Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff.The invention relates to an apparatus and a method for producing an adhesive closure part from a thermoplastic material.
Zur Herstellung von Flächenhaftverschlüssen sind z. B. aus der EP 0 705 064 B1 Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei welchem eine Mattenbahn mit einer Vielzahl von stängelförmigen Fortsätzen mittels eines Kalandrier-Verfahrens bearbeitet wird. Hierbei werden die freien Stängel-Enden beim Hindurchführen der Mattenbahn zwischen zwei erwärmten Kalandrierwalzen aufgeweicht und plastisch verformt. Derartige Verfahren haben den Nachteil, dass aufgrund der schlechten Wärme-Übertragung von der Kalandrierwalze zu den Stängel-Enden nur geringe Bearbeitungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Außerdem ist die Präzision und Gleichmäßigkeit der derart hergestellten Verhakungselemente unbefriedigend.For the production of surface fasteners z. B. from the EP 0 705 064 B1 Devices and methods are known in which a mat web is processed with a plurality of stalk-shaped extensions by means of a calendering process. Here, the free stem ends are softened when passing the mat web between two heated calender rolls and plastically deformed. Such processes have the disadvantage that due to the poor heat transfer from the calendering roll to the stem ends, only low processing speeds are achieved. In addition, the precision and uniformity of the Verhakungselemente thus produced unsatisfactory.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 602 17 860 T2 bekannt. Hierbei wird die Verformung der freien Stängel-Enden durch eine einzige Roll-Sonotrode, die sich über die gesamte Breite der Warenbahn erstreckt, erzielt. Diese Konstruktion hat allerdings den Nachteil, dass deren Einsatz bei breiteren Warenbahnen begrenzt ist und die Verarbeitungsgeschwindigkeit mit zunehmender Rollenbahnbreite abnimmt.A method according to the preamble of claim 1 is known from DE 602 17 860 T2 known. In this case, the deformation of the free stem ends is achieved by a single roll sonotrode, which extends over the entire width of the web. However, this design has the disadvantage that their use is limited to wider webs and the processing speed decreases with increasing roller conveyor width.
Ferner ist aus der DE 601 19 724 T2 ein sich drehendes Ultraschallhorn zum kontinuierlichen Verschweißen auf großen Breiten beschrieben. Diese Druckschrift hat nichts mit der Herstellung von Haftverschlussteilen zu tun.Furthermore, from the DE 601 19 724 T2 a rotating ultrasonic horn for continuous welding at large widths described. This document has nothing to do with the production of adhesive closure parts.
Schließlich ist aus der DE 100 56 567 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlussteils unter Verwendung einer stehenden, vertikal bewegbaren Sonotrode bekannt. Die Sonotrode besitzt an ihrem stirnseitigen Ende ein Formgebungs-Element, welches exakt zur Position des jeweiligen Stängel-Endes ausgerichtet sein muss.Finally, out of the DE 100 56 567 A1 a method for making a Haftverschlussteils using a stationary, vertically movable sonotrode known. The sonotrode has at its front end a shaping element, which must be aligned exactly to the position of the respective end of the stem.
Die DE 699 30 410 T2 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbund-Körperpflegeprodukten aus einer fortlaufenden Bahn. Zum Verschweißen von unterschiedlichen Bestandteilen der Körperpflegeprodukte untereinander werden mehrere Ultraschallhörner vorgeschlagen, die entlang der Bahn nacheinander positioniert sind.The DE 699 30 410 T2 describes an apparatus for producing composite personal care products from a continuous web. For welding together different components of personal care products, multiple ultrasonic horns are positioned one after the other along the path.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Haftverschlussteilen zu schaffen, bei welcher ein gleichmäßiger Energieeintrag ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object to provide an apparatus and a method for producing adhesive closure parts, in which a uniform energy input is made possible.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 9 gelöst. Durch den Einsatz einer rotierenden Roll-Sonotrode lässt sich der Anpressdruck der Sonotrode auf die freien Stängel-Enden verringern. Außerdem lassen sich dadurch transversal auf die Stängel-Enden wirkende Kräfte vermeiden.The object is solved by the features of claim 1 and claim 9. By using a rotating roll sonotrode, the contact pressure of the sonotrode on the free stem ends can be reduced. In addition, it is thereby possible to avoid transversal forces acting on the stem ends.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. Additional features and details of the invention will become apparent from the description of several embodiments with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
1 eine schematische Schnitt-Ansicht der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a schematic sectional view of the device according to an embodiment,
2 eine Teil-Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 von oben, 2 a partial view of the device according to 1 from above,
3 eine Detail-Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 im Bereich der Formgebungs-Einrichtung, 3 a detailed view of the device according to 1 in the field of forming equipment,
4 eine Ansicht eines Resonanz-Systems der Formgebungs-Einrichtung, 4 a view of a resonance system of the shaping device,
5 einen Schnitt durch das Resonanz-System gemäß 4, 5 a section through the resonance system according to 4 .
6 eine Ansicht eines weiteren Resonanz-Systems der Formgebungs-Einrichtung und 6 a view of another resonance system of the shaping device and
7 einen Schnitt durch das Resonanz-System gemäß 6, 7 a section through the resonance system according to 6 .
