DE4400787A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren und Ultraschallverschweißen von einzelnen Elementen aus lichtdichtem Material in einer Kassette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallvorrichtung zum Einsetzen einzelner, aus lichtdichtem Material bestehen­ der kissenartiger Elemente in eine Filmkassette. Insbeson­ dere stellt die Erfindung einen Schwenkarm und eine Unter­ druckplatte bereit, die jeweils ein einzelnes, aus licht­ dichtem Material bestehendes kissenartiges Element aufnimmt und in eine Kassette einsetzt. Das Element weist einen kissenartigen Rand auf, der in einen ausgenommenen Bereich der Kassette paßt und mittels einer Führungsplatte weiter in den ausgenommenen Bereich hineingedrückt wird. Wenn das Ele­ ment seine Position in der Kassette erreicht hat, wird es mittels einer Ultraschallsonde an die Kassette geheftet.

Die meisten Filmkassetten (auch Filmmagazine genannt) sind mit irgendeiner Art Gewebe oder Webmaterial versehen, um Lichteinfall in dem Filmaustritt der Kassette zu verhindern. Dadurch werden die äußeren Windungen zum Beispiel von Film­ rollen gegen vorzeitige Belichtung geschützt. Als licht­ dichtes Material wird üblicherweise ein sogenannter "Samt" verwendet. Samt besteht aus einer Nylonfaser, die gebündelt und zu einem Kunstseiden-Trägermaterial verwoben wird.

Zur Befestigung des als lichtdichtes Material dienenden Samts an herkömmlichen Metall-Filmkassetten werden die bei­ den Lippen der bereits geformten (aber noch in einem Strei­ fen zusammenhängenden, noch endgültig auszuformenden) Kassetten erhitzt. Der Samt ist in der erforderlichen Größe vorgeschlitzt und wird als zusammenhängendes Band an den richtigen Stellen zu beiden Seiten des Kassettenstreifens angebracht. Anschließend wird das Samtband unter Druck ange­ preßt, wobei die Wärme des Metall-Kassettenstreifens einen auf der Rückseite des Kunstseidengewebes des Samts aufge­ brachten Kleber aktiviert und das Kunstseidenträgergewebe des lichtdichten Bandes mit dem Kassettenstreifen verbindet. Nach dem Aushärten des Klebers wird der Kassettenstreifen dem nächsten Arbeitsschritt zugeführt, bei dem die beiden Samtbänder zwischen besonderen, die einzelnen Kassetten be­ zeichnenden Kerben mittels eines Heißtrennverfahrens durch­ getrennt werden. Dieses Verfahren ist so lange befriedigend, wie die äußere Kassettenhülse aus Blech besteht.

Nun wurde aber eine neue Polystyrolkassette für ein Verbrau­ cherprodukt im 35 mm-Filmbereich entwickelt. Eine der wichtigsten Anforderungen an dieses neue Produkt besteht darin, daß die Kassettenhülse nicht aus Blech, sondern aus Kunststoff bestehen muß. Dies macht für die automatische Anbringung des lichtdichten Materials an den Filmkassetten eine ganze Reihe konstruktiver Änderungen erforderlich.

Die Filmkassette besteht nunmehr aus Kunststoff (Polystyrol) und kann deshalb nicht zum Aktivieren eines Klebers erhitzt werden, so daß ein anderes Befestigungsverfahren erforder­ lich wird. Außerdem ist es erwünscht, daß das neue Be­ festigungsverfahren das Ablösen des lichtdichten Materials von der Kassette ermöglicht, um das Material besser wieder­ verwerten zu können. Schließlich macht es die besondere Kon­ struktion der Kassette erforderlich, das lichtdichte Material in Form einzelner Stücke statt in Form eines zusam­ menhängenden Bandes zu handhaben.

Alle diese Erfordernisse werden erfüllt durch die Erfindung, die eine Ultraschallvorrichtung zum Einsetzen einzelner, aus lichtdichtem Material bestehender kissenartiger Elemente in eine Filmkassette angibt. Die Vorrichtung besitzt eine schwenkbare Greifeinrichtung, die einzelne Elemente aus einem Vorrat aufnimmt und über einer Kassette positioniert. Ferner umfaßt sie Einsetzmittel, die das Element in die Kassette einsetzen und Heftmittel zum Befestigen des Elements an der Kassette. Die erfindungsgemäß zum Einsetzen in eine Kassette geeigneten einzelnen Elemente werden vor­ zugsweise mittels einer Ultraschalleinrichtung, bestehend aus einer Ultraschallsonde und einem Ultraschallamboß, kissenartig ausgebildet. Ein Band aus lichtdichtem Verbund­ material wird durch die Ultraschallvorrichtung transpor­ tiert, und das zwischen der Ultraschallsonde und dem Ultra­ schallamboß positionierte Band wird durch Herstellen einer quer über das Band verlaufenden Schweißnaht kissenartig aus­ gebildet oder profiliert. Anschließend wird das Band erneut positioniert, und es wird die nächste Naht geschweißt.

