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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Herstellungsvorrichtungen und
Herstellungsprozesse, die eine kontinuierliche Materiallage verwenden. Zum
Beispiel kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um Teile
eines flexiblen Verpackungsmaterials zu verstärken. Genauer betrifft die vorliegende
Erfindung ein System und ein Verfahren zum Verstärken von Bereichen einer Lage,
die an nachfolgende Bearbeitungsgeräte und Arbeitsvorgänge geliefert
werden kann.
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Es
gibt gegenwärtig
viele auf Lagen basierende Prozesse für verschiedene Arten der Herstellung.
Bei jedem dieser Prozesse werden große Mengen an Rohmaterialien
an verschiedene Systeme in einem Lagenformat für die weitere Behandlung oder Verarbeitung
geliefert. Diese großen
Vorratsmengen an Material nehmen oftmals die Form sehr großer Rollen
an, die dann in geeigneter Weise abgewickelt werden können, um
eine Lage zu erzeugen. Genauer wird das Material abgewickelt und
in die Verarbeitungsmaschinen eingeführt, wobei eine Lage gebildet
wird. In der Verpackungsindustrie liegen diese Lagen oft in der
Form von Kunststoffen vor, die in Taschen, Behälter oder andere Umschläge umgeformt werden.
Zum Beispiel kann die Vorratslage um vorliegende Produkte gelegt
und dann an drei oder vier Kanten versiegelt werden, um das bestimmte
Produkt vollständig
einzuschließen.
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Lagenherstellungsprozesse
werden typischerweise wegen der hohen Geschwindigkeiten und Wirkungsgrade,
die erreicht werden können, sehr
gewünscht.
Zum Beispiel ist es recht einfach, Materiallagen entlang einem gewünschten
Weg zu bewegen, wobei verschiedene Walzen verwendet werden, einschließlich Behandlungswalzen
und Antriebswalzen. In ähnlicher
Weise können
zwischengeschaltete Schneideinrichtungen und Einrichtungen ebenso
sehr einfach in diese Herstellungsprozesse eingebaut werden. Da
diese Arbeitsgänge "nacheinander" durchgeführt werden,
können
sie sehr schnell bewerkstelligt werden. Es ist jedoch recht gut
bekannt, daß Arbeitsgänge quer
zu der Lage weniger einfach durchgeführt werden und komplizierter
sind.
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Bei
diesen auf Lagen basierenden Prozessen wird das tatsächliche
Material, das verwendet wird, die Möglichkeiten und Einschränkungen
möglicher
Aktivitäten
diktieren. Idealerweise ist die Materiallage flexibel und relativ
stark. Als Folge kann Material durch verschiedene Walzen und verschiedene Herstellungsvorrichtungen
ohne die Gefahr des Abreißens
oder Abtrennens gezogen werden. Wenn im Gegensatz dazu ein Material
zu starr ist, bewegt es sich nicht einfach durch den Herstellungsprozeß und ist
nicht einfach zu handhaben. Man steht weiteren Komplikationen gegenüber, wenn
dieses relativ schwere oder starre Material in irgendeiner Weise geschnitten
oder abgetrennt werden muß.
Genauer ist es schwierig, präzise
Schnitte bei diesem steiferen Material auszuführen, insbesondere, wenn man
versucht, in eine Richtung quer zu der Lage zu schneiden. Weiter,
wenn man mit einer Lage arbeitet, die recht breit ist, werden diese
Querschnitte recht lang, was beträchtliche Schwierigkeiten hervorruft.
Vorliegende Schneidmechanismen sind nicht in der Lage, diese langen
Querlagenschnitte genau zu erzeugen.
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Eine
weitere Komplikation bei auf Lagen basierenden Herstellungsprozessen
ist die Notwendigkeit, bestimmte Bereiche der Lage zu verstärken. Insbesondere
kann es, wegen späterer
Arbeitsgänge, die
nur auf einem Bereich der Lage durchgeführt würden, wünschenswert sein, nur bestimmte
Bereiche der Lage zu verstärken.
Zum Beispiel kann es wünschenswert
sein, den Siegelbereich zu verstärken, indem
verschiedene Schichten des Materials miteinander verbunden werden.
Das Verstärken
nur eines Bereiches der Lage führt
jedoch zu Komplikationen bezüglich
der Positionierung und Ausrichtung. Wie es leicht verstanden werden
kann, wird dieser Verstärkungsarbeitsgang
besonders schwierig, wenn er quer zu der Lage positioniert werden
muß. Zusätzlich sind
die schmalen Streifen aus Verstärkungsmaterial, die
typischerweise verwendet werden, oftmals schwierig handzuhaben.
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Ein
Ansatz, eine Lage an vorbestimmten Stellen zu verstärken, ist
es, eine vorgeformte Rolle aus Verstärkungsmaterial zu verwenden
und sie an geeigneten Stellen aufzubringen. Diese Rolle aus Verstärkungsmaterial
ist speziell zu diesem Zweck ausgestaltet und ist typischerweise
viel kleiner als die tatsächliche
Lage selbst. Zum Beispiel kann eine typische Anwendung eine Lage
mit ungefähr
2 bis 4 Fuß Breite
erfordern, kann jedoch Verstärkungsstreifen
erfordern, die nur einen Zoll breit sind. Wenn sie als ausschließliche Rollen
aus Verstärkungsmaterial gekauft
werden, werden diese Rollen speziell in der gewünschten kleinen Breite hergestellt.
Obwohl dies einigen Wirkungsgrad bei der Herstellung bietet, indem
vorbemessenes Verstärkungsmaterial
verwendet wird, werden dem Prozeß inhärent zusätzliche Kosten beigegeben.