8 eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 8th a schematic view of the device according to another embodiment,
9 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 8 und 9 a plan view of a section of the device according to 8th and
10 eine weitere Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Vorrichtung gemäß 8. 10 a further plan view of a section of a device according to 8th ,
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die parallele aber nicht versetzte Anordnung der Sonotroden (vgl. 2) wird als nicht zur Erfindung gehörig angesehen. Ihre Darstellung dient lediglich dem besseren Verständnis der Technologie. Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Haftverschlussteils aus einem thermoplastischen Kunststoff umfasst eine Formgebungs-Einrichtung 1 und eine Transport-Einrichtung 2. Die Transport-Einrichtung 2 umfasst eine Abroll-Einheit 3 zum Abrollen eines flächigen Trägerteils 4, auf welchem eine Vielzahl von einstückig mit dem Trägerteil 4 ausgebildeten, von diesem abstehenden Stängel 5 einer Ausgangs-Länge L ausgebildet ist. Die Stängel 5 sind stiftförmig, insbesondere im Wesentlichen zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Ihr Durchmesser kann ausgehend vom Trägerteil 4 konisch zulaufend, konstant oder sich konisch erweiternd sein. Die exakte Form der Stängel 5 hängt von deren Herstellung ab. Des Weiteren umfasst die Transport-Einrichtung 2 zwei der Formgebungs-Einrichtung 1 in einer Transport-Richtung 6 vorgeordnete Umlenk-Walzen 7 und 8, zwei der Formgebungs-Einrichtung 1 in Transport-Richtung 6 nachgeordnete Umlenk-Walzen 9 und 10 und eine diesen in Transport-Richtung 6 nachgeordnete Aufroll-Einheit 11. Die Abroll-Einheit 3 umfasst eine erste Vorrats-Walze 12, welche drehbar um eine Abroll-Achse 13 gelagert ist. Die Abroll-Achse 13 verläuft senkrecht zur Transport-Richtung 6. Außerdem umfasst die Abroll-Einheit 3 ein Träger-Gestell 14 auf Rollen 15. Die Rollen 15 sind drehbar um eine Achse 16, welche senkrecht zur Abroll-Achse 13 angeordnet ist, gelagert. Die Rollen 15 sind darüber hinaus feststellbar. Hierdurch ist die Abroll-Einheit 3 einerseits auf einfache Weise verschiebbar, andererseits jedoch genauso einfach gegen ein Verschieben in Transport-Richtung 6 sicherbar.The following is with reference to the 1 to 7 an embodiment of the invention described. The parallel but not staggered arrangement of the sonotrodes (cf. 2 ) is not considered to belong to the invention. Their representation is only for a better understanding of the technology. A device for producing a thermoplastic closure adhesive closure part comprises a shaping device 1 and a transportation facility 2 , The transport facility 2 includes a roll-off unit 3 for unrolling a flat carrier part 4 on which a plurality of integral with the support part 4 trained, projecting from this stalk 5 an initial Length L is formed. The stems 5 are pin-shaped, in particular substantially cylindrical or frustoconical. Their diameter can start from the carrier part 4 tapered, constant or conically widening. The exact shape of the stems 5 depends on their production. Furthermore, the transport device includes 2 two of the shaping device 1 in a transport direction 6 upstream deflection rollers 7 and 8th two of the shaping device 1 in transport direction 6 downstream deflection rollers 9 and 10 and a transport direction 6 Subordinate rewinder unit 11 , The unroll unit 3 includes a first supply roll 12 which is rotatable about a roll-off axis 13 is stored. The roll-off axis 13 runs perpendicular to the transport direction 6 , It also includes the roll-off unit 3 a carrier frame 14 on rollers 15 , The roles 15 are rotatable about an axis 16 which is perpendicular to the unwinding axis 13 is arranged, stored. The roles 15 are also detectable. This is the unroll unit 3 on the one hand easily displaced, on the other hand, however, just as easy against shifting in the transport direction 6 securable.
Bezüglich des Aufbaus der Aufroll-Einheit 11 wird auf die Abroll-Einheit 3 verwiesen, wobei anstelle der ersten Vorrats-Walze 12 eine zweite Vorrats-Walze 17, welche drehbar um eine Aufroll-Achse 18 gelagert ist, tritt.Regarding the construction of the reeling unit 11 gets on the unroll unit 3 referenced, wherein instead of the first supply roll 12 a second supply roll 17 which rotatable about a roll-up axis 18 is stored, occurs.
Die erste und zweite Umlenk-Walze 7 und 8 sind drehbar, insbesondere drehantreibbar um eine erste bzw. zweite Umlenk-Walzen-Achse 19 bzw. 20 gelagert. Die erste und zweite Umlenk-Walzen-Achse 19, 20 verlaufen parallel zueinander und parallel zur Abroll-Achse 11. Die erste und zweite Umlenk-Walze 7 und 8 sind derart unter Ausbildung eines Spalts zueinander angeordnet, dass das Trägerteil 4 durch diesen Spalt hindurchführbar ist, ohne dass hierbei die Stängel 5 beschädigt werden. Die freie Öffnung des Spalts ist insbesondere durch Regulierung des Abstands der ersten Umlenk-Walzen-Achse 19 von der zweiten Umlenk-Walzen-Achse 20 an die Ausgangs-Länge L der Stängel 5 anpassbar.The first and second deflection roller 7 and 8th are rotatable, in particular rotatably driven about a first and second deflection roller axis 19 respectively. 20 stored. The first and second deflection roller axle 19 . 20 run parallel to each other and parallel to the unwinding axis 11 , The first and second deflection roller 7 and 8th are arranged to form a gap to each other that the carrier part 4 can be passed through this gap, without causing the stems 5 to be damaged. The free opening of the gap is in particular by regulation of the distance of the first deflection roller axis 19 from the second deflection roller axis 20 to the initial length L of the stems 5 customizable.
