DE60026807T2

DE60026807T2 - Vorrichtung sowie Verfahren zum Perforieren durch Ultraschall

Info

Publication number: DE60026807T2
Application number: DE60026807T
Authority: DE
Inventors: Edward Toms River Muesch; Charles Lee Adams; Angela Chaney; James Meizanis; Robert Kapalo
Original assignee: Johnson and Johnson Consumer Companies LLC
Current assignee: Johnson and Johnson Consumer Inc
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: AU7251300A; CA2329383C; BR0007359A; AU775287B2; EP1112823A2; CA2329383A1; BR0007359B1; DE60026807D1; CN1321784C; EP1112823B1; JP4767407B2; ZA200007807B; EP1112823A3; JP2001246597A; MXPA01000108A; US6277224B1; CN1337299A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Ultraschallverfahren und ein Ultraschallsystem zum kontinuierlichen Perforieren eines kontinuierlichen Materialstreifens und insbesondere eine Ultraschallperforiervorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen einer Ultraschallperforierung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In kontinuierliche Materialien einzubringende Perforationen sind bei verschiedenen Herstellungsprozessen notwendig. Insbesondere Klebbandagen oder -verbände sind für den Bandagenträger unbequem, es sei denn, es sind Perforationen durch die Bandage hindurch vorgesehen, um eine Umgebungsluftzufuhr zuzulassen, was als „atmungsaktiv" bezeichnet wird. Die Zahl der Perforationen in dem Material sowie der Durchmesser jeder Perforation in dem Material bestimmen unter anderem die Luftströmungsgeschwindigkeit durch das Material hindurch in Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß. Diese Luftströmungsgeschwindigkeit wird auch Porosität genannt. Zuerst wurden mechanische Locheisen oder Stanzen eingesetzt, um das Materialgewebe für Klebstoffbandagen zu perforieren. Mechanische Locheisen sind auf geringe Stoffbahngeschwindigkeiten beschränkt. Das schwerwiegendste Problem bei mechanischen Locheisen besteht in der Gefahr, daß die Stifte der Locheisen brechen und in dem Gewebe verbleiben können, was möglicherweise den Bandagenträger verletzen könnte.
Eine Perforation mit einem warmen Stift ist ebenfalls bekannt. Die Einschränkungen der Warmstiftperforationen sind vielzählig und umfassen eine geringe Stoffbahngeschwindigkeit, eine mangelhafte (nicht kreisförmige) Lochbildung mit erhabenen Ringen aus geschmolzenem Material um jedes Loch, eine rauhe Textur der Stoffbahn wegen der erhabenen Ringe und eine ineffiziente Wärmeübertragung auf die gesamte Fläche des Materials. Die Ergebnisse von Warmstiftperforationen sind mangelhaft, wenn Schaum in der Stoffbahn eingesetzt wird.
Eine Ultraschallperforation ist ebenfalls bekannt. Bei bekannteren Ultraschallsystemen wird eine Ultraschalleinrichtung eingesetzt, die benachbart einer Druckwalze mit einem festgelegten Raumabstand auf dem Gewebepfad zwischen der Ultraschalleinrichtung und der Druckwalze liegt. Der Abstand wird durch das Anordnen eines Anschlags gebildet, der eine Bewegung der Ultraschalleinrichtung hin zu der Druckwalze begrenzt. Der festgelegte Spalt bewirkt im Laufe der Zeit Änderungen der Perforationen aufgrund der Tatsache, daß sich der Spalt dann ändert, wenn im Betrieb die Ultraschalleinrichtung warm wird, und es zu einer höheren Porosität kommt, wenn die Temperatur des Ultraschallhorns zunimmt. Der Stand der Technik fordert auch eine präzise Fertigung der Stiftwalze mit einer exakten Konzentrizität, um Änderungen am Spalt und damit der Perforationen aufgrund einer Unebenheit am Rande der Druckwalze zu vermeiden, und die wiederholte Kalibrierung der Position der Ultraschalleinrichtung relativ zur Druckwalze, um den festgelegten Spalt zu erhalten und dadurch Änderungen der Perforationen zu verhindern.
Insofern besteht ein Bedürfnis nach einem Stoffbahnperforationssystem, das hohe Geschwindigkeiten, eine verbesserte Perforationsqualitätssteuerung und geringeres Verletzungsrisiko für den Endverbraucher gewährleistet.
GB-A-2296464, die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt eine Vorrichtung und ein dazu entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer Materialstoffbahn mit einer im wesentlichen flachen Oberseite und einem Muster aus perforierten Aussparungen. Das Dokument beschreibt eine Ultraschallschweißeinheit und eine Amboß- oder Gegenwalze, wobei eine Druckwalze benachbart der Gegenwalze angeordnet ist und diese berührt. Die Stoffbahn verläuft zuerst zwischen der Ultraschallschweißeinheit und der Gegenwalze und anschließend zwischen der Gegenwalze und der Druckwalze.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde für die Perforation einer kontinuierlichen Stoffbahn aus Materialien zu Mustern entwickelt, einschließlich gewöhnlichen Mustern, mit den Vorteilen einer hohen Betriebsgeschwindigkeit, wohl definierter Löcher, einer geschmeidigen Textur in den perforierten Endmaterialien, der Eliminierung von Warmsystemschwierigkeiten und geringeren Betriebskosten.
Die Erfindung stellt eine Ultraschallvorrichtung zum Perforieren einer gespannten Stoffbahn mit einer Oberseite und einer Unterseite bereit, wobei die Ultraschallvorrichtung umfaßt: eine Stiftwalze mit mehreren Perforiervorrichtungen darauf, welche Stiftwalze die gespannte Stoffbahn aufnimmt; wenigstens einen Ultraschallemitter mit einem Auslaß, der die gespannte Stoffbahn berührt und die gespannte Stoffbahn mit Druck beaufschlagt; wenigstens einen Aktuator, der den Ultraschallemitter hin zur gespannten Stoffbahn drängt und den Kontakt zwischen dem Auslaß und der gespannten Stoffbahn aufrecht hält, wobei der Ausgang den Druck nur der gespannten Stoffbahn mitteilt, wodurch die Stoffbahn gegen die Perforiervorrichtungen gedrängt wird; und eine Druckwalze, welche die Stiftwalze tangential berührt und die Stoffbahn stromaufwärts von dem wenigstens einen Ultraschallemitter aufnimmt.
