DE19541427A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablegen und Fixieren eines dünnen Metalldrahtes auf einer thermoplastischen Folie einer Verbundglasscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen und Fixieren eines dünnen Metalldrahtes auf der Oberfläche der thermoplastischen Folie einer Verbundglasscheibe, bei dem die thermoplastische Folie auf der Oberfläche einer zylindrischen Trommel durch Unterdruck festgehalten, die Trommel in Drehung versetzt, und der Metalldraht mit Hilfe einer ein beheiztes Einlegewerkzeug, eine Drahtvorratsspule und Mittel zur Führung des Drahtes von der Drahtvorratsspule unter das beheizte Einlegewerkzeug aufweisenden Drahtablegevorrichtung auf der Folie fortlaufend abgelegt wird, indem der Drahtablegevorrichtung auf einer parallel zur Trommelachse angeordneten Führungsbahn eine lineare Vorschubbewegung erteilt wird. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 42 01 620 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Drahtablegevorrichtung durch einen Spindeltrieb parallel zur Trommelachse bewegt, während sich die Trommel dreht. Durch gleichmäßigen Vorschub der Drahtablegevorrichtung mit Hilfe des Spindeltriebs wird der Draht wendelförmig auf der Trommeloberfläche abgelegt und bildet auf der Folie geradlinig verlaufende Drahtabschnitte in paralleler Anordnung. Das Einlegewerkzeug besteht in diesem Fall aus einer beheizten Druckrolle. Mit der Vorratsspule ist eine elektromagnetische Bremse gekoppelt, um den Draht unter einer bestimmten Spannung zu halten.

Das eingangs genannte Verfahren ist auch aus der EP 0443691 A1 bekannt. In diesem Fall wird der Draht vor der schraubenförmigen Ablage durch zwei ineinandergreifende Zahnräder verformt, so daß er auf der thermoplastischen Folie in Wellenform abgelegt wird.

Das bekannte Verfahren wird in großem Umfang zur Herstellung elektrisch heizbarer Verbundglasscheiben angewendet. Dabei werden auf der thermoplastischen Folie zunächst entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten der thermoplastischen Folie Sammelschienen in Form von verzinnten Kupferfolienstreifen befestigt. Nach dem schraubenartigen Ablegen des Metalldrahtes wird der Draht mit den Sammelschienen verbunden, indem ein weiterer verzinnter Kupferfolienstreifen auf den unteren Kupferfolienstreifen aufgelegt, und die beiden Kupferfolienstreifen unter Einschluß der Drähte miteinander verlötet werden. Die Drähte werden dann außerhalb der Sammelschienen durchgetrennt. Die mit den Drahtabschnitten belegte Folie wird dann von der Trommel abgenommen und zur Verbundglasscheibe weiterverarbeitet.

Heizbare Verbundglasscheiben finden sowohl im Bausektor als auch im Fahrzeugsektor Anwendung. In den meisten Fällen, insbesondere wenn es sich um rechteckige Glasscheiben handelt, ist die Anordnung der Heizdrähte in geradliniger Ausrichtung gewünscht, wie sie mit Hilfe des gattungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Auch bei von der Rechteckform abweichenden Scheibenformen, insbesondere bei heizbaren Autoheckscheiben, werden die Heizdrähte bisher in geradliniger Ausrichtung abgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß es die Ablage des Metalldrahtes auf der thermoplastischen Folie in beliebiger Kurvenform ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß der Antrieb für die lineare Vorschubbewegung der Drahtablegevorrichtung nach einem entsprechend der gewünschten Kurvenform der Drähte erstellten Zeit-Weg-Programm gesteuert wird.

