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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen wie beschrieben auf ein Polsterumformungssystem und
ein Verfahren zur Herstellung einer Spule eines Polsterproduktes.
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Hintergrund
der Erfindung
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Beim
Versand eines Gegenstandes von einem Ort zu einem anderen wird schützendes
Verpackungsmaterial typischerweise in dem Versandbehälter platziert,
um jegliche Leerräume
aufzufüllen und/oder
den Gegenstand während
des Versandvorganges zu polstern. Weiterhin wird, unter spezieller Bezugnahme
auf einen relativ großen
und/oder schweren Gegenstand (wie beispielsweise große Teile
einer Industrieausrüstung),
schützendes
Verpackungsmaterial dazu verwendet, um den Gegenstand während des
Versandes festzuhalten oder festzuklemmen. Einige üblicherweise
verwendete schützende
Verpackungsmaterialien sind Kunststoffschaumteilchen und Kunststoffluftpolsterverpackungen.
Während
diese konventionellen Kunststoffmaterialien geeignet als Polsterprodukte
dienen können, sind
sie nicht ohne Nachteile. Wahrscheinlich der ernsteste Nachteil
von Kunststoffluftpolsterverpackungen und/oder Kunststoffschaumteilchen
sind ihre Auswirkung auf unsere Umwelt. Einfach ausgedrückt sind
diese Kunststoffverpackungsmaterialien nicht biologisch abbaubar
und daher können
sie nicht verhindern, dass die bereits kritischen Abfallentsorgungsprobleme
unseres Planeten weiter vergrößert werden.
Die biologische Nicht-Abbaubarkeit dieser Verpackungsmaterialien
wurde verstärkt
wichtig im Hinblick darauf, dass viele Industrien fortschrittlichere
Politiken im Hinblick auf ihre Verantwortung der Umwelt gegenüber angenommen
haben.
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Diese
und andere Nachteile von konventionellen Kunststoffverpackungsmaterialien
haben schützende
Verpackungsmaterialien aus Papier eine sehr populäre Al ternative
werden lassen. Papier ist biologisch abbaubar, recyclingfähig und
erneuerbar, was es zu einer umwelttechnisch vernünftigen Wahl für verantwortungsbewusste
Firmen macht.
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Während Papier
in Blattform möglicherweise als
schützendes
Verpackungsmaterial verwendet werden könnte, ist es üblicherweise
bevorzugt, die Papierblätter
in ein Polsterprodukt mit niedriger Dichte umzuformen. Diese Umformung
kann durch eine Polsterumformungsmaschine geschehen, wie jene die
in den US-Patenten
mit der Nummer 4,026,198; 4,085,662; 4,109,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456;
4,717,613; 4,750,896; 4,968,291; 5,061,543; 5,123,889; 5,188,581;
5,211,620; 5,322,477; 5,387,173; 5,468,208; 5,542,232; 5,571,067;
5,593,376; und 5,607,383 offenbart sind.
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Eine
Polsterumformungsmaschine, wie die in den oben genannten Patenten
offenbarten, umfasst eine Umformungsanordnung, die blattartiges Ausgangsmaterial,
vorzugsweise Papier in mehrlagiger Form, in einen Streifen des Polsterproduktes
von niedriger Dichte umformt. In den oben genannten Patenten umfasst
die Umformungsanordnung eine Formungsanordnung und eine Zuführanordnung.
Während
des Betriebs der Maschine stellt eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung
Ausgangsmaterial der Formanordnung bereit. Die Formanordnung bewirkt
ein Nachinnenrollen der seitlichen Kanten des bahnförmigen Ausgangsmaterials,
um einen Streifen zu bilden, welcher seitliche kissenartige Bereiche und
ein Zentralband dazwischen aufweist. Die Zuführanordnung bewegt das Ausgangsmaterial
durch die Formanordnung, vorzugsweise dadurch, dass das Ausgangsmaterial
mittels einem Satzes von rotierenden zahnradartigen Gliedern gezogen
wird, die ebenfalls das Zentralband des kontinuierlichen Streifens
prägen,
um einen Polsterstreifen zu bilden.
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Wenn
das Verpackungsmaterial, das durch eine Polsterumformungsmaschine
erzeugt wurde, als Leerraum-Füllmaterial
und/oder Polsterung verwendet wird, wird der Polsterstreifen üblicherweise
in Abschnitte einer gewünschten
Länge ge schnitten, üblicherweise
innerhalb eines Bereichs zwischen 15 cm (6 Inch) und 122 cm (48
Inch). Zu diesem Zweck umfasst die Polsterumformungsmaschine üblicherweise
eine Schneide- oder Abtrennanordnung, die stromabwärtig der
Umformungsanordnung angeordnet ist, welche den Polsterstreifen in
Abschnitte einer gewünschten
Länge schneidet
oder abtrennt. In jedem Fall werden die geschnittenen Abschnitte
dann individuell in dem Versandbehälter platziert, um jegliche
Leerräume
zu füllen
und/oder den Gegenstand während
des Versandes zu polstern.
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Wenn
das Verpackungsmaterial, das durch eine Polsterumformungsmaschine
erzeugt wurde, dazu verwendet wird, einen relativ großen und/oder schweren
Gegenstand während
des Versandes festzuhalten oder festzuklemmen, kann der Polsterstreifen
in einer Spulenanordnung "aufgewickelt" werden, um eine "Spule" aus dem Polterprodukt
zu bilden. Die Spule des Polsterproduktes kann dann in dem Versandbehälter platziert
werden und der große/schwere
Gegenstand darauf angeordnet werden. Eine andere Spule des Polsterproduktes
kann dann auf dem Gegenstand platziert werden, wenn dies notwendig oder
gewünscht
ist. Die Verankerungs- oder Festhalteeignung solch einer Spule des
Polsterproduktes ist recht befriedigend, z.B. ist sie leicht dazu
geeignet, das Gewicht einer durchschnittlichen Person zu tragen.
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In
der Vergangenheit wurden Spulen eines Polsterproduktes hergestellt,
indem eine Polsterumformungsmaschine verwendet wurde, um bahnförmiges Ausgangsmaterial
in einen Polsterproduktstreifen einer definierten Länge umzuformen,
und dann indem das Verpackungspersonal manuell diesen Streifen des
Polsterproduktes zu einer Spulenanordnung aufgerollt oder aufgewickelt
hat, in einer Art und Weise, die ähnlich ist zu dem Aufrollen
eines Schlafsacks nach einer Nacht beim Camping. Alternativ stand
das Verpackungspersonal am Auslass der Polsterumformungsmaschine
und rollte den Streifen des Polsterproduktes zu einer Spule auf,
wenn er von der Maschine ausgegeben wurde. Während dies möglicherweise
effektiv war, sind die Eigenschaften der Spulenanordnung (z.B. die Dichte,
axiale Ausrichtung, etc.) irgendwie von dem individuellen Aufwand
des Verpackers, seiner Geschicklichkeit oder anderen zufälligen Faktoren
abhängig
und daher besteht immer das Risiko der Ungleichheit zwischen den
Spulen. Unter Bezugnahme auf den ersten Vorgang kann dieser Zeit-
und/oder Platz verschwendend sein, insofern er erfordert, dass der "gerade" Streifen des Polsterproduktes
in einem bestimmten (hoffentlich weder dreckigen noch staubigen)
Bereich platziert wird, bevor er aufgerollt oder aufgewickelt wird.
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Das
US-Patent mit der Nummer 4,237,776, das die Merkmale des Oberbegriffs
der unabhängigen
Patentansprüche
offenbart, zeigt ein Transfervehikel, das eine bestimmte Menge des
Polsterkissens (oder in anderen Worten, einen Streifen des Polsterproduktes
einer spezifischen Länge)
von einer Polsterumformungsmaschine aufnimmt und den Streifen des
Polsterproduktes zu einer Rolle aufwickelt. Das Transfervehikel
ist dazu ausgelegt, nachfolgend den aufgerollten Streifen des Polsterprodukts
zu einem Verpackungsbereich zu transferieren, welcher von der Polsterumformungsmaschine
beabstandet ist, wo der aufgerollte Streifen des Polsterproduktes
von dem Transfervehikel heruntergezogen wird, in Abschnitte einer
gewünschten
Länge geschnitten
wird und die geschnittenen Abschnitte für Verpackungszwecke verwendet
werden. Das Patent erwähnt, dass
diese Anordnung es ermöglicht,
dass das "Polsterkissenprodukt
in verschienenen Bereichen eines Betriebs verwendet werden kann,
ohne die Notwendigkeit, dass sich in jedem Bereich eine Polster
erzeugende Maschine befindet, wo die Verwendung von Polstermaterial
gewünscht
wird". Konsequenterweise
ist das Transfervehikel des Standes der Technik nicht dazu ausgelegt,
um eine Spule des Polsterproduktes bereitzustellen, welche in einer
aufgewickelten Anordnung verbleibt, wenn sie für Verpackungszwecke eingesetzt
wird.
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Dementsprechend
verbleibt ein Bedarf für ein
Polsterumformungssystem oder ein Verfahren, das das bequeme und
bleibende Aufwickeln eines Streifens des Polsterproduktes zu einer
Spule des Polsterproduktes ermöglicht,
welche für
Verpackungszwecke verwendet werden könnte.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Polsterumformungssystem und ein
Verfahren zur Herstellung einer Spule eines Polsterprodukts bereit,
wie es in den unabhängigen
Patentansprüchen
definiert ist. Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein System bereitgestellt, das
eine Polsterumformungsmaschine, eine Wickelvorrichtung und eine
Führungsvorrichtung
umfasst. Die Polsterumformungsmaschine umfasst eine Umformungsanordnung,
die ein bahnförmiges
Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterprodukts umformt,
und die einen Auslass aufweist, durch den der Streifen des Polsterproduktes
ausgegeben wird. Die Wickelvorrichtung rollt den Streifen des Polsterproduktes
in eine spulenförmige
Anordnung auf, um eine Spule des Polsterproduktes zu bilden. Die
Führungsvorrichtung
führt den Streifen
des Polsterproduktes von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine
zu der Wickelvorrichtung.
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Die
Führungsvorrichtung
umfasst zumindest einen Bereich, der sich bewegt, um den Streifen
des Polsterproduktes aufzunehmen, wenn der Durchmesser der Spule
des Polsterproduktes zunimmt.
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Bevorzugt
umfasst die Führungsvorrichtung ein
Schwenkgelenk, welches mit dem Bereich verbunden ist und welches
dem Bereich ermöglicht
verschwenkt zu werden.
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Vorteilhafterweise
ist der Bereich in die Anfangsposition des Spulens vorgespannt.
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Bevorzugt
sind zwei Bereiche der Führungsvorrichtung
entweder in die Anfangsposition des Spulens federvorgespannt oder
durch die Schwerkraft vorgespannt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfassen alle genannten Bereiche der Führungsvorrichtung
eine Mehrzahl von Wänden,
die einen U-förmigen Kanal
definieren.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfassen alle genannten Bereiche der Führungsvorrichtung
eine Mehrzahl von Wänden,
die einen L-förmigen
Kanal definieren.
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Bevorzugt
umfasst die Wickelvorrichtung einen Rahmen, der an der Polsterumformungsmaschine
befestigt ist.
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Bevorzugt
ist der Rahmen schwenkbar an der Polsterumformungsmaschine befestigt,
wodurch er in eine Betriebsposition und davon weg bewegt werden
kann.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung einer Spule eines Polsterproduktes bereitgestellt, welches
die folgenden Schritte aufweist: Umformen eines bahnförmigen Ausgangsmaterials
in einen Streifen eines Polsterproduktes in einer Polsterumformungsmaschine
und Ausgeben desselben durch einen Auslass in der Polsterumformungsmaschine; Aufwickeln
des Streifens des Polsterproduktes in eine spulenförmige Anordnung
auf einer Wickelvorrichtung; Führen
des Streifens des Polsterproduktes vom dem Auslass zu der Wickelvorrichtung
und Entfernen des Streifens des Polsterproduktes (S) von der Polsterumformungsmaschine
in axialer Richtung, wie sie mit Bezug auf die Achse der Spule definiert ist.
