optischen oder optoelektronischen Sensor auf, der die Position wenigstens einer Außenkante des Metallbands erfasst und ein elektrisches Signal erzeugt, welches eine Information über die erfasste Position der Außenkante des Metallbands enthält. Dieses elektrische Signal wird verwendet, um die Position der oder jeder Schneideinrichtung quer zur Folienführungsrichtung an die erfasste Position der Außenkante des Metallbands anzupassen. Hierfür ist die erste und/oder die zweite Schneideinrichtung auf einer Lineareinheit mit einem Linearantrieb gelagert, um eine (aktive) Bewegung der jeweiligen Schneideinrichtung quer zur Folienführungsrichtung zu ermöglichen. Das elektrische Signal der Bandkantenerfassung wird dabei an den Linearantrieb übermittelt, der die Lineareinheit mit der darauf angeordneten Schneideinrichtung in eine Position bringt, in der die von der Schneideinrichtung in die Kunststofffolie eingebrachten Aussparungen lagerichtig, d.h., mit einem vorgegebenen Abstand zur Außenkante des Metallbands, eingeschnitten werden können.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Zeichnungen zeigen:
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1: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Applizieren einer Kunststofffolie auf die Bandunterseite und die Bandoberseite eines Metallbands, wobei die Vorrichtung sowohl an der Bandunterseite als auch an der Bandoberseite über je eine Folienführungseinrichtung und eine Schneideinrichtung zum Ausschneiden von streifenförmigen Aussparungen aus der Kunststofffolie verfügt;
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2: Detailansicht der Folienführungseinrichtung und der Schneideinrichtung an der Bandunterseite der Vorrichtung von 1;
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3: Detaildarstellung der Schneideinrichtung von 2 (3a) und eines Klingenhalters mit eingesetzter Klinge dieser Schneideinrichtung (3b)
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4: Detaildarstellung eines Messerbalkens der Schneideinrichtung von 2 mit darin eingesetzten Spitzklingen (4a), eine Detailansicht des Messerbalkens von 4a mit eingesetzter Spitzklinge (4b) und eine Detailansicht einer Spitzklinge (4c);
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5: Schematische Darstellung einer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Einrichtung zur Bandkantenerfassung zur Erfassung der Position der Außenkante des Metallbands;
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6: Draufsicht auf eine Kunststofffolie mit darin eingebrachten Aussparungen.
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In 1 ist eine Vorrichtung zum Applizieren von Kunststofffolien auf die Oberseite und die Unterseite eines sich in einer Bandlaufrichtung L (Längsrichtung des Metallbands) bewegenden Metallbands B schematisch dargestellt. Das Metallband B, bei dem es sich beispielsweise um ein Stahlband (Schwarzblechband), ein verzinntes Stahlband (Weißblechband), ein Aluminiumband oder ein spezialverchromtes Stahlband (ECCS-Band) mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm und einer Bandbreite von 600 bis 1200 mm handeln kann, weist eine Bandoberseite O und eine Bandunterseite U auf und wird von einer in 1 nur schematisch dargestellten Bandführungseinrichtung 1 geführt und in Bandlaufrichtung L mit einer vorgegebenen Bandgeschwindigkeit transportiert. Die Bandgeschwindigkeit liegt dabei zweckmäßig im Bereich von 50 bis 150 m/min und beispielsweise bei 105 m/min.
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Sowohl an der Bandunterseite U als auch an der Bandoberseite O ist jeweils eine Folienführungseinrichtung 2, 2’ zum Transport und zur Führung einer Kunststofffolie F, F’ angeordnet. Die auf der Bandunterseite U angeordnete erste Folienführungseinrichtung 2 führt der Bandunterseite U des Metallbands B eine erste Kunststofffolie F entlang einer Folienführungsrichtung f zu. Entsprechend führt eine zweite Folienführungseinrichtung 2’ der Bandoberseite O des Metallbands B eine zweite Kunststofffolie F’ entlang einer Folienführungsrichtung f’ zu. Jede Folienführungseinrichtung 2, 2’ umfasst eine auf einer Rolle 13, 13’ aufgewickelte bahnförmige Kunststofffolie F, F’ und eine hier nicht im Detail gezeigte Einrichtung zum Abziehen der Kunststofffolie F, F’ von der Rolle 13, 13’ und zum Transport der abgezogenen Folienbahn entlang der Folienführungsrichtung f, f’. Bei der Folie F, F’ kann es sich um eine Folie aus einem Polymermaterial wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) handeln. Die Dicke der Kunststofffolie F, F’ liegt bspw. bei einer PE- oder PET-Folie im Bereich von 12 bis 30 µm. Bei einer PP-Folie kann die Dicke im Bereich von 40 bis 200 µm liegen.
