DE60216550T2

DE60216550T2 - Bahngeschwindigkeitsmodulator

Info

Publication number: DE60216550T2
Application number: DE60216550T
Authority: DE
Inventors: John A. Sheboygan Falls McCabe
Original assignee: Joa Curt G Inc
Current assignee: Joa Curt G Inc
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: EP1302424B1; US20030066585A1; CA2407867C; CA2407867A1; EP1302424A2; US6596108B2; EP1302424A3; ATE347528T1; DE60216550D1

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Modulation der Geschwindigkeit einer laufenden Bahn. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung mit einer Arbeitsstation zur Behandlung einer laufenden Bahn, bei der es eine Periode gibt, in der die Geschwindigkeit der Bahn angehoben ist, und eine weitere Periode, in der die Geschwindigkeit der Bahn abgesenkt ist, um beim Durchlauf der Bahn durch die Arbeitsstation mit abgesenkter Geschwindigkeit eine Behandlung durchzuführen. Eine solche Einrichtung zur Modulation der Geschwindigkeit eines laufenden Bands ist in der GB 1501 beschrieben.
Ein Beispiel für die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung stellt die Produktion und Herstellung von Wegwerfprodukten, wie beispielsweise hosenartigen Baumwollgeweben oder Schutzunterwäsche, dar. Es ist oft erforderlich, Verbindungen quer zur Maschinenlaufrichtung einer Bahn an solchen Produkten anzubringen. Diese Verbindungen können beispielsweise erforderlich sein, um eine seitliche Abdichtung an der Schutzuntenwäsche zu erhalten. Zusätzlich können es diese Produkte erforderlich machen, dass eine Anzahl von Materialschichten sicher miteinander verbunden werden und so ein Verbund mit hoher mechanischer Festigkeit entsteht.
Diese Typen nicht gewebter Textilien, wie sie normalerweise bei Wegwerfartikeln angewendet werden, können inhärent thermische Bindungseigenschaften besitzen, jedoch besitzen viele Schichten dieses Materials die Tendenz, als thermische Isolatoren zu wirken, die verhindern, dass Wärme in kurzer Zeit zu den inneren Schichten weitergeleitet wird. Diese Isoliereigenschaft kann die Anwendung lediglich von Wärme und Druck verhindern, wenn es darum geht, effektive Verbindungen mit akzeptabler Produktionsgeschwindigkeit herzustellen. Typische Schutzunterwäsche kann Bereiche mit vier, sechs oder sogar acht Lagen aufweisen, die miteinander verbunden werden müssen.
Ein Verfahren der thermo-mechanischen Verbindung, wie es gegenwärtig angewendet wird, sieht die Anwendung von Ultraschallenergie auf die Bahn vor, die zwischen einem Ultraschallhorn bereitgestellt wird, welches mit der einen Seite der Bahn in Kontakt kommt, während die andere Seite der Bahn auf einem Ambossmuster abgestützt ist. Dieses Verfahren sieht vor, dass Verbindungsenergie an alle Schichten der Bahn gleichzeitig übertragen wird, wobei ein Hammer-Schmiedeprozess stattfindet. Eine Reihe sehr schneller und sehr intensiver Hammerschläge wirkt sich lokal durch Wärme und Druck aus, die an jede Schicht des Materials übertragen wird. Wenn genügend Hammerschläge mit hinreichender Intensität angewendet werden, schmilzt das Material zu einem gut zusammenhängenden Laminat.
Ein bekanntes Verfahren zur Anwendung von Ultraschallenergie auf eine laufende Bahn sieht vor, dass die Bahn zwischen einem vibrierenden, aber ansonsten stationär angeordneten Ultraschallhorn und einem trommelartig rotierenden Amboss bewegt wird, wobei die Trommel auf ihrem Umfang eine Anzahl Werkzeuge besitzt. Diese Werkzeuge sind beabstandet zueinander angeordnet, und zwar entsprechend der Produkteteilung (z. B. der Länge der individuellen Bahnsegmente) in Maschinenlaufrichtung.
