EP4263200B1

EP4263200B1 - Trennvorrichtung und verfahren zum bereichsweisen trennen einer folienbahn

Info

Publication number: EP4263200B1
Application number: EP21819772.1A
Authority: EP
Inventors: Ralf-Hendrik Born; Gerald GLAAS; Rene Kostewa; Uwe Schweizer
Original assignee: Schobertechnologies GmbH
Current assignee: Schobertechnologies GmbH
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2024-06-12
Anticipated expiration: 2041-11-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung sowie ein Verfahren zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn.
Die EP 2 093 057 A1 offenbart ein Verfahren zur Entsorgung von verbrauchter Prägefolienbahn beim Betrieb einer Prägevorrichtung. Bei diesem Verfahren wird mindestens eine Prägefolienbahn mit Hilfe einer Folientransporteinrichtung mit wechselnder Bahngeschwindigkeit durch einen Prägespalt bewegt und anschließend einer Entsorgungseinrichtung zugeführt. Anschließend erfolgt ein Abziehen der Prägefolienbahn von einer letzten Steuereinrichtung der Folientransporteinrichtung mittels einer der Folientransporteinrichtung nachgeschalteten Zugfördereinrichtung, die eine unabhängig von Richtung und Betrag der Bahngeschwindigkeit der Prägefolienbahn in der gleichen Zugrichtung auf die Prägefolienbahn wirkende Zugkraft erzeugt, sowie eine Durchtrennung der Prägefolienbahn in vorgebbaren Zeitabschnitten stromabwärts der Zugfördereinrichtung außerhalb eines Eingriffsbereich der Zugfördereinrichtung zur Erzeugung von abgetrennten Prägefolienbahnabschnitten.
Aus der DE 10 2015 010 251 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten und Veredeln, insbesondere Stanzen, Schneiden, Prägen, Rillen und Siegeln einer endlosen Warenbahn mit wiederkehrenden, unterschiedlichen Formatlängen bekannt, wobei die Vorrichtung aus mindestens einer rotativen Werkzeugeinrichtung, mit der die Warenbahn eine Bearbeitung erfährt, und bahnführenden Komponenten besteht und wobei mindestens eine Walze der Werkzeugeinrichtung einen größeren Umfang als die maximale Formatlänge der zu bearbeitenden Warenbahn aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, auch dünne und damit instabile Folienbahnen trennen.
Diese Aufgabe wird mit einer Trennvorrichtung zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn gelöst. Hierbei umfasst die Trennvorrichtung eine Ambossplatte, die eine Arbeitsoberfläche zum Auslegen eines Endbereichs einer Folienbahn aufweist, eine Fördereinrichtung, die längs einer Förderachse linearbeweglich zur Ambossplatte gelagert ist und die zur Durchführung einer parallel zur Arbeitsoberfläche ausgerichteten Auslegebewegung für den Endbereich der Folienbahn ausgebildet ist, sowie eine Trenneinrichtung, die wenigstens eine Schneide zur Durchführung eines Trennvorgangs für einen zwischen der Schneide und der Arbeitsoberfläche aufgenommenen Endbereich der Folienbahn aufweist, wobei die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung für eine wechselweise Durchführung der Auslegebewegung und des Trennvorgangs für den Endbereich der Folienbahn ausgebildet sind.
Die Aufgabe der Fördereinrichtung besteht darin, eine Folienbahn, die aus einem Ablagemagazin entnommen werden kann oder die von einer Vorratsrolle abgewickelt werden kann, derart auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte auszulegen, dass in einem nachfolgenden Arbeitsschritt ein Trennvorgang für einen Endbereich der Folienbahn mit Hilfe der Trenneinrichtung durchgeführt werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass eine Vorderkante des von der Fördereinrichtung auf der Arbeitsoberfläche ausgelegten Endbereichs der Folienbahn an einer definierten Position längs der Erstreckung der Arbeitsoberfläche in Richtung der Förderachse zu liegen kommt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Position für eine gegebene Trenneinrichtung stets konstant ist.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass eine Länge der Folienbahn in einem Bereich von mehreren Metern bis mehreren 100 Metern betragen kann, während eine Breite der Folienbahn in einem Bereich zwischen wenigen Zentimetern und mehreren Dezimetern beträgt und dass eine Dicke der Folienbahn in einem Bereich von Bruchteilen eines Millimeter bis zu mehreren Millimetern beträgt. Die Folienbahn kann wahlweise aus einem einzigen Werkstoff, insbesondere einem Kunststoffmaterial, oder als mehrlagige Anordnung von Folien, die insbesondere aus unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff oder Metall gebildet, hergestellt sein.
Durch die wechselweise Durchführung der Auslegebewegung und des Trennvorgangs für den Endbereich der Folienbahn, wie die von der Fördereinrichtung und der Trenneinrichtung vorgenommen werden, vollzieht die Folienbahn eine schrittweise Bewegung längs der Förderachse, womit eine Aufnehmen von abgetrennten Abschnitten der Folienbahn bei ruhender Folienbahn vorgenommen werden kann, was insbesondere für die Handhabung von Folien mit geringer Dicke von Vorteil ist.
Prinzipiell ist vorgesehen, dass die Ambossplatte ortsfest an einem Maschinengestell aufgenommen ist und eine Relativbewegung der Fördereinrichtung und der Trenneinrichtung gegenüber der Ambossplatte zur Durchführung des Fördervorgangs und des Trennvorgangs vorgenommen wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung ortsfest am Maschinengestell aufgenommen sind und dass die Ambossplatte eine lineare, intermittierende und zyklisch wiederkehrende Relativbewegung parallel zur Förderachse gegenüber der Fördereinrichtung und der Trenneinrichtung vornimmt. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein der Ambossplatte zugeordnetes Ablagemagazin für eine bogenartig konfektionierte Folienbahn bzw. eine der Ambossplatte zugeordnete Vorratsrolle mit einer aufgewickelten Folienbahn mit der Ambossplatte bewegt wird.
In jedem Fall kann vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung und/oder die Trenneinrichtung zusätzlich zu einer linearen Relativbewegung längs der Förderachse gegenüber der Ambossplatte noch wenigstens einen weiteren Freiheitsgrad der Bewegung, beispielsweise einen rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad oder einen quer zur Förderachse ausgerichteten linearen Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßig ist es, wenn die Fördereinrichtung in einer ersten Förderposition einen ersten, minimalen Abstand gegenüber einer quer zur Förderachse ausgerichteten Vorderkante der Ambossplatte und in einer zweiten Förderposition einen zweiten, maximalen Abstand gegenüber der Vorderkante einnimmt und dass die Trenneinrichtung in einer Ruheposition einen dritten, maximalen Abstand gegenüber der Vorderkante einnimmt und in einer Arbeitsposition einen vierten, minimalen Arbeitsabstand gegenüber der Vorderkante einnimmt. Hierbei ist der zweite Abstand größer als der vierte Abstand gewählt, so dass eine Überdeckung eines Arbeitsbereichs der Fördereinrichtung und eines Arbeitsbereichs der Trenneinrichtung gewährleistet ist. Eine Differenz zwischen dem ersten, minimalen Abstand für die Fördereinrichtung gegenüber der Vorderkante der Ambossplatte und dem zweiten, maximalen Abstand beschreibt den maximalen Arbeitshub, den die Fördereinrichtung längs der Förderachse durchführen kann. In Abhängigkeit von der Gestaltung der Trenneinrichtung kann dieser maximale Arbeitshub vollständig oder nur teilweise für die Bewegung der Fördereinrichtung ausgenutzt werden. Eine Differenz zwischen dem dritten, maximalen Abstand für die Trenneinrichtung gegenüber der Vorderkante der Ambossplatte und dem vierten, minimalen Abstand beschreibt den maximalen Arbeitshub, den die Trenneinrichtung längs der Förderachse durchführen kann. Inwieweit dieser maximale Arbeitshub vollständig oder nur teilweise ausgenutzt wird, ist von der Gestaltung der wenigstens einen Schneide der Trenneinrichtung abhängig. Da der zweite Abstand, den die Fördereinrichtung gegenüber der Vorderkante der Ambossplatte einnehmen kann, größer als der vierte Abstand, den die Trenneinrichtung gegenüber der Vorderkante der Ambossplatte einnehmen kann, gewählt ist, ist sichergestellt, dass die Trenneinrichtung stets einen von der Fördereinrichtung auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte ausgelegten Endbereich der Folienbahn bearbeiten kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass gleichsinnige Bewegungen der Fördereinrichtung und der Trenneinrichtung längs der Förderachse synchron erfolgen, um eine möglichst schnelle Bearbeitung des Endbereichs der Folienbahn zu gewährleisten.