Es wird ebenfalls eine Verfahren zum Durchführen einer Ultraschallperforation. vorgesehen, bei dem: eine Materialstoffbahn bereitgestellt wird, die Materialstoffbahn gespannt wird, die Stoffbahn auf eine Eingangsdruckwalze in einem tangentialen Kontakt mit einer Stiftwalze abgewickelt wird; die Stoffbahn zwischen der Druckwalze und der Stiftwalze unter Druck gesetzt wird, die Stoffbahn von der Druckwalze auf die Stiftwalze gewickelt wird; die Stoffbahn an der Stiftwalze unter einem Ultraschallemitter vorbeiläuft, der Ultraschallemitter in Kontakt mit der Stoffbahn mittels eines Aktuators gedrängt wird, wobei die Kraft dem Ultraschallemitter mitgeteilt und nur auf die Stoffbahn übertragen wird, wodurch die Stoffbahn gegen die Stiftwalze gedrückt wird; eine Ultraschallenergie der Stoffbahn durch den Ultraschallemitter mitgeteilt wird; und die Stoffbahn gespult wird.
Das sich daraus ergebende Material hat wohl definierte Löcher ohne einen abnormalen Abreißbereich und weist eine glatte Oberfläche ohne erhabene Ringränder um die Löcher herum auf.
Das zu perforierende Material kann eine oder mehrere Zusammensetzungen aufweisen, wie Gewebe, Fließe oder Papier. Ein Stoffbahnaufbauträger besteht aus einer Klebstoffschicht, die von einer Film- oder Folienschicht oder einer Schaumschicht und schließlich von einem Trägerpapier bedeckt ist. Ein Stoffbahnzwischenaufbau besteht aus einer Folien- oder Filmschicht oder einer Schaumschicht, die von einer Klebstoffschicht und schließlich einem Zwischenpapier bedeckt ist. Das Material kann auch frei von Klebstoffschichten, einer laminierten Folie oder eines laminiertem Films oder eines laminiertem Schaums sein. Diese Folien oder Filme und die Materialien, aus denen sie gebildet sind, sind wohl bekannt. Die Ultra schallvorrichtung zum Perforieren einer gespannten Stoffbahn kann eine Luftantriebsquelle, die Antriebsluft hin zu dem Auslaß leitet, und eine Feedbacksteuereinrichtung umfassen, die den Auslaß auf eine vorbestimmte Temperatur bringen kann und anschließend die Temperatur durch abwechselndes Aktivieren und Deaktivieren der Antriebsluftquelle konstant hält.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis und zur einfacheren Durchführung der Erfindung wird letztere anhand der folgenden Figuren beschreiben, in denen zeigen:
1A eine Ausführung eines Ultraschallperforierungsverfahrens, wobei der Stoffbahnweg sowohl für den erfindungsgemäßen Vordruckpfad als auch den Nachdruckpfad gezeigt ist, der nicht Teil der Erfindung ist;
1B eine Ausführung eines Ultraschallperforierungsverfahrens, wobei der Stoffbahnweg sowohl für den erfindungsgemäßen Vordruckpfad als auch den Nachdruckpfad beschrieben ist, der nicht Teil der Erfindung ist;
2 eine Ausführung des Stoffbahnmaterials, das in einem Trägeraufbau eingesetzt wird;
3 eine Ausführung des Stoffbahnmaterials, das in einem Zwischenschichtaufbau eingesetzt wird;
4 eine Ausführung eines Musters von 5,6 mm (0,025 Inch)-Durchmesserstiften auf der Stiftwalze;
5 eine Ausführung eines Muster von 5 mm (0,02 Inch)-Durchmesserstiften auf der Stiftwalze;
6 eine Ausführung eines Muster von 4 mm (0,016 Inch)-Durchmesserstiften auf der Stiftwalze;
7 eine Ausführung eines Stiftmusters auf einer Stiftwalze;
8 eine zweite Ausführung eines Stiftmusters auf einer Stiftwalze;
9 eine dritte Ausführung eines Stiftmusters auf einer Stiftwalze;
10 ein Schaubild, bei dem die typische Luftdurchlässigkeit (oder Porosität) gegenüber der Stiftwalzengeschwindigkeit für das Ultraschallperforationssystem dargestellt ist;
11 ein Schaubild, daß die Luftdurchlässigkeit (oder Porosität) des Endmaterials bei dem Einsatz einer unter Druck gesetzten und drucklosen Stiftwalze dargestellt ist;
12 ein Schaubild, bei dem die Luftdurchlässigkeit (oder Porosität) des Materials dargestellt wird, die sich bei dem Einsatz des offenen Druckspalts und des geschlossenen Druckspalts ergibt, wobei hier „offener Druckspalt" bedeutet, daß die Druckwalze die Stiftwalze nicht berührt, und „geschlossener Druckspalt" bedeutet, daß die Druckwalze die Stiftwalze berührt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Es sei klar, daß die Figuren und die Beschreibungen der Erfindung vereinfacht sind, um Bau- und Bestandteile zu erläutern, die für ein klares Verständnis der Erfindung relevant sind, wobei aus Gründen der Klarheit viele weitere Bau- und Bestandteile weggelassen sind, die bei einem herkömmlichen Perforationssystem aufgefunden werden. Fachleute werden andere Bau- und Bestandteile erkennen, die notwendig und/oder wünschenswert sind, um die Erfindung auszuführen. Da allerdings diese Bau- und Bestandteile bekannt sind und weil sie nicht zu einem besseren Verständnis der Erfindung beitragen, wird auf die Diskussion derartiger Bau- und Bestandteile hier verzichtet.
Die Erfindung verbesserte die Ultraschallperforation eines Stoffbahnmaterials, das aus einem Trägeraufbau, einem Zwischenschichtaufbau, klebstoffbeschichteten Materialien, klebstoffschichtlosen Materialien, nicht laminierten Folien- oder Filmmaterialien oder klebstoffschichtlosen, nicht laminierten Schaummaterialien zusammengesetzt ist. Bei der bevorzugten Ausführung wird das Stoffbahnmaterial für die Rückseiten einer Klebstoffbandage oder -binden eingesetzt.
Der Trägeraufbau, der in 2 gezeigt ist, hat eine Klebstoffschicht 21, eine Folienschicht oder Schaumschicht 22 und eine Papierträgerschicht 23. Bei einer bevorzugten Ausführung wird die Folienschicht oder Schaumschicht als Rückseite oder Unterstützung eingesetzt, die auf die Haut aufgebracht wird, wenn die Bahn als eine Bandage verwendet wird, und die Papierträgerschicht wird entfernt, bevor die Bahn als eine Bandage eingesetzt wird. Die Unterstützungsfolie besteht vorzugsweise aus Vinyl, Kunststoff Polyethylen oder ähnlichen Materialien, und das Trägerpapier ist vorzugsweise mit Silikon behandeltes Papier mit einem 1# bis 75# Basisgewicht.
