DE69817499T2

DE69817499T2 - Vorrichtung zum Transport von kontinuierlichen Bahnen aus langgestrecktem Material

Info

Publication number: DE69817499T2
Application number: DE69817499T
Authority: DE
Inventors: Ingemar Fernfors
Original assignee: SCA Hygiene Products AB
Current assignee: Essity Hygiene and Health AB
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: EP0915049B1; US6349867B1; JPH11208951A; JP4290788B2; DE19749593A1; DE69817499D1; EP0915049A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn entlang einer Produktionslinie oder ähnlichem, wobei die Materialbahn verschiedenen Bearbeitungsvorgängen unterzogen wird, die zu einem fertigen Produkt führen. Die Transportrichtung der Materialbahn entspricht der Längserstreckung der Materialbahn.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Herstellung von Produkten aus einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn, wobei jedes einzelne Produkt aus einer diskreten Länge oder auf einer diskreten Länge der Materialbahn gemacht wird, treten Probleme hinsichtlich der Produktionskapazität in den Maschinen auf, bei welchen die maximale Maschinen- oder Transportgeschwindigkeit beschränkt ist aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, einen periodischen Bearbeitungsschritt oder -Vorgang an dem auf oder aus der Materialbahn auszubildenden Produkt durchzuführen. Beispielsweise werden bei der Herstellung von absorbierenden Artikeln, wie beispielsweise Babywindeln, Damenbinden, Inkontinenzeinlagen, etc. aus Schichten oder Lagen aus absorbierendem, feuchtigkeitsdurchlässigem und flüssigkeitsundurchlässigem Material, verschiedene Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Kleben, Ultraschallschweißen, schnelles mechanisches Bearbeiten, etc., durchzuführen, die in Abständen oder periodisch entlang zumindest eines Teils der Länge jedes Produkts ausgeführt werden. Solche Bearbeitungsvorgänge oder auch andere an jeder Art von Produkt ausgeführten Vorgänge, das aus oder auf einer längserstreckten Materialbahn oder auf oder aus mehreren längserstreckten Materialbahnen produziert wird, die sich mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit an der Bearbeitungsstation vorbei bewegt bzw. bewegen, können zu einer Reduktion der Produktivität insgesamt führen, weil der in Abständen oder periodisch ausgeführte Bearbeitungsschritt nicht mit der gleichen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann wie andere an dem Produkt vorzunehmende Vorgänge. Daher bestimmt der langsamste Bearbeitungsschritt die maximale Maschinengeschwindigkeit oder Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Eine Vorrichtung zum Transportieren eines längserstreckten flexiblen Objekts, wie beispielsweise einer Materialbahn, wobei die Geschwindigkeit eines Abschnitts der Materialbahn periodisch variiert wird, während eine konstante Geschwindigkeit der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte der Materialbahn beibehalten wird, ist aus WO 95/12491 und WO 95/12539 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die längserstreckte Materialbahn kontinuierlich an sich drehenden Transportwalzen vorbei befördert, die parallel zu der Materialbahn in Transportrichtung oszillieren und in der ihrer Transportrichtung entgegengesetzten Richtung. Während dieser Oszillation sind drei Längen der längserstreckten Materialbahn wechselseitig parallel zueinander, so dass eine Länge der Materialbahn eine relative Geschwindigkeit hat, die gesteigert werden kann, reduziert oder umgekehrt bezüglich eines stationären Punkts mittels der Oszillation der Transportwalzen. Dies ermöglicht die Leistung eines Bearbeitungsvorgangs an der Materialbahn bei einer anderen Geschwindigkeit als der konstanten Geschwindigkeit der Materialbahn in den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitten der Vorrichtung. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch in ihrer Ausgestaltung recht kompliziert und hat relativ große sich bewegende Massen. Außerdem ändert die oszillierende Bewegung abrupt ihre Richtung, was zu großen Kräften führt, die die Vorrichtung aushalten muss.
GB-A-1065161 beschreibt eine Vorrichtung für die schrittweise Beförderung einer Materialbahn. Die Materialbahn wird über exzentrische Walzen bei einer konstanten Geschwindigkeit geführt, so dass der mittlere Bereich der Materialbahn temporär angehalten werden kann, während ein Werkzeug einen Bearbeitungsvorgang ausführt. Zwei weitere Wellen können vorhanden sein, die auch exzentrisch angebracht sind, um ein Durchhängen und Spannungen zu kompensieren, die in der Materialbahn erzeugt werden.
US-A-5277571 beschreibt eine Vorrichtung zum Perforieren einer Materialbahn mit zwei Orbitalwalzen, die in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit, aber in um 180 Grad beabstandeten Positionen, bewegt werden. Dies macht es möglich, die Walzen als temporäre Speicher für das Material in entgegengesetzten Phasen der Walzen zu verwenden, und so wird es möglich, das Material zwischen den Orbitalwalzen anzuhalten, damit eine Perforierstanze oder ähnliches auf das angehaltene Segment einwirken kann.
Offenbarung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Transportieren einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn zu schaffen, die relativ einfach in der Ausgestaltung ist, es aber gleichzeitig ermöglicht, sich einfach an unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zum Transportieren einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteile Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der Vorrichtung wird die Produktionskapazität vorteilhaft gesteigert dank der Möglichkeit, die Lauf- oder Transportgeschwindigkeit der kontinuierlichen flexiblen längserstreckten Materialbahn durch die Vorrichtung hindurch insgesamt zu steigern, während es dennoch möglich bleibt, periodisch oder in Abständen einen Bearbeitungsschritt oder -Vorgang auszuführen, der sonst bei einer höheren konstanten Geschwindigkeit der Materialbahn stromabwärts und stromaufwärts der Vorrichtung nicht ausgeführt werden könnte. Dies beruht darauf, dass die Vorrichtung mit einem sehr einfachen Aufbau eine überlagerte sinusförmige Variation in der Geschwindigkeit produziert, d. h. in der relativen Geschwindigkeit der Materialbahn bezüglich eines festen Punkts in einer Zwischenposition entlang des Transportwegs des Materials durch die Vorrichtung hindurch. Verglichen mit der konstanten Geschwindigkeit besteht daher eine Veränderung in der Geschwindigkeit von Null, einer gesteigerten Geschwindigkeit, Null, einer abgesenkten Geschwindigkeit und wieder von Null an der Zwischenposition. Durch Addieren der sinusförmigen Variation zu der konstanten oder normalen Laufgeschwindigkeit verändert sich die Geschwindigkeit durch die Vorrichtung hindurch sanft zwischen einem Wert, der geringer ist als der konstante Wert, und einem Wert, der höher ist als die konstante Geschwindigkeit. So kann ein Bearbeitungsschritt, der periodisch oder in Abständen an der Materialbahn auszuführen ist und der mehr Zeit erfordert, als bei der konstanten Geschwindigkeit zur Verfügung stünde, mit der sich die Materialbahn entlang der Produktionslinie bewegt, während des Zeitraums mit niedriger Geschwindigkeit ausgeführt werden, ohne dass die gesamte konstante Geschwindigkeit durch diesen langsameren Bearbeitungsschritt beeinflusst würde. Es ist sogar möglich, die Geschwindigkeit auf Null zu reduzieren, wenn der Bearbeitungsschritt dies erfordert. Natürlich ist die Vorrichtung der Erfindung dazu geeignet, in eine Produktionslinie implementiert zu werden, in welcher, wenn die Produkte entlang der Materialbahn ohne eine Lücke zwischen den Produkten ausgeformt werden, nur ein Teil der Länge jedes Produkts entlang der Materialbahn in dem unterbrochenen oder periodischen Bearbeitungsschritt bearbeitet werden soll, oder, wenn eine Lücke mit einer geeignet ausgewählten Länge besteht, die gesamte Länge des Produkts bearbeitet werden kann. Dies beruht darauf, dass der Zeitraum mit der geringen Geschwindigkeit durch einen Zeitraum mit hoher Geschwindigkeit der gleichen Größe kompensiert werden muss, um die gleiche Gesamtgeschwindigkeit der Produktionslinie beizubehalten, und diese Kompensation erfordert eine unbearbeitete Länge entlang der Materialbahn.
Die Erfindung kann vorteilhaft in jeder Produktionslinie realisiert werden, die einen relativ langsamen Bearbeitungsschritt in Abständen erfordert. Ein solcher langsamer Schritt beschränkt die Produktivität und Ökonomie nicht, da insgesamt eine höhere Kapazität der Produktionslinie erzielt werden kann. Außerdem kann eine existierende Produktionslinie, die bis jetzt in ihrer Geschwindigkeit aufgrund eines langsamen Bearbeitungsschritts beschränkt war, umgewandelt werden, so dass sie bei einer höheren Geschwindigkeit läuft, und zwar mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die für den langsamen Bearbeitungsschritt vorgesehen ist.
Ein wichtiger und signifikanter Vorteil der Vorrichtung ergibt sich aus der Tatsache, dass alle ihre hauptsächlichen sich drehenden Teile sich bei einer konstanten Geschwindigkeit drehen, so dass sie nicht periodisch beschleunigt werden müssen. Daher kann die Maschine in ihrer Ausgestaltung einfacher sein und braucht nicht so ausgestaltet zu sein, dass sie plötzliche Anstiege in der Kraft absorbieren kann, die durch die periodische Beschleunigung von Massen als Ergebnis einer abrupten Veränderung in der Richtung verursacht werden. Die Laufgeschwindigkeit der Vorrichtung ist kaum begrenzt, da die sinusförmige Variation der Geschwindigkeit sanft ist und keine großen Massen bewegt werden müssen.