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördereinrichtung einen Transportzylinder mit einer quer zur Förderachse und parallel zur Arbeitsoberfläche ausgerichteten Transportzylinderachse aufweist, der für eine Durchführung des Fördervorgangs mit einer Linearbewegung längs der Förderachse und/oder mit einer Rotationsbewegung um die Transportzylinderachse ausgebildet ist. Die Aufgabe des Transportzylinders besteht darin, den Endbereich der Folienbahn zeitweilig aufzunehmen und eine in Richtung der Förderachse gerichtete Zugkraft auf die Folienbahn auszuüben, um die Folienbahn aus einem Ablagemagazin herauszuziehen oder von einer Vorratsrolle abzurollen. Hierzu kann der Transportzylinder mit einer Klemmeinrichtung, insbesondere mit einer Greiferleiste oder einer Mehrzahl von Greifern, zur Festlegung des Endbereichs der Folienbahn ausgerüstet sein. Zur Durchführung der Relativbewegung für den Transportzylinder gegenüber der Ambossplatte ist vorgesehen, dass dem Transportzylinder eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, die zur Einleitung einer linearen Bewegung parallel zur Förderachse und zur Einleitung einer Rotationsbewegung um die Transportzylinderachse ausgebildet ist. Eine derartige Antriebseinrichtung kann beispielsweise als Anordnung eines Hydraulikzylinders für die Linearbewegung und eines Rädergetriebes für die Rotationsbewegung des Transportzylinders verwirklicht werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sowohl für die Bereitstellung der Linearbewegung als auch für die Bereitstellung der Rotationsbewegung des Transportzylinders jeweils individuell ansteuerbare Antriebe, insbesondere elektrische Servoantriebe, vorgesehen sind, die von einer Steuer- und Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom gewünschten Arbeitshub sowie in Abhängigkeit von der gewünschten Rotationsbewegung für den Transportzylinder angesteuert werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trenneinrichtung einen Schneidzylinder mit einer quer zur Förderachse und parallel zur Arbeitsoberfläche ausgerichteten Schneidzylinderachse aufweist, der für eine Durchführung des Trennvorgangs mit einer Überlagerung einer Linearbewegung längs der Förderachse und einer Rotationsbewegung um die Schneidzylinderachse ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Schneide an einer Außenoberfläche des Schneidzylinders angebracht ist. Die Aufgabe des Schneidzylinders besteht darin, den Endbereich der Folienbahn entweder vollständig von der übrigen Folienbahn abzutrennen oder Ausschnitte aus der Folienbahn herauszuschneiden. Hierzu weist der Schneidzylinder wenigstens eine Schneide auf, kann jedoch auch mit einer Mehrzahl von unterschiedlich geformten Schneiden versehen sein, um auch komplexe Geometrien vom Endbereich der Folienbahn abschneiden zu können und/oder aus dem Endbereich der Folienbahn ausschneiden zu können. Ergänzend oder alternativ kann der Schneidzylinder auch mit einem Prägewerkzeug und/oder einen Rillwerkzeug ausgerüstet sein.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Schneidzylinder das einzige Formatteil der Trennvorrichtung ist, also die einzige Komponente der Trennvorrichtung, die bei einer Veränderung des Bauteils, das vom Endbereich der Folienbahn abgeschnitten oder aus den Endbereich der Folienbahn ausgeschnitten werden soll, ausgetauscht werden kann.
Um den Aufwand für die Anpassung des Schneidzylinders bei einer Veränderung des Bauteils möglichst gering zu halten kann der Schneidzylinder einen formstabilen, mit Permanentmagneten und/oder Elektromagneten versehenen Trägerzylinder und darauf aufgebrachte Schneidbleche und/oder Rillbleche und/oder Prägebleche aufweisen, die einen raschen Formatwechsel ermöglichen. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass am Trägerzylinder wenigstens eine Positioniereinrichtung, insbesondere in Form eines Paßstifts, vorgesehen ist, um eine exakte Positionierung der auswechselbaren Schneidbleche und/oder Rillbleche und/oder Prägebleche gewährleisten.
Zur Durchführung der Relativbewegung für den Schneidzylinder gegenüber der Ambossplatte ist vorgesehen, dass dem Schneidzylinder eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, die zur Einleitung einer linearen Bewegung parallel zur Förderachse und zur Einleitung einer Rotationsbewegung um die Schneidzylinderachse ausgebildet ist. Eine derartige Antriebseinrichtung kann beispielsweise als Anordnung eines Hydraulikzylinders für die Linearbewegung und eines Rädergetriebes für die Rotationsbewegung des Schneidzylinders verwirklicht werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sowohl für die Bereitstellung der Linearbewegung als auch für die Bereitstellung der Rotationsbewegung des Schneidzylinders jeweils individuell ansteuerbare Antriebe, insbesondere elektrische Servoantriebe, vorgesehen sind, die von einer Steuer- und Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom gewünschten Arbeitshub sowie in Abhängigkeit von der gewünschten Rotationsbewegung für den Schneidzylinder angesteuert werden können.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Arbeitsoberfläche einen ebenen, insbesondere rechteckig ausgebildeten, Auflagebereich für den Endbereich der Folienbahn sowie beidseitig an den Auflagebereich angrenzende und längs der Förderachse erstreckte sowie erhaben vom Auflagebereich abragende Lagerleisten aufweist und dass der Schneidzylinder bei der Durchführung der Bewegung zwischen der Ruheposition und der Arbeitsposition zumindest bereichsweise mit einer Außenoberfläche auf den Lagerleisten aufliegt. Die randseitig an der Arbeitsoberfläche jeweils mit einer längsten Kante parallel zur Förderachse ausgerichteten Lagerleisten werden für eine Abwälzbewegung des Schneidzylinders während der Relativbewegung des Schneidzylinders gegenüber der Ambossplatte genutzt. Aufgrund der Geometrie der Lagerleisten, deren Oberseiten parallel zueinander und mit dem ersten spitzem Winkel zur Arbeitsoberfläche ausgerichtet sind, ergeben sich in Wechselwirkung mit den Konusabschnitten, die an der Außenumfangsfläche des Schneidzylinders ausgebildet sind, jeweils flächige Auflagen zwischen Schneidzylinder und Lagerleisten. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Erstreckung der Konusabschnitte in Richtung der Schneidzylinderachse größer als die Erstreckung der Oberseiten der Lagerleisten in Richtung der Schneidzylinderachse ist. In Abhängigkeit von einer lateralen Positionierung des Schneidzylinders gegenüber den Lagerleisten kann somit ein Abstand der Schneidzylinderachse gegenüber der Arbeitsoberfläche eingestellt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Aufhängung des Schneidzylinders eine Positionsveränderung für den Schneidzylinder längs der Schneidzylinderachse ermöglicht, um die daraus resultierende Abstandseinstellung zwischen der Schneidzylinderachse und der Arbeitsoberfläche zu ermöglichen. Die Konusabschnitte des Schneidzylinders können auch als austauschbare Laufringe ausgebildet sein, um beispielsweise im Verschleißfall eine Weiterverwendung des Schneidzylinders nach Austausch der Laufringe gewährleisten zu können.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lagerleisten austauschbar ausgebildet sind und dass der Schneidzylinder in denjenigen Bereichen seiner Außenumfangsfläche, die zur Auflage an den Oberseite der Lagerleisten bestimmt sind, kreiszylindrisch ausgebildet ist. Dementsprechend wird hierbei eine Anpassung eines Abstands zwischen der Schneidzylinderachse und der Arbeitsoberfläche durch den Austausch der Lagerleisten bewirkt, ohne dass eine laterale Einstellmöglichkeit für den Schneidzylinder bereitgestellt werden muss.
Vorteilhaft ist es, wenn dem Transportzylinder ein Sensor zugeordnet ist, der zur Erfassung einer Stirnkante des Endbereichs der Folienbahn, insbesondere in der ersten Förderposition ausgebildet ist und/oder dass dem Schneidzylinder ein Sensor zur Erfassung einer Position der Schneide, insbesondere in der Ruheposition, zugeordnet ist und/oder dass im Bereich der Vorderkante der Ambossplatte ein Sensor zur Erfassung von Eigenschaften der Folienbahn angeordnet ist.
Der dem Transportzylinder zugeordnete Sensor hat somit in Verbindung mit einer geeigneten Auswerteeinrichtung zur Auswertung des Sensorsignals die Aufgabe, eine Aussage darüber zu ermöglichen, ob die Länge des auf den Transportzylinder aufgewickelten Endbereichs der Folienbahn ausreichend ist. Sofern dies nicht der Fall sein sollte, müssen Maßnahmen getroffen werden, insbesondere durch Rotation des Transportzylinders, um die Länge des Endbereichs der Folienbahn, der auf den Transportzylinder aufgewickelt ist, vor der Durchführung der Auslegebewegung, die anschließend vom Transportzylinder ausgeführt wird, auf ein vorgegebenes Maß zu korrigieren. Der dem Transportzylinder zugeordnete Sensor kann ortsfest am Maschinengestell angeordnet sein, um die Erfassung der Stirnkante des Endereichs der Folienbahn in der ersten Förderposition zu ermöglichen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Sensor derart mit dem Transportzylinder verbunden ist, dass er bei einer Linearbewegung des Transportzylinders mitgeführt wird.