Die Erfindung sieht also vor, anstelle eines gleichmäßigen Vorschubs der Drahtablegevorrichtung in nur einer Richtung die Bewegung der Drahtablegevorrichtung so zu steuern, daß der Vorschub der Drahtablegevorrichtung in beiden Richtungen nach einem festgelegten Zeit-Weg-Programm erfolgt, das aufgrund der geometrischen Daten für den gewünschten Kurvenverlauf der Drähte erstellt wird. Dabei ist die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtablegevorrichtung selbstverständlich von der Drehgeschwindigkeit der Trommel abhängig. Bei geringen Krümmungen der Drahtbahnen kann die Drehgeschwindigkeit der Trommel konstant bleiben, wenn die Richtung der Drähte im wesentlichen quer zur Längsachse der Trommel verläuft.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es zum Beispiel möglich, bei Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge, deren untere Kante mehr oder weniger stark kurvenförmig verläuft, die Heizdrähte in paralleler Anordnung zu dieser kurvenförmigen Kante auf der Folie abzulegen, gleich welche Gestalt diese kurvenförmige Kante hat.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Verfahren so geführt werden, daß zusätzlich auch der Antrieb für die Rotationsbewegung der Trommel nach dem entsprechend der gewünschten Kurvenform der Drähte erstellten Zeit-Weg-Programm gesteuert wird. Während bei gleichem Drehsinn der Trommel sich Heizscheiben herstellen lassen, bei denen die Drähte über Sammelschienen parallelgeschaltet sind, lassen sich durch schrittweise Drehung der Trommel und hin- und hergehende Linearbewegung der Drahtablegevorrichtung mäanderartige Bahnen des Drahtes, und durch sich wiederholende Drehrichtungsumkehr der Trommel und gegebenenfalls gleichzeitige hin- und hergehende Linearbewegung der Drahtablegevorrichtung konzentrische kreisförmige oder andere zueinander parallele Bahnen des Drahtes auf der Folie realisieren. Auf diese Weise kann der Draht praktisch in jeder gewünschten Form innerhalb der Verbundglasscheibe angeordnet werden.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, zusätzlich die Winkellage der Drahtablegevorrichtung um eine senkrecht oder etwa senkrecht zur Trommelachse stehende Drehachse entsprechend dem vorgegebenen Wegprogramm zu steuern. Dadurch wird erreicht, daß im Ablegepunkt keine quer zur jeweiligen Drahtrichtung gerichteten Kräfte auf den Draht ausgeübt werden, was zu Problemen bei der Drahtablage führen kann.

In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe einer Drahtablegevorrichtung durchgeführt, bei der das Einlegewerkzeug aus einer auf der Folie abrollenden Druckrolle besteht. Dabei können grundsätzlich sowohl Drahtablegeköpfe zum Einsatz kommen, mit denen ein gerader Draht in Kurvenform abgelegt wird, wie sie in der EP 0553025 A1 beschrieben sind, als auch die in der EP 0496669 B1 beschriebenen Drahtablegeköpfe, die sich zum Ablegen eines gewellten Drahtes eignen.

Nachfolgend wird anhand der einzigen Zeichnung eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung näher beschrieben.

Mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung sollen thermoplastische Folien 1, 2, beispielsweise aus Polyvinylbutyral, in einem ausgewählten Bereich mit kurvenförmig angeordneten dünnen Heizdrähten belegt werden.

Die Folien 1, 2 sind für die Herstellung von Windschutzscheiben vorgesehen, die eine etwa trapezartige Form mit den Seitenkanten 3, 4, der bogenartigen Unterkante 5 und der ebenfalls bogenartigen Oberkante 6 aufweisen. Die Folie selbst kann etwas größer sein als es der endgültigen Form der Windschutzscheibe entspricht. Der nach dem Zusammenlegen der Folie mit den Glasscheiben über die Glasscheiben überstehende Rand kann nach dem Zusammenlegen abgeschnitten werden. Die Unterkante 5 weist eine ausgeprägte bogenförmige Krümmung auf. Das untere Feld der Windschutzscheibe reicht im eingebauten Zustand bis unter die Motorhaube. Dieses untere Feld soll elektrisch beheizbar sein, wobei die Heizdrähte 8 parallel zur gekrümmten Unterkante 5 verlaufen sollen.

Die Vorrichtung umfaßt einen Ständer 10, in dem eine zylindrische Trommel 11 mit verhältnismäßig großem Durchmesser auf einer horizontalen Achse drehbar gelagert ist. Die Trommel 11 ist hohl, und die zylindrische Wand der Trommel ist perforiert. Über eine Leitung 12 ist eine nicht dargestellte Unterdruckpumpe an die Trommel 11 angeschlossen. Durch die hierdurch hervorgerufene Saugwirkung werden die Folien 1, 2 auf der zylindrischen Oberfläche der Trommel festgehalten.