Der Zwischenschichtaufbau, der in 3 gezeigt ist, hat eine Folien- oder Filmschicht oder ein Schaumschicht 31, eine Klebstoffschicht 32 und eine Zwischenpapierschicht 33. Bei einer bevorzugten Ausführung wird die Folienschicht oder die Schaumschicht als Rückseite oder Unterstützung verwendet, wenn die Stoffbahn als Bandage verwendet wird, und die Zwischenpapierschicht wird entfernt, bevor die Stoffbahn als Bandage eingesetzt wird. Die Rückseite- oder Unterstützungsfolie besteht vorzugsweise aus Vinyl, Kunststoff, Polyethylen oder einem ähnlichen Material, und das Zwischenschichtpapier ist vorzugsweise aus einem mit Silikon behandelten Papier mit einem 1# bis 75# Basisgewicht zusammengesetzt.
Ein Beispiel einer Ultraschallvorrichtung ist in 1A gezeigt. Zwei getrennte Stoffbahnwege werden durch die Stoffbahn 2, die dem Nachdruckpfad folgt, und die Stoffbahn 3 dargestellt, die dem Vordruckpfad folgt. Unter einem Nachdruckpfad wird die Stoffbahn 2 verstanden, die mit der Druckwalze 5 in Kontakt steht, nachdem die Ultraschalleinrichtung 1 berührt ist, und unter dem Vordruckpfad versteht man die Stoffbahn 3, die die Druckwalze 5 berührt, bevor die Ultraschalleinrichtung 1 berührt wird. Beide Aufbauten (Zwischenschicht- oder Trägeraufbau) können auf einem Pfad verlaufen (Vorduckpfad oder Nachdruckpfad).
Trägeraufbaubahn auf dem Nachdruckpfad
Unter Bezugnahme nunmehr auf 1A nehmen die Stoffbahnen den Pfad 2 bei einer Nachdruckkonfiguration, die nicht Teil der Erfindung ist. Die Stoffbahnen, die auf dem Nachdruckpfad eingesetzt werden, weisen vorzugsweise einen Trägeraufbau auf (siehe 2). Die Stoffbahn 2 wird von einem herkömmlichen Abwickler bei einer kontrollierten Spannung abgegeben und durch eine oder mehrere Leerlaufwalzen 8a, 8b hin zur Perforierstation 18 geleitet. Die Perforierstation 18 umfasst eine angetriebene Stiftwalze 6, einen Stiftwalze antriebsmotor 7, eine Druckwalze 5, Luftzylinder 4, 12, eine Ultraschallausstattung 1, 13, 14, 15, eine angetriebene Druckwalze 10 und eine antriebsfreie Druckwalze 16.
Die Stiftwalze 6 ist geritzt (gerändelt) oder mit einem Muster aus kegelstumpfförmigen, konischen Vorsprüngen nur mit Stiften 41, 51, 61, 71, 81, 91 graviert. Die Höhe und der Durchmesser der Stifte variiert von der Dicke des Films. Für einen dünnen Film sind die Stifte im wesentlichen etwa 0,025 Inch hoch, wobei ein Durchmesser des oberen Endes der Stifte vorzugsweise im Bereich von 1,1 mm 0,005 Inch) bis 5,6 mm (0,025 Inch) liegt. Die 4, 5, 6, 7, 8 und 9 zeigen bevorzugte Muster von Stiftanordnungen auf der Stiftwalze 6, was das Perforationsmuster, das in der Stoffwand 2 erzeugt wird, spiegelbildlich wiedergibt. Die Zahl der Stifte pro Quadratzentimeter eines Flächenbereichs der Stiftwalze 6 hängt von dem eingesetzten Material ab, und für eine dünne Folie kann die Zahl der Stifte pro Quadratzentimeter in einem Bereich von vorzugsweise 0,8 bis 79 (5 bis 500 pro Quadratinch) vorzugsweise von 11 bis 47 (70 bis 300 Quadratinch) und besonders bevorzugt zwischen 17 und 36 (oder 110 und 230 pro Quadratinch) sein. Die Stifte auf der Stiftwalze haben bei der bevorzugten Ausführung eine Höhe, die größer als die Höhe der Stoffbahn ist, wenn von der Stiftwalze 6 aus hin zu dem Horn 1 gemessen wird. Die Stiftwalze 6 besteht vorzugsweise aus einem ungehärteten Material, wie Stahl, das mit einer verschleißwiderstandsfähigen Schicht mit Ablöseigenschaften versehen sein kann. Der Trägeraufbau der Stoffbahn 2 (siehe 2) ist derart ausgerichtet, daß die Klebstoffschicht die Stiftwalze 6 berührt und das Trägerpapier die Ultraschallausrüstung 1 berührt. Die Ablöseeigenschaften der Schicht auf der Stiftwalze vermeiden, daß die Klebstoffschicht an der Stiftwalze 6 haften bleibt. Die Schicht ist bei einer bevorzugten Ausführung aus einem Chromkarbidkeramikmetall (Zermet) gebildet, das mit Hilfe eines High-Velocity-Oxygen-Fuel-Verfahren gefolgt von einer Silikonnachbehandlung und einem Trocknungsvorgang aufgebracht wird.
Die Stiftwalze 6 wird durch einen Antriebsmotor 7 angetrieben. Bei einer Nachdruckkonfiguration wird der Antriebsmotor 7 durch eine elektronisches Antriebssystem variabler Geschwindigkeit (nicht dargestellt) angetrieben. Der Antriebsmotor 7 ist dazu eingestellt, die Geschwindigkeit der Stiftwalze 6 konstant zu halten.
Bei einer bevorzugten Ausführung gelangt die Stoffbahn 2 über zwei Leerlaufwalzen 8a, 8b nach außen und wickelt sich um die Stützwalze 6, wobei unterhalb des Ultraschallhorns 1 vorbeigelaufen wird. Das Ultraschallhorn ist derart positioniert, daß es unmittelbar benachbart der Stiftwalze 6 liegt. Es besteht kein festgelegter Spalt zwischen dem Ultraschallhorn 1 und der Stiftwalze 6 und auch kein mechanischer Anschlag, um zu verhindern, daß das Horn 1 die Stiftwalze 6 berührt. Das Horn 1 kommt mit dem Klebstoff auf dem Material nicht in direkten Kontakt. Das Ultraschallhorn 1 kann ein mit Kohlenstoff dotiertes Titaniumhorn sein. Ein Booster 13 und ein Wandler 14 werden zusammen dem Ultraschallhorn 1 verwendet, das die Ultraschallanordnung bildet. Ein Luftaktuator 15 ist an der Ultraschallanordnung befestigt. Der Luftaktuator 15 veranlasst, daß das Ultraschallhorn 1 vollständig in Kontakt an einer Seite der Stoffbahn 2 gelangt und die Stiftwalze 6 mit der anderen Seite der Stoffbahn 2 vollständig in Kontakt kommt. Ein Luftaktuator 15 veranlasst auch das Ultraschallhorn 1 in einen Kontakt mit der Stiftwalze 6 zu bringen, wenn keine Stoffbahn 2 vorliegt.
