DE3906573A1 - Vorrichtung zum einstechen sehr kleiner loecher in eine folienbahn oder schlauchfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstechen sehr kleiner Löcher in eine Folienbahn oder eine Schlauchfolie, mit einer von der Folienbahn zumindest teilweise umschlungenen, hohlen, drehbaren Einstechwalze, in der Stechwerkzeuge radial verschiebbar angeordnet sind, und mit einem Betätigungselement zum radialen Verschieben der Stechwerkzeuge.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit welchen sehr kleine Löcher in Folien bzw. Schlauchfolien eingestochen werden können. Diese Vorrichtungen bestehen beispielsweise aus zwei Walzen, welche parallel zueinander angeordent sind und gegenläufig mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Die eine Walze ist mit einem Gummibelag versehen, die andere ist mit Nadeln bestückt. Der Achsabstand der beiden Walzen ist so gewählt, daß die Nadeln in den Gummibelag eindringen. In der Regel ist der Achsabstand und damit die Eindringtiefe der Nadeln in den Gummibelag veränderbar. Wird eine Folienbahn oder eine Schlauchfolie über die Gummiwalze geführt, werden mit Hilfe der Nadeln beim Rotieren der beiden Walzen Löcher in die Folienbahn bzw. die Schlauchfolie gestochen.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß die Nadeln nicht senkrecht in die Folie einstechen, sondern sich auf einer Kreisbahn bewegen und dadurch eine Relativbewegung in Laufrichtung der Folienbahn ausführen. Dadurch kommt es häufig vor, daß die Löcher in der Folienbahn ausreißen.

Bei einer anderen Vorrichtung sind die Nadeln an einer Platte befestigt. Diese Platte führt eine hin- und hergehende Horizontalbewegung und eine Vertikalbewegung aus und ist parallel zur Folienbahn angeordnet. Die Horizontalgeschwindigkeit der Platte entspricht der Geschwindigkeit der Folienbahn. Bewegt sich die Platte in der gleichen Richtung wie die Folienbahn, führt sie in dieser Zeit eine Vertikalbewegung in Richtung der Folienbahn aus und die Nadeln stechen die Löcher quer zur Folienbahn in die Folie ein. Dadurch können die Löcher in der Folie nicht ausreißen. Kurz bevor diese Horizontalbewegung der Platte beendet ist, wird die Platte wieder angehoben, bis die Nadeln aus der Folie herausgehoben sind. Dann wird die Platte wieder in ihre Ausgangsposition zurückgebracht. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß relativ große Massen hin- und herbewegt werden müssen, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit eingeschränkt wird. Außerdem ist diese Vorrichtung technisch aufwendiger als eine rotierende Vorrichtung.

Aus der DE-OS 21 54 057 ist eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Filmstreifen bekannt. Die Folie wird über einen Ring geführt, in dem Stanzwerkzeuge radial verschiebbar gelagert sind. Zur Führung dieser Stanzstempel ist noch ein zweiter innerer Ring vorgesehen, durch den die Stanzstempel nach innen vorstehen. Jeder Stanzstempel besitzt eine Druckfeder, die derart angeordnet ist, daß die Stanzstempel radial nach innen gedrückt werden. Das Ende dieser Stanzstempel liegt an einer feststehenden Nockenscheibe an, die derart ausgebildet ist, daß bei Drehung des äußeren und inneren Ringes die Stanzstempel in einem bestimmten Winkelbereich gegen die Kraft der Federn radial nach außen gedrückt werden. Auf diese Weise wird die in diesem Bereich auf dem äußeren Ring aufliegende Folie mit Löchern versehen.

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Enden der Stanzstempel während der Drehung der beiden Ringe über die Nockenscheibe gleiten, was zu einer erheblichen Abnutzung der Nockenscheibe und der Stanzstempel führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß aufgrund der großen Reibung zwischen den Stanzstempeln und der Nockenscheibe nur geringe Rotationsgeschwindigkeiten möglich sind. Weiterhin kann die Lochgröße nicht eingestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung, mit der Löcher in eine Folienbahn eingebracht werden können, ohne daß diese Löcher ausreißen, und die große Bearbeitungsgeschwindigkeiten bei minimalem Verschleiß gewährleistet, wobei zusätzlich gegebenenfalls noch die Lochgröße einstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß der kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung sieht als Betätigungselement für die Stechwerkzeuge im inneren der Einstechwalze eine weitere Walze vor, deren Drehachse nicht mit der Drehachse der Einstechwalze zusammenfällt. Dadurch wird eine exzentrische Anordnung der beiden Walzen geschaffen, so daß bei jeder Umdrehung der Abstand der Oberfläche der inneren Walze zur Innenoberfläche der Einstechwalze jeweils ein Minimum und ein Maximum durchläuft.