Diese vorgefertigten "schmalen" Rollen aus Verstärkungsmaterial
sind notwendigerweise teurer als ein ähnliches Produkt, das in einem Großmengenformat
gekauft wird. Folglich würde
es wünschenswert
sein, ein kosteneffizienteres Verfahren zum Herstellen zu verwenden,
welches großvolumigere
Materialien verwendet. Dies gilt insbesondere, wenn das verstärkende Material
selbst zunächst einmal
ein schwereres teureres Produkt ist.
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Zusätzlich zu
den zusätzlichen
Kosten ist der Prozeß inhärent langsam,
wenn Querlagenverstärkung
unter Verwendung dieser schmalen Rollen einbezogen wird. Das Material
muß in
eine Richtung quer zu der Lage anstatt in gleicher Richtung mit
der Lage bewegt werden. Wie bei jeder Lagenherstellung ist es höchst wünschenswert,
daß sich
alle Arbeitsgänge
zusammen mit der Lage bewegen.
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Obwohl
der Wunsch, Verstärkungsmaterial als
Massenprodukt zu verwenden, offensichtlich erscheinen mag, führt dies
wesentlichere Schneid- und Handhabungsarbeitsgänge ein, als es oben ausgeführt ist.
Heutige Geräte
sind nicht in der Lage, in effektiver Weise die notwendigen Verstärkungsstreifen aus
Massergüter-Materiallagen
herzustellen.
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Die
BE 453900 offenbart ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Innenauskleiden von Hülsen, die aus spiralig gewickeltem
Karton hergestellt sind, so daß die
Länge der
Auskleidung dem Innenumfang der fertiggestellten Hülse, die
gebildet werden soll, entspricht, plus einem Überlappungsbereich, und wobei
der verbleibende Teil des Kartons, der schließlich die Hülse bildet, frei von der Auskleidung
bleibt. Die Vorrichtung weist eine Anzahl von Spulen und Walzen
zum Ziehen des Auskleidungsmaterials in eine Position benachbart
einem Kartonstreifen, der ausgekleidet werden soll, auf, wobei die
Anzahl von Walzen unter anderem eine Klebmittelwalze zum Beschichten
einer Seite der Auskleidung mit Klebmittel umfaßt. Die Vorrichtung weist weiter
eine Schneidvorrichtung auf, um das Auskleidungsmaterial zu schneiden,
und eine Druckvorrichtung, um das Auskleidungsmaterial in Kontakt
mit dem Kartonstreifen zu drücken,
so daß die
Auskleidung an den Kartonstreifen gebunden wird. Der Prozeß zum Innenauskleiden
der Kartonhülsen,
der die Vorrichtung verwendet, umfaßt das Bestimmen des Innendurchmessers
der Kartonhülse,
die gebildet werden soll, und dann das Bestimmen des Verhältnisses
zwischen der Länge
aus erforderlichem Auskleidungsmaterial und der Länge des
Kartonstreifens, der für
die Hülse
verwendet werden soll, aus diesen. Wenn einmal dieses Verhältnis bestimmt
worden ist, werden verschiedene Komponenten innerhalb der Vorrichtung
voreingestellt, so daß in
einem Betriebszyklus die geeignete Länge an Auskleidungsmaterial
durch die Vorrichtung gezogen wird, von der Hauptlänge des
Auskleidungsmaterials abgeschnitten und wie zweckmäßig an den
Kartonstreifen gebunden wird. Die verschiedenen Komponenten in der
Vorrichtung sind so gestaltet, daß sie diesen Prozeß in einer
koordinierten Weise über
einen diskontinuierlichen Betriebszyklus ausführen. Erst wenn der Betiebszyklus
abgeschlossen worden ist, kann ein nachfolgender Betriebszyklus
beginnen, einschließlich,
wenn zweckmäßig, das Neuberechnen
des relevanten Verhältnisses
zwischen der bestimmten Hülse,
die ausgekleidet werden soll, und der Länge an erforderlichem Auskleidungsmaterial.
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Das
Dokument des Standes der Technik
EP 0 051 076 A offenbart ein Verfahren zum
Befestigen einzelner Folien an einer "endlosen" Trägerlage.
Das Verfahren verwendet eine Vorrichtung mit einer ersten Transporteinrichtung,
auf der die "endlose" Trägerlage
transportiert wird, und einer zweiten Transportvorrichtung, die
oberhalb der ersten Transportvorrichtung angeordnet ist, wobei die
zweite Transportvorrichtung einen schräg liegenden Transportiertisch
aufweist, der unter einem spitzen Winkel in bezug auf die erste
Transportvorrichtung angeordnet ist, um so eine sekundäre "endlose" Lage nach unten in
Richtung auf die erste Transportvorrichtung zu führen. Die Primärlage läuft anfangs
durch eine Klebeeinheit, die so ausgestaltet ist, daß sie die
Primärlage an
einer Anzahl von Klebpunkten mit einem Klebmittel beschichtet. Eine
Aufbringeinrichtung ist unmittelbar oberhalb der primären Transportvorrichtung
vorgesehen, benachbart der Verbindungsstelle zwischen der sekundären Transportvorrichtung
und der primären
Transportvorrichtung, wobei die Aufbringeinrichtung so ausgestaltet
ist, daß sie
einzelne Folien, die von der Sekundärlage abgeschnitten worden sind,
an den jeweiligen Klebpunkten auf der Primär-Trägerlage befestigt. Die Laminiervorrichtung weist
eine Schneidklinge und eine Druckplatte auf, die in fester Lagebeziehung
zueinander angeordnet sind, wodurch die Druckplatte und die Scherkante
zusammen angehoben und abgesenkt werden können, um eine einzelne Folie
abzuschneiden und gegen die Klebpunkte auf der Primärlage zu
drücken.