Der Luftdruck in dem luftgeladenen Aktuator 15 und die Amplitude des Ultraschallgenerators kann zwischen 50 bis 100% in einem Bereich von 0,4 kg/cm (2,5 Pfund/Inch) bis zu 27 kg/cm (150 Pfund/Inch) variieren, um Löcher zu erzeugen, die in dem Klebstoff 21 und in der film- oder Schaumschicht 22 des Trägeraufbaus zu erzeugen. Die Löcher können gebildet werden, ohne das Trägerpapier 23 vollständig zu penetrieren. Bei der bevorzugten Ausführung liegen die Hornlasten, die durch einen Luftaktuator 15 der Stoffbahn mitgeteilt werden, vorzugsweise in einem Bereich von 3,6 kg/cm (20 Pfund/Inch) bis 10,8 kg/cm (60 Pfund/Inch).
Die Ultraschallanordnung ist durch einen herkömmlichen Ultraschallgenerator angetrieben. Bei einer bevorzugten Ausführung hat die Ultraschalleinrichtung eine einstellbare Amplitude und eine maximale Energieeingabe von 2000 bis 2500 Watt und wird bei oder in der Nähe einer Frequenz von 20 kHz betrieben, obwohl andere kommerziell erhältliche Einheiten bei dieser Anwendung mit Betriebsbereichen von 15 kHz (hörbare Frequenz) bis 40 kHz verwendet werden könnten und andere Anwendungen Einheiten nutzen könnten, die Betriebsbereiche bis zu 400 kHz aufweisen. Die maximale Energiefrequenz kann gegebenenfalls über diese Grenzen abhängig von der eingesetzten Einrichtung steigen. Das Ultraschallhorn erwärmt vorzugsweise lokal, um das Material an der Spitze der Stifte auf der Stiftwalze weich zu machen und zu schmelzen, wodurch ein Lochmuster gebildet wird, das mit dem Stiftmuster auf der Stiftwalze übereinstimmt.
Das Bedürfnis nach einem genau festgelegten Spalt oder Abstand zwischen dem Horn 1 und der Stiftwalze 6 wird dadurch eliminiert, daß der Luftaktuator vorgesehen wird, der die Posi tion des Horns überwacht. Die Bewegung des Horns 1 auf die Stiftwalze 6 zu oder von dieser weg, wird nur durch den Luftaktuator 15 und durch den Gravitätseinfluß bei einer Ausführung gesteuert, bei der das Horn 1 vertikal zum Boden liegt, und ist nicht durch einen Anschlag, wie im Stand der Technik, begrenzt. Das Horn 1 wird gegen die Stiftwalze 6 gedrängt und berührt die Stiftwalze 6, wenn kein Material um die Stiftwalze 6 herum gewickelt ist. Wenn das Material um die Stiftwalze 6 herum gewickelt ist, wird das Horn sowohl durch den Luftaktuator 15 als auch unter dem Einfluß der Gravitation in Kontakt mit dem Material gedrängt wird. Die Kraft, mit der das Horn 1 gegen das Material gedrängt wird, hängt von dem Materialtyp und der gewünschten Perforation ab. Tabelle 1 zeigt einige Beispiele von Materialtypen, die erfindungsgemäß verwendet werden, und die Kraft, mit der diese in Kontakt mit dem Horn 1 gedrückt werden. Zudem wird das Horn 1 im Hinblick auf die Amplitude und Vibration gesteuert, genauso wie im Hinblick auf die Kraft und das Material. Eine übermäßige Hornkraft, -amplitude oder -vibration liefert eine ungewünschte Beanspruchung der Systemkomponenten. Somit wird das Horn gehalten, um genug Kraft, Amplitude und Vibration bereitzustellen, um die gewünschte Stoffbahnporosität zu schaffen.
Der hier erörterte Luftaktuator ist nur ein Beispiel. Jeder bekannte Aktuatortyp, wie ein hydraulischer Aktuator oder Federaktuator, kann eingesetzt werden, um das Horn hin zu dem Material zu drängen. Da die Kraft hin zum Material des Horns einen Kontakt mit dem Material aufrecht erhält, benötigt die Vorrichtung nicht zusätzlich irgendeine aktive Änderung des Spalts, sondern hält vielmehr den Kontakt durch passive Veränderungen aufrecht.
Es gibt einige Vorteile hinsichtlich der Eliminierung des bekannten, festgelegten Spalts zusätzlich zur Eliminierung des Bedürfnis eines Anschlags. Zuerst werden die Kalibrationen und ein präziser Mechanismus hinfällig, der notwendig ist, um einen derartigen Spalt festzulegen und aufrecht zu halten. Beim Stand der Technik ist zum Aufrechterhalten einer ausreichenden Perforation notwendig, daß der Spaltabstand derart gehalten wird, daß er geringfügig kleiner als die Höhe des Materials ausgehend von der Stiftwalze ist. Der Kontakt mit dem Material, der durch die Vorrichtung aufrecht gehalten wird, erfüllt das Bedürfnis dieser Aufrechterhaltung. Zweitens ist im Stand der Technik der festgelegte Spalt im hohen Maße durch den Stiftwalzen-„Auslauf" beeinflußt, was irgendwelchen Variationen der Konzentrizität der Stiftwalze entspricht, die während der Herstellung gebildet wird. Ein bekannter Auslauf kann aufgrund einer zyklischen Variation der Größe der in die Stoffbahn perforierten Löcher, wie der Höhe des Spalts, der sich bei jeder Umdrehung der Stiftwalze ändert, festgestellt werden, bis der Stiftwalzenkörper, Lagerzapfen, Lager und Lagersitze präzise gearbeitet sind. Drittens kann die Porosität des Stands der Technik während einer kontinuierlichen Produktion zunehmen, was sich aufgrund der Verringerung des Spalts ergibt, die durch die thermische Expansion des Horns einhergeht, weil eine Antriebsluftkühlung im Stand der Technik nicht vorgesehen ist.
Das Horn 1 neigt zur Erwärmung, während die Stoffbahnperforationen erzeugt werden. Bei einer Ausführung kühlt das Aufbringen eines Antriebsluftstromes an der Spitze des Horns 1 mittels eines Luftstromgenerators 17 das Horn. Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Luftstromgenerator 17 ein Ventilator oder eine Drucklufteinrichtung. Diese Kühlung verhindert ein vorzeitiges Hornfehlverhalten wegen eines wärmeveranlaßten Risses des Hornes. Zudem begrenzt das Kühle, und vorzugsweise vermeidet das Kühle die Erhöhung der Luftporosität mit der Zeit von dem Starten des Perforationssystems bis zum Abschalten des Perforationssystems.