Es ist einsehbar, dass jede Konfiguration eines Materials, einer Anzahl von Schichten des Materials und das Verbindungsmuster, welches bei den verschiedenen Produkten Anwendung findet, eine gewisse Minimalanzahl von Hammerschlägen erfordert, um eine akzeptable Verbindung zu erreichen. Weiterhin ist erkennbar, dass die Geschwindigkeit, mit der die Bahn durch die Verbindungszone zwischen Hammer und Amboss läuft, die Anzahl der Schläge begrenzt, die bei einer gegebenen Hammerfrequenz abgegeben werden können. Wenn die Dimensionen der betreffenden- Bahn feststehen und eine maximal erreichbare Vibrationsfrequenz des Ultraschallhammers sowie eine effektive Hammerbreite festliegen, ist es erkennbar, dass es eine Maximalgeschwindigkeit gibt, bei der verlässlich effektive Verbindungen erreichbar sind. Bei diesen Gegebenheiten ist es einsehbar, dass ein Bedürfnis für ein Verfahren und eine Vorrichtung bestand, bei der die effektive Geschwindigkeit angehoben werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen, mit denen es möglich ist, intermittierend einen Bearbeitungsschritt an einer Bahn gemäß den Ansprüchen 1 und 11 auszuführen.
Die Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, mit denen es möglich ist, die Geschwindigkeit anzuheben, mit der eine Bahn durch eine intermittierend arbeitende Bearbeitungsstation, wie beispielsweise eine Einrichtung zum Verbinden unter Verwendung von Ultraschall, geführt werden kann. Die Vorrichtung dient dazu, die Geschwindigkeit der Bahn abschnittsweise zu modulieren, wenn sie durch die Verbindungsstation läuft, indem die Geschwindigkeit in dem Teil des Bearbeitungszyklus reduziert wird, in welchem die Verbindung hergestellt wird. Damit kann die Verbindung bei niedrigerer Geschwindigkeit als die Nominalgeschwindigkeit durchgeführt werden. Festonsysteme werden gegenwärtig benutzt, um entweder die Geschwindigkeit einer laufenden Bahn an ausgewählter Stelle in dem Prozess zu unterbrechen oder zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung macht von den Vorteilen des Festons Gebrauch, ohne mit den Nachteilen behaftet zu sein, die normalerweise bei linearen Bewegungsmechanismen auftreten.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung der Geschwindigkeit durch die Bewegung von zwei die Bahn führenden Walzen erreicht, die zu beiden Seiten einer Verbindungseinrichtung, stromauf und stromab von der Verbindungseinrichtung, vorgesehen sind. Dies geschieht in Abstimmung zueinander und in einer Bewegungslinie parallel zu der Durchlaufrichtung der laufenden Bahn. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jede Walze so gestaltet, dass sie eine lineare Verschiebung durch Rotation eines äußeren Zylinders mit einer inneren exzentrischen Bohrung um eine Welle bereitstellt, die mit einer ebensolchen exzentrischen äußeren Oberfläche versehen ist. Die Welle rotiert synchron und gegensinnig zu dem äußeren Zylinder. Da die Beträge der Exzentrizität gleich sind und infolge des Umstands, dass sie in entgegengesetzte Richtungen rotieren, entstehen zusätzlich Verschiebungen, bei denen es den Anschein hat, dass die Bewegung linear ist und in einer einzelnen radialen Richtung verläuft.
Kurz zusammengefasst sieht die Erfindung bei einer wichtigen Ausführungsform vor, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, die Geschwindigkeit einer laufenden Bahn so zu modifizieren, dass eine Behandlung an der Bahn in einer Bearbeitungsstation mit einer wünschenswert reduzierten Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, während ansonsten eine hohe Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht wird. Eine solche wichtige Behandlung kann darin bestehen, dass unter Anwendung von Ultraschall Schichten einer Bahn, die thermoplastische Materialien, wie nicht gewebte Textilmaterialien, umfasst. Erste und zweite Walzenanordnungen für das Verfahren sind am Eingang und am Ausgangspunkt der Verbindeeinrichtung auf Ultraschallbasis angeordnet und werden gleichzeitig zykloidal entlang einer Linie tangential zu dem Verbindungspunkt verstellt. Die erste und zweite Walzenanordnung sind jeweils mit Exzentern ausgestattet, die wiederum von exzentrischen Elementen, wie Wellen oder Hohlzylindern, getragen werden, die dann ihrerseits um gleiche Exzenterzentren rotieren. Die Walzen der ersten und der zweiten Walzenanordnung werden in der gleichen Richtung angetrieben, in der die Bahn über sie hinwegläuft, während die ersten und zweiten Trageelemente in entgegengesetzter Richtung dazu angetrieben werden. Jede Walze und jeder Tragmechanismus wird synchron in Drehung versetzt, wobei eine vollständige Umdrehung einer Produktlänge entspricht. Weil jede Exzenterwalze relativ zu ihrer Gegenwalze rotiert, ergibt sich ein direkter Versatz der Exzentrizitäten, der in einer Achse entfällt, während sich die Versätze in einer anderen senkrecht dazu stehenden Achse addieren. Diese Anordnung bringt eine Festonbewegung auf die Bahn auf, wobei die Geschwindigkeit zykloidal entsprechend dem Grad der exzentrischen Verschiebung variiert.