Der Arbeitsvorgang, die primäre
Transportvorrichtung und die sekundäre Transportvorrichtung werden
zeitweilig angehalten, um es der Laminiervorrichtung zu erlauben,
einen Betriebszyklus durchzuführen,
bei dem die Klinge und das Druckelement zusammen abgesenkt werden,
um eine einzelne Folie von der Sekundärlage abzuschneiden und genau
diese Folie gegen die Klebpunkte auf der Primärlage zu drücken. Wenn einmal der Scher-
und Druckarbeitsgang beendet worden ist, wird die Laminiervorrichtung
weg von der Primärlage
abgehoben, und die Vorrichtung kann mit einem anschließenden Betriebszyklus
fortfahren, bei dem die sekundäre
Transportvorrichtung und die primäre Transportvor richtung erneut
gestartet werden, um die Primärlage
und die Sekundärlage
für das Pressen
und Scheren unter die Laminiervorrichtung zu geben.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Um
ein leistungsfähiges
und kostengünstiges
Verfahren zum Verstärken
ausgewählter
Bereiche einer Lage zur Verfügung
zu stellen, stellt die vorliegende Erfindung einen Mechanismus zur
Verfügung,
welcher einen großformatigen
Vorrat an Verstärkungsmaterial
verwendet, um nach Wahl Bereiche einer Primärlage zu verstärken. Um
diese Verstärkung
zu bewerkstelligen, umfaßt
die vorliegende Erfindung ein Primärlagen-Handhabungssystem und ein
Sekundärlagen-Handhabungssystem,
eine Querlagen-Schervorrichtung, ein Streifen-Handhabungssystem und ein Laminiergerät. Das Primärlagen-Handhabungssystem
behandelt die Hauptlage des Verpackungsmaterials, oder die Primärlage, die für spätere Arbeitsgänge verstärkt werden
wird.
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Um
für diese
Verstärkung
zu sorgen, werden Verstärkungsstreifen
aus der Sekundärlage
erzeugt und dann an die Primärlage
laminiert. Genauer liefert die Sekundärevorratslage Verstärkungsmaterial
an die Querlagen-Schervorrichtung, welche die Sekundärlage in
Verstärkungsstreifen
mit vordefinierter Breite schneidet. Anschließend wird dieser Streifen Verstärkungsmaterial
an einen Handhabungsmechanismus zum Bewegen des Verstärkungsstreifens
an einen vorbestimmten Ort für
die Befestigung an der Primärlage
gegeben. Das Laminiergerät
wird dann verwendet, um diesen Verstärkungsstreifen zu befestigen.
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Um
die komplizierte Aufgabekopf des Querlagenschneidens zu bewerkstelligen,
ist die Querlagen-Schervorrichtung der vorliegenden Erfindung einzigartig
ausgestaltet. Die Querlagen-Schervorrichtung
umfaßt
eine gerundete Klinge und eine Mitnehmerstruktur, um eine Schneidtätigkeit
an einem einzigen Punkt einzuleiten. Die Mitnehmerstruktur und alle
darauf bezogenen Antriebsvorrichtungen bewegen die Klinge durch
eine vorbestimmte Bewegung vom Schaukeltyp. Durch Verwenden der
gerundeten Schneidkante der Klinge bei dieser schaukelartigen Bewegung
schneidet tatsächlich
nur ein einzelner Punkt der Klinge zu irgendeinem bestimmten Zeitpunkt.
Diese Ausgestaltung erlaubt ein präzises Querlagenschneiden des
Verstärkungsmaterials selbst
in die gewünschten
Verstärkungsstreifen.
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Um
in geeigneter Weise die Primärlage
zu verstärken,
umfaßt
der Handhabungsmechanismus eine Vakuumverteilerstruktur, um den
Verstärkungsstreifen
zu ergreifen und ihn an seinen gewünschten Ort zu bewegen. Bei
einer bestimmten Anwendung ist dieser Verstärkungsstreifen realtiv schmal
und klein verglichen mit der Primärlage. Folglich ist das Bewegen
und Handhaben dieser Komponente kompliziert. Dies gilt insbesondere,
wenn eine gewünschte
Genauigkeit nötig
ist. Der Vakuumverteiler ist in der Lage, den Verstärkungsstreifen
präzise
festzuhalten und ihn mittels einer befestigten Positioniervorrichtung
zu bewegen. Die Positioniervorrichtung ist dann in der Lage, den
Verteiler an einen gewünschten
Ort zu bewegen, der sich benachbart dem Laminiergerät befindet.
Das Laminieren des Verstärkungsstreifens
kann dann leicht durchgeführt
werden.
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Es
ist eine Aufgabekopf der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Verstärken
einer Primärlage
an vorbestimmten Orten zu erzeugen.
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Es
ist eine weitere Aufgabekopf der vorliegenden Erfindung, eine Querlagen-Schervorrichtung zur
Verfügung
zu stellen, die in der Lage ist, Verstärkungsmaterial in Verstärkungsstreifen
einer gewünschten
Größe zu schneiden.
Die Querlagen-Schervorrichtung erzeugt diese Verstärkungsstreifen
aus einer Massen-Vorratslage und führt Präzisionsschnitte aus, um die
Größe und Ausgestaltung des
Verstärkungsstreifens
selbst zu steuern.