Die Stoffbahn 2 verläuft zwischen dem Ultraschallhorn 1 und der Stiftwalze 6 vorbei, wobei sie sich an den Umfang der Stiftwalze 6 anpasst und, während sie noch immer an die Stiftwalze 6 angepasst ist, verläuft sie zwischen der Stiftwalze 6 und der Druckwalze 5. Die Druckwalze 5 kann einen Stahlkern aufweisen, der mit einem Hartgummi oder Kunststoff vorzugsweise 70 bis 100 Pirometer Shorehärten-A-Skalierung bedeckt sein. Die Stiftwalze 5 berührt die Druckwalze 6 tangential zwischen 15 und 345° um den Umfang der Stiftwalze ausgehend von dem Horn 1 herum. Die Druckwalze 5 drückt die Stoffbahn 2 gegen die Stiftwalze 6, um jegliches Drücken der Stoffbahn 2 über der Stiftwalze 6 zu verhindern. Das im Stand der Technik vorkommende Rutschen schafft längliche perforierte Löcher statt kreisförmige Löcher. Zudem verleiht die Stiftwalze 5 eine glatte Textur dem Trägeraufbau des Trägerstoffbahntyps. Wenn die Filmschicht oder die Schaumschicht 22 auf die zu verbindende Haut des Benutzers aufgebracht ist und das Trägerpapier 23 entfernt ist, ist die weiche Textur der Stoffbahn 2 bei der Berührung fühlbar.
Bei einer Ausführung läuft die Stoffbahn 2 durch eine Ausgangsdruckstation hindurch, nachdem die Druckwalze 4 nicht länger die Stoffbahn 2 berührt. Die Ausgangdruckwalzenstation umfaßt eine angetriebene Druckwalze 10 und eine nicht angetriebene Druckwalze 16. Beide Walzen 10, 16 können aus Gummi oder aus Stahl gefertigt sein. Bei der Ausführung, bei der die angetriebene Druckwalze 10 aus Stahl gebildet ist, muß der Stahl ablösebeschichtet sein.
Ablösebeschichtungen sind im Stand der Technik wohl bekannt. Die angetriebene Druckwalze 10 wird durch einen Druckwalzenantriebsmotor 7 mit einer variablen Geschwindigkeit oder einem Antriebsgetriebe 11 angetrieben. Die veränderliche Geschwindigkeit oder das Antriebsgetriebe 11 können über ein Handrad eingestellt werden, was ein leichtes Dehnen oder ein Zusammenziehen der Stoffbahn 2 bewirkt, wodurch jeglicher Schlupf der Stoffbahn 2 zwischen der Stiftwalze 6 und der angetriebenen Druckwalze 10 vermieden wird. Die bevorzugte variable Geschwindigkeit oder das bevorzugte variable Antriebsgetriebeverhältnis liegt bei etwa 1,01:1 bis 2:1 und ist abhängig von vielen Faktoren, wie dem Material der zu perforierenden Stoffbahn 2, der Geometrie der Stiftmuster und den gewünschten Perforationsmengen.
Ein oder mehrere Luftzylinder 12 spannen pneumatisch die nicht angetriebene Druckwalze 16 gegen die angetriebene Druckwalze 10 und vermeiden, daß die Stoffbahn 2 um die angetriebene Druckwalze 10 herumrutscht, damit eine konstante Geschwindigkeit und eine gleichmäßige Spannung in der Stoffbahn 2 bereitgestellt ist. Die Spannung in der Stoffbahn 2 ist zwischen der Stiftwalze 6 und der Rückspulwalze (nicht dargestellt) isoliert. Die Stoffbahn 2 gelangt zur Rückspulwalze, nachdem sie zwischen der angetriebenen Druckwalze 10 und der nicht angetriebenen Druckwalze 16 vorbeigelaufen ist. Vorzugsweise nimmt die Rückspulspannung so ab, wie der Durchmesser der Stoffbahn 2 auf der Rückspulwalze zunimmt.
Zwischenschichtaufbaubahn auf dem Vordruckpfad
Bezugnehmend nunmehr wieder auf 1A beschreibt die Bahn den Pfad 3. Die Bahn 3 wird von einer herkömmlichen Abwickeleinrichtung bei einer kontrollierten Spannung abgegeben und über eine Leerlaufwalze 8a hin zur Perforierstation 18 geleitet. Die Perforierstation umfaßt eine angetriebene Stiftwalze 6, einen Stiftwalzenantriebsmotor 7, eine Druckwalze 5, Luftzylinder 4 und 12, eine Ultraschallausstattung 1, 13, 14, 15, eine Antriebs-/Druckwalze 10 und eine nicht angetriebene Druckwalze 16.
Die Bahn verläßt einen oder mehrere Leerlaufwalzen 8a und wird um die Druckwalze 5 gewickelt. Die Bahn 3 verläuft zwischen der Druckwalze 5 oder der Stiftwalze 6, wodurch ein Eindruck des Stiftmusters in die Bahn 3 veranlasst wird, wobei vorzugsweise noch keine Löcher hervorgerufen werden. Die Folien- oder Schaumschicht 31 wird an dem oberen Ende jedes Stifts zusammengedrückt oder verlagert oder beides, wodurch eine kleinere Dicke der Folien- oder Schaumschicht hervorgerufen wird, wobei die Folien- oder Schaumschicht das obere Ende jedes Stifts berührt, wodurch weniger Ultraschallenergie notwendig ist, um die Bahn 3 zu perforieren, als es bei Bahn 2 der Fall ist, wie oben beschrieben ist.
Da die Dicke der Folien- oder Schaumschicht 31 durch den Druckvorgang der Stiftwalze 5 reduziert wurde, ist eine geringe Ultraschallenergie notwendig, um die Folien- oder Schaumschicht 31 in der Bahn 3 auf das gleiche Porositätsniveau zu perforieren, wie bei der Bahn 2 auf dem Nachdruckpfad. Falls die gleiche Amplitude und der gleiche Ultraschallaktuatordruck bei der Bahn 3 auf dem Vordruckpfad, wie bei der Bahn 2 auf dem Nachdruckpfad, festgelegt werden, dann kann die Perforationsgeschwindigkeit auf dem Vordruckpfad annährend zwanzig Prozent (20%) über die Geschwindigkeit ansteigen, die für die Bahn 2 in dem Nachdruckpfad festgelegt ist. Falls die Geschwindigkeit der Bahn 3 auf dem Vordruckpfad auf das gleiche Niveau wie bei der Bahn 2 auf dem Nachdruckpfad festgelegt ist, kann alternativ die Porosität annähernd zehn bis zwanzig Prozent (10 bis 20%) größer als diejenige sein, die bei der Bahn 2 auf dem Nachdruckpfad erhalten ist. Die Zunahme kann in 10 für Bahnen mit Schaumschichten ersehen werden.