Das Band mit den darin angebrachten verschiedenen quer ver­ laufenden Nähten wird weiter zu Kerbungsmitteln bewegt, die vorzugsweise aus einem zweiteiligen Stanzwerkzeug bestehen. Mittels der Kerbungsmittel werden an zwei benachbarten Ele­ menten des lichtdichten Materials mittig zwischen den quer verlaufenden Nähten Eckkerben ausgestanzt. Diese Kerben bie­ ten Platz für Einrichtungen, die das Eindringen von Licht an den Ecken einer Filmkassette verhindern.

Anschließend wird das Band zu Schneidemitteln transportiert, die wiederum vorzugsweise aus einem zweiteiligen Stanzwerk­ zeug bestehen. Mittels dieser Schneidemittel wird das Band entlang der quer verlaufenden Nähte zur Ausbildung eines kissenartigen Randes und mittig zwischen den quer verlaufen­ den Nähten zur Ausbildung der nicht kissenartigen, mit Ker­ ben versehenen Ränder der einzelnen aus lichtdichtem Material bestehenden Elemente durchgetrennt.

Die einzelnen Elemente des lichtdichten Materials werden dann für das Einsetzen in eine Filmkassette richtig ausge­ richtet in einer Aufnahmeeinheit aufgenommen. Hierzu dienen Finger, die die einzelnen Elemente beim Verlassen der Schneidemittel abstützen und sie in eine Aufnahmeeinheit auf einem Förderband einlegen.

Erfindungsgemäß werden die einzelnen Elemente dann durch eine schwenkbare Greifeinrichtung, die vorzugsweise aus einer an einem schwenkbaren Arm angeordneten Unterdruck­ platte besteht, aus den Aufnahmen aufgenommen. Die einzelnen Elemente werden über der Kassette positioniert und bei Deak­ tivierung des der Unterdruckplatte zugeleiteten Unterdrucks von der Unterdruckplatte freigegeben.

Mittels einer Einsetzeinrichtung, die die Unterdruckplatte und vorzugsweise eine Führungsplatte umfaßt, werden die ein­ zelnen Elemente in einen ausgenommenen Bereich in der Kassette eingeführt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung umfaßt die Führungsplatte ein sich senkrecht zur unteren Fläche des Elements erstreckendes Glied. Dieses Glied lenkt den kissenartig ausgebildeten Rand des Elements unter eine Leiste und in den ausgenommenen Bereich der Kassette.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner eine Heftein­ richtung zum Befestigen des Elements an der Kassette. Vor­ zugsweise umfaßt die Hefteinrichtung eine Ultraschallsonde, die das Element mit der Kassette verschweißt. Die Sonde durchstößt das Element, ohne die Oberfläche des lichtdichten Materials zu zerstören, was sich auf die Lichtschutzfunktion des Elements nachteilig auswirken würde.

Damit werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ein­ setzen einzelner, aus lichtdichtem Material bestehender kissenartiger Elemente in Kunststoff-Filmkassetten bereitge­ stellt.

Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfin­ dung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung be­ stimmter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Die Zeich­ nung zeigt in:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Ausführungsform einer Ultraschallvorrichtung zum Herstellen einzelner kissenartiger Elemente aus lichtdichtem Material mittels Ultraschall und zum Positionieren der einzelnen Elemente in einer Kassette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht einer Kissenform­ vorrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht einer kissenartig geformten Bahn eines lichtdichten Materials;

Fig. 4 einen seitlichen Schnitt durch ein einzelnes, kissenartiges Element aus lichtdichtem Material;

Fig. 5 eine isometrische Darstellung eines einzelnen kissenartigen Elements aus lichtdichtem Material gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht eines Führungs- und Heftmechanismus gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 7 eine geschnittene Detail-Seitenansicht des Führungs- und Heftmechanismus gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht der Ultraschall­ sonde gemäß Fig. 7; und

Fig. 9 eine Draufsicht der Ultraschallsonde gemäß Fig. 8.