Die Vorrichtung weist ein Paar von stromaufwärtigen Führungen und ein Paar von stromabwärtigen Führungen auf, wobei jede Führung exzentrisch an einer festen Drehachse angebracht ist. Außerdem sind die beiden Führungen eines jeweiligen Paars in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen drehbar, so dass sie zwischen sich einen maximalen und einen minimalen Abstand definieren. Diese Anordnung führt zu einem relativ einfachen, aber stabilen Mechanismus, mittels dessen die sinusförmige Variation der Geschwindigkeit der Materialbahn durch die Vorrichtung hindurch auf sehr sanfte Art und Weise erzielt wird, ohne abrupte Veränderungen in der Richtung und die daraus resultierende unerwünschte Beschleunigung von Massen sowie die Kräfte, die dadurch entstehen. Alle diese Führungen werden bei der gleichen Geschwindigkeit gedreht und machen eine Umdrehung pro Produkt entlang der Materialbahn, so dass ein langsamer Bearbeitungsschritt in Abständen an jedem Produkt während der langsamen Periode der Materialbahn ausgeführt werden kann. Der Abstand zwischen den jeweiligen Paaren von Führungen in der Vorrichtung kann frei gewählt werden, so dass eine kleinere oder größere freie Länge erzeugt wird, die den langsamen Zeitraum bietet, innerhalb dessen der gewünschte langsame Bearbeitungsschritt ausgeführt werden kann. Außerdem ist es möglich, den Prozess an dem gesamten Produkt oder an mehreren Produkten gleichzeitig auszuführen, solange der in Abständen geschehende Vorgang auf einen Teil der Zykluszeit für ein Produkt beschränkt, das aus oder auf der Materialbahn produziert wird. Außerdem hängt der Abstand zwischen den Drehmittelpunkten in jedem Paar von Führungen, der die Längenvariation für jeden Zyklus erzeugt, nicht strikt von der Produktlänge ab. Die Länge der in einem jeweiligen Paar aufgenommenen Materialbahn bewirkt jedoch die Amplitude der sinusförmigen Kurve der Geschwindigkeitsveränderung. Eine kleinere Amplitude führt zu einem relativ gesehen längeren Zeitraum, währenddessen die Geschwindigkeit der Materialbahn in der Vorrichtung am geringsten ist, so dass der langsame, in Abständen geschehende Bearbeitungsschritt ausgeführt werden kann. Daher wird eine relativ flache sinusförmige Kurve mit einer geringen Amplitude bevorzugt, um den Bearbeitungsschritt in Abständen auszuführen, weil es eine kürzere langsame Periode gibt, wenn die Geschwindigkeitsvariation eine größere Amplitude hat.
Zumindest eine stromaufwärtige und/oder zumindest eine stromabwärtige Führung sind jeweils mit einer Kompensationsmittel versehen, das dazu angeordnet ist, mit der zugehörigen Führung zusammenzuwirken, um ein Durchhängen der Materialbahn entlang des Transportwegs zu verhindern. Dies kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn die Materialbahn flexibel ist und sich während der Bearbeitung leicht ausgedehnt hat. Das Kompensationsmittel kann eine exzentrisch angebrachte Welle oder ähnliches sein. Außerdem kann das Kompensationsmittel dazu verwendet werden, eine kleine Längendifferenz der Materialbahn bei den jeweiligen Führungen aufzunehmen, wenn eine solche aufgrund der bestimmten Anordnung der jeweiligen Führungen vorhanden ist.
Zumindest eine und vorzugsweise alle Führungen weisen eine exzentrisch angebrachte Trommel, Welle, etc. auf, um deren Außenumfang herum die Materialbahn geführt wird. Die Außenumfangsfläche ist geeignet ausgeformt oder beschichtet oder um ihre Drehachse herum drehbar, so dass sie der Materialbahn, die durch sie geführt wird, so wenig Widerstand wie möglich entgegensetzt. Dies reduziert jegliche Spannungskräfte, die auf die Materialbahn einwirken könnten, während sie durch die Vorrichtung hindurchtritt. Außerdem ist die Trommel, Welle, etc. vorteilhafterweise für einen sanfteren Betrieb der Vorrichtung mit einem Gegengewicht ausgeglichen.
Gemäß der Erfindung ist ein Mittel zur Bearbeitung der Materialbahn an der Zwischenposition vorgesehen und so angeordnet, dass es die Materialbahn periodisch oder in Abständen bearbeitet, wenn die Geschwindigkeit der Materialbahn bei der Zwischenposition sich in der langsamen Periode der sinusförmigen Geschwindigkeitsvariation befindet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Bearbeitungsmittel auch relativ zu der Materialbahn in der Transportrichtung der Materialbahn und in dem gleichen periodischen Zyklus bewegbar sein wie die Bewegung der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungen. Wenn gewünscht, diese Anordnung dazu verwendet werden, den Effekt der Führungen so zu verbessern, dass die relative Geschwindigkeit zwischen den Bearbeitungsmitteln und der Materialbahn gering oder sogar gleich Null oder fast Null ist, um die Zeit, innerhalb der ein relativ langsamer Bearbeitungsschritt durch das Bearbeitungsmittel ausgeführt werden kann, weiter zu steigern. Alternativ kann das Bearbeitungsmittel bei einer Geschwindigkeit beweglich sein, die gerade ausreicht, um die relative Geschwindigkeit verglichen mit der Materialbahn so zu reduzieren, dass es der sich bewegenden Materialbahn folgt und dennoch den Bearbeitungsschritt zufriedenstellend ausführen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung sollte der Ausdruck "Bearbeitungsmittel" auch Mittel abdecken, die einen oder mehr als einen einzelnen Bearbeitungsvorgang während des Bearbeitungsschritts ausführen.
Falls notwendig, kann eine Trageeinrichtung auf der zur Bearbeitungseinrichtung entgegengesetzten Seite der Materialbahn vorgesehen sein, um die Materialbahn während des Bearbeitungsschritts zu tragen. Die Trageeinrichtung umfasst geeigneterweise eine Walze oder ähnliches, die in der Transportrichtung der Materialbahn drehbar ist und vorteilhafterweise eine Materialbahntragoberfläche aufweist, die die Relativbewegung zwischen der Walze und der Materialbahn ermöglicht. Zum Beispiel kann die Tragoberfläche durch eine Reihe von drehbaren Wellen oder ähnliches ausgebildet sein, die sich quer zur Transportrichtung der Materialbahn erstreckende Drehachsen aufweisen. Wahlweise kann die Tragoberfläche aus einem Werkstoff mit geringer Reibung ausgebildet sein. Solch eine Tragoberfläche verbessert den Be- oder Verarbeitungsvorgang mit der Bearbeitungseinrichtung, wenn Relativbewegung zwischen der Materialbahn und der Bearbeitungseinrichtung besteht und insbesondere, wenn der Bearbeitungsschritt eine Berührung der Bearbeitungseinrichtung und der Materialbahn beinhaltet.
Es ist gemäß der erfinderischen Vorrichtung ebenfalls von Vorteil, dass die Tragoberfläche der Trageeinrichtung ein auf ihr ausgebildetes Muster aufweist, das an die Form der zu bearbeitenden Materialbahn oder des zu bearbeitenden Produkts angepasst ist. Die Bearbeitungseinrichtung kann ebenfalls eine solchermaßen geeignet angepasste Oberfläche aufweisen, falls dies erforderlich ist. Insbesondere kann das Muster aus Nuten, Vorsprüngen oder Ausformungen bestehen, die die Positionierung der Materialbahn oder des aus oder auf der Materialbahn zu bildenden Produkts bezüglich der Bearbeitungseinrichtung verbessern, um für den Bearbeitungsschritt eine geeignete Ausrichtung sicherzustellen. Dies ist im Fall von Relativbewegung zwischen Materialbahn und Bearbeitungseinrichtung insbesondere vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin zumindest ein Förderband, das in der Transportrichtung der Materialbahn in Berührung mit einer Seite von ihr zumindest zwischen einer Position stromaufwärts der stromaufwärtigen Führungseinrichtung und einer Position stromabwärts der stromabwärtigen Führungseinrichtung entlang des Förderpfads bewegbar ist. Solch ein Förderband kann benutzt werden, um Material auf der Materialbahn zu halten, um zu verhindern, dass es von der Materialbahn fällt, oder um die Materialbahn zu halten, um zu verhindern, dass sie während Bewegung entlang des Förderpfads und insbesondere während der Zeitabschnitte hoher Geschwindigkeit oder der Beschleunigung rutscht oder versetzt wird.
Eine besonders vorteilhafte weitere Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung zum Transportieren erster und zweiter kontinuierlicher längserstreckter Materialbahnen relativ zueinander, die eine Transporteinrichtung und Führungseinrichtungen gemäß der Erfindung wie oben beschrieben derart umfasst, dass eine sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der ersten Materialbahn erzeugt wird, und weiterhin eine zweite Transporteinrichtung umfasst, die derart angeordnet ist, dass die zweite Materialbahn entlang eines Förderpfads der zweiten Materialbahn getrennt von dem Förderpfad der ersten Materialbahn transportierbar ist. Der Förderpfad der zweiten Materialbahn kreuzt den Förderpfad der ersten Materialbahn in der Position zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen der ersten Materialbahn, wobei diese stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen der ersten Materialbahn derart winklig zur Förderrichtung der ersten Materialbahn angeordnet sind, dass die erste Materialbahn geführt ist, so dass sie periodisch eine Bewegungskomponente in die gleiche Richtung wie die Förderrichtung der zweiten Materialbahn aufweist.