Der dem Schneidzylinder zugeordnete Sensor hat in Verbindung mit einer geeigneten Auswerteeinrichtung zur Auswertung des Sensorsignals die Aufgabe, eine Aussage darüber zu ermöglichen, ob die wenigstens eine Schneide des Schneidzylinders vor der Durchführung des Trennvorgangs in einer korrekten Position ist. Sofern dies nicht der Fall sein sollte, kann beispielsweise durch Rotation des Schneidzylinders eine Einstellung der korrekten Lage der wenigstens eine Schneide eingestellt werden. Der dem Schneidzylinder zugeordnete Sensor kann ortsfest am Maschinengestell angeordnet sein, um die Position der wenigstens einen Schneide in der Ruheposition des Transportzylinders zu erwachen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Sensor an eine Antriebseinrichtung für den Schneidzylinder angeordnet ist und eine Erfassung der Position der wenigstens eine Schneide während einer Relativbewegung des Schneidzylinders gegenüber der Ambossplatte durchführen kann.
Im Bereich der Vorderkante der Ambossplatte 6 und damit in einem Bereich zwischen einem Ablagemagazin für eine bogenartig konfektionierte Folienbahn bzw. einer der Ambossplatte zugeordneten Vorratsrolle mit einer aufgewickelten Folienbahn und der Ambossplatte kann ein Sensor angeordnet sein, mit dem eine Erfassung von Eigenschaften der Folienbahn durchgeführt wird. Beispielhaft kann dieser Sensor zur Erkennung von Mängeln der Folienbahn genutzt werden.
Zweckmäßig ist es, wenn an der Arbeitsoberfläche und/oder an einer Außenoberfläche der Fördereinrichtung und/oder an einer Außenoberfläche der Trenneinrichtung wenigstens eine Mündungsöffnung eines Fluidkanals ausgebildet ist, der zur Bereitstellung eines Unterdrucks oder eines druckbeaufschlagten Fluids ausgebildet ist. Vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitsfläche zumindest bereichsweise mit einer Vielzahl, insbesondere in einer Matrix mit einheitlicher Teilung, angeordneten Mündungsöffnungen des wenigstens einen Fluidkanals versehen ist, um beispielsweise nach dem auslegen des Endbereichs der Folienbahn eine zuverlässige Anhaftung des Endbereichs der Folienbahn durch eine Unterdruckbeaufschlagung der Mündungsöffnungen des Fluidkanals bewirken zu können. Der wenigstens eine Fluidkanals steht mit einer Unterdruckversorgung und/einer Fluidquelle, insbesondere einer Druckluftquelle, in Verbindung. Durch eine Ventileinrichtung, die zwischen der Unterdruckversorgung bzw. der Fluidquelle und dem Fluidkanal angeordnet ist, kann Einfluss auf einem Unterdruck bzw. Überdruck an den jeweiligen Mündungsöffnungen in der Arbeitsoberfläche genommen werden. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass in der Ambossplatte mehrere separat voneinander ausgebildete Fluidkanäle mit jeweils zugeordneten Mündungsöffnungen vorgesehen sind, um unterschiedliche Bereiche der Arbeitsoberfläche in unterschiedlicher Weise mit Unterdruck oder Druckluft versorgen zu können. Die Mündungsöffnungen des Fluidkanals können beispielsweise durch Bohrungen ausgebildet sein, die quer zur Arbeitsoberfläche der Ambossplatte ausgerichtet sind. Gegebenenfalls ist vorgesehen, zumindest einen Teil der Mündungsöffnungen durch eine poröse Ausgestaltung eines Teilbereichs der Ambossplatte zu verwirklichen, dies kann beispielsweise durch Verwendung einer Platte aus einem Metall-Sintermaterial erzielt werden, die in eine geeignete Vertiefung in der Ambossplatte eingesetzt wird und mit einem oder mehreren Fluidkanälen in Verbindung steht. Der Vorteil einer derartigen Ausgestaltung zumindest eines Teilbereichs der Ambossplatte liegt darin, dass dort sowohl eine Ansaugung oder auch ein Abblasen der Folienbahn und auch ein Trennvorgang für den Endbereich der Folienbahn vorgenommen werden kann.
Die an der Außenoberfläche der Fördereinrichtung, bei der es sich insbesondere um den Transportzylinder oder um einen linearbeweglich parallel zur Arbeitsoberfläche einstellbaren Transportbalken handeln kann, vorgesehenen Mündungsöffnungen des wenigstens eines Fluidkanals werden insbesondere zum Ansaugen des Endbereichs der Folienbahn eingesetzt, um beispielsweise Zugkräfte auf die Folienbahnen ausüben zu können. Der wenigstens eine Fluidkanal der Fördereinrichtung steht unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit einer Unterdruckversorgung und/oder einer Druckluftquelle in Verbindung. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass die Mündungsöffnungen des wenigstens einen Fluidkanals über wenigstens einen Teilbereich der Außenoberfläche, insbesondere über die gesamte Breite der Fördereinrichtung, oder über die gesamte Außenoberfläche der Fördereinrichtung angeordnet sind.
Die an der Außenoberfläche der Trenneinrichtung, bei der es sich insbesondere um einen Schneidzylinder handeln kann, vorgesehenen Mündungsöffnungen des wenigstens einen Fluidkanals werden insbesondere zum Ansaugen von Abschnitten oder Ausschnitten der Folienbahn während der Durchführung und/oder nach der Durchführung des Trennvorgangs genutzt und ermöglichen damit beispielsweise eine kontrollierte Abfuhr von ausgeschnittenen Bereichen der Folienbahn oder abgeschnittenen Abfallstücken der Folienbahn. Der wenigstens eine Fluidkanal der Trenneinrichtung steht unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit einer Unterdruckversorgung und/oder einer Druckluftquelle in Verbindung. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Schneide der Trenneinrichtung und die Arbeitsoberfläche der Ambossplatte zur Durchführung eines Trennvorgangs für den Endbereich der Folienbahn aus der Gruppe: Querschneiden der Folienbahn, Ausschneiden von Folienausschnitten aus der Folienbahn (Formschnitt), Quetschschneiden, Hubstanzen, Scherenschneiden ausgebildet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trenneinrichtung als Hubstanze für eine Durchführung einer quer zur Arbeitsoberfläche der Ambossplatte ausgerichteten Hubstanzbewegung ausgebildet ist und zwischen einer Ruheposition mit einem Abstand, der größer als eine Erstreckung der Transporteinrichtung quer zur Arbeitsoberfläche ist, und einer Arbeitsposition mit verschwindendem Abstand zur Arbeitsoberfläche linearbeweglich zur Ambossplatte gelagert ist.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Greifer für eine Abfuhr von Gutteilen in definierte Ablageposition und/oder für eine Abfuhr von Abfall relativbeweglich an der Ambossplatte angeordnet ist. Die Aufgabe des Greifers besteht insbesondere darin, die aus dem Endbereich der Folienbahn ausgeschnittenen Gutteile bzw. die vom Endbereich der Folienbahn abgeschnittenen und Gutteile in einer Weise abzutransportieren, bei der auch bei einer sehr geringen Dicke der Gutteile eine unerwünschte Deformation vermieden werden kann. Ferner ist der Greifer dazu ausgebildet, die Gutteile in definierte Weise, insbesondere möglichst eben und mit vorgebbarer Ausrichtung entweder auf einen Gutteile-Stapel aufzulegen oder direkt einem nachfolgenden Verarbeitungsprozess für die Gutteile zuzuführen. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass mehrere Trennvorrichtungen räumlich derart angeordnet sind, dass die jeweiligen Greifer unterschiedlich konfigurierte Gutteile einer zentral angeordneten Verarbeitungseinrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine Folienschweißeinrichtung handeln kann, zuzuführen, so dass eine unmittelbare Weiterverarbeitung der von der jeweiligen Trennvorrichtung bereitgestellten Gutteile vorgenommen werden kann. Bevorzugt ist dem Greifer eine Sensoreinrichtung, insbesondere eine Kamera mit Bildverarbeitung, zugeordnet, um eine Qualitätskontrolle für die aus der Folienbahn ausgeschnittenen oder von der Folienbahn abgeschnittenen Teile durchzuführen und diese entweder als Gutteile oder als Ausschuss qualifizieren zu können und eine entsprechende Greiferbewegung einzuleiten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn mit den folgenden Schritten gelöst: Erfassen eines Endbereichs einer Folienbahn, der auf einer Arbeitsoberfläche einer Ambossplatte ausgelegt ist, mit einem Transportzylinder, Durchführen einer ersten Aufrollbewegung für den Endbereich der Folienbahn auf den Transportzylinder während einer ersten linearen Rückzugsbewegung des Transportzylinders, Detektieren einer am Transportzylinder angeordneten Stirnkante des Endbereichs der Folienbahn mit einem Sensor und Regelung einer zweiten Aufrollbewegung für den Transportzylinder an einer ersten Förderposition, an der der Transportzylinder einen ersten, minimalen Abstand gegenüber einem ersten Endbereich der Ambossplatte aufweist, Durchführung einer Kombination einer Abrollbewegung und einer zweiten linearen Vorschubbewegung für den Transportzylinder längs der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte für ein Ablegen des Endbereichs der Folienbahn auf der Arbeitsoberfläche und Durchführen einer zweiten linearen Rückzugsbewegung des Transportzylinders in die erste Förderposition, Durchführen einer Kombination einer Abrollbewegung und einer dritten linearen Vorschubbewegung für einen Schneidzylinder längs der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte zwischen einer Ruheposition mit maximalen Abstand vom ersten Endbereich der Ambossplatte und einer Arbeitsposition mit minimalem Abstand vom ersten Endbereich der Ambossplatte, wobei eine Schneide des Schneidzylinders einen Trennvorgang für einen zwischen der Schneide und der Arbeitsoberfläche aufgenommenen Endbereich der Folienbahn vornimmt und Ergreifen und Abtransportieren eines von der Schneide getrennten Abschnitts des Endbereichs der Folienbahn mit einer beweglich an der Ambossplatte gelagerten Greifeinrichtung.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird die Folienbahn entweder aus einem Ablagemagazin entnommen oder von einer Vorratsrolle abgewickelt, wobei die Aufgabe des Transportzylinders darin besteht, im Wechsel mit der Durchführung eines Trennvorgangs, der mit dem Schneidzylinder durchgeführt wird, jeweils den Endbereich der Folienbahn derart auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte auszulegen, dass für den nachfolgenden Trennvorgang eine ausreichende Länge der Folienbahn bereitgestellt wird.