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Es
ist eine weitere Aufgabekopf der vorliegenden Erfindung, Verstärkungsstreifen
aus einem Massenvorrat aus Verstärkungsmaterial
zu erzeugen. Dieser Verstärkungsmaterialvorrat
kann in einem Sekundärlagenformat
für die
effiziente und kosteneffektive Erzeugung von Verstärkungsstreifen
zur Verfügung
gestellt werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabekopf der vorliegenden Erfindung, Verstärkungsstreifen
zu erzeugen, indem eine Querlagen-Schervorrichtung verwendet wird,
diese Verstärkungsstreifen
geeignet anliegend an eine Primärlage
zu positionieren und diese Verstärkungsstreifen
an der Primärlage
zu befestigen. Als Folge wird die Primärlage an vorbestimmten Orten
verstärkt,
um in einfacher Weise weiteren Arbeitsgängen Rechnung zu tragen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgabeköpfe
und Vorteile der vorliegenden Erfindung können gesehen werden, indem die
folgende genaue Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen
gelesen wird, wobei:
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1 eine
schematische Veranschaulichung der Schneid- und Laminiervorrichtung
ist;
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2 eine
genauere Veranschaulichung der tatsächlichen Schneidvorrichtung
und der Siegelvorrichtung ist;
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3 eine
Seitenquerschnittsansicht der Querlagen-Schervorrichtung und des
Streifenhandhabungsverteilers ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten der Schneid- und Laminiervorrichtung
ist;
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5A-5E segmentweise
Zeichnungen sind, die die verschiedenen Positionen veranschaulichen,
welche von der Scherklinge während
ihres Hubes eingenommen werden;
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6 ein
Querschnittsschaubild ist, welches den Streifenhandhabungsverteiler
veranschaulicht;
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7 ein
zweites Querschnittsschaubild des Streifenhandhabungsverteilers
ist; und
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8 ein
Ablaufdiagramm ist, welches die Arbeitsschritte der Schneid- und
Laminiervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie
oben angesprochen betrifft die vorliegende Erfindung Herstellungsvorrichtungen
zur Verwendung bei auf Lagen basierenden Herstellungsarbeitsgängen. Genauer
sorgen die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung
für das
Verstärken
einer Primärlage
aus Material, die dann in weitere Herstellungsarbeitsgänge gegeben
werden kann. Zum Bei spiel kann die verstärkte Lage verwendet werden,
um andere Produkte zu erzeugen, so wie Beutel oder andere Behälter zum
Halten und Unterbringen weiteren Materials. In dieser üblichsten
Umgebung werden die Vorrichtung und das System der vorliegenden
Erfindung eine Komponente eines größeren Herstellungsbetriebes
sein und den Schritt des Verstärkers
des Lagematerials zum Einsatz in anderen Arbeitsgängen bewirken.
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Mit
Bezug nun auf die 1 und 4 sind schematische
und perspektivische Veranschaulichungen der Schneid- und Laminiervorrichtung
(10) der vorliegenden Erfindung gezeigt. Innerhalb der Schneid-
und Laminiervorrichtung sind eine Primärvorratslage (12)
und eine Sekundärvorratslage
(14) angeordnet. Bei dieser Ausführungsform enthält die Primärvorratslage
das Material, das verstärkt
werden wird und später
an anschließende
Herstellungsarbeitsgänge
gegeben wird. Die Sekundärvorratslage enthält das Material,
das zum Verstärken
der Primärevorratslage
verwendet werden wird. Zum Beispiel kann die Primärvorratslage
(12) eine große
Rolle ausgerichteten Polypropylens, Polyethylens hoher Dichte, metallisierten
ausgerichteten Polypropylens oder anderer standardmäßiger Verpackungsmaterialien
umfassen. Gleichermaßen
kann die Sekundärvorratslage
eine Rolle aus Etikettenfilm, Barrierenfilm, blisterbildendes Material,
Klebmaterial, Reißstreifenmaterial
oder anderen zusätzlichern
Filmen/Materialien sein. Als Alternative kann die Sekundärvorratslage
(14) dieselbe sein wie die Primärvorratslage (mit denselben
oder unterschiedlichen Bemaßungen),
abhängig
von den bestimmten Erfordernissen der Anwendung.
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Die
Ausgabe von der Primärvorratslage
(12) wird durch eine Anzahl Tänzerwalzen (16) gespeist, die
als ein Vorratshaltepuffer arbeiten. Weiter helfen diese Walzen
dabei, das Material von der Primärevorratslage
zu behandeln und zu begradigen. Als nächstes wird die Primärvorratslage
hinter ein Registrierauge (18) geführt, um eine richtige Ausrichtung und
Positionierung der Lage sicherzustellen. Die Primärlage (12)
wird dann über
das Laminiergerät
(20) geführt.
Wie es weiter beschrieben werden wird, ist das Laminiergerät (20)
so betreibbar, daß es
den Verstärkungsstreifen
an geeigneten Orten und zu geeigneten Zeiten an die Primärlage laminiert.
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Diese
Bewegung der Lage wird durch eine Primärzufuhrwalze (24)
gesteuert, die die gesamte Bewegung der Primärlage steuert. Die Primärzufuhrwalze
(24) ist eine servogesteuerte Walze, die mit einer Quetschwalze
(26) zusammenarbeitet, um genau jegliche Bewegung auf der Primärlage zu
steuern. Stromabwärts
der Primärzufuhrwalze
befindet sich ein Ausgabepuffer (28), hier als ein Paar
Walzen gezeigt.