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Diese
und andere Merkmale der Wickelvorrichtung und der Führungseinrichtung
ermöglichen, wenn
sie in einem Polsterumformungssystem verwendet werden, das bequeme
und gleichmäßige Aufwickeln
eines Streifen eines Polsterproduktes zu einer Spule eines Polsterproduktes,
welche für
Verpackungszwecke eingesetzt werden könnte. Unter speziellem Bezug
auf die Führungsvorrichtung
besitzt diese bestimmte Merkmale, die vorteilhaft sind, wenn eine
Spule eines Polsterproduktes hergestellt werden soll, welche in
ihrer aufgewickelten Anordnung verbleibt, wenn sie als Verpackungsprodukt verwendet
wird. Jedoch können
diese Merkmale ebenfalls vorteilhafterweise in einem System verwirklicht
werden, in dem ein Streifen eines Polsterproduktes zu einer aufgewickelten
Anordnung aufgewickelt wird und dann später abgewickelt wird, um als
Verpackungsprodukt verwendet zu werden, wie beispielsweise das Transfervehikel,
das in dem US-Patent mit der Nummer 4,237,776 offenbart wurde.
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Zeichnungen
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Es
folgt nun eine Beschreibung von Anordnungen, die nicht Teil der
Erfindung sind, als auch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung,
mittels nicht beschränkenden
Beispielen, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen
wird, in denen:
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1 ist
eine Seitenansicht eines Polsterumformungssystems 20, wobei
das System 20 eine Polsterumformungsmaschine 22,
eine Wickelvorrichtung 24, eine Führungseinrichtung 26 und
eine Steuerung 28 aufweist, wobei die Polsterumformungsmaschine 22 mit
Ausgangsmaterial beladen dargestellt ist und die Wickelvorrichtung 24 mit
einer Spule eines Polsterproduktes dargestellt ist.
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2 ist
eine Aufsicht eines Polsterumformungssystems 20, wie es
von der Linie 2-2 in 1 gesehen werden kann, wobei
die Polsterumformungsmaschine 22 ohne beladenes Ausgangsmaterial
daran dargestellt ist, und die Wickelvorrichtung 24 ohne
eine Spule eines Polsterproduktes gezeigt ist.
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3 ist
eine Endansicht der Wickelvorrichtung 24, isoliert von
den anderen Komponenten des Polsterumformungssystems 20,
wobei die Wickelvorrichtung 24 einen Drehmechanismus 48 umfasst,
der eine Fangeinrichtung 62 aufweist.
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3A ist
eine Endansicht einer modifizierten Fangeinrichtung 62' des Drehmechanismus 48.
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4 ist
eine Vorderansicht von bestimmten Komponenten der Polsterumformungsmaschine 22, der
Wickelvorrichtung 24 und der Führungseinrichtung 26 des
Polsterumformungssystems 20, wie es von der Linie 4-4 in 2 gesehen
werden kann.
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5 ist
eine Endansicht von bestimmten Komponenten der Wickelvorrichtung 24 und
der Führungseinrichtung 26,
wie sie von der Linie 5-5 in 4 gesehen
werden kann.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Streifens eines
Polsterproduktes, welches durch die Polsterumformungsmaschine 22 hergestellt
wurde.
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7 ist
eine stromabwärtige
Endansicht eines anderen Polsterumformungssystems 120,
wobei das System 120 ein Paar von Polsterumformungsmaschinen 122,
ein Paar von Wickelvorrichtungen 124 und ein Paar von Führungseinrichtungen 26 umfasst.
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8 ist
eine teilweise Aufsicht auf ein Polsterumformungssystem 120.
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9 ist
eine teilweise vergrößerte stromabwärtige Endansicht
des Polsterumformungssystems 120.
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10 ist
eine vergrößerte partielle
Seitenansicht des Polsterumformungssystems 120.
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11 ist
eine Endansicht von bestimmten modifizierten Komponenten der Wickelvorrichtung 124 und
der Führungseinrichtung 26.
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12 ist
eine schematische stromabwärtige
Endansicht einer anderen Wickelvorrichtung 224, die in
ein Polsterumformungssystem eingebaut werden kann.
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13 ist
eine Seitenansicht eines Polsterumformungssystems 320,
wobei das System 320 eine Polsterumformungsmaschine 322,
eine Wickelvorrichtung 324, eine Führungseinrichtung 326 und eine
Steuerung 328 umfasst.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter
Bezugnahme nun im Detail auf die Zeichnungen und zunächst auf
die 1 und 2 wird ein Polsterumformungssystem 20 dargestellt. Das
Polsterumformungssystem 20 umfasst eine Polsterumformungsmaschine 22,
eine Wickelvorrichtung 24, eine Führungseinrichtung 26 und
eine Steuerung 28. Die Umformungsmaschine 22 formt
bahnförmiges
Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterproduktes S um. Die
Wickelvorrichtung 24 rollt oder wickelt den Streifen des
Polsterprodukts in eine aufgewickelte Anordnung um, um eine Spule
des Polsterprodukts C zu bilden und sie ist so geformt und angeordnet,
um den Streifen des Polsterproduktes aufzunehmen, wenn dieser von
der Maschine 22 abgegeben wird, um es der Spule des Polsterprodukts
C zu erlauben, in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt zu werden.
Die Führungseinrichtung 26 führt den
Streifen des Polsterprodukts S von der Polsterumformungsmaschine 22 zu
der Wickelvorrichtung 24 und die Steuerung 28 steuert
die Wickelvorrichtung 24 auf der Grundlage der Polsterumformungsmaschine 22.
Wie weiter unten detaillierter beschrieben, ermöglichen die Merkmale der Wickelvorrichtung 24,
der Führungseinrichtung 26 und
der Steuerung 28, wenn sie in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet
werden, das bequeme und beständige
Aufwickeln des Streifens des Polsterprodukts S zu der Spule des
Polsterprodukts C, welche für
Verpackungszwecke verwendet werden kann.
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Die
Polsterumformungsmaschine 22, welche in den Zeichnungen
dargestellt ist, ist eine freistehende Maschine in horizontaler
Anordnung, wie sie in den US-Patenten
mit der Nummer 4,026,198; 4,085,662; 4,109,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456;
4,717,613; 4,750,896; 4,968,291; 5,061,543; 5,188,581; 5,387,173;
5,542, 232; und 5,571,067 offenbart ist. Jedoch kann das Polsterumformungssystem 20 alternativ
die nicht horizontalen und/oder nicht freistehenden Polsterumformungsmaschinen
umfassen, welche in den US-Patenten mit der Nummer 5,123,889, 5,211,620,
5,322,477 und 5,468,208, und den US-Patenten mit der Nummer 5,593,376
und 5,607,383 dargestellt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine,
die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt.
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Die
Polsterumformungsmaschine 22 umfasst eine Umformungsanordnung 30,
die ein bahnförmiges
Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterprodukts S umformt
(s. 6, die einen Abschnitt des Streifens zeigt). In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Streifen des Polsterprodukts S seitliche kissenartige
Bereiche 31 und ein geprägtes Zentralband 32 dazwischen.
Jedoch sind andere Arten von Umformungsanordnungen mit der vorliegenden
Erfindung möglich
und durch die vorliegende Erfindung angedacht, welche ein bahnförmiges Ausgangsmaterial
in einen Streifen des Polsterprodukts umformen, der andere Eigenschaften
aufweist.
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Die
Polsterumformungsmaschine 22 hat einen Auslass 34,
durch den der Streifen des Polsterprodukts S ausgegeben wird. Die
Formanordnung 30, in der dargestellten Anordnung, umfasst
eine Zuführanordnung 36,
die durch einen Zuführmotor 37 angetrieben
wird, und eine Formanordnung 38. Die Zuführanordnung 36 bewegt
und vorzugsweise zieht das Ausgangsmaterial und umfasst ein Paar
von drehenden zahnradähnlichen
Gliedern 39, welche durch den Motor 37 angetrieben
werden. Die Formanordnung 38 formt das Ausgangsmaterial,
indem die seitlichen Kanten des bahnförmigen Ausgangsmaterials nach
innen gedreht werden, um einen Streifen zu bilden, welcher seitliche
kissenähnliche
Bereiche und ein Zentralband dazwischen aufweist. Die zahnradähnlichen
drehenden Glieder 39 der Zu führanordnung 36 prägen vorzugsweise
das Zentralband des Streifens während
des Umformvorgangs, um den Streifen des Polsterproduktes S zu bilden.
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Die
Polsterumformungsmaschine 22 in der dargestellten Anordnung
umfasst zusätzlich
eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40, eine Trennanordnung 42 und
einen Auslasstunnel 44. Die Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung
stellt der Umformungsanordnung 30 oder spezieller der Formanordnung 38 Ausgangsmaterial
bereit. Die Trennanordnung 42, welche stromabwärtig der
Umformungsanrodung 30 und stromaufwärtig der Wickelvorrichtung 24 angeordnet
ist, schneidet oder trennt den Streifen des Polsterproduktes nachdem
eine bestimmte Länge
produziert wurde (die Länge
des Streifens des Polsterproduktes kann durch ein Aktivieren/Deaktivieren
der Umformungsanordnung 30 gesteuert werden, oder spezieller
der Zuführanordnung 36,
wie unten detaillierter beschrieben wird). Der Streifen des Polsterproduktes
gelangt durch den Auslasstunnel 44, just bevor er von der
Maschine abgegeben wird, und der Ausgang des Auslasstunnels 44 bildet
den Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine. Ein Abschnitt
des Streifens des Polsterproduktes ist in 6 dargestellt.
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Die
Wickelvorrichtung 24 des Polsterumformungssystems 20 umfasst
einen Rahmen 46 und einen Drehmechanismus 48,
welcher drehbar an dem Rahmen 46 montiert ist. Wie unten
detaillierter beschrieben wird, rotieren bestimmte Bereiche des Drehmechanismus 48 und
können
angesehen werden, als wenn sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung
definierten würden
(obwohl nicht die gesamte Wickelvorrichtung 24 rotiert).
Wie ebenfalls unten detaillierter beschrieben wird, positioniert
der Rahmen 46 den Drehmechanismus 48, um eine
Auslass-zu-Zentrumszone
Z zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 zu
dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt, und welche eine
Breite aufweist, die ungefähr gleich
der Breite des Streifens des Polsterproduktes ist und eine Höhe aufweist,
die ungefähr
gleich der Höhe
des Polsterproduktes ist.
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In
der dargestellten Anordnung ist der Rahmen 46 eine freistehende
Struktur, die stromabwärtig des
Auslasses 34 der Polsterumformungsmaschine angeordnet ist
(s. 1 und 3). Jedoch könnte der Rahmen 46 stattdessen
an der Polsterumformungsmaschine 22 befestigt sein oder
an einer Wand in der Nähe.
Tatsächlich
ist jeder Rahmen oder jede Befestigungsanordnung, die es der Wickelvorrichtung 24 erlaubt,
den Streifen des Polsterprodukts aufzunehmen, wenn er von dem Auslass 34 der
Polsterumformungsmaschine ausgegeben wird, mit der vorliegenden
Erfindung möglich
und durch die vorliegende Erfindung in Erwägung gezogen.
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Der
dargestellte Rahmen 46 umfasst eine X-förmige Basis 50, einen
vertikalen Ständer 52,
obere/untere Erstreckungen 54, eine Lagerplatte 56 und eine
Lagerbegrenzung 57. Die X-förmige Basis 50 liegt
auf dem Grund oder dem Boden und der vertikale Ständer 52 erstreckt
sich aus ihrer Mitte nach oben (s. 1 bis 3).
Der Rahmen 46 ist relativ zu der Polsterumformungsmaschine 22 angeordnet,
so dass der vertikale Ständer 52 in
Querrichtung relativ zu der Auslass-zu-Zentrumszone Z versetzt ist (s. 2).
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Die
oberen/unteren Erstreckungen 54 sind an dem vertikalen
Ständer 52 auf
Höhe oberhalb/unterhalb
der Auslass-zu-Zentrumszone Z befestigt und sie erstrecken sich
quer, so dass sie direkt oberhalb/unterhalb der Zone Z angeordnet
sind (s. 2 und 3). Wie
unten detaillierter beschrieben wird, ist der primäre Zweck
der Erstreckungen 54 die Anordnung von bestimmten Komponenten
der Steuerung 28.