Der Festoneffekt wird dadurch erreicht, dass die erste und die zweite Walzenanordnung in einer Richtung entgegengesetzt der Maschinenlaufrichtung verstellt werden, und zwar jedes Mal, wenn eine Bindekraft oder ein anderer Behandlungsschritt ausgeführt wird. Die durchschnittliche Laufgeschwindigkeit in der Maschine verbleibt auf einem konstanten Geschwindigkeitswert, während die Verweildauer für die Verbindung angehoben wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die erste und die zweite Walzenanordnung exzentrisch rotierend angetrieben. Eine dritte und eine vierte hohle Walze sind vorgesehen und besitzen exzentrisch positionierte hohle zylindrische Öffnungen, die ihrerseits auf Wellen abgestützt sind, die sich senkrecht zur Maschinenlaufrichtung erstrecken. Die Einstellung der Walzen geschieht durch gleichzeitiges Drehen der Exzentermechanismen.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das gleiche Verfahren und die Vorrichtung auch für verschiedene andere Behandlungsschritte anwendbar, die in einer Bearbeitungsstation auf eine laufende Bahn ausgeübt werden. Solche Behandlungsschritte können ein mechanisches Verbinden, ein thermisches Verbinden, ein Crimpen, ein Stanzen, ein Prägen, ein Drucken, ein Besprühen, ein Aufheizen, ein Bestrahlen, ein Schneiden, ein Nähen sowie die Anwendung auf zusätzliche Schichten oder Anhänge umfassen, oder auch sehr viele ähnliche Operationen, wie sie für Fachleute ohne weiteres vorstellbar sind.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Begriff "thermo-mechanische Verbindung" auf Verbindungsverfahren unter Anwendung von Ultraschall sowie auf andere Verfahren, die eine Kombination von Wärme und Druck einsetzen, um damit eine Vielzahl von Schichten der Bahn aus verbindbarem Material miteinander zu verbinden. Es werden Einrichtungen mit einem Ultraschallhorn eingesetzt, das mit einer Frequenz etwa im Bereich zwischen 18 und 60 kHz betrieben wird. Derartige Einrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und bilden keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Einzelheiten solcher Einrichtungen werden beispielsweise in der US 5,096,532 (Neuwirth et al., 17. März 1992) und den dort entgegengehaltenen Druckschriften beschrieben. Auch die US 5,421,924 (Ziegelhoffer et al., 06. Juni 1995) ist vergleichbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine isometrische Ansicht zum Verbinden einer Bahn mit einer Schicht einschließlich einer Einheit zum Modulieren der Bahngeschwindigkeit nach der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1.
3 ist eine isometrische Darstellung der Einheit zum Modulieren der Bahngeschwindigkeit, wie sie in 1 enthalten ist, jedoch dargestellt als eine separate Einheit, um das Zusammenwirken mit einem Antriebsmechanismus klarer darzustellen.
4 ist eine perspektivische Darstellung der Einheit zum Modulieren der Bahngeschwindigkeit gemäß 3, wobei einige Antriebselemente zur Verbesserung der Übersichtlichkeit weggelassen sind.
5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 3.
5A ist eine Seitenansicht einer exzentrischen Walzenanordnung in Verbindung mit einem der Einstellung dienenden Bolzen.