Wie bereits erwähnt, richtet sich die Erfindung allgemein auf eine Ultraschallvorrichtung zum Einsetzen einzelner, aus lichtdichtem Material bestehender Elemente in eine Film­ kassette.

Die Erfindung verwendet eine Miniatur-Ultraschallsonde in Kombination mit einer Greif- und Positioniereinrichtung mit einer speziellen Unterdruck-Aufnehmplatte und einem Spezial- Einführkopf zum Einführen des Elements in die entsprechende Leiste der Kassette. Diese hält die profilierte Kante des Elements während der Ausführung einer Ultraschall-Punkt­ schweißung fest. Die Miniatur-Ultraschallvorrichtung mit der als schmaler flacher Nadelkopf ausgebildeten Ultraschall­ sonde gibt hochfrequente Schwingungen ab. Dadurch wird das Polystyrolsubstrat des Elements erhitzt und zusammengedrückt und an dem für den Lichtschutz bestimmten Bereich der Kassettenhälfte durch Punktschweißung befestigt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun zunächst die Herstellung der einzelnen kissenartig ausgebildeten, aus lichtdichtem Material bestehenden Elemente beschrieben. Für die kissenartige Ausbildung wird eine sich über die Breite eines Gewebebandes erstreckende Vertiefung ausgebildet, die eine Krümmung (Kisseneffekt) der angrenzenden Bereiche senk­ recht zu dem zusammengedrückten Querschnitt in dem vertief­ ten Bereich des Gewebebandes erzeugt. Nach dem Kerben und Schneiden können die einzelnen Elemente aus lichtdichtem Material dann erfindungsgemäß in einer Filmkassette positio­ niert werden.

In Fig. 1 ist eine gesamten Maschine 28 mit dem Arbeitsfluß von links nach rechts dargestellt. Das lichtdichte Ausgangs- Schaumstoffmaterial 36 ist in Rollenform auf einer Abwickel­ station 30 gelagert. Betrachtet man nun Fig. 4, so ist zu erkennen, daß das Band 10 aus einer dünnen oberen Schicht eines Flormaterials, zum Beispiel eines Polyestergewebes 14, besteht, die auf eine zweite Schicht eines Schaumstoffs, zum Beispiel eines offenzelligen Polyurethanschaumstoffs 12, flammkaschiert ist. Unterhalb des Schaumstoffs befindet sich ein Grundgewebe 16 aus Kunstseidengarn. Der Bandaufbau um­ faßt ferner ein Polystyrolsubstrat 18, das auf die Unter­ seite des Bandes unter dem Kunstseidengarn 16 aufkaschiert ist.

Das Band ist bereits in der Breite der Kassettenöffnung ge­ schlitzt, und das Polystyrol-Trägermaterial ist auf­ kaschiert. Zunächst wird das Rollenmaterial abgewickelt. Das 1,500 Zoll breite Band wird mittels einer Spannwalze unter einer Spannung von etwa 1,5 lb. (0,68 kg) gehalten. Diese Spannung ist erforderlich, um das nachfolgende Verfahren für etwaige Schwankungen in der Schaumstoffstärke unempfindlich zu machen. Das vorlaufende Ende des Bandes 36 wird so weit in einen Bandführungskanal 38 eingeführt, bis es an der Pen­ del-Kerbeinrichtung 32 zur Anlage kommt. Für den Arbeits­ beginn ist es erforderlich, daß das Band 36 in die Pendel- Kerbeinrichtung 32 eingeführt und um sechzehn Teilungen wei­ tergeschaltet wird, bis das erste Profil die Kerbstation er­ reicht. Das Computerprogramm, das alle Maschinenfunktionen steuert, wirft alle nicht profilierten Elemente automatisch als Ausschuß aus. Der Hauptantrieb für den Transport des Bandes 36 ist in die Kerbeinrichtung 32 integriert; diese ergreift das Band und transportiert es zum Zwecke der Zufüh­ rung zur Schneideeinheit 34 jeweils um eine Taktlänge (Länge eines Elements) weiter. Die Abwickeleinrichtung 30 wird motorisch angetrieben und transportiert das Band 36 bei Be­ darf schrittweise unter Aufrechterhaltung der ebenfalls er­ forderlichen Spannung des Bandes 36 weiter. Nachdem das Aus­ gangs-Bandmaterials damit in die Maschine eingelegt ist, kann der automatische Betrieb beginnen.

