DE69916850T2

DE69916850T2 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von diskreten komponenten von einem mehrkomponenten-werkstück und deren registergerechten anbringen auf eine laufende materialbahn

Info

Publication number: DE69916850T2
Application number: DE69916850T
Authority: DE
Inventors: John Gregory RAJALA
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: DE69916850D1; CA2330679C; AU4200399A; EP1102716B1; WO1999062801A2; CO4880806A1; US6520236B1; AR018433A1; JP4243429B2; WO1999062801A3; US6527902B1; EP1102716A2; US6165306A; KR100522990B1; JP2002516802A; CA2330679A1; KR20010043943A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen diskreter Teile eines Werkstücks, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten relativ zueinander bewegt werden und das Anwenden der Teile auf eine laufende Materialbahn. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen von diskreten Teilen von wenigstens zwei Bahnen laufenden Materials, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, und das Anbringen der diskreten Teile mit steuerbarer Registrierung auf einer dritten kontinuierlich laufenden Materialbahn (US-A-5415 716).
Artikel, wie beispielsweise Kinderwindeln, Inkontinenz-Windeln für Erwachsene, Damenbinden und dergleichen, wurden generell durch Prozesse hergestellt, bei denen diskrete Teile oder Komponenten der Artikel auf einer kontinuierlich laufenden Produktbahn angebracht werden. Oft ist die Geschwindigkeit, mit denen die Teile oder Komponenten hergestellt und in den Prozess eingespeist werden, nicht die gleiche Geschwindigkeit wie die Vorlaufgeschwindigkeit der Produktbahn selbst. In einem solchen Fall müssen die Produktionsgeschwindigkeit und/oder das Anbringen der Komponententeile variiert werden, um der Geschwindigkeit der Produktbahn angepasst zu werden und um die Teile adäquat mit der laufenden Bahn abzustimmen ohne den Prozess oder den fertigen Artikel nachteilig zu beeinflussen.
Mehrere Verfahren zum Ändern der Geschwindigkeit eines Materialteils oder einer Materialkomponente zum Anbringen auf einer kontinuierlich laufenden Bahn sind in der Technik bekannt. Ein Verfahren verwendet Walzen, die in Abschnitte segmentiert sind, die einwärts und nach außen in eine Richtung radial zu ihrer Drehrichtung beweglich sind. Während sich die Walzen drehen, werden die Segmente durch Betätigungsnocken oder Getriebeeinrichtungen angetrieben, um sich nach innen und nach außen zu bewegen und so die lineare Arbeitsgeschwindigkeit der Walzensegmente zu verringern, während die Walze durch jede Umdrehung dreht.
Ein weiteres Verfahren verwendet Girlanden, um die Geschwindigkeit der laufenden Bahn auf der Teile oder Komponenten anzubringen sind, zu verringern. Die kontinuier lich laufende Bahn wird zeitweilig auf die Geschwindigkeit der Teile, die anzubringen sind, verlangsamt, wobei sich der Überschussabschnitt der kontinuierlich laufenden Bahn in Girlanden sammelt. Während die kontinuierlich laufende Bahn verlangsamt wird, um der Geschwindigkeit der Komponententeile angepasst zu werden, werden die Teile auf die Bahn überführt und die Geschwindigkeit der Bahn wird anschließend erhöht, um die Girlanden vor dem nächsten Arbeitsablauf zu sammeln.
Ein weiteres Verfahren ist das so genannte „Slip-Gap-Verfahren", bei dem die Teile oder Komponenten von einer Materialbahn, die mit einer geringeren Geschwindigkeit läuft als die Produktbahn, geschnitten werden. Während die Einzelteile von der ersten Materialbahn geschnitten werden, werden sie mittels Vakuum entweder an der Riffelwalze oder an der Stanzwalze gehalten. Während die Werkstücke tangential an die kontinuierlich laufende Produktbahn, die mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit läuft, abgegeben werden, rutschen die Teile oder Komponenten zeitweilig, bis sie mittels Vakuum auf die kontinuierlich laufende Produktbahn überführt werden.
Diese bekannten Verfahren der Übertragung von Einzelteilen, die sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, auf eine kontinuierlich laufende Bahn mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit richten sich nicht auf das Problem des Garantierens der sorgfältigen Registrierung der auf der kontinuierlich laufenden Bahn angebrachten Komponententeile. Das Problem wird vergrößert, wenn der Bedarf für das Anbringen von zwei oder mehr Komponenten, einer auf der anderen, auf der kontinuierlich laufenden Bahn besteht, während die sorgfältige Registrierung einer Komponente zu der anderen oder zu der laufenden Bahn garantiert werden soll.
In einer Ausführung stellt die vorliegende Erfindung einen Prozess zur Herstellung eines Mehrkomponentenwerkstücks, das wenigstens zwei von laufenden Materialbahnen geschnittene Komponenten umfasst, die Registrierung der Komponenten in Beziehung zueinander und das Anbringen der registrierten Komponenten auf einer laufenden Materialbahn bereit. Der Prozess umfasst die Schritte a) des Schneidens der ersten diskreten Werkstückkomponente von einer ersten Materialbahn, die mit einer ersten Bahngeschwindigkeit läuft, b) des Schneidens der zweiten diskreten Werkstückkomponente von einer zweiten Materialbahn, die mit einer zweiten Bahngeschwindigkeit läuft, c) des Zusammenpassens der ersten und zweiten Werkstückkomponenten und deren Registrie rung in Beziehung zueinander und d) des Anbringens der zusammengepassten ersten und zweiten Werkstückkomponenten mit Registrierung auf einer dritten Materialbahn, die mit einer dritten Geschwindigkeit läuft.
In einer weiteren Ausführung stellt die Erfindung eine Maschine zum Schneiden von jeweils ersten und zweiten diskreten Werkstückkomponenten von ersten und zweiten Materialbahnen, die mit unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten laufen, wobei die ersten und die zweiten Werkstückkomponenten unterschiedlicher Länge sind, zu deren Registrierung in Beziehung zueinander und deren Anbringen auf einer dritten Materialbahn, die mit einer dritten konstanten Bahngeschwindigkeit läuft, bereit.
Die Maschine umfasst eine erste Vorrichtung zum Schneiden diskreter Komponenten von einer Materialbahn, die mit einer ersten Bahngeschwindigkeit läuft, und eine zweite Vorrichtung zum Schneiden von diskreten Komponenten eines zweiten Materials von einer Bahn zweiten Materials, die mit einer zweiten Bahngeschwindigkeit läuft. Die Geschwindigkeitsanpassungsvorrichtung umfasst eine erste Geschwindigkeitsabgleichwalze zum Empfangen von ersten diskreten Werkstückkomponenten von der ersten Schneidvorrichtung und eine zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze zum Empfangen von zweiten diskreten Werkstückkomponenten von der zweiten Schneidvorrichtung und zum Anpassen und Registrieren der ersten und der zweiten Werkstückkomponenten in Bezug zueinander und zu deren Anbringen mit Registrierung auf der dritten Materialbahn, die mit einer dritten konstanten Geschwindigkeit läuft.
In einer bevorzugten Ausführung treiben nicht konstante Einrichtungen jeweils die erste und die zweite Abgleichwalze unabhängig an, jede bei einer höheren konstanten Einsatzgeschwindigkeit und einer geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeit und mit angemessenen Perioden der Beschleunigung und der Verzögerung zwischen den höheren und den geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten. Eine der höheren oder der geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze stimmt mit der konstanten Geschwindigkeit der dritten Materialbahn überein und die andere der höheren oder der geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze stimmt mit der konstanten Bahngeschwindigkeit der ersten Materialbahn überein. Eine der höheren oder der geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze stimmt mit der konstanten Geschwindigkeit der ersten Materialbahn überein und die andere der höheren oder der geringeren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze stimmt mit der konstanten Bahngeschwindigkeit der zweiten Materialbahn überein.
Bei einer weiteren Ausführung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines absorbierenden persönlichen Hygieneartikels aus mehreren Komponenten bereit, der eine Verteilungs- oder Dochtwirkungskomponente, eine Flüssigkeitsübertragungsverzögerungs-Komponentenschicht, angeordnet auf einer Verstärkungsschicht, Flüssigkeit zurückhaltende und absorbierende Schichten unterschiedlicher Länge und positionsgemäß in Beziehung zueinander auf der Verstärkungsschicht registriert umfasst.
Verschiedene Ausführungen der Erfindung werden im Folgenden nur durch Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in einer Perspektivansicht eine schematische Darstellung einer Maschine gemäß einer Ausführung der Erfindung.
2 zeigt einen Stanzwalzen- und Riffelwalzenaufbau zum Schneiden einer Materialbahn mit dem „Schmetterlingsschnittverfahren".
3 zeigt einen Stanzwalzen- und Riffelwalzenaufbau zum Schneiden einer Materialbahn mit dem „Leiterschnittverfahren".
4 zeigt eine schematische Teilseitenansicht der in der 1 abgebildeten Maschine.
5 zeigt einen vergrößerten Teil der Seitenansicht der 4.
6 zeigt ein verallgemeinertes Geschwindigkeitsprofil der nicht linearen Zahnradantriebe einer Maschine der Erfindung.
7 ist eine verallgemeinerte Ansicht eines nicht runden Zahnrads.
8 ist eine schematische Darstellung eines Antriebs für eine Maschine der Erfindung.
9 zeigt eine Querschnittansicht eines seitlichen Kommutatorvakuumsystems.
10 zeigt eine Querschnittansicht des Kummutators der 9, entnommen der Schnittlinie AA.
11 zeigt eine Querschnittansicht eines mittigen Kommutatorvakuumsystems.
12 zeigt eine Querschnittsansicht des Kommutators der 7, entnommen entlang der Schnittlinie BB.
13 zeigt ein Geschwindigkeitsprofil der Geschwindigkeitsabgleichwalzen der Maschine der 1.
14 zeigt in einer Draufsicht die Elemente einer ultradünnen, durch die Maschine und den Prozess der Erfindung hergestellten Damenbinde.
15 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht die Elemente der ultradünnen Damenbinde der 14.
16 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht die Elemente einer Amaxi-A-Damenbinde.
Die Erfindung ist in ihrer Anwendung nicht auf die in der folgenden Beschreibung oder in den Zeichnungen dargelegten Anordnungen der Komponenten beschränkt. Die Erfindung ist für andere Ausführungen oder zum Umsetzen in die Praxis auf verschiedene andere Arten und Weisen geeignet. Es ist ebenso zu verstehen, dass die hierin verwendete Terminologie und Phraseologie lediglich dem Zweck der Darstellung dienen und nicht als Beschränkung zu betrachten sind. In den Zeichnungen der Figuren werden gleiche Referenzzahlen benutzt, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
Eine Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der 1 dargestellt, die schematisch eine Maschine für das Anbringen von zwei aus mit unterschiedlichen Geschwindigkeit laufenden Materialbahnen geschnittenen Komponenten verschiedener Länge, für deren sorgfältiges Registrieren in Beziehung zueinander und für deren Anbringen auf einer mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Bahn zeigt. Da die beiden Komponenten unterschiedliche Längen haben, müssen die Bahnen aus der jede geschnitten wird und die Vorrichtung zum Schneiden jeder aus diesen Bahnen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen. Die Maschine dieser Erfindung stellt das Zusammenpassen und die sorgfältige Registrierung dieser beiden Komponenten sowie auch das Anbringen der zusammengepassten Komponenten mit sorgfältiger Registrierung auf einer Bahn, die mit einer Geschwindigkeit läuft, die unterschiedlich von einer der beiden Bahnen, aus der die Komponenten geschnitten wurden, bereit.