Das Trägerteil 4 weist eine im Folgenden als Oberseite 21 bezeichnete erste Seite auf, auf welcher die Stängel 5 angeordnet sind, sowie eine zweite, den Stängeln 5 abgewandte Seite, welche im Folgenden als Unterseite 22 bezeichnet wird. Das Trägerteil 4 hat eine Breite B.The carrier part 4 has one below as the top 21 designated first page on which the stems 5 are arranged, as well as a second, the stems 5 opposite side, which in the following as the bottom 22 referred to as. The carrier part 4 has a width B.
Die erste Umlenk-Walze 7 ist auf der Oberseite 21 des Trägerteils 4 angeordnet, insbesondere derart, dass ihre Oberfläche 23 mit den freien Enden der Stängel 5 in Berührung kommt. Die Oberfläche 23 ist vorteilhafterweise elastisch, insbesondere weich ausgebildet. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann auf die erste Umlenk-Walze 7 verzichtet werden.The first deflection roller 7 is on the top 21 the carrier part 4 arranged, in particular such that their surface 23 with the free ends of the stems 5 comes into contact. The surface 23 is advantageously elastic, in particular soft. In an alternative, not shown embodiment can on the first deflection roller 7 be waived.
Die auf der Unterseite 22 des Trägerteils 4 angeordnete, zweite Umlenk-Walze 8 weist eine rutschfeste Oberfläche auf. Die zweite Umlenk-Walze 8 ist bezüglich der Abroll-Einheit 3 derart angeordnet, dass das von der Abroll-Einheit 3 abzurollende Trägerteil 4 über einen hinreichend großen. Umfangswinkel U auf der zweiten Umlenk-Walze 8 aufliegt, was bei Drehung der zweiten Umlenk-Walze 8 zu einem Abrollen des Trägerteils 4 von der Abroll-Einheit 3 führt. Der Umfangswinkel U, über den das Trägerteil 4 auf der zweiten Umlenk-Walze 8 aufliegt, beträgt mindestens 30°, insbesondere mindestens 60°. Das Trägerteil 4 liegt somit unter Reibschluss auf der zweiten Umlenk-Walze 8 auf.The one on the bottom 22 the carrier part 4 arranged, second deflecting roller 8th has a non-slip surface. The second deflection roller 8th is regarding the unwind unit 3 arranged such that by the unwinding unit 3 unrolled carrier part 4 over a sufficiently large. Circumferential angle U on the second deflection roller 8th rests, what with rotation of the second deflection roller 8th to a rolling of the support member 4 from the unroll unit 3 leads. The circumferential angle U, over which the carrier part 4 on the second deflection roller 8th rests, is at least 30 °, in particular at least 60 °. The carrier part 4 is thus frictionally engaged on the second deflection roller 8th on.
Die der Formgebungs-Einrichtung 1 in Transport-Richtung 6 nachgeordnete dritte Umlenk-Walze 9 ist entsprechend der ersten Umlenk-Walze 7, die vierte Umlenk-Walze 10 entsprechend der zweiten Umlenk-Walze 8 aufgebaut. Die dritte Umlenk-Walze 9 ist um eine dritte Umlenk-Walzen-Achse 24 drehbar gelagert. Die vierte Umlenk-Walze 10 ist um eine vierte Umlenk-Walzen Achse 25, welche parallel zur dritten Umlenk-Walzen-Achse 24 und parallel zur Abroll-Achse 13 angeordnet ist, gelagert. Der zwischen der dritten und vierten Umlenk-Walze 9 und 10 gebildete Spalt zur Durchführung des Trägerteils 4 ist höchstens so groß wie der zwischen der ersten und zweitens Umlenk-Walze 7 und 8 gebildete Spalt. Die dritte Umlenk-Walze 9 kann in einer alternativen Ausführungsform wegfallen.The shaping device 1 in transport direction 6 downstream third deflection roller 9 is corresponding to the first deflection roller 7 , the fourth deflection roller 10 according to the second deflection roller 8th built up. The third deflection roller 9 is about a third deflection roller axis 24 rotatably mounted. The fourth deflection roller 10 is about a fourth deflection rollers axis 25 , which are parallel to the third deflection roller axis 24 and parallel to the roll-off axis 13 is arranged, stored. The between the third and fourth deflection roller 9 and 10 formed gap for the implementation of the carrier part 4 is at most as large as that between the first and second deflection roller 7 and 8th formed gap. The third deflection roller 9 may be omitted in an alternative embodiment.
Über eine in den Figuren nicht dargestellte Antriebs-Einrichtung ist insbesondere die auf der Unterseite 22 des Trägerteils 4 angeordnete zweite und vierte Umlenk-Walze 8 und 10 antreibbar. Das Trägerteil 4 ist somit mittels der Transport-Einrichtung 2 in Transport-Richtung 6 transportierbar. Die erreichbare Arbeitsgeschwindigkeit liegt hierbei im Bereich von 1 m/min bis 50 m/min. Das Trägerteil 4 ist mittels der Umlenk-Walzen 7 und 8 einerseits und der Umlenk-Walzen 9 und 10 andererseits in einem Mitten-Bereich 26 spannbar. Hierbei ist die Spannung des Trägerteils 4 im Mitten-Bereich 26, insbesondere im Bereich der Formgebungs-Einrichtung 1, mittels der drehantreibbaren Umlenk-Walzen 7, 8, 9 und 10 regulierbar.About a not shown in the figures drive device is in particular the on the bottom 22 the carrier part 4 arranged second and fourth deflection roller 8th and 10 drivable. The carrier part 4 is thus by means of the transport device 2 in transport direction 6 transportable. The achievable operating speed is in the range of 1 m / min to 50 m / min. The carrier part 4 is by means of the deflection rollers 7 and 8 on the one hand and the deflection rollers 9 and 10 on the other hand in a middle area 26 tensioned. Here is the tension of the carrier part 4 in the middle area 26 , in particular in the field of shaping device 1 , by means of the rotatably driven deflection rollers 7 . 8th . 9 and 10 adjustable.