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Wie
weiter in 1 gezeigt, liefert die Sekundärvorratslage
(14) Material für
die Verstärkung der
Lage. Genauer wird das Material von der Sekundärvorratslage zunächst durch
eine Anzahl Tänzerwalzen
(32) gegeben, die wiederum als ein Vorratspuffer arbeiten.
Von diesen Tänzerwalzen
(32) wird das Material an eine Sekundärzufuhrwalze (34)
geliefert, die mit einer zweiten Quetschwalze (36) zusammenarbeitet,
um die Bewegung der Sekundärlage
zu steuern. Die Sekundärzufuhrwalze
(34) führt geeignete
Bereiche der Sekundärlage
(14) zu einer Querlagen-Schervorrichtung (40),
die mit einem Aufgabekopf (50) zusammenwirkt, um Verstärkungsstreifen
zu erzeugen. Wie weiter beschrieben werden wird, positioniert die
Sekundärzufuhrwalze
(34) die Sekundärlage
(14) benachbart der Querlagen-Schervorrichtung (40)
derart, daß ein
Verstärkungsstreifen von
der Sekundärlage
(14) abgeschnitten werden kann. Die Querlagen-Schervorrichtung
(40) wird dann betrieben, um den Verstärkungsstreifen von der Sekundärlage abzuscheren.
Der Aufgabekopf (50) ist in geeigneter Weise benachbart
der Querlagen-Schervorrichtung (40) ausgerichtet, so daß er den
Verstärkungsstreifen
halten und geeignet neu positionieren kann. Genauer wird der Aufgabekopf (50)
den Verstärkungsstreifen
in eine Position benachbart der Primärlage (12) und dem
Laminiergerät (20)
bewegen. Das Laminiergerät
(20) kann dann den Verstärkungsstreifen an der geeigneten
Stelle an die Primärlage
laminieren.
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Viele
der verschiedenen Komponenten, die in 1 gezeigt
sind, erfordern eine koordinierte Steuerung, um den richtigen Betrieb
der Schneid- und Laminiervorrichtung (10) sicherzustellen.
Zum Beispiel müssen
sowohl die Primärzufuhrwalze
(24) als auch die Sekundärzufuhrwalze (34)
in geeigneter Weise gesteuert werden, um die Primärlage und
die Sekundärlage
(jeweils) so zu positionieren, daß bei diesen Materialien geeignete
Arbeitsgänge
durchgeführt
werden können.
Weiter muß die
Querlagen-Schervorrichtung (40) in geeigneter Weise gesteuert
werden, um das gewünschte
Schneiden/Scheren zur Verfügung
zu stellen. In ähnlicher Weise
erfordern der Aufgabekopf (50), das Laminiergerät (20)
und weitere Komponenten diese zentralisierte Steuerung. Ein Controller
(30) ist somit an alle notwendigen Komponenten der Schneid-
und Laminiervorrichtung (10) gekoppelt, um in umfassender Weise
ihren Betrieb zu steuern. Wie es deutlich von den Fachleuten verstanden
werden wird, kann der Controller (30) ein besonderer Controller
sein, der an jede bestimmte Vorrichtung gekoppelt ist, oder kann ein
zentralisierter Controller sein, der an verschiedene einzelne Gerätecontroller
auf jedem der Produkte selbst gekoppelt ist.
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Wie
in 1 zu sehen ist, umfaßt eine Ausführungsform
des Aufgabekopfes (50) getrennte Verteilerköpfe (52),
von denen jeder in der Lage ist, einen Verstärkungsstreifen zu halten und
zu positionieren. Bei dieser bestimmten Ausführungsform wird der Aufgabekopf
(50) um ungefähr
90 Grad gedreht, um den Verstärkungsstreifen
aus seinem Schneideort in seinen Siegelort zu bewegen. Wie weiter
veranschaulicht werden wird, sind weitere Ausgestaltungen für diese
Anordnung möglich,
abhängig
von verschiedenen Geräteauslegungen
und Prozeßerfordernissen.
Zum Beispiel können
unterschiedliche Anzahlen Verteilerköpfe verwendet werden, oder
es könnte
einem Nicht-Drehbewegungsweg gefolgt werden.
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Mit
Bezug nun auf die 2 und 3 sind genauere
Schaubilder gezeigt, welche die Ausgestaltung der Querlagen-Schervorrichtung
(40), des Aufgabekopfes (50) und dessen verschiedener
Komponenten veranschaulichen.
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Die
Querlagen-Schervorrichtung (40) umfaßt im allgemeinen einen Einbaublock
(42), der an dem Gestell der Schneid- und Laminiervorrichtung
befestigbar ist. Weiterhin umfaßt
die Querlagen-Schervorrichtung eine Scherklinge (44) und
einen Lagenträger (46).
Auch enthalten ist eine Schiebeplatte (48), die so gestaltet
ist, daß sie
die leichte Bewegung der Scherklinge (44) unterstützt und
bewirkt. Der Lagenträger
(46) umfaßt
eine Stützklinge
(47), welche mit der Scherklinge (44) zusammenwirkt,
um das notwendige Schneiden der Sekundärlage (14) durchzuführen.
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Wie
zu sehen ist, ist die Querlagen-Schervorrichtung (40) benachbart
dem Aufgabekopf (50) angeordnet. Genauer hat die Querlagen-Schervorrichtung
(40) einen Materialzufuhrspalt (54), der unmittelbar
oberhalb des Lagenträgers
(46) und unterhalb des Einbaublockes (42) vorliegt.
Die Sekundärlage
(14) läuft
durch den Spalt (54) und ist für das Abscheren geeignet positioniert.
Wenn sich das Material durch den Spalt (54) erstreckt,
wird es direkt oberhalb des Applikatorverteilers (52) laufen.