6 ist eine Folge von Seitenansichten einer Walzenanordnung mit Doppelexzentrizität, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt wird, wobei die relativen Stellungen während einer vollen Umdrehung dargestellt sind.
7 ist eine grafische Wiedergabe der Bahngeschwindigkeit relativ zu der Bindegeschwindigkeit zu verschiedenen Stellen der Rotation der exzentrischen Walzen gemäß 6.
8 ist eine isometrische Ansicht einer einzelnen Walze mit Doppelexzentrizität, wie sie in der Praxis bei Ausübung der Erfindung eingesetzt wird.
9 ist eine Endansicht der Walzenanordnung gemäß 8.
10 ist eine Schnittdarstellung der Walzenanordnung gemäß den 8 und 9 gemäß der Linie 10-10 in 9.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Walzenanordnung nach der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Gebrauch macht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In den Zeichnungen gibt das Bezugszeichen 10 eine Verbindestation wieder, in der verschiedene Schichten einer Bahn 12 unter Verwendung von Ultraschall vermittels eines oszillierenden Ultraschallhorns 14 verbunden werden. Entsprechend der üblichen Praxis vibriert das Ultraschallhorn 14 mit extrem hoher Frequenz, üblicherweise im Bereich von 20.000 Hertz, wobei fortwährend die die Bahn 12 bildenden Schichten gegen einen Amboss 16 an verschiedenen Orten über die Länge der Bahn verteilt, wie in 1 und 2 dargestellt, geschlagen werden. Die Bahn 12 besteht typischerweise aus gesponnenem Polypropylen oder einem ähnlichen thermoplastischen polymeren Material. Die Ambosse 16 sind in gleichen Abständen auf dem Umfang einer drehbaren Trommel 18 angeordnet. Gewöhnlich sind drei bis sechs Ambosse 16 auf der rotierenden Trommel 18 angebracht. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt vier solche Ambosse auf dem Umfang. Die Trommel 18 ist drehbar an einem Rahmenelement 20 gelagert. Auf dem Rahmen ist auch eine bekannte Einrichtung 15 für die Ultraschallbetätigung angeordnet, über die der Ultraschallhammer 14 angetrieben wird.
Stromauf und stromab des Ultraschallhorns 14 ist eine doppelt exzentrisch ausgebildete Walzenanordnung 30 und 32 nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Walzenanordnungen 30 und 32 besitzen frei drehbare Walzen 34 bzw. 36. Es wird nachfolgend noch genauer erläutert werden, wie die Walzenanordnungen 30 und 32 betätigt werden, um die Geschwindigkeit der laufenden Bahn 12 zykloidal zu variieren. Der oszillierende Effekt der Walzenanordnungen 30 und 32 wird synchron genutzt, so dass die Bahn 12 ihre niedrigste Geschwindigkeit einnimmt, wenn einer der Ambosse 16 sich fluchtend zu dem Ultraschallhorn 14 bewegt.
In den 3 und 4 ist ein Antriebsriemen 40 erkennbar, der den äußeren Umfang der Walzenanordnungen 30 und 32 synchron miteinander verbindet. Wie aus 10 erkennbar ist, weist die Walzenanordnung 30 eine äußere Umfangsfläche 62 auf, die mit einer Antriebsscheibe 60 in Verbindung steht, so dass sie über den Antriebsriemen 40 angetrieben wird. In entsprechender Weise steht eine Antriebsscheibe 61 mit der äußeren Umfangsfläche 63 der Walzenanordnung 32 in Verbindung. In den 8–10 sind nur die Details der Walzenanordnung 33 verdeutlicht. Es versteht sich jedoch, dass die andere Walzenanordnung 32 im Wesentlichen identisch ausgebildet ist.