Der Durchmesser der Trommel 11 kann beispielsweise so gewählt werden, daß auf dem Umfang der Trommel zwei Folien 1, 2 aufgelegt werden können. Die beiden Folien 1, 2 haben dann etwa die in der Zeichnung dargestellte Lage, bei der die einander benachbarten seitenkanten 3, 4 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern einen verhältnismäßig großen Winkel α miteinander bilden. Während die Heizdrähte 8 auf den Folien 1, 2 jeweils einen dem Verlauf der Unterkanten 5 entsprechenden Bogen beschreiben, hat der Bogen, den die Heizdrähte im Bereich des Winkels α zwischen den Seitenkanten 3, 4 beschreiben, eine zu der Krümmung auf den Folien 1, 2 entgegengesetzte Krümmung, so daß die Heizdrähte über die gesamte Trommeloberfläche gesehen einen wellenförmigen Verlauf haben.

Zum Drehantrieb der Trommel 11 dient der Getriebemotor 14, der von einem Regelverstärker 16 angesteuert wird. Oberhalb der Trommel 11 ist an dem Ständer 10 eine parallel zur Drehachse der Trommel 11 verlaufende Führungsschiene 18 angeordnet, auf der ein Schlitten 20 verfahrbar gelagert ist. Der Antrieb des Schlittens 20 erfolgt über eine Spindel 21, die von einem Getriebemotor 22 in Drehung versetzt wird. Der Getriebemotor 22 wird von einem Regelverstärker 24 angesteuert.

An dem Schlitten 20 ist die Drahtablegevorrichtung 26 angeordnet. Die Drahtablegevorrichtung umfaßt eine auf einer entsprechenden Halterung gelagerte Drahtvorratsspule 27, eine elektrisch beheizte Druckrolle 28, die den von der Vorratsspule 27 kommenden Draht in die Folie eindrückt, sowie geeignete Führungsmittel für den Draht zwischen der Vorratsspule und der Druckrolle, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Eine detaillierte Beschreibung einer solchen Drahtablegevorrichtung zum Ablegen eines geraden Drahtes ergibt sich aus der EP 0553025 A1, auf die insoweit Bezug genommen wird.

Die eigentliche Drahtablegevorrichtung 26 ist an einer senkrecht angeordneten Welle 29 angeordnet, die an dem Schlitten 20 drehbar gelagert ist. Über ein Kegelradgetriebe 30 wird die Winkellage der Drahtablegevorrichtung 26 mit Hilfe des Getriebemotors 31 gesteuert. Der Getriebemotor 31 wird von einem Regelverstärker 32 angesteuert.

Wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung ist der für die Programmsteuerung der Vorrichtung ausgerüstete Prozessor 35. Dieser Prozessor 35 ist mit einem geeigneten Datenspeicher versehen, in den die Daten für das Zeit-Weg- Programm eingegeben werden, nach dem der Draht 8 auf den Folien 1, 2 und auf der Zylinderfläche der Trommel zwischen den beiden Folien 1, 2 abgelegt werden soll. Entsprechend diesem Programm steuert der Prozessor 35 über die Steuerleitung 36 den Regelverstärker 16 für den Drehantrieb der Trommel 11, über die Steuerleitung 37 den Regelverstärker 24 für den Drehantrieb der Spindel 21, und über die Steuerleitung 38 den Regelverstärker 32 für die Winkelverstellung der Drahtablegevorrichtung 26.

Auf der Führungsschiene 18 können auch mehrere jeweils mit einer Drahtablegevorrichtung versehene Schlitten 20 angeordnet sein, so daß bei ausreichender Länge der Trommel 11 in Achsrichtung der Trommel 11 gesehen mehrere Folien auf der Trommel befestigt und gleichzeitig mit einem Draht belegt werden können.