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Die
Lagerplatte 56 ist an dem vertikalen Ständer 52 in einer Höhe befestigt,
die ungefähr
die gleiche ist, wie die Höhe
der Auslass-zu-Zentrumszone Z und sie erstreckt sich stromaufwärtig von
dem Ständer 52 zu
dem Maschinenauslass 34. Da der vertikale Ständer 52 in
Querrichtung von der Zone Z versetzt ist, ist die Lagerplatte 56 genauso
versetzt. Die Lagerplatte 56 kann angesehen werden als
wenn sie eine Wand bildet, die sich entlang einer Querseite der
Auslass-zu-Zentrumszone
Z erstreckt (s. 2). Alternativ kann die Lagerplatte 56 die Form
einer sich mehr erstreckenden Wand annehmen, welche eine kreisförmige Form
aufweist, die ungefähr
die (oder leicht größer als)
der fertigen Spule des Polsterproduktes ist. Solch eine kreisförmige Wand
würde geformt
und positioniert sein, um benachbart zu den axialen Seiten der Spule
des Polsterproduktes angeordnet zu sein.
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Die
Lagerbegrenzung 57 ähnelt
einem Bilderrahmen und umfasst vier Seitenglieder, welche eine Umrandung
oder Rahmen bilden, welcher eine große zentrale rechteckige Öffnung definiert
(s. 5). Eines der seitlichen Seitenglieder ist an
dem stromaufwärtigen
Ende der Lagerplatte 56 befestigt (s. 2 und 4).
Die oberen und unteren Seitenglieder erstrecken sich oberhalb und
unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z und das andere seitliche
Seitenglied ist an der gegenüberliegenden
Seite der Zone Z angeordnet, wie die Lagerplatte 56. In
anderen Worten erstreckt sich die Auslass-zu-Zentrumszone Z durch
die große
zentrale rechteckige Öffnung
der Begrenzung 57 (s. 5). Die
Begrenzung 57 kann nur an der Lagerplatte 56 befestigt
sein oder sie kann alternativ oder zusätzlich an der Polsterumformungsmaschine
und/oder anderweitig an dem Rahmen 46 der Wickelvorrichtung
befestigt sein.
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Wie
oben angedeutet, ist der Drehmechanismus 48 drehbar an
dem Rahmen 46 befestigt und spezieller an der Lagerplatte 56 (s. 1 bis 3). Der
Drehmechanismus 48 umfasst eine Drehwelle 60,
die den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 24 bildet, eine
Fang- oder Aufnahmeeinrichtung 62, welche an der Welle 60 befestigt
ist und mit ihr zusammen rotiert, und eine Antriebsquelle 64,
um die Welle 60 zu drehen. Die Drehwelle 60 erstreckt
sich durch eine Öffnung
in der Lagerplatte 56 und steht in einer Querrichtung in
die Auslass-zu-Zentrumszone Z hervor, in fast der gleichen Art und
Weise wie die oberen/unteren Erstreckungen 54 (s. 2 und 3). Eine
geeignete Lagerstruktur (nicht speziell dargestellt) kann in die Öffnung der
Platte 56 eingebaut werden, um die Drehwelle 60 geeignet
zu lagern. In jedem Fall befindet sich in der dargestellten Anordnung
die Öffnung
stromaufwärtig
von dem vertikalen Ständer 52,
wodurch der Drehpunkt R der Wickelvorrichtung nicht mit dem vertikalen
Ständer 52 ausgerichtet
ist und sich die Lagerplatte 56 hinter diesem Drehpunkt
R erstreckt (s. 1 und 2).
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Die
Fangeinrichtung 62 ist nicht drehbar an dem hervorstehenden
Ende der Welle 60 befestigt, wobei sie mit dem Auslass 34 der
Polsterumformungsmaschine 22 ausgerichtet ist (s. 1 und 2).
Die Fangeinrichtung 62 ist so geformt, dass sie das führende Ende
des Polsterstreifens fängt, wenn
die Wickelvorrichtung 24 sich in einem Zustand bereit zum
Wickeln befindet. Die dargestellte Fangeinrichtung 62 umfasst
eine Verbindungsnabe 65 und zumindest zwei Fang- oder Aufnahmeglieder 66,
die rechtwinklig davon abstehen. Die Nabe 65 ist eine längliche
Stange oder Balken, welcher mittig an der Welle 60 befestigt
ist und drehbar durch die Welle 60 angetrieben wird.
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Die
Fangglieder 66 sind vorzugsweise zylindrisch geformte Glieder,
die symmetrisch angeordnet sind, um sich von der Nabe 65 in
die Auslass-zu-Zentrumszone zu erstrecken (s. 2 und 3).
Die Fangglieder 66 sind so dimensioniert und beabstandet,
dass sie ungefähr
so lang sind, wie der Streifen des Polsterproduktes breit ist, und
dass sie ungefähr soweit
voneinander beabstandet sind, wie der Streifen des Polsterproduktes
hoch ist. Die Dicke oder der Durchmesser der bevorzugten zylinderförmigen Glieder 66 wird
so ausgewählt,
dass die Glieder von ausreichender Festigkeit sind. Beispielsweise
können die
Fangglieder 66 zwischen 22,5 cm (9 Inch) und 27,5 cm (11
Inch) lang sein, zwischen 3 und 6 Inch voneinander beabstandet sein
und ungefähr
19 mm (¾ Inch)
dick sein (d.h. ein zylindrisches Glied würde einen Durchmesser von 19
mm (¾ Inch)
aufweisen). Zusätzlich
oder alternativ können
die Fangglieder 66 jeweils im Wesentlichen den gleichen
Durchmesser (d.h. 19 mm (¾ Inch) über ihre
axiale Länge
aufweisen).
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Um
die Wickelvorrichtung 24 in einen Zustand fertig zum Wickeln
zu bringen, werden die Fangglieder 66 der Fangeinrichtung 62 in
einer Ebene rechtwinklig zu dem Verlaufspfad des Polsterstreifens
ausgerichtet, wenn dieser von der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben
wird, so dass das führende
Ende des Strei fens des Polsterprodukts zwischen den Fanggliedern 66 hindurchlaufen
wird (vgl. 3, worin die Fangglieder 66 in
der Anordnung fertig zum Wickeln dargestellt sind und 2, wo
die Fangglieder 66 um 90° gedreht
dargestellt sind). Wenn die Welle 60 und daher die Fangglieder 66 gedreht
werden, fangen die Fangglieder 66 das Ende des Streifens,
so dass die verbleibenden Bereiche des Streifens um sie herum aufgewickelt
werden können.
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Statt
der Fangeinrichtung 62 kann der Drehmechanismus 48 eine
modifizierte Fangeinrichtung 62' umfassen, die in 3A dargestellt
ist. Die Fangeinrichtung 62' ist
undrehbar an dem hervorstehenden Ende der Welle 60 befestigt,
mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 ausgerichtet und
so geformt, dass sie das führende
Ende des Polsterstreifens fängt,
wenn die Wickelvorrichtung 24 sich in einem Zustand fertig
zum Wickeln befindet. Zu diesem Zweck umfasst die Fangeinrichtung 62' eine verbindende
Nabe 65' und
zumindest zwei Fangglieder 66', die rechtwinklig davon abstehen.
Die Nabe 65' kann
zu der Nabe 65 der Fangeinrichtung 62 ähnlich sein,
die gleiche sein oder identisch dazu sein.
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Die
Fangglieder 66' sind ähnlich wie
die Fangglieder 66 symmetrisch angeordnet, um sich von
der Nabe 65 in die Auslass-zu-Zentrumszone Z zu erstrecken
und sind im Allgemeinen in der gleichen Art und Weise wie die Fangglieder 66' dimensioniert
und beabstandet. Zum Beispiel können
die Fangglieder 66' zwischen
22,5 cm und 27,5 cm (9 und 11 Inch) lang sein und zwischen 7,5 cm
und 15 cm (3 und 6 Inch) voneinander beabstandet sein. Jedoch haben,
im Gegensatz zu den Fanggliedern 66 (welche zylindrisch
geformte Glieder sind, die den gleichen Durchmesser über ihre
axiale Länge
aufweisen), die Fangglieder 66' entlang ihrer axialen Länge vorzugsweise
eine abnehmende Querschnittsgeometrie. Spezieller verringert sich
die Querschnittsgeometrie der Fangglieder 66' allmählich, wenn sich die Fangglieder 66' von der Nabe 65' erstrecken.
Beispielsweise kann sich der Durchmesser jedes Gliedes allmählich von
19 min (¾ Inch)
(an seinem nahen Ende) bis 12,5 mm (½ Inch) (an seinem entfernten Ende)
verringern, wenn die Fangglieder 66' einen kreisförmigen Querschnitt (wie es
bevorzugt ist) aufweisen.
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Daher
bilden, wenn der Drehmechanismus 48 die Fangeinrichtung 62 umfasst,
die äußeren Oberflächen der
Fangglieder 66 ein gerades, oder sich nicht verjüngendes
Profil, auf das der Streifen des Polsterproduktes S aufgerollt wird,
um die Spule des Polsterproduktes zu bilden. Wenn der Drehmechanismus 48 die
Fangeinrichtung 62' umfasst,
bilden die äußeren Oberflächen der
Fangglieder 66' ein sich
verjüngendes
Profil, um das der Streifen des Polsterprodukts S aufgerollt wird,
um die Spule des Polsterproduktes zu bilden. Die Verjüngung des
Profils liegt in der Entnahmerichtung der Spule des Posterproduktes
C von der Wickelvorrichtung 24. Wie weiter unten detaillierter
beschrieben, kann während des
Entfernens der Spule des Polsterprodukts C dieses verjüngende Profil
hilfreich sein. An diesem Punkt könnte weiterhin erwähnt werden,
dass dieses verjüngende
Profil auch durch zwei Fangglieder mit konstantem Durchmesser bewerkstelligt
werden könnte,
welche statt rechtwinklig von der Nabe abzustehen in Richtung der
Drehachse R gekippt sind.
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Die
Antriebsquelle 64 zum Antreiben oder Drehen der Welle 60 ist
an der Lagerplatte 56 befestigt, an der Seite, die von
dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 wegzeigt
(s. 1 bis 3). Die Antriebsquelle 64 ist
vorzugsweise ein Motor, bevorzugter ein Elektromotor und noch bevorzugter
ein Gleichstromdrehmomentmotor mit niedriger Geschwindigkeit. Eine
Antriebsquelle 64 mit einstellbarer Spannungsbegrenzung
ist bevorzugt, da das Motordrehemoment proportional zu der Motorspannung
ist, wodurch die Spannungsbegrenzung tatsächlich eine einstellbare Drehmomenteinstellung ist.
Alternativ ist eine hydraulische Antriebsquelle 64 mit
einem Druckregler zur Drehmomenteinstellung ebenfalls bevorzugt.
Eine andere Option liegt darin, eine Rutschkupplung in den Antrieb
einzubauen, um eine konstante Spulspannung auf dem Streifen des Polsterproduktes
S beizubehalten.
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Die
Wickelvorrichtung 24 kann zusätzlich eine Klebebandeinrichtung 70 umfassen,
um Klebeband bereitzustellen, um das nachlaufende Ende des Streifens
des Polsterprodukts an der Spule zu befestigen (s. 1).
In der dargestellten Anordnung ist die Klebebandeinrichtung 70 so
ausgebildet, um manuell Klebeband abzugeben und manuell das Klebeband
auf der Spule anzuordnen. Jedoch ist auch eine automatische Klebebandeinrichtung
(gesteuert z.B. durch die Steuerung 28) möglich.