Für die Verfahrensdurchführung wird davon ausgegangen, dass in einem vorausgegangenen Arbeitsschritt bzw. einem vorbereitenden Arbeitsschritt ein Endbereich der Folienbahn zumindest derart auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte ausgelegt ist, dass ein Erfassen des Endbereichs durch den Transportzylinder vorgenommen werden kann. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, wenigstens einen Fluidkanal im Transportzylinder, der wenigstens eine an der Außenoberfläche des Transportzylinders ausmündende Mündungsöffnung aufweist, durch Ansteuerung einer Ventileinrichtung, die einer Unterdruckversorgung nachgeschaltet ist, mit Unterdruck zu beaufschlagen, so dass eine Ansaugung zumindest eines Teilbereichs der Folienbahn an die Außenoberfläche des Transportzylinders erfolgt. Ergänzend oder alternativ kann auch die Verwendung einer am Transportzylinder ausgebildeten Greifleiste zur Erfassung des Endbereichs der Folienbahn vorgesehen sein.
In einem nachfolgenden Schritt erfolgt eine erste Aufrollbewegung für den Endbereich der Folienbahn auf den Transportzylinder im Zuge einer Linearbewegung des Transportzylinders in Richtung einer Vorderkante der Ambossplatte. Diese erste Aufrollbewegung wird als Überlagerung einer Rotation des Transportzylinders um die Transportzylinderachse und einer Translation des Transportzylinders parallel zur Arbeitsoberfläche durchgeführt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Aufrollbewegung bezogen auf die Arbeitsoberfläche der Ambossplatte schlupffrei vorgenommen wird, wobei exakt diejenige Länge des Endbereichs der Folienbahn auf den Transportzylinder aufgewickelt wird, die durch die Abwälzbewegung des Transportzylinders auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte aufgenommen werden kann, ohne dass der Endbereich der Folienbahn eine lineare Relativbewegung gegenüber der Arbeitsoberfläche durchführt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Aufrollbewegung für den Endbereich der Folienbahn bezogen auf die Arbeitsoberfläche der Ambossplatte bereits mit Schlupf erfolgt. Hierzu wird die Rotationsbewegung des Transportzylinders, die der Linearbewegung des Transportzylinders überlagert wird, derart gewählt, dass der Endbereich der Folienbahn eine lineare Relativbewegung gegenüber der Arbeitsoberfläche durchführt, wobei Zugkräfte auf die Folienbahn einwirken, die beispielsweise zu einem Abwicklungsvorgang für die auf einer Vorratsrolle aufgewickelte Folienbahn führt.
Während der Durchführung der ersten Aufrollbewegung oder nach Erreichen der ersten Förderposition kann mit Hilfe des Sensors, der dem Transportzylinder zugeordnet ist, detektiert werden, ob eine Stirnkante des Endereichs der Folienbahn an einer vorgegebenen Position ist oder ob durch eine weitere Aufrollbewegung, die auch als zweite Aufrollbewegung bezeichnet wird, erforderlich ist. Ergibt sich bei der Detektion der Stirnkante des Endbereichs der Folienbahn, dass die Stirnkante bereits an der gewünschten Position angeordnet ist, so stimmen ein Sollwert und einem Istwert für die Regelung der zweiten Aufrollbewegung überein, so dass praktisch keine zweite Aufrollbewegung vorgenommen wird. Liegt hingegen eine Abweichung zwischen der vorgegebenen Position der Stirnkante und einer tatsächlichen Position der Stirnkante vor, so wird die zweite Aufrollbewegung unter Rückkopplung eines jeweils aktualisierten Sensorsignals solange durchgeführt, bis die Abweichung verschwindet.
In einem nachfolgenden Schritt erfolgt eine Abrollbewegung für den Endbereich der Folienbahn, um den Endbereich der Folienbahn derart auf der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte auszulegen, dass der nachfolgende Trennvorgang ordnungsgemäß ausgeführt werden kann. Hierzu ist vorgesehen, dass der Transportzylinder eine schlupffreie Abrollbewegung gegenüber der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte durchführt, bei der es nicht zu einer linearen Verlagerung des Endbereichs der Folienbahn oder zur Ausübung von nennenswerten Zugkräften auf den Endbereich der Folienbahn kommt. Diese Abrollbewegung ist ebenfalls eine Überlagerung einer Rotationsbewegung des Transportzylinders und die Transportzylinderachse und einer linearen Verlagerung des Transportzylinders längs der Arbeitsoberfläche der Ambossplatte. Am Ende dieser Abrollbewegung wird der Endbereich der Folienbahn vom Transportzylinder freigegeben, beispielsweise durch Abschaltung einer Unterdruckversorgung für den Fluidkanal und die damit verbundenen Mündungsöffnungen oder gegebenenfalls durch Bereitstellung von Druckluft an den Mündungsöffnungen, um ein Abblasen des Endbereichs und damit eine Entfernung des Endbereichs der Folienbahn von dem Transportzylinder zu unterstützen. Anschließend wird der Transportzylinder wieder in die erste Funktionsposition überführt, um die Arbeitsoberfläche für die Durchführung des Trennvorgangs freizugeben.
Ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Unterdruckbeaufschlagung wenigstens eines in der Ambossplatte ausgebildeten Fluidkanals vorgenommen wird, um den Endbereich der Folienbahn zumindest abschnittsweise an der Arbeitsoberfläche an zu sorgen und damit für die Durchführung des Trennvorgangs zu stabilisieren.
Der Trennvorgang für den Endbereich der Folienbahn wird mit Hilfe des Schneidzylinders durchgeführt, der mit einer schupffreien Abrollbewegung, die eine Überlagerung einer Rotationsbewegung des Schneidzylinders um eine Schneidzylinderachse und eine lineare Bewegung des Schneidzylinders längs der Förderachse umfasst, ausgehend von einer Ruheposition in eine Arbeitsposition überführt wird. Hierbei gelangt die wenigstens eine Schneide des Schneidzylinders in Eingriff mit den Endbereich der Folienbahn und führt den gewünschten Trennvorgang aus, mit dem ein Abschnitt vom Endbereich der Folienbahn oder ein Ausschnitt aus den Endbereich der Folienbahn oder eine Kombination hiervon bewirkt werden kann.