Fig. 2 zeigt den Beginn eines vollständigen automatischen Zyklus, bei dem in einer Ultraschall-Profilierungsstation 26 durch Aktivieren des Druckluftzylinders eine 20 Kilohertz- Ultraschallsondeneinheit 50 abgesenkt wird, bis sie an einem feststehenden unteren Anschlag zur Anlage kommt. Dadurch wird das Band 36 zwischen der aktiven Fläche der Ultra­ schallsonde 50 (die als stumpfe Kante ausgebildet ist) und dem den Bandführungskanal 38 nach unten begrenzenden Ultra­ schallamboß 52 auf eine Dicke von etwa 0,008 Zoll (0,203 mm) zusammengedrückt. Nach einer Haltezeit von 500 Millisek. in dieser Position wird die Ultraschallsonde 200 Millisek. lang durch einen Ultraschallgenerator aktiviert, so daß sie einen sich quer über die Bandbreite erstreckenden Bereich flach verschweißt und dadurch beiderseits des verschweißten Berei­ ches eine Krümmung in Bandbreite erzeugt. Der Schweißvorgang wird verursacht durch die durch die hochfrequenten Schwin­ gungen der Ultraschallsonde erzeugte Hitze, die den Quer­ schnitt des Bandes mit dem Polystyrolsubstrat verschmelzen läßt.

Nach Ablauf der Schweißzeit von 200 Millisek. wird der Gene­ rator deaktiviert. Die Ultraschallsonde bleibt noch weitere 300 Millisek. in Anlage an dem verschweißten Bandbereich, während dieser erhärtet. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird der Zylinder eingezogen, so daß die Ultraschallsonde mit dem Band außer Anlage kommt. Das Ergebnis dieser Maßnahme ist ein Profil oder Kissen 54 im Band 36 aus lichtdichtem Material, wie dieses auch in Fig. 3 dargestellt ist. Das Profil ist erforderlich, um das Herausführen von Film aus der Kassette zu erleichtern und ein Festsetzen des Films zu verhindern. Da das Profil nur an der vorlaufenden Kante erforderlich ist, wird die Ultraschallsonde nur bei jedem zweiten Maschinenzyklus aktiviert.

Nach erfolgter Ausbildung des Profils wird das Band zu bei­ den Seiten von Greifern der Pendel-Kerbeinheit 32 ergriffen und weitertransportiert. Die Greifer erfassen das Band in der Mitte zwischen zwei profilierten Kanten. Danach wird das Kerbwerkzeug aktiviert und stanzt - wie in Fig. 5 darge­ stellt - an dieser Mittellinie an jedem Rand des Bandes einen Abschnitt aus, wobei die Ausrichtung derart gewählt ist, daß die Kerben 22 jeweils gleichzeitig in zwei Elemen­ ten 20 hergestellt werden. Die Kerben werden mittig zwischen den profilierten Rändern 24 mittels eines schneidenden zwei­ teiligen Stanzwerkzeuges hergestellt. Das Kerbwerkzeug 32 ist auf einer Präzisions-Schlittenanordnung gelagert und wird mittels eines Verschiebemotors hin- und herbewegt.

Um die Kerbung bei jedem zweiten Maschinentakt auszuführen, sind die Greifer mit daran befestigten Kerb-Stanzwerkzeugen ausgebildet. Wenn die Greifer das Band erfassen, stanzen die Stanzen gleichzeitig zu beiden Seiten Kerben aus. Anschlie­ ßend bewegt die Pendeleinheit das Band um zwei Teilschritte weiter, bevor sie das Band freigibt und in ihre Ausgangs­ stellung an der Stelle des nächsten nicht profilierten Ran­ des zurückkehrt. Die Transporteinheit bewegt sich also zwei Teilschritte zurück, die Kerben werden ausgestanzt, die Transporteinheit bewegt sich um einen Teilschritt weiter, die Ultraschallsonde bildet ein Kissenprofil aus, die Trans­ porteinheit bewegt sich einen weiteren Teilschritt weiter, gibt das Band frei und bewegt sich um zwei Teilschritte zu­ rück.