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Wenn
die Spule des Polsterprodukts C fertig geformt und möglicherweise
geklebt wurde, kann sie von der Wickelvorrichtung 24 entfernt
oder ausgeworfen werden, indem die Spule C in Querrichtung weg von
der Lagerplatte 56 abgezogen wird. Dieses Ziehen wird einfacher
ermöglicht,
wenn die Fangglieder 66 der Fangeinrichtung 62 (oder
die Fangglieder 66' der
Fangeinrichtung 62')
sich in dem Zustand fertig zum Spulen befinden, worin sie in einer
Ebene ausgerichtet sind, die rechtwinklig zu dem Durchlaufpfad des
Polsterstreifens ausgerichtet ist, wenn er von der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben
wird (wie detaillierter unten beschrieben wird, bringt die Steuerung 28 vorzugsweise
die Wickelvorrichtung nach ihrer Deaktivierung wieder in den Zustand
fertig zum Wickeln zurück).
Weiterhin wird dieses Abziehen einfacher ermöglicht, wenn die Fangeinrichtung 62' verwendet wird,
aufgrund des sich verjüngenden
Profils der äußeren Oberflächen ihrer Fangglieder 66'. Spezifischer
wird ein erster Ruck üblicherweise
die Spule C weg von den entfernten Endbereichen der Glieder 66' (dem breitesten
Bereich des Profils) versetzen, wobei ermöglicht wird, dass die Spule
C einfach von den verbleibenden Bereichen der Glieder 66' (die weniger
breiten Bereiche des Profils) abgezogen werden kann.
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Alternativ
ist ein automatisches Auswurfsystem (gesteuert beispielsweise durch
die Steuerung 28) möglich.
In jedem Fall ermöglicht
die Wickelvorrichtung 24, dass die Spule des Polsterproduktes
C in ihrer aufgewickelten Anordnung entfernt werden kann.
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Wie
oben kurz erläutert,
führt die
Führungseinrichtung 26 den
Streifen des Polsterprodukts von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine
zu der Wickelvor richtung 24. Die Führungseinrichtung 26 umfasst
einen ersten oder unteren Bereich 74 und einen zweiten
oder oberen Bereich 76 (s. 1, 2, 4 und 5).
(Die Ausdrücke "unten" "oben" "aufwärts" "abwärts" "obere" "untere" etc. werden nur
für den
Zweck der Bequemlichkeit. verwendet, um auf die dargestellte Orientierung
zu verweisen und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die vorliegende
Erfindung auf die dargestellte oder jede andere Orientierung begrenzen.)
Der erste oder untere Bereich 74 umfasst eine untere Wand 78 und
zumindest eine Seitenwand 80, die sich davon nach oben erstreckt,
um einen nach oben offenen L-förmigen oder
U-förmigen
(im Querschnitt) Kanal zu bilden (s. 5, welche
einen unteren Bereich 74 zeigt mit zwei Seitenwänden 80 und
einen U-förmigen
Kanal bildet). Der zweite oder obere Bereich 76 umfasst eine
obere Wand 82 und zumindest eine Seitenwand 84,
die sich davon erstreckt, um einen nach unten offenen L-förmigen oder U-förmigen (im
Querschnitt) Kanal zu bilden (s. 5, welche
einen oberen Bereich 76 mit zwei Seitenwänden zeigt
und einen U-förmigen
Kanal bildet). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wände jedes
der Bereiche im Wesentlichen gerade. Jedoch können gebogene oder anderweitig
geformte Wände
mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden und werden durch die
vorliegende Erfindung in Erwägung
gezogen.
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Wenn
die Bereiche 74 und 76 jeweils ein Paar von Seitenwänden umfassen,
um einen U-förmigen
Kanal zu bilden (wie es in den 4 und 5
dargestellt ist), sind die unteren Seitenwände 80 so dimensioniert
und beabstandet, dass sie innerhalb der oberen Seitenwände 84 passen
(s. 5), wodurch sie mit ihnen zusammenarbeiten, um
einen rechteckigen Kanal zu definieren, wenn sie in der Position sind,
wie sie in den 4 und 5 dargestellt
ist. Wenn die Bereiche 74 und 76 jeweils nur eine
Seitenwand umfassen, um einen L-förmigen Kanal zu bilden, sind
die entsprechenden Seitenwände 80 und 84 von
den gegenüberliegenden
Kanten der unteren oberen Wände 78 und 82 abhängig, wobei
sie miteinander zusammenarbeiten, um einen rechteckigen Kanal zu
definieren, wenn sie in der Position sind, wie sie in den 4 und 5 dargestellt
ist. In jedem Fall verjüngen
sich die stromaufwärtigen
Kanten der unteren Seitenwände 80 und
der oberen Seitenwände 82 nach
oben respektive nach unten in stromabwärtiger Richtung (s. 4).
Die stromabwärtige Kante
der unteren Wand 78 umfasst eine gekrümmte Lippe oder einen Flansch 86 und
die stromabwärtige Kante
der oberen Wand 82 umfasst eine ähnlich gekrümmte Lippe 88 oder
Erstreckung (s. 1).
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Die
Führungseinrichtung 26 weist
weiterhin ein Schwenkgelenk 90 auf, das an dem ersten Bereich 74 befestigt
ist, und ein Schwenkgelenk 92, das an dem zweiten Bereich 76 befestigt
ist (s. 4 und 5). Die
Gelenke 90 und 92 sind jeweils an einem stromaufwärtigen Ende
der ersten und zweiten Bereiche 74 und 76 befestigt.
In einer Ausführungsform sind
die Gelenke 90 und 92 benachbart zu dem Auslass 34 der
Polsterumformungsmaschine 22 angeordnet und mit der Lagerbegrenzung 57 verbunden (s. 4 und 5).
In jedem Fall ermöglicht
die schwenkbare Verbindung des ersten Bereichs 74 und des
zweiten Bereichs 76, dass sich die Bereiche bewegen können, um
den Streifen des Polsterproduktes aufzunehmen, wenn sich der Durchmesser der
Spule des Polsterproduktes C vergrößert (s. 1).
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Die
Bereiche 74 und 76 sind jeweils beweglich zwischen
einer Spulstartposition, wo der Bereich den Streifen des Polsterproduktes
beim Beginnen der Bildung der Spule aufnimmt (gestrichelt in 1 dargestellt),
und einer Spulenbeendetposition, wo der Bereich den Streifen des
Polsterproduktes beim Beendigen des Bildens der Spule (nicht gestrichelt dargestellt
in 1) aufnimmt, und einer Vielzahl von Position dazwischen.
Die Schwenkgelenke 90 und 92 ermöglichen
es den Bereichen 74 und 76 zwischen einem 0°-Winkel zu
einem Nicht-0°-Winkel
in entgegengesetzten Richtungen geschwenkt zu werden (genauer gesagt
wird der untere Bereich 74 abwärts geschwenkt und der obere
Bereich 76 nach oben geschwenkt). In dieser Art und Weise ähnelt die Führungseinrichtung 26 einem "Entenschnabel" in der Art und Weise,
in der sie sich öffnet,
um den sich vergrößernden
Durchmesser der Spule des Polsterproduktes C aufzunehmen (s. 1).
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Wenn
die Bereiche 74 und 76 um 0° geschwenkt werden (oder in
anderen Worten nicht geschwenkt werden), entspricht dies der Spulbeginnposition
und die Führungsbereiche 74 und 76 bilden eine
Rutsche, die die Auslass-zu-Zentrumszone Z umgibt, wobei sie einen
Durchgang von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine
zu der Fangeinrichtung 62 (oder der Fangeinrichtung 62') definiert. Vorzugsweise
sind die Führungsbereiche 74 und 76 federvorgespannt,
durch die Schwerkraft vorgespannt oder anderweitig vorgespannt in
Richtung der Spulbeginnposition. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der untere Bereich 74 federvorgespannt mit einer Feder 93 und
der obere Bereich 76 ist schwerkraftvorgespannt in Richtung
der Spulbeginnposition (s. 4 und 5).
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Wenn
der untere Führungsbereich 74 nach oben
geschwenkt wird und der obere Führungsbereich 76 nach
unten geschwenkt wird bei einem Winkel ungleich 0° entspricht
dies einer Position zwischen der Spulbeginnposition und der Spulendposition
oder der Spulendposition selbst. Die Führungsbereiche 74 und 76 erstrecken
sich dann von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine
zu einem unteren bzw. oberen umfänglichen
Bereich der Spule des Polsterproduktes C, wobei sie einen ungefähr tangentialen
Pfad relativ zu der Spule bilden (s. 1). In der
dargestellten Anordnung ist dieser Nicht-0°-Winkel ein spitzer Winkel und
ist ungefähr gleich
45°. Genauer
gesagt ist der untere Bereich 74 relativ zur Horizontalen
um 45° nach
unten geschwenkt und der obere Bereich 76 ist um 45° nach oben
geschwenkt.
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Die
Führungsbereiche 74 und 76 sind
ebenfalls vorzugsweise zu einer Spulenentfernposition beweglich,
wo die Spule des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24 entfernt
werden kann, um als Verpackungsprodukt verwendet zu werden. In der Spulenentfernposition
könnten.
die Führungsbereiche 74 und 76 beispielsweise
nach unten und nach oben über
die Spulenfertigposition hinaus geschwenkt werden, wobei die Bereiche
weg von dem Umfang der Spule des Polsterproduktes C bewegt werden.
Alternativ könnte
mit bestimmten Arten von Führungseinrichtungen
die Spulenentfernposition nicht weg von dem Umfang der Spule des
Polsterproduktes C angeordnet sein, sondern stattdessen beispielsweise
eine verringerte Vorspannung aufweisen, um ein Entfernen der Spule
des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24 zu
ermöglichen.
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Wie
oben angedeutet, kann das Polsterumformungssystem 20 eine
Steuerung 28 umfassen, die die Wickelvorrichtung 24 in
Abhängigkeit
von der Polsterumformungsmaschine 22 steuert (s. 1). In
einer Anordnung umfasst die Steuerung 28 einen Streifenproduktionsindikator 94,
der anzeigt, ob ein Streifen des Polsterproduktes von der Polsterumformungsmaschine
produziert wird (s. 1). Die Steuerung 28 steuert
dann die Wickelvorrichtung 24 basierend auf einer Eingabe
von dem Streifenproduktionsindikator 94. Genauer gesagt
aktiviert die Steuerung 28 die Wickelvorrichtung 24 wenn
der Streifenproduktionsindikator 94 anzeigt, dass ein Streifen des
Polsterproduktes durch die Polsterumformungsmaschine 22 nach
einer Periode der Nichtproduktion produziert wird. Ebenfalls deaktiviert
die Steuerung 28 die Wickelvorrichtung 24 nachdem
der Streifenproduktionsindikator 94 anzeigt, dass ein Streifen des
Polsterproduktes nicht durch die Polsterumformungsmaschine 22 nach
einer Periode der Produktion nicht mehr produziert wird.
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Der
Streifenproduktionsindikator 94 kann, wie in der dargestellten
Anordnung, ein Streifenerkennungsgerät sein, das erkennt, ob ein
Streifen des Polsterproduktes von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 22 ausgegeben
wird. In der dargestellten Anordnung umfasst der Streifenproduktionsindikator 94 einen
stromaufwärtigen
Streifensensor 95, der erkennt, ob der Streifen an einer
stromaufwärtigen
Position vorhanden ist und einen stromabwärtigen Streifensensor 96,
der erkennt, ob der Streifen an einer stromabwärtigen Position vorhanden ist
(s. 1). Der stromaufwärtige Streifensensor 95 ist
an einem stromaufwärtigen
Bereich der Lagerplatte 56 befestigt oder an einem der
vertikalen Seitenglieder der Lagerbegrenzung 57 (s. 2, 4 und 5),
wobei die stromaufwärtige
Position stromaufwärtig
von dem Drehpunkt R der Drehvorrichtung ist und benachbart zu dem
Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine. Der stromaufwärtige Streifensensor 96 ist
an der oberen/unteren Erstreckung 54 des Rahmens 46 der Wickelvorrichtung befestigt
(s. 1 bis 3), wobei die stromabwärtige Position
benachbart zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung ist und leicht
stromabwärtig
davon. In dieser Art und Weise ist die stromabwärtige Position so angeordnet,
um sicherzustellen, dass das führende
Ende des Streifens des Polsterproduktes in Bezug auf die Fangeinrichtung 62 (oder
die Fangeinrichtung 62')
korrekt angeordnet ist.