Nachdem die Bahn 3 sich um die Druckwalze 5 gewickelt hat, paßt sich die Bahn 3 an der Kontur des Umfangs der Stiftwalze 6 an und läuft zwischen der Stiftwalze 6 und dem Ultraschallhorn 1. Das Ultraschallhorn 1 perforiert die Folien- oder Schaumschicht 31.
Die Bahn 3 verlässt die Stiftwalze 6, und die Spannung wird festgelegt, um die Bahn 3 von der Stiftwalze 6 zu trennen. Für die Bahn 3 mit einer hohen Zugfestigkeit, wie 16,8 kg/cm bis 28 kg/cm (3 bis 5 pli), und einer geringen Dehnung. Die Spannung wird relativ hoch festgelegt, weswegen sich nur ein geringer oder gar kein Schlupf der Bahn 2 auf der Stiftwalze 6 ergibt, wobei unmittelbar der Berührungspunkt zwischen der Stiftwalze 6 und dem Ultraschallhorn 1 folgt. Für eine Bahn 3 mit einer geringen Zugfestigkeit und höherer Dehnung, wird die Spannung relativ gering festgelegt, wie auf 2,8 kg/cm bis auf 14 kg/cm (0,5 pli bis 2,5 pli), woraus sich ein geringer Schlupfbetrag der Bahn 3 auf der Stiftwalze 6 unmittelbar nach dem Ultraschallhorn 1 ergibt.
Nachdem die Stiftwalze 6 länger in Kontakt zur Bahn 3 steht, verläuft die Bahn 3 durch die Ausgangsdruckstation, um die oben erwähnte Spannung festzulegen.
Höhere Produktionsanforderungen
Das Perforationssystem ist vorzugsweise für den Einsatz der Bahnen 2, 3 mit einer Breite von bis zu sechs Inch ausgelegt. Diese Größenbahn, die das Perforationssystem verläßt, könnte unmittelbar einem einzelnen Hochgeschwindigkeits-Klebstoffbandagenhersteller zugeführt werden, nachdem sie das Perforationssystem verlassen hat. Bei dieser Ausführung hat das Perforationssystem die Vorteile geringer Kosten, der schnellen Herstellung und einer schnellen Anlaufzeit.
Bei einer weiteren Ausführung kann die Herstellung perforierter Bahnen 2, 3 dadurch gesteigert werden, daß eine oder mehrere Ultraschallsysteme quer über eine breitere Bahn beispielsweise mit einer Breite von 13 cm bis 27 cm (30 Inch bis 60 Inch) verwendet wird. Andere Verfahren, wie das Schlitzen, kann mit der Ultraschallperforation kombiniert werden, um Investitionskosten und Produktionskosten einzusparen.
Nunmehr bezugnehmend auf 1B, nimmt die Bahn 2 einen Pfad, der zu dem in 1A gezeigten ähnlich ist. Die Bahn 2 wird direkt durch eine Leerlaufwalze 8a hin zur Perforationsstation 18 geleitet, wo die Bahn 2 zwischen einem oder mehreren Ultraschallhörnern 1 und der Stiftwalze 6 verläuft, die Bahn 2 um den Umfang der Stiftwalze 6 weitergeleitet wird, zwischen der Stiftwalze 6 und der Druckwalze 5 vorbeiläuft und anschließend durch eine oder mehrere Passierwalzen 8c, 8d hin zu einer Spannungserfassungswalze 9 geleitet wird. Die Ultraschallhörner 1 sind derart ausgerichtet, daß jede eine separate und getrennte Breite der Bahn 2 perforiert. Die Spannungserfassungswalze 9 misst und regelt die Spannung in der Bahn 2 zwischen der Stiftwalze 6 und der angetriebenen Ausgangsdruckwalze 10. Der Ausgangsdruckantriebsmotor 11 ist vorzugsweise elektronisch gesteuert. Der Ausgangsdruckantriebsmotor 11 folgt vorzugsweise der Geschwindigkeit des Stiftwalzenantriebsmotors 7. Die Ausgangsdruckantriebsmotorgeschwindigkeit spricht auf die Spannungserfassungswalze 9 an, um die Spannung an der Bahn 2 aufrecht zu erhalten. Die Bahn 2 wird auf das Austreten der angetriebenen Ausgangsdruckwalze 10 auf einen Kern, vorzugsweise eine Pappe, mittels einer herkömmlichen Aufwickeleinrichtung aufgewickelt.
Ebenfalls in 1B folgt die Bahn 3 einem Pfad, der zu der in 1A gezeigten ähnlich ist. Die Bahn 3 wird durch eine oder mehrere Leerlaufwalzen 8b, 8c hin zur Perforationsstati on 18 geleitet, wo die Bahn 3 zwischen der Stiftwalze 5 und der Stiftwalze 6 läuft, wodurch das Stiftmuster in die Bahn 3 eingedrückt wird. Die Bahn 3 wickelt sich um den Umfang der Stiftwalze 6 und verläuft anschließend zwischen dem Ultraschallhorn 1 und der Druckwalze 6, wobei sie durch eine oder mehrere Ultraschallhörner 1 perforiert wird. Die Ultraschallhörner 1 werden derart ausgerichtet, daß jede eine separate und getrennte Breite der Bahn 3 perforiert. Die Bahn 3 separiert sich anschließend von der Stiftwalze 6, läuft um die Passierwalze 8d und wickelt sich um die Spannungserfassungswalze 9. Die Spannungserfassungswalze 9 misst und regelt die Spannung in der Bahn 3 zwischen der Stiftwalze 6 und der angetriebenen Ausgangsdruckwalze 10. Der Ausgangsdruckantriebsmotor 11 ist vorzugsweise elektronisch reguliert.
1B illustriert eine Ausführung, die zwei oder mehrere Ultraschallhörner in einer Reihenanordnung umfaßt. Diese Ausführung stellt einen höheren Durchsatz bereit, wobei jedes Horn das gleiche Energieniveau aufrecht erhält, wie es bei einer Ausführung mit nur einem Rohr 1 der Fall ist, und liefert eine Abnahme der Hornenergie, die notwendig ist, um den gleichen Durchsatz wie bei einer Ausführung mit nur einem Horn 1 aufrecht zu erhalten. Die Ausführung nach 1B bietet eine Zunahme des Durchsatzes von bis zu 20%. Beispielsweise kann beim Einsatz einer Träger-PVC-Bahn, eine Geschwindigkeit von 1 m/s (200 Fuß/Minute) erreicht werden, indem ein Horn 1 mit einer Zielporosität von 9 m³/min/m² (30 cfm/sq·ft) eingesetzt wird. Beim Einsatz der gleichen Träger-PVC-Bahn kann der Durchsatz von 73 m/min (240 Fuß/Minute) bei der gleichen Porosität erreicht werden, indem wenigstens zwei Hörner 1 eingesetzt werden. Allerdings hängt der Durchsatz (Geschwindigkeit) stark von dem Material ab. Beispielsweise würde eine Schaumbahn bei einer Porosität von 9 m³/min/m² (30 cfm/sq·ft) einen Durchsatz von 18 bis 21 m/min (60 bis 70 Fuß/Minute) aufweisen, indem ein Horn verwendet wird, allerdings wird immer noch der gleiche 20-prozentige Durchsatzanstieg bei einer Ausführung mit mehreren Hörnern 1 erkennbar sein. Wenn die Anzahl der Hörner 1 zunimmt, kann außerdem eine entsprechende Zunahme des Umfangs der Stiftwalze notwendig sein, um das zusätzliche Horn 1 aufzunehmen.