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Der ersten Folienführungseinrichtung 2 ist eine erste Schneideinrichtung 4 zum Ausschneiden von in Längsrichtung der Kunststofffolie F (Folienführungsrichtung f) verlaufende Aussparungen A zugeordnet. Die Schneideinrichtung 4 ist dabei so eingerichtet, dass eine Mehrzahl von Aussparungen, bevorzugt bis zu acht Aussparungen, die quer zur Foliebführungsrichtung f in einem vorgegebene Abstand und parallel zueinander verlaufen und je eine Breite im Bereich von 4 bis 10 mm haben, in die Folie F eingeschnitten werden kann. In entsprechender Weise ist auch der zweiten Folienführungseinrichtung 2’ eine zweite Schneideinrichtung 4’ zum Ausschneiden von Aussparungen A’ aus der zweiten Kunststofffolie F’ zugeordnet.
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Zum Auflaminieren der ersten Kunststofffolie F auf die Bandunterseite U des Metallbands B ist an der Bandunterseite U eine Laminiereinrichtung mit einer Laminierwalze 10 vorgesehen. Der Außenumfang der Laminierwalze 10 bildet mit der Bandunterseite U des Metallbands B einen Laminierspalt, durch den die erste Kunststofffolie F geführt wird. Die Laminierwalze 10 der Laminiereinrichtung laminiert die erste Kunststofffolie F auf die Bandunterseite U des Metallbands B. In entsprechender Weise ist an der Bandoberseite O des Metallbands B eine weitere Laminierwalze 10’ angeordnet, welche die zweite Kunststofffolie F’ auf die Bandoberseite O des Metallbands B auflaminiert.
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Die Laminiereinrichtung umfasst eine hier nicht gezeigte Induktionsspule zur Erhitzung des ggf. bereits vorerwärmten Metallbands B stromaufwärts des Laminierspalts auf Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des Polymermaterials der verwendeten Folie F, F’. Die Laminierwalzen 10, 10’ sind durch Stahlrollen mit einem Überzug aus Gummi oder einem anderen nachgiebigen Material gebildet und werden mit hier nicht dargestellten wasserdurchflossenen Kühlrollen gekühlt, um ein Anhaften des Kunststoffmaterials der Folien F, F’ zu verhindern. Durch die Erhitzung des Metallbands schmilzt das Kunststoffmaterial der Folien F, F’ zumindest oberflächlich an und wird dadurch thermisch auf die Oberfläche des Metallbands B laminiert. Beim Auflaminieren einer PP-Folie ist es erforderlich, vor dem Laminieren einen Kleber auf die Oberfläche des Metallbands aufzutragen. Hierfür ist eine hier nicht gezeigte Auftragseinrichtung in Bandlaufrichtung vorgeschaltet.
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Die Schneideinrichtungen 4, 4’ dienen jeweils zum Ausschneiden von in Längsrichtung (Folienführungsrichtung f, f’) verlaufende streifenförmige Aussparungen A aus der ersten Kunststofffolie F bzw. der zweiten Kunststofffolie F’. Jede der Schneideinrichtungen 4, 4’ weist dabei mindestens ein Schneidmesserpaar 3 mit jeweils zwei stehenden Klingen 3a, 3b auf, wobei die Klingen 3a, 3b jedes Schneidmesserpaars 3 quer zur Folienführungsrichtung f in einem vorgegebenen Abstand d zueinander angeordnet sind und eine Schneidebene aufweisen, die sich parallel zueinander und parallel zur Folienführungsrichtung erstrecken.