Im Folgenden wird die Formgebungs-Einrichtung 1 beschrieben. Die Formgebungs-Einrichtung 1 umfasst eine Ultraschall-Anlage 27, welche ihrerseits einen Konverter 28, einen auch als Booster 29 bezeichneten Amplitudenverstärker und mindestens eine Sonotrode 30 umfasst. Die Ultraschall-Anlage 27 umfasst insbesondere eine Vielzahl von Sonotroden 30. Die Sonotroden 30 sind parallel zueinander angeordnet. Die Anzahl der Sonotroden 30 ist an die Breite B des Trägerteils 4 anpassbar. Der Konverter 28, der Booster 29 und die Sonotroden 30 bilden zusammen ein Resonanz-System. Der Konverter 28 weist elektrische Schwingelemente 31 aus einer Piezokeramik auf, welche derart angeordnet sind, dass beim Anlegen einer elektrischem Wechselspannung eine mechanische Schwingung in einer gewünschten Ausrichtung erfolgt. Der Konverter ist dadurch zu Schwingungen mit einer Frequenz f im Bereich von 20 kHz bis 70 kHz, insbesondere 30 kHz bis 50 kHz, insbesondere 35 kHz anregbar. Der Booster 29 ist schwingungsübertragend ausgebildet und zwischen dem Konverter 28 und der Sonotroden 30 angeordnet. Mittels der spezifischen Ausgestaltung des Boosters 29 ist die Schwingungsamplitude der Sonotroden 30 regulierbar. Der Booster 29 ist austauschbar. Der Verstärkungsfaktor des Boosters 29 liegt im Bereich von 0,5 bis 5, insbesondere im Bereich von 1 bis 3. Die Sonotroden 30 sind als Roll-Sonotroden ausgebildet. Sie sind rotationssymmetrisch zu einer Sonotroden-Achse 32. Die Sonotroden 30 haben insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 5 cm bis 20 cm, insbesondere im Bereich von 8 cm bis 15 cm, insbesondere im Bereich von 9,5 cm bis 10 cm. In Richtung der Sonotroden-Achse 32 haben die Sonotroden 30 jeweils eine Ausdehnung im Bereich von 1 cm bis 10 cm, insbesondere im Bereich von 3 cm bis 5 cm. Zusammen überdecken die Sonotroden 30 in Richtung der Sonotroden-Achse 32 einen Bereich, welcher mindestens so groß ist wie die Breite B des Trägerteils 4. Der Abstand der einzelnen Sonotroden zueinander in Richtung der Sonotroden Achse 32 ist an die Ausgestaltung des Trägerteils 4 anpassbar. Er beträgt insbesondere höchstens 10 cm. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Abstand der einzelnen Sonotroden 30 zueinander in Richtung senkrecht zur Transport-Richtung 6 minimal sein, das heißt sie können sich in unmittelbarem Kontakt befinden. Die Sonotroden 30 sind insbesondere mittels einer Zahnriemenradbefestigung mit dem Konverter 29 verbunden. Die Sonotroden 30 sind aus Metall, insbesondere aus Titan, einer hochfesten Aluminiumlegierung oder aus Stahl. Die Sonotroden 30 sind zu Radialschwingungen, d. h. Schwingungen senkrecht zur Sonotroden-Achse 32, anregbar. Die geometrische Ausgestaltung der Sonotroden 30 ist so gewählt, dass sie eine Resonanz-Frequenz aufweist, welche gerade der Frequenz f der vom Konverter 28 erzeugbaren Schwingungen entspricht. Die Sonotroden 30 sind drehbar in einer ersten Drehrichtung 43 um die eine erste Drehachse bildende, gemeinsame Sonotroden-Achse 32 gelagert. Vorteilhafterweise ist auch der Booster 29 und der Konverter 28 drehbar um die Sonotroden Achse 32. Zum Antrieb der Sonotroden ist eine von einem Motor 45 antreibbare Welle 47 vorgesehen, welche mittels eines Zahnriemens 46 an die Sonotroden 30 gekoppelt ist.The following is the shaping device 1 described. The shaping device 1 includes an ultrasound system 27 , which in turn is a converter 28 , one as a booster 29 designated amplitude amplifier and at least one sonotrode 30 includes. The ultrasound system 27 includes in particular a plurality of sonotrodes 30 , The sonotrodes 30 are arranged parallel to each other. The number of sonotrodes 30 is at the Width B of the carrier part 4 customizable. The converter 28 , the booster 29 and the sonotrodes 30 together form a resonance system. The converter 28 has electrical oscillating elements 31 from a piezoceramic, which are arranged such that upon application of an electrical alternating voltage, a mechanical oscillation takes place in a desired orientation. The converter can thereby be excited to oscillate at a frequency f in the range from 20 kHz to 70 kHz, in particular 30 kHz to 50 kHz, in particular 35 kHz. The booster 29 is designed to transmit vibration and between the converter 28 and the sonotrodes 30 arranged. By means of the specific design of the booster 29 is the oscillation amplitude of the sonotrodes 30 adjustable. The booster 29 is exchangeable. The gain of the booster 29 is