Diese Vorrichtung ist insbesondere zur Benutzung in einer Fertigungsstraße vorteilhaft, in der ein Element in Längsrichtung entlang des Förderpfads der zweiten Materialbahn auf dem Produkt zu befestigen ist, das entlang es Förderpfads der ersten Materialbahn produziert wird, so dass es sich unter einem Winkel oder quer über die Transportrichtung der ersten Materialbahn erstreckt. Folglich kann z. B. ein Element des Endprodukts, das einfacher in der Längslaufrichtung der zweiten Materialbahn hergestellt werden kann und quer befestigt werden muss, mit voller Kontrolle an der ersten Materialbahn befestigt werden, ohne das Element um 90° drehen zu müssen, was eine relativ komplizierte Maschinerie erfordern würde und sonst eine Beschränkung bezüglich der Geschwindigkeit darstellen könnte, mit der die Fertigungshauptstraße oder kurz Hauptstraße für die erste Materialbahn betrieben werden könnte. Obwohl sowohl die Hauptstraße mit der ersten Materialbahn und die Fertigungshilfs- oder kurz Hilfsstraße für die zweite Materialbahn mit konstanter Geschwindigkeit betrieben werden können, führt das Vorsehen einer erfinderischen Vorrichtung mit Führungseinrichtungen, die unter einem Winkel derart angeordnet sind, dass entweder die erste und/oder die zweite Materialbahn eine Bewegungskomponente in der gleichen Richtung wie die Transportrichtung der anderen Materialbahn aufweist, zu einer geringen Relativgeschwindigkeit oder sogar zu einer Relativgeschwindigkeit gleich Null zwischen den beiden Bahnen. Folglich kann ein Bearbeitungsschritt beim Kreuzungspunkt der beiden Bahnen durch einfache Einrichtungen und ohne komplizierte und zeitaufwendige Prozeduren durchgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Vorrichtung mit sich kreuzenden ersten und zweiten Materialbahnen, wie sie oben beschreiben ist, sind die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen der ersten Materialbahn derart winklig zur Förderrichtung der ersten Materialbahn angeordnet, dass eine Relativgeschwindigkeit von der ersten Materialbahn bezüglich der zweiten Materialbahn von Null oder nahezu Null vorliegt. Folglich erzeugt durch Einstellen des Winkels, unter dem die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen die Hauptförderrichtung der ersten Materialbahn kreuzen, der Richtungswechsel der ersten Materialbahn in Kombination mit ihrer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung geänderte Geschwindigkeitskomponenten der ersten Materialbahn in den Längs- und Querrichtungen, die maximiert werden können, um derart übereinzustimmen, dass eine Relativgeschwindigkeit von Null zwischen der ersten und der kreuzenden zweiten Materialbahn erzeugt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit sich kreuzenden ersten und zweiten Materialbahnen kann eine erfinderische Vorrichtung mit Transport- und Führungseinrichtungen zum Erzeugen einer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung der zweiten Materialbahn ebenfalls entlang ihrer Fertigungsstraße vorgesehen sein. In diesem Fall überlappen sich die Zwischenposition in der Vorrichtung zum Verändern der Geschwindigkeit der ersten Materialbahn und die Zwischenposition in der Vorrichtung zum Verändern der Geschwindigkeit der zweiten Materialbahn. Zusätzlich können die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen der zweiten Materialbahn ebenfalls unter einem Winkel zur Transportrichtung der zweiten Materialbahn angeordnet sein. Folglich kann durch das geeignete Kombinieren der Wirkungen der Führungseinrichtungen beider Materialbahnen und wahlweise der Wirkung der Winkel der Materialbahnen zur Haupttransportrichtung der jeweiligen Bahnen, die Relativgeschwindigkeit zwischen den sich kreuzenden Bahnen wie gewünscht eingestellt werden, um optimale Bedingungen zum Durchführen des gewünschten Bearbeitungsschritts im Kreuzungspunkt vorzusehen.
Die oben beschriebene Vorrichtung mit sich kreuzenden Materialbahnen entfernt einen möglichen Engpass in einer Fertigungsstraße, in der eine Produktkomponente, die am geeignetsten in Längsrichtung hergestellt wird, unter einem Winkel oder quer zur Bewegungsrichtung der Hauptstraße befestigt werden muss. Darüber hinaus ist es mittels der erfinderischen Vorrichtung mit den sich kreuzenden Materialbahnen möglich, die Hilfsstraße für die zweite Materialbahn wie gewünscht oberhalb oder unterhalb der Hauptstraße für die erste Materialbahn zu kreuzen. Dies stellt im Hinblick auf die Gestaltung des Endprodukts die meisten Optionen bereit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Aufgaben und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden aus der ausführlichen Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen besser hervorgehen, die im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden, in denen:
1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, in der eine Maximallänge der Materialbahn durch die stromaufwärtige Führungseinrichtung getragen ist;
2 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß der 1 zeigt, in der im wesentlichen dieselbe Länge der Materialbahn durch jeweils die stromaufwärtige und die stromabwärtige Führungseinrichtung getragen ist;
3 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß der 1 zeigt, in der eine Maximallänge der Materialbahn durch die stromabwärtige Führungseinrichtung getragen ist, d. h. die zur 1 entgegengesetzte Situation;
4 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 zeigt, in der im wesentlichen dieselbe Länge der Materialbahn durch jeweils die stromaufwärtige und die stromabwärtige Führungseinrichtung getragen ist, wobei sich aber die Führungseinrichtungen in zu denen der 2 entgegengesetzten Positionen befinden;
5 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
6 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
7 ein Beispiel einer exzentrisch befestigten Führungseinrichtung zeigt;
8 ein Diagramm zeigt, das ein erstes Beispiel einer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung der Materialbahn in einer Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung illustriert;
9 ein Diagramm zeigt, das ein zweites Beispiel einer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung der Materialbahn in einer Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung illustriert;
10 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, in der sich zwei Materialbahnen kreuzen;
11 eine schematische Ansicht der die Fertigungshauptstraße in 10 kreuzende Fertigungshilfsstraße zeigt;
12 eine schematische Seitenansicht der von der Hilfsstraße gekreuzten Hauptstraße zeigt, betrachtet in Richtung von der Linie A-A in 10;
13 eine schematische Draufsicht auf die sich kreuzenden Materialbahnen in 10 bis 12 zeigt;
14 ein Diagramm zeigt, das die sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung in Querrichtung der Bahn der Hauptstraße in einer Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert, die unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben ist; und
15 ein Diagramm zeigt, das die resultierende Geschwindigkeit der Bahn der Hauptstraße in einer Vorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt, die unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben ist.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
Die ausführlichen Ausführungsformen der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf eine Fertigungsstraße für absorbierende Artikel, wie z. B. Windeln für Säuglinge oder Kleinkinder, Inkontinenzartikel, hygienische Binden oder ähnliches beispielhaft beschrieben. Die vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt und kann in jeder Fertigungsstraße implementiert werden, in der ein intermittierender Verfahrensschritt an einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn durchgeführt werden muss, der eine geringere Geschwindigkeit als die konstante Geschwindigkeit der Produktionsstraße erfordert. Die unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 im folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind unter Bezugnahme auf die Produktion von mehrlagigen absorbierenden Artikeln beschrieben, die aus der Materialbahn hergestellt sind. Insbesondere ist ein Verfahrensschritt des Ultraschallschweißens gezeigt, obwohl dies ebenfalls ein intermittierender schneller mechanischer Prozess, ein Klebeschritt oder ähnliches in der Herstellung eines absorbierenden Artikels sein könnte. Das Ultraschallschweißverfahren befestigt Lagen des absorbierenden Artikels entlang einer Länge des absorbierenden Artikels aneinander, die kürzer ist als der Artikel selbst. Die absorbierenden Artikel werden in ihrem fertigen Zustand aus dem Ende der Materialbahn geschnitten. Die erfinderische Vorrichtung erlaubt eine Produktionsrate von mindestens 500 bis 800 absorbierenden Artikeln pro Minute.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung (nicht gemäß der vorliegenden Erfindung, da keine Kompensationsmittel), durch die eine kontinuierliche längserstreckte flexible Materialbahn 1 für eine Windel oder einen Inkontinenzartikel gefördert wird. Die Materialbahn kann aus einer flüssigkeitsundurchlässigen Trageschicht, einem Nonwoven-Kern und einer flüssigkeitsdurchlässigen Deckschicht bestehen. Zusätzlich wird die Materialbahn in der Längsrichtung, d. h. der Transportrichtung der Materialbahn 1, gefaltet. Die Materialbahn wird mit konstanter Geschwindigkeit in die erfinderische Vorrichtung hinein und aus ihr heraus transportiert, wie in 1 dargestellt. Natürlich kann die konstante Maschinen- oder Laufgeschwindigkeit der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Art des Produkts und des durchzuführenden Herstellungsverfahrens und/oder -schritts erheblich variieren.
Wahlweise kann eine Ultraschallschweißvorrichtung an dem am meisten stromaufwärts gelegenen Ende der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, betrachtet in der Transportrichtung der Materialbahn 1. Bei der hohen konstanten Geschwindigkeit der Materialbahn kann die Ultraschallschweißvorrichtung 2 das gefaltete Material an der Stelle einer Seitennaht im Endprodukt geringfügig verschweißen. Eine solche vorläufige Schweißung ist im Fall eines mehrlagigen Produkts empfehlenswert, um die Lagen aneinander zu sichern, damit relative Versetzung beim Durchlaufen durch die erfinderische Vorrichtung verhindert ist.
Weiter stromabwärts entlang des Förderpfads befindet sich eine feste Materialbahnführungswelle, die vorgesehen sein kann, um die Materialbahn stromaufwärts der stromaufwärtigen Führungseinrichtung geeignet zu positionieren. In der gegenwärtigen Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung umfasst die stromaufwärtige Führungseinrichtung zwei exzentrisch befestigte Walzen 4 und 5, die unter konstanter Geschwindigkeit um ihre Drehachsen in Lagern drehbar sind. Die Drehachsen sind als kleine schwarze Punkte am Umfang der Walzen 4, 5 gezeigt. Um eine Minimal- und eine Maximalbeabstandung der beiden Walzen 4 und 5 zu definieren, werden die Walzen in gegenläufige Richtungen gedreht, wie durch die Pfeile in 1 bezeichnet. Alternativ können die Walzen beide in die gleiche Richtung gedreht werden. Natürlich können anstelle der Walzen die stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 ebenfalls aus exzentrisch befestigten Wellen oder ähnlichem gebildet sein, solange eine exzentrisch befestigte drehbare Führungsoberfläche für die Materialbahn 1 vorgesehen ist.