Die Maschine umfasst als ihre Hauptbestandteile eine Bahntransportvorrichtung 100, eine erste Komponentenstanzvorrichtung 400, eine zweite Komponentenstanzvorrichtung 300, die Komponentengeschwindigkeits-Abgleichvorrichtung 200 und eine optionale Prägevorrichtung 600. Die Walzen 102 und 104 der Bahntransportvorrichtung 100, die Walzen 402 und 404 der ersten Komponentenstanzvorrichtung 400, die Walzen 302 und 304 der zweiten Komponentenstanzvorrichtung 300 und die Walzen 602 und 604 der optionalen Prägevorrichtung 600 werden mit einer konstanten Geschwindigkeit gleich der Transmissionswellengeschwindigkeit der Maschine, gemessen in Hinsicht auf Produkte pro Minute, angetrieben. Die Walzen 125 und 150 der Komponentengeschwindigkeits-Abgleichvorrichtung 200 werden auf die im Folgenden ausführlich beschriebene Art und Weise mit variabler Geschwindigkeit betrieben.
Bezug nehmend auf die 1 wird eine Bahn 202 eines zweiten Materials mit geringer Spannung an eine Walze 510 geliefert. Das Material läuft dann durch die Riffelwalze 302 und durch die Stanzwalze 304, um die Bahn 202 des zweiten Materials in Komponentenstücke 204, die die erwünschte Form und Abmessung haben, zu schneiden.
Die Stanze 300 kann konfiguriert sein, um die Komponenten entweder in einem „Schmetterlingsschnittverfahren" oder in einem „Leiterschnittverfahren" zu schneiden, wie jeweils in den 3 und 4 gezeigt wird. Das Leiterschnittverfahren ist in der 3 abgebildet, wobei eine sich vorwärts bewegende Materialbahn 806 zwischen einer Riffelwalze 802 und einer Stanzwalze 804 hindurchläuft. Die „Leiter" 810 aus Stanzabfall der geschnittenen Bahn wird in der Bewegung nach oben und weg von der Stanzwalze 804 und der Riffelwalze 802 gezeigt. Die geschnittenen Komponentenstücke 808 werden weg von der Riffelwalze 802 und der Stanzwalze 804 entlang dem Prozessstrom laufend gezeigt. Die Längen der Komponentenstücke 808 werden durch die Abmessung L_c angegeben. Die Komponentenwiederholungslänge, d. h. der Abstand zwischen der Vorderkante einer geschnittenen Komponente und der Vorderkante der nächsten folgenden geschnittenen Komponente in dem Produktstrom, die die gleiche oder nicht die gleiche wie die Produktwiederholungslänge sein kann, wird an LD_PR angegeben.
Während es als ein Stück mit parallelen Seiten und halbkreisförmigen Enden gezeigt wird, kann das mit dem Leiterschnittverfahren geschnittene Komponentenstück 808 von jeder erwünschten Form sein. Da die Materialbahn 806 von einer größeren Breite als die Breite der geschnittenen Komponentenstücke 808 ist, gibt es entlang den Seiten jedes Komponentenstücks einen Abfallbereich in der Leiter 810. Gleichermaßen ist ein Abfallbereich der Länge L_CR – L_C zwischen aufeinander folgenden Komponentenstücken vorhanden. Im Ergebnis können die Komponentenstücke 808 durch das Leiterschnittverfahren in jede erwünschte Form, wie zum Beispiel kreisförmig, elliptisch, in Dog-bone-Form, gezackt usw., geschnitten werden. Während es den Vorteil aufweist, dass es möglich ist, die Komponentenstücke in jeder erwünschten Form zu schneiden, leidet das Leiterschnittverfahren jedoch unter dem Nachteil, mehr Abfall zu haben als das Schmetterlingsschnittverfahren, das in der 2 abgebildet wird.
In der 2 wird eine sich vorwärts bewegende Materialbahn 706 beim Hindurchlaufen zwischen der Riffelwalze 702 und der Stanzwalze 704 gezeigt, um die mit dem Schmetterlingsschnittverfahren geschnittenen Komponentenstücke 708 herzustellen. Die Abfallstücke 710 sind kleiner als jene, die sich aus dem Leiterschnittverfahren ergeben. Die Komponentenlänge, die Komponentenwiederholungslänge und die Produktwiederholungslänge werden jeweils als L_C', L_CR', L_PR' angegeben, wie in der 3.
Da die Materialbahn 706 bei dem Schmetterlingsschnittverfahren die gleiche Breite aufweist wie die fertigen geschnittenen Komponentenstücke 708, ist weniger Abfall vorhanden, jedoch sind die Schneidstücke darauf beschränkt, parallele Seiten zu der Bahn 706 zu haben. Jedoch kann die mit dem Schmetterlingsschnittverfahren zu schneidende, sich vorwärts bewegende Materialbahn vorher geschnitten werden, so dass die Seiten der Bahn eine sich wiederholende Struktur jeder beliebigen Form haben. Es ist ein einfacher Vorgang, die Schneidfrequenz in der Stanzwalze mit der Frequenz der Widerholung einer Seitenschnittstruktur in der Bahn abzugleichen, um mit dem Schmetterlingsschnittverfahren geschnittene Komponentenstücke herzustellen, jedoch mit geformten Seitenkanten. Diese Alternative erhöht jedoch die Kosten und die Komplexität des Prozesses und deshalb wird die Option des Schneidens von Komponentenstücken von einer Bahn mit parallelen Seiten vorgezogen.
Das Schmetterlingsschnittverfahren wird ebenso in den Fällen vorgezogen, bei denen die zu schneidende Materialbahn teuer ist und die durch den Schneidprozess erzeugte Abfallmenge zu minimieren ist.
Wieder Bezug nehmend auf die 1, wird eine Bahn 212 eines ersten Materials unter geringer Spannung an eine Walze 520 geliefert. Das Material läuft dann zwischen der Riffelwalze 402 und der Stanzwalze 404 hindurch, um die Bahn 212 des ersten Materials in erste diskrete Werkstückkomponenten 214 mit der erwünschten Form und den erwünschten Abmessungen zu schneiden. Wieder können die Werkstückkomponenten 214, wie oben diskutiert, wie erwünscht, entweder mit dem Leiterschnittverfahren oder dem Schmetterlingsschnittvertahren geschnitten werden.
Die ersten diskreten Werkstückkomponenten 214, die im Wesentlichen ohne Spannung unterwegs sind, werden durch Vakuumeinrichtungen, die im Folgenden noch erörtert werden, auf der Oberfläche der Stanzwalze gehalten. Gleichartig werden die Werkstückkomponenten 204, die im Wesentlichen ohne Spannung unterwegs sind, durch Vakuumeinrichtungen auf der Oberfläche der Stanzwalze 304 gehalten.
Die diskreten ersten Werkstückkomponenten 214 fahren mit der Stanzwalze 404, bis sie in einen Abstand X zwischen der Stanzwalze 404 und der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 eintreten, wie in der 4 gezeigt. Dieser Abstand zwischen den Walzen X ist wenigstens gleich der dekomprimierten Dicke der Bahn 212 des ersten Materials. Wenn eine Komponente 214 in den Abstand zwischen den Walzen X eintritt, wird das Vakuum auf der Stanzwalze 404 abgelassen und auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 gelegt, wodurch die Komponentenstücke 214 veranlasst werden, von der Stanzwalze 404 auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 überzugehen.
Gleichartig fahren die diskreten zweiten Werkstückkomponenten 204 mit der Stanzwalze 304 bis sie in den Abstand Y zwischen der Stanzwalze 304 und der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 eintreten. Dieser Abstand zwischen den Walzen Y ist wenigstens gleich der dekomprimierten Dicke der Bahn 202 des zweiten Materials. Wenn eine Komponente 204 in den Abstand zwischen den Walzen Y eintritt, wird das Vakuum auf der Stanzwalze 304 abgelassen und auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 gelegt, wodurch die Komponentenstücke 204 veranlasst werden von der Stanzwalze 304 auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 überzugehen.
Wenn die ersten und zweiten Komponentenstücke 214 und 204 jeweils mit den gegenläufigen Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 laufen und in den Abstand zwi schen den Walzen Z eintreten, werden sie zusammengepasst. Dieser Abstand zwischen den Walzen Z ist wenigstens gleich der kombinierten dekomprimierten Dicken der Bahn 212 des ersten Materials und der Bahn 202 des zweiten Materials. Das das zweite Komponentenstück 204 an die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 haltende Vakuum wird von der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 abgelassen und das zweite Komponentenstück 204 wird durch ein höheres Vakuum, das auf der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 eingerichtet wird, um sowohl die erste 214 als auch die zweite 204 Werkstückkomponente an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zu halten, übertragen. Die erste Komponente 214, die jetzt zwischen der zweiten Komponente 204 und der Oberfläche der Geschwindigkeitsabgleichwalze eingeschlossen ist und die Komponente 214 werden beide von dem Vakuum an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 gehalten.
Durch die Indexierung der Stanzwalzen 304 und 404 in Beziehung zueinander kann das erste Komponentenstück 214 steuerbar in Hinsicht auf das zweite Komponentenstück 204 registriert werden, so dass das erste auf dem zweiten zentriert wird oder in einer solchen Art und Weise, dass das vordere Ende des sich vorwärts bewegenden ersten Stücks das hintere Ende des zweiten Stücks mit jedem gewünschten Maß führt oder ihm folgt. Diese Indexierung wird auf eine Art und Weise erreicht, die in der Mechanik wohlbekannt ist, wie zum Beispiel durch Zwischenschalten eines Phasenverschieber-Differentzials des Typs, das durch Fairchild Industrial Products Co., 1501 Fairchild Drive, Winston-Salem, NC, USA unter dem Handelsnamen „Specon 7" hergestellt wird, zwischen entweder die Maschinentransmissionswelle und den Wellenantrieb oder zwischen die beiden Stanzwalzen 304 und 404. Dies ermöglicht ein Einstellen der Phasenwinkel zwischen den Stanzwalzen 304 und 404, um das Schneiden von einer der Komponenten 204 und 214 in Beziehung zueinander zu beschleunigen oder zu verzögern.
Weiterhin auf die 1 Bezug nehmend, wird eine Bahn 222 eines dritten Materials unter leichter Spannung von einer Materialrolle (nicht gezeigt) in die Bahntransportvorrichtung 100, die die Walzen 102 und 104 und das über Walzen verlaufende Endlosband 106 umfasst, eingespeist. Die Bahn 222 wird von konventionellen Vakuumeinrichtungen (nicht gezeigt) an der Oberfläche des Endlosbands, das in eine durch die Pfeile angezeigte Richtung läuft, gehalten.
Während die übereingestimmten oder angepassten ersten und zweiten diskreten Komponentenstücke, die in der 1 und in der 4 als 224 angezeigt werden, fortgesetzt mit der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 fahren, treten sie in den Abstand zwischen den Walzen W (4) ein und treffen auf die sich vorwärts bewegende Bahn 222 und werden durch Ablassen des Vakuums, das vorher das angepasste Paar 224 an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 hielt, übertragen. Das auf das Endlosband 106 angelegte Vakuum veranlasst die beiden Stücke, die noch immer zusammengepasst und in ihrer relativen Position zueinander registriert sind, auf die Bahn 222 überzugehen. Ein wahlweise durch Sprayen oder den Schlitzschichtapplikator 110 auf die Bahn 222 angewendetes Haftmittel dient dazu, die zusammengepassten ersten und zweiten Komponentenstücke noch fester an die sich vorwärts bewegende Bahn 222 zu binden. Wahlweise können weitere Arbeitsgänge auf die Werkstücke angewendet werden, während diese durch die Maschine transportiert werden, wie zum Beispiel das Prägen der aufliegenden ersten und zweiten Komponenten 224 mit Strukturen 256 mittels einer strukturierten Prägewalze 602 und einer Riffelwalze 604 und das Anbringen weiterer Komponenten an dem Werkstück in nachfolgenden Arbeitsschritten. Es sollte jedoch angemerkt sein, dass in Fällen, bei denen eine Struktur 256 in die Bahn 222 und die aufliegenden Komponenten 224 zu prägen ist, die genaue Registrierung der Anordnung der Komponenten 224 und die feste Anhaftung der Komponenten 224 auf der laufenden Bahn aufrechterhalten werden müssen.