Dies erlaubt es, daß der
Applikatorverteiler (52) den herausragenden Teil der Sekundärlage (14)
während
des Scherprozesses hält.
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Mit
dem Applikatorverteiler (52) wirkt eine Halteklammer (60)
zusammen, die so gestaltet ist, daß sie dabei hilft, den Verstärkungsstreifen
an seinem Platz zu halten, wenn er geschnit ten wird. Mit besonderem
Bezug auf die 3 ist ein Laminierstreifen (64)
gezeigt, nachdem er geschnitten ist und während er an seinem Platz durch
die Halteklammer (60) und den Applikatorverteiler (52)
gehalten wird. Wie man sehen kann, umfaßt der Applikatorverteiler (52)
eine Anzahl interner Vakuumkammern (56), die strömungsmechanisch
mit ähnlichen
Vakuumkammern (58) in einem Drehblock (51) verbunden
sind. Jede dieser Vakuumkammern arbeitet so zusammen, daß sie den
Verstärkungsstreifen
(64) auf einer oberen Fläche des Applikatorverteilers
(52) hält.
Verschiedene Vakuumsteuerungen (nicht gezeigt) werden verwendet,
um diese Vakuumsignalstruktur zu steuern.
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Mit
Bezug insbesondere auf 2 sind weitere Einzelheiten
im Hinblick auf die Halteklammer (60) und dazu in Beziehung
stehende Mechanismen gezeigt. Wie zu sehen ist, ist die Halteklammer
(60) bewegbar (Text fehlt offenbar- der Übersetzer)
mehrere Positionen, was die dazu in Bezug stehende Bewegung der
Halteklammer (60) hervorruft. Mit diesem Aufbau kann die
Halteklammer (60) zwischen ihrer Halteposition und einer
Zufuhrposition bewegt werden, was es ermöglicht, daß die Sekundärlage (14) durch
einen Zufuhrspalt gespeist wird, so daß sie sich oberhalb des Applikatorverteilers
(52) erstreckt.
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Die
Halteklammer (60) arbeitet mit dem Aufgabekopf (50)
zusammen, um in geeigneter Weise vor dem Schneiden den herausragenden
Teil der Sekundärlage
(14) zu halten und auch den Verstärkungsstreifen zu halten, nachdem
er von der Sekundärlage
abgeschert ist. Wenn die Sekundärlage durch
die Querlagen-Schervorrichtung (40) geführt wird, wird sie sich dann über die
Oberseite des Applikatorverteilers (52) erstrecken. Vor
dem Schneiden wird ein Ansatz-Antriebszylinder (74) betätigt, was bewirkt,
daß sich
ein Halteansatz (60) nach unten bewegt (wie in 2 gezeigt),
was somit die Sekundärlage
(14) gegen die obere Fläche
des Applikatorverteilers (52) drückt. Gleichzeitig werden innerhalb
des Applikatorverteilers (52) Vakuumsignale erzeugt, was
somit auch die Sekundärlage
(14) in Kontakt mit dem Applikatorverteiler (52)
zieht. Wenn sie einmal in dieser Konfiguration ist, kann dann die
Querlagen-Schervorrichtung
(40) aktiviert werden, was bewirkt, daß die Scherklinge (44)
und die Stützklinge (47)
einen Teil der Sekundärlage
(14) abscheren, was somit einen Verstärkungsstreifen (64)
erzeugt. Durch Halten oder Festhalten von Verstärkungsstreifen (64)/Sekundärlage (14)
auf diese Weise kann mit der Querlagen-Schervorrichtung (40)
ein Präzisionsschnitt
erreicht werden.
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Mit
Bezug nun auf 5 sind mehrere Positionsschaubilder
gezeigt, welche die Bewegung der Scherklinge (44) veranschaulichen.
Wie zu sehen ist, wird die Scherklinge (44) durch ein Paar
Mitnehmerstifte (140) gegen die Schiebeplatte (48)
gehalten. Die Mitnehmerstifte (140) sind an einem Hauptgerüst (146)
befestigt, um eine konstante Trennung einzuhalten. Die Mitnehmerstifte
(140) und das Gerüst (146)
folgen während
eines Schneidhubes einem vorbestimmten Weg. Das Hauptgerüst (146)
wird durch diesen vorbestimmten Weg mittels eines Steuerkurvenantriebs
(160) bewegt, der ein Paar Schubstangen (162)
umfaßt.
Das Ausfahren der Schubstangen (162) bewirkt die seitliche
Bewegung des Hauptgerüstes
(146) und der Mitnehmerstifte (140). Wie auch
zu sehen ist, ist ein Paar Führungsspuren (150)
in der Schneidklinge (44) vorgesehen, um ihre Bewegung
zu führen.
Wie es denjenigen, die mit Mitnehmermechanismen befaßt sind,
wohlbekannt ist, bewirkt die Bewegung der Mitnehmerstifte (140)
eine gesteuerte Bewegung der Scherklinge (44). Bei dieser
besonderen Ausführungsform
durchläuft
die Scherklinge (44) eine im allgemeinen schaukelnde Bewegung,
um in effizienter Weise das Verstärkungsmaterial der Sekundärlage (144)
abzuscheren.