Stromabwärts der stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und stromaufwärts der stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9, in einer Zwischenposition zwischen den beiden, befindet sich eine intermittierende Bearbeitungseinrichtung 6. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist dies eine Ultraschallschweißvorrichtung. Die Bearbeitungseinrichtung kann jedoch, wie zuvor offenbart, jegliche andere Vorrichtung umfassen, die zum Ausführen des beabsichtigten langsamen Bearbeitungsschritts entlang der Produktionsstraße erforderlich ist, in der die erfinderische Vorrichtung benutzt wird.
Auf der der Bearbeitungseinrichtung 6 gegenüberliegenden Seite der Materialbahn befindet sich eine Trageeinrichtung 7 in Form einer drehbaren Musterwalze. Die Walze 7 kann zum Führen der Materialbahn 1 auf ihrem Umfang eine gemusterte Tragoberfläche aufweisen. Das Muster kann eine Reihe von Ausnehmungen oder Ausformungen aufweisen, um ein Teil oder alle der auf oder aus der Materialbahn 1 gebildeten Produkte aufzunehmen, wenn diese über die Walze läuft, so dass bezüglich der Bearbeitungseinrichtung 6 eine für die Bearbeitungsschritte geeignete Ausrichtung sichergestellt ist. Zusätzlich oder wahlweise kann die Tragoberfläche der Walze 7 mit einer Reihe von kleinen Wellen versehen sein, deren Drehachsen sich quer zur Transportrichtung der Materialbahn erstrecken, um relative Versetzung zwischen der Materialbahn und der Walze zu ermöglichen. Die Oberfläche kann jedoch wahlweise aus Material mit geringer Reibung ausgebildet sein, oder die Materialbahn kann auf einem aus durch eine perforierte Oberfläche der Walze 7 geblasenen Luft gebildeten Luftkissen geführt sein.
Die Musterwalze 7 kann mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, die gleich der konstanten Geschwindigkeit der Produktionsstraße stromaufwärts und stromabwärts der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, abzüglich der sinusformähnlichen Geschwindigkeit der Materialbahn. Wahlweise kann die Walze 7 mit sich ändernder Geschwindigkeit gedreht werden, die der sinusformähnlichen Geschwindigkeit der Materialbahn 1 folgt. In dem Fall, dass die Walze unter der gleichen sich ändernden sinusformähnlichen Geschwindigkeit wie die Materialbahn gedreht wird, ist nicht erforderlich, dass die Tragoberfläche der Walze 7 die oben beschriebene Einrichtung zum Ermöglichen der relativen Versetzung zwischen der Walze 7 und der Materialbahn 1 aufweist.
Wie im Fall der stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 umfassen die stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 zwei exzentrisch drehbare Walzen oder Wellen, deren Drehachsen als schwarze Punkte in den Figuren gezeigt sind. Die beiden Walzen 8 und 9 werden vorzugsweise in dieselbe Richtung wie die Einrichtungen 4 und 5 mit derselben konstanten Geschwindigkeit gedreht, um eine Maximal- und eine Minimalbeabstandung dazwischen zu definieren, in der jeweils eine Maximal- und eine Minimallänge der Materialbahn durch die stromabwärtige Führungseinrichtung getragen ist. Alle der Walzen 4, 5, 8 und 9 der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Führungseinrichtungen werden mit derselben konstanten Geschwindigkeit derart gedreht, dass sich die Länge der Materialbahn, die durch eine der Führungseinrichtungen getragen ist, kontinuierlich von einem Minimum zu einem Maximum und zurück zu einem Minimum verändert, während die anderen Führungseinrichtungen gleichzeitig kontinuierlich eine entsprechend größere oder kleinere Länge der Materialbahn 1 im Vergleich zu der einen Führungseinrichtung tragen, während die Gesamtlänge der Materialbahn zwischen den am weitesten stromaufwärts und am weitesten stromabwärts gelegenen Positionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen konstant gehalten wird. Auf diese Art wird die sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der Materialbahn erzeugt. Dies wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 weiter erörtert.
Nachdem die Materialbahn 1 die stromabwärtige Führungseinrichtung verlassen hat, fährt sie fort entlang des Förderpfads, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine feste Führungswelle 10 oder ähnliches zu dem nächsten Verfahrensschritt und als intermittierend durch die Bearbeitungseinrichtung 6 bearbeitete Materialbahn 11. Die bearbeitete Materialbahn 11 wird zum nächsten Verfahrensschritt mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit der Produktionsstraße wie die Materialbahn 1 geführt, bevor letztere in die erfindungsgemäße Vorrichtung eintritt. Folglich wird nach dem Ausführen eines relativ langsamen Bearbeitungsschritts innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder dieselbe Gesamtmaschinengeschwindigkeit erlangt.
Ein Förderband 12 kann vorgesehen sein, das eine Seite der Materialbahn berührt, um diese während ihres Durchlaufs durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zu tragen. Ein zweites Förderband 13 kann ebenfalls vorgesehen sein, um die andere Seite der Materialbahn während des Transports durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zu berühren. Im Falle einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der absorbierenden Artikel aus der Materialbahn hergestellt werden, halten die Förderbänder Materialien, wie z. B. Nonwoven-Kernmaterial und verhindern, dass dieses von der Materialbahn durch Windwiderstand und/oder als Ergebnis des Wechsels der Geschwindigkeit und der kinetischen Energie während der unterschiedlichen Zeitabschnitte der Beschleunigung und Verzögerungszyklen der sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderungen der Materialbahn weggeblasen oder zerrissen werden. Die Förderbänder 12 und 13 werden vorzugsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben.
Im Betrieb der Vorrichtung werden unterschiedliche Längen der Materialbahn durch die stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und die stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 getragen. In 1 wird eine Maximallänge der Materialbahn bei den stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und eine Minimallänge der Materialbahn bei den stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 getragen. Die Drehung der jeweiligen Walzen 4, 5, 8 und 9 der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtung ist durch Pfeile gezeigt und die Walzen werden alle mit derselben Geschwindigkeit und vorzugsweise mit einem Durchsatz von einem Produkt pro Umdrehung gedreht. Ausgehend von 1 bewegen sich die Walzen 4, 5, 8 und 9 der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen in die Positionen, wie sie in 2 dargestellt sind, in denen auf der stromaufwärtigen Führungseinrichtung dieselbe Länge Materialbahn 1 wie auf der stromabwärtigen Führungseinrichtung getragen ist. In anderen Worten haben sich die Walzen 4 und 5 der stromaufwärtigen Führungseinrichtung näher aneinander heranbewegt, so dass eine kürzere Länge von Materialbahn nun durch die stromaufwärtige Führungseinrichtung getragen wird. Gleichzeitig wurden die Walzen 8 und 9 der stromabwärtigen Führungseinrichtung derart gedreht, dass sie sich auseinander bewegt haben und die Länge der Materialbahn 1 tragen, die nicht mehr durch die stromaufwärtige Führungseinrichtung getragen ist. Bei weiterer Drehung der Walzen 4, 5, 8 und 9 kommen die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen in die in der 3 gezeigten Positionen. Die Minimallänge der Materialbahn 1 wird an der stromaufwärtigen Führungseinrichtung und die Maximallänge an der stromabwärtigen Führungseinrichtung getragen. Dieser Zustand ist dem in 1 beschriebenen entgegengesetzt. Weitere Drehung der Walzen 4, 5, 8 und 9 resultiert dann in den Positionen der in 4 gezeigten jeweiligen Führungseinrichtungen, und, obwohl dieselbe Länge der Materialbahn 1 bei beiden der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen getragen ist, ist dieser Zustand entgegengesetzt zu dem in 2. Fortdauernde Drehung der Walzen 4, 5, 8 und 9 führt dann die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen in die Positionen zurück, die in 1 dargestellt sind, so dass ein Zyklus vervollständig wurde.
Es sollte angemerkt werden, dass die in den 2 bis 4 gezeigte Vorrichtung der aus 1 entspricht und dass die Förderbänder 12 und 13 lediglich zum leichteren Verständnis der Zeichnungen ausgelassen wurden.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung ähnlich zu der der 1 bis 4, in der die Materialbahn 1 jederzeit lediglich einen kurzen Umfangsabschnitt der Musterwalze 7 berührt. Dies verringert die Reibung zwischen der Walze 7 und der Materialbahn 1, was besonders während der Beschleunigungsphase der Materialbahn bis zum Teil des Zyklus mit maximaler sinusformähnlicher Geschwindigkeit kritisch ist. Folglich kann diese Anordnung als Alternative zur Oberfläche der Walze 7 vorgesehen werden, die eine Einrichtung wie eine Reihe von kleinen drehbaren Walzen oder eine bereits unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebene Oberfläche mit geringer Reibung aufweist. Natürlich kann jedoch die erfinderische Vorrichtung gemäß der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform ebenfalls eine solche reibungsreduzierende Einrichtung auf der Oberfläche der Walze 7 aufweisen.
6 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung, in der die stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4', 5' drehbare Wellen mit kleinem Durchmesser umfassen, die auf dem Umfang von Scheiben mit großem Durchmesser oder ähnlichem angeordnet sind, die wiederum an dem Ende der Wellen derart befestigt sind, dass sie es ermöglichen, dass die Materialbahn 1 zwischen den Scheiben und über die kleinen Wellen geführt wird. Die stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8', 9' bestehen aus ähnlichen Scheiben und kleinen wellen, die an ihnen exzentrisch befestigt sind. Falls es während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung Gegebenheiten gibt, in denen ein geringer Längenunterschied im Vergleich zur konstanten Länge auftritt, die normalerweise in den unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen existiert, ist ein Materialausgleicher 14b vorgesehen; beispielsweise den, der in 6 gezeigt ist und eine kleine Welle, die exzentrisch an an ihren Enden befestigten Scheiben befestigt ist, oder eine durch Federn getragene Walze umfasst. Die stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4', 5' sind mit einem ähnlichen Ausgleicher 14a versehen. Solche Ausgleicher können ebenfalls vorgesehen sein, um lediglich eine Lose in der Materialbahn 1 zu verhindern, die durch geringfügige Längung von ihr erzeugt wird. Dies kann auftreten, falls die Materialbahn flexibel ist.