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Die
Steuerung 28 aktiviert die Wickelvorrichtung 24 (d.h.
sie versorgt den Motor 64 des Drehmechanismus 48 mit
Strom), wenn beide Sensoren 95 und 96 erkennen,
dass der Streifen des Polsterproduktes sowohl an der stromaufwärtigen als
auch an der stromabwärtigen
Position vorhanden ist. Dies stellt sicher, dass das führende Ende
des Streifens des Polsterproduktes relativ zu der Fangeinrichtung 62 (oder
der Fangeinrichtung 62')
korrekt positioniert ist und dass der Streifen des Polsterproduktes
lang genug zum Aufwickeln ist. Die Steuerung 28 deaktiviert
die Wickelvorrichtung 24, wenn der stromaufwärtige Sensor 95 erkennt,
dass der Streifen des Polsterproduktes nicht länger vorhanden ist (d.h. sein nachlaufendes
Ende die stromaufwärtige
Position verlassen hat) nach einer eingestellten Zeitdauer, die der
Zeitdauer entspricht, welche notwendig ist, um sicherzustellen,
dass der nachlaufende Endbereich des Streifens des Polsterprodukts
auf die Spule des Polsterproduktes C aufgewickelt wird.
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Die
Steuerung 28 umfasst ebenfalls einen Fertig-zum-Spulen-Indikator 98,
welcher anzeigt, ob sich die Wickelvorrichtung 24 in ihrem
Fertig-zum-Spulen-Zustand
befindet, und die Steuerung steuert die Wickelvorrichtung 24 basierend
auf einer Eingabe von dem Fertig-zum-Spulen-Indikator 98 (s. 1 und 3).
Genauergesagt aktiviert die Steuerung 28 nur die Wickelvorrichtung 24,
wenn der Fertig-zum-Spulen-Indikator anzeigt, dass die Wickelvorrichtung 24 in
ihrem Fertig-zum-Spulen-Zustand ist (in der bevorzugten Ausführungsform
ist die Wickelvorrichtung in ihrem Fertig-zum-Spulen-Zustand, wenn
die Fangglieder 66 in einer Ebene rechtwinklig zu dem Durchlaufpfad
des Streifens des Polsterproduktes ausgerichtet sind, wenn er von
der Polsterumformungsmaschine 22 ausgege ben wird, so dass
das führende
Ende des Streifens des Polsterproduktes zwischen die Fangglieder 66 gelangen
wird). Die Steuerung 28 kann die Wickelvorrichtung 24 automatisch
zu dem Fertig-zum-Spulen-Zustand zurückstellen, wenn bestimmte Ereignisse
in dem Wickelzyklus auftreten. Beispielsweise kann die Steuerung 28 automatisch
die Wickelvorrichtung 24 in den Fertig-zum-Spulen-Zustand
zurückstellen,
wenn die Wickelvorrichtung 24 abgeschaltet wird (dies gewährleistet
ebenfalls eine einfache Entfernung oder einen einfachen Auswurf
der Spule des Polsterproduktes C von der Wickelvorrichtung 24).
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Die
Steuerung 28 kann ebenfalls die Umformungsanordnung 30 der
Polsterumformungsmaschine 22 steuern, um einen Streifen
des Polsterproduktes einer vorbestimmten Länge zu produzieren (s. 1).
Diese Steuerung könnte
durch ein Aktivieren und Deaktivieren der Zuführanordnung 36 bewerkstelligt
werden (z.B. durch ein Versorgen des Zuführmotors 37 mit Strom)
und/oder der Trenneinrichtung 42. Die Länge des Polsterproduktes, das
produziert wird, kann durch den Timer bestimmt werden, welcher in
dem US-Patent mit der Nummer 4,619,635, dem Längenmessungsgerät, welches
in dem US-Patent mit der Nummer 5,571,067 offenbart ist, oder durch
jeden geeigneten anderen Mechanismus oder Mittel. Die Längenmesseinrichtung
kann die gleiche sein, wie diese, die verwendet wird, wenn die Maschine 22 ohne
die Wickelvorrichtung 24 betrieben wird, oder die Steuerung 28 kann
eine separate Längenmesseinrichtung
umfassen, die für
Gelegenheiten bestimmt ist, wenn die Wickelvorrichtung 24 verwendet
wird.
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Zusätzlich oder
alternativ kann die Steuerung 28 die Umformungsanordnung 30 der
Polsterumformungsmaschine steuern, um eine Spule des Polsterproduktes
C eines vorbestimmten Durchmessers zu erzeugen. Um diese Steuerung
zu bewerkstelligen kann zu diesem Zweck die Steuerung 28 einen
Spulendurchmesserindikator 99 aufweisen, um den Durchmesser
der Spule des Polsterproduktes C zu bestimmen. In der dargestellten
Anordnung erkennt der Spulendurchmesserindikator 99, wenn eine
Spule eines bestimmten Durchmessers gebildet wurde (er ist vorzugsweise
einstellbar, um unterschiedliche Durchmesser zu erkennen). Basie rend auf
der Eingabe des Spulendurchmesserindikators 99 würde die
Steuerung 28 die Umformungsanordnung 30 und/oder
die Wickelvorrichtung 24 deaktivieren.
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Unter
Bezugnahme nun auf die 7 bis 11 ist
ein anderes Polsterumformungssystem 120 dargestellt. Das
Polsterumformungssystem 120 umfasst zwei Polsterumformungsmaschinen 122,
einen Maschinenständer 123 und
zwei Wickelvorrichtungen 124. Jede der Polsterumformungsmaschinen 122 formt
ein bahnförmiges
Ausgangsmaterial in einen Streifen des Polsterproduktes S um und
jede der Wickelvorrichtungen 124 rollt den Streifen des
Polsterproduktes S zu einer Spulenanordnung auf, um eine Spule des
Polsterproduktes C zu bilden. Die Wickelvorrichtungen 124 sind
jeweils so geformt und angeordnet, um den Streifen des Polsterproduktes
S aufzunehmen, wenn dieser von der entsprechenden Maschine 122 ausgegeben
wird und jede ermöglicht es,
dass die Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung
entfernt werden kann.
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Das
dargestellte Polsterumformungssystem 120 umfasst zwei Führungseinrichtungen 26 (eine
für jede
Maschine/Wickelvorrichtung), die vorzugsweise die gleichen sind,
wie jene, die in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet
wird. Daher kann, obwohl es nicht speziell in den Zeichnungen dargestellt ist,
das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise entweder eine
einzelne Steuerung (die beide Maschinen 122 und beide Wickelvorrichtungen 124 steuert)
oder ein Paar von Steuerungen (wobei jede eine entsprechende Maschine 122 und
eine Wickelvorrichtung 124 steuert) umfassen. Solch eine
Steuerung oder Steuerungen sind vorzugsweise die gleichen, wie die
Steuerung 28, die in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet
wurde.
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In
dem dargestellten Polsterumformungssystem sind die Maschinen 122 horizontal
ausgerichtete Maschinen und sie weisen die gleiche allgemeine Bauart
auf, wie die horizontal orientierten Maschinen, welche in den US-Patenten
mit der Nummer 5,123,889; 5,211,620; 5,322,477; und 5,468,208 offenbart
sind. Die Polsterumformungsmaschinen 122 sind nicht freistehend,
aber stattdessen durch den Ständer 123 gelagert,
welcher die Maschinen relativ zu einander symmetrisch anordnet (7).
Jedoch kann das Polsterumformungssystem 120 alternativ nicht
horizontale und/oder frei stehende Polsterumformungsmaschinen umfassen,
wie die Polsterumformungsmaschine 22, die oben diskutiert
wurde, die Maschinen, die in den US-Patenten mit der Nummer 5,593,376
und 5,607,383 gezeigt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine,
die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt. Zusätzlich oder alternativ kann
das Polsterumformungssystem 120 nur eine Polsterumformungsmaschine
oder mehr als zwei Polsterumformungsmaschinen umfassen.
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Jede
Polsterumformungsmaschine 122 umfasst vorzugsweise eine
Umformanordnung 30 (nicht dargestellt), die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in
einen Streifen eines Polsterproduktes S umformt und jede Maschine
hat einen Auslass 34, durch den der Streifen des Polsterproduktes
S ausgegeben wird. Jede der Polsterumformungsmaschinen 122 kann
zusätzlich
eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40 (nicht
dargestellt), eine Trennanordnung 42 (nicht dargestellt)
und einen Auslasstunnel 44 umfassen. Das Ausgabeende des
Tunnels 44 bildet den Auslass 34 der Maschine 122.
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Jede
der Wickelvorrichtungen 124 des Polsterumformungssystems 120 umfasst
einen Rahmen 146 und einen Drehmechanismus 48,
der drehbar an dem Rahmen 146 befestigt ist. Der Drehmechanismus
der Wickelvorrichtung 124 ist im Wesentlichen der gleiche
wie der Drehmechanismus der Wickelvorrichtung 24 (demgemäss werden ähnliche
Bezugszeichen verwendet). Daher drehen sich bestimmte Bereiche des
Drehmechanismus 48 und können angesehen werden als definierten
sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 124 (obwohl nicht
die gesamte Wickelvorrichtung 124 rotiert).
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Der
Rahmen 146 positioniert den Drehmechanismus 48,
um eine Auslass-zu-Zentrumszone
Z zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 122 zu
dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt.
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Diese
Zone hat eine Breite, die ungefähr gleich
ist der Breite des Streifens des Polsterproduktes S und eine Höhe, die
ungefähr
gleich ist wie die Höhe
des Streifens.
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Der
Rahmen 146 der Wickelvorrichtung ist keine freistehende
Struktur aber stattdessen schwenkbar an der Polsterumformungsmaschine 122 befestigt
(s. 10). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigung
in solch einer Art und Weise durchgeführt, dass die Wickelvorrichtungen 124 symmetrisch
zueinander angeordnet sind (s. 7). In jedem
Fall umfasst der dargestellte Rahmen 146 eine U-förmige Basis 150 mit
eckigen Ecken, einen vertikalen Ständer 152, obere/untere Erstreckungen 154,
eine Lagerplatte 156 und eine Lagerbegrenzung 157.
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Die
Seitenbeine 158 der U-förmigen
Basis 150 (d.h. die Beine, die die Seiten des "U" definieren) sind schwenkbar mit der
Maschine 122 verbunden. Wenn der Rahmen 146 sich
in seiner Betriebsposition befindet, erstrecken sich die Seitenbeine 158 in
einer auswärtigen
oder stromabwärtigen
Richtung weg von der Maschine 122 und das verbindende Bein 159 der
U-förmigen
Basis 150 (d.h. das Bein, das den Boden des "U" definiert) erstreckt sich oberhalb
des Ausgabeendes des Tunnels 44 (s. 10).
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Der
Drehmechanismus 48 ist mit dem Auslass 34 der
Polsterumformungsmaschine 122 ausgerichtet, wenn sich der
Rahmen 146 in seiner Betriebsposition befindet. Wenn der
Rahmen 146 von dieser Betriebsposition wegbewegt wird,
ist der Drehmechanismus 48 nicht länger mit dem Auslass 34 ausgerichtet,
wodurch die Maschine 122 ohne die Wickelvorrichtung 124 verwendet
werden kann, wenn dies notwendig oder gewünscht ist. Weiterhin kann die
Schwenkbewegung des Rahmens 146 und daher der Wickelvorrichtung 124 helfen,
Zugang zu bestimmten Anordnungen der Polsterumformungsmaschine 122 zu
gewähren,
wie beispielsweise zu seiner Trennanordnung. Weiterhin beansprucht
der Rahmen 146 an Packplätzen mit begrenztem Raum weniger
Raum als der freistehende Rahmen 46 der Wickelvorrichtung 24.