Je nach Geometrie des Schneidzylinders und in Abhängigkeit von der Geometrie des vom Endbereich der Folienbahn abgeschnittenen oder aus dem Endbereich der Folienbahn ausgeschnittenen Teils erfolgt entweder zunächst eine schlupffreie Rückführung des Schneidzylinders aus der Arbeitsposition in die Ruheposition, bevor das erzeugte Teil mit einer Greifeinrichtung abtransportiert wird, oder es erfolgt ein Abtransport des erzeugten Teils mit einer Greifeinrichtung vor der Rückführung des Schneidzylinders in die Ruheposition.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Greifeinrichtung einen Sensor, insbesondere eine Kamera mit Bildverarbeitung, umfasst, mit deren Hilfe eine Qualitätskontrolle für das erzeugte Teil vorgenommen werden kann und nur diejenigen Teile einer nachgelagerten Verarbeitung zugeführt werden, die auch als Gutteile qualifiziert werden können.
Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Fluidkanal im Schneidzylinder mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, um bei der Durchführung der Rückführbewegung das erzeugte Teil und/oder eventuelle Abfälle abzutransportieren.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Endbereich der Folienbahn mit dem Transportzylinder erfasst wird, um eine erste lineare Vorschubbewegung für den Transportzylinder längs einer Arbeitsoberfläche der Ambossplatte für ein Auslegen des Endbereichs der Folienbahn auf der Arbeitsoberfläche vorzunehmen. Dieser Schritt kann beispielsweise vor der Durchführung der ersten Aufrollbewegung durchgeführt werden, um zunächst eine ausreichende Länge des Endbereichs der Folienbahn für die Durchführung der ersten Aufrollbewegung zur Verfügung zu stellen.
Ferner kann eine Trennvorrichtung zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn vorgesehen werden, die eine Ambossplatte mit einer Arbeitsoberfläche zum Auslegen einer Folienbahn aufweist und die eine Fördereinrichtung zur Förderung der Folienbahn längs einer parallel zur Arbeitsoberfläche ausgerichteten Förderachse aufweist und die einen Schneidzylinder aufweist, der wenigstens eine Schneide zur Durchführung eines Trennvorgangs für die zwischen der Schneide und der Arbeitsoberfläche aufgenommene Folienbahn aufweist, wobei randseitig an der Arbeitsoberfläche jeweils mit einer längsten Kante parallel zur Förderachse ausgerichtete Lagerleisten angeordnet sind, die parallel zueinander und in einem ersten spitzem Winkel zur Arbeitsoberfläche ausgerichtete Oberseiten aufweisen und wobei der Schneidzylinder an einer Außenumfangsfläche zwei Konusabschnitte aufweist, die in einem zweiten spitzen Winkel zu einer Schneidzylinderachse ausgerichtet sind und die zur Auflage auf den Oberseiten ausgebildet sind, wobei zwischen Ambossplatte und Schneidzylinder eine Verstelleinrichtung zur Positionierung des Schneidzylinders längs der Schneidzylinderachse ausgebildet ist.
Eine derartige Trenneinrichtung ermöglicht eine Abstandseinstellung zwischen der Arbeitsoberfläche und der wenigstens einen Schneide des Schneidzylinders durch eine Bewegung des Schneidzylinders längs der Schneidzylinderachse, da hierdurch aufgrund der Keilwirkung der Oberseiten der Lagerleisten in Verbindung mit den Konusabschnitten eine überlagerte Linearbewegung für den Schneidzylinder bewirkt wird, mit der ein Abstand zwischen der Schneidzylinderachse und der Arbeitsoberfläche beeinflusst wird. Eine derartige Ausgestaltung der Lagerleisten und des Schneidzylinders kann auch für die eingangs beschriebene sowie im Anspruch 1 sowie den zugehörigen Unteransprüchen beanspruchte Trenneinrichtung vorgesehen werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

Figur 1: eine Seitenansicht einer Trennvorrichtung mit einer Fördereinrichtung, einer Ambossplatte und einer Trenneinrichtung,
Figur 2: eine Ausschnittvergrößerung der Trennvorrichtung gemäß der Figur 1 mit einigen Detaildarstellungen,
Figur 3: eine Draufsicht auf eine Folienbahn, die mit der Trennvorrichtung gemäß den Figuren ein und 2 bearbeitet wurde,
Figur 4: eine schematische Darstellung der Fördereinrichtung und der Trenneinrichtung sowie der Folienbahn bei einem ersten Arbeitsschritt,
Figur 5: einen zweiten Arbeitsschritt für die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung,
Figur 6: einen dritten Arbeitsschritt für die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung,
Figur 7: einen vierten Arbeitsschritt für die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung,
Figur 8: einen fünften Arbeitsschritt für die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung,
Figur 9: einen sechsten Arbeitsschritt für die Fördereinrichtung und die Trenneinrichtung, und
Figur 10: eine stirnseitige Ansicht auf die mit Lagerleisten versehene Ambossplatte und den darauf abgestimmten Schneidzylinder.

Eine in der Figur 1 nur schematisch und nicht maßstäblich dargestellte Trennvorrichtung 1 wird zur Bearbeitung einer Folienbahn 2 eingesetzt, die beispielhaft in einzelne, rein exemplarisch rechteckige, Ausschnitte, wie sie in der Figur 3 schematisch dargestellt sind, getrennt werden soll.
Hier zu umfasst die Trennvorrichtung 1 eine Materialrolle 4, auf der die Folienbahn 2 aufgewickelt ist eine Vorschubeinrichtung 5, die zur Unterstützung einer Abwickelbewegung für die Folienbahn 2 von der Materialrolle 4 ausgebildet ist, eine Ambossplatte 6 zur Auflage der Folienbahn 2, eine Fördereinrichtung 7 sowie eine Trenneinrichtung 8.
Die Materialrolle 4, die Vorschubeinrichtung 5 und die Ambossplatte 6 sind rein exemplarisch an einem gemeinsamen, nicht dargestellten Maschinenrahmen angeordnet. Die Fördereinrichtung 7 sowie die Trenneinrichtung 8 sind in ebenfalls nicht dargestellter Weise relativbeweglich zur Ambossplatte 6 am Maschinenrahmen angeordnet, wobei für eine Relativbewegung der Fördereinrichtung 7 und der Trenneinrichtung 8 gegenüber der Ambossplatte 6 nicht näher dargestellte Antriebe, beispielsweise Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Hydraulikmotoren, Pneumatikmotoren, elektrische Servomotoren und Kombinationen hiervon eingesetzt werden können.
Die Materialrolle 4 ist zur Bereitstellung der Folienbahn 2 ausgebildet, wobei eine Länge der auf die Materialrolle 4 aufgewickelten Folienbahn 2 um ein Vielfaches größer als eine Länge der Ambossplatte 6 ist, so dass eine Vielzahl von Ausschnitten 3 aus der Folienbahn 2 ausgeschnitten werden können, bevor ein Wechsel der Materialrolle 4 erforderlich ist.
Die benachbart zur Materialwahl 4 angeordnete Vorschubeinrichtung 5 umfasst rein exemplarisch eine Seitenkantensteuerung 9, eine erste Umlenkrolle 10, eine zweite Umlenkrolle 11 sowie ein Förderwalzenpaar 12. Die Aufgabe der Seitenkantensteuerung 9, die während einer Förderbewegung der Folienbahn 2 eine seitliche Kante der Folienbahn 2 mittels einer nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung abgetastet, besteht darin, eine mittige Anordnung der Folienbahn 2 auf der ersten Umlenkrolle 10 zu gewährleisten. Hierzu kann die Seitenkantensteuerung 9 über einen ebenfalls nicht dargestellten Aktor Einfluss auf die Ausrichtung der Folienbahn 2 gegenüber der ersten Umlenkrolle 10 nehmen. Nach Passieren der ersten Umlenkrolle 10 und der zweiten Umlenkrolle 11 wird die Folienbahn 2 zwischen zwei Förderwalzen 15, 16 des Förderwalzepaars 12 hindurchgeführt, wobei wenigstens eine der beiden Förderwalzen 15, 16 angetrieben sein kann, um eine Bewegung der Folienbahn 2 in der schematisch eingezeichneten Förderrichtung 17 zu unterstützen, die als Richtungsvektor einer Förderachse angesehen werden kann.
Wie nachstehend näher erläutert wird, ist eine diskontinuierliche Förderung für die Folienbahn 2 vorgesehen, da die Bearbeitung der Folienbahn 2 auf der Ambossplatte 6 ebenfalls diskontinuierlich vorgenommen wird.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass in einem Bereich zwischen dem Förderwalzenpaar 12 und einer Vorderkante 18 der Ambossplatte 6 ein erster Sensor 40 oberhalb der Folienbahn 2 angeordnet ist, der zur Abtastung der Folienbahn 2 genutzt wird und Eigenschaften der Folienbahn wie beispielsweise einen Folientyp, vorzugsweise kontaktlos, erfassen kann. Ein elektrisches Sensorsignal des ersten Sensors 40 wird an eine nicht dargestellte Steuer- und Regeleinrichtung bereitgestellt und dort verarbeitet. Beispielhaft kann vorgesehen sein, anhand des Sensorsignals des ersten Sensors 40 eine Anpassung der Förderbewegungen der Vorschubeinrichtung 5 vorzunehmen.