7 zeigt ein Beispiele einer exzentrisch befestigten Führungseinrichtung. Hier ist eine Welle 15 zum Führen der Materialbahn drehbar an ihren Enden auf Armen 16a und 16b in Lagern befestigt. Die Arme werden durch einen Motor M um eine Drehachse R gedreht. Zusätzlich erstrecken sich die Arme 16a und 16b zur besseren Wuchtung über die Drehachse R in die entgegengesetzte Richtung und weisen an ihren Enden Gegengewichte 17a und 17b auf, damit die Welle an den gegenüberliegenden Enden der Arme 16a und 16b zum gleichmäßigeren Betrieb ausgewuchtet ist.
Im oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Zyklus, der ebenfalls durch die mit Bezug auf die 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden kann, verändert sich die Geschwindigkeit der Materialbahn durch die erfinderische Vorrichtung in einer im wesentlichen sinusförmigen Art und Weise. Die Geschwindigkeit kann sich jedoch ebenfalls in anderer als in im wesentlichen sinusförmiger Art und Weise verändern, solange eine relativ gleichmäßige Geschwindigkeitsveränderung durch jeden Zyklus hindurch stattfindet. Sehr abrupte Änderungen können die Materialbahn beschädigen oder sogar vollständig zerreißen. Falls z. B. im Falle einer sinusförmigen Veränderung die konstante Geschwindigkeit der Materialbahn vor Eintritt in die erfinderische Vorrichtung und nach Austreten aus ihr 225 m/min beträgt und das Ultraschallschweißen oder ein unterschiedlicher Verfahrensschritt, der durch die Bearbeitungseinrichtung 6 durchgeführt wird, bis zu einer Geschwindigkeit von 120 m/min möglich ist, dann muss die der konstanten Geschwindigkeit überlagerte sinusförmige Geschwindigkeit ±105 m/min betragen. Folglich kann, obwohl die konstante Maschinengeschwindigkeit 225 m/min beträgt, das Schweißen mit der geringsten Geschwindigkeit von 120 m/min durchgeführt werden. Die Geschwindigkeit in dem Hochgeschwindigkeitszyklus steigt auf ein Maximum von 330 m/min an, aber die gesamte sinusförmige Geschwindigkeitsänderung ist sanft und ohne jegliche abrupte Wechsel, da sich die entsprechenden Führungseinrichtungen kontinuierlich mit gleicher Geschwindigkeit drehen.
Eine Erklärung einer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung einer Materialbahn, die in einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung geführt ist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 8 und 9 erläutert. 8 zeigt die sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der Materialbahn 1 mit einer geringen Amplitude. Das Diagramm der 8 zeigt die sich ändernde sinusformähnliche Geschwindigkeit v_x, die der konstanten Geschwindigkeit v₁ überlagert wird, wobei die resultierende Geschwindigkeit durch die sinusformähnliche Linie wiedergegeben wird. Die vertikale Achse des Diagramms in 8 bezeichnet die Geschwindigkeit, während die horizontale Achse die Zeit bezeichnet. In der Zeitdauer zwischen t = 0 bis t₈ entlang der horizontalen Zeitachse haben sich die Führungseinrichtungen für die Materialbahn eine volle Umdrehung gedreht und ein Produkt ist hergestellt worden. Die gekrümmte Linie des Diagramms bezeichnet die sinusformähnliche überlagerte Geschwindigkeit der Materialbahn 1, so wie sie bei der Bearbeitungseinrichtung 6 gemessen ist.
Zu Beginn der Zeitachse t = 0, was als Position 1 in 8 bezeichnet ist, existiert die Situation, die dem unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht. Die Geschwindigkeit der Materialbahn 1 ist gleich der maximalen konstanten Geschwindigkeit v₁ stromaufwärts und stromabwärts der Führungseinrichtungen 4, 5, 8, 9. Die in 2 dargestellte Situation entspricht dem Zeitpunkt t₂ bei Position 2 in 8. Hier weist die überlagerte sinusformähnliche Geschwindigkeit einen positiven Maximalwert auf, und, aufgerechnet auf die eintretende Konstantgeschwindigkeit v₁ erzeugt dies in der Vorrichtung der 2 eine Maximalgeschwindigkeit zwischen den stromaufwärtigen 4, 5 und stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9, die ebenso gerichtet ist, wie die konstante Geschwindigkeit v₁. Position 3 zum Zeitpunkt t₄ in 8 entspricht der Situation, die in 3 illustriert ist. Die Geschwindigkeit der Materialbahn 1 ist wiederum gleich der konstanten Geschwindigkeit v₁ stromauf und stromab der Führungseinrichtungen 4, 5, 8 und 9. Die dem Zeitpunkt t₆ entsprechende Position 4 stellt den Zustand der erfindungsgemäßen Ausführungsform dar, die in der 4 dargestellt ist. Die überlagerte sinusformähnliche Geschwindigkeit v_x weist in diesem Fall einen negativen Maximalwert auf und, hinzugerechnet zu der eintretenden Konstantgeschwindigkeit v₁, wird dies zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen bei der Bearbeitungseinrichtung 6 eine minimale resultierende Geschwindigkeit in der gleichen Richtung wie v₁ erzeugen. Es ist diese Position, wo die Materialbahn sich mit der geringsten Geschwindigkeit bewegt, in der der Bearbeitungsschritt bei der Bearbeitungseinrichtung 6 vorteilhafterweise stattfinden kann, wobei die Geschwindigkeit geringer ist als die konstante Geschwindigkeit v₁. Schließlich ist zum Zeitpunkt t₈, der durch Position 5 in 8 wiedergegeben ist, die Geschwindigkeit der Materialbahn wieder gleich der Konstantgeschwindigkeit v₁ stromauf und stromab der Führungseinrichtungen 4, 5, 8 und 9 und entsprechend der Position 1, in der die vorliegende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung so ist, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Folglich hat die Führungseinrichtung einen vollständigen Zyklus absolviert und ein Produkt ist an der Bearbeitungseinrichtung be- oder verarbeitet worden. Der Zyklus beginnt dann wieder, wie oben unter Bezugnahme auf Position 1 der 8 beschrieben.
9 zeigt ebenfalls eine sinusformähnliche Geschwindigkeit der Materialbahn 1, aber mit einer größeren Amplitude als die der 8. In dieser besonderen Ausführungsform ist die Anordnung der Führungseinrichtungen derart, dass eine Amplitude in der sinusformähnlichen überlagerten Geschwindigkeit bewirkt wird, so dass zum Zeitpunkt t₆, der Position 4 und dem Zustand der in 4 dargestellten Ausführungsform entspricht, die geringste resultierende Geschwindigkeit bei der Bearbeitungseinrichtung 6 zwischen der stromaufwärtigen Führungseinrichtung 4, 5 und der stromabwärtigen Führungseinrichtung 8, 9 Null ist.
Der Amplitudenunterschied der sinusformähnlichen überlagerten Geschwindigkeit, der in 8 und 9 illustriert ist, stellt ebenfalls die Wirkung zum Zeitpunkt t₆ her, der der Position 4 und dem Zustand der Vorrichtung in 4 entspricht, nämlich dass hier derselbe Geschwindigkeitsunterschied dv_a wie entsprechend in den 8 und 9 beschrieben, mit der kleineren Amplitude in 8 über einen längeren Zeitabschnitt dt_a als den Zeitabschnitt dt_b für die größere Amplitude auftritt, die in 9 gezeigt ist. Folglich kann durch das Verändern der Amplitude die Zeitdauer verändert werden, in der zum Ausführen des Bearbeitungsschritts die Geschwindigkeit der Materialbahn innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt.
10 bis 13 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese vierte Ausführungsform ist beispielhaft unter Bezugnahme auf die Herstellung von absorbierenden Artikeln, wie z. B. Windeln, beschrieben. Wo dies möglich ist, sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, mit Hilfe derer sie vorher unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben wurden.
10 zeigt eine schematische Draufsicht auf die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der zwei Bahnen einander kreuzen. Eine Hauptstraße 100 weist einen Förderpfad auf, entlang dem eine erste Materialbahn 1 in der durch den Pfeil P1 bezeichneten Richtung bewegt wird. Eine Hilfsstraße 200 kreuzt die Hauptstraße 100 und eine zweite Materialbahn 30 wird entlang des Förderpfads der Hilfsstraße 200 in der durch den Pfeil P1 bezeichneten Richtung transportiert. Der Punkt, bei dem die Hilfsstraße 200 die Hauptstraße 100 kreuzt, ist im allgemeinen mit Bezugszeichen X bezeichnet. In der gegenwärtigen zweiten Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung werden die ersten und zweiten Materialbahnen 1 und 30 mit konstanter Geschwindigkeit entlang ihrer jeweiligen Förderpfade transportiert.