in the range of 0.5 to 5, in particular in the range of 1 to 3. The sonotrodes 30 are designed as roll sonotrodes. They are rotationally symmetrical to a sonotrode axis 32 , The sonotrodes 30 in particular have a diameter in the range of 5 cm to 20 cm, in particular in the range of 8 cm to 15 cm, in particular in the range of 9.5 cm to 10 cm. In the direction of the sonotrode axis 32 have the sonotrodes 30 in each case an extension in the range of 1 cm to 10 cm, in particular in the range of 3 cm to 5 cm. Together, the sonotrodes cover 30 in the direction of the sonotrode axis 32 an area which is at least as large as the width B of the support part 4 , The distance between the individual sonotrodes in the direction of the sonotrode axis 32 is the design of the support member 4 customizable. In particular, it is at most 10 cm. In a particularly advantageous embodiment, the distance of the individual sonotrodes 30 to each other in the direction perpendicular to the transport direction 6 be minimal, meaning they can be in direct contact. The sonotrodes 30 are in particular by means of a Zahnstiemenradbefestigung with the converter 29 connected. The sonotrodes 30 are made of metal, in particular titanium, a high-strength aluminum alloy or steel. The sonotrodes 30 are to radial vibrations, ie vibrations perpendicular to the sonotrode axis 32 , excitable. The geometric design of the sonotrodes 30 is chosen to have a resonant frequency which is just the frequency f of the converter 28 corresponds to producible vibrations. The sonotrodes 30 are rotatable in a first direction of rotation 43 about the first axis of rotation forming common sonotrode axis 32 stored. Advantageously, the booster is also 29 and the converter 28 rotatable about the sonotrode axis 32 , To drive the sonotrodes is one of a motor 45 drivable shaft 47 provided, which by means of a toothed belt 46 to the sonotrodes 30 is coupled.
Die Sonotroden Achse 32 verläuft parallel zur Oberseite 21 des Trägerteils 4, parallel zu den Umlenk-Walzen-Achsen 20 und 25 und senkrecht zur Transport-Richtung 6.The sonotrodes axis 32 runs parallel to the top 21 the carrier part 4 , parallel to the deflection roller axes 20 and 25 and perpendicular to the transport direction 6 ,
Die Formgebungs-Einrichtung 1 umfasst außerdem einen als Gegenrad 33 ausgebildeten Anschlag. Das Gegenrad 33 erstreckt sich in Richtung der Sonotroden-Achse 32 zumindest über die Breite B des Trägerteils 4. Es ist möglich, anstelle eines einzigen walzenförmigen Gegenrads 33 eine Vielzahl von Gegenrändern 33 vorzusehen, wobei die Anzahl und Erstreckung in Richtung der Sonotroden-Achse 32 der Gegenräder 33 gerade denen der Sonotroden 30 entspricht. Das Gegenrad 33 ist ebenfalls drehbar in einer zweiten Drehrichtung 44, insbesondere drehantreibbar um eine parallel zur Sonotroden-Achse 32 verlaufende, eine zweite Drehachse bildende Gegenrad-Achse 34 gelagert. Die zweite Drehrichtung 44 ist entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung 43. Das Gegenrad 33 hat einen Durchmesser, welcher dem Durchmesser der Sonotroden 30 entspricht. Das Gegenrad 33 und die Sonotroden 30 sind synchronisiert, gegenläufig antreibbar. Senkrecht zur Transport-Richtung 6 ist zwischen den Sonotroden 30 und dem Gegenrad 33 ein Durchführspalt 35 ausgebildet. Der Durchführspalt 35 hat eine freie Öffnung D.The shaping device 1 also includes one as a mating wheel 33 trained stop. The mating wheel 33 extends in the direction of the sonotrode axis 32 at least over the width B of the carrier part 4 , It is possible, instead of a single cylindrical counter-wheel 33 a variety of counter edges 33 provide, with the number and extent in the direction of the sonotrode axis 32 the mating wheels 33 just those of the sonotrodes 30 equivalent. The mating wheel 33 is also rotatable in a second direction of rotation 44 , in particular rotatably drivable about a parallel to the sonotrode axis 32 extending, a second axis of rotation forming counter-wheel axis 34 stored. The second direction of rotation 44 is opposite to the first direction of rotation 43 , The mating wheel 33 has a diameter which corresponds to the diameter of the sonotrodes 30 equivalent. The mating wheel 33 and the sonotrodes 30 are synchronized, can be driven in opposite directions. Perpendicular to the transport direction 6 is between the sonotrodes 30 and the mating wheel 33 a lead-through gap 35 educated. The lead-through gap 35 has a free opening D.