Die Stanzvorrichtungen 300 und 400, die Prägevorrichtung 600 und die Walzen 510 und 520 werden alle von einer gemeinsamen Maschinentransmissionswelle angetrieben, die konventionelle Riemenscheiben und Getriebe verwendet. Die Stanzvorrichtungen 300 und 400 und die Prägevorrichtung 600 führen mit jeder Umdrehung der Maschinentransmissionswelle eine Funktion aus, während der Empfangsbahntransport 100 und die Walzen 510 und 520 die verschiedenen jeweils über ihnen durchlaufenden Bahnen mit jeder Umdrehung der Maschinentransmissionswelle um eine Produktwiederholungslänge transportieren. Im Gegensatz dazu laufen die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 während Teilen jeder Umdrehung mit nicht linearen Geschwindigkeiten auf eine Art und Weise, die im Folgenden ausführlich beschrieben wird.
Nachdem der Gesamtbetrieb der erfindungsgemäßen Maschine beschrieben wurde, werden im Folgenden die Besonderheiten des Betriebs der Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 beschrieben. Es wird auf die 4 Bezug genommen, die eine Seitenansicht der Maschinenelemente der 1 zeigt. Gleiche Referenzzahlen bezeichnen die gleichen Elemente in den 1 und 4.
Die Walze 520, die Riffelwalze 402 und die Stanzwalze 404 werden mit einer konstanten Oberflächengeschwindigkeit angetrieben, die gleich der konstanten Geschwindigkeit des Materials 212 durch die Stanzvorrichtung 400 der ersten Komponente ist, d. h. mit einer Geschwindigkeit von L_CR1 je Wiederholung, wobei L_CR1 die Komponentenwiederholungslänge der ersten Werkstückkomponente 214 ist. (Die als Wiederholungslänge je Wiederholung ausgedrückte Werkstückgeschwindigkeit ist eine geeignete Einheit der Werkstückgeschwindigkeit, da sie unabhängig von der tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit ist.) Wenn das vordere Ende jedes diskreten Komponentenstücks 214 den Punkt des engsten Abstands X zwischen der Stanzwalze 404 und der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 erreicht, beschleunigt die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, um mit einer Oberflächengeschwindigkeit gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Stanzwalze 404 zu laufen. Die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 bleibt für einen Bruchteil f der Werkstückwiederholung für das diskrete Komponentenstück bei dieser Geschwindigkeit. Dieser Bruchteil f wird typischerweise ausgewählt, um genügend Zeit bereitzustellen, um das Vakuum, das die erste Werkstückkomponente 214 an der Stanzwalze 404 hält, abzuschalten und das Vakuum einzuschalten, das die Komponente 214 an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 hält. Die Länge des vorderen Endes der Komponente 214, das während der Periode f transportiert wird, wird von der Stanzwalze 404 gelöst und durch das Vakuum, das jetzt auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 angelegt ist, auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen.
Die Zeitdauer, die f entspricht, wird so ausgewählt, dass sie generell größer als eine Zehntelwiederholung ist. Wenn der Bruchteil einer Wiederholung zu klein ist, ist die Zeit nicht ausreichend, um die beiden Vakuumsteuerungen effektiv ein- und auszuschalten und der übertragene, von der Empfangswalze gehaltene Bruchteil der Länge der Werkstückkomponente ist zu kurz, um eine effektive Übertragung zu garantieren. Vorzugsweise ist f ungefähr 0,2 bis ungefähr 0,4 der Wiederholung, wobei am meisten ein Wert von ungefähr 0,25 bevorzugt wird und der Grund dafür wird im Folgenden in allen Einzelheiten ausgeführt.
Nachdem die Länge der Komponente 214, die dem Bruchteil der Wiederholung f entspricht, auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen wurde und das Vakuum, das zuvor die Komponente 214 an der Stanzwalze 404 gehalten hat, abgeschaltet wurde, beschleunigt die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, um mit der Geschwindigkeit der Bahn 222, auf die die beiden Komponenten 204 und 214 schließlich übertragen wurden, übereinzustimmen, d. h. auf eine Geschwindigkeit L_PR pro Wiederholung, wobei L_PR die endgültige Produktwiederholungslänge und die Geschwindigkeit ist, mit der die Bahn 222 läuft.
Gleichzeitig mit dem Ablauf dieser Ereignisse läuft eine Bahn des zweiten Materials 202 über die Walze 510 und zwischen der Riffelwalze 302 und der Stanzwalze 304 hindurch, um die Bahn 202 in diskrete zweite Werkstückkomponenten zu schneiden. Die Walze 510, die Riffelwalze 302 und die Stanzwalze 304 werden mit einer konstanten Oberflächengeschwindigkeit angetrieben, die gleich der konstanten Geschwindigkeit des Materials 202 durch die Stanzvorrichtung der ersten Komponente 300 ist, d. h. mit einer Geschwindigkeit von L_CR2 pro Wiederholung, wobei L_CR2 die Komponentenwiederholungslänge der Komponente 204 ist. Wenn das vordere Ende jedes diskreten Komponentenstücks 204 den Punkt des engsten Abstands Y zwischen der Stanzwalze 304 und der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 erreicht, beschleunigt die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125, um mit einer Oberflächengeschwindigkeit gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Stanzwalze 304 zu laufen, d. h. mit L_C2 pro Wiederholung. Die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 bleibt für einen Bruchteil f der Werkstückwiederholung für das diskrete Komponentenstück 204 bei dieser Geschwindigkeit, um die Übertragung eines vorderen Bruchteils der Länge der zweiten Werkstückkomponente 204 von der Stanzwalze 304 auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zu ermöglichen. Dies wird auf die zuvor beschriebene Art und Weise, d. h. durch das Ausschalten des Vakuums, das die Komponente 204 an der Stanzwalze 304 hält, und durch Einschalten des Vakuums, das die Komponenten 204 an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 hält, durchgeführt.
Die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 beschleunigt dann, um mit der Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übereinzustimmen, d. h. L_CR1 pro Wiederholung. Während die vorderen Enden sowohl der ersten 204 als auch der zweiten 214 Komponente den engsten Abstand Z zwischen den Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 erreichen, wird das Vakuum, das die Komponente 204 hält, abgeschaltet, ein höheres Vakuum wird auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 angelegt, infolgedessen wird die Komponente 204 auf die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen und die Komponente 214 wird zwischen der Komponente 204 und der Oberfläche der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 eingeschlossen.
Wenn das vordere Ende der eingeschlossenen Komponenten 204 und 214, in der 4 als 224 bezeichnet, den Punkt des engsten Abstands W zwischen der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und dem die Bahn 222 tragenden Endlosband 106 erreicht, beschleunigt die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, um mit der Geschwindigkeit des Endlosbandes 106 und der Produktbahn 222 übereinzustimmen, d. h. auf eine Geschwindigkeit von L_PR pro Wiederholung. Das Vakuum, das das eingeschlossene Komponentenpaar 224 an der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 hält, wird abgeschaltet und das kontinuierlich auf das Endlosband 106 angelegte Vakuum dient zum Transferieren und zum Halten des eingeschlossenen oder geschichteten Komponentenpaars 224 auf dem Endlosband 106. Zusätzlich kann wahlweise ein Haftmittel 112 durch Sprayen oder durch den Schlitzschichtapplikator auf die Bahn 222 angewendet werden, um das Grundflächenelement des eingeschlossenen Paares 224 auf der Bahn 222 zu halten.
Nachdem die Betriebsweise der Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 allgemein beschrieben wurde, wird deren Betrieb unter Bezugnahme auf die 5, die einen vergrößerten Ausschnitt der 4 zeigt, ausführlicher beschrieben.
In der 5 werden die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 und das Endlosband 106 gezeigt, wobei deren Bewegungsrichtungen durch Pfeile angezeigt werden. Die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 wird von einer nicht linearen Antriebseinrichtung angetrieben, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird, um mit einer höheren Geschwindigkeit zu laufen, die gleich der Wiederholungslänge pro Wiederholung der ersten Werkstückkomponente 214 ist, d. h. L_CR1 pro Umlauf, und mit einer langsameren Geschwindigkeit, die gleich der der zweiten Komponentenwiederholungslänge pro Wiederholung ist, d. h. L_CR2 pro Wiederholung. Die nicht lineare Antriebseinrichtung beschleunigt und verzögert die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zwischen diesen höheren und geringeren Geschwindigkeiten der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze angemessen.
Gleichartig wird die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 von einer nicht linearen Antriebseinrichtung angetrieben, um mit einer ersten hohen Geschwindigkeitsabgleichwalzengeschwindigkeit zu laufen, die gleich der Geschwindigkeit der Produktbahn 222 ist, d. h. mit einer Geschwindigkeit der Produktwiederholungslänge pro Wiederholung, L_PR pro Wiederholung, und einer geringeren Geschwindigkeit, die gleich der höheren Geschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 ist, d. h. L_CR2 pro Wiederholung.
In der 5 wird eine erste Werkstückkomponente 214 in den engsten Abstand Z zwischen der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 eintretend dann gezeigt, wenn eine zweite Werkstückkomponente 204 gleichfalls in den Abstand zwischen den Walzen Z eintritt. Der radiale Kennzeichnungspfeil 155 auf der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zeigt auf „S₁" und zeigt an, das die Walze 150 ihre Einsatzzeit mit der geringeren Geschwindigkeit L_CR1 pro Wiederholung beginnt. Wie oben erwähnt, verweilt die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 für eine Periode f bei dieser konstant geringeren Geschwindigkeit, bis die Walze sich in Pfeilrichtung bis an den Punkt, an dem der radiale Kennzeichnungspfeil 155 den Punkt zwischen „S1" und „F1" anzeigt, gedreht hat. Während die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 fortgesetzt dreht, beschleunigt die nicht lineare Antriebseinrichtung die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, bis der radiale Pfeil 155 auf die Markierung „F₁" zeigt. Während die Walze 150 fortgesetzt in die Pfeilrichtung dreht, veranlasst die nicht lineare Antriebseinrichtung die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze, für die Dauer der Drehung zwischen „F1" und dem Punkt zwischen „F1" und „S2" bei der höheren Geschwindigkeit L_PR pro Wiederholung zu verweilen. Während die Walze 150 fortgesetzt dreht, verzögert die nicht lineare Antriebseinrichtung die Walze, bis der radiale Pfeil 155 auf S₂ zeigt. Auf diese Art und Weise verweilt die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 bei der höheren Geschwindigkeit L_PR pro Wiederholung, verzögert, verweilt bei der niedrigen Geschwindigkeit L_CR2 pro Wiederholung und beschleunigt während des Betriebs der Maschine auf eine sich wiederholende oder zyklische Art und Weise.
Auf die gleiche Art und Weise wird die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zyklischen oder sich wiederholenden Einsatzzeiten bei konstant höherer Geschwindigkeit L_CR1 pro Wiederholung, in der 5 als „F_a'", „F_b'" und „F_c" bezeichnet, und Einsatzzei ten konstanter geringerer Geschwindigkeit von L_CR2 pro Wiederholung, als „S_a", „S_b" und „S_c'" bezeichnet, mit angemessenen Perioden der Beschleunigung und der Verzögerung dazwischen, ausgesetzt.
Die 5 zeigt die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 in einer Position, in der der radiale Pfeil 155 auf der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 auf den Beginn der Verweilzeit für die langsamere Geschwindigkeit S₁ für die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zeigt. Der radiale Pfeil 130 auf der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zeigt auf den Beginn der Verweilzeit für die hohe Geschwindigkeit F_a für die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125. Wenn die Walzen in die durch die einspitzigen Pfeile angegebene Richtung drehen, wird der radiale Pfeil 155 auf der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 auf den Punkt zwischen „S1" und „F1" zeigen und damit den Beginn der Beschleunigung der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 angeben. In diesem Zeitraum hat sich die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 so gedreht, dass der radiale Pfeil jetzt auf den Punkt zwischen „Fa" und „Sa" zeigt und damit den Beginn der Verzögerung der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 angibt. Zu diesem Zeitpunkt besteht eine Fehlanpassung zwischen den Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150. Die Fehlanpassung der Geschwindigkeiten wird durch die Tatsache ermöglicht, dass die Walzen 150 und 125 nicht in Kontakt sind, sondern einen Abstand Z zwischen sich haben. Dieser Abstand zwischen den Walzen wurde so gewählt, dass er wenigstens gleich der kombinierten dekomprimierten- Dicke der beiden geschichteten Werkstückkomponenten 204 und 214 ist. Mit anderen Worten, die Walzen 125 und 150 sind keine Anpresswalzen, die Druck auf die Komponenten anlegen, um diese durch den Abstand zwischen den Walzen Z zu ziehen. Die Bewegung der Werkstückkomponenten wird stattdessen dadurch, dass sie durch Vakuumeinrichtungen, die bereits beschrieben wurden und im Folgenden detailliert ausgeführt werden, an einer bestimmten Walze gehalten werden, gesteuert.