Wie in 10 und in der schematischen Seitenansicht der Hilfsstraße 200 gezeigt, die in 11 abgebildet ist, umfasst die Hilfsstraße 200 einen Abspulstand 32 für die zweite Materialbahn 30, die z. B. ein Nonwoven-Material oder ein elastisches Material für einen absorbierenden Artikel ist. Eine Verarbeitungseinheit 33 kann wahlweise vorgesehen sein, um die zweite Materialbahn 30 zu falten, elastische Elemente hinzuzufügen, einen oder mehrere Dichtungslappen für einen absorbierenden Artikel in einer sich längs erstreckenden oder geraden Linie oder, falls erforderlich, in Kurven zu kleben und/oder ultraschallzuschweißen oder einen anderen längsgerichteten Vorgang durchzuführen. Weiter stromabwärts von der zweiten Materialbahn 30 entlang des Förderpfads ist eine Rotationsschneideform 34 vorgesehen, um Längsschnitte in der Materialbahn 30 herzustellen, die wie weiter unten beschrieben benutzt werden, um ein geschnittenes Materialstück zu bilden, was an der ersten Materialbahn 1 befestigt werden soll. Bezugszeichen 35 beschreibt einen Antrieb, der synchron zum Hauptantrieb der zweiten Materialbahn 30 ist.
Im Kreuzungspunkt X der Haupt- und Hilfsstraßen schneiden sich diese in der abgebildeten vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter 90°. Dieser Winkel kann sich in Abhängigkeit der Anforderungen jedoch erheblich zwischen ungefähr 15° und 90° verändern. Im Schnittpunkt X des vorliegenden Ausführungsbeispiels befindet sich ein Füge- und Schneidwerkzeug mit einem Oberteil 36 und einem Unterteil 37. Sowohl der Oberteil 36 als auch der Unterteil 37 sind jeweils exzentrisch in Lagern befestigt, um einander und der zweiten Materialbahn 30 in ihrer Bewegungsrichtung zu folgen.
Das Füge- und Schneidwerkzeug 36, 37 wird folglich mit derselben Geschwindigkeit wie die zweite Materialbahn 30 bewegt, wenn es den Füge- und Schneidvorgang durchführt und vollführt pro Produkt einen vollständigen Hub. Das Schneidwerkzeug umfasst Schneideinrichtungen 37a, um die zweite Materialbahn 30 quer zu ihrer Förderrichtung derart zu schneiden, dass das z. B. der vorgeschnittene Dichtungslappen aus der zweiten Materialbahn 30 freigegeben wird. Dieser vorgeschnittene Teil wird an der ersten Materialbahn 1 befestigt. Zumindest eine der beiden Bahnen 1 und 30 wurde im voraus mit Klebstoff versehen, um die Bindewirkung zu erzeugen, wenn das vorgeschnittene Teil an der ersten Materialbahn 1 angebracht wird. Um das Befestigen des vorgeschnittenen Teils an der ersten Materialbahn 1 zu ermöglichen, umfasst der Unterteil 37 des Füge- und Schneidwerkzeugs ein elastisches Material, mittels dessen Druck auf das vorgeschnittene Teil und die erste Materialbahn derart ausgeübt wird, dass diese miteinander verbunden werden. Als Alternative zum Klebstoff kann dieses Verbinden ebenfalls durch Ultraschallschweißen oder ähnliches durchgeführt werden. In dem Fall, dass der vorgeschnittene Teil ein elastisches Element ist, kann der Füge- und Schneidvorgang zeitlich derartig vorgesehen werden, dass das Fügen stattfindet, bevor die Schnitte in Querrichtung gemacht werden, so dass die elastischen Teile während des Füge- und Schneidvorgangs immer in kontrollierter Art und Weise gehalten werden. Wie in 11 gezeigt, passiert die zweite Materialbahn 30 die erste Materialbahn 1 oberhalb. Die erste Materialbahn entlang der Hauptstraße kann die Materialbahn in einer Fertigungshauptstraße zum Herstellen des Endprodukts sein, oder eine Hilfsbahn, die zur Hauptstraße führt. In der in 11 gezeigten Ausführungsform wird die erste Materialbahn auf der Oberseite mit Klebstoff versehen und unter die kreuzende zweite Materialbahn 30 geführt.
Bezugszeichen 38 bezeichnet Abfallmaterial, das übrig bleibt, nachdem der vorgeschnittene Teil aus der zweiten Materialbahn 30 entfernt wurde. Bezugszeichen 39 bezeichnet einen weiteren Antrieb, der synchron zu dem stromaufwärtigen Antrieb 35 für die zweite Materialbahn ist. Das Abfallmaterial 38 wird schließlich in einen Abfallcontainer 40 geführt.
Die Hauptstraße 100 ist im Aufbau ähnlich zu den Ausführungsformen der erfinderischen Vorrichtung, die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben ist. Wie in den 10 und 12 abgebildet und in Förderrichtung der ersten Materialbahn 1 betrachtet, umfasst die Hauptstraße 100 einen Abspulstand 42. Falls die Hauptstraße 100 eine untergeordnete Straße zur Fertigungsstraße für das Endprodukt ist, kann das Material auf dem Abspulstand 42 ein Nonwoven-Material oder ähnliches sein. Die Hauptstraße 100 umfasst weiterhin einen stromaufwärtigen Antrieb 43 und einen stromabwärtigen Antrieb 44, die zusätzlich zu einem (nicht gezeigten) Hauptantrieb für die Hauptstraße vorgesehen sind. Antriebe 43 und 44 weisen dieselbe Geschwindigkeit auf und können synchron zum Hauptstraßenantrieb oder zu diesem unterschiedlich sein, falls dies notwendig ist.
Ein Paar von stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und ein Paar von stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9, so wie sie unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben sind, sind entlang der Hauptstraße 100 derart angeordnet, dass der Kreuzungspunkt X der Hauptstraße 100 und der Hilfsstraße 200 in der Zwischenposition zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen liegt.
Wie in 10 gezeigt, umfassen die stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und die stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 Führungswellen, die im selben Winkel zur Längserstreckung der Bahn 1 angeordnet sind. Diese Anordnung der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen ist im einzelnen in 13 gezeigt. Ein Fördern der ersten Materialbahn 1 mit der Geschwindigkeit v₁ und Drehen der Wellen mit konstanter Geschwindigkeit in dieser beispielhaften Ausführungsform erzeugt die sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der ersten Materialbahn 1, wie sie vorher unter Bezugnahme auf die 8 oder 9 beschrieben wurde. In Anbetracht der winkligen Anordnung der Wellen 4, 5, 8 und 9 der jeweiligen Führungseinrichtungen bezüglich der Förderrichtung der ersten Materialbahn 1, weist jedoch die erste Materialbahn Längs- und Querkomponenten der Bewegung auf, im Vergleich zur Mittellinie der ersten Materialbahn 1, bevor sie in die stromaufwärtige Führungseinrichtung eintritt und nachdem sie die stromabwärtige Führungseinrichtung passiert. Die Bewegungslängskomponente der ersten Materialbahn 1 ist parallel zur Förderrichtung der ersten Materialbahn 1 (x-Richtung) und die Querkomponente ist im wesentlichen rechtwinklig zu dieser (y-Richtung) und im wesentlichen parallel zur Förderrichtung der zweiten Materialbahn 30, die sich mit der Geschwindigkeit v₂ bewegt. Wie ebenfalls in 13 gezeigt, weist folglich die sinusförmige Änderung der Geschwindigkeit v₁ der ersten Materialbahn zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen eine veränderbare Geschwindigkeitslängskomponente v_x und eine veränderbare Geschwindigkeitsquerkomponente v_y auf. Im Betrieb verändern sich die Geschwindigkeitskomponenten v_x und v_y ebenfalls in sinusformähnlicher Art, so dass während eines bestimmten Zeitabschnitts eines Betriebszyklus der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen die Geschwindigkeitskomponente v_y in dieselbe Richtung weist, wie die Geschwindigkeit v₂ der zweiten Materialbahn 30. In diesem Fall bewegt sich während jedes solchen Zeitabschnitts in den Betriebszyklen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen die erste Materialbahn 1 parallel zur zweiten Materialbahn 30. Dieses System wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 14 und 15 in weiteren Einzelheiten beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass die Entfernung D, die in der 13 zwischen der Mittellinie der ersten Materialbahn 1 stromaufwärts der stromaufwärtigen Führungseinrichtung 4, 5 und der Mittellinie der Bahn 1 stromabwärts der stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 zu jedem Zeitpunkt während eines Zyklus der beiden Führungseinrichtungen immer konstant ist, so dass die erste Materialbahn 1 während ihres Durchtritts durch die beiden Führungseinrichtungen nicht gedreht wird. Die Entfernung E zwischen der Mittellinie der ersten Materialbahn 1 stromauf der stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und der Mittellinie der ersten Bahn 1, wenn sich die Bahn zwischen den stromaufwärtigen 4, 5 und stromabwärtigen Führungseinrichtungen 8, 9 bewegt, verändert sich ständig.
Die sinusformähnliche Geschwindigkeit der ersten Materialbahn 1 zwischen den beiden Führungseinrichtungen der Hauptstraße 100 in der Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung, so wie sie oben unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben wurde, wird nun in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 14 und 15 erläutert. Die Änderung in der Geschwindigkeitslängskomponente v_x der ersten Materialbahn 1 nimmt die grundlegende Form der Geschwindigkeitsänderung an, die bereits oben unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben wurde. Die Veränderung der Geschwindigkeitsquerkomponente v_y der ersten Materialbahn 1 ist in 14 gezeigt. Wie im Falle der 8 und 9 ist in 14 die Geschwindigkeit auf der vertikalen Achse und die Zeit auf der horizontalen Achse dargestellt. In der Zeitdauer von t = 0 bis t₈ (horizontale Zeitachse), hat sich die Führungseinrichtung für die erste Materialbahn 1 eine volle Umdrehung gedreht und ein Produkt wurde hergestellt. Zusätzlich ist die in der vertikalen Achse gezeigte Geschwindigkeit entlang der horizontalen unterbrochenen Linie in der Mitte der Geschwindigkeitskurve Null.