Wie aus den 3 und 4 erkennbar ist, wird der Antriebsriemen 40 über eine Antriebseinheit 46 angetrieben. Es sind weiterhin bekannte einstellbare Freilaufrollen, wie die, die mit den Bezugszeichen 51, 52 und 53 versehen sind, dargestellt. Diese dienen der Einstellung der Spannung des Antriebsriemens 40 in üblicher Weise. In den 3 und 4 sind auch Antriebsriemen 42 und 44 dargestellt, die an einer Scheibe 64 angreifen, die mit einem drehbaren exzentrischen Teil 66 der Walzenanordnung 30 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es am besten aus 10 erkennbar, dass die innere Tragwelle 70 stationär angeordnet ist und das innere Teil 66 drehbar über Kugellager 72 abstützt. Das dazwischen geschaltete exzentrisch zylindrische Teil 66 trägt seinerseits drehbar das äußere Teil mit der Umfangsfläche 62 vermittels der Kugellager 74. Die Riemen 42 und 44 werden synchron in entgegengesetzter Rotationsrichtung zu dem Antriebsriemen 40 angetrieben, so dass die Komponenten 62 und 66 gegensinnig zueinander rotieren.
Aus den 3 und 5 ist erkennbar, wie eine angetriebene Riemenscheibe 50 mit der drehbaren Trommel 18 verbunden ist. Die Rotation der Trommel 18 ist entsprechend synchron zu der Rotation und Bewegung der Walzenanordnungen 30 und 32 abgestimmt.
Aus den 9 und 10 ist am besten erkennbar, wie die inneren Tragflächen 61 und 63 der äußeren Walzen 62 exzentrisch zu den äußeren Umfangsflächen der Walzen 62 angeordnet sind. Ebenso sind die Tragflächen 67 und 68 der mittleren Walze 66 ebenso exzentrisch zu der zentralen Achse des Teils 66 ausgebildet und angeordnet.
Aus 6 ist die Wirkung der gegenläufigen Drehbarkeit der Exzenterteile 62 und 66 um die stationäre Welle 70 erkennbar. In der 0°-Stellung, wie auch in der 360°-Stellung, sind die beiden exzentrischen teile in eine Stellung verdreht, bei der die linke Umfangsfläche der 6 sich in einer Stellung befindet, in der sie maximal nach links vorsteht. Wenn die beiden exzentrischen Teile durch die 45°-Stellung in Richtung auf die 90°-Stellung verdreht werden, nimmt der Überstand nach links ab, bis er in der 90°-Stellung 0 erreicht. In dieser Stellung steht die äußere Oberfläche des exzentrischen Teils 62 gleich weit nach links und rechts bezüglich der Achse des stationären Teils 70 über. Wenn dann die Verdrehung über die 135°-Stellung erfolgt, erstreckt sich die äußere Umfangsfläche 62 nach rechts, bezüglich der Achse der zentralen Welle 70. Das Maximum der Bewegung nach rechts wird bei einem Punkt erreicht, an dem die exzentrischen Teile 62 und 66 sich genau in der 180°-Stellung befinden.
Es ist erkennbar, dass beim Weiterdrehen der Anordnung 30 aus der 180°-Stellung der Überstand nach rechts wieder abnimmt, bis ein gleich weiter Überstand nach rechts und links in der 270°-Stellung erreicht wird. Schließlich nehmen die Teile bei Erreichen der 360°-Stellung wiederum ihre Stellung ein, bei der sie maximal nach links ausladen.
Es versteht sich, dass jede der Walzenanordnungen 30 und 32 im gleichen Zyklus, wie er in 6 dargestellt ist, synchron bewegt wird, so dass sich ein Effekt auf die Bahn 12 ergibt, die über die Walzen läuft, der als oszillierender Effekt beschrieben werden kann, indem die Bahngeschwindigkeit ansteigt und vermindert wird während jeder Umdrehung der Walzeneinheiten. Dieser Effekt ist in 7 dargestellt, wobei die relative Bahngeschwindigkeit in Prozent der Verbindegeschwindigkeit über der Rotation der Einrichtung dargestellt ist. Es wird ein Intervall 75 benutzt, in welchem die Geschwindigkeit am meisten reduziert ist, bei dem der Punkt des Zusammentreffens der Einrichtung festgelegt ist, in welchem der Amboss 16 sich gegenüber dem Ultraschallhorn 14 befindet. Da die Durchschnittsgeschwindigkeit höher ist als die Bindegeschwindigkeit, kann eine höhere Anzahl von Verbindungen pro Minute hergestellt werden. Somit ist eine Anhebung der effektiven Arbeitsgeschwindigkeit in einem Verbindungsprozess um mindestens 33 % erreichbar.