An der Innenseite der Einstechwalze ist mindestens eine Nadelleiste radial verschiebbar angeordnet, die mit einer Vielzahl von Nadeln bestückt ist. Die Nadeln sind radial nach außen gerichtet und greifen in entsprechende durchgehende Bohrungen in der Wand der Einstechwalze ein. Die Länge der Nadeln ist auf die Wandstärke derart abgestimmt, daß bei Anliegen der Nadelleiste an der Innenseite der Einstechwalze die Nadeln in der Außenseite der Einstechwalze um einen vorgegebenen Betrag vorstehen und daß sich bei zurückgezogener Nadelleiste die Nadeln vollständig in der Wand der Einstechwalze befinden.

Bei jeder Umdrehung der beiden Walzen wird die Nadelleiste im Bereich des minimalen Abstandes der beiden Walzen durch die innere Walze radial nach außen gedrückt, so daß die Nadeln aus der Mantelfläche der Einstechwalze heraustreten und in die auf der Einstechwalze aufliegende Folienbahn eindringen. Beim Weiterdrehen wird der Abstand zwischen den beiden Walzen größer, mit der Folge, daß die Nadelleisten sich wieder radial nach innen bewegen können.

Der Vorteil der exzentrischen Anordnung der beiden Walzen, die beide dieselbe Drehrichtung aufweisen, besteht darin, daß hohe Rotationsgeschwindigkeiten erreichbar sind, z.B. 200 m/Min., ohne daß eine nennenswerte Reibung zwischen den Nadelleisten und der inneren Walze auftritt. Der Verschleiß ist daher im Vergleich zu der Vorrichtung gem. DE-OS 21 54 057 äußerst gering.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die Einstechwalze und die innere Walze auf Flanschlagern drehbar gelagert, die mit exzentrisch angeordneten Bohrungen auf einer gemeinsamen, feststehenden Welle angeordnet sind. Zwischen den Flanschlagern und den Walzen sind Kugellager angeordnet.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Eindringtiefe der Nadeln in die Folienbahn durch Verdrehen der exzentrisch gebohrten Flanschlager der Einstechwalze veränderbar ist, so daß Löcher unterschiedlicher Größe herstellbar sind. Zu diesem Zweck sind die Flanschlager der Einstechwalze drehbar auf der Welle gelagert und in jeder gewünschten Winkelstellung bezüglich der Welle fixierbar. Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, die Flanschlager der inneren Walze drehbar anzuordnen.

Vorzugsweise sind die Flanschlager mit einem Hebel versehen, mit dem die Flanschlager während der Rotation der Einstechwalze manuell drehbar sind. Dies hat den Vorteil, daß während des Bearbeitungsvorgangs die Eindringtiefe der Nadeln in die Folienbahn noch nachreguliert werden kann. Zur Fixierung der Flanschlager der Einstechwalze ist an der Welle oder am Rahmen der Vorrichtung eine Befestigungsplatte angebracht, an der der Hebel in der gewünschten Winkelstellung ggf. mittels eines Bolzens fixierbar ist.

Durch das Drehen der Flanschlager wird der Abstand der Drehachsen der Einstechwalze und der inneren Walze verändert, wodurch der Abstand der inneren Walze zur Einstechwalze veränderbar ist, mit der Folge, daß die Nadelleiste mehr oder weniger weit radial nach außen verschoben wird. Die Länge der Nadelspitzen ist daher auf diesen Einstellbereich der beiden Walzen abgestimmt.

Vorzugsweise werden Nadeln verwendet, deren Spitze mindestens 5 mm lang ist. Wenn der Einstellbereich ebenfalls ca. 5 mm beträgt, können Löcher mit jedem beliebigen Durchmesser zwischen nahezu 0 und dem maximalen Nadeldurchmesser erzeugt werden.

Die Nadelleisten sind parallel zur Drehachse an der Innenseite der Einstechwalze angeordnet.