Zum Zeitpunkt t = 0 in 14 ist die sinusformähnliche Geschwindigkeitsquerkomponente v_y Null und der Zustand der Vorrichtung, die die Hauptstraße 100 bildet, und die Geschwindigkeitslängskomponente v_x entsprechen im wesentlichen dem, was unter Bezugnahme auf die Position 1 in den 8 und 9 beschrieben ist. In dieser Position 1 in 14 weist die Entfernung E, die unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben ist, einen Maximalwert auf. Zum Zeitpunkt t₂ in 14 weist v_y einen negativen Maximalwert zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen auf. Der Zustand der Vorrichtung und der Geschwindigkeitslängskomponente v_x entspricht dem in Position 2 (2), der unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben ist. Zum Zeitpunkt t₂ in 14 weist die Entfernung E einen Wert auf, der der Hälfte der Entfernung D entspricht, die unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben ist, d. h. D/2. Zum Zeitpunkt t₄ in 14 entspricht der Zustand der Vorrichtung und der Geschwindigkeitslängskomponente v_x dem in Position 3 (3) der 8 und 9 und die Geschwindigkeitsquerkomponente v_y ist wieder Null. Die Entfernung E in 13 weist bei t₄ einen Minimalwert auf. Zum Zeitpunkt t₆ in 14 weist v_y einen positiven Maximalwert zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen auf. Der Zustand der Vorrichtung der Hauptstraße 100 für die erste Materialbahn 1 und der Geschwindigkeitslängskomponente v_x entsprechen denen in Position 4 (4), die unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben ist. Zu diesem Zeitpunkt t₆ findet im Kreuzungspunkt X der Hauptstraße 100 und der Hilfsstraße 200 der Bearbeitungsschritt statt, der oben unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben wurde, die in den 10 bis 12 abgebildet ist. Die Entfernung E in 13 weist zu diesem Zeitpunkt einen Wert von D/2 auf. Schließlich ist zum Zeitpunkt t₈ in 14, was Position 5 in den 8 und 9 entspricht, v_y gleich Null. Folglich ist ein Zyklus vervollständig worden und weiterer Betrieb stellt wieder die sinusformähnliche Veränderung der Geschwindigkeitsquerkomponente v_y her, die zum Zeitpunkt t₀ in 14 beginnt (Position 1).
Die resultierende Geschwindigkeit der ersten Materialbahn 1 zwischen den beiden Führungseinrichtungen in der Hauptstraße 100 ist in 15 gezeigt. Die obere Kurve der 15 zeigt die Geschwindigkeitslängskomponente v_x und entspricht dem unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen (größere Amplitude). Der linke untere Teil der 15 zeigt die sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der Geschwindigkeitsquerkomponente v_y der ersten Materialbahn 1 entsprechend zu 14, aber um 90° gedreht und entlang der Geschwindigkeitsnulllinie gespiegelt. Der mittlere Teil der 15 zeigt die resultierende Geschwindigkeit der ersten Materialbahn 1 und bezeichnet die Richtung und den Wert der resultierenden Geschwindigkeit von Anfang an zum Zeitpunkt t = 0 bis t₈. Die punktierte Linie durch die Mitte der resultierenden Geschwindigkeitskurve dient lediglich zur Betrachtungshilfe.
Zum Zeitpunkt t = 0 entspricht die Situation der in Position 1 (1, 9 und 14), die Geschwindigkeitslängskomponente ist gleich der maximalen konstanten Geschwindigkeit v₁ und die Geschwindigkeitsquerkomponente v_y ist Null. Folglich weist die resultierende Geschwindigkeit, die durch Addieren der Geschwindigkeitsvektoren v_x und v_y erzeugt wird, einen Wert von v₁ auf. Bei Position 2 in 15, was dem Zeitpunkt t₂ entspricht, weist die Geschwindigkeitslängskomponente vx einen positiven Maximalwert auf und die Geschwindigkeitsquerkomponente v_y eine negativen Maximalwert. Bei Position 3 in 15, der dem Zeitpunkt t₄ entspricht, ist die Geschwindigkeitsquerkomponente v_y wieder Null und die Geschwindigkeitslängskomponente v_x weist einen Wert v₁ auf. Folglich weist ebenfalls die resultierende Geschwindigkeit einen Wert v₁ auf, wie entlang der Kurve der resultierenden Geschwindigkeit gezeigt ist. Bei Position 4, was dem Zeitpunkt t₆ entspricht, weist die Geschwindigkeitsquerkomponente v_y einen positiven Maximalwert und, aufgrund der besonderen Amplitude der sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung, die durch die Führungseinrichtungen in der Hauptstraße 100 in dieser beispielhaften Ausführungsform erzeugt ist, ist die Geschwindigkeitslängskomponente v_x Null. Folglich weist die resultierende Geschwindigkeit den Wert der positiven Maximalgeschwindigkeit von v_y auf, die in derselben Richtung wirkt, wie die Geschwindigkeit v₂ der zweiten Materialbahn 30, was in den 10 bis 13 abgebildet ist. Durch geeignetes Auswählen des Exzentrizitätsgrads, der Beabstandung, des Winkels, usw. der Wellen der Führungseinrichtungen können dieselben Werte (v_y = v₂), oder im wesentlichen dieselben Geschwindigkeitswerte der ersten Materialbahn 1 wie die der kreuzenden zweiten Materialbahn 30, wie vorhergehend beschrieben, zum Vereinfachen der Bearbeitung an der Kreuzung X der Bahnen erzeugt werden. Wie in der unteren rechten Seite der 15 gezeigt, weist der Geschwindigkeitsvektor v₂ der zweiten Materialbahn 30 in die gleiche Richtung wie der Geschwindigkeitsvektor einer positiven Geschwindigkeitsquerkomponente v_y.
Folglich kann durch geeignetes Auswählen des Winkels, der Exzentrizität und der Beabstandung der Wellen bezüglich der Geschwindigkeit v₁ der ersten Materialbahn 1 eine wünschenswerte sinusformähnliche Quergeschwindigkeit v_y erzeugt werden, und, durch geeignetes Auswählen der Geschwindigkeit v₂ der zweiten Materialbahn 30 die Relativgeschwindigkeit zwischen der Bewegungsquerkomponente der ersten Materialbahn 1 und der Bewegung der zweiten Materialbahn 3 wie gewünscht eingestellt werden und sogar zu einer Relativgeschwindigkeit führen, die Null ist. Folglich kann das Verfahren, wie z. B. der Füge- und Schneidschritt, der am Kreuzungspunkt X der ersten und zweiten Materialbahnen durchzuführen ist, derart gesteuert werden, dass er während des Zyklus der sinusförmigen Geschwindigkeitsänderung der ersten Materialbahn 1 zu dem Zeitpunkt derart stattfindet, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen den ersten und zweiten Materialbahnen Null ist oder irgendeinen anderen gewünschten Wert aufweist, der für diesen Verfahrensschritt erforderlich ist. Es ist insbesondere wichtig, die Relativgeschwindigkeit derart einzustellen, dass sie so gering wie möglich oder Null ist und dass in keiner der Bahnen am Kreuzungspunkt während des Verfahrensschritts ein Spannen der Bahnen auftritt.
Zwischen den stromaufwärtigen Führungseinrichtungen 4, 5 und dem Füge- und Schneidwerkzeug 36, 37 ist eine feste Führungswelle 45 vorgesehen, und eine weitere feste Welle 46 ist zwischen dem Werkzeug und der stromabwärtigen Führungseinrichtung 8, 9 derart vorgesehen, dass geeignetes Fördern der ersten Materialbahn 1 durch das Füge- und Schneidwerkzeug 36, 37 hindurch sichergestellt ist. Stromab des Füge- und Schneidwerkzeugs umfasst die Materialbahn 1 ebenfalls den an ihr befestigten Teil der zweiten Materialbahn 30, wie durch Bezugszeichen 47 bezeichnet. In dem Fall, dass die Hauptstraße 100 eine Unterstraße der Fertigungshauptstraße für die Endprodukte ist, werden die Hauptstraße 100 und die eintretende Fertigungshauptstraße 48 miteinander vereint, wie dies in der rechten Seite der 12 gezeigt ist. Es ergibt sich eine vollständige Bahn mit einem Dichtungslappen an jedem Produkt, wie durch Bezugszeichen 49 gezeigt.
Wie oben beschrieben, kann die erste Materialbahn 1 oberhalb oder unterhalb der zweiten Materialbahn 30 geführt sein. Wenn sie unterhalb geführt ist, ist es üblich, die obere Seite der ersten Materialbahn 1 mit Klebstoff zu versehen, um den vorgeschnittenen Teil der zweiten Materialbahn 30 daran zu befestigen. Falls jedoch ebenfalls eine Rotationsschneideform 50 entlang der Hauptstraße 100 benutzt wird und diese unmittelbar stromauf der stromaufwärtigen Führungseinrichtung 4, 5 angeordnet ist, um im Schrittbereich einer aus der Bahn gebildeten Windel einen Teil der ersten Materialbahn 1 zu entfernen, um eine Vielfachlage an dieser Stelle zu vermeiden, dann wird die erste Materialbahn 1 über die zweite Materialbahn 30 der Hilfsstraße für den Dichtungslappen geführt und es können straffe Ränder auf der Vorder- und der Rückseite der Windel erzielt werden.