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Jedes Schneidmesserpaar der ersten Schneideinrichtung 4 bzw. der zweiten Schneideinrichtung 4’ schneidet zwei parallele und in Längsrichtung der Folienbahn verlaufende Schnitte in die erste bzw. die zweite Kunststofffolie F, F’ ein. Diese Schnitte definieren jeweils streifenförmige Aussparungen A, die sich zwischen den beiden Schnitten erstrecken. In 6 ist eine sich in einer Folienführungsrichtung f bewegende Kunststofffolie F beispielhaft in einer Draufsicht gezeigt, wobei zwei solcher streifenförmiger Aussparungen A, die sich in Längsrichtung (Folienführungsrichtung f) der bahnförmigen Kunststofffolie F erstrecken und eine Aussparbreite d aufweisen, gezeigt sind. Zwischen den benachbarten Aussparungen A verbleibt ein Folienstreifen mit einer Breite b.
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Zum Ausschneiden der in 6 nur beispielhaft gezeigten zwei streifenförmigen Aussparungen A ist eine Schneideinrichtung 4 mit zwei Schneidmesserpaaren vorgesehen, die quer zur Folienführungsrichtung f einen vorgegebenen Abstand b zueinander aufweisen. Dieser Abstand b der benachbarten Schneidmesserpaare 3 definiert (zumindest im Wesentlichen) die Breite b der zwischen zwei benachbarten Aussparungen A verbleibenden Kunststoffstreifen. Jedes Schneidmesserpaar 3 weist zwei stehende Klingen 3a, 3b auf, die quer zur Folienführungsrichtung f in einem vorgegebenen Abstand d zueinander angeordnet sind. Der Abstand d der beiden Klingen 3a, 3b eines Schneidmesserpaars 3 definiert die Breite d der aus der Kunststofffolie F ausgeschnittenen, streifenförmigen Aussparungen A.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst jede Schneideinrichtung 4 eine um ihre Längsachse verschwenkbare Messerwelle 5, die sich quer zur Folienführungsrichtung f erstreckt. Auf dieser Messerwelle 5 sind die Schneidmesserpaare 3 angeordnet. In 3a ist eine solche Messerwelle 5 mit darauf angeordneten Schneidmesserpaaren 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Auf der Messerwelle 5 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von 3a fünf Schneidmesserpaare 3 angeordnet, wobei benachbarte Schneidmesserpaare entlang der Längsachse der Messerwelle 5 jeweils einen vorgegebenen und gleichen Abstand b aufweisen. Jedes Schneidmesserpaar 3 enthält dabei einen Klingenhalter 6, in dem die beiden Klingen 3a, 3b des jeweiligen Schneidmesserpaars 3 austauschbar und in einem vorgegebenen Abstand zueinander befestigt sind. Der Abstand d der beiden feststehenden Klingen 3a, 3b eines Schneidmesserpaars 3 ist dabei zweckmäßig veränderbar, beispielsweise durch Distanzscheiben. Die Klingenhalter 6 sind zweckmäßig entlang der Längsachse der Messerwelle 5 verschiebbar und an gewünschten Positionen verdrehfest mittels Befestigungsmittel 16 fixierbar, um den Abstand benachbarter Schneidmesserpaare 3 quer zur Folienführungsrichtung f auf einen gewünschten Wert b einstellen zu können. Die Fixierung der Klingenhalter 6 auf der Messerwelle 5 kann beispielsweise durch Madenschrauben oder andere Befestigungsmittel 16 erfolgen. Die Klingen 3a, 3b eines Schneidmesserpaars 3 sind austauschbar in dem jeweiligen Klingenhalter 6 befestigt, und können bei Verschleiß gegen eine neue Klinge ausgetauscht werden.