Der Abstand der Gegenrad-Achse 34 von der Sonotroden-Achse 32 ist regulierbar. Hierzu ist die Lage der Gegenrad-Achse 34 senkrecht zur Transport-Richtung 6 und senkrecht zur Richtung der Gegenrad-Achse 34 verschiebbar. Der Abstand der Gegenrad-Achse 34 von der Sonotroden-Achse 32 ist insbesondere so einstellbar, dass die freie Öffnung D des Durchführspalts 35 kleiner ist als die Ausgangs-Länge L der Stängel 5.The distance of the counter-wheel axis 34 from the sonotrode axis 32 is adjustable. For this purpose, the position of the counter-wheel axis 34 perpendicular to the transport direction 6 and perpendicular to the direction of the counter-wheel axis 34 displaceable. The distance of the counter-wheel axis 34 from the sonotrode axis 32 is in particular adjustable so that the free opening D of the feedthrough gap 35 smaller than the initial length L of the stems 5 ,
Die Drehgeschwindigkeit der drehantreibbaren Sonotroden 30 und des in Gegenrichtung drehantreibbaren Gegenrades 33 sind außerdem an die Transport-Geschwindigkeit der Transport-Einrichtung 2 anpassbar, insbesondere mit dieser synchronisierbar.The rotational speed of the rotary drivable sonotrodes 30 and in the opposite direction rotatably driven counter-wheel 33 are also at the transport speed of the transport facility 2 customizable, especially with this synchronizable.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Formgebungs-Einrichtung 1 mittels einer Verschiebe-Einrichtung 36 parallel zur Transport-Richtung 6 verschiebbar gelagert. Die Verschiebe-Einrichtung 36 umfasst eine Basis 37 zur Halterung der Ultraschall-Anlage 27, welche mittels in der 1 nur schematisch dargestellter Verschiebe-Mittel 38 auf einer Verschiebe-Bahn 39 parallel zur Transport-Richtung 5 verschiebbar ist. Es ist jedoch ebenso möglich, die Formgebungs-Einrichtung 1 ortsfest anzuordnen.According to the in 1 The embodiment shown is the shaping device 1 by means of a shifting device 36 parallel to the transport direction 6 slidably mounted. The sliding device 36 includes a base 37 for holding the ultrasonic system 27 , which means in the 1 only schematically illustrated shifting means 38 on a shift track 39 parallel to the transport direction 5 is displaceable. However, it is also possible to use the shaping device 1 to arrange stationary.
Die Transport-Einrichtung 2 sowie die Sonotroden 30 und das Gegenrad 33 sind kontinuierlich antreibbar. Sie können auch mittels einer nicht dargestellten Steuer-Einheit getaktet antreibbar sein.The transport facility 2 as well as the sonotrodes 30 and the mating wheel 33 are continuously drivable. You can also be driven clocked by a control unit, not shown clocked.
Insbesondere kann der Antrieb der Transport-Einrichtung 2 bzw. der Sonotroden 30 und des Gegenrads 33 an einen Antrieb der Verschiebe-Einrichtung 36 gekoppelt sein. In particular, the drive of the transport device 2 or the sonotrodes 30 and the counter-wheel 33 to a drive of the displacement device 36 be coupled.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben. Das auf der ersten Vorrats-Walze 12 aufgerollte Trägerteil 4 wird zunächst derart zwischen der ersten und zweiten Umlenk-Walze 7 und 8, den Sonotroden 30 und dem Gegenrad 33 und der dritten und vierten Umlenk-Walze 9 und 10 hindurchgeführt, dass die Unterseite 22 des Trägerteils 4 mit der zweiten Umlenk-Walze 8, dem Gegenrad 33 und der vierten Umlenk-Walze 10 in Berührung ist, während die Stängel 5 mit der ersten Umlenk-Walze 7, den Sonotroden 30 und der dritten Umlenk-Walze 9 in Berührung kommen. Auf der in Transport-Richtung 6 nachgeordneten Seite der dritten und vierten Umlenk-Walze 9 und 10 wird das Trägerteil 4 auf die zweite Vorrats-Walze 17 aufgerollt. Mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Antriebs-Einrichtung wird das Trägerteil 4 von der ersten Vorrats-Walze 12 der Abroll-Einheit 3 abgerollt und gleichzeitig auf die zweite Vorrats-Walze 17 der Aufroll-Einheit 11 aufgerollt. Die Umlenk-Walzen 7, 8, 9 und 10 sorgen beim Transport des Trägerteils 4 insbesondere dafür, dass das Trägerteil 4 im Mitten-Bereich 26 der Vorrichtung stets leicht gespannt ist. In der Formgebungs-Einrichtung 1 werden die freien Enden der Stängels auf der Oberseite 21 des Trägerteils 4 zu fertigen Verhakungs-Elementen 40 umgeformt. Die Verhakungs-Elemente 40 weisen einen Kopf 41 und einen Fuß 42 auf. Die Umformung der Stängel 5 zu Verhakungs-Elementen 40 geschieht mittels Ultraschall. Hierzu wird mittels der Ultraschall-Anlage 27 Ultraschall in einem Frequenzbereich von 15 kHz bis 70 kHz, insbesondere 20 kHz bis 50 kHz, insbesondere 30 kHz bis 40 kHz erzeugt. Vorteilhafterweise wird der Transport des Trägerteils 4 relativ zur Formgebungs-Einrichtung 1 für die Dauer der Kokett der Stängel-Enden mit den Sonotroden 30 unterbrochen. Hierzu wird die Transport-Einrichtung 2 sowie die Sonotroden 30 und das Gegenrad 33 getaktet angetrieben. Alternativ hierzu ist es möglich, die Formgebungs-Einrichtung 1 während der Kontaktzeit der Stängel-Enden mit den Sonotroden 30 mittels der