Die Ambossplatte 6 weist eine rein exemplarisch eben ausgebildete und quer zur Darstellungsebene der Figur 1 ausgerichtete Arbeitsoberfläche auf, auf der die Folienbahn 2 zur Durchführung der nachstehend näher beschriebenen Bearbeitungsschritte ausgelegt wird. Wie der Darstellung der Figur 2 entnommen werden kann, umfasst die Ambossplatte 6 eine formstabile, beispielhaft als Planparallelplatte ausgebildete, Trägerplatte 20, die beispielhaft in nicht näher dargestellter Weise mit dem nicht gezeigten Maschinengestell verbunden sein kann. Auf der Trägerplatte 20 ist eine, ebenfalls rein exemplarisch als Planparallelplatte ausgebildete, Arbeitsplatte 21 angebracht, die gemäß der Detaildarstellung der Figur 2 bereichsweise von Fluidkanälen 22 durchsetzt ist. Mündungsöffnungen 23 der Fluidkanäle 22 münden an der Arbeitsoberfläche 19 aus, womit bei einer Unterdruckbeaufschlagung der Fluidkanäle 22 über ein in der Arbeitsplatte 21 ausgebildetes, nicht dargestelltes Kanalsystem, das mit einer nicht dargestellten, abseits der Ambossplatte 6 angeordneten Unterdruckversorgung verbunden ist, eine Unterdruck-Anhaftung der Folienbahn 2 an der Arbeitsoberfläche 19 im Bereich der Fluidkanäle 22 bewirkt werden kann.
Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Arbeitsoberfläche 19 beidseitig mit Lagerleisten 24 versehen ist, die erhaben über die Arbeitsoberfläche 19 abragenden und deren längste Kante 25 parallel zu einer längsten Kante der Ambossplatte 6 ausgerichtet ist. Die Lagerleisten 24 können in einer quer zur längsten Kante 25 ausgerichteten Querschnittsebene einen rechteckigen Querschnitt oder einen Querschnitt in Form eines rechtwinkeligen Trapezes mit einer in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Lagerleisten 24 abfallenden Oberseite aufweisen. Die Aufgabe der Lagerleisten 24 besteht insbesondere darin, mit ihrer der Arbeitsoberfläche 19 abgewandten Oberseite 27 eine Auflagefläche für die nachstehend näher beschriebene Trenneinrichtung 8 zu bilden.
Die Fördereinrichtung 7 ist rein exemplarisch als Transportzylinder 30 ausgebildet. Eine Transportzylinderachse 31 erstreckt sich quer zur Darstellungsebene der Figuren 1 und 2 sowie 4 bis 9 und bildet gleichzeitig die Rotationssymmetrieachse für den kreiszylindrisch profilierten Transportzylinder 30. Der Transportzylinder 30 ist mit einem in den Figuren 1 sowie 4 bis 9 nur schematisch dargestellten, rein exemplarisch über einen Winkel von 90 Grad über eine Umfangsfläche 32 erstreckten Ansaugbereich 33 versehen. Der Ansaugbereich 33 wird durch eine Vielzahl von rein schematisch in der Figur 2 in der Detaildarstellung gezeigten Bohrungen 34 gebildet, wobei die Bohrungen 34 mit parallel zur Transportzylinderachse 31 ausgerichteten Unterdruckkanäle 35 verbunden sind. Die Unterdruckkanäle 35 können über eine nicht dargestellte Drehdurchführung fluidisch kommunizierend mit einer ebenfalls nicht dargestellten Unterdruckversorgung verbunden werden, so dass an Mündungsöffnungen 36 der Bohrungen 34 eine Unterdruck bereitgestellt werden kann, um die Folienbahn 2 anzusaugen.
Der Transportzylinder 30 kann auf verschiedene Weisen relativ zur Ambossplatte 6 bewegt werden. Eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung für den Transportzylinder 30 umfasst beispielsweise eine Kombination eines Linearantriebs für eine Linearbewegung des Transportzylinders in der Förderrichtung 17 und entgegen der Förderrichtung 17 und eines Drehantriebs für eine Rotation des Transportzylinders 30 um die Transportzylinderachse 31. Mit einer derartigen Antriebseinrichtung kann der Transportzylinder 30 eine reine Linearbewegung, eine reine Rotationsbewegung oder eine Überlagerung einer Linearbewegung und einer Rotationsbewegung durchführen. Hierbei kann der Transportzylinder 30 aus der in Figur 2 dargestellten ersten Förderposition, bei der ein erster, minimaler Abstand 37 des Transportzylinders 30 zur Vorderkante 18 der Ambossplatte 6 vorliegt, in eine zweite Förderposition, bei der ein zweiter, maximaler Abstand des Transportzylinders 30 zur Vorderkante 18 der Ambossplatte 6 vorliegt, bewegt werden. Bei einer linearen Bewegung des Transportzylinders 30 von der ersten Förderposition in Richtung der zweiten Förderposition sowie bei einer linearen Bewegung des Transportzylinders 30 aus der zweiten Förderposition in Richtung der ersten Förderposition kann wahlweise eine Rotation des Transportzylinders 30 durchgeführt werden oder nicht. Der Transportzylinder 30 kann auch in jeder Position zwischen der ersten Förderposition und der zweiten Förderposition, insbesondere jedoch in der ersten Förderposition eine ausschließliche Rotationsbewegung durchführen.
Die Trenneinrichtung 8 ist rein exemplarisch als Schneidzylinder 50 ausgebildet, der an einer kreiszylindrischen Außenoberfläche 51 mit einer ersten Schneide 52 und einer zweiten Schneide 53 ausgerüstet ist. Dabei ist die erste Schneide 52 über eine Gesamtbreite des Schneidzylinders 50 erstreckt und dient zur Durchführung eines Querschnitts 54 an der Folienbahn 2, wie dies in Figur 3 schematisch gezeigt ist. Die zweite Schneide 53 ist eine Formschneide und dient zur Erzeugung der Ausschnitte 3 in der Folienbahn 2, wie dies in der Figur 3 schematisch dargestellt ist.
Der Schneidzylinder 50 wird durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zwischen einer Ruheposition, in der der Schneidzylinder 50 einen dritten, maximalen Abstand 55 zur Vorderkante 18 der Ambossplatte 6 aufweist, und einer Arbeitsposition, in der der Schneidzylinder 50 einen vierten, minimalen Abstand 56 zur Vorderkante 18 aufweist, bewegt. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung derart ausgebildet ist, dass stets eine Zwangskopplung zwischen einer Rotationsbewegung um eine Schneidzylinderachse 57 und einer Translationsbewegung parallel zur Förderrichtung 17 für den Schneidzylinder 50 vorliegt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung und der Schneidzylinder 50 derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Schneidzylinder 50 mit seiner Außenoberfläche 51 eine schlupffreie Abwälzbewegung auf den Lagerleisten 24 durchführt.
Aus den Figuren 4 bis 9 geht rein schematisch ein Ablauf für eine Bearbeitung eines Endbereichs 14 der Folienbahn 2 hervor. Zunächst wird gemäß der Darstellung der Figur 4 davon ausgegangen, dass ein Endbereich 14 der Folienbahn 2 zumindest auf einer gewissen Länge auf der Ambossplatte 6 aufliegt, die in den Darstellungen der Figuren 4 bis 9 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurde.
In einem ersten Schritt wird der Transportzylinder 30 durch eine Überlagerung einer Rotationsbewegung und einer Translationsbewegung derart positioniert, dass der Ansaugbereich 33 oberhalb des Endbereichs 14 angeordnet ist. Rein exemplarisch ist der Transportzylinder 30 derart angeordnet, dass der Ansaugbereich 33 mit einer Vorderkante 44 des Endbereichs 14 der Folienbahn 2 abschließt. Sobald der Transportzylinder 30 diese Position einnimmt, kann eine Aktivierung der Unterdruckversorgung vornehmen, so dass an den Mündungsöffnungen 36 der Bohrungen 34 ein Unterdruck bereitgestellt wird, mit dem eine flächige Ansaugung des Endbereichs 14 an die Umfangsfläche 32 des Transportzylinders 30 erfolgt.
In einem zweiten Schritt, wie er in der Figur 5 dargestellt ist, erfolgt eine Abwälzbewegung des Transportzylinders 30 auf den Endbereich 14 der Folienbahn 2 mit einer Rotationsrichtung entgegen den Uhrzeigersinn, um einen Aufwickelvorgang für den Endbereich 14 auf den Transportzylinder 30 zu beginnen. Die Abwälzbewegung für den Transportzylinder 30 wird durch eine koordinierte Überlagerungsbewegung zwischen einer Rotation und einer Translation für den Transportzylinder 30 durch die Antriebseinrichtung hervorgerufen, wobei ein Abstand des Transportzylinders 30 zur Vorderkante 18 reduziert wird.