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Die Messerwelle 5 ist um ihre Längsachse verschwenkbar angeordnet. Die Messerwelle 5 kann dadurch zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position verschwenkt werden. In ihrer angehobenen Position stehen die Klingen 3a, 3b der Schneidmesserpaare 3 außer Eingriff mit der Kunststofffolie F und in der abgesenkten Position greifen die Klingen 3a, 3b jedes Schneidmesserpaars 3 mit ihrer Schneidfläche in die Kunststofffolie F ein, um bei in Folienführungsrichtung f laufender Kunststofffolie F einen in Folienführungsrichtung f verlaufenden geraden Schnitt in die Kunststofffolie F einzubringen.
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Sowohl die erste Kunststofffolie F als auch die zweite Kunststofffolie F’ wird von der Rolle 13 bzw. 13’ abgezogen und von der jeweiligen Folienführungseinrichtung 2 bzw. 2’ entlang der Folienführungsrichtung f, f’ der Bandunterseite U bzw. der Bandoberseite O des Metallbands B zugeführt. Wenn sich die Messerwelle 5 der ersten Schneideinrichtung 4 und der zweiten Schneideinrichtung 4’ jeweils in ihrer abgesenkten Position befindet, schneiden die Schneideinrichtungen 4, 4’ streifenförmige Aussparungen A, A’ in die erste Folie F bzw. die zweite Folie F’ ein.
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Zur Entfernung der ausgeschnittenen Folienstreifen (Aussparungen A, A’) von der jeweiligen Kunststofffolie F, F’ umfasst jede Schneideinrichtung 4, 4’ eine der Anzahl der Schneidmesserpaare 3 entsprechende Anzahl von Spitzklingen 3c, wobei jedem Schneidmesserpaar 3 der jeweiligen Schneidrichtung 4, 4’ eine Spitzklinge 3c zugeordnet ist. Die Mehrzahl der Spitzklingen 3c sind auf einem in den 2 und 4 dargestellten Messerbalken 7 angeordnet, der sich quer zur Folienführungsrichtung f, f’ erstreckt. Der Messerbalken 7 und eine daran befestigte Spitzklinge 3c sind in den 4a und 4b gezeigt. In 4c ist eine Spitzklinge 3c im Detail dargestellt. Die Spitzklingen 3c sind zweckmäßig austauschbar an dem Messerbalken 7 in einem zweckmäßig einstellbaren Abstand b zueinander befestigt, wobei der Abstand b dem Abstand benachbarter Schneidmesserpaare 3 quer zur Bandlaufrichtung entspricht. Der Messerbalken 7 kann bspw. als Flachmetallleiste ausgebildet sein und weist mehrere voneinander beabstandete Aufnahmen in Form von Einkerbungen auf, in die jeweils eine Spitzklinge 3c eingesetzt und befestigt werden kann. Der Messerbalken 7 ist in Bezug auf die Oberfläche der Kunststofffolie F verschiebbar oder verschwenkbar ausgebildet. Hierfür kann der Messerbalken 7 beispielsweise an jedem Ende mit Führungszapfen 7a ausgestattet sein, die in einem in seitlichen Führungsplatten ausgeformten Langloch 17 geführt werden (2). Die Langlöcher 17 erstrecken sich dabei zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Kunststofffolie F bzw. senkrecht zur Folienführungsrichtung f, wie aus 2 ersichtlich. Zweckmäßig ist der Messerblaken 7 mit einem Antrieb gekoppelt, der den Messerbalken 7 in Bezug auf die Oberfläche der Kunststofffolie F zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position bewegt, und bspw. in den Langlöchern 17 verschiebt. In der eingefahrenen Position des Messerbalkens 7, die in 2 gezeigt ist, stehen die Spitzklingen 3c außer Eingriff mit der Kunststofffolie F und in der ausgefahrenen Position greifen die Spitzklingen 3c in die Kunststofffolie F ein. Die Spitzklingen 3c sind dabei so angeordnet, dass ihre Schneidebene zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Folienführungsrichtung f und senkrecht zur Schneidebene der Klingen 3a, 3b der Schneidmesserpaare 3 verläuft. Weiterhin sind die Spitzklingen 3c auf dem Messerbalken 7 so positioniert, dass eine Spitzklinge 3c genau zwischen den beiden Klingen 3a, 3b des ihr zugeordneten Schneidmesserpaars 3 zu liegen kommt. Wenn der Messerbalken 7 in seine ausgefahrene Position gebracht wird, die in 2a gezeigt ist, schneiden die Spitzklingen 3c einen senkrecht zur Folienführungsrichtung f und zwischen den beiden Klingen 3a, 3b eines Schneidmesserpaars 3 liegenden Querschnitt Q in die Kunststofffolie F ein und trennen dadurch den Folienstreifen von der Kunststofffolie F ab, der durch die beiden Klingen 3a, 3b der Schneidmesserpaare 3 als Aussparungen A in die Kunststofffolie F eingeschnitten worden ist. Zwei solcher Querschnitte Q sind in 6 angedeutet.