Die Nadelleisten sind in mindestens zwei an der Einstechwalze befestigten Bolzen geführt und sind mittels mindestens zweier Druckfedern im Abstand zur Innenwand der Einstechwalze gehalten. Das Vorsehen von Nadelleisten reduziert die Anzahl der Bauteile, da nicht für jedes Stechwerkzeug eine eigene Führung und eine eigene Feder erforderlich ist.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung

Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung

Fig. 3 einen Längsschnitt der Vorrichtung

Fig. 4 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 5a, b Nadelleisten in verschiedenen Abständen zur Einstechwalze.

In der Fig. 1 ist eine Ansicht der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist eine Grundplatte 2 auf, auf der Seitenteile 3 und 4 angeordnet sind, welche mit der Grundplatte 2 fest verbunden sind. Zwischen den beiden Seitenteilen 3 und 4 sind im unteren Bereich zwei Umlenkwalzen 5 und 6 angeordnet (s. Fig. 3). Oberhalb der beiden Umlenkwalzen 5 und 6 ist die Einstechwalze 7 angeordnet, die von der Folienbahn 28 zumindest teilweise umschlungen ist. Im Inneren der Einstechwalze 7 ist die innere Walze 12 exzentrisch zur Einstechwalze 7 angeordnet.

In der Fig. 2 ist ein Querschnitt der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Einstechwalze 7 ist mit Hilfe der Kugellager 8 und 9 drehbar auf den Flanschlagern 10 und 11 angeordnet. Diese Flanschlager 10, 11 weisen eine exzentrische Bohrung auf und sind auf der Welle 17 befestigt. Auch die innere Walze 12 ist über Kugellager 13, 14 drehbar auf den Flanschlagern 15, 16 angeordnet, die ebenfalls exzentrische Bohrungen aufweisen. Die Flanschlager 15 und 16 sind ebenfalls auf der gemeinsamen Welle 17 befestigt.

An der Innenseite der Einstechwalze 7 sind Nadelleisten 18 angeordnet, die mit einer Vielzahl von Nadeln 19 bestückt sind. Diese Nadelleisten 19 sind in Führungsbolzen 20, 21 bzw. 22, 23 geführt und werden mittels der Druckfedern 24 bzw. 26, 27 von der Innenseite der Einstechwalze 7 weggedrückt. Während der Rotation der Walzen 7 und 12 werden die Nadelleisten 19 im oberen Bereich durch die innere Walze 12 radial nach außen gedrückt, so daß die Nadeln 19 aus der Mantelfläche der Einstechwalze 7 heraustreten und in die auf der Einstechwalze 7 aufliegenden Folienbahn 21 eindringen.

Wie in der Fig. 3 zu sehen ist, wird die Folienbahn 28 um die Umlenkwalze 6 über die Einstechwalze 7 und um die Umlenkwalze 5 gelegt und in Pfeilrichtung bewegt. Da die Exzentrizität der Flanschlager 10 und 11 gegenüber der der Flanschlager 15, 16 in entgegengesetzter Richtung (Extremfall) angeordnet ist, haben auch die Einstechwalze 7 und die innere Walze 12 eine exzentrische Lage zueinander.

Durch das Lösen der Klemmschraube 29 und der Schrauben 30, 31, 32 und 33 können die Flanschlager 10 und 11 auf der Welle 17 verdreht und dadurch die Exzentrizität der Einstechwalze zu der inneren Walze 12 geändert werden.