Die Werkstückkomponente 214 wird durch das Vakuum an der Walze 150 gehalten, während das vordere Ende der Werkstückkomponente 204 durch das auf die Walze 150 angelegte Vakuum auf die Walze 150 übertragen wird, wurde das Vakuum, das vorher die Werkstückkomponente 204 an der Walze 125 gehalten hat, abgeschaltet.
Auf diese Art und Weise wird die Werkstückkomponente 204 buchstäblich gleitend von der Walze 125 gezogen, wobei der Vorderteil der Komponente 204 über die Oberfläche der Walze 125 gleitet. Dieser Vorgang hat den Vorteil, dass sich das Werkstück 204 auf der Walze 150 während der Übertragung der Komponente von Walze zu Walze nicht „aufhäufen" kann, was der Fall wäre, wenn die relativ hohen und relativ geringen Geschwindigkeiten der beiden Walzen umgekehrt würden.
Die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 wird in der Ausführung, die in den 1, 4 und 5 abgebildet wird, einen Umfang aufweisend dargestellt, der gleich dem Fünffachen der Länge ist, die der Fläche unter der Geschwindigkeitsprofilkurve für die Walze 150 entspricht. (Eine allgemeine Geschwindigkeitsprofilkurve wird in der 6 gezeigt und im weiteren Verlauf der Beschreibung diskutiert.) Die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 hat einen Umfang, der gleich dem Dreifachen der Fläche unter der Geschwindigkeitsprofilkurve für die Walze 125 ist. Der Umfang beider Rollen kann unabhängig einen integralen ganzzahligen Wert n der Fläche unter seiner Geschwindigkeitsprofilkurve annehmen, obwohl in Hinsicht auf die Praxis nicht alle Werte verwendbar sind. Abhängig von der Länge der Werkstückkomponente können Geschwindigkeitsabgleichwalzen mit einem Wert von n = 1 selbstverständlich zu kleinen Durchmessers sein, um die erforderlichen Vakuumelemente innerhalb der Walze adäquat unterzubringen. In den Fällen jedoch, bei denen die Werkstückwiederholungslänge entsprechend ist, können Walzen mit einem Umfang der n = 1 entspricht verwendbar sein.
Bei dem entgegengesetzten Extrem werden Walzen, die einen Umfang gleich einem großen integralen Vielfachen der Werkstückkomponente haben, derartig groß und massiv, dass ihr beständiges Beschleunigen und Verzögern zwischen ihren langsameren und schnelleren Verweilgeschwindigkeiten Belastungen auf ihren nicht linearen Antriebssystemen erzeugt.
Eine allgemeine Geschwindigkeitsprofilkurve wird in der 6 abgebildet. Die folgende Diskussion der allgemeinen Geschwindigkeitsprofilkurve wird für den Zweck der Darstellung anhand der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 vorgenommen. Die höhere Geschwindigkeit L₂ in der 6 ist speziell L_PR pro Wiederholung für das fertige Werkstück. Die geringere Geschwindigkeit L1 in der 6 ist L_CR1 für die Werkstückkomponente 214. Die abfallenden Anteile der Kurven b₄ und b₅ stellen jeweils die Verzöge rungs- und Beschleunigungsanteile der Geschwindigkeitsprofilkurve für die Walze 150 dar. Wie durch die gepunktete Linie angezeigt, sind die tatsächlichen Beschleunigungsund Verzögerungsanteile der Geschwindigkeitsprofilkurve nicht linear, sondern die Fläche unter der Kurve ist gleich der durch die dickeren durchgehenden Linien begrenzten Fläche. Die Fläche unter dieser Kurve für die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 wird einfach die Summe des durch die Linie L, und 1 Wiederholung begrenzten Rechtecks plus der durch die Geschwindigkeitskurve und L1 begrenzten Fläche unter dem Trapezoid-Bereich der Geschwindigkeitskurve. Wenn die Schnell- und Langsam-Einsatzzeiten b₃ und b₂ und die Verzögerungszeiten b₅ und b₄ jeweils alle gleich ausgewählt werden, dass heißt, alle sind 0,25 Wiederholungen, wird der Bereich unter der Geschwindigkeitskurve einfach der Durchschnitt von L₂ und L₁ oder speziell für die Walze 150 (L_PR + L_CR1)/2. Dies ist die von der Walze 150 bei einem Produktwiederholungszyklus durchlaufene Strecke.
Diese Strecke gegeben, kann der Umfang (und der Durchmesser) der Walze 150 mit einer gegebenen Wahl für den oben erwähnten Wert n ermittelt werden. Das bedeutet, die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 kann mit einem Umfang von n(L_PR + L_CR1)/2 konstruiert werden.
Nachdem die Funktionsweise der Geschwindigkeitsabgleichwalzen ausführlich diskutiert wurde, folgt eine Diskussion der Art des nicht-linearen Antriebssystems für die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150.
In der 8 werden die Antriebe und das vervielfachende Getriebe für eine Ausführung der Maschine der vorliegenden Erfindung abgebildet. Entsprechende Komponenten in den 1, 4, 5 und 8 tragen aus Gründen der Übersichtlichkeit die gleichen Referenzzahlen.
Eine Vielzahl von Einrichtungen kann verwendet werden, um die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 auf eine nicht lineare Art und Weise anzutreiben, einschließlich elektronisch gesteuerter Servomotoren, Nockenmitnehmermechanismen und unrunder Zahnradsysteme. Das Antriebssystem muss jedoch fähig sein dem anspruchsvollen Arbeitszyklus standzuhalten.
Die Verwendung eines unabhängigen unrunden Zahnradantriebs für jede der Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 in der in den Zeichnungen dargestellten Ausführung der Maschine stellt ein preiswertes und anpassungsfähiges Verfahren zum Antreiben der beiden Geschwindigkeitsabgleichwalzen dar.
Der unrunde Zahnradantrieb für jede Geschwindigkeitsabgleichwalze umfasst ein aus einem unrunden Antriebszahnrad (antreibend) und einem unrunden Abtriebszahnrad (angetrieben) bestehendes Zahnradpaar. Das Antriebszahnrad wird jeweils von der Maschinentransmissionswelle mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben. Um die für die Geschwindigkeitsabgleichwalzen erforderlichen Winkelgeschwindigkeiten bereitzustellen, variiert der Radius des unrunden angetriebenen Zahnrads oder Abtriebszahnrads. Darüber hinaus ändert sich, da der Mitte-Mitte-Abstand zwischen den unrunden Zahnrädern der gleiche bleibt, der Radius des unrunden angetriebenen Zahnrads oder Abtriebszahnrads, um den Radiusveränderungen des unrunden antreibenden Zahnrads oder Antriebszahnrads zu entsprechen, so dass die beiden Zahnräder während des Drehens in Eingriff oder Zahneingriff bleiben.
Die jeweiligen Auslegungen der unrunden antreibenden Zahnräder oder Antriebszahnräder oder der unrunden angetriebenen Zahnräder oder Abtriebszahnräder werden gewählt, um die erwünschten Ausgangsleistung zu erhalten, beispielsweise das Geschwindigkeitsprofil für eine typische Geschwindigkeitsabgleichwalze, wie in der 6 dargestellt, das zuvor diskutiert wurde.
Solche unrunden Zahnräder, wie sie in der Maschine und bei dem Prozess der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können von Cunningham Industries Inc. in Stamford, CT, USA bezogen werden. Alternativ kann ein Durchschnittsfachmann in der Technik der Mechanik, vorausgesetzt, er ist mit der analytischen Darstellung der erwünschten Ausgangsleistung versehen, das erwünschte Set von komplementären unrunden Zahnrädern herstellen.
Zum Beispiel kann die Auslegung eines Sets unrunden Zahnräder, wie sie stellvertretend in der 7 gezeigt wird, wie folgt entwickelt werden: Als Erstes wird die Ausgangsleistung einschließlich der erforderlichen Prozessgeschwindigkeiten und der Einsatzzeiten ausgelegt, wie in der 6 dargestellt, um den adäquaten Radius der von den Ge schwindigkeitsabgleichwalzen genommenen Kreisbahn zu bestimmen. Zweitens werden die Koeffizienten, die die Übergangs- oder Beschleunigungs-/Verzögerungsanteile der unrunden Zahnräder einrichten, errechnet. Wenn die Winkel, Verhältnisse und Koeffizienten bekannt sind, wird der Zahnrad-Mitte-Mitte-Abstand gewählt, der den für die unrunden Zahnräder erforderlichen Radien folgt.
Der Radius r der Kreisbahn wird zuerst durch das Berechnen der Gesamtfläche. unter der in der 6 dargestellten Ausgabefunktionskurve berechnet. Fläche = L1 + 0,5(b1 + b2)(L2 – L1) (Gleichung 1) R = Fläche/2π (Gleichung 2)wobei R = Radius der Kreisbahn (mm)
Fläche = Fläche unter der Ausgangsleistungskurve
L₁ = die geringe Geschwindigkeit der von dem Abtriebszahnrad getriebenen Geschwindigkeitsabgleichwalze (d. h. mm/Wiederholung für die Komponente die übertragen wurde)
L₂ = hohe Geschwindigkeit der von dem Antriebszahnrad angetriebene Geschwindigkeitsabgleichwalze (d. h. die mm/Wiederholung für das Produkt)
b₁ = die Gesamtzeit (Wiederholungen) während des Trapezoid-Anteils der Leistungsausgabe
b₂ = die Gesamteinsatzzeit (Wiederholungen) bei hoher Geschwindigkeit
b₃ = die Gesamteinsatzzeit (Wiederholungen) bei niedriger Geschwindigkeit
Wenn der Radius der Kreisbahn bestimmt wurde, werden die Übersetzungsverhältnisse und die Getriebewinkel für die unrunden Zahnräder wie folgt bestimmt, wobei in der 7 das Antriebszahnrad als 920 und das Abtriebszahnrad als 922 gezeigt werden: QSLOW für das (antreibende) Antriebszahnrad = 2πb3 (Gleichung 3) QFAST für das (antreibende) Antriebszahnrad = 2πb2 (Gleichung 4) θACCELERATE für das (antreibende) Antriebszahnrad = 2π(b5 – b2) (Gleichung 5) θDECELERATE für das (antreibende) Antriebszahnrad = 2π – (qSLOW + qFAST + qACCELERATE) (Gleichung 6) qSLOW für das (angetriebene) Abtriebszahnrad = (L1b3)/R (Gleichung 7) qFAST für das (angetriebene) Abtriebszahnrad = (L2b2)/R (Gleichung 8) θACCELERATE für das (angetriebene) Abtriebszahnrad = [2b5(L1/2 + (L2 – L1)/4)]/R (Gleichung 9) θACCELERATE für das (antreibende) Antriebszahnrad = 2π – (qSLOW + qFAST + qACCELERATE) (Gleichung 10) Übersetzungsverhältnis geringe Geschwindigkeit = Y1 = (qSLOW für das Abtriebszahnrad)/(qSLOW für das Antriebszahnrad) = L1/2πR (Gleichung 11) Übersetzungsverhältnis hohe Geschwindigkeit = Y2 = (qSLOW für das Abtriebszahnrad)/(qSLOW für das Antriebszahnrad) = L2/2πR (Gleichung 12)
Wenn die adäquaten Zahnradübersetzungsverhältnisse und Getriebewinkel bestimmt wurden, können die Koeffizienten, die die Form der unrunden Zahnräder bestimmen, errechnet werden. Die Segmente der Peripherien der (antreibenden) Antriebs- und der (angetriebenen) Abtriebszahnräder, die jeweils durch die Getriebewinkel q_SLOW und q_FAST bestimmt werden, definieren den Kreisbogen, um zu garantieren, dass die Langsamund die Schnell-Einsatzzeiten von konstanter Geschwindigkeit sind. Hingegen müssen die Segmente der Peripherie der Antriebs- und Abtriebszahnräder für die Übergangsbereiche, die durch die Getriebewinkel q_ACCELERATE und q_DECELERATE definiert sind, unrunde Bögen definieren. Entwickelte unrunde Zahnräder, die eine sinusförmige Funktion verwenden, um die Beschleunigungs- und Verzögerungsübergänge zu definieren, haben in der Praxis gute Resultate erzielt. Die Gleichung, die die Form des Übergangsteils der unrunden Zahnräder definiert, ist: hACCELERATION = A – BcosCq (Gleichung 13)wobei h_ACCELERATION das Zahnradübersetzungsverhältnis als eine Funktion der Winkelposition während des Übergangs ist und A = (Y1 + Y2)/2 (Gleichung 14) B = (Y2 + Y1)/2 (Gleichung 15) C = 2p/qACCELERATION für das Antriebszahnrad (Gleichung 16)
Der tatsächliche Teilkreisradius r für jedes unrunde Zahnrad kann bestimmt werden, wenn die Wahl der Mitte-Mitte-Abstände zwischen den beiden Zahnrädern getroffen wurde. Die Zahnradradien sind gegeben durch:
wobei r_{ANGETRIEBENES ZAHNRAD} = Radius des unrunden Abtriebahnrads
und r_{ANTREIBENDES ZAHNRAD} = Radius des unrunden Antriebzahnrads
D_MITTE = erwünschter oder ausgewählter Mitte-Mitte-Zahnradabstand D_CC der 7
Durch Berechnen der Zahnradübersetzungsverhältnisse an den Intervallen entlang den Übergängen unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung 13, kann aus der Verwendung der Gleichungen 17 und 18 eine glatte, den Teilkreis definierende Kurve abgeleitet werden. Die sich daraus ergebende glatte Kurve des Teilkreises wird verwendet, um einen Zahnradrohling zu konstruieren, der dann benutzt wird, um die unrunden Zahnräder herzustellen.