In 5a ist eine bevorzugte Technik zum Einstellen der Walzenanordnungen 30 und 32 gezeigt. Um die Walzenanordnungen zueinander auszurichten, wird ein Bolzen 80 benutzt. In Verbindung damit sind an der äußeren Walze 62 Löcher 82 und 83 vorgesehen. Ähnliche Öffnungen 84 und 85 erstrecken sich durch das zwischengeschaltete Walzenteil 66. Eine zusammenwirkende Öffnung befindet sich auch durchgehend durch das Zentrum der Welle 70. Die Bolzen 80 werden nur während der Einstellung der Einrichtung benutzt und entfernt, sobald die Einrichtung in Betrieb gesetzt wird, damit die beschriebenen Relativverdrehungen möglich sind.
Durch die Bewegung, die durch die exzentrischen Walzen nach der vorliegenden Erfindung verursacht wird, bekommt die effektiv lineare Geschwindigkeit der Bahn ein sinoidales Muster aufgeprägt, welches sich damit um 90° relativ zu der Phase der Bahnbewegung befindet. Während der Vorwärtsbewegung der Bahn erreicht die Geschwindigkeit im Maximum der Kurve ein Maximum, weil sich die lineare Geschwindigkeit und die nominale Bahngeschwindigkeit addieren. Während der Rückbewegung der Walzen ergibt sich auch eine zusammengesetzte Geschwindigkeit, jedoch ist hier diese von der Nominalgeschwindigkeit in Abzug gebracht und erreicht einen niederen Punkt im unteren Durchgang der Kurve. Wie bei jeder Sinuskurve, so variiert die Amplitude am stärksten, wenn der Nullpunkt oder Mittelpunkt durchlaufen wird. Dagegen variiert die Amplitude nur geringfügig um einige wenige Grade beim Durchlauf der Maxima. Die vorliegende Erfindung nutzt vorteilhaft diese Möglichkeit während einer Bindeperiode. Während einer Verweilperiode von etwa 20° bis 30°, entsprechend dem Intervall 75, nähert sich die Geschwindigkeit der Bahn 12 der Geschwindigkeit des Ambosses 16 an.
Eine Begrenzung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ergibt sich aus der Tatsache, dass die äußere Umfangsfläche der Walzenanordnungen 30 und 32 gleich einer Produktteilung oder einer Länge entlang der Bahn 12 sein muss. Wenn in diesem Fall relativ kleine Produktteilungen erforderlich sind, können die Durchmesser der Walzenanordnungen zu klein sein, um den gewünschten Betrag der Exzentrizität zu erreichen. Für diesen Anwendungsfall ist eine zweite Ausführungsform sinnvoll, wie sie in 11 dargestellt ist. Bei der Ausführungsform nach 11 befindet sich das feststehende Teil außen relativ zu den exzentrischen Komponenten und die zentrale Welle bildet einen Teil der drehbaren Walzenanordnung. Aus 11 ist erkennbar, dass ein äußeres stationäres Gehäuse 100 vorgesehen ist, welches mit einer stationären Fläche 102 verbunden ist. Ein dazwischengeschaltetes exzentrisch ausgebildetes drehbares Element 104 ist in dem äußeren Gehäuse 100 über Lager 106 und 108 drehbar gelagert. Innerhalb des Zwischenelements 104 tragen Lager 112 und 114 ein drehbares Wellenelement 116. Ein Walzenelement 120, über welches die Bahn läuft, ist exzentrisch mit der Welle 116 verbunden. Wie auch bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Scheiben und Antriebsscheiben 110 und 118 vorgesehen, um die Rotation auf die Elemente 116 und 104 in gegensinniger Weise zu übertragen. Mit dieser Ausführungsform lässt sich der notwendige Grad der Exzentrizität auch für kleine Produktteilungen erreichen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 12 sind für gleiche Elemente der Vorrichtung gleiche Bezugszeichen benutzt, wie sie bereits bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen nach der Erfindung angewendet wurden. Die modifizierte Vorrichtung 125 weist exzentrische Walzen 130 und 132 auf, die stromauf und stromab zu dem Ultraschallhammer 14 und seine Betätigungseinrichtung 15 angeordnet sind. Jede der Walzen 130 und 132 drehen um Achsen, die gegenüber ihren Mittellinien versetzt sind, um die oszillierende Bewegung bei synchroner Drehung der Walzen 130 und 132 zu erreichen, wobei jede dieser Walzen eine eigene Exzentrizität aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind die Walzen 130 und 132 um 180° außer Phase, so dass die Bahn 12 mit einer verringerten Geschwindigkeit weiterbewegt wird, wenn der Hammer 14 mit dem Amboss 16 zusammentrifft und betätigt wird. Die Bahngeschwindigkeit wird dann wiederum über ihre nominale Geschwindigkeit hinaus gesteigert, wenn der Hammer 14 nicht betätigt wird.