Der Pendel-Kerbmechanismus 32 transportiert also das Band um eine Elementlänge weiter, und das Ultraschall-Profilierungs­ verfahren 26 wird wieder aktiviert. Diese abwechselnden Vor­ gänge wiederholen sich immer weiter in dieser Reihenfolge: Bandvorschub, Schweißen eines Profils bei inaktivem Ker­ bungswerkzeug, Bandvorschub, Aktivierung des Kerbungswerk­ zeugs zum Ausstanzen von Kerben bei inaktiver Ultraschall- Profilierungsstation.

Das profilierte und gekerbte lichtdichte Material wird dann der Schneideeinheit 34 zugeführt, wo das Material mittels eines schneidenden zweiteiligen Stanzwerkzeugs in einzelne Elemente zerschnitten wird. Die Schneideinheit 34 arbeitet bei jedem Maschinentakt und schneidet dabei abwechselnd ent­ lang der profilierten Ränder zweier aufeinanderfolgender Elemente und dann zwischen nicht profilierten Rändern zweier aufeinanderfolgender Elemente, wobei die Kerben dort bereits ausgebildet sind. Wenn das Band die rechts vom Kerbwerkzeug 32 angeordnete Schneideinheit 34 in der Maschine 28 passiert hat, erhält man demnach ein Element, dessen einer Rand durch Ultraschall verschweißt ist und eine 0,020 Zoll (0,508 mm) starke flache Kante mit daran anschließendem gewölbten Pro­ fil des Oberflächenmaterials aufweist, während der in der Breite gegenüberliegende Rand gerade geschnitten ist und an jeder Ecke eine kleine rechtwinklige Kerbe aufweist (siehe Fig. 5).

Beim Abschneiden in der Schneideinheit 34 werden die Elemen­ te von einem Satz von einem Druckluftzylinder betätigter Auflagefinger abgestützt, die auch das richtig ausgerichtete Einlegen der Elemente in eine unterhalb des Werkzeuges be­ findliche Aufnahmeeinheit unterstützen. Die Aufnahmeein­ heiten sind mit einem Metallband verbunden, das sie von unterhalb des Werkzeuges abtransportiert und der übrigen Vorrichtung gemäß Fig. 1 zuführt. Die Erfindung richtet sich auf diesen übrigen Teil der Vorrichtung (siehe Detail in Fig. 6). Die Erfindung arbeitet wie folgt
Die Elemente werden in Einzelaufnahmen abgelegt, die auf dem Element-Transportband 110 in gleichmäßigen Abständen be­ festigt sind. Die Elemente werden in Schritten von einer Teilungslänge zur Element-Umkehrstation 112 transportiert, wo jedes zweite Element, dessen profilierte Kante der Ein­ setzeinrichtung zugewandt ist, mittels einer Unterdruck- Drehvorrichtung aus seiner Aufnahme aufgenommen, um 180° ge­ dreht und wieder in dieselbe Aufnahme eingelegt wird. Jetzt sind die profilierten Ränder aller Elemente gleich ausge­ richtet, und die Elemente stehen zum Einsetzen bereit und werden mittels des Förderbandes zur Element-Einsetzstation 114 (siehe Fig. 6) weitertransportiert.

Wenn das lichtdichte Element das Ende des Transportbandes erreicht, befindet sich die Element-Einsetzstation 114 in ihrer Ausgangsstellung über der letzten horizontalen Förder­ bandaufnahme. Der Element-Einsetzmechanismus wird betätigt durch eine mehrdimensionale Linear/Dreh-Steuerung, die unterhalb des Maschinentisches angeordnet ist und ihn heben, absenken und auch um 90° drehen kann. In der in Fig. 7 dar­ gestellten Einsetzstation sind der Unterdruck-Greif- und Einsetzkopf 116 mit seiner Führungsplatte 118 und der Ultra­ schallwandler-Wagen 120 mit dem 70 kHz-Miniaturwandler 122, der mit der Spezial-Ultraschallsondenspitze verbunden ist (siehe auch Fig. 8 und 9), untergebracht. Ferner zu erkennen sind der Betätigungszylinder 126 der Ultraschallsonde, der Wagenmechanismus 128 für Wandler und Sonde sowie der untere Anschlag 130 des Betätigungselements. Um ein Element vom Transportband aufzunehmen und es in die Kassettenhälfte ein­ zusetzen werden die folgenden Schritte ausgeführt:

Die Einsetzstation 114 wird durch ihre mehrdimensionale Steuerung abgesenkt, bis die Unterdruckplatte des Greif- und Einsetzkopfes 116 an einem Schaumstoff-Lichtschutzelement 132 zur Anlage kommt und dessen Oberfläche überdeckt. Jetzt wird durch zahlreiche Löcher in der an dem Element anliegen­ den Platte ein Unterdruck angelegt, der das Element an die Einsetzeinrichtung ansaugt. Die Einsetzstation 114 wird nun in ihre Ausgangsstellung angehoben und um 90 gedreht, wobei sie unmittelbar oberhalb einer Kassettenhälfte 134, die durch Unterdruck in der sie tragenden Aufnahme 136 gehalten wird, zum Stillstand kommt.