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Die
Lagerbegrenzung 157 ähnelt,
wie die Begrenzung 57, einem Bilderrahmen und umfasst vier Seitenglieder,
die eine Umrandung oder Rahmen bilden, die eine große zentrale
rechteckige Öffnung
definiert. Ihr oberes Glied ist an dem Verbindungsbein 159 der
Basis 150 befestigt (9). Wie
bei der Begrenzung 57 erstrecken sich die oberen und unteren Seitenglieder
der Begrenzung 157 oberhalb oder unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone
Z und die anderen seitlichen Seitenglieder sind an gegenüberliegenden
seitlichen Seiten der Zone Z angeordnet. In anderen Worten erstreckt
sich die Auslass-zu-Zentrumszone Z durch die große zentrale rechteckige Öffnung der
Begrenzung 157.
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Die
Lagerplatte 156 ist an einem der seitlichen Seitenglieder
der Begrenzung 157 befestigt und erstreckt sich davon in
stromabwärtiger
Richtung. In der dargestellten Anordnung ist die Lagerplatte 156 an
dem "inneren" seitlichen Seitenglied
befestigt oder dem Seitenglied, das am nächsten zu der anderen Polsterumformungsmaschine 122 oder
der anderen Wickelvorrichtung 124 liegt. In dieser Art
und Weise ist die Lagerplatte 156 auf einer Höhe angeordnet, die
ungefähr
gleich ist der Höhe
der Auslass-zu-Zentrumszone Z. Da das seitlichen Seitenglied der
Begrenzung 157 in Querrichtung von der Auslass-zu-Zentrumszone
Z versetzt ist, ist die Lagerplatte 156 ebenfalls versetzt.
Demgemäss
kann die Lagerplatte 156 angesehen werden als bildete sie eine
Wand, welche sich entlang einer Querseite der Auslass-zu-Zentrumszone
Z erstreckt (s. 8).
-
Der
vertikale Ständer 152 ist
an der stromabwärtigen
Kante der Lagerplatte 156 befestigt und erstreckt sich
oberhalb/unterhalb der Platte 156, der Begrenzung 157 und/oder
der Auslass-zu-Zentrumszone Z. Die oberen/unteren Erstreckungen 154 sind an
dem vertikalen Ständer 152 in
einer Höhe
befestigt oberhalb/unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z und sie
erstrecken sich quer, so dass sie direkt oberhalb/unterhalb der
Zone Z angeordnet sind (s. 9). Wie
bei den Erstreckun gen 54 in dem Polsterumformungssystem 20 ist
der primäre
Zweck der Erstreckungen 154 die Montage des stromabwärtigen Streifensensors 96.
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Die
Wickelvorrichtung 124 kann zusätzlich eine Klebebandeinrichtung
aufweisen, wie die manuelle Klebebandeinrichtung 70 der
Wickelvorrichtung 24 oder eine automatische Klebebandeinrichtung, um
Klebeband bereitzustellen, um das nachlaufende Ende des Streifens
des Polsterproduktes an der Spule zu befestigen. Zusätzlich oder
alternativ könnte
die Wickelvorrichtung 124 ein automatisches Auswurfsystem
umfassen, wie es oben in Verbindung mit der Wickelvorrichtung 24 diskutiert
wurde. In jedem Fall kann die Spule des Polsterproduktes C, wenn
sie komplett gebildet und möglicherweise
geklebt ist, von der Wickelvorrichtung 124 entfernt oder
ausgeworfen werden, indem die Spule in Querrichtung weg von der
Lagerplatte 156 bewegt wird, wodurch die Wickelvorrichtung 124 es
der Spule des Polsterproduktes C ermöglicht, in ihrer aufgewickelten
Anordnung entfernt zu werden.
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Wie
oben angedeutet umfasst das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise
zwei Führungseinrichtungen 26 (eine
für jede
Maschine 122/jede Wickelvorrichtung 124), welche
vorzugsweise die gleichen sind wie diese, die in dem Polsterumformungssystem 20 verwendet
wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bereiche 74 und 76 jeweils
ein Paar von Seitenwänden 80 und 84,
wodurch ihre Wände
einen U-förmigen
Kanal bilden. In der modifizierten Version der Lagerplatte 257,
wie sie in 11 gezeigt ist, umfassen die
Bereiche 74 und 76 jeweils nur eine Seitenwand 80 und 84,
um einen L-förmigen
Kanal zu bilden. Die äußersten
seitlichen Wände
(d.h. die am weitesten weg von der Lagerplatte 157) der
U-förmigen
Anordnung wurden weggelassen, um eine effizientere und/oder bequemere
Entfernung der fertigen Spule des Polsterproduktes C zu ermöglichen.
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Wie
oben auch angedeutet, kann das Polsterumformungssystem 120 vorzugsweise
ein Steuerungssystem umfassen, das entweder eine einzelne Steuerung
(die beide Maschinen 122 und beide Wickelvorrichtungen 124 steuert)
aufweist oder ein Paar von Steuerungen (die jeweils eine entsprechende
Maschine 122 und eine Wickelvorrichtung 124 steuern).
Dieses Steuerungssystem umfasst vorzugsweise für jede Polsterumformungsmaschine 122 und
jede Wickelvorrichtung 124 einen Streifenproduktionsindikator,
einen Fertig-zum-Wickeln-Indikator und/oder einen Spulendurchmesserindikator,
wie die Indikatoren 94, 98 und 99, die
oben diskutiert wurden. Der Streifenproduktionsindikator kann einen stromaufwärtigen Sensor 95 und
einen stromabwärtigen
Sensor 96 umfassen. In den 7 bis 10 ist
der stromaufwärtige
Sensor 95 an dem stromaufwärtigen Bereich der Lagerplatte 156 befestigt
und der stromabwärtige
Sensor 96 ist an den Erstreckungen 154 des Rahmens 146 der
Wickelvorrichtung befestigt. In der modifizierten Befestigungsanordnung, wie
sie in 11 dargestellt ist, ist der
stromaufwärtige
Sensor 95 an dem oberen Glied der Lagerbegrenzung 157 befestigt.
Die obere Wand 82 des Führungseinrichtungsbereichs 76 umfasst
eine geeignete Öffnung,
und ein Reflektorstreifen 95a ist an der inneren Oberfläche der
unteren Wand 78 des Führungseinrichtungsbereichs 74 angeordnet.
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Unter
Bezugnahme nun auf 12 ist eine Wickelvorrichtung 224 schematisch
dargestellt, die anstelle der Wickelvorrichtungen 24 und 124 in
den Polsterumformungssystemen 20 und 120 verwendet werden
könnte,
oder in jedem anderen Polsterumformungssystem, das in den Schutzbereich
der Ansprüche
fällt.
Zusätzlich
zu der Wickelvorrichtung 224 könnte solch ein Polsterumformungssystem
zumindest eine Polsterumformungsmaschine umfassen, wie die Maschinen 22 und 122 und
eine Steuerung wie die Steuerung 28. Jedoch würde solch
ein Polsterumformungssystem vorzugsweise keine Führungseinrichtung umfassen,
wie die Führungseinrichtung 26,
die in den Polsterumformungssystemen 20 und 122 eingesetzt
wurde.
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In
einem Polsterumformungssystem, welches eine Wickelvorrichtung 224 aufweist,
würde die Polsterumformungsmaschine
ein bahnförmiges
Ausgangsmaterial in einen Streifen eines Polsterproduktes S umformen
und die Wickelvorrich tung 224 würde den Streifen des Polsterproduktes
S aufrollen oder aufwickeln zu einer aufgewickelten Anordnung, um eine
Spule des Polsterproduktes C zu bilden. Die Wickelvorrichtung 224 ist
so aufgebaut, um den Streifen des Polsterprodukts S aufzunehmen,
wenn er von der Polsterumformungsmaschine 122 ausgegeben wird,
und sie ermöglicht
es, dass die Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten
Anordnung entfernt werden kann.
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Die
Wickelvorrichtung 224 umfasst einen Rahmen 246,
der nur teilweise schematisch dargestellt ist, und einen Drehmechanismus 248.
Der Rahmen 246 umfasst eine Lagerplatte 256, die
wie die Lagerplatten 56 und 156 angesehen werden
kann als würde
sie eine Wand bilden, die sich entlang einer Querseite der Auslass-zu-Zentrumszone Z erstreckt. Der
Rahmen 246 umfasst auch andere Lagerplatten 257 und 258 (nur
partiell schematisch dargestellt), welche verwendet werden, um bestimmte
Komponenten des Drehmechanismus 248 zu lagern. Diese Lagerplatten 257 und 258 können in
einen freistehenden Rahmen eingebaut werden, wie in den Rahmen 46 oder
einen Rahmen, der von der Maschine getragen wird, wie den Rahmen 146 in
den Wickelvorrichtungen 24 und 124, die oben diskutiert
wurden.
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Der
Drehmechanismus 248 umfasst, wie der Drehmechanismus 48,
eine drehende Welle 260, eine Fangeinrichtung 262 und
eine Antriebsquelle oder Motor 264. Die Fangeinrichtung 262 umfasst wie
die Fangeinrichtungen 62 und 62' eine verbindende Nabe 265 und
Fangglieder 266, die von der gleichen Konstruktion wie
die Nabe 65 oder 65' oder die
Fangglieder 66 und 66' sein können. Die Fangeinrichtung 262 ist
drehbar an der Lagerplatte 256 befestigt, ausgerichtet
mit dem Auslass 34 der Maschine (der Auslass 34 ist
in 12 nicht dargestellt, aber seine Ausrichtung ist
in den 2 und 9 in Verbindung mit den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dargestellt)
und kann relativ zu der Lagerplatte 256 während des
Betriebs der Wickelvorrichtung 224 rotieren. In der Wickelvorrichtung 224 kann
die Rotationsachse der Fangeinrichtung 262 angesehen werden
als definiere sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 224 (obwohl
nicht die gesamte Wickelvorrichtung 224 rotiert). Daher
kann der Rahmen 246 angesehen werden als positioniere er
den Drehmechanismus 248 um eine Auslass-zu-Zentrumszone
Z zu definieren, die sich von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine
zu dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt. Im Gegensatz
zu den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dreht die
drehende Welle 260 nicht die Fangeinrichtung 262 in
der Wickelvorrichtung 224 drehbar an. Stattdessen umfasst der
Drehmechanismus 248 zusätzlich
eine aufliegende Antriebsrolle 267, die fest mit der Drehwelle 260 verbunden
ist. Die Antriebsrolle 267 wickelt den Streifen des Polsterproduktes
um die Fangeinrichtung, indem sie den äußeren Durchmesser der Spule
in Wickelrichtung drückt.
In dieser Art und Weise kann eine konstante Wickelgeschwindigkeit
beibehalten werden. In den Wickelvorrichtungen 24 und 124 kann die
Wickelgeschwindigkeit variieren, wenn der Durchmesser der Spule
des Polsterproduktes sich verändert.
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Die
Drehwelle 260 erstreckt sich durch einen Schlitz in der
Lagerwand 256 und erstreckt sich in Querrichtung in die
Auslass-zu-Zentrumszone Z hinein. Der Schlitz ist in einer Richtung
rechtwinklig zu dem Vorsprung der Drehwelle verlängert. Die Lagerplatte 256 umfasst
solch einen länglichen
Schlitz statt der Lageröffnung,
wie in der Lagerplatte 56, um eine kontrollierte lineare
Bewegung (vertikal in der dargestellten Anordnung der Drehwelle 260)
während
des Betriebs der Wickelvorrichtung 224 zu ermöglichen. Die
Drehwelle 260 und daher die Antriebsrolle 267 sind
quer versetzt (d.h. oberhalb in der dargestellten Anordnung) von
dem Auslass 34. (Noch einmal, der Auslass 34 der
Maschine ist in 12 nicht dargestellt, aber dieses
Querversetzen ist in den 2 und 9 in Verbindung
mit den Wickelvorrichtungen 24 und 124 dargestellt).
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In
der dargestellten Anordnung ist die Drehwelle 260 mit dem
Motor 264 über
Kegelräder 268 und 269,
eine Verbindungswelle 270 und ein Kettentrieb 271 verbunden.