In einem dritten Schritt, wie er in der Figur 6 dargestellt ist, hat der Transportzylinder 30 die erste Förderposition erreicht und nimmt den ersten, minimalen Abstand 37 zur Vorderkante 18 ein. In dieser ersten Förderposition erfolgt eine Abtastung der Umfangsfläche 32 des Transportzylinders 30 durch einen zweiten Sensor 41, der in nicht näher dargestellter Weise am Maschinengestell der Trennvorrichtung 1 angebracht ist und der zur Erfassung der Vorderkante 44 des Endbereichs 14 der Folienbahn 2 ausgebildet ist. Sofern der zweite Sensor 41 die Vorderkante 44 nicht erfassen kann, wird ein entsprechendes Sensorsignal an die nicht dargestellte Steuer- und Regeleinrichtung bereitgestellt, die eine Ansteuerung der nicht dargestellten Antriebseinrichtung für den Transportzylinder 30 derart vornimmt, dass eine reine Rotationsbewegung des Transportzylinders 30 in der Pfeilrichtung gemäß der Darstellung der Figur 6, die rein exemplarisch entgegen dem Uhrzeigersinn ausgerichtet ist, vorgenommen wird, um eine Weiterführung des Wickelvorgangs für die Folienbahn auf den Transportzylinder 30 zu bewirken. Sobald der zweite Sensor 41 die Vorderkante 44 erfassen kann, wird davon ausgegangen, dass eine vorgegebene Länge der Folienbahn 2 auf den Transportzylinder 30 aufgewickelt ist, womit der dritte Schritt abgeschlossen ist.
In einem vierten Schritt, wie er in der Figur 7 dargestellt ist, erfolgt eine reine Abwälzbewegung des Transportzylinders 30 zur Auslegung der Folienbahn 2 auf der nicht dargestellten Arbeitsoberfläche der Ambossplatte. Diese Abwälzbewegung ist eine synchronisierte Überlagerung einer Rotationsbewegung und einer Translationsbewegung des Transportzylinders 30 durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung.
In einem fünften Schritt, wie er in der Figur 8 dargestellt ist, wird der Schneidzylinder 50 aus der Ruheposition in die Arbeitsposition überführt, wobei sich der Abstand des Schneidzylinders 50 gegenüber der Vorderkante 18 reduziert. Hierbei ist vorgesehen, dass mit der nicht dargestellten Antriebseinrichtung für den Schneidzylinder 50 eine schlupffreie Abrollbewegung der Außenoberfläche 51 des Schneidzylinders 50 auf den Lagerleisten 24 erfolgt, wobei die Schneiden 52 und 53 die gewünschten Trennvorgänge für den Endbereich 14 der Folienbahn 2 bewirken. Zu Beginn der Durchführung der Abrollbewegung kann mit Hilfe eines dritten Sensors 42 überprüft werden, ob die Schneide 53 in der korrekten rotatorischen Position angeordnet ist. Sofern der dritte Sensor 42 ein Sensorsignal an die nicht dargestellte Steuer- und Regeleinrichtung bereitstellen sollte, aus dem hervorgeht, dass die Schneide 53 nicht korrekt positioniert ist, kann beispielsweise eine Abschaltung der Trenneinrichtung 1 und die Ausgabe einer Warnmeldung vorgesehen sein. Alternativ kann bei geeigneter Ausgestaltung der Antriebseinrichtung für den Schneidzylinder 50 auch ein Justiervorgang durch ausschließliche Rotation des Schneidzylinders 50 vorgesehen werden, bis die Schneide 53 die gewünschte Position einnimmt.
In einem sechsten Schritt, wie er in der Figur 9 dargestellt ist, erfolgt ein Aufnehmen des Ausschnitts 3, der durch den Schneidzylinder 50 aus der Folienbahn 2 herausgetrennt wurde, durch einen Greifer 60, der insbesondere als Vakuumgreifer ausgebildet sein kann und der den Ausschnitt 3 abseits der Trennvorrichtung 1 in einem geeigneten Magazin ablegen kann. Der Greifer 60 kann mit einem vierten Sensor 43 ausgerüstet sein, der dazu ausgebildet ist, eine Qualitätskontrolle für den Ausschnitt 3 vorzunehmen und diesen unter Anwendung von vorgegebenen Kriterien als Gutteil oder Schlechtteil zu qualifizieren. Eine Auswertung eines Sensorsignals des dritten Sensors 42 kann beispielsweise in einer nicht dargestellten Auswertungseinrichtung vorgenommen werden, die anschließend ein Steuersignal für den Greifer 60 bereitstellt, um den Ausschnitt 3 entweder einen nachgelagerten Bearbeitungsschritt zuzuführen oder den Ausschnitt 3 als Ausschuss zu entsorgen. Der 63 kann einen Fluidkanal oder mehrere Fluidkanäle aufweisen, die mit einer gemeinsamen Unterdruckversorgung verbunden sind und durch eine gemeinsame Ventileinrichtung oder durch separate Ventileinrichtungen angesteuert werden können. Hierdurch kann beispielsweise ein selektives Ergreifen und/oder Ablegen bzw. Abwerfen des Ausschnitts 3 und eines Abfallgitters mit dem Greifer 60 verwirklicht werden. Ferner kann ein weiterer, nicht dargestellter Greifer vorgesehen sein, der einen nach Entfernen des Ausschnitts 3 zurückgebliebenes Reststück des Endbereichs 14 der Folienbahn 2, das auch als Abfallgitter bezeichnet wird, von der Trennvorrichtung 1 abtransportiert.
Der in der Figur 10 dargestellte Schneidzylinder 50 ist wie auch die Ambossplatte 6 nur schematisch und keinesfalls maßgeblich dargestellt. Rein exemplarisch ist die an der Außenoberfläche 51 des Schneidzylinders 50 angeordnete erste Schneide 52 nahezu über die gesamte Breite des Schneidzylinders 50 erstreckt und steht rein exemplarisch im Schneideingriff mit dem Endbereich 14 der Folienbahn 2. Die zweite Schneide 53 ist rein exemplarisch als geschlossen umlaufende Schneide zum Ausschneiden eines rechteckigen Abschnitts 3 aus der Folienbahn 2 gestaltet. Ferner sind an der Außenoberfläche 51 des Schneidzylinders 50 jeweils konusabschnittsförmig ausgebildete Lagerringe 58 angeordnet, deren Konusflächen 59 in einem spitzen Winkel 64 zur Arbeitsoberfläche 19 ausgerichtet sind. Die Lagerringe 58 führen bei einer Relativbewegung des Schneidzylinders 50 längs der Ambossplatte 6 eine schlupffreie Abwälzbewegung auf den Lagerleisten 24 durch, die beidseitig jeweils am Rand der Arbeitsoberfläche 19 angeordnet sind und die eine Profilierung in der Art eines rechtwinkeligen Trapezes aufweisen. Die Oberseiten 27 der Lagerleisten 24 nehmen den gleichen spitzen Winkel 64 zur Arbeitsoberfläche 19 wie die Konusflächen 59 der Lagerringe 58 ein. Dementsprechend kann ein Abstand 63 zwischen der Schneidzylinderachse 57 und der Arbeitsoberfläche 19 durch eine lineare Verlagerung des Schneidzylinders 50 längs der Schneidzylinderachse 57 eingestellt werden.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Ambossplatte und/oder des Schneidzylinders sind in den jeweiligen Oberflächen Vertiefungen angeordnet, die für eine zeitweilige Aufnahme von erhaben von der Folienbahn abragenden Komponenten wie beispielsweise in die Folienbahn integrierten elektronischen Bauteilen ausgebildet sind oder dass die Vertiefungen in der Ambossplatte 6 so angeordnet sind, dass sich in der Ambossplatte 6 selbst eine Schneide bildet, die als Gegenschneide zur wenigstens einer der Schneiden 52, 53 am Schneidzylinder 50 wirkt.