Bezug nehmend auf die 8 wird der gesamte Antrieb für die dargestellte Ausführung der Maschine der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das Antriebssystem 1000 treibt die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 an und das Antriebs system 1100 treibt die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 an. Das Antriebssystem 1000 umfasst ein unrundes Antriebszahnrad 1002 und ein unrundes Abtriebszahnrad 1004. Das unrunde Antriebszahnrad 1002 wird mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit der Maschinentransmissionswelle 1010 gedreht. Das unrunde angetriebene Zahnrad oder Abtriebszahnrad 1004 treibt ein vervielfachendes Getriebe, bestehend aus der Transmissionswelle 1012, dem Zahnrad 1018, dem Zahnrad 1022 und dem verbindenden Zahnradriemen 1026. Das Zahnrad 1022 treibt mittels Welle 1030 die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 an. Wie zuvor diskutiert, kann der Umfang der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 jedes verwendbare integrale Vielfache n des Bereichs unter dem der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zugewiesenen Geschwindigkeitsprofil sein. Dieser Wert für n wird dann das Übersetzungsverhältnis für die Zahnräder 1022 und 1018. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 drei Wiederholungen pro Umdrehung vollendet, dann ist n = 5 und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 1022 und dem Zahnrad 1018 ist 5 : 1.
Auf die gleiche Art und Weise umfasst das Antriebssystem 1100 das unrunde Antriebszahnrad 1006 und das unrunde Abtriebszahnrad 1008. Das unrunde Antriebszahnrad 1006 wird mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit der Maschinentransmissionswelle 1014 gedreht. Das unrunde angetriebene oder Abtriebszahnrad 1008 treibt ein vervielfachendes Getriebe, bestehend aus der Transmissionswelle 1016, dem Zahnrad 1020, dem Zahnrad 1024 und dem verbindenden Zahnradriemen 1028. Das Zahnrad 1024 treibt mittels Welle 1032 die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 an. Das Übersetzungsverhältnis für die Zahnräder 1024 und 1020 in dem vervielfachenden Getriebe ist der Wert n für die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150. Wie zuvor diskutiert, kann der Umfang der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 jedes verwendbare integrale Vielfache n des Bereichs unter dem der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zugewiesenen Geschwindigkeitsprofil sein. Wie in der in der 8 abgebildeten Ausführung gezeigt, weist die Geschwindigkeitsabgleichwalze einen Umfang auf, der gleich drei Wiederholungen pro Umdrehung ist. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 1024 zu 1020 ist entsprechend 3 : 1.
Nachdem die Auslegung und die Konstruktion der unrunden Sets zum Antreiben der Geschwindigkeitsabgleichwalzen beschrieben wurden, wird im Folgenden der Vakuummechanismus zum Halten der Werkstückkomponenten 204 und 214 an den jeweiligen Riffel- und Stanzwalzen und an den jeweiligen Geschwindigkeitsabgleichwalzen beschrieben.
Zwei konventionelle in der Technik bekannte Vakuumsysteme können in den Walzen der Maschine der Erfindung verwendet werden und werden in den 9, 10, 11 und 12 dargestellt. Die 9 zeigt den Querschnitt einer Endansicht eines so genannten „Seiten-Kommutator"-Vakuumsystems. Die 10 zeigt das Vakuumsystem der 9 in einem Querschnitt, entnommen entlang der Schnittlinie AA.
Bezug nehmend auf die 10 umfasst das Vakuumsystem einen stationären Kommutator 1202 und den Rotor 1204. In den Rotor 1204 ist, parallel zu der Drehachse des Rotors 1204, eine Reihe röhrenförmiger Bohrlöcher 1208 gebohrt. Die radial in den Rotor 1204 gebohrten Bohrlöcher 1206 verbinden die axialen Röhren oder Bohrlöcher 1208 mit der äußeren Oberfläche des Rotors 1204. Durch das Einlassrohr 1210 in dem Bereich zwischen den Vakuumstopfen 1212 wird das Vakuum eingeführt.
Bezug nehmend auf die 9, blockieren die Vakuumstopfen 1212 während eines Bruchteils jeder Umdrehung des Rotors 1204 die Verbindung des Kommutators 1202 zu den axialen Röhren 1208 in dem Rotor 1204. Auf diese Art und Weise wird das Vakuum nur dann, während der Teilumdrehung des Rotors 1204, die durch einen Bogen b bezeichnet wird, in die Röhren 1208 des Rotors 1204 eingeführt, wenn kein Vakuumstopfen 1212 zwischen den Kommutator 1202 und den Rotor 1204 gesetzt wird. Die beweglichen Vakuumstopfen 1212 bestimmen die Enden der Vakuumbereiche, die durch den Bogen β definiert werden. Durch das adäquate Anordnen der Vakuumstopfen 1212 können die Längen der Bögen a und b angepasst werden. Das „Seiten-Kommutator"-System 1200 ist für die Walzen in der Maschine der Erfindung angemessen, wenn es lediglich erforderlich ist, wie beispielsweise bei den Stanzwalzen 304 und 404, das Vakuum ein- und auszuschalten.
Die 11 zeigt einen Querschnitt der Endansicht eines so genannten „Mitte-Kommutator"-Vakuumsystems 1300. Die 12 zeigt einen entlang der Schnittlinie BB entnommenen Querschnitt des Systems 1300.
Bezug nehmend auf die 12 umfasst das System 1300 einen stationären Kommutator, der aus den beiden Abschnitten 1302 und 1318 besteht. Der obere Abschnitt in der 12 umfasst eine Kammer 1308 und das Rohr 1312, durch das Hochvakuum in die Kammer 1308 eingeführt wird. Der untere Abschnitt 1318 des Kommutators in der 12 umfasst eine Kammer 1310, in die durch das Rohr 1314 Niedrigvakuum eingeführt wird.
Bezug nehmend auf die 11, werden Leitbleche 1316 gezeigt, die den Kommutator in drei Kammern unterteilen: eine Kammer, in die kein Vakuum eingeführt wird, eine Niedrigvakuumkammer und eine Hochvakuumkammer. Diese Kammern entsprechen jeweils den Bögen a, b und g. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Seiten-Kommutator-System, bleibt das Vakuum in der Hochvakuumkammer und in der Niedrigvakuumkammer jederzeit erhalten, während sich die radialen Bohrlöcher 1306 in dem konzentrischen Rotor 1304 an jeder Kammer vorbeibewegen. Auf diese Art und Weise werden kein Vakuum, Niedrigvakuum oder Hochvakuum der Reihe nach an die äußere Oberfläche des Rotors 1304 angelegt, während der Rotor 1304 durch jede Umdrehung dreht. Die Längen der Bögen a, b und g werden bestimmt und können durch Bewegen der Leitbleche 1316 verändert werden. Das Mitte-Kommutator-System 1300 mit der Fähigkeit, kein Vakuum, Niedrigvakuum und Hochvakuum aufzuweisen, ist für die Walzen der Maschine der Erfindung angemessen, wenn es erforderlich ist, das Vakuum ein- und auszuschalten und Bereiche von Hochvakuum zu haben, wie beispielsweise bei der Geschwindigkeitsabgleichwalze 150.
Während eine Ausführung der Maschine der Erfindung zum Anbringen und Registrieren zweier Werkstückkomponenten unterschiedlicher Länge übereinander und nachfolgend auf einer konstant laufenden Materialbahn gezeigt und dargestellt wurde, wird von einem Durchschnittsfachmann in der Technik der Mechanik leicht erkannt werden, dass die Maschine modifiziert werden kann, um dritte, vierte, fünfte und weitere Werkstückkomponenten einzuführen. Dies geschieht lediglich durch das Einführen zusätzlicher Komponenten von Stanz- und Riffelwalzen und Geschwindigkeitsabgleichwalzenanordnungen, entweder an die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 angrenzend oder in der Laufrichtung der Maschine stromabwärts, bei dem Prozess, der durch die entsprechenden Elemente gezeigt wird. Auf diese Art und Weise stellt die Maschine der vorliegenden Erfindung eine effiziente und kosteneffektive Vorrichtung zum Herstellen von Multi komponenten-Artikeln dar, wenn ein Bedarf für das „Aufschichten" und für das Registrieren von zwei oder mehr Werkstückkomponenten und das nachfolgende Anbringen dieser mit Registrierung auf einer konstant laufenden Bahn vorhanden ist. Das erfindungsgemäße Geschwindigkeitsabgleichwalzensystem mit dem nicht linearen Antrieb stellt eine Vorrichtung zum Ausführen derartiger Arbeitsschritte mit Komponenten unterschiedlicher Länge bereit.
Der Herstellungsprozess für einen Herstellungsartikel, für den die Maschine der Erfindung verwendet wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der 4 und 13 beschrieben.
Bezug nehmend auf die 4, verläuft bei dem erfindungsgemäßen Prozess eine Bahn eines ersten Materials 212 zwischen einer ersten Stanzwalze 404 und einer ersten Riffelwalze 402, um die Bahn ersten Materials in diskrete Werkstückkomponenten 214 mit einer Komponentenlänge von L_C1 und einer Wiederholungslänge zwischen der Vorderkante einer Werkstückkomponente und der Vorderkante der nächstfolgenden Komponente von L_CR1 zu schneiden. Die erste Materialbahn, die erste Stanzwalze und die erste Riffelwalze laufen mit einer konstanten Geschwindigkeit von L_CR1 pro Wiederholung. Die von der ersten Materialbahn geschnittenen Werkstückkomponenten werden durch Vakuumeinrichtungen an der Oberfläche der ersten Stanzwalze gehalten, während die Abfallteile (in der 4 nicht gezeigt) der ersten Materialbahn weg von der Oberfläche der ersten Stanzwalze laufen.