Während
des Betriebs des Drehmechanismus 248 treibt die Ausgabewelle
des Motors 264 den Kettentrieb 271, der seinerseits
die vertikale Verbindungswelle 270 dreht. Das Kegelrad 269,
das nicht drehbar auf der Verbindungswelle 270 befestigt
ist, wird daher zusammen mit der Verbindungswelle 270 gedreht
und dreht seinerseits das Kegelrad 268, das nicht drehbar
auf der Drehwelle 260 befestigt ist. Die Kegelräder 268 und 269 und
die Verbindungswelle 270 sind so ausgelegt, um eine kontrollierte
lineare Bewegung der Kegelräder
in der gleichen Richtung wie die Drehwelle 260 zu ermöglichen.
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Der
Drehmechanismus 248 umfasst weiterhin einen Träger 280,
der die Position der Antriebsrolle 267 relativ zu der Fangeinrichtung 262 einstellt,
um dem wechselnden Durchmesser der Spule des Polsterprodukts C zu
entsprechen. In der dargestellten Anordnung umfasst der Träger 280 einen
Zylinder 282, welcher hydraulisch angetrieben oder eines
anderen Typs ist, der einen verlängerbaren/zurückziehbaren
Kolben aufweist. Der Kolben 282 ist an einem Joch 284 befestigt,
das an der Drehwelle 260 befestigt ist, in einer Art und
Weise, dass eine Rotation der Welle relativ zu dem Joch ermöglicht wird.
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Während des
Betriebs eines Polsterumformungssystems, welches die Wickelvorrichtung 224 umfasst,
ist das führende
Ende des Streifens des Polsterproduktes zwischen den Fanggliedern 266 der
Fangeinrichtung 262 positioniert, entweder manuell oder
durch automatische Aktivierung/Deaktivierung der Polsterumformungsmaschine,
wie durch die Steuerung des Systems gesteuert. Vorzugsweise wird
die Fangeinrichtung 262 gedreht, um zumindest eine Windung
des Streifens des Polsterprodukts um die Fangglieder 266 bereitzustellen.
Der Kolben des Zylinders 282 wird ausgefahren, damit die
Antriebsrolle 267 den Streifen des Polsterprodukts um die Fangglieder 266 berührt, und
um genügend
Druck darauf aufzubringen (der Druck kann nur durch die Gewichtskraft
bereitgestellt werden, d.h. durch das Gewicht der Antriebsrolle
oder kann unterstützt
werden durch einen Druck von dem Zylinder 282). Die Antriebsrolle 267 wird
dann gedreht, wobei der Streifen des Polsterproduktes um die Fangeinrichtung 262 herum
weiter aufgewickelt wird. Wenn der Durchmesser der Spule des Polsterprodukts
C sich vergrößert "fließt" bzw. weicht die
Antriebsrolle 267 aus, um den wechselnden Durchmesser der
Spule aufzunehmen.
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Wenn
das Polsterumformungssystem, welches die Wickelvorrichtung 242 umfasst,
eine Steuerung umfasst (wie die Steuerung 28, die oben
diskutiert wurde), kann die Steuerung die Umformungsanordnung der
Maschine steuern, um einen Streifen des Polsterproduktes von vorbestimmter
Länge zu produzieren
und/oder um eine Spule des Polsterproduktes eines vorbestimmten
Durchmessers herzustellen. Nachdem der Wickelschnitt abgeschlossen ist,
wird das nachlaufende Ende des Streifens des Polsterprodukts vorzugsweise
an der Spule befestigt, wie z.B. mit der Klebebandeinrichtung 70,
die oben diskutiert wurde, oder jeder andere manuellen oder automatischen
Klebebandeinrichtung. Der Kolben des Zylinders 282 wird
dann zurückgezogen,
um zu bewirken, dass die Antriebsrolle 267 von dem äußeren Durchmesser
des Polsterproduktes wegbewegt wird, wobei es der Spule ermöglicht wird
von der Wickelvorrichtung 242 in ihrer aufgewickelten Anordnung
entfernt zu werden. Die fertige Spule des Polsterproduktes C kann
dann manuell entfernt werden oder durch ein automatisches Auswurfsystem
ausgeworfen werden.
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Unter
Bezugnahme nun auf 13 wird ein anderes Polsterumformungssystem 320 dargestellt. Das
Polsterumformungssystem 320 umfasst eine Polsterumformungsmaschine 322 und
eine Wickelvorrichtung 324. Obwohl es nicht explizit in
den Zeichnungen dargestellt ist, kann die Maschine 322 auf
einem Montageständer
befestigt werden, wie der Montageständer 123, der oben
diskutiert wurde. In jedem Fall konvertiert die Polsterumformungsmaschine 322 ein
bahnförmiges
Ausgangsmaterial zu einem Streifen des Polsterproduktes S und die
Wickelvorrichtungen 324 rollen den Streifen des Polsterproduktes
S zu einer aufgewickelte Anordnung, um eine Spule des Polsterproduktes
C zu bilden. Die Wickelvorrichtung 324 ist so geformt und
angeordnet, dass sie den Streifen des Polsterproduktes S aufnehmen kann,
wenn er von der entsprechenden Maschine 322 ausgegeben
wird und sie ermöglicht
es der Spule des Polsterproduktes C in ihrer aufgewickelten Anordnung
entfernt zu werden.
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Das
dargestellte Polsterumformungssystem 320 umfasst weiterhin
eine Führungseinrichtung 326 und
eine Steuerung 328. Die Führungseinrichtung 326 kann
die gleiche sein oder von einer ähnlichen Anordnung
sein wie die Führungseinrichtung 26,
die oben beschrieben wurde. In ähnlicher
Weise kann die Steuerung 328 die gleichen Funktionen wie
die Steuerung 328 durchführen, welche oben beschrieben
wurde. Alternativ, wie es gezeigt ist und/oder wie es bevorzugt
ist, ist die Führungseinrichtung 326 eine abgeänderte Konstruktion
und die Steuerung 328 steuert die Polsterumformungsmaschine 322 und
die Wickelvorrichtung 324 in einer geänderten Art und Weise, wie
es unten detaillierter beschrieben wird.
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In
dem dargestellten Polsterumformungssystem 320 ist die Maschine 322 eine
horizontal orientierte Maschine der gleichen allgemeinen Anordnung wie
die horizontal orientierte Maschine, welche in den US-Patenten mit
der Nummer 5,123,889, 5,211,620, 5,322,477 und 5,468,208 offenbart
ist. Jedoch kann das Polsterumformungssystem 320 alternativ
nicht horizontale und/oder nicht freistehende Polsterumformungsmaschinen
umfassen, wie bei der Polsterumformungsmaschine 22, die
oben diskutiert wurde und den Maschinen, die in den US-Patenten mit der Nummer
5,593,376 und 5,607,383 gezeigt sind, oder jede andere Polsterumformungsmaschine,
die unter den Schutzbereich der Ansprüche fällt.
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Die
Polsterumformungsmaschine 322 umfasst vorzugsweise eine
Umformanordnung 30 (nicht dargestellt), die ein bahnförmiges Ausgangsmaterial in
einen Streifen eines Polsterproduktes S umformt, und einen Auslass 34 durch
den der Streifen des Polsterproduktes S ausgegeben wird. Die Maschine 322 kann
zusätzlich
eine Ausgangsmaterialbereitstellungsanordnung 40 (nicht
dargestellt), eine Trennanordnung 42 (nicht dargestellt)
und einen Auslasstunnel 44 umfassen. In der dargestellten
Anordnung bildet das Ausgabeende des Tunnels 44 den Auslass 34 der
Maschine 122.
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Die
Wickelvorrichtung 324 umfasst einen Rahmen 346 und
einen Drehmechanismus 348, welcher drehbar an dem Rahmen 346 befestigt
ist. Außer
für die
Be festigung seines Motors 364 (unten im Detail erläutert) kann
der Drehmechanismus 348 der gleiche sein wie die Drehmechanismen 48,
die oben diskutiert wurden. Demgemäss werden ähnliche Bezugszeichen für die Welle 60,
die Fangeinrichtung 62 und die Fangglieder 66,
etc. verwendet. Wie mit dem Mechanismus 48 drehen sich
bestimmte Bereiche des Drehmechanismus 348 und können angesehen werden
als definierten sie den Drehpunkt R der Wickelvorrichtung 324 (obwohl
nicht die ganze Wickelvorrichtung 324 rotiert). Der Rahmen 346 positioniert den
Drehmechanismus 348, um eine Auslass-zu-Zentrumszone Z
zu definieren, welche sich von dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 322 zu
dem Drehpunkt R der Wickelvorrichtung erstreckt. Diese Zone hat
eine Breite, die ungefähr gleich
ist zu der Breite des Streifens des Polsterproduktes S und eine
Höhe, die
ungefähr
gleich der Höhe
des Streifens ist.
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Der
Rahmen 346 der Wickelvorrichtung ist keine freistehende
Struktur, aber stattdessen schwenkbar an der Polsterumformungsmaschine 122 befestigt,
so dass die Wickelvorrichtung 324 selektiv zwischen einer
Betriebsposition, worin der Drehmechanismus 348 mit dem
Auslass 34 ausgerichtet ist, und einer erhöhten Position,
worin die Maschine 322 ohne die Wickelvorrichtung 324 verwendet
werden kann, wenn dies notwendig oder gewünscht ist, bewegt werden kann.
Wie mit dem schwenkbaren Rahmen 246, der oben diskutiert
wurde, hilft die Schwenkbewegung des Rahmens 346, und daher
der Wickelvorrichtung 324, beim Gewähren von Zugang zu bestimmten
Einrichtungen der Polsterumformungsmaschine 322, wie beispielsweise
ihre Trennanordnung.
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Der
dargestellte Rahmen 346 umfasst eine Basis 350,
eine Lagerplatte 356, welche einen Teil (im Speziellen
die seitliche Seite) einer Lagergrenze 357 bildet. Die
Basis 350 umfasst zwei Seitenbeine 358, die schwenkbar
an die Maschine 322 gekoppelt sind. Diese schwenkbare Bewegung
wird vorzugsweise durch ein Rohr 400 ausgeführt, dessen
gegenüberliegende
Enden durch Halter 402 gelagert sind. Die Halter 402 sind
ungefähr
geformt wie ein Haus, wobei ihr quadratisch geformter Bereich benachbart zu
der oberen Kante und nahe der stromabwärtigen Kante der Maschine 122 verschraubt
ist und ihr dreieckiger Bereich über
die obere Oberfläche
der Maschine hervorsteht. Das Rohr 400 erstreckt sich zwischen
den oberen hervorstehenden dreieckigen Bereichen, wodurch das Rohr 400 gerade
oberhalb der oberen Oberfläche
der Maschine angeordnet ist. Das entfernte Ende jedes der Seitenbeine 358 ist
drehbar an dem Rohr 400 befestigt, sodass sich die Basis 350 relativ
dazu verschwenken kann. Vorzugsweise umfasst der Rahmen 346 einen
Federstift 404, welcher herausgezogen wird, um die Basis 350 zu
verschwenken und eine Feststellschraube 406, um die Basis 350 in
der Betriebsposition festzustellen.
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Wie
oben kurz erwähnt,
bildet die Lagerplatte 356 eine seitliche Seite oder Wand
der Begrenzung 357. Die Begrenzung 357 umfasst
zusätzlich
eine andere Seitenwand 410, welche die andere seitliche Seite
der Begrenzung 357 bildet, eine obere Seitenwand 412,
welche die obere Seite der Begrenzung 357 bildet, und eine
untere Seitenwand 414, die die Unterseite der Begrenzung 357 bildet.
In dieser Art und Weise umfasst die Begrenzung 357 vier
Seitenwände,
welche eine Begrenzung oder Rahmen bilden, der eine große zentrale
rechteckige Öffnung
definiert. Die oberen und unteren Seitenwände 412 und 414 sind
oberhalb und unterhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z angeordnet
und die Lagerplatte 356 und die Seitenwand 410 sind
an den gegenüberliegenden seitlichen
Seiten der Zone Z angeordnet.