Verschiebe-Einrichtung 36 synchronisiert mit dem Trägerteil 4 in Transport-Richtung 6 zu verschieben. Hierdurch lassen sich ungünstige Querbelastungen auf die Stängel 5 vermeiden. Die hochfrequenten Schwingungen werden mittels des Boosters 29 vom Konverter 28 auf die Sonotroden 30 übertragen. Diese werden insbesondere zu Radialschwingungen senkrecht zur Sonotroden-Achse 32 und senkrecht zur Transport-Richtung 6, somit parallel zur Ausrichtung der Stängel 5 angeregt. Beim Hindurchführen des Trägerteils 4 mit den Stängeln 5 durch den Durchführspalt 35 zwischen dem Gegenrad 33 und den Sonotroden 30 wird die Ultraschall-Energie in die freien Stängel-Enden übertragen. Dies führt zu einer Aufweichung der Stängel-Enden.The operation of the device will now be described. That on the first supply roll 12 rolled-up carrier part 4 is first so between the first and second deflection roller 7 and 8th , the sonotrodes 30 and the mating wheel 33 and the third and fourth deflecting rollers 9 and 10 passed through the bottom 22 the carrier part 4 with the second deflection roller 8th , the mating wheel 33 and the fourth deflecting roller 10 is in contact while the stems 5 with the first deflection roller 7 , the sonotrodes 30 and the third deflecting roller 9 come in contact. On the in transport direction 6 downstream side of the third and fourth deflection roller 9 and 10 becomes the carrier part 4 on the second supply roller 17 rolled up. By means of a drive device, not shown in the figures, the support member 4 from the first supply roll 12 the unroll unit 3 unrolled and at the same time on the second supply roll 17 the rewinder unit 11 rolled up. The deflection rollers 7 . 8th . 9 and 10 take care when transporting the carrier part 4 in particular for the fact that the carrier part 4 in the middle area 26 the device is always slightly tensioned. In the molding facility 1 Be the free ends of the stem on the top 21 the carrier part 4 to finished interlocking elements 40 reshaped. The hooking elements 40 have a head 41 and a foot 42 on. The reshaping of the stems 5 to hooking elements 40 happens by means of ultrasound. This is done by means of the ultrasonic system 27 Ultrasound generated in a frequency range of 15 kHz to 70 kHz, in particular 20 kHz to 50 kHz, in particular 30 kHz to 40 kHz. Advantageously, the transport of the carrier part 4 relative to the shaping device 1 for the duration of the coquetting of the stem ends with the sonotrodes 30 interrupted. This is the transport facility 2 as well as the sonotrodes 30 and the mating wheel 33 clocked driven. Alternatively, it is possible to use the shaping device 1 during the contact time of the stem ends with the sonotrodes 30 by means of the shifting device 36 synchronized with the carrier part 4 in transport direction 6 to move. This can be unfavorable lateral loads on the stems 5 avoid. The high-frequency vibrations are by means of the booster 29 from the converter 28 on the sonotrodes 30 transfer. These become in particular radial vibrations perpendicular to the sonotrode axis 32 and perpendicular to the transport direction 6 , thus parallel to the alignment of the stems 5 stimulated. When passing the carrier part 4 with the stems 5 through the lead-through gap 35 between the mating wheel 33 and the sonotrodes 30 The ultrasound energy is transferred to the free stem ends. This leads to a softening of the stem ends.
Die Schwingungsamplitude der Sonotroden 30 liegt hierbei im Bereich von 1 μm bis 100 μm, insbesondere im Bereich vom 10 μm bis 50 μm, insbesondere im Bereich von 20 μm bis 30 μm. Die Kontaktzeit der Stängel-Enden mit den Sonotroden 30 kann hierbei sehr kurz gehalten werden. Sie liegt insbesondere im Bereich von 0,1 ms bis 10 ms, insbesondere 0,5 ms bis 5 ms, insbesondere 1 ms bis 2 ms.The oscillation amplitude of the sonotrodes 30 in this case is in the range of 1 .mu.m to 100 .mu.m, in particular in the range of 10 .mu.m to 50 .mu.m, in particular in the range of 20 microns to 30 microns. The contact time of the stem ends with the sonotrodes 30 can be kept very short. It is in particular in the range of 0.1 ms to 10 ms, in particular 0.5 ms to 5 ms, in particular 1 ms to 2 ms.
Die vom Konverter 28 der Ultraschall-Anlage 27 umgesetzte Leistung liegt hierbei im Bereich von 100 Watt bis 1.000 Watt.The from the converter 28 the ultrasound system 27 Converted power is in the range of 100 watts to 1,000 watts.
Da sich die Sonotroden 30 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit auf den Stängeln 5 abrollen wie das Trägerteil 4 von der Transport-Einrichtung 2 transportiert wird, und die Schwingungen der Sonotroden 30 in einer Richtung parallel zu den Stängeln 5 verlaufen, werden ungünstige Querbelastungen auf die Stängel 5 vermieden.Because the sonotrodes 30 with the same speed of rotation on the stems 5 unroll as the carrier part 4 from the transport facility 2 is transported, and the vibrations of the sonotrodes 30 in a direction parallel to the stems 5 are lost, unfavorable transverse loads on the stems 5 avoided.