Geschlossenes Schleifenhorn-Temperaturkontrollsystem
Die Perforationseinrichtung kann außerdem ein geschlossenes Schleifen-Temperaturkontrollsystem aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführung würde ein Temperatursensor an oder in dem Ultraschallhorn 1 angebracht sein, und die Temperatur des Horns würde in die Kontrolleinrichtung eingegeben werden. Der Temperatursensor kann ein berührungsloser Infrarottemperatursensor sein. Die Kontrolliereinrichtung würde den Luftstrom von einem Luftstromgenerator 17 hin zum Ultraschallhorn 1 kontrollieren, um eine vorbestimmte Stelltemperatur des Ultraschallhorns 1 aufrecht zu erhalten. Auf diese Weise wird das Ultraschallhorn 1 nicht erwärmt und wird keine Variation der Position des Ultraschallhorns relativ zur Stiftwalze 6 zulassen. Außerdem läßt das geschlossene Schleifensystem zu, daß das Horn auf eine Temperatur erwärmt wird und eine gleichmäßige Temperatur aufrecht erhält, wodurch ein engerer Porositätsbereich während eines gesamten Produktionslaufes sicher gestellt ist.
Simulationsergebnisse
10 zeigt die Luftdurchlässigkeit oder Porosität gegenüber der Stiftwalzengeschwindigkeit für ein Ultraschallperforationssystem. Es ist zur Figur eindeutig, daß eine Porositätszunahme für alle gegebenen Druckwalzengeschwindigkeiten vorliegt, wobei ein Vordruck verwendet wird, verglichen mit einer Ausführung ohne Vordruck.
11 zeigt Luftdurchlässigkeit oder Porosität eines Materials, was sich aufgrund des Einsatzes einer mit Druck beaufschlagten und ohne Druck beaufschlagten Druckwalze ergibt. Es ergibt sich aus der Figur eindeutig, daß eine Zunahme der Luftdurchlässigkeit bezeichnend ist, wobei eine unter Druck gesetzte Stiftwalze eingesetzt wird, verglichen mit einer Ausführung ohne unter Druck gesetzte Stiftwalze. 11 zeigt die Zunahme der Porosität einer Zwischenschichtfolie, wenn der Vordruckpfad 3 eingesetzt wird, im Vergleich dazu, wenn die Bahn 2 nicht die Druckwalze 5 vor dem Ultraschallhorn 1 (Nachdruckpfad) berührt.
12 zeigt die Luftdurchlässigkeit (oder Porosität) eines Materials, was sich aufgrund des Einsatzes des offenen Drucks oder des geschlossenen Druckes ergibt. Der hier verwendete Begriff „offener Druck" bedeutet, daß die Druckwalze die Stiftwalze nicht berührt, und „geschlossener Druck" bedeutet, daß die Druckwalze die Stiftwalze berührt. 12 illustriert die Zunahme der Geschwindigkeit, bei der eine Zwischenschichtfolie auf einem Vordruckpfad laufen kann, um die gleiche Porosität zu erhalten, wie bei einer niedrigen Geschwindigkeitsbahn auf dem Nachdruckpfad 2.
Fachleute werden erkennen, daß viele Modifikationen und Variationen der Erfindung innerhalb des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims

Ultraschallvorrichtung zum Perforieren einer gespannten Stoffbahn (3) mit einer Oberseite und einer Unterseite, umfassend: eine Stiftwalze (6) mit mehreren Perforiervorrichtungen (41, 51, 61, 71, 81, 91) darauf, welche Stiftwalze (6) die gespannte Stoffbahn (3) aufnimmt; wenigstens einen Ultraschallemitter (1) mit einem Auslaß, der die gespannte Stoffbahn berührt und die gespannte Stoffbahn mit Druck beaufschlagt; wenigstens einen Aktuator (15), der den Ultraschallemitter (1) hin zur gespannten Stoffbahn (3) drängt und den Kontakt zwischen dem Auslaß und der gespannten Stoffbahn (3) aufrechthält, wobei der Ausgang nur die gespannte Stoffbahn (3) mit Druck beaufschlagt, wodurch die gespannte Stoffbahn (3) gegen die Perforiervorrichtung (41, 51, 61, 71, 81, 91) gedrängt wird; und eine Druckwalze (5), welche die Stiftwalze (6) tangential berührt und die Stoffbahn (3) stromaufwärts von dem wenigstens einen Ultraschallemitter (1) aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die gespannte Stoffbahn dehnbar mit einer kontinuierlichen Seite und einer diskontinuierlichen Seite ist, wobei die gespannte Stoffbahn einen Klebstoff entweder an der Oberseite oder an der Unterseite aufweist, wobei der Klebstoff den Auslaß nicht berührt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem Träger, auf den die gespannte Stoffbahn gelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die gespannte Stoffbahn einen Bahnweg (3) definiert und der Klebstoff an der Unterseite liegt und der Träger den Klebstoff berührt und bei welcher sich die Stoffbahn (3) um die Druckwalze hin zur Stiftwalze erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die gespannte Stoffbahn laminiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die gespannte Stoffbahn ein Material aufweist, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus einem Film, einem Schaum, einem Webstoff und einem Fließstoff besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der tangentiale Kontakt direkt von dem Auslaß des Ultraschallemitters quer über einen Durchmesser der Stiftwalze gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stiftwalze mit Chromcarbidkeramik beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit zumindest einem Luftzylinder (4), der angeordnet ist, um eine Druckkraft auszuüben, welche die Druckwalze gegen die Stiftwalze drängt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Stoffbahnquelle, die die gespannte Stoffbahn bereitstellt und der gespannten Stoffbahn eine Spannung mitteilt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Perforiervorrichtungen einen kegelstumpfförmigen Vorsprung (41, 51, 61, 71, 81, 91) umfassen, der in die Stiftwalze eingraviert oder eingedruckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Perforiervorrichtungen einen kegelstumpfförmigen Vorsprung (41, 51, 61, 71, 81, 91) umfassen, der in die Stiftwalze gerändelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Perforiervorrichtungen annähernd eine Höhe von 5,6 mm (0,025 Inch) aufweisen und bei der die Perforiervorrichtungen einen Durchmesser in einem Bereich von 1,1 mm (0,005 Inch) bis 5,6 mm (0,025 Inch) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Höhe der Perforiervorrichtung größer als eine senkrechte Abmessung von der Oberseite der gespannten Stoffbahn zur Unterseite der gespannten Stoffbahn ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stiftwalze zwischen 11 und 47 Perforationen pro Quadratzentimeter (70 bis 300 pro Quadratinch) bilden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Stiftwalzenantriebsmotor (7), der die Stiftwalze antreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher der Stiftwalzenantriebsmotor durch ein elektronisches Antriebssystem mit variabler Geschwindigkeit kontrolliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Druckwalze einen Stahlkern umfaßt, der mit Gummi bedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Druckwalze einen Stahlkern umfaßt, der mit Kunststoff bedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Ausgangsdruckwalzenstation.