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Die auf diese Weise von der Kunststofffolie F abgeschnittenen Folienstreifen (Aussparungen A) werden von einer Absauganlage 11 abgesaugt. Die Absauganlage 11 weist hierfür eine Mehrzahl von Saugleitungen 11a auf, die jeweils an einer Halterung 11b befestigt sind, wobei zweckmäßig jedem Schneidmesserpaar 3 eine Saugleitung 11a zugeordnet ist und die Mündung der Saugleitung 11a in der Nähe des jeweils zugeordneten Schneidmesserpaars 3 liegt (quer zur Folienführungsrichtung f gesehen). Jede Saugleitung 11a führt zu der Absauganlage 11, welche mit Unterdruck die aus der jeweiligen Kunststofffolie F, F’ als Aussparungen A, A’ herausgeschnittenen und abgetrennten Folienstreifen ansaugt. Zur Einführung der ausgeschnittenen Aussparungen A, A’ in die Saugleitungen 11a werden die ausgeschnittenen Folienstreifen jeweils um eine Umlenkrolle 15, 15’ geführt und dadurch zur Mündung der Saugleitungen 11a geleitet, wie aus den 1 und 2 ersichtlich.
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Zweckmäßig umfasst die Absauganlage 11 einen hier nicht dargestellten Sammelbehälter sowie eine Einrichtung zur Zerkleinerung der ausgeschnittenen und von der Kunststofffolie F, F’ abgetrennten Folienstreifen. Die zu Folienstücke zerkleinerten Folienstreifen werden in dem Sammelbehälter gesammelt und zweckmäßig mittels einer Presse verpresst.
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Um eine lagerichtige Positionierung der mit den Aussparungen A, A’ versehenen Kunststofffolien F, F’ auf der Bandunterseite U bzw. der Bandoberseite O des Metallbands B und eine Ausrichtung der auflaminierten Folienstreifen an der Außenkante des Metallbands B zu gewährleisten, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zur Bandkantenerfassung 12. Diese Einrichtung zur Bandkantenerfassung 12 ist dabei sowohl mit den Folienführungseinrichtungen 2, 2’ als auch mit den Schneideinrichtungen 4, 4’ gekoppelt. Die Kopplung der Einrichtung zur Bandkantenerfassung 12 mit den Folienführungseinrichtungen 2, 2’ gewährleistet, dass die Folienkante beim Applizieren auf das Metallband B mit der Außenkante des Metallbands B ausgerichtet wird und die Kopplung mit den Schneideinrichtungen 4, 4’ stellt sicher, dass auch die damit eingebrachten Aussparungen A parallel zur Außenkante des Metallbands B verlaufen.
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In 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Einrichtung zur Bandkantenerfassung 12 schematisch dargestellt. Diese umfasst einen feststehenden ersten Anschlag 12a und einen im Abstand dazu angeordneten und federgelagerten zweiten Anschlag 12b. Der erste Anschlag 12a dient zur Führung einer ersten Außenkante des Metallbands B und die zweite Außenkante, welche der ersten Außenkante gegenüberliegt, wird in dem federgelagerten zweiten Anschlag 12b geführt. Der quer zur Bandlaufrichtung L verlaufende Abstand des ersten Anschlags 12a vom zweiten Anschlag 12b entspricht dabei zumindest im Wesentlichen der Bandbreite.