Die Einsetzeinrichtung 114 wird jetzt abgesenkt und positio­ niert das lichtdichte Schaumstoffelement 132 in dem Licht­ schutzbereich der Kassettenhälfte. Jetzt erfolgt aufgrund der abwärts wirkenden Kraft der Einsetzeinrichtung im Zusam­ menwirken mit dem profilierten Rand und der Einführungsnut in der hinterschnittenen Leiste 138 der Kassette die ge­ steuerte Führungsbewegung, das heißt die Kraft lenkt den profilierten Rand in und unter die hinterschnittene, genute­ te Leiste und in den ausgenommenen Bereich 160 der Kasset­ tenhälfte.

Nach dem Einsetzen des Elements wird dieses weiterhin durch den Unterdruckkopf 116 und die abwärts wirkende Kraft des Einsetzmechanismus festgehalten, und der Druckluftzylinder 126 senkt den Wagen 120 der Miniatur-Ultraschallsonde ent­ lang der Wagenführung 128 ab. Aufgrund dieser Bewegung kann die Spitze der Miniatur-Ultraschallsonde, die einen Durch­ messer von 0,035 Zoll (0,889 mm) aufweist, die mittlere Aus­ nehmung des Unterdruckkopfes 116 passieren, der Oberflächen­ schicht des Elements wegen der Neigung des Wagens 120 gegen­ über der Senkrechten ausweichen und an der Außenkante der mittleren Schaumstoffschicht zur Anlage kommen. Die abwärts wirkende Kraft wirkt weiter und drückt den Schaumstoff zu­ sammen, bis die Sondenspitze unter dem Widerstand der dünnen Schicht des Polystyrolsubstrats des Elements, das durch den Unterdruckkopf 116 gegen die untere Fläche des Lichtschutz­ bereichs in der Kassettenhälfte 134 gedrückt wird, zum Stillstand kommt.

Bei Erreichen dieser Stellung wird die Miniatur-Ultraschall­ sonde 124 binnen Millisekunden durch den Strom des Ultra­ schallwandlers mittels eines 70 kHz-Ultraschallwandlers aktiviert. Dies versetzt die Ultraschallsonde 124 in längs­ gerichtete Schwingungen mit einer Frequenz, die das Substrat in diesem kleinen Bereich 140 unter der Sondenspitze erhitzt und schmelzen läßt, so daß das Substrat mit der Kassetten­ hälfte 134 punktverschweißt wird. Die Spitze der Miniatur­ sonde muß an dem nicht profilierten Rand des Elements in der Mitte zur Anlage kommen, ohne das Oberflächenmaterial zu berühren, den Schaumstoff durchstoßen und das Polystyrolsub­ strat unter Druck mit der Kassette verschweißen, ohne das Element in irgendeiner Weise zu verbiegen oder aufzuwölben. Gegen Ende des Schweißvorgangs, der nur etwa 200 Millisekun­ den dauert, kommt der Wagen 122 am unteren Wagenanschlag 130 zur Anlage und verhindert damit, daß die Sondenspitze weiter als 0,005 Zoll (0,127 mm) in die Kassettenoberfläche ein­ dringt.

Nach Beendigung der Ultraschall-Heftschweißung wird der Unterdruck des Greif- und Einsetzkopfes 116 weggenommen, der Druckluftzylinder 126 fährt den Wagen 122 der Ultraschall­ sonde in seine oberste Stellung zurück, und der Greif- und Einsetzmechanismus wird hochgefahren und um 90° in seine Ausgangsstellung über der Aufnahme zurückbewegt, in der er zum nächsten Einsetzvorgang bereit ist. Die Aufnahmevorrich­ tung, die vier Kassettenhälften enthält, wird im Uhrzeiger­ sinn gedreht, so daß die nächste Kassettenhälfte für die Montage bereitgestellt wird. Jetzt ist ein Maschinentakt ab­ geschlossen, und durch ein Signal des Hauptsteuercomputers wird der nächste Maschinentakt eingeleitet.