Eine diskrete erste Werkstückkomponente 214 in dem Zug der aufeinander folgenden aus der ersten Bahn geschnittenen Komponenten wird auf eine erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen, die von der ersten Stanzwalze durch einen Abstand X, von wenigstens der dekomprimierten Dicke der ersten Materialbahn, beabstandet ist.
Während die geschnittene diskrete erste Werkstückkomponente in den Abstand X zwischen der ersten Stanzwalze 404 und der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 eintritt, läuft die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 mit einer Oberflächengeschwindigkeit, die gleich der Geschwindigkeit _LCR1 für eine Einsatzperiode A₁₁, vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, ist, wie in den Geschwindigkeitsprofilen der ersten und der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze in der
13 gezeigt wird. Während dieser Einsatzzeit läuft ein Abschnitt der Länge einer ersten geschnittenen diskreten Werkstückkomponente in den die erste Stanzwalze 404 und die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 trennenden Abstand X und wird von der Stanzwalze 404 auf die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen. Das Übertragen wird durch das Ausschalten der Vakuumeinrichtung, die die erste geschnittene diskrete Werkstückkomponente 214 an der ersten Stanzwalze 404 hält, und durch das Einschalten von Vakuum zum Halten des Bruchteils des Vorderabschnitts der ersten diskreten Werkstückkomponente 214 an der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 beeinflusst.
Der Übertragung des Vorderabschnitts einer ersten diskreten Werkstückkomponente von der ersten Stanzwalze 404 auf die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 folgend, wird die Oberflächengeschwindigkeit der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 während einer Periode (B₁₁ in der 13), wieder vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, auf eine höhere Oberflächengeschwindigkeit beschleunigt, die gleich der Geschwindigkeit einer dritten Produktmaterialbahn 222 ist, nämlich auf L_PR pro Wiederholung, wobei L_PRdie Strecke zwischen der Vorderkante eines Produktwerkstücks und der Vorderkante des nächstfolgenden Werkstücks auf der dritten Produktmaterialbahn ist.
Während die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 auf ihre höhere Geschwindigkeit von L_PR pro Wiederholung beschleunigt wird, wird der hintere Abschnitt der ersten diskreten Werkstückkomponente gleitend von der langsamer laufenden Oberfläche der ersten Stanzwalze 404, an der sie durch das Vakuum locker gehalten wird, gezogen.
Nach dem Beschleunigen verweilt die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 dann für einen Zeitraum, vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, bei ihrer höheren Oberflächengeschwindigkeit von L_PR pro Umdrehung (C₁₁ in der 13). Da die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 in der gezeigten Ausführung einen Umfang aufweist, der gleich einer vielfachen Anzahl der Produktwiederholungen ist, tritt ein vorhergehend geschnittenes und registriertes Paar erster und zweiter Werkstückkomponenten 224 in einen Abstand W zwischen der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und der laufenden dritten Produktmaterialbahn 222 ein. Die an der Oberfläche der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 gehaltenen, registrierten ers ten und zweiten geschnittenen diskreten Werkstückkomponenten 224 werden, durch Ausschalten des die ersten und zweiten geschnittenen diskreten Werkstückkomponenten 224 an der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze haltenden Vakuums, auf die dritte Bahn laufenden Produktmaterials 222 übertragen. Die Wirkung des kontinuierlichen Vakuums, die die dritte Produktmaterialbahn an der Oberfläche hält, über die sie verläuft, hält das Komponentenpaar 224 an der laufenden Bahn fest.
Nach der Einsatzperiode (C₁₁ in der 13) mit der höheren linearen Oberflächengeschwindigkeit von L_PR pro Wiederholung verzögert die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 während eines Zeitraums (D₁₁ in der 13), vorzugsweise ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, auf eine Oberflächengeschwindigkeit von L_CR1 pro Wiederholung und der Zyklus wiederholt sich.
Während die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 verzögert, werden die übereinander geschichteten, registrierten ersten und zweiten diskreten Werkstückkomponenten 224, die jetzt auf der dritten Produktmaterialbahn 222 liegen, gleitend von der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, an der sie durch das Vakuum locker gehalten werden, gezogen.
Während die oben beschriebenen Schritte in Bezug auf die ersten diskreten Werkstückkomponenten ablaufen, läuft zeitgleich eine Bahn eines zweiten Materials 202 zwischen einer zweiten Stanzwalze 304 und einer zweiten Riffelwalze 303 hindurch, um die zweite Materialbahn 202 in diskrete zweite Werkstückkomponenten 204 mit einer Komponentenlänge von L_C2 und mit einer Wiederholungslänge zwischen der Vorderkante einer geschnittenen Werkstückkomponente und der der nächstfolgenden Werkstückkomponente von L_CR2 zu schneiden. Die Bahn zweiten Materials 202, die zweite Stanzwalze 304 und die zweite Riffelwalze 302 laufen mit einer konstanten Geschwindigkeit von L_CR2 pro Wiederholung, wobei L_CR2 der Abstand zwischen der Vorderkante einer der zweiten geschnittenen Werkstückkomponenten und der Vorderkante der nächstfolgenden Werkstückkomponente ist, während die Komponenten aus der Bahn des zweiten Materials geschnitten werden.
Die aus der Bahn des zweiten Materials 202 geschnittenen Werkstückkomponenten 204 werden durch die Vakuumeinrichtungen an der Oberfläche der zweiten Stanzwalze 304 gehalten, während die Abfallteile der Bahn zweiten Materials von der Oberfläche der zweiten Stanzwalze weg laufen.
Die zweite Stanzwalze 304 und die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 sind durch einen Abstand Y von wenigstens der dekomprimierten Dicke der zweiten Materialbahn 202 beabstandet. Die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 läuft mit einer geringen linearen Oberflächengeschwindigkeit, die gleich L_CR2 pro Wiederholung für eine Einsatzperiode (C₁₂ in der 13), vorzugsweise ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, ist, die ausreichend ist, um eine geschnittene diskrete Werkstückkomponente 204 durch den Abstand Y zwischen der zweiten Stanzwalze 304 und der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 zu transportieren. Eine vorher geschnittene Werkstückkomponente in dem Zug der aufeinander folgenden, aus der zweiten Materialbahn geschnittenen Komponenten läuft zeitgleich durch den Abstand Z zwischen der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 und der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150. Das Übertragen wird durch das Ausschalten der Vakuumeinrichtung, die die zweite geschnittene diskrete Werkstückkomponente 204 an der zweiten Stanzwalze 304 hält, und durch das Einschalten von Vakuum zum Halten des Bruchteils des Vorderabschnitts der zweiten diskreten Werkstückkomponente 204 an der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 beeinflusst.
Der Übertragung des Vorderabschnitts der zweiten diskreten Werkstückkomponente von der zweiten Stanzwalze 304 auf die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 folgend, wird die Oberflächengeschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 während einer Periode (D₁₂ in der 13), wieder vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, auf eine höhere Oberflächengeschwindigkeit beschleunigt, die gleich der geringen Geschwindigkeit der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze, d. h. L_CR1 pro Umdrehung, ist. Während dieser Beschleunigungsperiode wird die zweite diskrete Werkstückkomponente gleitend von der Oberfläche der zweiten Stanzwalze, auf der sie durch das Vakuum locker gehalten wird, gezogen.
Die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 verweilt dann für einen Zeitraum (A₂₂ in der 13), vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, mit dieser höheren linearen Oberflächengeschwindigkeit L_CR1 pro Wiederholung, der ausreichend ist, um einen Teil der Länge einer vorher geschnittenen zweiten diskreten Werkstückkomponente durch den Abstand zwischen der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 und der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zu transportieren. Die erste und die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze sind durch einen Abstand Z, der wenigstens gleich der kombinierten dekomprimierten Dicken der Bahn ersten Materials 202 und der Bahn zweiten Materials 212 ist beabstandet.
Während eine zweite geschnittene diskrete Werkstückkomponente 204, die durch das Vakuum an der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 gehalten wird, in den Abstand Z zwischen der ersten und der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze eintritt, wird sie auf eine solche Art und Weise auf die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 übertragen, dass sie eine erste geschnittene diskrete Werkstückkomponente 214, die durch das Vakuum an der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 gehalten wird, überlagert.
Während das vordere Ende einer geschnittenen ersten diskreten Werkstückkomponente in den Abstand Z zwischen der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 eintritt, tritt das vordere Ende einer zweiten diskreten Werkstückkomponente 214 ebenso in den Abstand Z zwischen der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 ein. Die erwünschte Teilüberdeckung, wenn vorhanden, zwischen den sich vorwärts bewegenden vorderen Enden der ersten und der zweiten Werkstückkomponente wird durch Differentiale, die die erste und/oder die zweite Stanzwalze (405 und 305 in der 8) antreiben geregelt.
Die Übertragung der zweiten diskreten Werkstückkomponente 204 von der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 auf die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 wird durch das Ausschalten des Vakuums, das die zweite Werkstückkomponente 204 an der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 hält, und das Einschalten des Hochvakuums auf der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150, das dazu dient, die erste geschnittene diskrete Werkstückkomponente 214 fortgesetzt an der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 zu halten, während es ebenso die die erste Komponente überlagernde zweite diskrete Werkstückkomponente 204 hält, beeinflusst.
Nach dieser Einsatzperiode (A₂₂ in der 14) mit ihrer höheren Oberflächengeschwindigkeit, verzögert die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 für einen Zeitraum (B₂₂ in der 13), vorzugsweise ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, auf die Oberflächengeschwindigkeit von L_CR2 pro Umdrehung. Während die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 verzögert, wird das hintere Ende der zweiten diskreten Werkstückkomponente 204 gleitend von der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze 125, an der sie durch das Vakuum locker gehalten wird, gezogen.
Eine Bahn 222 eines dritten Materials wird auf einem mit einer konstanten Geschwindigkeit von L_PR laufenden Endlosband 106 transportiert und wird durch Vakuumeinrichtungen auf dem Endlosband gehalten. Das Endlosband 106 ist von der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 durch einen Abstand W von wenigstens den kombinierten Dicken der dekomprimierten Materialbahnen 202, 212 und 222 getrennt. Während die vorderen Enden der geschichteten ersten und zweiten Werkstückkomponente 224 in den Abstand W zwischen der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und der Endlosbahn 106 laufen, drehen das Band und die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit von L_PR pro Umdrehung. Die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 verweilt für eine Periode, vorzugsweise ungefähr ein Viertel des Werkstückwiederholungszyklus, bei dieser höheren Geschwindigkeit von L_PR, um einen Abschnitt der Längen der geschichteten Werkstückkomponenten durch den Abstand W, der die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und die Endlosbahn 106 trennt, zu bewegen. Wenn die vorderen Enden der geschichteten Werkstückkomponenten in den Abstand W eintreten, wird das Vakuum, das die geschichteten Komponenten 214 an der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 hält, ausgeschaltet. Wenn die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 dann auf ihre geringe Geschwindigkeit von L_PR, pro Wiederholung verzögert, zieht die schneller laufende Endlosbahn 106, die die geschichteten Komponenten durch Vakuumeinrichtungen an der dritten Bahn 222 laufenden Materials hält, die geschichteten Komponenten 224 gleitend von der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 und auf die Bahn 222 laufenden Materials. Die überlagerten, geschichteten ersten und zweiten Werkstückkomponenten, die jetzt durch das Vakuum und wahlweise durch das Haftmittel 112 an der Bahn 222 des dritten Materials gehalten werden, laufen den Prozessstrom entlang zu nachfolgenden Bearbeitungen.
Nachdem auf diese Art und Weise der Prozess zum Schneiden und Schichten mit Registrierung von zwei diskreten Werkstückkomponenten unterschiedlicher Länge und das Anbringen derselben auf einer konstant laufenden Bahn beschrieben wurden, stellt das folgende Beispiel die Anwendung des Prozesses und der Maschine der Erfindung für die Herstellung einer mehrschichtigen Damenhygienebinde dar.