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Sowohl der erste Anschlag 12a als auch der zweite Anschlag 12b kann beispielsweise durch eine drehbar gelagerte Scheibe 20, 20b gebildet sein, die an ihrem Scheibenumfang eine V- oder kegelstumpfförmige Nut aufweist und deren Achse senkrecht zur Oberfläche des Metallbands B steht. In die Nut am Scheibenumfang greift der an der ersten Außenkante bzw. der zweiten Außenkante liegende Randbereich des Metallbands B ein, wodurch das Metallband B zwischen den im (seitlichen) Abstand zueinander angeordneten Anschlägen 12a, 12b geführt wird. Der erste Anschlag 12a ist bspw. an einer fest stehenden und sich quer zur Bandlaufrichtung erstreckende Schiene 20 fixiert und der zweite Anschlag 12b ist gegenüber dieser Schiene 20 gegen die Rückstellkraft einer Feder 21 beweglich gelagert, wie in 5 gezeigt. Durch die bewegliche Lagerung des federgelagerten zweiten Anschlags 12b kann ein Schwärmen des Metallbands B (Querbewegung des Bands) bei seinem Transport entlang der Bandlaufrichtung (Längsrichtung L) ausgeglichen werden.
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Die in 5 schematisch gezeigte Einrichtung zur Bandkantenerfassung 12 ist mechanisch mit den Schneideinrichtungen 4, 4’ gekoppelt. Hierfür sind die erste Schneideinrichtung 4 und die zweite Schneideinrichtung 4’ jeweils auf einer Linearführung 14 beweglich gelagert. Die Linearführung 14 ermöglicht eine Bewegung der jeweiligen Schneideinrichtung 4, 4’ quer zur Folienführungsrichtung f bzw. f’. Um eine lagerichtige Applizierung der Kunststofffolien F, F’ mit ihren Aussparungen A, A’ auf der Bandunterseite bzw. der Bandoberseite des Metallbands B und eine Ausrichtung der auflaminierten Folienstreifen an der Außenkante des Metallbands B zu gewährleisten, ist der feststehende erste Anschlag 12a der Bandkantenerfassung 12 mechanisch mit den Linearführungen 14 gekoppelt, auf denen die Schneideinrichtungen 4, 4’ befestigt sind. Eine mechanische Kopplung zwischen dem feststehenden ersten Anschlag 12a der Bandkantenerfassung 12 und der Linearführungen 14 stellt sicher, dass die Folienkanten der Kunststofffolien F, F’ bei schwärmendem Metallband B immer zur Außenkante des Metallbands B ausgerichtet sind und auch die Aussparungen A, A’ in einem vorgegebenen und gleichbleibenden Abstand zu der Außenkante des Metallbands B zu liegen kommen, welche in dem feststehenden ersten Anschlag 12a geführt ist.
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Alternativ zu einer mechanischen Kopplung zwischen der Bandkantenerfassung 12 und den Schneideinrichtungen 4, 4’ kann auch eine elektrische Kopplung erfolgen. Hierfür sind die Schneideinrichtungen 4, 4’ jeweils auf einer Lineareinheit mit einem Linearantrieb gelagert, der die jeweilige Lineareinheit quer zur Folienführungsrichtung f, f’ verfahren kann. Die momentane Position der Außenkanten des Metallbands B werden dabei mit einem optischen bzw. optoelektronischen Sensor, beispielsweise einer Diodenzeilenkamera oder einem Infrarot-Sensor erfasst. Der Sensor erzeugt ein elektrisches Signal, welches eine Information über die erfasste Position wenigstens einer oder beider Außenkante(n) des Metallbands B enthält und dieses (elektrische) Signal wird an den Linearantrieb der Lineareinheit übermittelt. Der Linearantrieb verfährt die Lineareinheit in Abhängigkeit des vom optischen bzw. optoelektronischen Sensor übermittelten Signals in eine Stellung, welche an die aktuell erfasste Position der Außenkante(n) des Metallbands B angepasst ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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