Es sind verschiedene Aspekte der Konstruktion eines Elemen­ tes, die es für das Einsetzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet machen. Das mit dem Element verbundene Polystyrolsubstrat erfüllt zwei Voraussetzungen, die für den erfolgreichen Profilierungs- und Montagevorgang erforderlich sind: Zunächst zwingt die Steifigkeit des Substrats das Oberflächenmaterial zur Ausbildung eines einseitigen Pro­ fils, das die Einführungskante bildet. Zweitens ist dieses einseitige Profil für den erfindungsgemäßen Einführungsvor­ gang zwingend erforderlich. Der flache profilierte Rand muß während der Montage unter eine kleine hinterschnittene Nut in der Kassettenhülsenhälfte passen.

Mit dem so ausgewählten geeigneten Element arbeitet die er­ findungsgemäße Vorrichtung als kleine Greif- und Positio­ niereinrichtung. Die Handhabung des "Elements" beim Positio­ nieren erfolgt mittels einer speziell konstruierten Unter­ druck-Greifplatte, die das vorgeformte und auf Größe zuge­ schnittene Schaumstoff-Lichtschutzelement in einen ausgenom­ menen Bereich in der aus thermoplastischem Kunststoff beste­ henden Kassettenhälfte einsetzt. Während dieses Vorgangs wird die Kassette in einer mit Unterdruck arbeitenden Auf­ nahme gehalten. Die 70 kHz-Miniatur-Ultraschallsonde ist an der Unterseite der Einsetzvorrichtung zentriert und gegen­ über der Senkrechten in einem Winkel montiert. Ihre Aufgabe besteht darin, das Schaumstoffelement an seiner äußeren Kante mittels eines kleinen Schweißpunktes an der Kassetten­ hälfte zu befestigen.

Die Wahl eines profilierten Elementes erlaubt es diesem, mit seinem inneren Rand unter eine Leiste in einen ausgenommenen Bereich der Kassette zu gleiten und dort festgehalten zu werden. Nachdem das Element so unter die Leiste gedrückt wurde und dort gehalten ist, wird die Miniatur-Ultraschall­ sonde, die mit einer kleinen, nadelförmigen Sondenspitze ausgestattet ist, in einem Winkel von 25° gegenüber der Ver­ tikalen abgesenkt, so daß die Sondenspitze sich an der Außenkante des Oberflächenmaterials des Elements vorbei­ bewegt, das Schaumstoffmaterial durchstößt und das Polysty­ rolsubstrat in der Mitte des äußeren Randes des Lichtschutz­ bereichs mit der Kassettenhälfte durch eine Ultraschall- Punktschweißung verschweißt. Der genannte Winkel ist für die Montage wichtig, weil dadurch die Sondenspitze so an das Element herangeführt wird, daß sie das Oberflächenmaterial des Elements nicht berührt und dadurch Beschädigungen, wie Dellenbildung oder Durchstoßen der Außenfläche, die zu ver­ minderter Lichtschutzwirkung führen könnten, vermeidet. Die Ausnehmung in Verbindung mit dem einen Ultraschall-Schweiß­ punkt von 0,035 Zoll (0,889 mm) Durchmesser reicht zur Be­ festigung des Lichtschutzelementes aus und macht es darüber hinaus möglich, das Lichtschutzelement später auf einfache Weise zur Wiederverwertung von der Kassette abzulösen.

Die Anbringung der abgeschrägten Kante an der Kassette unterstützt in Verbindung mit einer entsprechenden Kante am Einsetzkopf das Einschieben des Lichtschutzelements unter die ausgenommene Leiste der Kassette. Durch die Verwendung einer "Führungsplatte" wird der profilierte Rand des Licht­ schutzelements flach gehalten, so daß er unter die ausgenom­ mene Leiste in der Kassette eingeschoben werden kann. Daß das Verschweißen des Lichtschutzelements mittels der 70 kHz- Ultraschallsonde unter einem Winkel erfolgt, ermöglicht es der Sonde, das Schaumstoffmaterial zu durchstoßen und das Polystyrol-Trägermaterial zu verschweißen, ohne die Gewebe­ oberfläche des Lichtschutzelements zu beschädigen. Durch die Ausnehmung der Kassette in Verbindung mit nur einer Ultra­ schall-Punktschweißung wird das Lichtschutzelement sicher in der Kassette gehalten. Das Schweißen erfolgt unter einem Winkel, so daß nur das Polystyrolsubstrat geschweißt wird. Dadurch wird eine "Dellenbildung" in der Gewebeoberflächen­ schicht verhindert.