Die vorangehende Beschreibung soll nur als beispielhafte Beschreibung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Weiterhin sind zahlreiche Modifikationen und Änderungen für Fachleute im Bereich des Möglichen. Eine Beschränkung der Erfindung auf die dargestellte Ausführungsform ist nicht beabsichtigt. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, kann eine Änderung in Details erfolgen, ohne dass damit die Erfindung verlassen wird, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum intermittierenden Ausführen eines Bearbeitungsschritts an einer in Maschinenrichtung mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit laufenden Bahn (12) mit folgenden Verfahrensschritten Bereitstellen einer Bearbeitungsstation in der Nähe der laufenden Bahn (12), wobei die Bearbeitungsstation eine Einrichtung (15) zur Durchführung der intermittierenden Bearbeitung an der Bahn an beabstandeten Stellen entlang der Bahn in der Maschinenrichtung aufweist, gekennzeichnet durch Bereitstellen erster und zweiter Walzenanordnungen (30, 32) mit Abstand zueinander und in Maschinenrichtung auf unterschiedlichen Seiten vor und hinter der Bearbeitungsstation, wobei die erste und die zweite Walzenanordnung mit der laufenden Bahn (12) in Kontakt sind und jeweils exzentrische Zylinderkomponenten auf stationären ersten und zweiten Wellen aufweisen, intermittierendes Betätigen der Einrichtung zwecks Durchführung der Behandlung der Bahn in in Maschinenrichtung beabstandeten Intervallen, simultanes Verstellen der ersten und der zweiten Walzenanordnung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Maschinenrichtung zu jeder Zeit, in der die Einrichtung betätigt wird, wobei die durchschnittliche Laufgeschwindigkeit in der Maschinenrichtung konstant gehalten wird, wodurch die Verweilzeit für jede Betätigung der Einrichtung angehoben wird, und simultanes Verstellen der ersten und der zweiten Walzenanordnung zurück in Maschinenrichtung nach Vervollständigung der Bearbeitung, wobei das Verstellen durch synchrone Rotation der ersten und der zweiten Walzenanordnung erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzenanordnungen (30, 32) von einem einzigen Antriebsriemen (40) angetrieben sind, der über Antriebsflächen geführt ist, die sowohl an der ersten Walzenanordnung als auch an der zweiten Walzenanordnung vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzenanordnungen (30, 32) erste und zweite äußere zylindrische Elemente (62, 63) aufweisen, die jeweils exzentrisch rotierend auf dritten und vierten hohlen Walzen (66) angeordnet sind, die mit exzentrisch positionierten hohlen zylindrischen Durchbrechungen ausgestattet sind, die ihrerseits jeweils auf rechtwinklig zu der Maschinenrichtung positionierten Wellen (70) angeordnet sind, wobei die Bewegung der Kontaktflächen in und gegen die Maschinenrichtung durch simultane Rotation der ersten und der zweiten Walzenanordnungen (30, 32) zum synchronen Ausdehnen und Zurückziehen der Kontaktflächen erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzen synchron in einer ersten Rotationsrichtung und die dritten und vierten Walzen entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung angetrieben sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzen von einem ersten Antriebsriemen (40) und die dritten und vierten Walzen durch separate synchron angetriebene Antriebsriemen (42, 44) angetrieben sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Ultraschall-Verbindungsvorrichtung zum Verschweißen mehrere Materialschichten der Bahn aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn Schichten aus Vliesstoff aus Polypropylen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzenanordnungen (30, 32) jeweils eine Walze (130, 132) aufweisen, die eine exzentrisch angeordnete Rotationsachse besitzt, und dass die Walzen exzentrisch um diese Achse um 180° versetzt rotieren, wodurch die Geschwindigkeit eines sich zwischen den Walzen bewegenden Bahnsegments intermittierend angehoben und abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine thermisch-mechanische Verbindungsvorrichtung (15) zum thermischen Verschweißen mehrerer Materialschichten der Bahn aufweist.