Beispiel
Eine so genannte ultradünne bzw. „Mini-Binde", geeignet zur Benutzung durch Frauen während der Tage der leichten Menstruationsblutung, wird schematisch in einer Draufsicht in der 14 und in einer schematischen Seitenansicht in der 15 abgebildet. Bei der 14 werden die Elemente der Binde in der Draufsicht, aufgebaut von der untersten „Barrierenkomponente" bis zu der obersten „Deckblattkomponente" der Binde gezeigt. Die Deckblattkomponente der Binde ist die Komponente der Binde, die während der Benutzung am nahesten an dem Körper der Benutzerin getragen wird und die Barrierekomponente ist die, die am weitesten entfernt von dem Körper der Benutzerin getragen wird.
Die in der 14 abgebildete und in diesem Beispiel beschriebene Binde 900 umfasst eine einzigartige Verteilungsfunktion, die dazu dient, Körperflüssigkeit vor dem Erreichen der absorbierenden Komponenten der Binde zu disseminieren oder zu verteilen, um eine effizientere Binde mit längerer Gebrauchstüchtigkeit, vor der Notwendigkeit, sie zu ersetzen, und einen sich daraus ergebenden höheren Komfort für die Benutzerin bereitzustellen. Die Verteilungsfunktion umfasst Verteilungs- und Verzögerungskomponenten, die in den Binden früherer Technik nicht vorhanden sind. Die spezifischen Materialien, die für die verschiedenen Komponenten der Binde verwendet werden, werden detailliert in der ebenso anhängigen Anmeldung (Serial No. Attorneys Docket No. 13303.10), deren Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen wird, beschrieben.
Um das Verstehen der Erfindung zu unterstützen, werden bei diesem Beispiel die spezifischen Längen der Binde und jeder Komponente angegeben. Jedoch ist zu beachten, dass die genannten spezifischen Abmessungen lediglich dem Zweck der Darstellung dienen und nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs der Erfindung, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert, verstanden werden sollen.
Bezug nehmend auf die 14 hat die Binde 900, wenn sie entlang der unterbrochenen Linie 913 geschnitten ist, eine Dog-bone-Form und eine Gesamtlänge L_P von ungefähr 300 mm. Mit einer beispielsweisen prozessinternen elastischen Verformungstoleranz von 2 Prozent ist die Produktwiederholungslänge L_PR 306 mm mit einem Abfall von 0 mm zwischen aufeinander folgenden fertigen Binden, wenn diese entlang der unterbrochenen Linie 913 geschnitten werden. Die Binde 900 umfasst ein oberes Deckblatt 222, das für Körperflüssigkeiten durchlässig ist. Das Deckblatt 222 bildet die in dem zuvor diskutierten allgemeinen Prozess erwähnte laufende Materialbahn 222. Direkt unter dem Deckblatt 222 ist eine Verteilungskomponente 204 vorhanden, mit einer Länge L_c2 von ungefähr 254 mm und mit einer Komponentenwiederholungslänge L_CR2 von ungefähr 260 mm, gefertigt aus einem Material das als ein Dochtwirkungsmittel dient, um die mehr oder weniger gleichförmige Verteilung von Körperflüssigkeit an die absorbierende Komponente darunter zu unterstützen.
Direkt unter der Verteilungskomponente 204 ist eine Übertragungsverzögerungskomponente 214 mit einer Länge L_C1 von ungefähr 268 mm und mit einer Komponentenwiederholungslänge L_CR1 von ungefähr 275 mm, die gering weniger durchlässig für Körperflüssigkeiten ist als die Deckblattschicht 222. Die Übertragungsverzögerungskomponente 214 wirkt, den Fluss von Körperflüssigkeiten leicht zurückzuhalten, um der Verteilungskomponente 204 darüber zu ermöglichen, ihre Dochtwirkungsaufgabe vor dem Verlaufen der Körperflüssigkeiten durch die absorbierende Komponente darüber effektiv auszuführen.
Unter Verwendung der soeben angegebenen Längen jeder Komponente und Bezunehmend auf die 1, läuft die Bahn 222 mit einer konstanten linearen Geschwindigkeit von 306 mm/Wiederholung, welche die höhere Geschwindigkeit der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 in der 1 und in dem zuvor allgemein beschriebenen Prozess ist.
Die Bahn ersten Materials 212 der 1 läuft, die exemplarischen Abmessungen dieses Beispiels verwendend, mit einer linearen Geschwindigkeit von 275 mm/Wiederholung, welche die Oberflächengeschwindigkeit der Riffel- und der Stanzwalze 402 und 404 ist.
Die Bahn zweiten Materials 202, die Riffel- und die Stanzwalze 303 und 304 laufen mit einer konstanten Einsatzgeschwindigkeit von 260 mm/Wiederholung, welche ebenso die geringe Einsatzgeschwindigkeit der Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 ist.
Diese Komponenten, Abmessungen und Geschwindigkeitsabgleichwalzen-Geschwindigkeiten werden in den Tabellen 1 und 2 jeweils angegeben.
Tabelle 1 Komponentenlängen und Bahngeschwindigkeiten
Tabelle 2 Geschwindigkeiten der Geschwindigkeitsabgleichwalzen
Wieder Bezug nehmend auf die 14, befindet sich unter der Übertragungsverzögerungskomponente 214 die absorbierende Komponente 908. Die Barrierekomponente 912, die unter der absorbierenden Komponente 908 liegt, wird typischerweise aus Polymermaterial gefertigt, das für Körperflüssigkeiten undurchlässig ist und das dazu dient, die Unterbekleidung der Benutzerin gegen Befleckung durch Körperflüssigkeit abzuschirmen.
Bei der in der 14 abgebildeten Binde 900 ist die Deckblattkomponente generell durchsichtig und wird typischerweise aus weißem Material hergestellt. Um für den Verbraucher einen visuellen Hinweis bereitzustellen, dass die Binde die oben erwähnte Verteilungsfunktion hat, werden die absorbierende Schicht 908, die Übertragungsverzögerungskomponente 214 und die Verteilungskomponente 204 aus Materialien unterschiedlicher Farbe gefertigt. Beispielsweise können die absorbierende Komponente 908 und die Verteilungskomponente 204 weiß sein, während die Übertragungsverzögerungskomponente 214 hellblau, rosa, pfirsichfarben oder anderer gefälliger Farbe sein kann. Die, durch die vorzugsweise durchsichtige Deckkomponente 222 gesehenen, verschiedenen Komponenten bilden auf diese Art und Weise ein gefälliges Muster. Der quer schraffierte Bereich der Übertragungsverzögerungskomponente 214 in der 14 erscheint durch die durchsichtige obere Deckblattkomponente 222 als ein gleichförmiges Farbband. Um die visuellen Hinweise hinzuzufügen, kann die fertige Binde 900 ferner mit einem sichtbaren Hinweismuster 256 geprägt werden.
Es ist sehr erwünscht, dass die Verteilungskomponente 204 und die Übertragungsverzögerungskomponente 214 sorgfältig in Beziehung zueinander und mit dem optionalen sichtbaren Hinweis 256 registriert werden. Wenn die Verteilungskomponente 204 und die Übertragungsverzögerungskomponente 214 fehlangepasst werden, wird das Farbband als ein nicht gleichförmiges Band gesehen und dies ist der ästhetischen Gesamterscheinung des fertigen Produkts abträglich.
Wenn darüber hinaus das optional geprägte visuelle Muster 256 gleichermaßen mit dem Farbband fehlangepasst wird, wird die gefällige Gesamterscheinung des Produkts vermindert.
Bezug nehmend auf die spezifischen Komponenten mit den oben gegebenen exemplarischen Abmessungen, werden die Einzelheiten des generellen Prozesses zur Herstellung der Damenbinde dieser Erfindung unter Hinweis auf die 1 deutlich.
Eine Deckblattmaterialbahn 222 für die Binde 900 wird mit der konstanten Geschwindigkeit L_P pro Wiederholung oder 306 mm/Wiederholung in die Maschine der Erfindung eingespeist. Eine Bahn eines ersten Materials 214, aus der die Übertragungsverzögerungskomponenten 214 geschnitten werden, wird in das Paar von Stanz- und Riffelwalzen 402 und 404 mit einer konstanten Geschwindigkeit von L_CR1 pro Wiederholung oder 275 mm/Wiederholung eingespeist. Eine Bahn 202 eines zweiten Materials mit einer konstanten Geschwindigkeit von L_CR2 pro Wiederholung oder 260 mm/Wiederholung wird in die Riffel- und die Stanzwalze 302 und 304 eingespeist, um in die Verteilungskomponenten 204 geschnitten zu werden.
Die Übertragungsverzögerungskomponenten 214 und die Verteilungskomponenten 204 werden mittels der Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 zusammengepasst und registriert und auf die laufende Bahn des Deckblattmaterials 222 übertragen. Die Geschwindigkeitsabgleichwalzen 125 und 150 werden in einem zyklischen Muster, das 180° gegenphasig ist, wiederholt Beschleunigungen auf ihre jeweiligen höheren konstanten Einsatzgeschwindigkeiten von 275 mm/Wiederholung und 306 mm/Wiederholung und Verzögerungen auf ihre jeweiligen niedrigen Einsatzgeschwindigkeiten von 260 mm/Wiederholung und 275 mm/Wiederholung unterzogen. Mit „180° gegenphasig" ist gemeint, dass wenn, wie in der 13 gezeigt, die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 mit ihrer höchsten Einsatzgeschwindigkeit läuft, die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 mit iherer geringen Einsatzgeschwindigkeit läuft. Gleichartig läuft die Geschwindigkeitsabgleichwalze 150 mit ihrer geringen Einsatzgeschwindigkeit, wenn die Geschwindigkeitsabgleichwalze 125 mit ihrer höheren Einsatzgeschwindigkeit läuft. Auf diese Art und Weise werden die Komponenten, durch das Zusammenpassen derselben bei übereingestimmten Geschwindigkeiten, steuerbar registriert.
Ein Sprayen oder eine Schlitzschichtanwendung eines Haftmittels 112 wird optional, vorzugsweise in einem Nadelstreifenmuster auf die laufende Bahn des Deckblattmaterials angewendet, um das Halten der Komponenten an der Bahn des Deckblattmaterials zu unterstützen, nachdem der Vakuumbereich verlassen wurde. Das Haftmittel dient ebenso dazu, die geschichteten Verteilungskomponenten 204 und Übertragungsverzögerungskomponenten 214 an der Bahn 222 des Deckblattmaterials und dem laufenden Band 106 zu halten.
Wie in der 1 gezeigt, wenden die Präge- und die Riffelwalze 602 und 604 ein optional geprägtes visuelles Hinweismuster 256 auf die teilweise fertig gestellte Binde an. Die (nicht gezeigten) Arbeiten stromabwärts dieses Prozesses legen die Barrierekomponente 912, den leichten Kleber, der dazu dient, die Binde an der Unterbekleidung einer Frau anzubringen, und den Abziehstreifen an, die alle in den 15 und 16 gezeigt werden. Bei der in der 16 gezeigten „Maxi-Binde" beinhalten die Arbeitsgänge stromabwärts dieses Prozesses (ebenfalls nicht gezeigt) vor dem Hinzufügen der Barrierekomponente 912 das Einführen einer absorbierenden oder superabsorbierenden Komponente 918 in die Binde, den Unterbekleidungskleber 914 und den Abziehstreifen 916.