Claims

Trennvorrichtung (1) zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn (2), mit einer Ambossplatte (6), die eine Arbeitsoberfläche (19) zum Auslegen eines Endbereichs (14) einer Folienbahn (2) aufweist, mit einer Fördereinrichtung (7), die längs einer Förderachse (17) linearbeweglich zur Ambossplatte (6) gelagert ist und die zur Durchführung einer parallel zur Arbeitsoberfläche (19) ausgerichteten Auslegebewegung für den Endbereich (14) der Folienbahn (2) ausgebildet ist, mit einer Trenneinrichtung (8), die wenigstens eine Schneide (52, 53) zur Durchführung eines Trennvorgangs für einen zwischen der Schneide (52, 53) und der Arbeitsoberfläche (19) aufgenommenen Endbereich (14) der Folienbahn (2) aufweist, wobei die Fördereinrichtung (7) und die Trenneinrichtung (8) für eine wechselweise Durchführung der Auslegebewegung und des Trennvorgangs für den Endbereich (14) der Folienbahn (2) ausgebildet sind.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (7) in einer ersten Förderposition einen ersten, minimalen Abstand (37) gegenüber einer quer zur Förderachse (17) ausgerichteten Vorderkante (18) der Ambossplatte (6) und in einer zweiten Förderposition einen zweiten, maximalen Abstand (38) gegenüber der Vorderkante (18) einnimmt und dass die Trenneinrichtung (8) in einer Ruheposition einen dritten, maximalen Abstand (55) gegenüber der Vorderkante (18) einnimmt und in einer Arbeitsposition einen vierten, minimalen Arbeitsabstand (56) gegenüber der Vorderkante (18) einnimmt.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (7) einen Transportzylinder (30) mit einer quer zur Förderachse (17) und parallel zur Arbeitsoberfläche (19) ausgerichteten Transportzylinderachse (31) aufweist, der für eine Durchführung des Fördervorgangs mit einer Linearbewegung längs der Förderachse (17) und/oder mit einer Rotationsbewegung um die Transportzylinderachse (31) ausgebildet ist.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (8) einen Schneidzylinder (50) mit einer quer zur Förderachse (17) und parallel zur Arbeitsoberfläche (19) ausgerichteten Schneidzylinderachse (57) aufweist, der für eine Durchführung des Trennvorgangs mit einer Überlagerung einer Linearbewegung längs der Förderachse (17) und einer Rotationsbewegung um die Schneidzylinderachse (57) ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Schneide (52, 53) an einer Außenoberfläche des Schneidzylinders (50) angebracht ist.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsoberfläche (19) einen ebenen, insbesondere rechteckig ausgebildeten, Auflagebereich für den Endbereich (14) der Folienbahn (2) sowie beidseitig an den Auflagebereich angrenzende und längs der Förderachse (17) erstreckte sowie erhaben vom Auflagebereich abragende Lagerleisten (24) aufweist und dass der Schneidzylinder (50) bei der Durchführung der Bewegung zwischen der Ruheposition und der Arbeitsposition zumindest bereichsweise mit einer Außenoberfläche (51) auf den Lagerleisten (24) aufliegt.
Trennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transportzylinder (30) ein Sensor (41) zugeordnet ist, der zur Erfassung einer Stirnkante (44) des Endbereichs (14) der Folienbahn (2), insbesondere in der ersten Förderposition, ausgebildet ist und/oder dass dem Schneidzylinder (50), insbesondere in der Ruheposition, ein Sensor (42) zur Erfassung einer Position der Schneide zugeordnet ist und/oder dass im Bereich der Vorderkante (18) der Ambossplatte (6) ein Sensor (40) zur Erfassung von Eigenschaften der Folienbahn (2) angeordnet ist.
Trennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Arbeitsoberfläche (19) und/oder an einer Außenoberfläche (32) der Fördereinrichtung (7) und/oder an einer Außenoberfläche (51) der Trenneinrichtung (8) wenigstens eine Mündungsöffnung (36) eines Fluidkanals (34) ausgebildet ist, der zur Bereitstellung eines Unterdrucks oder eines druckbeaufschlagten Fluids ausgebildet ist.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schneide (52, 53) der Trenneinrichtung (8) und die Arbeitsoberfläche (19) der Ambossplatte (6) zur Durchführung eines Trennvorgangs für den Endbereich (14) der Folienbahn (2) aus der Gruppe: Querschneiden der Folienbahn (2), Ausschneiden von Folienausschnitten (3) aus der Folienbahn (2), Quetschschneiden, Hubstanzen, Scherenschneiden ausgebildet ist.
Trennvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung als Hubstanze für eine Durchführung einer quer zur Arbeitsoberfläche (19) der Ambossplatte (6) ausgerichteten Hubstanzbewegung ausgebildet ist und zwischen einer Ruheposition mit einem Abstand, der größer als eine Erstreckung der Transporteinrichtung (7) quer zur Arbeitsoberfläche ist, und einer Arbeitsposition mit verschwindendem Abstand zur Arbeitsoberfläche (19) linearbeweglich zur Ambossplatte (6) gelagert ist.
Trennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (60) für eine Abfuhr von Gutteilen in definierte Ablageposition und/oder für eine Abfuhr von Abfall relativbeweglich an der Ambossplatte (6) angeordnet ist.
Trennvorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn (2), mit einer Ambossplatte (6), die eine Arbeitsoberfläche (19) zum Auslegen einer Folienbahn (2) aufweist und der eine Fördereinrichtung (7) zur Förderung der Folienbahn (2) längs einer parallel zur Arbeitsoberfläche (19) ausgerichteten Förderachse (17) zugeordnet ist, und der ein parallel zur Arbeitsoberfläche (19) beweglicher Schneidzylinder (50) zugeordnet ist, der wenigstens eine Schneide (52, 53) zur Durchführung eines Trennvorgangs für die zwischen der Schneide (52, 53) und der Arbeitsoberfläche (19) aufgenommene Folienbahn (2) aufweist, wobei randseitig an der Arbeitsoberfläche (19) jeweils mit einer längsten Kante (25) parallel zur Förderachse (17) ausgerichtete Lagerleisten (24) angeordnet sind, die parallel zueinander und in einem spitzen Winkel (64) zur Arbeitsoberfläche (19) ausgerichtete Oberseiten (27) aufweisen und wobei der Schneidzylinder (50) an einer Außenumfangsfläche (51) zwei Konusabschnitte (58) aufweist, die in einem spitzen Winkel (64) zu einer Schneidzylinderachse (57) ausgerichtet sind und die zur Auflage auf den Oberseiten (27) der Lagerleisten (24) ausgebildet sind, wobei zwischen Ambossplatte (6) und Schneidzylinder (50) eine Verstelleinrichtung zur Positionierung des Schneidzylinders (50) längs der Schneidzylinderachse (57) ausgebildet ist.
Verfahren zum bereichsweisen Trennen einer Folienbahn (2) mit den Schritten: Erfassen eines Endbereichs (14) einer Folienbahn (2), der auf einer Arbeitsoberfläche (19) einer Ambossplatte (6) ausgelegt ist, mit einem Transportzylinder (30), Durchführen einer ersten Aufrollbewegung für den Endbereich (14) der Folienbahn (2) auf den Transportzylinder (30) während einer ersten linearen Rückzugsbewegung des Transportzylinders (30), Detektieren einer am Transportzylinder (30) angeordneten Stirnkante (44) des Endbereichs (14) der Folienbahn (2) mit einem Sensor (41) und Regelung einer zweiten Aufrollbewegung für den Transportzylinder (30) an einer ersten Förderposition, an der der Transportzylinder (30) einen ersten, minimalen Abstand (37) gegenüber einem ersten Endbereich (18) der Ambossplatte (6) aufweist, Durchführung einer Kombination einer Abrollbewegung und einer zweiten linearen Vorschubbewegung für den Transportzylinder (30) längs der Arbeitsoberfläche (19) der Ambossplatte (6) für ein Ablegen des Endbereichs (14) der Folienbahn (2) auf der Arbeitsoberfläche (19) und Durchführen einer zweiten linearen Rückzugsbewegung des Transportzylinders (30) in die erste Förderposition, Durchführen einer Kombination einer Abrollbewegung und einer dritten linearen Vorschubbewegung für einen Schneidzylinder (50) längs der Arbeitsoberfläche (19) der Ambossplatte (6) zwischen einer Ruheposition mit maximalen Abstand (55) vom ersten Endbereich der Ambossplatte (6) und einer Arbeitsposition mit minimalem Abstand (56) vom ersten Endbereich (18) der Ambossplatte (6), wobei eine Schneide (52, 53) des Schneidzylinders (50) einen Trennvorgang für einen zwischen der Schneide (52, 53) und der Arbeitsoberfläche (19) aufgenommenen Endbereich (14) der Folienbahn (2) vornimmt und Ergreifen und Abtransportieren eines von der Schneide (52, 53) getrennten Abschnitts (3) des Endbereichs (14) der Folienbahn (2) mit einer beweglich an der Ambossplatte (6) gelagerten Greifeinrichtung (60).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (14) einer Folienbahn (2) mit dem Transportzylinder (30) erfasst wird, um eine erste lineare Vorschubbewegung für den Transportzylinder (30) längs einer Arbeitsoberfläche (19) der Ambossplatte (6) für ein Auslegen des Endbereichs (14) der Folienbahn (2) auf der Arbeitsoberfläche (19) vorzunehmen.