Obwohl die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben unter Bezugnahme auf die 10 bis 15 beschrieben ist, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen einer sinusformähnlichen Geschwindigkeitsänderung nur für die erste Materialbahn 1 versehen ist, ist es ebenfalls möglich, die Hilfsstraße 200 mit einer solchen Vorrichtung für eine sinusformähnliche Geschwindigkeitsänderung der zweiten Materialbahn 30 zu versehen. In diesem Fall können der Winkel der Hilfsstraße 200 zur Hauptstraße 100, die Winkel der jeweiligen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen in den Haupt- und Hilfsstraßen und die Geschwindigkeiten der beiden Straßen auf verschiedene Weise eingestellt werden, um eine Relativgeschwindigkeit zwischen den ersten und zweiten Materialbahnen bereitzustellen, die für das Ausführen eines vollkommen gesteuerten Verfahrensschritts im Kreuzungspunkt X der Hauptstraße 100 und der Hilfsstraße 200 am besten geeignet ist. Es ist natürlich möglich, ohne die Vorrichtung zum Verändern der Geschwindigkeit der Materialbahn in der Hauptstraße 100 auszukommen, und eine solche Vorrichtung in der Hilfsstraße 200 bereitzustellen. Zusätzlich können die Hauptstraße 100 und/oder die Hilfsstraße 200 mit einer Vorrichtung zum Verändern der Bahngeschwindigkeit versehen sein, die im wesentlichen dem entspricht, was unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der 1 bis 7 beschrieben ist, d. h. ohne winklige Wellen.
In der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie oben unter Bezugnahme auf die 10 bis 15 beschrieben ist, kann ein absorbierender Artikel in einer sehr einfachen Art aufgrund der Tatsache hergestellt werden, dass ein Element des Endprodukts, das über die Breite des Endprodukts zu befestigen ist und das am einfachsten in der Längsrichtung hergestellt werden kann, in der Hilfsstraße vorbereitet wird. Dies kann dann ohne Drehung in der Hauptstraße auf kontrollierte Weise wie oben beschrieben befestigt werden. Zusätzlich kann durch Vorsehen der getrennten Hilfsstraße für das hinzugefügte Element des Endprodukts, z. B. einen Dichtungslappen, Dichtungsstreifen oder eine Verschlussklappe, das Element verschiedenartig in Kurven oder geraden Linien, geklebt oder in einer Ultraschallschweißeinrichtung geschweißt, nur an den Enden befestigt, oder ähnlich verarbeitet werden. Weiterhin ist es möglich, Klebstoff auf der Seite der Materialbahn der Hauptstraße und/oder der entgegengesetzten Seite der Bahn der Hilfsstraße aufzubringen, jede der Haupt- oder Hilfsbahnen kann über die andere im Kreuzungspunkt der Haupt- und Hilfsstraßen geführt werden, Rotationsformschneiden kann durchgeführt werden, um gekrümmte oder gerade Linien wie gewünscht zu erzeugen und das Füge- und Schneidwerkzeug oder jegliches andere Werkzeug, das im Kreuzungspunkt der Haupt- und Hilfsstraßen angeordnet ist, kann oberhalb oder unterhalb des Kreuzungspunkts in Abhängigkeit der geeignetsten Konstruktion der Fertigungsstraße und des durchzuführenden Bearbeitungsvorgangs angeordnet werden. Obwohl die Länge der Materialbahn zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Führungseinrichtung in der Haupt- und/oder Hilfsstraße normalerweise konstant gehalten ist, sind, falls dies zum Beispiel aufgrund von Materiallängung nicht der Fall sein sollte, Einrichtungen vorgesehen, die die Länge geringfügig einstellen. Folglich kann die Bahn über eine auf Federn befestigte Walze, einen sich drehenden Ausgleich, wie er unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben ist, oder ähnliches geführt werden, um den Längenunterschied auszugleichen und eine Lose zu verhindern.

Claims

Vorrichtung zum Transportieren einer kontinuierlichen längserstreckten Materialbahn (1), umfassend – eine Transporteinrichtung, mit der die Materialbahn (1) mit konstanter Geschwindigkeit zwischen einer bezüglich des Förderpfads der Materialbahn (1) am weitesten stromaufwärts und einer am weitesten stromabwärts gelegenen Position förderbar ist, und – zumindest zwei Materialbahnführungseinrichtungen, die zwischen den am weitesten stromaufwärts und am weitesten stromabwärts gelegenen Positionen entlang des Förderpfads angeordnet sind, wobei zumindest eine Führungseinrichtung (4, 5) stromaufwärts und zumindest eine Führungseinrichtung (8, 9) stromabwärts einer Zwischenposition entlang des Förderpfads zwischen den am weitesten stromaufwärts und am weitesten stromabwärts gelegenen Positionen angeordnet ist und die stromaufwärtigen und die stromabwärtigen Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) relativ zueinander derart bewegbar sind, dass sie der Materialbahn (1) in der Zwischenposition eine sinusförmige Geschwindigkeitsänderung verleihen, wobei jede Führungseinrichtung (4, 5; 8, 9) derart exzentrisch drehbar befestigt ist, dass sie kontinuierlich zwischen einer Position, in der eine maximale Teillänge der Materialbahn (1) zeitweilig durch die Führungseinrichtung (4, 5; 8, 9) getragen ist, und einer Position bewegbar ist, in der eine minimale Teillänge der Materialbahn (1) zeitweilig durch die Führungseinrichtung (4, 5; 8, 9) getragen ist, und die stromaufwärtige Führungseinrichtung (4, 5) mit gleicher Geschwindigkeit wie die und in entgegengesetzter Richtung zu der stromabwärtigen Führungseinrichtung (8, 9) derart bewegbar ist, dass die Länge der Materialbahn (1) zwischen der am weitesten stromaufwärts gelegenen Position und der am weitesten stromabwärts gelegenen Position im wesentlichen konstant ist, und wobei zumindest eine stromaufwärtige und/oder zumindest eine stromabwärtige Führungseinrichtung (4, 5; 8, 9) mit einer Ausgleichseinrichtung (14) versehen ist, die derart mit der zugeordneten Führungseinrichtung zusammenwirkt, dass jegliche Lose in der Materialbahn (1) entlang des Förderpfads verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Paar stromaufwärtiger Führungseinrichtungen (4, 5) und ein Paar stromabwärtiger Führungseinrichtungen (8, 9) umfasst, wobei jede Führungseinrichtung (4, 5; 8, 9) um eine feste Drehachse exzentrisch drehbar befestigt ist und die beiden Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) eines jeweiligen Paars in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen derart drehbar sind, dass zwischen ihnen ein Maximalabstand und ein Minimalabstand definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Paar von Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) eine exzentrisch befestigte Walze oder Welle umfasst, um deren Umfang herum die Materialbahn (1) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (14) eine drehbare Walze oder Welle (14a; 14b) ist, die exzentrisch um eine sich quer zur Förderung der Materialbahn (1) erstreckende feste Drehachse drehbar befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialbahnbearbeitungseinrichtung (6) in der Zwischenposition vorgesehen und derart angeordnet ist, dass die Materialbahn (1) periodisch bearbeitbar ist, wenn in der Zwischenposition die Geschwindigkeit der Materialbahn (1) in dem Abschnitt der sinusförmigen Geschwindigkeitsänderung mit geringster Geschwindigkeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung relativ zur Materialbahn (1) in der Förderrichtung der Materialbahn (1) derart bewegbar ist, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Bearbeitungseinrichtung und der Materialbahn (1) Null oder nahezu Null ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trageeinrichtung (7) auf der Seite der Materialbahn (1) vorgesehen ist, die der Bearbeitungseinrichtung (6) gegenüberliegt, um die Materialbahn (1) zu tragen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageeinrichtung (7) eine Walze umfasst, die in der Förderrichtung der Materialbahn (1) drehbar ist und eine Materialbahn-Tragefläche aufweist, die eine Relativbewegung zwischen der Walze und der Materialbahn ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Tragfläche der Trageeinrichtung (7) ein Muster ausgeformt ist, das an die Gestalt der zu bearbeitenden Materialbahn (1) angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragefläche der Trageeinrichtung (7) durch eine Reihe von drehbaren Wellen, deren Drehachsen sich quer zur Förderrichtung der Materialbahn (1) erstrecken, oder durch einen Werkstoff geringer Reibung gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin zumindest ein in die Förderrichtung der Materialbahn bewegbares Förderband (12; 13) umfasst, das in Berührung mit einer Seite der Materialbahn (1) zumindest zwischen einer Position stromaufwärts der stromaufwärtigen Führungseinrichtung (4, 5) und einer Position stromabwärts der stromabwärtigen Führungseinrichtung (8, 9) entlang des Förderpfads ist.
Vorrichtung zum Transportieren erster und zweiter kontinuierlicher längserstreckter Materialbahnen (1; 30) relativ zueinander, umfassend – eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 zum Transportieren der ersten Materialbahn (1), und – eine zweite Transporteinrichtung, mit der die zweite Materialbahn (30) entlang eines Förderpfads der zweiten Materialbahn (30) förderbar ist, wobei der Förderpfad der zweiten Materialbahn den Förderpfad der ersten Materialbahn in der Zwischenposition der ersten Materialbahn zwischen den stromaufwärtigen (4, 5) und stromabwärtigen Führungseinrichtungen (8, 9) kreuzt, und die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) der ersten Materialbahn (1) derart winklig zur Förderrichtung der ersten Materialbahn (1) angeordnet sind, dass die erste Materialbahn (1) mit einer periodischen Bewegungskomponente führbar ist, die in die gleiche Richtung wie die Förderrichtung der zweiten Materialbahn (30) weist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) der ersten Materialbahn (1) derart winklig zur Förderrichtung der ersten Materialbahn (1) angeordnet sind, dass eine Relativgeschwindigkeit von der ersten Materialbahn (1) bezüglich der zweiten Materialbahn (30) von Null oder nahezu Null vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Transportieren der zweiten Materialbahn (3) weiterhin eine zweite Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 umfasst, wobei sich die Zwischenposition in der Vorrichtung für die erste Materialbahn (1) und die Zwischenposition in der Vorrichtung für die zweite Materialbahn (30) überlappen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungseinrichtungen (4, 5; 8, 9) der zweiten Materialbahn (30) winklig zur Förderrichtung der zweiten Materialbahn (30) angeordnet sind.
Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Vorrichtung, jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zwischenposition in der ersten Vorrichtung für eine erste Materialbahn (1) und die Zwischenposition in der zweiten Vorrichtung für eine zweite Materialbahn (30) überlappen.