Während exemplarische bevorzugte Ausführungen der Erfindung gezeigt wurden, wird es dem Fachmann auf dem Gebiet dieser Technik klar sein, dass verschiedene Abweichungen von den bevorzugten Ausführungen sowohl in der Maschine als auch in dem Prozess vorgenommen werden können, ohne den Anwendungsbereich der Erfindung, wie er in den angehängten Patentansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

Prozess zum Herstellen eines Multikomponenten-Werkstücks, der wenigstens zwei von einer laufenden Materialbahn (202, 212) geschnittene Komponenten (204, 214), das Registrieren der Komponenten in Beziehung zueinander und das Anbringen der registrierten Komponenten auf einer Bahn (222) laufenden Materials umfasst und der durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: a) Schneiden von ersten diskreten Werkstückkomponenten (214) mit einer ersten Komponentenlänge (L_C1) und einer ersten Komponentenwiederholungsschnittlänge (L_CR1) von einer mit einer ersten konstanten Bahngeschwindigkeit laufenden Bahn (212) ersten Materials zwischen der Vorderkante einer diskreten Werkstückkomponente (214) und der Vorderkante der unmittelbar folgenden Werkstückkomponente (214), b) Schneiden von zweiten diskreten Werkstückkomponenten (204) mit einer zweiten Komponentenlänge (L_C2) und einer zweiten Komponentenwiederholungsschnittlänge (L_CR2) von einer mit einer zweiten konstanten Bahngeschwindigkeit laufenden Bahn (202) zweiten Materials zwischen der Vorderkante einer diskreten Werkstückkomponente (204) und der Vorderkante der unmittelbar folgenden Werkstückkomponente (204), c) Übertragen der ersten diskreten Werkstückkomponente (214) auf eine Empfangsfläche 150, die für einen Bruchteil (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus mit einer ersten konstanten Einsatzgeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit der ersten laufenden Materialbahn (212) läuft, d) Übertragen der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) auf eine zweite Empfangsfläche (125), die für einen Bruchteil (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus mit einer ersten konstanten Einsatzge schwindigkeit gleich der Geschwindigkeit der zweiten laufenden Materialbahn (202) läuft, e) Anpassen der Geschwindigkeit der zweiten Empfangsfläche (125), die die zweite diskrete Werkstückkomponente (204) trägt, für einen Bruchteil (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus mit einer zweiten konstanten Einsatzgeschwindigkeit zu laufen, die mit der ersten konstanten Einsatzgeschwindigkeit der ersten Empfangsfläche (150) übereinstimmt, f) Übertragen mit Registrierung während des Bruchteils (F) des Produktwerkstückwiederholungszyklus, bei dem die konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der ersten (150) und der zweiten (125) Empfangsfläche übereingestimmt sind, der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) von der zweiten Empfangsfläche (125) auf die erste Empfangsfläche (150), um die erste diskrete Werkstückkomponente (214) mit Registrierung auf der ersten Empfangsfläche (150) zu überlagern, g) Anpassen der Geschwindigkeit der ersten Empfangsfläche (150), die die zweite diskrete Werkstückkomponente (204) trägt, die die erste diskrete Werkstückkomponente (214) überlagert, während eines Bruchteils (F) eines Produktwerkstückwiederholunaszyklus mit einer zweiten konstanten Einsatzgeschwindigkeit zu laufen, um mit der einer dritten laufenden Materialbahn (222) übereinzustimmen, h) Übertragen der zusammengepassten und registrierten ersten (214) und zweiten (204) diskreten Werkstückkomponente auf die dritte laufende Materialbahn (222) während eines Bruchteils (F) des Produktwerkstückwiederholungszyklus, bei dem die konstanten Einsatzgeschwindigkeiten der ersten Empfangsfläche (150) und der dritten Materialbahn (222) übereingestimmt sind, i) Neuanpassen der Geschwindigkeit der ersten Empfangsfläche (150) während eines Bruchteils (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus und der folgenden Übertragung der zusammengepassten und registrierten ersten (214) und zweiten (204) diskreten Werkstückkomponenten auf die dritte Materialbahn (222), um mit der ersten konstanten Einsatzgeschwindigkeit zu laufen und j) Neuanpassen der Geschwindigkeit der zweiten Empfangsfläche (125) während eines Bruchteils (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus und der folgenden Übertragung der zusammengepassten und registrierten zweiten (204) Werkstückkomponente auf die erste Empfangsfläche (150) mit der ersten konstanten Einsatzgeschwindigkeit.
Prozess nach Anspruch 1, wobei die Bruchteile (F) eines Produktwerkstückwiederholungszyklus, während denen die erste (150) und zweite (125) Empfangsfläche mit ihrer jeweiligen ersten und zweiten konstanten Einsatzgeschwindigkeit laufen und während denen die Geschwindigkeiten der ersten (150) und der zweiten (125) Empfangsfläche zwischen ihren jeweiligen ersten und zweiten konstanten Einsatzgeschwindigkeiten neu angepasst werden, gleiche Anteile eines Produktwerkstückwiederholungszyklus umfassen.
Prozess nach Anspruch 1, wobei die gleichen Anteile eines Produktwerkstückwiederholungszyklus ein Viertel des Produktwerkstückwiederholungszyklus umfassen.
Prozess nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Länge (L_C2) der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) geringer als die Länge (L_C1) der ersten diskreten Werkstückkomponente (214) ist und wobei die zweite diskrete Werkstückkomponente (204) die erste diskrete Werkstückkomponente (214) überlagert und in Beziehung zu dieser registriert ist, um einen Bereich der ersten diskreten Werkstückkomponente (214) um die Peripherie der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) herum vorstehen zu lassen.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Materialbahn (222) ein semitransparentes Material umfasst.
Prozess nach Anspruch 5, wobei die zweite diskrete Werkstückkomponente (204) die erste diskrete Werkstückkomponente (214) überlagert und in Beziehung zu dieser registriert ist, um einen Bereich der ersten diskreten Werkstückkomponente (214) um die Peripherie der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) herum und durch das die Bahn (222) des dritten Materials umfassende semitransparente Material hindurch sichtbar vorstehen zu lassen.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste (212), die zweite (202) und die dritte (222) Materialbahn unabhängig ausgewählter Farben sind.
Prozess nach Anspruch 6, wobei die zweite diskrete Werkstückkomponente (204) die erste diskrete Werkstückkomponente (214) überlagert und in Beziehung zu dieser symmetrisch registriert ist, um einen symmetrischen Farbbereich der ersten diskreten Werkstückkomponente (214) um die Peripherie der zweiten diskreten Werkstückkomponente (204) herum und durch das die Bahn (222) des dritten Materials umfassende semitransparente Material hindurch sichtbar vorstehen zu lassen.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Multikomponenten-Werkstück einen absorbierenden persönlichen Hygieneartikel, der eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht der dritten Materialbahn (222) umfasst, eine Flüssigkeitsverteilungskomponentenschicht, die die zweite diskrete Werkstückkomponente (204), angrenzend an diese Deckschicht, umfasst, und eine Flüssigkeitsübertragungs-Verzögerungskomponentenschicht, die die erste Werkstückkomponente (214), angrenzend an die Flüssigkeitsverteilungskomponenten schicht, umfasst, und wobei die Komponentenschichten zum Verteilen, zum Halten der Flüssigkeit und zum Absorbieren von unterschiedlicher Länge und ihre Lage betreffend in Beziehung zueinander registriert sind.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner den Schritt des Prägens der Deckschicht mit einer Struktur umfassend.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Prägestruktur in Bezug auf die Flüssigkeitsverteilungskomponente und die Flüssigkeitsübertragungs-Verzögerungskomponente zentriert ist.
Maschine zum Herstellen eines Multikomponenten-Werkstücks aus wenigstens zwei aus einer ersten (202) und einer zweiten (212) laufenden Materialbahn geschnittenen diskreten Komponenten (214, 204) verschiedener Länge (L_C2, L_C1) zum Registrieren der diskreten Komponenten (214, 204) in Beziehung zueinander und zum Anbringen der registrierten diskreten Komponenten (214, 204) auf einer Empfangsbahn (222) laufenden Materials, wobei die Maschine gekennzeichnet ist durch: a) eine erste Schneidvorrichtung (400) zum Schneiden diskreter erster Werkstückkomponenten (214) von einer ersten laufenden Materialbahn (202), umfassend eine erste Stanzwalze (404) und eine erste Riffelwalze (402), die zusammenwirken, um aus der ersten Bahn (202) diskrete erste Werkstückkomponenten (214) der Länge (L_C1) mit einer Komponentenwiederholungslänge (L_CR1), gemessen von der Vorderkante einer diskreten Komponente (214) bis zu der Vorderkante der nächsten folgenden diskreten Komponente (214), zu schneiden, wobei die erste Schneidvorrichtung (400) ferner Vakuumeinrichtungen zum Halten der ersten geschnittenen diskreten Werkstückkomponenten (214) für einen Bruchteil einer Umdrehung der Stanzwalze (404) an der ersten Stanzwalze (404) umfasst, b) eine zweite Schneidvorrichtung (300) zum Schneiden diskreter zweiter Werkstückkomponenten (204) von einer zweiten laufenden Materialbahn (202), umfassend eine zweite Stanzwalze (304) und eine zweite Riffelwalze (302), die zusammenwirken, um aus der zweiten Bahn (202) diskrete zweite Werkstückkomponenten (204) der Länge (L_C2) mit einer Komponentenwiederholungslänge (L_CR2), gemessen von der Vorderkante einer diskreten Komponente (204) bis zu der Vorderkante der nächsten folgenden diskreten Komponente (204), zu schneiden, wobei die zweite Schneidvorrichtung (300) ferner Vakuumeinrichtungen zum Halten der zweiten geschnittenen diskreten Werkstückkomponenten (204) für einen Bruchteil einer Umdrehung der Stanzwalze (304) an der ersten Stanzwalze (304) umfasst, c) die Bahntransportvorrichtung (106) zum Transportieren einer laufenden Bahn (222) eines dritten Materials und d) die Geschwindigkeitsabgleichvorrichtung, angrenzend an die erste (400) und die zweite (300) Schneidvorrichtung angeordnet und angrenzend an die Empfangsbahntransportvorrichtung (106) zum Empfangen der ersten (214) und der zweiten (204) diskreten Werkstückkomponente von der jeweiligen ersten (400) und zweiten (300) Schneidvorrichtung, zum Zusammenpassen und Registrieren der ersten (214) und der zweiten (204) Werksstückkomponente in Beziehung zueinander und zum Anbringen der registrierten Komponenten mit Registrierung auf der laufenden dritten Materialbahn (222).
Maschine nach Anspruch 12, wobei die Geschwindigkeitsabgleichvorrichtung umfasst: a) eine erste (150) und eine zweite (125) Geschwindigkeitsabgleichwalze, b) nicht lineare Antriebseinrichtungen zum Antreiben der ersten Ge schwindigkeitsabgleichwalze (150) mit einer hohen konstanten Einsatzgeschwindigkeit für einen Bruchteil (F) jeder Umdrehung und mit einer geringen Einsatzgeschwindigkeit für einen Bruchteil (F) jeder Umdrehung, c) zweite nicht lineare Antriebseinrichtungen zum Antreiben der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze (125) mit einer hohen Einsatzgeschwindigkeit für einen Bruchteil (F) jeder Umdrehung und mit einer geringen Einsatzgeschwindigkeit für einen Bruchteil (F) jeder Umdrehung, wobei die erste Geschwindigkeitsabgleichwalze (150) eine Einrichtung niedrigen Vakuums zum Übertragen der ersten diskreten geschnittenen Werkstückkomponente (214) von der ersten Stanzwalze (404) und zum Halten der ersten diskreten geschnittenen Werkstückkomponente (214) an der Oberfläche der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze (150) für einen Bruchteil (F) einer Umdrehung der Geschwindigkeitsabgleichwalze (150) hat und eine Einrichtung höheren Vakuums zum Übertragen der zweiten diskreten geschnittenen Werkstückkomponente (204) von der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze (125) hat, um die erste diskrete geschnittene Werkstückkomponente (214) zu überlagern und die erste (214) und die zweite (204) geschnittene Werkstückkomponente für einen Bruchteil (F) einer Umdrehung der Stanzwalze (404) an der Oberfläche der ersten Geschwindigkeitsabgleichwalze (150) zu halten, wobei die zweite Geschwindigkeitsabgleichwalze (125) Vakuumeinrichtungen zum Übertragen der zweiten diskreten geschnittenen Werkstückkomponente (204) von der zweiten Stanzwalze (304) und zum Halten der zweiten diskreten geschnittenen Werkstückkomponente (204) für einen Bruchteil (F) einer Umdrehung der Geschwindigkeitsabgleichwalze (125) an der Oberfläche der zweiten Geschwindigkeitsabgleichwalze (125) hat.
Maschine nach Anspruch 12 oder 13 ferner Einrichtungen zum Prägen einer Struktur auf das Werkstück umfassend.