Wenn auf die beschriebene Weise der Draht 8 auf den Folien 1, 2 auf dem gewünschten Flächenbereich befestigt ist, schaltet der Prozessor 35 den Drehantrieb der Trommel 1 ab. Nun wird jeweils auf die Kupferfolienstreifen 40, die zuvor auf den Folien an den Seitenrändern befestigt worden waren und die auf der mit dem Draht 8 belegten Seite oberflächlich verzinnt sind, ein zweiter Kupferfolienstreifen mit verzinnter Oberfläche aufgelegt. Mit Hilfe eines Lötkolbens werden nun die aufeinanderliegenden Kupferfolienstreifen unter Einschluß der Drähte 8 miteinander verlötet. Anschließend werden die Drähte außerhalb der Folien 1, 2 neben den als Stromzuführungsschienen dienenden Kupferfolienstreifen durchgetrennt. Die Folien 1, 2 werden nun nach Aufhebung des Unterdrucks in der Trommel 11 von der Trommel 11 abgenommen und werden anschließend in bekannter Weise zu Verbundglasscheiben weiterverarbeitet.

Claims (8)

1. Verfahren zum Ablegen und Fixieren eines dünnen Metalldrahtes auf der Oberfläche der thermoplastischen Folie einer Verbundglasscheibe, bei dem die thermoplastische Folie auf der Oberfläche einer zylindrischen Trommel durch Unterdruck festgehalten, die Trommel in Drehung versetzt, und der Metalldraht mit Hilfe einer ein beheiztes Einlegewerkzeug, eine Drahtvorratsspule und Mittel zur Führung des Drahtes von der Drahtvorratsspule unter das beheizte Einlegewerkzeug aufweisenden Drahtablegevorrichtung auf der Folie fortlaufend abgelegt wird, indem der Drahtablegevorrichtung auf einer parallel zur Trommelachse angeordneten Führungsbahn eine lineare Vorschubbewegung erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die lineare Vorschubbewegung der Drahtablegevorrichtung nach einem entsprechend der gewünschten Kurvenform der Drähte erstellten Zeit-Weg-Programm gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablegen und Fixieren des Drahtes bei gleichbleibender Drehbewegung der Trommel erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Drehbewegung der Trommel nach einem entsprechend der gewünschten Kurvenform der Drähte erstellten Zeit-Weg-Programm gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Drahtablegevorrichtung entsprechend der jeweiligen Linearbewegung der Drahtablegevorrichtung verändert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer zylindrischen, von einem Antriebsmotor (14) in Drehung versetzbaren Trommel (11), deren Hohlraum über einen Leitung (12) unter Unterdruck setzbar und deren Zylinderwand zur Saugbefestigung der Folien (1, 2) perforiert ist, einer oberhalb der Trommel (11) parallel zur Trommelachse angeordneten Führungsschiene (18), einem entlang der Führungsschiene (18) verfahrbaren und über einen Motor (22) angetriebenen Schlitten (20), und einer an dem Schlitten (20) angeordneten Drahtablegevorrichtung (26) mit einer auf der Trommeloberfläche bzw. auf den Folien (1, 2) abrollenden und den Draht in die Folie eindrückenden beheizten Druckrolle (28), einer Drahtvorratsspule (27) und Mitteln zur Führung des Drahtes zwischen der Drahtvorratsspule (27) und der Druckrolle (28), dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsmotor (22)) für die Linearbewegung des die Drahtablegevorrichtung (26) tragenden Schlittens (20) ein Regelverstärker (24) vorgeschaltet ist, der von einem Prozessor (35) nach einem einem gewünschten Kurvenverlauf des Drahtes (8) auf der Folie (1, 2) entsprechenden Zeit-Weg-Programm angesteuert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch dem Antriebsmotor (14) für die Drehbewegung der Trommel (11) ein von dem Prozessor (35) angesteuerter Regelverstärker (16) vorgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtablegevorrichtung (26) an einer senkrecht zur Trommelachse drehbar gelagerten Welle (29) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellage der Drahtablegevorrichtung (26) durch einen Getriebemotor (31) steuerbar ist, der ebenfalls von dem Prozessor entsprechend dem Zeit-Weg-Programm angesteuert wird.