Die Erfindung wurde hier unter Bezugnahme auf eine bevor­ zugte Ausführungsform beschrieben und abgebildet. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß im Geiste der Erfindung die verschiedensten Änderungen, Ergänzungen und dergleichen möglich sind, ohne den in den Ansprüchen beanspruchten Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Positionieren eines aus lichtdichtem Material (12-18) bestehenden einzelnen Elements (20) in einer Kassette (134, 137, 138), gekennzeichnet durch
einen Maschinenaufbau;
einen auf dem Maschinenaufbau vorgesehenen Vorrat (26, 32, 34, 38, 50, 52, 110, 112) an aus lichtdichtem Material bestehenden Elementen;
eine am Maschinenaufbau befestigte Kassettenhalte­ vorrichtung (136);
schwenkbare Greifmittel (114-118), die auf dem Maschinenaufbau gelagert und so schwenkbar sind, daß sie aus dem Vorrat ein einzelnes aus lichtdichtem Material bestehendes Element greifen und es über der Kassettenhaltevorrichtung positionieren;
Positioniermittel (120, 126, 128, 130), die auf den schwenkbaren Greifmitteln gelagert sind und das ein­ zelne aus lichtdichtem Material bestehende Element in einer von der Kassettenhaltevorrichtung gehaltenen Kassette positionieren; und
Heftmittel (122, 124), die auf den schwenkbaren Greifmitteln gelagert sind und das einzelne aus licht­ dichtem Material bestehende Element an die Kassette heften.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Greifmittel einen Schwenkarm und einen an diesem befestigten Unterdruckkopf (116) auf­ weisen und daß, wenn der Unterdruckkopf betätigt ist und sich mit dem einzelnen aus lichtdichtem Material bestehenden Element in Berührung befindet, das aus lichtdichtem Material bestehende Element an dem Unter­ druckkopf festgehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel den Unterdruckkopf umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel eine Zuführplatte (118) um­ fassen, die einen Rand des einzelnen aus lichtdichtem Material bestehenden Elements in die Kassette lenkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heftmittel eine einziehbare Ultraschallsonde (124) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdichte Material aus einer mittleren Schaumstoffschicht (12) mit einer oberen und einer unteren Seite besteht, wobei die obere Seite eine Schicht aus einem Oberflächenmaterial (14) aufweist, und daß die Ultraschallsonde so positioniert ist, daß sie die Schaumstoffschicht durchstößt und mit der Kassette in Berührung gelangt, ohne das Oberflächen­ material zu durchstoßen.

7. Verfahren zum Positionieren eines einzelnen aus licht­ dichtem Material bestehenden Elements in einer Kas­ sette, dadurch gekennzeichnet, daß
ein einzelnes aus einem lichtdichten Material be­ stehendes und mit einem kissenartigen Rand (54) ver­ sehenes Element (20) erfaßt wird,
der kissenartige Rand in eine Ausnehmung (137, 160) der Kassette (134) gelenkt und dabei das einzelne aus einem lichtdichten Material bestehende Element in der Ausnehmung positioniert wird, und
das aus lichtdichtem Material bestehende Element an die Kassette geheftet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Heften das einzelne aus lichtdichtem Material be­ stehende Element mittels einer Ultraschallsonde (124) an der Kassette befestigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine mittlere Schaumstoffschicht (12) mit einer oberen Seite sowie eine Schicht aus einem Ober­ flächenmaterial (14) auf der oberen Seite umfaßt und daß beim Heften eine Ultraschallsonde (124) die Schaumstoffschicht durchstößt und mit der Kassette in Berührung gelangt, ohne das Oberflächenmaterial zu durchstoßen.

10. Kassette für ein lichtempfindliches Produkt, mit einem Schlitz, durch den das Produkt aus dem Inneren der Kassette entnehmbar ist, gekennzeichnet durch
eine in der Kassette entlang des Schlitzes befind­ liche Ausnehmung (137) mit einer Kerbe (138), deren Öffnung vom Inneren der Kassette weg weist, und
ein aus einem lichtdichten Material bestehendes, in der Ausnehmung positioniertes Element (20), das einen kissenartigen, in die Kerbe hineinreichenden Rand (54) aufweist.