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Ausgangsdruckwalzenstation umfaßt: eine angetriebene Ausgangsdruckwalze (10); ein Ausgangsdruckwalzenantriebsgetriebe (11) variabler Geschwindigkeit, welches Getriebe mit der angetriebenen Ausgangsdruckwalze (10) verbunden ist; eine nicht angetriebene Ausgangsdruckwalze (16), welche die angetriebene Ausgangsdruckwalze (10) tangential berührt; zumindest einen Luftzylinder (12) in der Nähe der nicht angetriebenen Druckwalze, die einen Luftdruck auf die nicht angetriebene Ausgangsdruckwalze (16) ausübt, wodurch die nicht angetriebene Ausgangsdruckwalze (16) hin zur angetriebenen Ausgangsdruckwalze (10) gedrängt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die angetriebene Ausgangsdruckwalze oder die nicht angetriebene Ausgangsdruckwalze Stahl umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die angetriebene Ausgangsdruckwalze aus Stahl gebildet ist, wobei die angetriebene Ausgangsdruckwalze mit einem Ablöser beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die angetriebene Ausgangsdruckwalze oder die nicht angetriebene Ausgangsdruckwalze Gummi umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die angetriebene Ausgangsdruckwalze durch einen Stiftwalzenantriebsmotor (7) angetrieben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 mit einer Aufspulfunktion, die die gespannte Stoffbahn von der Ausgangsdruckstation empfängt.
Vorrichtung nach Anspruch 22 mit einer Spannungserfassungswalze, welche die Spannung in der gespannten Stoffbahn an der Ausgangsdruckwalzenstation erfaßt und kontrolliert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die gespannte Stoffbahn in Längsrichtung kontinuierlich ist und eine zweite Länge von bis zu 15 cm (6 Inch) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Druckluftquelle, die Druckluft zu dem Ausgang leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Ausgang variabel von der Stiftwalze verlagert ist, und bei der die variable Verlagerung eine variable Lücke zwischen dem Ausgang und der Stiftwalze bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Aktuator aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Luftaktuator, einem hydraulischen Aktuator und einem Federaktuator besteht.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit: einer Druckluftquelle (17), die Druckluft zu dem Ausgang leitet; und einer Feedback-Steuereinrichtung, die ermöglicht, daß der Ausgang eine vorbestimmte Temperatur erreicht und anschließend die Temperatur durch alternierendes Aktivieren und Deaktivieren der Druckluftquelle gleichhält.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der die Druckluftquelle aus einer Gruppe gewählt ist, die aus einer Lüfter-Druckquelle und einer Quelle kompromierter Luft (17) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei welcher der Druck in einem Bereich von 3,6 kg/cm bis 10,8 kg/cm (20 Pfund/Inch bis 60 Pfund/Inch) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei welcher der Auslaß eine Ausgabe aufweist, die eine einstellbare Amplitude, eine maximale Energie in einem Bereich von 2000 bis 2500 Watt und eine Frequenz von annähernd 20 kHz aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der die Stiftwalze aus ungehärtetem Stahl gebildet ist und mit einer Chromcarbidkeramik beschichtet ist.
Verfahren zum Durchführen einer Ultraschallperforation, bei dem: eine Materialstoffbahn (3) bereitgestellt wird; die Stoffbahn (3) gespannt wird; die Stoffbahn (3) auf eine Eingangsdruckwalze (5) in einem tangentialen Kontakt zu einer Stiftwalze (6) abgewickelt wird; die Stoffbahn (3) zwischen der Druckwalze (5) und der Stiftwalze (6) unter Druck gesetzt wird; die Stoffbahn (3) von der Druckwalze (5) auf die Stiftwalze (6) gewickelt wird; die Stoffbahn (3) an der Stiftwalze (6) unter einem Ultraschallemitter (1) vorbeiläuft; der Ultraschallemitter in einen Kontakt mit der Stoffbahn (3) gedrängt wird, indem ein Aktuator (15) eingesetzt wird, wobei die Kraft dem Ultraschallemitter (1) mitgeteilt und nur auf die Stoffbahn (3) übertragen wird, wodurch die Stoffbahn (3) gegen die Stiftwalze (6) gedrückt wird; eine Ultraschallenergie auf das Gewebe (3) von dem Ultraschallemitter aufgebracht wird (1) und die Stoffbahn gespult wird.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei beim Bereitstellen des Materialgewebes ein Laminat auf einen Träger geschichtet wird, um die Materialstoffbahn zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem eine Druckkraft mitgeteilt wird, welche die Druckwalze hin zur Stiftwalze drängt.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei beim Antreiben der Stiftwalze ein Stiftwalzenantriebsmotor (7) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei beim Steuern des Stiftwalzenantriebsmotors ein elektronisches Antriebssystem mit variabler Geschwindigkeit verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Stoffbahn nach dem Aufbringen und vor dem Spulen gequetscht wird.
Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die Spannung in der Stoffbahn erfaßt wird, in dem eine Spannungserfassungswalze eingesetzt wird; und die Spannung in der Stoffbahn beim Drücken auf der Basis der Spannungsermittlung kontrolliert wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem nach dem Spulen zurückgespult wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem der Ultraschallemitter gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei beim Kontrollieren der Kühlung eine Feedback-Steuereinrichtung verwendet wird, um eine konstante Temperatur des Ultraschallemitters zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 46, wobei beim Kühlen Luft zu dem Ultraschallemitter geblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Druckwalze zwischen 15 und 345 Grad am Umfang der Stiftwalze von dem Ultraschallemitter vor dem Aufbringen angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Stiftwalze gehärtet wird, indem eine verschleißwiderstandsfähige Lösebeschichtung noch vor dem Bereitstellen aufgebracht wird.