Vorrichtung zum intermittierenden Ausführen eines Bearbeitungsschritts an einer in Maschinenrichtung mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit laufenden Bahn (12) mit einer Bearbeitungsstation in der Nähe der laufenden Bahn (12), wobei die Bearbeitungsstation eine Einrichtung (15) zur Durchführung der intermittierenden Bearbeitung an der Bahn an beabstandeten Stellen entlang der Bahn in der Maschinenrichtung aufweist, gekennzeichnet durch erste und zweite Walzenanordnungen (30, 32) mit Abstand zueinander und in Maschinenrichtung auf unterschiedlichen Seiten vor und hinter der Bearbeitungsstation, wobei die erste und die zweite Walzenanordnung Kontaktflächen aufweisen, die mit der laufenden Bahn (12) in Kontakt sind und jeweils exzentrische Zylinderkomponenten auf stationären ersten und zweiten Wellen aufweisen, die erste und die zweite Walzenanordnung (30, 32) zum simultanen Verstellen der Kontaktflächen bei jeder Betätigung der Einrichtung in einer Richtung entgegengesetzt der Maschinenrichtung und zum simultanen Bewegen der ersten und der zweiten Walzenanordnungen nach Vervollständigung jeder Betätigung der Einrichtung zurück in Maschinenrichtung gestaltet sind, wobei die durchschnittliche Laufgeschwindigkeit in Maschinenrichtung konstant beibehalten wird, wobei das Verstellen durch synchrone Rotation der ersten und der zweiten Walzenanordnung erreicht wird, wodurch die Verweilzeit für jede Betätigung der Einrichtung angehoben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Walzenanordnungen (30, 32) eine innere zylindrische Walze (66) aufweisen, die jeweils exzentrisch rotierend auf einer inneren rechtwinklig zu der Maschinenrichtung positionierten Welle angeordnet sind, und eine zweite äußere Walze (62) aufweisen, die die Kontaktfläche bildet und exzentrisch rotierend auf der ersten inneren Walze angeordnet ist, und dass die Bewegung der Kontaktflächen in und entgegengesetzt zur Maschinenrichtung durch simultane Rotation der ersten und der zweiten Walze (62, 66) in entgegengesetzte Richtungen zum synchronen Ausdehnen und Zurückziehen der Kontaktflächen in Maschinenrichtung erreicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Walzen (62) jeweils exzentrisch auf den stationären Wellen (70) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Walzen (66) der ersten und der zweiten Walzenanordnungen synchron mit einem einzigen Antriebsriemen angetrieben sind, der über Antriebsflächen geführt ist, die sowohl an der ersten Walze als auch an der zweiten Walze vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Walzenanordnungen jeweils einen ersten (62) und einen zweiten (66) drehbaren Exzenterzylinder aufweisen, wobei jeder zweite Exzenterzylinder drehbar auf dem ersten Exzenterzylinder um die betreffende Welle (70) angeordnet ist, und dass Mittel zum synchronen Drehen der ersten und der zweiten Exzenterzylinder in entgegengesetzte Richtungen mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit vorgesehen sind, wobei jeder Exzenterzylinder um eine volle Umdrehung während jeder Betätigung der Bearbeitungsstation drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Exzenterzylinder (62, 66) hohl ausgebildet sind und eine exzentrisch positionierte Durchbrechung aufweisen, die ihrerseits auf einer stationären senkrecht zur Maschinenrichtung angeordneten Welle (70) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten drehbaren Exzenterzylinder der ersten und der zweiten Walzenanordnungen (30, 32) über einen einzigen Antriebsriemen angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10; dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation eine Ultraschallverbindungsvorrichtung (15) zum Verschweißen mehrerer Materialschichten der Bahn mit Ultraschall aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation eine thermisch-mechanische Verbindungsvorrichtung (15) zum thermischen Verschweißen mehrerer Materialschichten der Bahn aufweist.