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Auch
in 5 gezeigt ist eine zusätzliche Kurvenplattenanordnung
(152), die so gestaltet ist, daß sie die seitliche Bewegung
der Klinge verhindert, wenn die Mitnehmerstifte (140) seitlich
bewegt werden. Eine Kurvenplattenanordnung (152) umfaßt eine
Kurvenspur (154), die in einer im allgemeinen vertikalen
Ausrichtung ist (obwohl sie nicht senkrecht zu der Stützklinge
(47) ist). Ein Klingen-Mitnehmer (156) wirkt mit
der Nockenspur (154) zusammen. Der Klingen-Mitnehmer (156)
ist an der Klinge (144) befestigt und bewegt sich folglich
mit dieser. Wie zu sehen ist, wird der Klingen-Mitnehmer (156)
der Kurvenspur (154) folgen, wenn sich die Haupt-Mitnehmerstifte
(140) entlang ihrem Weg bewegen. Weiter verhindert der
Klingen-Mitnehmer (146) die seitliche Bewegung und führt weiter
die Scherklinge (44) durch ihre gewünschte Bewegung.
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Die
Bewegung der Scherklinge (44) kann gesehen werden, indem
in der Folge die 5A-5E betrachtet
werden. Wie zu sehen ist, sind die Scherklinge (44) und
das Gerüst
(146) in 5A an einem Ende ihrer Bewegung.
In 5C hat sich das Gerüst (146) über eine
Hälfte
einer vollen Bewegungsentfernung bewegt, was somit die Scherklinge
in eine zentrale Position bewegt. Schließlich zeigt 5E die
Scherklinge (44) und das Gerüst (146), wie sie
ihren Bewegungsbereich vollendet haben.
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Indem
eine "Schaukel"-Bewegung für die Scherklinge
(44) verwendet wird, ist die Querlagen-Schervorrichtung
(40) der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Sekundärlage genauer
und effizienter in eine Anzahl von Verstärkungsstreifen zu scheren.
Dies gilt insbesondere, wenn schwergewichtiges Material für das Querlagenscheren
verwendet wird, was sich nicht notwendigerweise einfach schneiden
läßt. Oftmals
steht man bei dem genauen Schneiden dieses schwergewichtigen Materials
Zeitproblemen gegenüber.
Die Querlagen-Schervorrichtung der vorliegenden Erfindung spricht
diese Probleme an, indem diese schaukelnde Klingenbewegung eingebaut
wird.
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Zusätzlich zu
den oben genannten wünschenswerten
Eigenschaften dieser Schaukelbewegung wird die Klingenbewegung auch
eng gesteuert. Wie in den 1, 2, 3 und 4 gezeigt, befindet
sich die Querlagen-Schervorrichtung (40) in enger Nähe zum Aufgabekopf
(50). Folglich muß die tatsächliche
Bewegung der Scherklinge (44) sorgfältig gesteuert werden, um so
die geeignete Bewegung des Aufgabekopfes (50) zu erlauben.
Insbesondere kann sich die Scherklinge (44) nicht um eine
wesentliche Entfernung unterhalb der Stützklinge (47) bewegen,
um die Störung
mit dem Aufgabekopf (50) zu vermeiden. Wie man durch Bezugnahme
auf die 5A-5E sehen
kann, erstreckt sich die Scherklinge zu jedem Zeitpunkt nur in kleinem
Umfang unterhalb der Stützklinge
(47). Wichtiger wird der tatsächliche Abstand, über den
sich die Scherklinge (44) unterhalb der Stützklinge
(47) erstreckt, sehr sorgfältig gesteuert und auf einem
Minimum gehalten, um Störung
mit dem Aufgabekopf (50) zu vermeiden. Indem diese Lagebeziehung
gesteuert wird, wird eine kreative Flexibilität beim Gestalten irgendwelcher
dazu in Bezug stehender Komponenten ermöglicht.
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Mit
Bezug insbesondere auf die 6 und 7 sind
genauere Querschnittsansichten des Aufgabekopfes (50) gezeigt.
Genauer zeigt die 6 eine Stirnschnittansicht,
während 7 eine
Seitenschnittansicht zeigt. Wie zuvor angesprochen ist ein Paar
Applikatorverteiler (52) an einem zentralen Drehblock (51)
befestigt, um die geeigneten Halte- und Positionierfunktionen des
Aufgabekopfes (50) zu erzielen. Der Drehblock (51)
ist um eine Mittelachse (80) drehbar, um für die Bewegung
der Verstärkungsstreifen
zu sorgen. Die Querlagen-Schervorrichtung (40)
und das Laminiergerät
(20) sind geeignet in bezug auf den Aufgabekopf (52)
angeordnet, um für diese
Drehbewegung um 180° zu
sorgen. Mit Bezug auf 4 kann man sehen, daß die Drehwelle
(80) an einem Drehantrieb (82) befestigt ist,
der verwendet wird, um geeignet den Aufgabekopf (50) zu
bewegen, wenn dies nötig
ist. Es sei verstanden, daß dieses
ein servogesteuerter Antriebsmotor ist, der zum präzisen Winkelpositionieren der
daran befestigten Drehwelle (80) in der Lage ist. Auf einem
gegenüberliegenden
Ende des Aufgabekopfes (50) befindet sich ein Vakuumsignalzufuhr-Verteiler
(90), der zum Betrieb mit der Vakuumkammer (58)
des Drehblockes gekoppelt ist. Folglich können geeignete Vakuumsignale
in den Vakuumsignalzufuhr-Verteiler (90) eingegeben und
dann zum Aufgabekopf (50) übertragen werden. Wie es erkannt
werden wird, können
geeignete Ventile und Vakuumzufuhrquellen leicht an dem Vakuumsignalzufuhr-Verteiler
(90) befestigt werden. Die Vakuumsignale werden dann zur
Vakuumkammer (58) des Drehblockes über eine Vakuumkopplung (92)
gegeben, wobei auch möglich
ist, daß der
Aufgabekopf (50) drehbar ist.