Die derart aufgeweichten freien Enden der Stängel 5 werden beim Durchführen des Trägerteils 4 durch den Durchführspalt 35 zu Köpfen 41 von Verhakungs-Elementen 40 umgeformt. Die Köpfe 41 sind über die Füße 42, welche zumindest im Wesentlichen den ursprünglichen Stängeln 5 entsprechen, mit dem Trägerteil 4 verbunden. Die genaue geometrische Form der Köpfe 41 ist über die Leistung der Ultraschall-Anlage 27, die Schwingungsamplitude, welche insbesondere mittels des austauschbaren Boosters 29 wählbar ist, die freie Öffnung D des Durchführspalts 35, die Kontaktdauer der Stängel 5 mit den Sonotroden 30, die Oberflächengestaltung der Sonotroden 30 sowie selbstverständlich die Ausgangsform der Stängel 5 beeinflussbar.The thus softened free ends of the stems 5 be when performing the carrier part 4 through the lead-through gap 35 to heads 41 of hooking elements 40 reshaped. The heads 41 are over the feet 42 which are at least substantially the original stems 5 correspond with the carrier part 4 connected. The exact geometric shape of the heads 41 is about the performance of the ultrasound system 27 , the vibration amplitude, which in particular by means of the replaceable booster 29 is selectable, the free opening D of the feedthrough gap 35 , the contact duration of the stems 5 with the sonotrodes 30 , the surface design of the sonotrodes 30 and of course the initial shape of the stems 5 influenced.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Vorschub des Trägerteils 4 getaktet Hierbei ist der Vorschub jeweils unterbrochen, wenn sich ein Stängel 5 im Durchführspalt 35 befindet, d. h. wenn das freie Stängel Ende mit den Sonotroden 30 in Kontakt steht.In a particularly preferred embodiment, the feed of the carrier part takes place 4 clocked Here, the feed is interrupted when a stalk 5 in the lead-through 35 ie, if the free stem end with the sonotrodes 30 in contact.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten die selben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Formgebungs-Einrichtung 1a eine Vielzahl von Ultraschall-Anlagen 27a, welche in Transport-Richtung 6 versetzt zueinander angeordnet sind. Als Anschlag ist eine vertikal verschiebbare Auflageplatte 48 vorgesehen. Der Abstand der Auflageplatte 48 von den Sonotroden 30 ist in Transport-Richtung 6 konstant. Die freie Öffnung D des Durchführspalts 35 zwischen der Auflageplatte 48 und den einzelnen Sonotroden 30 ist somit für alle Sonotroden 30 identisch. Es ist jedoch möglich, die Auflageplatte 48 derart anzuordnen, dass die freie Öffnung D des Durchführspalts 35 insbesondere in Transport-Richtung 6 variiert, insbesondere abnimmt. Hierdurch ist es möglich, auf einem einzigen Trägerteil 4 Verhakungs-Elemente 40 mit unterschiedlicher Geometrie herzustellen. Zum Verschieben der Auflageplatte 48 weist die Formgebungs-Einrichtung 1a eine Hebeeinrichtung 49 auf Mithilfe der Hebeeinrichtung 49 ist der Abstand der Auflageplatte 48 von den Sonotroden 30 präzise einstellbar. Bei der Hebeeinrichtung 49 handelt es sich insbesondere um eine hydraulische oder pneumatische Hebeeinrichtung. Alternative Hebeeinrichtungen sind jedoch denkbar. Wie in den 9 und 10 dargestellt, sind die Ultraschall-Anlagen 27a sowohl in Transport-Richtung 6 als auch senkrecht zu dieser versetzt angeordnet. Sie sind insbesondere derart angeordnet, dass die Sonotroden 30 die Breite B des Trägerteils 4 vollständig und lückenlos überdecken. Die Sonotroden 30 können hierzu in Richtung senkrecht zur Transport-Richtung 6 überlappend angeordnet sein. Die Sonotroden 30 sind insbesondere mittels der Zahnriemen 46 an die gemeinsame Welle 47 gekoppelt. Sie werden somit von dem gemeinsamen Motor 45 angetrieben. Sie sind somit insbesondere synchronisiert angetrieben. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, die Sonotroden 30 jeweils einzeln anzutreiben.The following is with reference to the 8th to 10 a further embodiment of the invention described. Identical parts are given the same reference numerals as in the first embodiment, to the description of which reference is hereby made. Structurally different, but functionally similar parts receive the same reference numerals with a following a. In this embodiment, the shaping device comprises 1a a variety of ultrasound systems 27a which are in transport direction 6 offset from one another. As a stop is a vertically displaceable support plate 48 intended. The distance of the support plate 48 from the sonotrodes 30 is in transport direction 6 constant. The free opening D of the lead-through gap 35 between the platen 48 and the individual sonotrodes 30 is thus for all sonotrodes 30 identical. However, it is possible the platen 48 to be arranged such that the free opening D of the feedthrough gap 35 especially in the transport direction 6 varies, in particular decreases. This makes it possible on a single carrier part 4 Snagging items 40 produce with different geometry. To move the support plate 48 has the shaping device 1a a lifting device 49 on the help of the lifting device 49 is the distance of the platen 48 from the sonotrodes 30 precisely adjustable. At the lifting device 49 it is in particular a hydraulic or pneumatic lifting device. However, alternative lifting devices are conceivable. As in the 9 and 10 shown, are the ultrasound systems 27a both in transport direction 6 as well as offset perpendicular to this. They are in particular arranged such that the sonotrodes 30 the width B of the carrier part 4 cover completely and completely. The sonotrodes 30 can do this in the direction perpendicular to the transport direction 6 be arranged overlapping. The sonotrodes 30 are in particular by means of the toothed belt 46 to the common wave 47 coupled. They are thus of the common engine 45 driven. They are thus driven in particular synchronized. It is of course possible, the sonotrodes 30 each to drive individually.
Die einzelnen Ultraschall-Anlagen 27a sind zumindest weitgehend identisch zueinander. Sie umfassen insbesondere identische Sonotroden 30.The individual ultrasound systems 27a are at least largely identical to each other. In particular, they comprise identical sonotrodes 30 ,
Es ist jedoch ebenso möglich, die Ultraschall-Anlagen 27a unterschiedlich auszubilden, insbesondere mit unterschiedlichen Konvertern 28 und/oder Boostern 29 und/oder Sonotroden 30 zu versehen.However, it is equally possible the ultrasound systems 27a to train differently, especially with different converters 28 and / or boosters 29 and / or sonotrodes 30 to provide.