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In
der dargestellten Anordnung sind die Seitenbeine 358 mit
einem Abstand voneinander beabstandet, welcher der seitlichen Dimension
der Begrenzung 357 entspricht. Die obere Kante der Lagerplatte 356 ist
an einer der Seitenbeine 358 befestigt und die Platte 356 erstreckt
sich nach unten und stromabwärtig
davon. Die dargestellte Platte 356 umfasst einen stromaufwärtigen Bereich,
der die Form eines Rechtecks aufweist, und einen stromabwärtigen Bereich,
der die Form eines rechtsseitigen Dreiecks mit abgerundeter unterer
Ecke aufweist. Die abgerundete untere Ecke stimmt mit der Kontur
der Nabe 65 des Drehmechanismus 348 überein.
Die obere Kante der Seitenwand 412 ist an dem anderen Seitenbein 358 be festigt.
Die obere Wand 412 erstreckt sich zwischen den Seitenbeinen 358 der
Basis und die untere Wand 414 erstreckt sich zwischen den
unteren Kanten der Lagerplatte 356 und der Seitenwand 410.
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Die
Seitenbeine 358 umfassen bevorzugt jeweils sechs Öffnungen 416 und
die Begrenzung 357 ist an drei ausgerichteten Paaren dieser Öffnungen mittels
geeigneten Befestigungsmitteln befestigt. In dieser Art und Weise
kann der stromabwärtige
Abstand der Lagerplatte 356 und der Begrenzung 357 (und
dem Drehmechanismus 348, der daran befestigt ist) selektiv
durch Auswahl der geeigneten drei Öffnungen 416 angepasst
werden. Beispielsweise können
für größere Spulen
die stromabwärtigsten drei Öffnungen
verwendet werden und für
kleinere Spulen die stromaufwärtigsten
drei Öffnungen
verwendet werden. Es kann ebenfalls erwähnt werden, dass die bevorzugte
Konstruktion der Lagerplatte 356, der Begrenzung 357 und
der Seitenbeine 358 es der Wickelvorrichtung 324 ermöglicht,
für entweder die
linksseitige Entfernung der Spule C oder für die rechtsseitige Entfernung
der Spule C zusammengebaut zu werden, abhängig davon, an welchem Seitenbein 358 die
Lagerplatte 356 befestigt ist.
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Wie
oben angedeutet, ist der Drehmechanismus 348 drehbar an
dem Rahmen 346 befestigt, genauer gesagt erstreckt sich
die Welle 60 des Mechanismus durch eine zentrale Öffnung in
der unteren abgerundeten Ecke der Lagerplatte 356 und steht
in Querrichtung in die Auslass-zu-Zentrumszone Z hinein. Die Fangeinrichtung 62 ist
undrehbar an dem hervorstehenden Ende der Welle 6U befestigt,
wodurch sie mit dem Auslass 34 der Polsterumformungsmaschine 322 ausgerichtet
ist.
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Bei
den Drehmechanismen 48 und 248 war die Antriebsquelle
oder der Motor axial mit der Welle 60 ausgerichtet. In
dem Polsterumformungssystem 320 ist der Motor 364 stattdessen
axial von der Welle 60 versetzt und spezieller ist er an
der oberen stromaufwärtigen
Ecke der Lagerplatte 356 befestigt. Eine Antriebskette 430 wird
bereitgestellt, um die Drehbewegung von dem Motor 365 zu
der Welle 60 zu übertragen
(vorzugsweise umfasst die Wickelvorrichtung 324 auch eine Abschirmung
oder einen Deckel 432, der die Antriebskette 430 umgibt).
Diese Anordnung des Motors 365 ermöglicht es, den Motor 365 zumindest
teilweise oberhalb der Auslass-zu-Zentrumszone Z anzuordnen, wodurch
die Wickelvorrichtung 324 lateral kompakter wird. Im Vergleich
dazu vergrößert der
Motor 26 der Wickelvorrichtung 24 beispielsweise
in lateraler Richtung die Gesamtdimensionen der Wickelvorrichtung 24 (s.
beispielsweise die 2 und 3).
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Die
Führungseinrichtung 326 leitet
den Streifen des Polsterprodukts von dem Auslass der Polsterumformungsmaschine
zu der Wickelvorrichtung 324. Die Führungseinrichtung 326 umfasst
einen ersten oder unteren Bereich 374 und einen zweiten
oder oberen Bereich 376. Der untere Bereich 374 umfasst eine
untere Wand 378 und keine Seitenwände. Der obere Bereich 376 umfasst
eine obere Wand 382 und keine Seitenwände. Im Vergleich dazu umfassen
die Bereiche 74 und 76 der Führungseinrichtung 26 des Polsterumformungssystems 20 jeweils
zwei Seitenwände,
die einen U-förmigen
Kanal bilden. In dem Polsterumformungssystem 120 umfassten
die Bereiche 174 und 176 der modifizierten Führungseinrichtung
nur eine Seitenwand – die
Seitenwand der Spulenentnahmeseite der Wickelvorrichtung 124 wurde weggelassen,
um eine bequemere Entnahme der kompletten Spule des Polsterproduktes
C zu ermöglichen.
In der Führung 326 erleichtert
das Weglassen der beiden Seitenwände
noch mehr die Möglichkeit, die
Wickelvorrichtung 324 für
entweder eine linksseitige Entnahme der Spule C oder eine rechtsseitige Entnahme
der Spule C zusammenzubauen, abhängig
davon, an welchem Seitenbein 358 die Lagerplatte 356 befestigt
wird.
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In
der dargestellten Anordnung weist die untere Wand 378 des
Führungsbereichs 374 eine
im Allgemeinen gerade Geometrie auf (in Seitenansicht), mit Ausnahme
eines abgestuften Bereichs an ihrem entfernten Ende. Die obere Wand 382 des
Führungsbereichs 376 umfasst
einen stromaufwärtigen geraden
Bereich, einen mittleren geraden Bereich und einen nach oben gebogenen
entfernten Bereich. Wenn die Führungseinrichtung 326 sich
in ihrer Spulenbeginnposition befindet, wie sie in 13 dargestellt
ist, erstreckt sich die untere Wand 378 im Allge meinen
in stromabwärtiger
Richtung. Der stromaufwärtige
gerade Bereich der oberen Wand 382 erstreckt sich leicht
abwärts
in stromabwärtiger
Richtung und der mittlere Bereich erstreckt sich leicht aufwärts in stromabwärtiger Richtung.
In dieser Art und Weise gibt es einen Freiraum zwischen dem gebogenen
entfernten Bereich und dem kreisförmigen Bewegungspfad der Fangglieder 66 der
Fangeinrichtung 62. Während
des anfänglichen
Spulens des Streifens des Polsterprodukts stellt dieser Freiraum genügend Raum
für das
führende
Ende des Polsterproduktes bereit (welches seine Größe verändern kann,
wenn es sich an die Fangglieder 66 anpasst), um unter der
unteren Wand 382 hindurch zu laufen, wobei die Drehbewegung
nicht behindert wird.
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Das
stromaufwärtige
Ende der Führungsbereiche 374 und 376 ist
an dem Rahmen 346 der Wickelvorrichtung befestigt und spezieller
an der Begrenzung 357, mittels Schwenkgelenken 439.
Die Führungseinrichtung 326 umfasst
weiterhin eine Hebelanordnung 440, die die Schwenkbewegung
der Führungsbereiche 374 und 376 steuert.
Spezieller ist diese Hebelanordnung 440 so konstruiert
und so angeordnet, dass der untere Bereich 374 nach unten bewegt
wird und der obere Bereich 376 nach oben bewegt wird. Die
Bereiche 374 und 376 sind vorzugsweise zu ihren
Spulbeginnpositionen vorgespannt, beispielsweise wie dargestellt
durch eine Zugfeder 442. Die Vorspannkraft sollte groß genug
sein, um ein "Herauswinden" des Polsterproduktes
während des
Wickelvorgangs zu verhindern, aber vorzugsweise nicht so stark,
dass sie signifikant die Dichteeigenschaften des Produktes beeinflusst.
Ein Anschlagstift 444 könnte
bereitgestellt werden, um den oberen Bereich 376 davon
abzuhalten, sich unterhalb seine Spulbeginnposition zu bewegen.
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Wie
oben angedeutet steuert die Steuerung 328 (welche in der
dargestellten Anordnung auf der Oberseite der Begrenzungswand 412 befestigt
ist) die Wickelvorrichtung 324 und vorzugsweise auch die
Polsterumformungsmaschine 322). Der Streifenproduktionsindikator
der Steuerung 328 umfasst vorzugsweise einen stromabwärtigen Streifensensor 396,
welcher an der Begrenzung 357 befestigt ist und welcher
detektiert, ob ein Streifen an einer stromabwärtigen Position vorhanden ist.
Vorzugsweise steuert die Steuerung 328 den Durchmesser
der Spule, indem die Länge
des Streifens des Polsterproduktes überwacht wird, wenn es erzeugt
wird, und indem die Produktion der Maschine gestoppt wird, sobald
die Länge
erreicht wird, die dem gewünschten
Durchmesser entspricht. Die Steuerung 328 steuert ebenfalls
bevorzugt die Geschwindigkeit und/oder die Drehmomentseinstellungen
des Motors 364, basierend auf den Eigenschaften des erzeugten
Polsterproduktes wie beispielsweise seiner Dichte. Zusätzlich oder
alternativ umfasst die Steuerung 328 vorzugsweise einen
Schalter, der einen Betrieb der Wickelvorrichtung 324 verhindert,
wenn sich der Rahmen 346 in seiner oberen Position (nicht
Betriebsposition) befindet.
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Die
Wickelvorrichtung 324 kann weiterhin eine muschelförmige Abdeckung 460 aufweisen,
die eine Seitenwand 462 aufweist, welche benachbart einer
axialen Seite der Spule des Polsterproduktes C angeordnet ist, und
eine Endwand 464 aufweist, welche benachbart der stromabwärtigen radialen
Seite der Spule C angeordnet ist. Die Abdeckung 460 und speziell
die stromaufwärtige
Kante der Seitenwand 462 ist vorzugsweise an der stromaufwärtigen abgeschrägten Kante
der Lagerplatte 256 befestigt. Die Endwand 464 ist
vorzugsweise an den stromabwärtigen
radialen Kanten der Seitenwand 462 befestigt (anstatt einstückig mit
ihr ausgebildet zu sein). Diese Konstruktion der Abdeckung 460 erleichtert
weiterhin die Möglichkeit,
die Wickelvorrichtung 324 entweder für die linksseitige Entnahme
oder die rechtsseitige Entnahme der Spule C zusammenzubauen.
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Man
wird nun erkennen, dass die Merkmale der Wickelvorrichtung 24, 124, 224, 324,
der Führungseinrichtung 26, 326 und
der Steuerung 28, 328, die in einem Polsterumformungssystem 20, 120, 320 verwendet
werden, ein bequemes und beständiges Aufwickeln
eines Streifens eines Polsterproduktes zu einer Spule eines Polsterproduktes
ermöglichen, welche
für Verpackungszwecke
verwendet werden könnte.
Da die Wickelvorrichtung 24, 124, 224, 324 darauf
angepasst ist, dass die Spule des Polsterproduktes in aufgewickelter
Anordnung entnommen werden kann, ermöglicht sie, dass die Spule
selbst zum Festhalten oder Festklemmen verwendet werden kann. Die
Führungseinrichtung 26, 326 und
die Steuerung 28, 328 stellen ebenfalls bestimmte
Merkmale bereit, welche vorteilhaft sind, wenn eine Spule eines
Polsterproduktes hergestellt wird, welche in ihrer aufgewickelten
Anordnung verbleibt, wenn sie als Verpackungsprodukt verwendet wird.
Jedoch könnte die
Führungseinrichtung 26, 326 und
die Steuerung 28, 328 auch vorteilhafterweise
in ein System eingebaut werden, in dem ein Streifen eines Polsterproduktes
zu einer Spulenanordnung aufgewickelt wird und dann später abgewickelt
wird, um ihn als Verpackungsprodukt zu verwenden.
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Obwohl
diese Erfindung mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass äquivalente
Veränderungen
und Modifikationen anderen Fachleuten in den Sinn kommen werden,
wenn sie diese Beschreibung lesen und verstehen. Die vorliegende
Erfindung umfasst all solche äquivalenten Veränderungen
und Modifikationen.