Wird die Folienbahn 28 in Pfeilrichtung bewegt, wird die Walze 7 durch den Kontakt mit der Folienbahn 28 in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch dreht sich auch die Walze 12 durch Reibschluß mit den oberen Nadelleisten 18. Im unteren Bereich der Walze 12 liegen die Nadelleisten 18 nicht an der Innenfläche der Walze 7 an. Sie werden von den Druckfedern 26 und 27 radial zum Mittelpunkt der Walze 7 gedrückt, bis sie an dem Bund der Führungsbolzen 22 und 23 anliegen. In dieser Position liegen die Nadeln 19 vollständig innerhalb der Walze 7. Je weiter sich die Nadelleisten 18 nach oben bewegen, um so mehr nähern sie sich der äußeren Mantelfläche der Walze 12, bis sie an dieser anliegen. Beim Weiterdrehen der Walze 7 und 12 werden dann die Nadelleisten 18 von der äußeren Mantelfläche der inneren Walze 12 radial nach außen bewegt, bis die Spitzen der Nadeln 19 über die Mantelfläche der Walze 7 herausstehen. Durch diesen Bewegungsablauf dringen die Nadeln 19 senkrecht in die Folienbahn 28 ein und werden beim Abwärtsdrehen der Walzen 7 und 12 radial nach innen, also ebenfalls wieder senkrecht zur Folienbahn, aus dieser herausgezogen. Dadurch können die Löcher in der Folienbahn nicht ausreißen. Da die Walzen 7 und 12 eine Drehbewegung in nur einer Richtung ausführen, sind die bewegten Massen relativ klein und es können dadurch hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht werden. Die Vorrichtung wird entweder durch den Kontakt der Folienbahn 28 mit der Walze 7 angetrieben oder durch einen, nicht dargestellten Antriebsmotor.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Flanschlager 10 und 11 sind auf der Welle 17 mittels der Kugellager 50, 51 drehbar gelagert. An den Flanschlagern 10 und 11 sind Hebel 52 angeordnet, mit denen die Flanschlager während der Rotation der Walzen 7 und 12 gedreht werden können, um die Eindringtiefe der Nadeln 19 in die Folienbahn 28 nachzuregulieren. Zur Fixierung der Flanschlager 10 und 11 ist an der Welle 17 an beiden Enden jeweils eine Befestigungsplatte 54 vorgesehen. Mittels der Bolzen 53 können die Hebel 52 an dieser Befestigungsplatte 54 in den gewünschten Winkelstellungen fixiert werden.

In den Fig. 5a und 5b sind schematisch Nadelleisten 18 mit den Nadeln 19 dargestellt. Die Spitzen 60 der Nadeln 19 weisen eine Länge L auf, die so gewählt ist, daß durch die Veränderung der Exzentrizität die Lochgröße exakt einstellbar ist.

In der Fig. 5a liegt die Nadelleiste 18 an der Innenseite der Einstechwalze 7 an, so daß die Nadeln 19 mit ihrem maximalen Durchmesser aus der Walze 7 herausragen. In der Fig. 5b sind die Flanschlager 10, 11 so eingestellt, daß die innere Walze 12 die Nadelleiste 18 nicht vollständig bis zum Anschlag an der Einstechwalze 7 nach oben drückt. Dadurch dringen die Nadeln 19 nicht so tief in die Folienbahn 28 ein, so daß die erzeugten Löcher kleiner sind.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Einstechen sehr kleiner Löcher in eine Folienbahn oder eine Schlauchfolie, mit einer von der Folienbahn zumindest teilweise umschlungenen, hohlen, drehbaren Einstechwalze, in der Stechwerkzeuge radial verschiebbar angeordnet sind und mit einem Betätigungselement zum radialen Verschieben der Stechwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stechwerkzeuge aus Nadeln (19) bestehen, die auf mindestens einer an der Innenseite der Einstechwalze (7) radial verschiebbar gelagerten Nadelleiste (18) angeordnet sind, und,
daß das Betätigungselement eine in der Einstechwalze (7) angeordnete innere Walze (12) ist, deren Drehachse exzentrisch zur Drehachse der Einstechwalze (7) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstechwalze (7) und die innere Walze (12) auf Flanschlagern (10, 11 bzw. 15, 16) drehbar gelagert sind, die mit exzentrisch angeordneten Bohrungen auf einer gemeinsamen feststehenden Welle (17) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe der Nadeln (19) in die Folienbahn (28) durch Verdrehen der exzentrisch gebohrten Flanschlager (10, 11 oder 15, 16) veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschlager (10, 11 oder 15, 16) drehbar auf der Welle (17) gelagert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschlager (10, 11) in jeder gewünschten Winkelstellung bezüglich der Welle (17) fixierbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschlager (10, 11) einen Hebel (50) aufweisen, mit dem die Flanschlager (10, 11) während der Rotation der Einstechwalze (7) manuell drehbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (17) mindestens eine Befestigungsplatte (54) angebracht ist, an der der Hebel (52) in der gewünschten Winkelstellung fixierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L der Spitze (60) der Nadeln (19) mindestens 5 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelleiste (18) in mindestens zwei Bolzen (20, 21 bzw. 26, 27) geführt ist und mittels mindestens zweier Druckfedern (24, 25 bzw. 26, 27) im Abstand zur Innenwand der Einstechwalze (7) gehalten ist.