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Wie
zuvor angesprochen muß der
Verstärkungsstreifen
(64) an einer geeigneten Position an der Primärlage (12)
befestigt werden. Um diese Befestigung zu bewerkstelligen, wird
das Laminiergerät (20)
verwendet. Wie in 2 zu sehen ist, umfaßt das Laminiergerät (20)
einen Laminierkopf (100), der ein integriertes Heizelement
(102) hat. Wie verstanden werden kann, liefert das Heizelement
(102) ausreichend Wärme,
um den Verstärkungsstreifen
(64) an der Primärlage
(12) heiß zu
siegeln. Der Laminierkopf (100) ist an einer Einbaustruktur
(104) befestigt, die wiederum am Kolben eines Laminierzylinders (110)
befestigt ist. Das Betätigen
des Laminierzylinders (110) bewirkt, daß sich der Laminierkopf (100) nach
oben bewegt, so daß er
schließlich
die Primärlage
(12) berührt.
Wärme wird
dann über
das Heizelement (102) aufgegeben, was zu dem gewünschten Heißsiegeln
führt.
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Mit
Bezug nun auf 8 ist ein Ablaufdiagramm gezeigt,
welches den Gesamtbetrieb der Schneid- und Laminiervorrichtung 10 beschreibt.
Anfangs wartet das System, bis eine Zufuhranfrage von einem stromaufwärtig liegenden
Gerät angefordert wird.
Im Schritt 120 wird eine Zufuhranforderung an dem Ausgangspuffer
abgefühlt,
was bewirkt, daß das System
seinen Zyklus einleitet. Als nächstes
führt das
System gleichzeitig mehrere Optionen aus. Zunächst, im Schritt 122,
wird das Beutelmaterial oder die Primärlage eine Länge vorbewegt.
Gleichzeitig wird das Verstärkungsmaterial
oder sekundäre
Lagenmaterial um eine vorbestimmte Länge vorbewegt. Nachdem diese
vorbestimmte Länge
vorbewegt worden ist, wird der Scherschritt eingeleitet, wobei ein Verstärkungsstreifen
erzeugt wird, indem die Sekundärlage
gegriffen und geschert wird. Als nächstes wird dieser Verstärkungsstreifen
mittels des Aufgabekopfes (50) an einen vorbestimmten Siegelort
bewegt. An diesem Punkt sollten die Primärlage und der Verstärkungsstreifen
geeignet ausgerichtet sein, um den Verstärkungsbereich zu erzeugen.
Folglich wird im Schritt 130 der Verstärkungsstreifen an der Primärlage befestigt
oder laminiert. Auf diesen Laminierschritt folgend wird die Primärlage zu
einer Aus gangspufferstufe vorbewegt. Wieder bewirkt dies, daß das System
in seinen Wartezustand zurückkehrt, wo
es nach weiteren Signalen sucht, die zu Anforderungen an den Ausgangspuffer
in Bezug stehen. Natürlicherweise
erfordert jeder dieser Schritte Koordination verschiedener Komponenten
innerhalb der verschiedenen Vorrichtungen. Jedoch wird der allgemeine
Betrieb konsistent sein.
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Das
Ablaufdiagramm, auf das oben Bezug genommen worden ist, bezieht
sich auf die Verarbeitung eines einzelnen Streifens, wie er durch
die Schneid- und Laminiervorrichtung transportiert wird. Es sollte
aus der vorangehenden Beschreibung klar sein, daß die Schneid- und Laminiervorrichtung
in der Lage ist, einen einzelnen Verstärkungsstreifen zu schneiden,
während
gleichzeitig ein Verstärkungsstreifen
an die Primärlage
laminiert wird. Zusätzlich wird
Material oftmals in geeigneten Mengen zwischen verschiedenen Aktionen
zugeführt
oder zurückgezogen.
Während
zum Beispiel der gescherte Streifen aus dem Bereich benachbart der
Querlagen-Schervorrichtung (40) in den Bereich benachbart dem
Laminator (20) überführt wird,
wird Material sowohl von der Primärvorratslage (12)
als auch der Sekundärvorratslage
(14) in geeigneter Weise für den nächsten Arbeitsschritt zugeführt und
positioniert.
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Wie
zuvor angesprochen, erzeugt die Querlagen-Schervorrichtung (40)
sehr genau und wiederholt Verstärkungsstreifen.
Folglich können
die verstärkten
Bereiche selbst sehr gut gesteuert werden. Zusätzlich, indem ein präziser Steuermotor
(82) verwendet wird, um die Position des Aufgabekopfes
(50) zu steuern, zusammen mit sehr präzisen Antriebswalzen (24)
zum Bewegen der Primärlage
(12), kann eine sehr genaue Anordnung von Verstärkungsstreifen
erhalten werden. Dies ermöglicht
sehr wiederholbare Teilungsdistanzen, die zwischen aufeinanderfolgenden
Verstärkungsstreifen
erreicht werden.
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Die
Fachleute werden weiter verstehen, daß die vorliegende Erfindung
in anderen spezifischen Formen verkörpert werden kann, ohne daß man sich vom
Umfang oder zentralen Eigenschaften derselben entfernt. Obwohl die
voranstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung nur ihre beispielhaften
Ausführungsformen
offenbart, soll verstanden werden, daß weitere Variationen als im
Umfang der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden. Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen
beschränkt,
die hierin in Einzelheiten beschrieben worden sind. Stattdessen
sollte Bezug auf die angefügten
Ansprüche als
den Umfang und Inhalt der vorliegenden Erfindung angebend genommen
werden.